Эмиссия оксидов азота в почвах бореальных лесов (обзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обсуждаются денитрификационные потери азотсодержащих газов в биоме бореальных лесов. В почвах хвойных и лиственных лесов Западной Европы при денитрификации теряется 0.57 ± 0.2 и 1.0 ± 0.2 кг N-N2O/га/год. В Северной Америкe этот показатель был равен 0.35 ± 0.29 кг N-N2O/га/год для всех насаждений. Эмиссия N2O из лесных почв была связана с поступлением азота с атмосферными осадками с = 0.47 в хвойных лесах и с = 0.68 в лиственных насаждениях. Из почв в атмосферу возвращалось до 30% азота атмосферных выпадений. При большой атмосферной нагрузке эмиссия N2O составляла 20 кг N/га/год. На долю NO, N2O и N2 приходилось 21, 15 и 64%. Измерения эмиссии NO и особенно N2 остаются весьма редкими, что приводит к неполным оценкам денитрификационных потерь. Денитрификация является одним из самых трудных для исследования процессов азотного цикла в связи с отсутствием оптимального метода измерения.

Полный текст

Леса занимают около 40 млн км2 (27% площади суши) и являются самыми распространенными экосистемами нашей планеты, в значительной степени обеспечивающими функционирование биосферы. На биом бореальных лесов приходится около половины этой площади (Реймерс, 1990).

Реализация основных биогеохимических циклов (С и N) в лесу происходит в сложноустроенных экосистемах с почвенным профилем, пронизанным корневыми окончаниями с ризосферными зонами, микоризными комплексами, сапротрофными грибами, бактериями и почвенной фауной. Трансформация органического вещества почвы происходит с участием циклического поступления корневых экссудатов, составляющих до 40% углерода нетто-фотосинтеза деревьев (Lladо et al., 2017).

В цикле азота в лесу значительный интерес представляют процессы денитрификации, ветви азотного цикла, продуцирующей оксиды азота и молекулярный азот в лесных почвах. Это важная часть расходного баланса азота в лесу, до настоящего времени определяемая весьма приближенно. Часть продуктов денитрификации поступает в атмосферу, увеличивая парниковый эффект.

В отечественной литературе есть обобщающие публикации по потерям закиси азота в пахотных почвах (Кудеяров, 2020), но аналогичные работы для лесных почв отсутствуют. Настоящая публикация содержит обзор и анализ зарубежной информации по измерению продуктивности процесса денитрификации в почвах бореальных лесов. Отечественные публикации на эту тему остаются крайне редкими (Гришакина, 2007; Комарова и др., 2015; Климова и др., 2019).

Микробиологические процессы образования газообразного азота и оксидов азота в лесных почвах

К ним относится нитрификация, денитрификация, хемоденитрификация, диссимиляторная нитратредукция. В биосфере основная роль в продуцировании оксидов азота принадлежит гетеротрофной денитрификации, где закись азота выделяют бактерии и грибы с NO редуктазами, а потребляют преимущественно бактерии с N2O редуктазой, которой нет у грибов. NH4+ окисляется до NO3 и затем восстанавливается до NO2, NO, N2O и N2 (Умаров и др., 2007). Не исключают и участие автотрофной “нитрификационной денитрификации”, осуществляемой автотрофными нитрификаторами (van Groenigen et al., 2015). Выделение вклада указанных процессов в общий эмиссионный поток азотсодержащих газов сталкивается с серьезными методическими затруднениями (Умаров, и др., 2007; Ананьева и др., 2015). Вопрос о соотношении вклада грибов и бактерий в процесс денитрификации изучен недостаточно (Xu et al., 2021). Для осуществления процессов денитрификации в почве необходимы носители процесса, нитраты, дефицит кислорода, лабильное органическое вещество и соответствующие температура и увлажнение. Полагают, что денитрифицирующие бактерии составляют 10–15% бактериальной популяции в почве, воде и отложениях (Ambus, Zechmeister-Boltenstern, 2007). Кроме того, в лесу оксиды азота способны выделяться из крон хвойных деревьев при фотолизе HNO3, обеспечивая потери азота, равные 52 г/га за вегетационный период (Raivonen et al., 2006).

Методы измерения денитрификации и особенности реализации процесса в почве

Процесс денитрификации всегда был сложным для исследования из-за проблем измерения крайне низких концентраций оксидов азота и малых изменений содержания N2 на фоне его высокого присутствия в атмосфере. Существует несколько методологических подходов для измерения процесса: определение в атмосфере ацетилена, использование изотопов 14N и 15N, прямое количественное определение N2, определение отношения N2:Ar, подходы с балансом массы, стехиометрический подход, использование градиента экологических трассеров денитрификации, молекулярный подход (Groffman et al., 2006а; Butterbach-Bahl et al., 2013). При исследовании почв наиболее часто используют ацетиленовый и изотопный методы. Ацетилен останавливает восстановление NO3 на стадии N2O (Федорова и др., 1973). При этом ацетилен ингибирует одни процессы азотно-углеродного цикла и стимулирует другие (Oremland, Capone, 1988), что искажает результаты измерения N2O. Поскольку при микробной трансформации азотсодержащих соединений происходит дискриминация содержания 15N в каждом последующем продукте, то используют отношение изотопов 15N:14N для количественных оценок процесса. Все подходы при своей реализации сталкиваются с серьезными методическими затруднениями и имеют свои достоинства и недостатки. Оптимального метода для измерения денитрификации нет (Groffman et al., 2006а). Это обстоятельство, а также высокий пространственный разброс активности процесса при его реализации в почве (van Groenigen et al., 2015) и наличие суточной динамики (Wu et al., 2021) делают денитрификацию очень сложной для изучения ветвью азотного цикла.

Продуцирование и распределение азотсодержащих газов в почвенном профиле

Эмиссия закиси азота лесными почвами в течение года зависит от продуцирования и ассимиляции N2O микроорганизмами в почвенном профиле. При доминировании образования газа закись азота выделяется из почвы, если преобладает потребление, то почва адсорбирует этот газ (Kellman, Kavanaugh, 2008; Matson et al., 2009; Saari et al., 2009).

Повышенные концентрации закиси азота в почвенном профиле отмечены на глубине ниже 30 см с увеличением концентраций N2O вниз по профилю почвы. Этот градиент формируется с середины января и достигает максимума (более 10 раз) в начале марта. В верхней части профиля газ ассимилируется, а в нижней образуется, в связи с пониженной активностью N2O редуктаз из-за возможного дефицита воды в период морозов. Через гранулированный проницаемый барьер мерзлой почвы закись азота диффундирует в атмосферу. Снежный покров может сдерживать диффузию. В мае активизируются корни растений, поглощающих минеральный азот. Градиент концентраций N2O в почвенном профиле исчезает к середине июля (Klemedson et al.,1997; Kitzler et al., 2006; Goldberg et al., 2010).

В кислых, грубогумусных почвах бореальной зоны с преобладанием аммонификации над нитрификацией образуется мало нитратов, что сдерживает развитие денитрификации.

Выделение продуктов денитрификации из почв бореальных лесов

В Западной Европе выделение закиси азота из почв в хвойных лесах изменяется от 0.025 кг N/га/год в Швеции до 1.5 кг N/га/год в Германии при средней оценке равной 0.57 ± 0.16 кг N/га/год (табл. 1). В лиственных массивах среднее значение этого показателя равно 1.1 ± 0.34 кг N/га/год, при отклонениях от 0.17 до 4.1 кг N/га/год. В расчеты не включен максимум процесса, равный 20 кг N/га/год в дубово-буковом лесу в Нидерландах (табл. 2).

 

Таблица 1. Эмиссия оксидов азота и молекулярного азота из почв хвойных лесов

Лесной фитоценоз

Географическое положение

кг N га–1 год–1

Источник

Nатм

N2O

NO

Сосновый лес

Сосновый лес

Сосновый лес

Сосновый лес,

май – ноябрь

Сосновый лес.

Возраст, годы

4

17

32

67, апрель – декабрь

Сосновый лес

Еловый лес

Еловый лес

Еловый лес

Финляндия

Германия

То же

Провинция Саскачеван, Канада

Провинция Онтарио, Канада

Северо-восток США

Швеция

Германия

То же

3

24

35

3.8

4

10

4–5

24–40

24

0.026

0.52–4.5

0.4–1.3

0.05;0.08

–0.13

0.05

–0.082

–0.28

0.016

0.025

0.31

0.4; 1.3

0.0005

0.22–2.7

Pilegaard et al., 2006

Вutterbach-Bahl et al., 1997

Borken, Beese, 2005

Matson et al., 2009

Peichl et al., 2010

Bowden et al., 1991

Klemedson et al.,1997

Borken et al., 2002

Borken, Beese, 2005

 

Лесной фитоценоз

Географическое положение

кг N га-1 год-1

Источник

*Nатм

N2O

N2

Еловый лес

Еловый лес

Хвойный лес

То же

Лес из дугласии

Еловый лес

Хвойный лес

Лес из ели и пихты,

март – ноябрь

Хвойный лес

Германия

То же

То же

Западная Европа

Нидерланды

Провинция Саскачеван, Канада

То же

Полуостров Новая Шотландия, Канада

Штат Висконсин, США

24

25

20

15

35

4

4

10

8

1.5

0.4–3.1

0.17

0.52

0.08–0.12

0.02

0.10

2.1

6.4–9

2.7

0.12

7.2

Goldberg et al., 2010

Вutterbach-Bahl et al., 2002a

Schulte-Bisping et al., 2003

Pilegaard et al., 2006

van DijkDuyzeret, 1999

Matson et al., 2009

Corre et al., 1999

Kellman, Kavanaugh, 2008

Goodroad, Keeney, 1984

Примечание. *Nатм – поступление азота с атмосферными осадками.

 

Таблица 2. Эмиссия оксидов азота и молекулярного азота из почв лиственных лесов

Лесной фитоценоз

Географическое положение

кг N га–1 год–1

Источник

Nатм

N2O

NO

N2

Дубово-буковый лес

Нидерланды

50

20

  

Tietema et al., 1991

Буковый лес

То же

35

 

0.05

 

van Dijk, Duyzeret, 1999

Широколиственный лес

Германия

40

1.4

  

Schulte-Bisping, Beese, 2003

Буковый лес

То же

24–40

0.4–1.3

  

Вorken, Beese, 2005

То же

То же

20

0.17

 

0.71`

Wolf, Brumme, 2003

То же

То же

20

3.0

 

0.51

 

То же

То же

24

0.49

  

Jungkunst et al., 2012

То же

То же

25

1.6–6.6

2.3–3.5

12.4

Вutterbach-Bahl et al., 2002.a

То же

Австрия

12

0.64

0.021

 

Kitzler et al., 2006

Широколиственный лес

Германия

20

0.79

0.31

  

Смешанный лес

 

20

2.0

  

Schulte-Bisping et al., 2003,2016

То же

То же

13

0.7

   

Лиственный лес

Западная Европа

20

1.1

0.35

 

Pilegaard et al., 2006

При осушении массива ольхи за 322 дня

Германия

 

72

  

Brumme et al., 1999

После осушения

  

1–5

   

 

Лесной фитоценоз

Географическое положение

кг N га–1 год–1

Источник

Nатм

N2O

NO

Осиновый лес

Провинция Саскачеван, Канада

4

0.14

 

Matson et al., 2009

Широколиственный лес

Штат Висконсин, США

8

0.89

 

Goodroad, Keeney, 1984

То же

Северо-восток США

10

0.1

 

Bowden et al., 1990

То же

Штат Западная Вирджиния, США

11.5

0.18

 

Peterjohn et al., 1998

То же

Штат Пенсильвания, США,

10

0.23

 

Bowden et al., 2000

То же

Штат Нью-Гэмпшир, США

11

0.82

 

Groffman et al., 2006

Контроль

То же

11

0.24

 

Groffman et al., 2011

Вариант с удалением снежного покрова

То же

 

0.63

  

Смешанный лес

Штат Западная Вирджиния, США

10

 

0.012–0.018

Venterea et al., 2004

То же

Штат Мэн, США

25–30

 

0.05–0.59

 

 

Эмиссия закиси азота на осушенных органических почвах елового леса в Швеции была в 6 раз выше, чем из минеральной почвы, и составляла 2.4 ± 0.2 и 0.4 ± 0.15 кг N/га/год (Aurangojeb et al., 2017).

В Северной Америке с меньшим поступлением азота из атмосферы выделение N2O в хвойных и лиственных лесах составляет в среднем 0.35 ± 0.29 кг N/га/год, изменяясь от 0.02 кг N/га/год в канадской тайге до 2.1 кг N/га/год в хвойном лесу штата Висконсин, США (табл. 1). От средних значений минерализации азота в подстилках и гумусовых горизонтах средневозрастных хвойных (50 кг N/га/год) и лиственных (100 N/га/год) лесов (Разгулин, 2022) средние газообразные потери элемента не превышают 1%.

Максимальное выделение закиси азота (72 кг N/газа 11 месяцев) отмечено при осушении ольхового болота в Германии. После мелиорации эмиссия газа снизилась до 1–5 кг N/га/год (табл. 2).

Межгодовые различия продукции закиси азота в лесных почвах изменялись от 1,5 раз в канадской тайге (Matson et al., 2009), до 4 раз в широколиственных лесах США (Bowden et al., 1991; 2000; Groffman et al., 2006б) и достигали 3.5–7 раз в лесах Западной Европы (Вutterbach-Bahl et al., 1997, 2002б). В депрессиях рельефа этот показатель возрастал до 6 раз (Groffman et al., 2011).

Сведения о поступлении NO и N2 из лесных почв в атмосферу очень ограничены. В Западной Европе выделение оксида азота изменялось от 0.0005 кг N/га/год в сосновом лесу в Финляндии до 9 кг N/га/год в насаждении ели в Германии (табл. 1) при среднем значении равном 2.7–3 ± 1.3 кг N/га/год.

Лиственные насаждения характеризуются изменением данного показателя от 0.21 до 3.5 кг N/га/год и составляют в среднем 1.33 ± 0.67 кг N/га/год (табл. 2).

Одновременные измерения эмиссии NO, N2O и N2 остаются единичными. В Германии общее выделение этих газов из почвы хвойного и букового леса составило 16.6 и 19.4 кг N/га/год. Оксид азота составлял 46 и 15% общего потока, на закись азота приходилось 10 и 21%. Вклад молекулярного азота был равен 43 и 64% (табл. 1, 2). Малое количество измерений эмиссии NO и N2 из лесных почв занижает оценку денитрификационных потерь.

В Западной Европе в среднем из почв хвойных и лиственных лесов выделяется 2.7 ± 1.3 и 0.35 ± 0.16 кг N/га/год оксида азота и 0.57 ± 0.2 и 1 ± 0.2 кг N га/год закиси азота. Во всех лесах продукция закиси азота не была связана с азотом атмосферы (Pilegaard et al., 2006). Однако максимум выделения N2O из лесной почвы был отмечен в Нидерландах (20 кг N/га/год) при рекордной атмосферной нагрузке 50 кг N /га/год (Tietema et al., 1991).

В хвойных лесах продукция NO хорошо соотносилась с приходом азота из атмосферы (r2 = 0.82) и не была связана с этим показателем в лиственных массивах. Денитрификация обеспечивала возвращение в атмосферу до 30% азота атмосферных осадков (Tietema et al., 1991; Pilegaard et al., 2006; Jungkunst et al., 2012).

На территориях со значительным поступлением азота из атмосферы отмечается и более высокая эмиссия закиси азота (табл. 1, 2). Эти параметры коррелировали между собой с коэффициентом корреляции, равным 0.47 при р = 0.05 в хвойных лесах и 0.68 при р = 0.01 в лиственных. Значения были рассчитаны по табл. 1, 2. При малом приходе азота из атмосферы происходит преимущественно сток закиси азота в почву, что и наблюдалось в канадской тайге (Matson et al., 2009; Peichl et al., 2010).

В Финляндии доминировали болота с низкой продукцией N2O, от 0.19 до 0.4–2.7 кг N/га/год. На осушенных болотных массивах потери N2O возрастали до 5–25 кг N/га/год. Различное отношение С:N торфа обеспечивало 5% изменений продукции N2O, и 13% было связано с типом болот и характером болотной растительности (Alm et al., 1999; Maljnen et al., 2010; Ojanen et al., 2010).

Измерение денитрификации ацетиленовым методом

В массивах хвойных лесов продуктивность денитрификации изменялась от 0.01 кг N/га/годв канадской тайге до 1.8–4.6 кг N/га/год в почвах катены под еловым лесом в России (табл. 3). Для кленово-буковых лесов с дерново-подзолистыми почвами денитрификационные потери варьировали от 0.016 до 40 кг N/га/год (Groffman, Tiedje, 1989). Процесс измеряли в лабораторных условиях в почвенных кернах. Средние из таких оценок являются весьма приближенными и, скорее всего, завышенными. Значительные расхождения в продуктивности денитрификации отмечены и в насаждении ольхи, составляющие 0.66–7.0 кг N/га/год (табл. 3). В лесах умеренного пояса Западной Европы и Северной Америки денитрификационные потери азота в хвойных массивах варьировали от 0.10 до 2.4 кг N/га/год, составляя в среднем 0.30 кг N/га/год. В лиственных насаждениях значения этого параметра были равны 0.30–28 и 3 кг N/га/год.

 

Таблица 3. Продуктивность денитрификации в лесных почвах

Лесной фитоценоз, почва

Географическое положение

N2O,

кг N га–1 год–1

Источник

Еловый лес. Почва:

торфяно-глеевая

палево-подзолистая

буроземная

дерново-глеевая

Хвойный лес

Вырубка дугласии

Насаждение ольхи

Зрелый буковый лес

Насаждение ольхи

Кленово-буковый лес

Хороший дренаж, участки 1, 2, 3

Почва: глинистая 1

илисто-глинистая 2

песчаная 3

Средний дренаж 1, 2, 3

Низкий дренаж 1, 2, 3

Кленово-дубовый лес

Кленово-липовый лес

Заболоченный кленовый лес

Тверская область, Россия

Провинция Британская

Колумбия, Канада

Штат Орегон, США

Германия

Штат Мичиган, США

4 (V–IX)

2.4

1.8

4.6

0.01

0.66 (V–X)

0.66

0.4

7.0

10

18

0.6

11, 17, 0.8

24, 40, 0.5

0.014 (V–IX)

0.029

0.047

Гришакина, 2007

Gushon, Feller, 1989

Vermes, Myrold, 1992

Mogge et al., 1999

Groffman, Tiedje, 1989

Merril., Zak, 1992

 

В масштабах планеты выделение закиси азота из почв лесов умеренного пояса (n = 15) и тропических лесов (n = 22) оценивают в 1 ± 0.4 и 3 ± 5 кг N/га/год (Oertel et al., 2016).

В среднем потери азота при денитрификации в почвах лесов умеренной зоны, измеренные в атмосфере ацетилена (Barton et al., 1999), соизмеримы с эмиссией оксидов азота (Regina et al., 1998), но их соотношение изучено недостаточно.

Глобальное потепление и рост общей азотизации биосферы (Dai et al., 2020; Li et al., 2022), увеличение содержания СО2 в атмосфере (Gineyts, Niboyet, 2023) изменяют микробную активность азотного цикла. Катаболические процессы начинают преобладать над анаболическими. Цикл азота смещается от микробной иммобилизации к усилению минерализации, нитрификации и денитрификации в наземных экосистемах (Dai et al., 2020). По этим причинам поступление закиси азота из почв планеты в атмосферу возросло с 6.3 ± 1.1 Тг N/год в 1861 г. до 10 ± 2 Тг N/год в 2007–2016 гг. (Tian et al., 2019).

Сезонная динамика денитрификации в лесных почвах и факторы ее определяющие

В широколиственном лесу Наббард-Брук (штат Нью-Гэмпшир, США) поток N2O зимой (XII, I–III) составляет 12% годовой величины, весной (IV–V) – 14%, летом (VI–VIII) – 44% и осенью (IX–XI) – 30% (Groffman et al., 2006б).

В горизонте почвы (А0–А1) нетто-минерализация азота, нитрификация и денитрификация (измерение с ацетиленом) в смежные годы исследования были равны 11.9 и 21.9, 7.2 и 12.4, 0.14 и 0.65 г N/м2/год соответственно. Денитрификационные потери азота составляли в среднем 2% от нетто-минерализации и 3.6% от нитрификации (Groffman et al., 2001).

В некоторых работах до 86% сезонных вариаций эмиссии N2O и NO определялись гидротермическим режимом почвы, однако чаще сезонная динамика выделения этих газов в хвойных и лиственных лесах не была связана с этими параметрами. Во всех массивах отмечена отрицательная корреляция эмиссии N2O с отношением С: N в лесных почвах с r2 = 0.87 (Klemedson et al., 1997; Schmidt et al., 1988; Groffman et al., 2006; Kitzler et al., 2006; Pilegaard et al., 2006). Содержание нитратов в минеральной почве смешанного леса коррелировало с сезонными изменениями эмиссии NO с r2 = 0.65 (Teepе et al., 2000). В Нидерландах концентрации N2O в почвенном воздухе уменьшались с опусканием уровня грунтовых вод (Tietema et al., 1991). Регрессионные уравнения, учитывающие изменения температуры и влажности почвы, поступления азота из атмосферы, сезонного прироста фитоценоза объясняли 67 и 50% сезонной эмиссии NO и N2O в еловом лесу в Германии (Luo et al., 2012).

В течение года максимальная эмиссия закиси азота лесными почвами (до 84% годовой величины) обычно отмечается весной и осенью, при чередовании замерзания и оттаивания (Goodroad, Kenney, 1984; Brumme et al., 1999; Курганова и др., 2004; Hentschel et al., 2008; Schmitt et al., 2008; Goldberg et al., 2010). Выделение N2O из илистых почв происходит в 9 раз активнее, чем в супесях (Teepе et al., 2004). Лабораторные исследования не выявили какого-либо общего объяснения высокой эмиссии закиси азота из лесных почв в эти периоды.

При замерзании в почве могут быть незамерзшие пленки влаги, обволакивающие частицы с запасом питательных веществ. В этих микроагрегатах возможно образование и накопление N2O. Замерзшая влага экранирует выход образовавшегося газа, который освобождается при оттаивании. Увеличение выхода закиси азота стимулируется повышением температуры и ростом доступного органического вещества (Курганова и др., 2004).

Изменения содержания кислорода в почве влияют на соотношение NO, N2O и N2 в общем потоке газов. Это позволяет объяснить кратковременное увеличение эмиссии N2O из почвы после интенсивных дождей (Благодатский, 2011).

При измерении с ацетиленом только 50% вариаций процесса денитрификации были связаны с сезонными изменениями гидротермических параметров почвы, содержания нитратов и лабильного Сорг (Groffman et al., 1989; Mogge et al., 1998), однако в отдельных исследованиях нитраты были главным параметром, контролирующим денитрификацию (Merril, Zak, 1992). Рост содержания влаги в почве мог как увеличить активность денитрификации (Klemedson et al., 1997), так и оставить ее значения без изменения (Peterjohn et al., 1998).

Регрессионное уравнение, включающее сезонные изменения влажности почвы, концентрации нитратов, денитрификационный потенциал и эмиссию СО2, описывало до 79% вариаций денитрификации (Vermes, Myrold, 1992). Добавление в регрессионную модель потенциальной активности денитрификационных ферментов (АДФ), отношения АДФ: С микробной биомассы объясняли до 96% изменений денитрификации. Интенсивность процесса возрастала с изменением механического состава от песчаных почв к глинистым и илисто-глинистым (Groffman, Tiedje, 1989).

В насаждении ольхи температура почвы коррелировала с процессами денитрификации (измерение с ацетиленом, r2 = 0.44) и эмиссией N2O (r2 = 0.64). Несмотря на различие в продуктивности процесса у ольхи и бука, сезонная динамика денитрификации на обоих участках была близка (Moggе, 1998).

Потери N2O и NO из осушенного лесного болота Финляндии (горизонт торфа 0–15 см) с мая по сентябрь составили 3.1 и 0.3 кг N/га. Выделение обоих газов было максимально при заполнении влагой 60–70% объема пор торфяного субстрата. Сезонная динамика выделения обоих газов была связана с содержанием нитратов, активностью нитрификации, эмиссией СО2 и температурой почвы (= 0.28–0.4). Добавки минерального азота и мочевины незначительно увеличивали эмиссию N2O, но потери NO возрастали в 1.5–2 раза. Газообразные потери составляли 4% от минерализованного азота (Regina et al., 1998).

Глобальный анализ проявления процесса показал, что микробная биомасса, рН, текстура, влажность и средняя годовая температура объясняли около 60% изменений активности денитрификации. Полагают, что содержание азота в почве и микробная биомасса являются наиболее сильными предикторами процесса (Li et al., 2022).

Известны математические модели денитрификации в почве. Соответствие между экспериментальными и расчетными скоростями процесса изменялось от 75 до 150% (Barton, 1999). Отмечается, что сложные имитационные модели более точны, чем простые уравнения, основанные на коэффициентах выбросов оксидов азота. Так как эмиссию N2 из почвы измерять сложно и дорого, предлагается использовать расчетное значение этого параметра, полученное в математических моделях (Del Grosso et al., 2020).

Изменение экологических условий лесных экосистем и их влияние на денитрификацию

В почве вырубки при удалении древостоев происходит накопление аммония, что стимулирует нитрификацию даже при росте анаэробиоза почвы. Это обуславливает возрастание денитрификационных потерь на свежих вырубках как в хвойных, так и лиственных лесах умеренной зоны. У хвойных с денитрификацией терялось в среднем 0.3 кг N/га/год в лесу и 2.4 кг N/га/год на вырубке. У лиственных пород значения этих параметров составляли 3 и 5.4 кг N/га/год соответственно (Barton et al., 1999). По данным обзорной работы (Zhang et al., 2022), рубка до 2 раз увеличивает эмиссию N2O из почв широколиственных лесов и незначительно изменяет этот параметр в хвойных и смешанных насаждениях. Процесс возвращается к исходному уровню через 4–6 лет после рубки (Barton et al., 1999; Zhang et al., 2022).

В хвойном лесу в Финляндии отмечено поглощение закиси азота почвой вырубки в первый год после рубки и ее эмиссия во второй год, что связывают с увеличением в почве вырубки лабильного Сорг (Saari et al., 2009). На полуострове Новая Шотландия (Канада) вырубка смешанного леса не изменила поток закиси азота из почвы, составлявшего на вырубке и в лесу 0.027 ± 0.05 кг N/га с марта по ноябрь (Kellman, Kavanaugh, 2008).

Внесение минерального азота весьма часто стимулирует выделение закиси и оксида азота лесными почвами (Bowden et al., 1991; Klemedson et al., 1997; Peterjohn et al., 1998; Venterea et al., 2004; Kitzler et al., 2006) при единичных исключениях (Bowden et al., 2000). Oтмечается, что при высокой атмосферной нагрузке на водосборе со смешанным лесом может иметь место абиогенное образование оксида азота. Увеличение эмиссии NO может увеличить фитотоксичность озона в атмосфере и сдерживать накопление углерода фитоценозом как реакцию леса на увеличение поступления атмосферного азота и содержания СО2 (Venterea et al., 2004).

Добавление нитратов в почву широколиственного леса (штат Нью-Джерси, США) приводило к двойному увеличению эмиссии N2O по сравнению с контрольными площадями. Добавление фосфатов в 1.6 раза уменьшало активность процесса на одних участках, но не изменило его значения на других (Ullah, Zinati, 2006).

Ухудшение дренажа часто увеличивает денитрификационные потери азота в лесу в 1.1–2.4 раза. В общих газообразных потерях азота происходит снижение доли N2O на 25% в заболоченных лесах и на 70–90% в почвах с хорошим дренажем (Groffman, Tiedje, 1989; Merril, Zak, 1992).

Удаление снежного покрова увеличивало эмиссию закиси азота из почвы до 6 раз в еловом лесу в Германии (Goldberg et al., 2010) и в 2.6 раза в широколиственном лесу в США (табл. 2), но было недостоверно в кленово-буковом насаждении (штат Нью-Гэмпшир, США), где на участках без снега и контрольных площадях выделялось 0.12 ± 0.08 и 0.08 ± 0.06 г N/м2/год. Породный состав древостоев не влиял на продукцию закиси азота, составлявшую на участках с сахарным кленом и желтой березой 0.074 ± 0.06 и 0.083 ± 0.041 г N /м2/год (Groffman et al., 2006б).

В сосновом лесу возраст древостоев не коррелировал с продукцией N2O (табл. 1). Выделение закиси азота возрастало с увеличением Сорг в подстилке (Schulte-Bisping et al., 2003).

В эксперименте увеличение видового разнообразия почвенной фауны незначительно увеличивало эмиссию СО2 из почвы, но заметно снижало выделение N2O, что может свидетельствовать о более полной денитрификации (Lubbers et al., 2020).

Ранее в экспериментальных исследованиях почв природных зон европейской части России было показано, что скорость восстановления закиси азота была выше ее эмиссии. Это указывает, что основным продуктом денитрификации является молекулярный азот (Кромка и др., 1991). В нашей стране экспериментальных оценок эмиссии N2 из лесных почв нет. Немногочисленные исследования эмиссии закиси азота в лесных и болотных экосистемах страны (Тверская область, Карелия) показали преимущественное поглощение закиси азота верхними горизонтами почв, что позволяет рассматривать эти экосистемы как природный сток для N2O (Гришакина, 2007; Мамай и др., 2013; Комарова и др., 2015). Учитывая данные этих исследований, а также низкое выделение и адсорбцию закиси азота в почвах таежных экосистем Скандинавии, Канады и США (Bowden et al., 1990, 1991; Klemedson et al., 1997; Pilegaard et al., 2006; Kellman, Kavanaugh, 2008; Matson et al., 2009; Peichl et al., 2010), логично предположить, что колоссальные по площади таежные леса России с низким приходом азота с осадками (особенно в Сибири и на Дальнем Востоке) (Меняйло и др., 2018) дают малый вклад в поступление азотсодержащих газов в атмосферу. К сожалению, для более точных оценок нет экспериментальных данных.

Выводы

  1. Таким образом, поступление денитрификационных газов из лесных почв положительно коррелирует с Nатм, поддерживая высокий уровень процесса в лесах Западной Европы и меньший в лесных массивах Северной Америки, возвращая до 30% “атмосферного азота”. Отмечается и поглощение N2O и NO в почвенном профиле.
  2. На вырубках возможно увеличение газообразных потерь азота из почв по сравнению с лесом.
  3. Денитрификационные потери азота составляют менее 5% от нетто-минерализованного азота в почвенном профиле в течение года.
  4. Температура и увлажнение почвы, концентрации нитратов и органического вещества, отношение C:N в почве объясняют не более 50% сезонных изменений процесса денитрификации. Не установлены параметры, эффективно контролирующие сезонную динамику процесса.
  5. Поступление денитрификационных газов из лесных почв в атмосферу в основном представлено закисью азота и является неполным и заниженным из-за ограниченного количества выполненных измерений эмиссии NO, NO2и N2, что снижает достоверность оценок суммарного газового потока.
  6. Денитрификация остается одним из самых сложных для изучения процессов азотного цикла, с отсутствием оптимального метода ее измерения.

Этическое одобрение

Эта работа не содержит каких-либо исследований с участием людей и животных.

Конфликт интересов

Автор данной работы заявляет об отсутствии конфликта интересов.

×

Об авторах

С. М. Разгулин

Институт лесоведения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kriador@yandex.ru
Россия, с. Успенское, Одинцовский р-н, Московская обл. 143030

Список литературы

  1. Ананьева Н.А., Иващенко К.В., Стольникова Е.В., Степанов А.Л., Кудеяров В.Н. Особенности определения нетто-продуцирования N2O почвами // Почвоведение. 2015. № 6. С. 702–714. https://doi.org/10.7868/S0032180X15060027
  2. Благодатский С.А. Микробная биомасса и моделирование цикла азота в почве. Автореферат диссертации д. б. н. (03.02.03, 03.02.13). Пущино, 2011. 40 с.
  3. Гришакина И.Е. Особенности микробной трансформации азота в почвах южной тайги (на примере ЦЛГПБЗ). Автореферат диссертации к. б. н. (03.00.07, 03.00.27). М.: МГУ, 2007. 25 с.
  4. Климова А.Ю., Степанов А.Л., Манучарова Н.А. Особенности трансформации соединений азота и углерода в олиготрофной торфяной почве // Почвоведение. 2019. № 10. С. 1198–1202. https://doi.org/10.1134/S0032180X19100046
  5. Комарова Т.В., Васенев И.И., Поветкин В.А. Экологическая оценка почвенных потоков парниковых газов в сукцессиях зарастания залежи Центрально-Лесного заповедника // Материалы V конференции ЛАМП (Лаборатория агроэкологического мониторинга, моделирования и прогнозирования экосистем РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) / Под ред. И.И. Васенева. М.: “Принт Формула”, 2015. С. 90–96.
  6. Кромка М., Степанов А.Л., Умаров М.М. Восстановление закиси азота микробной биомассой в почвах // Почвоведение. 1991. № 8. C. 121–126.
  7. Кудеяров В.Н. Эмиссия закиси азота из почв в условиях применения удобрений (аналитический обзор) // Почвоведение. 2020. № 10. C. 1192–1205. https://doi.org/10.31857/S0032180X2010010X
  8. Курганова И.Н., Типе Р., Лопес де Гиреню В.О. Динамика выделения N2O из пахотных и лесных почв при чередовании замерзания и оттаивания // Почвоведение. 2004. № 11. С. 1375–1384.
  9. Мамай А., Федорец Н., Степанов А. Процессы азотфиксации и денитрификации в подзолистых почвах хвойных и мелколиственных лесов среднетаежной подзоны Карелии // Лесоведение. 2013. № 1. С. 66–74.
  10. Меняйло О.В., Матвиенко А.И., Макаров М.И., Ченг Ш.-К. Роль азота в регуляции цикла углерода в лесных экосистемах // Лесоведение. 2018. № 2. С. 143–159. https://doi.org/10.7868/S0024114818020067
  11. Разгулин С.М. Цикл азота в экосистемах южной тайги Европейской России. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2022. 161 с.
  12. Реймерс Н.Ф. Природопользование. М.: Мысль, 1990. 639 с.
  13. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почве. М.: Геос, 2007. 137 с.
  14. Федорова Р.И., Милехина Е.И., Илюхина Н.И. О возможности метода газообмена для обнаружения жизни вне Земли // Известия АН СССР. Серия биологическая. 1973. № 6. С. 797–806.
  15. Alm J., Saarnio S., Nykanen H. Winter CO2, CH4 and N2O fluxes on some natural and drained boreal peatlands // Biogeochemistry. 1999. V. 44. P. 163–186. https://doi.org/10.1023/A:1006074606204
  16. Ambus P., Zechmeister-Boltenstern S. Denitrification and N-Cycling in Forest Ecosystems. Biology of the Nitrogen Cycle. 2007. P. 343–358.
  17. Aurangojeb M., Klemedtsson L., Rütting T., He H., Weslien P., Banzhaf S. Nitrous oxide emissions from Norway spruce forests on drained organic and mineral soil // Сanadian Journal of Forest Research. 2017. V. 47. P. 1482–1487. https://doi.org/abs/10.1139/cjfr-2016-0541
  18. Barton L., Mclay C., Schipper L., Smith C. Annual denitrificaftion rates in agricultural and forest soils: a reviev // Australian Journal of Soil Research. 1999. V. 37. P. 1079–1093.
  19. Borken W., Beese F., Brumme R., Lamersdorf N. Long-term reduction in nitrogen and proton inputs did not affect atmospheric methane uptake and nitrous oxide emission from a German spruce forest soil // Soil Biology & Biochemistry. 2002. V. 34. P. 181–51819.
  20. Borken W., Beese F. Control of nitrous oxide emissions in European beech, Norway spruce and Scots pine forests // Biogeochemistry. 2005. V. 76. P. 141–159. https://doi.org/10.1007/s10533-005-2901-8
  21. Bowden R.D., Steudler P.A., Mellilo J.M., Aber J.D. Annual nitrous oxide fluxes from temperate forest soils in the nord heastern United States // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 1990. V. 95. P. 13997–14005.
  22. Bowden R.D., Steudler P.A., Mellilo J.M., Aber J.D. Effect of nitrogen additions on annual nitrous oxide fluxes from temperate forest soils in the northeastern United States // Journal of Geophysical. Research: Atmospheres. 1991. V. 96. P. 9321–9328.
  23. Bowden R.D., Rullo G., Stevens G.R., Steudler P.A. Soil fluxes of carbon dioxide, nitrous oxide, and methane at a productive temperate deciduous forest // Journal Environmental Quality. 2000. V. 29. P. 268–276. https://doi.org/10.2134/jeq2000.00472425002900010034x
  24. Brumme R., Borken W., Finke S. Hierarchical control of nitrous oxide emissions in forest ecosystems // Global Biogeochemical Cycles. 1999. V. 13. P. 1137–1148. https://doi.org/10.1029/1999GB900017
  25. Вutterbach-Bahl K., Gasche R., Breuer L., Papen N. Fluxes of NO and N2O from temperate forest type, deposition and of liming on the NO and N2O emissions // Nutrient Cycling in Agroecosystems. 1997. V. 48. P. 79–90.
  26. Вutterbach-Bahl K., Willibald G., Papen N. Soil core method for direct simultaneous determination of N2 and N2O emissions from forest soils // Plant & Soil. 2002а. V. 240. P. 105–116. https://doi.org/10.1023/A:1015870518723
  27. Вutterbach-Bahl K., Gasche R., Willibald G., Papen N. Excange of N-gases at the Hogwald Forest – A summary // Plant & Soil. 2002б. V. 240. P. 117–123.
  28. Butterbach-Bahl K., Baggs E., Dannenmann M., Kiese R., Zechmeister-Boltensterne S. Nitrous oxide emissions from soils: how well do we understand the processes and their controls? // Philosohhical. Transactions Royal Society Lond. B. Biol. Sci. 2013. 368. P. 20130122. https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0122
  29. Corre M., Pennock D.J., Kessel C.V., Elliot D.K. Estimation of annual nitrous oxide emissions from transitional grassland-forest region in Saskatchevan Canada // Biogeochemistry. 1999. V. 44. P. 29–49. https://doi.org/10.1023/A:1006025907180
  30. Dai Z., Yu M., Chen H., Zhao H., Huang Y., Su W., Xia F. et al. Elevated temperature shifts soil N cycling from microbial immobilization to enhanced mineralization, nitrification and denitrification across global terrestrial ecosystems // Global Ghange Biology. 2020. V. 26. P. 5267–5276. https://doi.org/10.1111/gcb.15211
  31. Del Grosso S., Smith W., Kraus D., Massad R., Vogeler I., Fuchs K. Approaches and concepts of modelling denitrification: increased process understanding using observational data can reduce uncertainties // Current Opinion in Environmental Sustainability. 2020. V. 47. P. 37–45. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2020.07.003
  32. van Dijk S., Duyzer J. Nitric oxide emissions from forest soils // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 1999. V. 104. P. 1595–1596. https://doi.org/10.1029/1999JD900195
  33. Gineyts R., Niboyet A. Nitrification, denitrification, and related functional genes under elevated CO2: A meta-analysis in terrestrial ecosystems // Global Ghange Biology. 2023. V. 29. P. 1839–1853. https://doi.org/10.1111/gcb.16568
  34. Goldberg S.D., Borken W., Gebauer G. N2O emission in a Norway spruce forest due to soil frost: concentration and isotope profiles shed a new light on an old story // Biogeochemistry. 2010. V. 97. P. 21–30. https://doi.org/10.1007/s10533-009-9294-z
  35. Goodroad L., R. Keeney D. Nitrous Oxide Emission from forest, Marsh, and Prairie Ecosystems // Journal Environmental Quality. 1984. V. 13. P. 448–452.
  36. van Groenigen J., Huygens D., Boeckx P., Kuyper Th., Lubbers I., Rutting T., Groffman P. The soil N cycle: new insights and key challenges // SOIL. 2015. V. 1. P. 235–256. https://doi.org/10.5194/soil-1-235-2015
  37. Groffman P., Tiedje J. Denitrificaftion in a north temperate forest soils: spatial and temporal patterns at the landskape and seasonal scales // Soil Biology & Biochemistry. 1989. V. 21. P. 613–620. https://doi.org/10.1016/0038-0717(89)90053-9
  38. Groffman P., Driskoll C., Fachey T., Hardy J., Fitzhugh R., Tierney J. Effect of mild winter freezing on soil nitrogen and carbon dynamics in a northern hardwood forest // Biogeochemistry. 2001. V. 56. P. 191–213. https://doi.org/10.1023/A:1013024603959
  39. Groffman P., Altabet M., Boёhlke J., Butterbach-Bahl K., David M., Firestone M., Giblin A., Kana T., Nielsen L., Voytek M. Methods For Measuring Denitrification: Diverse Approaches To A Difficult Problem // Ecological Applications. 2006a. 16 (6). P. 2091–2122. https://doi.org/10.1890/1051-0761(2006)
  40. Groffman P., Hardy J., Driskoll C., Fachey T. Snow depth, soil freezing, and fluxes of carbon dioxide nitrous oxide and methane in a northern hardwood forest // Global Change Biology. 2006б. V. 12. P. 1748–1760. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2006.01194.
  41. Groffman P., Hardy J., Fashn-Kann S., Driskoll C., Cleavitt N., Fachey T., Fisk M. Snow depth, soil freezing and nitrogen cycling in a northern hardwood forest landskape // Biogeochemistry. 2011. V. 102. P. 223–238. https://doi.org/10.1007/S10533-010-9436-3
  42. Gushon G.H., Feller M.C. Asymbiotic nitrogen fixation and denitrificaftion in a mature forest in coastal British Columbia // Сanadian Journal of Forest Research. 1989. V. 19. P. 1194–2000.
  43. Hentschel K., Borken W., Matzner E. Repeated freeze-thaw events affect leaching losses of nitrogen and dissolved organic matter in a forest soil // Journal Plant Nutrition Soil Science. 2008. V. 17. P. 699–606. https://doi.org/10.1002/JPLN.200700154
  44. Jungkunst H., Bargsten A., Timme M., Glatzel S. Spatial variability of nitrous oxide emissions in unmanaged old-growth beech forest // Journal Plant Nutrition Soil Science. 2012. V. 175. P. 739–749. https://doi.org/10.1002/jpln.201100412
  45. Kellman L., Kavanaugh K. Nitrous oxide dynamics in managed northern forest soil profiles: is production offset by consumption? // Biogeochemistry. 2008. V. 90. P. 115–128. https://doi.org/10.1007/s 10533.008.9237.0
  46. Kitzler B., Zechmeister-BoltcnstemS., Holtermann C., Skiba U., Butterbach-Bahl K. Nitrous oxide emission from two beech forests subjected to different nitrogen loads // Biogeosciences. 2006. V. 3. P. 293–310. https://doi.org/10.5194/bg-3-293-2006
  47. Klemedson L., Klemedson K.A., Maidan F., Weslien P. Nitrous oxide emission from Swedish forest soils in relation to liming and simulated increased N~deposition // Biology and Fertility of Soils. 1997. V. 25. P. 290–295. https://doi.org/10.1007/s003740050317
  48. Li Z., Tang Z., Song Z., Chen W., Tian D., Tang S. et al. Variations and controlling factors of soil denitrification rate // Global Ghange Biology. 2022. V. 28. P. 2133–2145. https://doi.org/10.1111/gcb.16066.
  49. Llado S., Lуpez-Mondejar R., Baldrian P. Forest Soil Bacteria: Diversity, Involvement in Ecosystem Processes, and Response to Global Change // Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2017. V. 81 (2). e00063-16. https://doi.org/10.1128/MMBR.00063–16
  50. Lubbers I., Berg M., De Deyn G., van der Putten W., van Groenigen J.W. Soil fauna diversity increases CO2 but suppresses N2O emissions from soil // Global Change Biology. 2020. V. 26. P. 1886–1898. https://doi.org/10.1111/gcb.14860
  51. Luo G., Bruggemann N., Gasche W., Grote R., Butterbach-Bahl K. Decadal variability of soil CO2, NO, N2O, and CH4 fluxes at the Hoglwald Forest, Germany // Biogeosciences. 2012. V. 9. P. 1741–1763. https://doi.org/10.5194/bg-9-1741-2012
  52. Maljnen M., Hytonen J., Martikainen P.J. Cold-season nitrous oxide dynamics in a drained boreal peatland differ depending on land-use practice // Сanadian Journal of Forest Research. 2010. V. 40. P. 565–572. https://doi.org/10.1139/X10-004
  53. Matson A., Pennock D., Bedard-Hau A. Methane and nitrous oxide emissions from mature forest stands in the boreal forest, Saskatchewan, Canada // Forest Ecology & Management. 2009. V. 258. P. 1073–1083. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2009.05.034
  54. Merril A., Zak D. Factors controlling denitrificaftion rates in upland and swamp forest // Сanadian Journal of Forest Research. 1992. V. 22. P. 1597–1604.
  55. Mogge B. Nitrous oxide emissions and denitrification N-losses from forest soils in the Bornhoved Lake region (Northern Germany) // Soil Biology & Biochemistry. 1998. V. 30. P. 703–710. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(97)00205-8
  56. Mogge B., Kaiser E-A., Munch J-C. Nitrous oxide emissions and denitrification N-losses from agricultural soils in the Bornhoved Lake region: influence of organic fertilizers and land-use // Soil Biology & Biochemistry. 1999. V. 31. P. 1245–1252. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(99)00039-5
  57. Oertel C., Matschullat J., Zurba K., Zimmermann F., Erasmi S. Greenhouse gas emissions from soils – A review // Chemie der Erde. 2016. V. 76. P. 327–352. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2016.04.002
  58. Ojanen P., Minkkinen K., Alm J., Pentilla T. Soil-atmosphere CO2, CH4 and N2O fluxes in boreal forestry-drainage peatland // Forest Ecology & Management. 2010. V. 260. P. 411–421. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2010.04.036
  59. Oremland R.S., Capone D.G. Use of “specific” inhibitors in biogeochemistry and microbial ecology // Advances in Microbial Ecology. 1988. V. 10. P. 285–383.
  60. Peichl M., Arain M.A., Ullan S., Moore T.R. Carbon dioxide, methane and nitrous oxide exchanges in an age-sequence of temperate pine forests // Global Change Biology. 2010. V. 16. P. 2198–2212. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2009.02066.x
  61. Peterjohn W.T., McGervey R.J., Sexstone A.J., Christ M.J., Foster C.J., Adams M.B. Niitrous oxide production in two forested watersheds exhibiting symptoms of nitrogen saturation // Сanadian Journal of Forest Research. 1998. V. 28. P. 1723–1732. https://doi.org/10.1139/cjfr-28-11-1723
  62. Pilegaard C., Skiba U., Ambus P., Beier C., Brtiggemann N., Butterbach-Bahl K. et. al. Factors controlling regional differences in forest soil emission of nitrogen oxides (NO and N2O) // Biogeosciences. 2006. V. 3. P. 651–661. https://doi.org/10.5194/bg-3-651-2006
  63. Raivonen M., Bonn B., Sanz M., Vesala T., Kulmala M., Hari P. UV-induced NOx emissions from Scots pine: Сould they originate from photolysis of deposited HNO3? // Atmospheric Environment. 2006. V. 40. P. 6201–6213. https://doi.org/10.14214/df.71
  64. Regina R., Mykanen H., Maijanen M., Silvola J., Martikainen P.J. Emissions of N2O and NO and net nitrogen mineralization in a boreal forested peatland treated with different nitrogen compounds // Сanadian Journal of Forest Research. 1998. V. 28. P. 132–140. https://doi.org/10.1139/x97-198
  65. Saari P., Saarnio S., Kukkonen J., Akkanen J., Heinonen J., Saari V., Alm J. DOC and N20 dynamics In upland and peatland forest soils after clear-cutting, and soil preparation // Biogeochemistry. 2009. V. 94. P. 217–231. https://doi.org/10.1007/s10533.009.9320.1
  66. Schmidt J., Conrad R., Seiler W. Emission of nitrous oxide from temperate forest soils into the atmosphere // Journal Atmospheric Chemistry. 1988. V. 6. P. 95–115. https://doi.org/10.1007/BF00048334
  67. Schmitt A., Glaser W., Borken W., Matzner E. Repeated freeze-thaw cycles changed organic matter quality in a temperate forest soil // Journal Plant Nutrition Soil Science. 2008. V. 17. P. 707–718. https://doi.org/10.1002/jpln.200700334
  68. Schulte-BispingH., Brumme R., Priesack E. Nitrous oxide emission inventory of German forest soils // Journal of Geophysical. Research: Atmospheres. 2003. V. 108. P. 41–32. https://doi.org/10.1029/2002JD002292
  69. Schulte-BispingH., Beese F. N-fluxes and N-turnover in a mixed beech–pine forest under low N-inputs // European Journal of Forest Research. 2016. V. 135. P. 229–241. https://doi.org/10.1007/s10342-015-0931-x
  70. Teepe R., Brumme R., Beese E. Nitrous oxide emissions from frozen soils under agricultural, fallou and forest land // Soil Biology & Biochemistry. 2000. V. 32. P. 1807–1810. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(00)00078-X
  71. Teepe R., Beese R., Ludwig B. Emissions of N2O from soils during cycles of freezing and thawing and the effects of soil water, texture and duration of freezing // Soil science. 2004. V. 55. P. 357–362. https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.2004.00602.x
  72. Tian H., Yang J., Xu R., Lu C., Canadell J., Davidson E. et al. Global soil nitrous oxide emissions since the preindustrial era estimated by an ensemble of terrestrial biosphere models: Magnitude, attribution, and uncertainty // Global Ghange Biology. 2019. V. 25. P. 640–659. https://doi.org/10.1111/gcb.14514
  73. Tietema A., Bouten W., Wartenberg P.E. Nitrous oxide dynamics in an oak-beech forest ecosystem in the Netherlands // Forest Ecology & Management. 1991. V. 44. P. 53–61.
  74. Venterea R., Groffman P., Castro M., Verchot L. et. al. Soil emissions of nitric oxide in two forest watersheds subjected to elevated N inputs // Forest Ecology & Management. 2004. V. 196. P. 335–349. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(04)00238-5
  75. Vermes J., Myrold D. Denitrification in forest soils of Oregon // Сanadian Journal of Forest Research. 1992. V. 22. P. 504–512.
  76. Ullah S., Zinati G. Denitrification and nitrous oxide emissions from riparian forests soils exposed to prolonged nitrogen runoff // Biogeochemistry. 2006. V.81. P. 253–267. https://doi.org/10.1007/s10533-006-9040-8
  77. Wolf I., Brumme R. Dinitrogen and nitrous oxide formation in beech forest floor and mineral soils // Soil Science Society America Journal. 2003. V. 67. P. 1862–1868. https://doi.org/10.2136/sssaj2003.1862. https://doi.org/10.1111/gcb.15791
  78. Wu Y-F., Whitaker J., Toet S., Bradley A., Davies C., McNamara N. Diurnal variability in soil nitrous oxide emissions is a widespread phenomenon // Global Gange Biology. 2021. V. 27. P. 4950–4966. https://doi.org/10.1111/gcb.15791
  79. Xu H., Yu M., Cheng X. Abundant fungal and rare bacterial taxa jointly reveal soil nutrient cycling and multifunctionality in uneven-aged mixed plantations // Ecological Indicators. 2021. V. 129. 107932. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.107932
  80. Zhang H., Tang C., Berninger F., Bai S., Wang H., Wang Y. Intensive forest harvest increases N2O emission from soil: A meta-analysis // Soil Biology & Biochemistry. 2022. V. 172. 108712. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108712

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».