PRACA ORYGINALNA
Pojemność wodna i właściwości gleb rosyjskiej Arktyki (na przykładzie delty rzeki Leny i Półwyspu Jamalskiego)
1
Sankt Petersburg State University, Department of Applied Ecology, 16 line 29 Vasilyevskiy Island, 199178, Saint-Petersburg, Russia
2
FSBI “Arctic and Antarctic Research Institute”, Beringa 38, St. Petersburg, 199397 Russia
3
Department of Soil Science and Agrochemistry, Faculty of Agriculture, Saint-Petersburg State Agrarian University, Petersburg Highway 2, Pushkin, St. Petersburg, 196601, Russia
4
University of Zielona Góra, Institute of Environmental Engineering, 15 Prof. Z. Szafrana St., 65‑516 Zielona Góra, Poland
Data nadesłania: 22-01-2019
Data akceptacji: 06-12-2019
Data publikacji online: 19-05-2020
Data publikacji: 19-05-2020
Soil Sci. Ann., 2020, 71(1), 37-46
SŁOWA KLUCZOWE
STRESZCZENIE
Terasy zalewowe są jednym z najbardziej dynamicznych i najmłodszych obszarów czwartorzędowych strefy arktycznej. Znajdują się w strefach przejściowych (na granicy lądu i oceanu) strefy wiecznej zmarzliny, która jest istotna z puntu widzenia aktualnych procesów geochemicznych (np. wietrzenia) i bilansu wodnego. Stosunki termiczne i wodne gleb polarnych mają kluczowe znaczenie dla rozwoju pokrywy roślinnej, a także akumulacji i redystrybucji materii organicznej. W pracy przedstawiono właściwości hydrologiczne gleb powstających w warunkach przejściowych (granice lądowo-morskie). Badania wykazały różnice w pojemności wodnej między glebami powstałymi w warunkach sezonowego zalewania (wyraźnie przejścia między poziomami, warstwowanie profilu) oraz tymi, które nie podlegają zalewom wodami powodziowymi. Próbki glebowe pobrano w delcie Leny oraz na Półwyspie Jamalskim. Badane gleby cechują się stopniowo zmniejszającą się zdolnością do zatrzymywania wody wraz z głębokością. Stwierdzono, że intensywność i szybkość procesu rozmarzania i zamarzania zależy od charakterystyki reżimu hydrologicznego, który z kolei był silnie związany z głębokością warstwy aktywnej. Różnice między właściwościami analizowanych gleb były istotne. Rozkład pojemności wodnej w profilu różnił się w obrębie punktów badawczych. Globalne zmiany klimatu i duża wrażliwość ekosystemów arktycznych może prowadzić do znaczących zmian na obszarach pokrytych wieczną zmarzliną i mogą w bardzo widoczny sposób zmienić ich reżimy hydrologiczne, prowadząc do degradacji wiecznej zmarzliny i zmianę wertykalnego i horyzontalnego przepływu wody w basenach dużych rzek arktycznych.
REFERENCJE (41)
1.
Antcibor, I., Eschenbach, A., Zubrzycki, S., Kutzbach, L., Bolshiyanov, D., Pfeiffer E.M., 2014. Trace metal distribution in pristine permafrost-affected soils of the Lena River Delta and its hinterland, northern Siberia, Russia. Biogeosciences 11, 1–15. https://doi.org/10.5194/bg-11-....
2.
Bezkorovaynaya, I.N., Ivanova, G.A., Tarasov, P.A., Bogorodskaya, A.V., 2005. Pyrogenic transformation of soils in pine forests of the middle Taiga of the Krasnoyarsk Region. Siberian Ecological Journal 1, 143–152 (in Russian).
3.
Boike, J. et al., 2013. Baseline characteristics of climate, permafrost and land cover from new permafrost observatory in the Lena River Delta, Siberia (1998–2011). Biogeosciences 10, 2105–2128. https://doi.org/10.5194/bg-10-....
4.
Bolshiyanov, D.Y., Makarov, A.S., Schneider, V., Shtof, G., 2013. Origin and development of the delta Lena River. St. Petersburg: Arctic and Antarctic Research Institute (in Russian).
5.
Bowman, G.M., Hutka, J., 2002. Particle size analysis. [In:] McKenzie, N., Coughlan, K., Cresswell, H., (Eds), Soil Physical Measurement and Interpretation for Land Evaluation. CSIRO Publishing, Victoria, 224–239.
6.
Darmaeva, N.N., Haidapova, D.D., Badmaev, N.B., Nimaeva, O.D., 2009. Agrochemical and physico-mechanical properties of permafrost soils, determining their potential stability at agricultural use. Agrochemistry 11, 16–21 (in Russian).
8.
Dobrovolsky, G.V., 2005. Soils of the floodplains of the center of the Russian Plain. Moscow: MGU (in Russian).
9.
Dobrovolsky, G.V., Balabko, P.N., Stasyuk, N.V., Bykova, E.P., 2011. Alluvial soils of river floodplains and deltas and their zonal differences. Arid Ecosystems, 17(3), 5–13 (in Russian). https://doi.org/10.1134/S20790....
10.
Dobrovolsky, S.G., 2007. The problem of global warming and change in runoff of Russian rivers. Water Resources, 34(6), 643–655 (in Russian). https://doi.org/10.1134/S00978....
11.
Dobrovolsky, V.V., 1994. The main features of the geochemistry of the Arctic soil formation. Pochvovedenie, 6, 85–93 (in Russian).
12.
Dolgopolova, E.N., Kotlyakov, A.V., 2011. Permafrost in wellheads regions of the Arctic rivers of Russia. Ice and Snow, 1, 81–92 (in Russian).
14.
Fedorov, K.N., 1993. Genesis, evolution and diagnostic micromorphology of soils Water-accumulative plains of the arid zone. Abstract of the dissertation of PhD. Moscow, MGU (in Russian).
15.
Galabala, R.O., 1987. New data on the structure of the Lena delta. The Quaternary period of Northeast Asia. Magadan: Northeastern Integrated Research Institute of the Far Eastern Branch of the Academy of Sciences of the USSR, 125–171 (in Russian).
16.
Gartsman, B.I., 2001. The phenomenon of flow regulation in the model of the flooding cycle of a small river basin. Geography and Natural Resources, 2, 142–149 (in Russian).
17.
Gentsch, N., Mikutta, R., Alves, R.J.E., Barta, J., Capek, P., 2015. Storage and transformation of organic matter fractions in cryoturbated permafrost soils across the Siberian Arctic. Biogeosciences, 14, 4525–4542. https://doi.org/10.5194/bg-12-....
18.
Hugelius, G., Strauss, J., Zubrzycki, S., Harden, J.W., Schuure, A.G., 2014. Estimated stocks of circumpolar permafrost carbon with quantified uncertainty ranges and identified data gaps. Biogeosciences, 23, 6573–6593. https://doi.org/10.5194/bg-11-....
19.
IUSS Working Group. WRB. 2015. World reference base of soil resources. World Soil Resources Report, 106, FAO, Rome.
20.
Iwahana, G., Machimura, T., Kobayashi, Y., Fedorov, A., Konstantinov, P., Fukuda, M., 2005. Influence of forest clear-cutting on the thermal and hydrological regime of the active layer near Yakutsk, eastern Siberia. Journal of Geophysical Research, 110, 1–10. https://doi.org/10.1029/2005JG....
21.
Kabala, C., Zapart, J., 2012. Initial soil development and carbon accumulation on moraines of the rapidly retreating Werenskiold Glacier, SW Spitsbergen, Svalbard archipelago. Geoderma, 175, 9–20. https://doi.org/10.1016/j.geod....
22.
Kaverin, D.A., Pastukhov, A.V., Lapteva, E.M., Biasi, C., Marushchak, M., Martikainen, P., 2016. Morphology and properties of the soils of permafrost peatlands in the southeast of the Bol’shezemel’skaya Tundra. Eurasian Soil Science, 49(5), 498–511. https://doi.org/10.1134/S10642....
23.
Li, X.P., Chang, S.X., Salifu, K.F., 2014. Soil texture and layering effects on water and salt dynamics in the presence of a water table: a review. Environmental Reviews. 22, 41–50. https://doi.org/10.1139/er-201....
24.
Lupachev, A.V., Gubin, S.V., 2012. Organogenous derivative accumulative horizons cryosols of the tundra of the North of Yakutia. Eurasian Soil Sciences, 1, 45-55. https://doi.org/10.1134/S10642....
25.
Luthin, J.N., Guymon, G.L., 1974. Soil moisture-vegetation-temperature relationships in central Alaska. Journal of Hydrology, 23, 233–246. https://doi.org/10.1016/0022-1....
26.
Machico, A., 2005. Effect of organic carbon on hydrophysical properties of podzolic soil. Vestnik IB, 10, 8–-11 (in Russian).
27.
Polyakov, V., Orlova, K., Abakumov, E., 2018. Landscape-dynamic aspects of soil formation in the Lena River Delta. Czech Polar Reports, 8(2), 260–274. https://doi.org/10.5817/CPR201....
28.
Preuss, I., Knoblauch, C., Gebert, J., Pfeiffer, E.M., 2013. Improved quantification of microbial CH4 oxidation efficiency in arctic wetland soils using carbon isotope fractionation. Biogeosciences, 10, 2539–2552. https://doi.org/10.5194/bg-10-....
29.
Rawls, W.J., Pachepsky, Y.A., Ritchie, J.C., Sobecki, T.M., Bloodworth H., 2003. Effect of soil organic carbon on soil water retention. Geoderma, 16, 61–76. https://doi.org/doi:10.1016/S0....
30.
Reza, S.K., Nayak, D.C., Chattopadhyay, T., Mukhopadhyay, S., Singh, S.K., Srinivasan, R., 2016. Spatial distribution of soil physical properties of alluvial soils: a geostatistical approach. Archives of Agronomy and Soil Science, 62(7), 972–981. https://doi.org/10.1080/036503....
31.
Rippin, M., Becker, B., 2015. Biological soil crust diversity and variability of the Arctic and Antarctic. European Journal of Phycology, 50 (Sup. 1), 172–173. https://doi.org/10.1007/s00300....
32.
Rozhkov, V.A., Bondarev, A.G., Kuznetsova, I.V., Rakhmatulloev, K.R., 2002. Physical and hydrophysical properties of soils. Moscow, MGU (in Russian).
33.
Shiyatov, S.G., Mazepa, V.S., 1995. Climate. [In:] (Dobrynsky, L.N. (Ed.). Nature of Yamal. Ekaterinburg: Nauka, 32–68 (in Russian).
34.
Smagin, A.V., Sadovnikova, T.V., Nazarova, A.B., Kiryushova, A.V., Machico, A.V., Eremina, A.M., 2004. Effect of organic matter on the water-holding capacity of soils. Pochvovedenie, 3, 312–321 (in Russian).
35.
Trofimov, V.T., Badu, Y.B., Kudryashov, V.G., Firsov, N.G., 1975. Yamal Peninsula: (Engineering-geological survey). Moscow: MGU (in Russian).
36.
Ugarov, I.S., 2015. The soil hydrological constant of sand, water-permeability of frozen meadow-chernozem soil of the middle currents of rivers Lena and Amga. Successes of Contemporary Natural Sciences, 1, 26–28.
37.
Vlasenko, N.G., 2004. Water balance of small Russian catchments in the southern mountainous Taiga Zone: "Mogot" case study. Northern Research Basins Water Balance, 290, 65–77.
38.
Winterfeld, M., Laepple, T., Mollenhauer, G., 2015. Characterization of particulate organic matter in the Lena River delta and adjacent nearshore zone, NE Siberia – Part I: Radiocarbon inventories. Biogeosciences, 12, 3769–3788. https://doi.org/10.5194/bg-12-....
39.
Witkowska-Walczak, B., Bartmiński, P., Sławiński, C., 2015. Hydrophysical characteristics of selected soils from arctic and temperate zones. International Agrophysics, 29, 525–531. https://doi.org/10.1515/intag-....
40.
Zubrzycki, S., Kutzbach, L., Grosse, G., Desyatkin, A., Pfeiffer, E.M., 2013. Organic carbon and total nitrogen stocks in soils of the Lena River Delta. Biogeosciences, 10, 3507–3524. https://doi.org/10.5194/bg-10-....
41.
Zubrzycki, S., Kutzbach, L., Pfeiffer, E.M., 2014. Permafrost-affected soils and their carbon pools with a focus on the Russian Arctic. Solid Earth, 5, 595–609. https://doi.org/10.5194/se-5-5....
| eISSN: | 2300-4975 |
| ISSN: | 2300-4967 |
Przetwarzamy dane osobowe zbierane podczas odwiedzania serwisu. Realizacja funkcji pozyskiwania informacji o użytkownikach i ich zachowaniu odbywa się poprzez dobrowolnie wprowadzone w formularzach informacje oraz zapisywanie w urządzeniach końcowych plików cookies (tzw. ciasteczka). Dane, w tym pliki cookies, wykorzystywane są w celu realizacji usług, zapewnienia wygodnego korzystania ze strony oraz w celu monitorowania ruchu zgodnie z Polityką prywatności. Dane są także zbierane i przetwarzane przez narzędzie Google Analytics (więcej).
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
Możesz zmienić ustawienia cookies w swojej przeglądarce. Ograniczenie stosowania plików cookies w konfiguracji przeglądarki może wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronie.
