Пространственно-временные закономерности формирования торфяных почв на европейском северо-востоке России и их трансформации в условиях меняющегося климата и антропогенного воздействия

Подготовлена карта распространения болот и заболоченных земель на территории Европейского Северо-Востока в границах Республики Коми и Ненецкого автономного округа. Оценено современное состояние торфяных почв и многолетнемерзлых пород в бугристых болотах крайнесеверной тайги и лесотундры. Определены особенности их формирования на протяжении голоцена. Высказано предположение, что в условиях потепления климата бугристые болота не будут источниками глобального поступления парниковых газов в атмосферу. Выявлены единые закономерности формирования гумусовых веществ в торфяных почвах бугристых болот крайнесеверной тайги и лесотундры. Показано, что структурно-функциональные параметры гумусовых веществ определяются совокупным действием криогенных процессов, естественным отбором термодинамически устойчивых структур в процессе гумификации, ботаническим составом и степенью разложения торфа. Идентифицирован в торфах состав ПАУ, н-алканов, низкомолекулярных органических кислот, углеводов и спиртов. Снижение границы мерзлоты сопровождается трансформацией законсервированных растительных остатков, гумусовых веществ и накоплением «тяжелых» ПАУ. Содержание в торфах стабильных изотопов δ¹³C, δ¹⁵N, отношение величин C/N, O/C и H/C, состав ПАУ, н-алканов и их соотношений (CPI, Paq, Pwax и др.), ансамбли неспецифических соединений в сезонно-талых многолетнемерзлых слоях бугристых торфяников можно рекомендовать в качестве индикаторов процессов современного и предшествующих этапов почвообразования. Впервые установлена специфика температурного режима почв бугристых болот в геоэкотоне крайнесеверная тайга – лесотундра – тундра. Преобладание в структуре почвенного покрова болот холодных мерзлотных почв бугров обеспечивает относительную стабильность многолетнемерзлых пород Субарктики при происходящих климатических изменениях. Предложен новый климатический параметр – индекс морозности почв, который позволяет оценивать температурную устойчивость мерзлотных почв как на локальном, так и региональном уровнях. Оценен вклад бугристых торфяников в запасы углерода арктических и субарктических экосистем. Подготовлена карта их текущих запасов для модельного ключевого участка. Оценка изменения региональных запасов почвенного углерода в тундре и лесотундре с использованием наиболее умеренного прогнозно-климатического сценария E-GISS прогнозирует их снижение в почвах на 3 - 3,5% к 2050 г. Изменения запасов углерода будут происходить в торфяно-минеральных и минеральных почвах, в почвах бугристых болот они практически не зависят от изменяемых характеристик климата и рельефа. Выявлены особенности состава микромицетов и прокариот в сезонно-талых и многолетнемерзлых слоях торфяных почв. Отмечены присутствие в мерзлых горизонтах бактериальных клеток с неповрежденной мембраной (до 34 − 44% общего числа бактерий) и возрастание в составе прокариот доли микроорганизмов, способных образовывать устойчивые к низким температурам покоящиеся формы (бактерии филума Firmicutes). Расширен таксономический список микромицетов тундровых почв (113 видов) за счет выделения новых видов (39) из торфяных почв бугристых болот. Показано, что почвы горных болот отличаются более высоким таксономическим разнообразием микромицетов. Составлен таксономический список торфяных почв горной ландшафтной зоны Северного и Приполярного Урала. Установлена специфика формирования почв мерзлотных бугристых болот в условиях Приполярного Урала. Определен ботанический состав их торфяной залежи, выявлены основные этапы ее формирования. Показано, что жирные кислоты липидной фракции можно использовать в качестве биомаркеров, отражающих отдельные этапы формирования торфяных отложений в болотных экосистемах горных ландшафтов Приполярного Урала. Предложено выделить в типе торфяных олиготрофных почв новый подтип – торфяные олиготофные остаточно-эутрофные слоистые почвы.