В исследовании природы полярных регионов существует немало вопросов. Один из них – это проблема зональности Арктики. Разные подходы к зональности воплотились в недавно изданном Национальном атласе Арктики.
Если самая высокоширотная зона на карте почвенно-географического районирования названа “арктической зоной (высокоарктической тундропустошью)”, то на карте растительности она уже определена как “высокоарктические тундры”, а на карте зон и типов поясности она отнесена к зоне тундр и названа “подзоной высокоарктических тундр (полярных пустынь)”. При оценке ландшафтной структуры территории Российской Арктики самая высокоширотная область делимитирована так же, как и на предыдущих картах, но отнесена она к “арктическим (полярным) пустыням”. Такая разница в подходах и представлениях и решение проблемы зональности Арктики требует современных и глубоких исследований всех компонентов экосистем, но особенно важно было исследовать компонент, одновременно относящийся к биоте и к почве, - биологическую составляющую почв. Этому и посвящена статья сотрудников Института географии РАН, Почвенного института и Московского государственного университета, вышедшая в апрельском номере журналов «Почвоведение» и «Eurasian Soil Science», соответственно, на русском и английском языках. Ссылки находятся в конце новости.
Почвы самого северного в России и вообще в восточном полушарии архипелага Земля Франца-Иосифа (ЗФИ), которые всеми исследователями однозначно отнесены к самой высокоширотной области Арктики, практически не изучались на протяжении шести десятилетий (с 1950 по 2010 гг.). После фундаментальных исследований Говорухи и Михайлова наступил длительный перерыв вплоть до организации Национального парка “Русская Арктика” и проекта “Арктический плавучий университет”, которые создали инфраструктуру для всестороннего изучения различных компонентов экосистем ЗФИ, включая почвы и микроорганизмы, населяющие их.
Несмотря на интенсификацию работ, почвы ЗФИ остаются новыми объектами для изучения специалистами практически любого направления почвоведения и экологии. Актуальность их исследования постоянно возрастает из-за обостренной реакции полярных экосистем ЗФИ на глобальные изменения климата. Целостная картина строения почвенного покрова архипелага, так же, как и всей высокоширотной части Арктики, еще не составлена. Недавние исследования сотрудников Института географии РАН Горячкина, Мергелова и Долгих в рамках экспедиций “Арктического плавучего университета” показали, что почвенный покров островов Алджер, Гукера, Земля Александры, Ферсмана и Хейса имеет мозаичное строение, которое определяется не столько широтным положением островов, сколько сложившимися на них местными условиями. На изученных участках соседствуют почвы высокоарктических тундр с развитыми подстилками и/или гумусовыми горизонтами и почвы высокоарктических пустошей, с органогенными горизонтами в виде тонкой криптогамной биопочвенной корки (biological soil crust) с редким присутствием сосудистых растений, обладающих очень разреженными корневыми системами. Почвы ЗФИ часто переувлажнены, иногда криотурбированы, а процессы аридного почвообразования в них пока не обнаружены. В связи с этим мы предложили использовать термин “пустошь” и отказаться от термина “полярная пустыня” в данном конкретном случае.
Перед авторами статьи стояла следующая задача – охарактеризовать на различных островах ЗФИ состояние таких почвенных параметров, как запасы и структура микробной биомассы, общее содержание органического углерода, а также почвенное дыхание (эмиссия СO2 c поверхности почвы). Эти параметры важны для решения указанной выше проблемы зональности Арктики.
Почвенный покров ЗФИ на островах Алджер, Ферсмана, Хейса, Гукера, Земля Александры состоит из чередующихся участков высокоарктических тундр, где развиты дерновые почвы и их сильнощебнистые разности, а также различные неполноразвитые почвы; многие из них характеризуются выраженными процессами криогенного погребения органического вещества. Участки высокоарктических пустошей характеризуются преобладанием неполноразвитых песчаных мерзлотных почв под лишайниковыми корками с разреженным покровом сосудистых растений. Почвы высокоарктических тундр имеют на порядок больше запасов углерода по сравнению с почвами пустошей и имеют уровни эмиссии CO2, сопоставимые с почвами арктических тундр. Почвы высокоарктических пустошей ЗФИ по запасам углерода и эмиссии диоксида углерода имеют переходный характер между почвами местных высокоарктических тундр и почвами Восточной Антарктиды.
Однако биомасса почвенных микроорганизмов в исследованных почвах ЗФИ, как высокоарктических тундр, так и пустошей, сильно не различается. Она сконцентрирована преимущественно в органогенных горизонтах (подстилочно-торфяных горизонтах, лишайниковых корках, оторфованном моховом очесе). В почвах высокоарктических пустошей вклад микробной биомассы в содержание общего органического углерода выше в несколько раз по сравнению с почвами местных тундр. По ряду микробиологических характеристик исследованные почвы ЗФИ ближе к почвам Антарктиды, а по некоторым показателям – даже к почвам жарких пустынь. В целом, можно сказать, что в микробиологическом отношении почвы ЗФИ занимают место в следующем ряду: почвы арктических тундр – почвы ЗФИ – почвы Восточной Антарктиды – почвы жарких пустынь.
В целом, этот «раунд» между высокоарктическими тундрами и полярными пустынями закончился вничью. Похоже, почвенные и биотические характеристики в экстремальных условиях могут сильно расходиться.
