Бас редактор Байжуманов М. К

ISSN 1607-2774 
Вестник Государственного университета имени Шакарима города Семей № 4(92) 2020 
265 
Проведение оценка эмиссии парниковых газов из сельскохозяйственных почв связана 
с главнейшей ролью почвы в образовании СО2 [1]. 
Суточная динамика эмиссии диоксида углерода из почвы зависит от типа экосистемы 
и климатической зоны, который определяет биологическую активность и термодинамические 
условия протекания процесса. При наблюдении за эмиссией из почвы по сезонам 
максимальная эмиссия обычно отмечается в середине лета, а минимальная – в зимнее 
время, характеризующийся низкой температурой и плохой проницаемостью промерзшей 
почвы [2]. Как отмечают зарубежные ученые, аккумуляция СО2, как и эмиссия, в почвенном 
профиле достигает максимальных значений в летнее время, а в течение холодного времени 
происходит постепенная разгрузка запасов газа из почвы в атмосферу. Кроме того, 
наблюдается увеличение концентрации диоксида углерода в профиле криогенных почв от 
поверхности к слою многолетнемерзлых пород [3].
Как показали результаты наших исследований, эмиссия парниковых газов зависит от 
типа ценоза. Так, на темно-каштановой почве Приуралья максимальное количество 
диоксида углерода в наблюдаемых периодах отмечалось под антропогенно-нарушенным 
ценозом (пастбище), когда, как на пахотном участке наблюдалась минимальная эмиссия. 
Как отмечают зарубежные ученые, длительное использование почвы в пашне приводит к 
ухудшению физико-химических свойств почвы – обеднению ее доступными для растений 
элементами питания и, вследствие чего, снижается микробиологическая активность почвы, 
также на интенсивность эмиссии диоксида углерода влияет растительность. При этом среди 
естественных ценозов наблюдаются различия в эмиссии СО2. Отсюда следует, в 
зависимости от фитоценоза эмиссия диоксида углерода в пределах одного типа почвы 
может быть различной. Так как, интенсивность эмиссии диоксида углерода зависит от 
многих факторов, следует отметить немаловажный фактор, как растительный покров, 
который напрямую регулирует микробную биомассу и все другие микробиологические 
процессы, происходящие в почве [4].
Цель исследования – получение современных оценок эмиссии CO2 в темно-
каштановой почве различной экосистемы Приуралья. 
Работа выполнена на территории Западно-Казахстанской области в 2018 году и 
имеет продолжение в 2019 году. Объектами исследований были темно-каштановые почвы 
ненарушенных и антропогенно-нарушенных сельскохозяйственных угодий.
Измерение эмиссии диоксида углерода проводилось с поверхности почвы по 
стандартному варианту закрытого динамического камерного метода (Closed dynamic 
chamber method (CDC)) на автоматической системе анализа потоков CO2 в почве Li-Cor 
8100A (Li-Corbiosciences, США): после установки измерительной камеры на поверхность 
почвы воздух циркулирует внутри замкнутой системы, состоящей из камеры, насоса, 
датчика скорости потока и инфракрасного газоанализатора, подключенного к портативному 
компьютеру. 
При 
использовании 
Li-8100A 
непосредственно 
перед 
измерением 
устанавливали кольца из нержавеющей стали диаметром 10,5 см и высотой 5 см, которые 
заглубляли в почву на 5 см; зеленые части растений также были предварительно срезаны. 
Далее на кольцо помещали камеру прибора на 1 мин; скорость потока воздуха составляла 
1700 мл/мин – 1. Специальная предварительная работа по интеркалибровке Li-8100A 
показала вполне удовлетворительную сопоставимость результатов [5, 6, 7, 8, 9,10,11]. 
Базируясь на еженедельных измерениях, были рассчитаны среднемесячные, 
среднесезонные и среднегодовые потоки СО2 из изучаемых почв. Для всех экосистем, на 
которых проводились исследования, был характерен «классический» для сухостепной зоны 
Приуралья характер изменения месячных потоков СО2 из почв: с минимальными 
величинами – в позднеосенний и зимний периоды, и с максимальными – поздневесенние и 
летние месяцы, когда складываются наиболее благоприятные (в среднем) погодные 
условия для функционирования микробных сообществ и имеет место активный 
дыхательный процесс корневых систем высших растений [4]. Именно в этом месяце были 
зарегистрированы самые высокие средние значения суммы осадков и самая высокая 
температура воздуха (рис. 1.). 
Начало максимального потока диоксида углерода характеризуется показателями 
дыхания на темно-каштановой почве в теплые периоды. На целине поток СО
2
зафиксирован 
максимально (2,83 гСО
2
/м
2
/сут) в мае и июле (2,45 гСО
2
/м
2
/сут) месяцах, с последующим 
понижением потока в сентябре (0,56 гСО
2
/м
2
/сут) при влажности почвы в летние месяцы до 

ISSN 1607-2774 
Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университетінің хабаршысы № 4(92)2020 
266 
17,77%, с максимальной температурой почвы 36,41
о
С; понижение влажности почвы до 
минимальных значений зафиксировано с октября до декабря (от 7,25 до 1,83%). 
Пастбищный участок отличился от целинного и пахотного более высоким потоком (3,47 
гСО
2
/м
2
/сут), когда на пахоте он составил всего – 1,24 гСО
2
/м
2
/сут. Однако на пашне в 
жаркие месяцы отмечено увеличение потока от 1,82 до 1,98 гСО
2
/м
2
/сут.
Рисунок 1 – Сравнительная динамика эмиссии СО2 (А), температуры и влажности (Б) 
на 2018 год 
Низкие потоки диоксида углерода наблюдались во всех угодьях в осенне-зимний 
период - на целине до 0,21-0,91, пастбище до 0,26 г СО
2
/м
2
/сут, пашне до 0,23-0,42 г 
СО
2
/м
2
/сут, где влажность почвы составляла от 7,25 до 1,83 %, температура почвы до 7,5 
о
С 
осенью, зимой до -8,1 
о
С. Отличие эмиссии диоксида углерода из почв по ценозам в 
наблюдаемый 
период 
с 
различной 
растительностью, 
при 
одинаковых 
погодно-
климатических условиях, характеризуется общим запасом биомассы и характером ее 
пространственного распределения, а также гумусированностью почвы. На пастбищных 
участках основным нарушением почвы считается увеличение плотности почвы, что является 
следствием интенсивной нагрузки, кроме того немаловажным фактором отмечается 
температура в экстремальной в летний период, которая является причиной влияния на 
скорость эмиссии диоксида углерода при скорости дыхания почвы данного участка [7,11, 12].
Эмиссия СО2 по сезонам показала максимальную отметку в весенний период, что 
объясняется теплыми погодными условиями и достаточной влажностью, однако несмотря 
на жаркий период летнего периода густотой и видовым составом растительного покрова, 
состоянием растений и микробных сообществ характеризовался минимальным значением 
эмиссии 
диоксида 
углерода, 
практически 
не 
отличаясь 
от 
зимнего 
периода, 
характеризующийся охлаждением и промерзанием почв (рис. 2). 
А) 
Б) 

ISSN 1607-2774 
Вестник Государственного университета имени Шакарима города Семей № 4(92) 2020 
267 
Рисунок 2 – Динамика эмиссии СО
2
(А) и температуры (Б) на 2019 г. 
Сравнивая между собой величины месячных потоков СО
2
из почв различных 
экосистем 2018-2019 гг. (рис. 3), можно заключить, что их значения убывали в следующей 
последовательности: весна > лето > зима.
Рисунок 3 – Сезонная динамика эмиссии СО
2
из темно-каштановой почвы
Благоприятный всплеск эмиссии диоксида углерода в 2018 году отмечен с начала 
весеннего периода: в марте на целине – 1,46; 1,45 на пастбищном и 1,39 гСО2/м2/сут на 
пахотном угодье; в апреле уровень эмиссии был практически на уровне; последний месяц 
весны отличился резким потоком из целинного – 2,83, пастбищного – 3,47, а на пашне 
наблюдалось уменьшение эмиссии до 1,24 гСО2/м2/сут. 
В 2019 году отмечено значительное уменьшение потока СО2: в январе из 
пастбищного угодья поток критически минимален – 0,06 гСО2/м2/сут в сравнении с целиной 
и пашней (0,29 и 0,24 гСО2/м2/сут), в феврале аналогичного участка поток увеличивается до 
0,37 гСО2/м2/сут. В сравнении с прошлым годом в 2019 году весенние измерения эмиссии 
на угодьях зафиксировали минимальные значения, так пастбищный участок превысил 
пахотный, но ниже чем целинный. Однако сравнительно весенние месяцы 2019 года пик 
наблюдался в мае месяце на целине – 1,66, пастбище – 1,64 и пашне – 0,93 гСО2/м2/сут. 
Летние месяцы 2019 года характеризовались низкой эмиссией СО2, так на целине в июне 
месяце составила 0,56 гСО2/м2/сут, июле – 0,95 и август – 0,54; на пастбище – 0,32; 0,52; 
0,76 гСО2/м2/сут и пашне 0,13; 0,74; 0,51 гСО2/м2/сут соответственно по месяцам. Главной 
причиной низкой эмиссии диоксида углерода из исследуемых участков являлась дефицит
осадков в летний период, что напрямую влияет на эмиссию СО2 из почвы, также возможно 
повлияла смена культуры на пахотном участке, низкое проективное покрытие 
растительности на пастбище, при том, что в активной форме шло формирование корневой 
массы растений и вклад корней в общий поток СО2 из почвы был достаточно 
максимальным. Кроме того, разница между почвенной температурой и влажностью 
отмечена на уровне максимума, также в исследуемых почвах наблюдается сокращение 
количества корней, при этом более заметный след на повышение температуры по 
сравнению с массой почвы без корней. 
Вывод. На основе непрерывного годового мониторинга за эмиссией СО2 получены 
ежемесячные, сезонные и годовые потоки СО2 из темно-каштановой почвы. В зависимости 
от типа ценоза изменялась эмиссия СО2. По-видимому, одним из основных причин 
обнаруженных различий в эмиссионной чувствительности почв летних периодов по годам 
заключается в дефиците осадков в текущем году, также в указанном ряду почв убывает 
количество тонких корней, которые дают более заметный отклик на повышение температуры 
по сравнению с массой почвы без корней. К тому же, температура почвы является основным 
фактором среднесуточных и среднемесячных эмиссий СО2 из почв. Эмиссия СО2 не 
прекращается в зимнее время года даже в примерзшей почве, что является стабильным 
показателем, характеризующим особенности эмиссии СО2 из почв. Эмиссия СО2 в 

ISSN 1607-2774 
Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университетінің хабаршысы № 4(92)2020 
268 
холодный период (ноябрь-март) составляет равную часть в текущем году с летним 
периодом в сравнении с предыдущим годом. Последующее оттаивание почв инициирует 
значительный по величине всплеск эмиссии СО2 в весенний период. Тип растительности 
значимо повлиял на величину эмиссии СО2 из почв. Влияние типа землепользования 
сказывалось как на ежемесячных, сезонных и годовых величинах эмиссии СО2 из почв, так и 
между отдельными сезонами года.
Литература 
1. 
Кудеяров, В.Н. Потоки и пулы углерода в наземных экосистемах России / В.Н. Кудеяров [и др.]. – 
М.: Наука, 2007. – 315 с. 
2. 
Pacific, V.J. Variability in soil respiration across riparian-hillslope transitions. // V.J. Pacific, B.L. 
McGlynn, D.A. Riveros-Iregui, D.L. Welsh, H.E. Epstein.Biogeochemistry, 2008, DOI 10.1007/s10533-008-
9258-8. 
3. 
Каrelin, Д.В., Zamolodchikov, D.G. Uglerodnyi obmen v kriogennyx ekosistemah. Моskvа: Nauka, 2008. 
– 344 p. 
4. 
Чимитдоржиева,Э.О. Эмиссия диоксида углерода из постагрогенных степных и сухостепных почв 
Западного Забайкалья. / Чимитдоржиева Э.О., Чимитдоржиева г.д. М.: Известия ТСХА, Выпуск 2, 
2011. – С. 93-102 
5. 
Курганова И.Н., Кудеяров В.Н. Оценка потоков диоксида из почв таежной зоны России. 
Почвоведение. 1998. – № 9. – С. 1058-1070. 
6. 
Кудеяров В.Н., Курганова И.Н. Дыхание почв России: анализ базы данных, многолетний 
мониторинг, моделирование, общие оценки. Почвоведение. 2005. – N 9. – С. 1112-1121. 
7. 
Сергалиев Н.Х. Изучение запасов углерода и эмиссии диоксида углерода темно-каштановых 
почв в зависимости от типа землепользования в агроценозах Приуралья РК. / Н.Х. Сергалиев, И.Н. 
Курганова, А.Г. Нагиева, А.Т. Жиенгалиев, А.С. Тлепов, Т.Ж. Турбаев. Уральск.: Отчет о научно-
исследовательской работе, 2018. – 72 с. 
8. 
Сергалиев Н.Х. Изучение современной методики измерений эмиссии диоксида углерода почв в 
учебном процессе. / Н.Х. Сергалиев. А.Г. Нагиева, А.С. Тлепов, А.Т. Жиенгалиев. Уральск.: Вестник 
ЗКГУ. Уральск. – 2018. №.3., – С.75-80. 
9. 
Сергалиев Н.Х. Изменение эмиссии диоксида углерода на антропогенно-нарушенных угодьях 
Западно-Казахстанской области. / Н.Х. Сергалиев, А.Г. Нагиева, А.Т. Жиенгалиев. Астана.: Вестник 
науки Казахского агротехнического университета им. С.Сейфуллина. – 2018. – № 3. – С. 92-101. 
10. Sergaliyev, N.Kh. The change in CO2 emissions in the dark chestnut soil of the Urals. / N.Kh. 
Sergaliyev, A.G. Nagiyeva, А.Т. Zhiengaliyev. – «IOP Conference Series: Earth and Environmental 
Science». Юрга. – 2019. – 1-9 р.
11. Сергалиев Н.Х. Изучение запасов углерода и эмиссии диоксида углерода на пашне Приуралья. / 
Н.Х. Сергалиев, А.Г. Нагиева, А.Т. Жиенгалиев. Вестник Государственного Университета им. 
Шакарима. – 2019. – № 1, – С. 333-337
12. Сергалиев, Н.Х. Измерение эмиссии диоксида углерода из почвы с разной пастбищной нагрузкой. 
/ Н.Х. Сергалиев, А.Т. Жиенгалиев, А.Ж. Турбаев, С.Х. Абишева. // Новости науки Казахстана. – 
Алматы. – 2015. – № 4 (126). С. 195-207. 
БАТЫС ҚАЗАҚСТАН ОБЛЫСЫ ТОПЫРАҚТАРЫНЫҢ ТҮРЛІ ЭКОЖҮЙЕЛЕРІНДЕ СО2 
ЭМИССИЯСЫН БАҒАЛАУ 
Н.Х. Сергалиев, А.Г. Нагиева, А.С. Тлепов 

жүктеу/скачать 9,41 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: