Dynamics of carbon dioxide emissions from chernozem soils under the forest belt and adjacent arable land in the southern forest-steppe conditions
- 作者: Sheshnitsan S.S.1, Gorbunova N.S.1,2, Bakhtin A.M.1, Podrezova Y.A.1
-
隶属关系:
- Voronezh State University of Forestry and Technologies
- Voronezh State University
- 期: 编号 3 (2025)
- 页面: 224-234
- 栏目: Articles
- URL: https://ruspoj.com/0367-0597/article/view/687348
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0367059725030061
- EDN: https://elibrary.ru/tbhgyj
- ID: 687348
如何引用文章
详细
The aim of this study is to quantitatively assess the dynamics of carbon dioxide emissions from chernozems of the southern forest-steppe under different agricultural uses in the Kamennaya Steppe: under a long-living forest belt and adjacent arable lands. The studies were carried out during the 2024 growing season using the closed chamber method. It was found that the average CO₂ emission rate was significantly higher in the forest belt (2.68 ± 1.02 μmol CO₂ /m2 · s) than on arable land (1.83 ± 1.31 μmol CO₂ /m2 · s), with the exception of June. According to the results of multiple linear regression, in the forest belt area, temperature, humidity and their interaction had a significant effect on emissions (R2 = 0.750, p < 0.0001), while in the arable land, statistically significant predictors were temperature and its interaction with humidity (R2 = 0.767, p < 0.0001). An assessment of the contribution of heterotrophic and autotrophic respiration showed that in the forest belt the share of microbial respiration was more than half of the total flow (58.6%). The results obtained allow to quantitatively assess the differences in the intensity of carbon dioxide emissions from chernozems under two types of land use within the same agricultural landscape.
全文:

作者简介
S. Sheshnitsan
Voronezh State University of Forestry and Technologies
编辑信件的主要联系方式.
Email: sheshnitsan@gmail.com
俄罗斯联邦, 394087 Voronezh
N. Gorbunova
Voronezh State University of Forestry and Technologies; Voronezh State University
Email: sheshnitsan@gmail.com
俄罗斯联邦, 394087 Voronezh; 394006 Voronezh
A. Bakhtin
Voronezh State University of Forestry and Technologies
Email: sheshnitsan@gmail.com
俄罗斯联邦, 394087 Voronezh
Yu. Podrezova
Voronezh State University of Forestry and Technologies
Email: sheshnitsan@gmail.com
俄罗斯联邦, 394087 Voronezh
参考
- Кудеяров В.Н. Дыхание почв и биогенный сток углекислого газа на территории России (аналитический обзор) // Почвоведение. 2018. № 6. С. 643–658. https://doi.org/10.7868/S0032180X18060011
- Kopittke P.M., Dalal R.C., McKenna B.A. et al. Soil is a major contributor to global greenhouse gas emissions and climate change // Soil. 2024. V.10. P. 873–885. https://doi.org/10.5194/soil-10-873-2024
- Van den Bergh S.G., Chardon I., Leite M.F. A. et al. Soil aggregate stability governs field greenhouse gas fluxes in agricultural soils // Soil Biology and Biochemistry. 2024. V. 191. Art. 109354. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2024.109354
- Mukhortova L., Schepaschenko D., Moltchanova E. et al. Respiration of Russian soils: climatic drivers and response to climate change // Science of the Total Environment. 2021. V. 785. Art. 147314. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147314
- Lisetskii F.N., Buryak Z.A., Marinina O.A. et al. Features of soil organic carbon transformations in the southern area of the East European Plain // Geosciences. 2023. V. 13. № 9. Art. 278. https://doi.org/10.3390/geosciences13090278
- Amadi C.C., Van Rees K.C.J., Farrell R. E. Soil-atmosphere exchange of carbon dioxide, methane and nitrous oxide in shelterbelts compared with adjacent cropped fields // Agriculture, Ecosystems & Environment. 2016. V. 223. P. 123–134. https://doi.org/10.1016/j.agee.2016.02.026
- Турусов В.И., Чевердин Ю.И., Беспалов В.А. и др. Изменения физических свойств черноземов сегрегационных в агролесоландшафтах Центрального Черноземья // Изв. вузов. Лесной журнал. 2020. № 4. С. 95–112. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-4-95-112
- Чевердин Ю.И., Беспалов В.А., Титова Т.В. Изменение показателей эффективного плодородия почв Каменной степи под влиянием лесных полос различной ландшафтной принадлежности // Агрохимия. 2023. № 9. С. 3–13. https://doi.org/10.31857/S0002188123090041
- Чевердин Ю.И., Чевердин А.Ю. Современное соленакопление в черноземах под старовозрастными лесополосами Каменной степи // Агрохимия. 2022. № 2. С. 65–75. https://doi.org/10.31857/S0002188122020053
- Чендев Ю.Г., Соэр Т.Д., Геннадиев А.Н. и др. Накопление органического углерода в черноземах (моллисолях) под полезащитными лесными насаждениями в России и США // Почвоведение. 2015. № 1. С. 49–60. https://doi.org/10.7868/S0032180X15010037
- Чендев Ю.Г., Геннадиев А.Н., Лукин С.В. и др. Изменение лесостепных черноземов под влиянием лесополос на юге Среднерусской возвышенности // Почвоведение. 2020. № 8. С. 934–947. https://doi.org/10.31857/S0032180X20080031
- Ананьева Н.Д., Сушко С.В., Иващенко К.В. и др. Микробное дыхание почв подтайги и лесостепи европейской части России: полевой и лабораторный подходы // Почвоведение. 2020. № 10. С. 1276–1286. https://doi.org/10.31857/S0032180X20100044
- Звягинцева Е.Н., Семенова Ю.В. Современные климатические изменения и их взаимосвязь с эмиссией CO₂ в агроэкосистемах на агросерой почве лесостепи Прибайкалья // Сибирский экологический журнал. 2015. № 3 (22). С. 461–467. https://doi.org/10.15372/SEJ20150313
- Семенов В.М., Когут Б.М., Зинякова Н.Б. и др. Биологически активное органическое вещество в почвах европейской части России // Почвоведение. 2018. № 4. С. 457–472. https://doi.org/10.7868/S0032180X1804007X
- Замолодчиков Д.Г., Каганов В.В., Мостовая А.С. Влияние лесных посадок на эмиссию диоксида углерода из почвы в Поволжье и Подонье // Лесоведение. 2022. № 4. С. 339–350. https://doi.org/10.31857/S0024114822040118
- Amadi C. C., Farrell R. E., Van Rees K. C. J. Greenhouse gas emissions along a shelterbelt-cropped field transect // Agriculture, Ecosystems & Environment. 2017. V. 241. P. 110–120. https://doi.org/10.1016/j.agee.2016.09.037
- Rudd L., Kulshreshtha S., Belcher K. et al. Carbon life cycle assessment of shelterbelts in Saskatchewan, Canada // Journal of Environmental Management. 2021. V. 297. Art. 113400. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113400
- Szajdak L. W., Gaca W., Augustin J. et al. Impact of shelterbelts on oxidation-reduction properties and greenhouse gases emission from soils // Ecological Chemistry and Engineering S. 2018. V. 25. № 4. P. 643–658. https://doi.org/10.1515/eces-2018-0043
- Kurganova I.N., Karelin D.V., Kotlyakov V.M. et al. A pilot national network for monitoring soil respiration in Russia: first results and prospects of development // Doklady Earth Sciences. 2024. V. 519. № 1. P. 1947–1954. https://doi.org/10.1134/S1028334X24603377
- Кулакова Е.Н., Шешницан С.С., Кулаков В.Ю. и др. Тенденции смены породного состава лесомелиоративных насаждений Каменной степи (на примере вековой лесной полосы Г.Ф. Морозова) // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского гос. аграрного ун-та. 2023. № 192. С. 69–82. https://doi.org/10.21515/1990-4665-192-006
- Курганова И.Н., Гончарова О.Ю., Замолодчиков Д. Г. и др. Определение эмиссии CO₂ из почв камерным методом в различных типах экосистем (краткая инструкция). Пущино, 2023. 18 с.
- Евдокимов И.В., Ларионова А.А., Шмитт М. и др. Определение вклада дыхания корней растений в эмиссию CO₂ из почвы методом субстрат-индуцированного дыхания // Почвоведение. 2010. № 3. С. 349–355.
- Карелин Д.В., Замолодчиков Д.Г., Каганов В.В. и др. Микробная и корневая составляющие дыхания дерново-подзолистых почв южной тайги // Лесоведение. 2017. № 3. С. 183–195.
- Tanaka S., Tanizawa T., Sano H. et al. Studies on the preventive function of wood-belt against frost damage (1). Preventive function of wood-belt against frost damage on level ground // Journal of Agricultural Meteorology. 1957. V. 12. № 3. P. 97–100. https://doi.org/10.2480/agrmet.12.97
- Wu Y., Wang Q., Wang H. et al. Shelterbelt poplar forests induced soil changes in deep soil profiles and climates contributed their inter-site variations in dryland regions, Northeastern China // Frontiers in Plant Science. 2019. V. 10. Art. 220. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00220
- Feng J., He K., Zhang Q. et al. Changes in plant inputs alter soil carbon and microbial communities in forest ecosystems // Global Change Biology. 2022. V. 28. № 10. P. 3426–3440. https://doi.org/10.1111/gcb.16107
- Shao P., Liang C., Lynch L. et al. Reforestation accelerates soil organic carbon accumulation: evidence from microbial biomarkers // Soil Biology and Biochemistry. 2019. V. 131. P. 182–190. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2019.01.012
- Hursh A., Ballantyne A., Cooper L. et al. The sensitivity of soil respiration to soil temperature, moisture, and carbon supply at the global scale // Global Change Biology. 2017. V. 23. P. 2090–2103. https://doi.org/10.1111/gcb.13489
- Guntiñas M., Gil-Sotres F., Leirós M. et al. Sensitivity of soil respiration to moisture and temperature // Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 2013. V. 13. P. 445–461. https://doi.org/10.4067/S0718-95162013005000035
- Widanagamage N., Santos E., Rice C., Patrignani A. Study of soil heterotrophic respiration as a function of soil moisture under different land covers // Soil Biology and Biochemistry. 2024. V. 200. Art. 109593. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2024.109593
补充文件
