Топ-100 Сектор почвоведения. - Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина

Сектор почвоведения.

Зав. сектора: Кашулина Галина Михайловна

Тел.: +7 951 297 20 21

E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..

Состав:

Гл.н.с., д.б.н. Кашулина Галина Михайловна

м.н.с. Коробейникова Наталья Михайловна

м.н.с. Литвинова Татьяна Ивановна

Лаб.-иссл. Кощеева Елена Владимировна

Инж. Чуева Наталья Владимировна 

Направления исследований: генетическое почвоведение, химия почв, биогеохимия окружающей среды, экология

Основные научные результаты:

I. По теме НИР «Особенности современного почвообразования в условиях длительного экстремального загрязнения выбросами комбината «Североникель» (№ 0229-2016-0003):

1. Результаты показали, что к настоящему времени концентрации основных металлов-загрязнителей - Ni и Cu в верхних органогенных горизонтах почв в локальной зоне достигли экстремальных уровней: до 9000 мг/кг Ni и 6000 мг/кг Cu. Концентрации кислоторастворимых форм сопутсвующих загрязнителей - Mn и Zn в верхнем слое органогенного горизонта и оказавшегося на поверхности иллювиального горизонта не превышают фоновых значений. Вследствие длительности и экстремальности воздействия, а также сложного состава выбросов, на современные уровни загрязняющих элементов в почвах существенное влияние оказывают факторы косвенной природы: степень техногенной деградации почвы с потерей значительной части органического вещества; достижение предела насыщения основными металлами-загрязнителями поверхностных горизонтов почв и конкурентные отношения между элементами.

2. Изучение пространственно-временного распределения кислотрастворимых форм Ni, Cu, Co, Mn и Zn в верхнем слое почв около медно-никелевого комбината “Североникель” показали, что концентрациям всех изученных загрязняющих элементов в верхних слоях почв свойственно высокое (от 1.5 до 7 раз) варьирование в многолетней динамике. Наиболее важными факторами варьирования концентраций Ni, Cu и Co, являются содержание органического вещества в отобранном образце.

3. Вместе с тем, приуроченность высоких концентраций тяжелых металлов в верхних слоях почв к 2008 году с экстремально низкой нормой осадков и, наоборот, низких концентраций в почве к 2007 году, характеризующимся наибольшим количеством осадков, свидетельствуют о том, что процессы аккумуляции ТМ почвой являются динамичными и могут иметь обратимый характер. Т.е., тяжелые металлы не только поступают в почвы с атмосферными осадками, но и ранее аккумулированные могут быть частично вымыты из верхних слоев почв последующими, менее концентрированными порциями атмосферных осадков.

4. Распределение степени загрязнения верхнего слоя почв Ni, Cu и Co между площадками не всегда соответствуют их удаленности от источника выбросов и современной степени загрязнения снежного покрова. Это обусловлено снижением сорбционной емкости верхнего органогенного горизонта почв в наиболее значительно загрязненных и деградированных экосистемах вследствие значительного уменьшения содержания органического вещества, а также приближением их к пределу насыщения основными металлами-загрязнителями - Ni и Cu.

5. В пределах одной экосистемы концентрации кислоторастворимых форм Ni, Cu и Co в СО, представляющие участки с выходом на поверхность иллювиального горизонта, значительно ниже по сравнению со СО с участков, где сохранились остатки органогенного горизонта. Поэтому полное разрушение подстилки и выход на поверхность иллювиального горизонта с экологической точки зрения можно рассматривать, как “самоочищение” почв и создание более благоприятных условий для поселения пионерных растений. О чем свидетельствует приуроченность сеянцев деревьев и мхов к участкам с почти или полностью разрушенной подстилкой.

6. Присутствие даже угнетенных кустарничков обеспечивает значимо более высокую концентрацию кислоторастворимого Mn в верхнем слое почв под ними. Т.е. низкие концентрации этого важного для растений микроэлемента в почвах более разрушенных экосистем может быть обусловлено не только конкуренцией с основными катионами, как предполагалось ранее, но и косвенным воздействием выбросов через разрушение растительности и прекращение поступления свежего опада с высокой концентрацией этого элемента.

7. Несмотря на существенные различия почвенных условий, исследования не выявили каких-либо общих закономерностей в распределении концентраций тяжелых металлов в верхнем оргаогенном слое почв в зависимости от ландшафтного положения площадки.

8. Состояние экосистем в локальной зоне варьирует в широком диапазоне и не всегда согласуется с уровнем концентраций основных металлов-загрязнителей в почвах. Показано, что концентрации тяжелых металлов в почвах являются не единственным фактором, ответсвенным за состояние экосистем в локальной зоне воздействия медно-никелевого комбината «Североникель». На состояние экосистем большое влияние оказывают условия увлажнения места.

9. Отсутствие значимых различий по концентрации кислоторастворимых форм основных металлов загрязнителей – Ni и Cu в верхнем слое почв в катене подтвердило ранее полученные выводы о том, что распределение состояния экосистем в ландшафте, значительно улучшающееся от вершин холмов к подножиям склонов и низинным болотам, не связано с уровнями загрязнения почв ТМ.

10. Анализ многолетних комплексных исследований показал, что вследствие многокомпонентного состава выбросов, интенсивности и длительности воздействия медно-никелевых предприятий, а также высокой чувствительности северотаежных экосистем при проведении мониторинга почв необходимо следить за всеми почвенными параметрами, включая морфологическое сложение и содержание органического вещества. При этом мониторинговые наблюдения должны охватывать все основные типы почв в регионе: подзолы, подзолы глеевые и торфяные почвы.

11. Из-за высокого варьирования концентраций ТМ в многолетней динамике разовое опробование не может дать объективной оценки степени их загрязнения. Для этого необходим многолетний ряд наблюдений. При организации опробования на площадке необходимо учитывать пространственную неоднородность степени деградации и наличие растительности.

12. Рекогносцировочные исследования температурного режима показали, что, несмотря на угнетенное состояние напочвенного покрова в техногенно трансформированной экосистеме около комбината «Североникель» он продолжает выполнять свои функции и предохраняет почву от резких колебаний температуры. Полное разрушение напочвенного покрова и выход на поверхность темноокрашенного органогенного горизонта ведет к значительному усилению суточночых колебаний температуры верхних слоев почв и повышению дневных и среднесуточных температур в летний период. Иссушение почвы в летний период, а также одновременные резкие снижения температуры и почвы и воздуха осенью могут быть дополнительным к экстремальному загрязнению стресс-факторами для растений и ограничивать самовосстановление древесного яруса в техногенно нарушенных экосистемах.

II. Раздел: «Генезис, свойства, география, биогеохимия и функционирование почв в экстремальных условиях высокой Арктики»

в теме НИР: "Растительно-почвенные ресурсы, совершенствование методов управления охраняемыми природными территориями в условиях климатических изменений и антропогенного воздействия и оптимизация среды обитания человека на архипелаге Шпицберген»" (№0229-2017-0005).

1. Биогеохимические исследования почв в юго-западной части острова Западный Шпицберген показали, что почвообразующий материал здесь характеризуется очень высоким содержанием Si и As и экстремально низким содержанием Ca, Mg, Sr и Mn. В процессе почвообразования, однако, верхние горизонты почв значительно обогащаются важными для питания растений элементами (Ca, Mg, K, P, Mn), а также, Cd, Hg и Se. При этом, несмотря на высокое широтное положение, концентрации питательных элементов в почвах находятсяне на уровне свойственном почвам северо-востока Европы.  

2. Определение интенсивности выделения СО2 арктическими серогумусовыми грубогумысными почвами на 5 стационарных площадках, расположенных в различных ландшафтных условиях около пос. Баренцбург в летний период 2017 года было проведено по методу Штатнова. Эти иследования показали, что интенсивность суточной эмиссии СО2 в летний период 2017 года была очень низкой и варьировала от 28 до 77 мг/м2. Распределение интенсивности эмиссии CO2 между площадками не имело регулярного характера. Расчеты U-критерия Манна-Уитни подтвердили отсутствие значимых различий по суточной эмиссии СО2 между всеми обследованными площадками. Что свидетельствует о том, что высотное положение места не оказывало влияния на интенсивность дыхания почв.

3. Как показали наблюдения за годовым циклом температуры, высота в диапазоне от 92 до 252 м н.у.м. на обследованном геопрофиле в юго-западной части острова Западный Шпицбереген не оказывает ощутимого влияния на температурный режим почв. Вместе с тем, такие характеристики ландшафта, как экспозиция и крутизна склона, а также форма поверхности оказывают существенное влияние на температурный режим почв, не только определяя приход солнечной радиации в летний период, но и перераспределяя снег в зимний период. Каждая площадка, в зависимости от сочетания ее ландшафтных характеристик, имеет свои характерные особенности годового цикла температуры почв.

Проекты – нет, только темы НИР

Инновационные разработки – нет

Публикации (2017-2019 гг.)

1. Кашулина Г.М. Экстремальное загрязнение почв выбросами медно-никелевого предприятия на Кольском полуострове // Почвоведение, 2017. № 7. С. 860-873. DOI: 10.7868/S0032180X17070036

Kashulina G. M. Extreme Pollution of Soils by Emissions of the Copper–Nickel Industrial Complex in the Kola Peninsula // Eurasian Soil Science, 2017, Vol. 50, No. 7, pp. 837–849. DOI: 10.1134/S1064229317070031

2. Кашулина Г.М. Мониторинг загрязнения почв тяжелыми металлами в окрестностях медно-никелевого предприятия на Кольском полуострове // Почвоведение, 2018. №4. С. 493-505. DOI: 10.7868/S0032180X1804010X.

Kashulina G.M. Monitoring of Soil Contamination by Heavy Metals in the Impact Zone of Copper-Nickel Smelter on the Kola Peninsula // Eurasian Soil Science, 2018, Vol. 51, No. 4, pp. 467–478. DOI: 10.1134/S1064229318040063.   

3. Кашулина Г.М., Литвинова Т.И., Дрогобужская С.В., Баскова Л.А. Комплексные биогеохимические исследования окружающей среды на острове Западный Шпицберген // Вестник Кольского научного центра РАН. 2017. Вып. 4. С. 75-80.

4. Кашулина Г.М., Литвинова Т.И., Коробейникова Н.М. Особенности формирования химического состава ассимилирующих органов растений в условиях экстремального загрязнения выбросами медно-никелевого предприятия // Вестник Кольского научного центра РАН, 2018. № 4 (10). С. 25–30. (0.4 п.л.), DOI: 10.25702/KSC.2307-5228.2018.10.4.25-30.

5. Кашулина Г.М., Литвинова Т.И., Сидорова О.Р. Влияние ландшафтного положения на эмиссию  CO2 почвами в окрестностях  пос. Баренцбург, Шпицберген // Вестник Кольского научного центра РАН, 2018. № 3 (10). С. 199-204.  (0.4 п.л.), DOI: 10.25702/KSC.2307-5228.2018.10.3.199-204

6. Литвинова Т. И., Кашулина Г. М., Коробейникова Н.М. Морфолого-генетическая характеристика торфяно-глеезема в пойме реки грен острова Западный Шпицберген // Вестник Кольского научного центра РАН, 2018. № 3 (10). С. 193-198. (0.4 п.л.), DOI: 10.25702/KSC.2307-5228.2018.10.3.193-198.

7. Кашулина Г.М., Литвинова Т.И., Дрогобужская С.В., Баскова Л.А. Биогеохимические особенности почв юго-западного побережья острова Западный Шпицберген // Труды XIV Всероссийской (с международным участием) Ферсмановской Научной Сессии. Апатиты: Изд. КНЦ РАН. 2017. С. 424-426.

8. Судник И. Е., Кашулина Г.М., Баскова Л.А. Изменения химического состава листьев березы под воздействием выбросов медно-никелевого предприятия // Труды XIV Всероссийской (с международным участием) Ферсмановской Научной Сессии. Апатиты: Изд. КНЦ РАН. 2017. С. 435-438.

9. Кашулина Г.М., Литвинова Т.И., Коробейникова Н.М. Сравнительный анализ пространственного распределения загрязнённости почв тяжелыми металлами и состояния экосистем в локальной зоне воздействия медно-никелевого предприятия // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2018. № 15. С. 464-467. DOI: 10.31241/FNS.2018.15.118.

10. Кашулина Г.М. Многолетняя динамика уровней концентраций тяжелых металлов в почвах локальной зоны воздействия медно-никелевого предприятия // Теоретические и прикладные аспекты лесного почвоведения: Сборник материалов VII Всероссийской научной конференции по лесному почвоведению с международным участием. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2017. С. 279-282. (0.2 п.л.)

11. Кашулина Г.М. Комплексный ландшафтный почвенно-геоботанический мониторинг в зоне воздействия медно-никелевого предприятия: дизайн и информативность // Теоретические и прикладные аспекты лесного почвоведения: Сборник материалов VII Всероссийской научной конференции по лесному почвоведению с международным участием. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2017. С. 346-350. (0.2 п.л)

12. Судник И. Е., Кашулина Г.М., Баскова Л.А. Изменения химического состава хвои сосны под воздействием выбросов медно-никелевого предприятия // Биоразнообразие и культуроценозы в экстремальных условиях: сборник материалов V Всероссийской научно-практической конференции, ПАБСИ КНЦ РАН, Апатиты, 4 - 5 декабря 2017 г. / Сост. Калашникова И.В. – Апатиты: КаэМ, 2017. С. 38-42. ISBN 978-5-902643-45-6

13. Кашулина Г.М., Чуева Н.В., Коробейникова Н.М. Использование сидератов для поддержания плодородия почв экспериментального участка ПАБСИ: результаты демонстрационного эксперимента //Биоразнообразие и культуроценозы в экстремальных условиях: сборник материалов V Всероссийской научно-практической конференции, ПАБСИ КНЦ РАН, Апатиты, 4 - 5 декабря 2017 г. / Сост. Калашникова И.В. Апатиты: КаэМ, 2017. С. 33-37. ISBN 978-5-902643-45-6

14. Кашулина Г.М., Коробейникова Н.М., Вирачева Л.Л., Чуева Н.В. Агрохимическая характеристика почв коллекционных питомников интродуцированных лекарственных травянистых растений ПАБСИ // Биоразнообразие и культуроценозы в экстремальных условиях: сборник материалов V Всероссийской научно-практической конференции, ПАБСИ КНЦ РАН, Апатиты, 4 - 5 декабря 2017 г. / Сост. Калашникова И.В. Апатиты: КаэМ, 2017. 83-87 с. ISBN 978-5-902643-45-6

15. Кашулина Г.М. Концентрации тяжелых металлов в почвах катен локальной зоны воздействия медно-никелевого предприятия: многолетняя динамика // Материалы Всероссийской научной конференции «Химическое и биологическое загрязнение почв». Пущино: Товарищество научных изданий КМК, 2018. С. 98-101. (0.4 п.л.) ISBN 978-5-907099-10-4

16. Кашулина Г.М. Особенности мониторинга почв в условиях поликомпонентного, экстремально высокого и длительного загрязнения выбросами медно-никелевого предприятия // Материалы Всероссийской научной конференции «Химическое и биологическое загрязнение почв». Пущино: Товарищество научных изданий КМК, 2018. С. 61-64. (0.4 п.л.) ISBN 978-5-907099-10-4

17. Kashulina G.M. Heavy metals in the soils near nickel-copper industrial complex: spatial distribution and temporal variation / Biogenic – abiotic interaction in natural and anthropogenic systems. VI International Symposium. Saint Petersburg: VVM publishing Ltd. 2018. P.143-144. (0.2 п.л.) ISBN 978-5-9651-1176-3

18. Кашулина Г.М., Литвинова Т.И., Коробейникова Н.М. Комплексные биогеохимические исследования окружающей среды в районе Ис-фьорда, Шпицберген / Комплексные исследования природы Шпицбергена и прилегающего шельфа. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. (Мурманск 30 октября - 2 ноября 2018 г.) Вып. 14. Апатиты: Издательство КНЦ, 2018. С. 54-55. (0.2 п.л.) DOI: 10.25702/KSC.978.5.91137.374.0 (сборника) ISBN 978-91137-374-0

19. Кашулина Г.М., Литвинова Т.И., Сидорова О.Р.  Влияние ландшафтного положения на эмиссию  СО2 почвами в окрестностях  пос. Баренцбург, Шпицберген / Комплексные исследования природы Шпицбергена и прилегающего шельфа. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. Вып. 14. Апатиты: Издательство КНЦ, 2018. С. 52-54.  (0.2 п.л.) DOI: 10.25702/KSC.978.5.91137.374.0 (сборника) ISBN 978-91137-374-0

20. Литвинова Т. И., Кашулина Г. М., Коробейникова Н.М. Морфолого-генетическая характеристика торфяно-глеезема в пойме реки Грен острова Западный Шпицберген / Комплексные исследования природы Шпицбергена и прилегающего шельфа. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. Вып. 14. Апатиты: Издательство КНЦ, 2018. С. 70-71.  (0.2 п.л.) DOI: 10.25702/KSC.978.5.91137.374.0 (сборника) ISBN 978-91137-374-0

21. Кашулина Г.М. Трансформация почв в условиях длительного экстремального загрязнения выбросами медно-никелевого предприятия: итоги комплексного мониторинга // Экологические проблемы северных регионов и пути их решения: Тезисы докладов VII Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 30-летию Института проблем промышленной экологии Севера ФИЦ КНЦ РАН и 75-летию со дня рождения доктора биологических наук, профессора В.В. Никонова / Е.А. Боровичев,О.И. Вандыш (ред). Апатиты: Изд-во ФИЦ КНЦ РАН, 2019. С. 45-46. DOI: 10.25702/KSC.978-5-91137-393-1 (сборника)

22. Кашулина Г.М., Литвинова Т.И., Коробейникова Н.М. Техногенное воздействие, как фактор локальных изменений температурного режима почв // Экологические проблемы северных регионов и пути их решения: Тезисы докладов VII Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 30-летию Института проблем промышленной экологии Севера ФИЦ КНЦ РАН и 75-летию со дня рождения доктора биологических наук, профессора В.В. Никонова / Е.А. Боровичев,О.И. Вандыш (ред). Апатиты: Изд-во ФИЦ КНЦ РАН, 2019. С. 47-48. DOI: 10.25702/KSC.978-5-91137-393-1 (сборника) 

23. Литвинова Т.И., Кашулина Г.М., Коробейникова Н.М. Содержание и состав органического вещества почв катены в окрестностях пос. Баренцбург, Шпицберген // Экологические проблемы северных регионов и пути их решения: Tезисы докладов VII Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 30-летию Института проблем промышленной экологии Севера ФИЦ КНЦ РАН и 75-летию со дня рождения доктора биологических наук, профессора В.В. Никонова / Е.А. Боровичев,О.И. Вандыш (ред). Апатиты: Изд-во ФИЦ КНЦ РАН, 2019. С. 61-62. DOI: 10.25702/KSC.978-5-91137-393-1 (сборника)

24. Кашулина Г.М., Литвинова Т.И., Коробейникова Н.М. Влияние ландшафтного положения на температурный режим верхнего органогенного горизонта грубогумусных серогумусовых почв Шпицбергена // Сборник научных трудов Международной научной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения Анатолия Даниловича Воронина: «Фундаментальные концепции физики почв: развитие, современные приложения и перспективы», Москва, 27–30 мая, 2019 : сборник статей, [электронное издание сетевого распространения]. – М.: «КДУ», «Добросвет», 2019. – С. 735-738. –

doi: 10.31453/kdu.ru.91304.0065. – URL: ttps://bookonlime.ru/node/4660

25. Кашулина Г.М., Литвинова Т.И., Коробейникова Н.М. Температурный режим почв двух в различной степени деградированных участков техногенно трансформированной экосистемы, Кольский полуостров // Сборник научных трудов Международной научной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения Анатолия Даниловича Воронина: «Фундаментальные концепции физики почв: развитие, современные приложения и перспективы», Москва, 27–30 мая, 2019 : сборник статей, [электронное издание сетевого распространения]. – М.: «КДУ», «Добросвет», 2019. – С. 739-742. –

doi: 10.31453/kdu.ru.91304.0065. – URL: ttps://bookonlime.ru/node/4660

Международное сотрудничество – нет

Научные мероприятия – нет

Награды и премии – нет

© Полярно-альпийский ботанический сад-институт (ПАБСИ) им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН
© N.A. Avrorin Polar-Alpine Botanical Garden-Institute
Copyright 2006-2019
Использование информации разрешается при условии размещения активной ссылки на сайт pabgi.ru.

Создание сайта Kirill L.Mazourenko