Data of microbiological decomposition monitoring of pine coniferous litter in the soils at the Moscow region by the ICP IM method

Данные мониторинга микробиологического разложения хвойного опада сосны в почвах Московской области по методу ICP IM

Data of microbiological decomposition monitoring of pine coniferous litter in the soils at the Moscow region by the ICP IM method

Исследования проведены на базе двух особо охраняемых природных территориях (далее ООПТ) в Московской области и г. Москве, расположенных на расстоянии 90 км друг от друга. На обеих ООПТ работы проводились на постоянных пробных площадках (ППП) площадью 1 га.

Эталон – Приокско-Террасный государственный природных биосферный заповедник. В заповеднике заложены 4 ППП, расположенные в бассейне малой реки Тоденка, большая часть бассейна которой находится в границах Заповедника. ППП расположены не далее 2 км от русла реки, в преобладающих по площади в ООПТ типах лесах: сосняке сложном (две ППП), березняке сложном широкотравном и дубраве широкотравной. В сосняках Заповедника были заложены 2 ППП, различающиеся по увлажнению и месторасположению, на террасе и на коренном берегу.

Модельная находится под более высокой антропогенной нагрузкой в г. Москве с лесопарковая часть природно-исторического парка «Кузьминки-Люблино» (далее – Лесопарк), имеющая также схожий с Заповедником рельеф и породный состав лесов. Территории Заповедника и Лесопарка имеют сходство физико-географических условий формирования: обе ООПТ расположены на надпойменных террасах крупных рек Волжского бассейна (рек Оки и Москвы соответственно), на обеих территориях формируются слабо дифференцированные дерново-подзолистые почвы ржавоземы на флювиогляциальных песках (Brunic Arenosols) под сосновыми и березовыми лесами. Основные физико-химические свойства почв Лесопарка соответствуют естественным аналогам.

Метод изучения скорости разложения опада. Методической основой проводимых измерений скорости биоразложения опада является метод подпрограммы «MB Microbial decomposition» программы ICP IM [https://www.syke.fi/en-US/Research__development/Nature/Monitoring/Integrated_Monitoring/Manual_for_Integrated_Monitoring] с некоторыми изменениями.

Изменения методики касались срока экспозиции. Мы использовали стандартный срок экспозиции в 1 год и отказались от экспозиции иголок более 1 года, как рекомендовано в методике ICP IM. Такая модификация метода позволила существенно сократить трудозатраты при получении сравнимых результатов.

Измерение разложения опада проводились методом закладки конвертов из нейлоновой сетки 8 на 8 см с ячеей 1 мм с упакованными в них пробами на срок 1 год. Конверты запечатывались металлическими скобами. Пробы закладывались и снимались в последней декаде октября – начале ноября. В таблицах и тексте год указывается по году снятия образца, соответственно, пробы, заложенные в 2013 г. и собранные в 2014 г. относятся к 2014 г.

Согласно методике, в экспериментах по изучению разложения опада использовались иголки сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), которые собирались с ветвей невысоких деревьев (10–20 лет) в одном и том же квартале Заповедника и только пожелтевшие, перед их массовым опадом (обычно в начале октября). Предварительно все пробы высушивались до абсолютно сухого веса при 85 0С и взвешивались перед упаковкой в конверты. Взвешивание осуществлялось с точностью до 0.001 г, вес проб  соснового опада 1 г.

Конверты каждый год раскладывались на каждой ППП размерами 100×100 м возле углов и в центре пробных площадей в пределах квадрата 3×3 м в фиксированных точках. Конверты располагались в верхних 5 см почвы, под углом в 150, под моховым покровом (при его наличии) или подстилкой и привязывались леской для удобства поиска. Не допускалось размещение конверта в приствольном круге деревьев. После экспозиции в течение 12 месяцев (350–380 суток) конверты снимались, а содержимое проб аккуратно с использованием пинцета промывалось дистиллированной водой от твердых частиц субстрата и мицелия грибов до остатков иголок и высушивалось до абсолютно сухого веса. Измерение потери массы каждой пробы проводилось методом взвешивания с точностью 0.001 г. Ежегодно закладывалось по 5 проб на каждой ППП в сосняке и березняке, но через год не всегда удавалось найти все заложенные конверты, так как происходили ветровалы и иные нарушения. На ППП в дубняке закладывалось по 10 конвертов.

基于ICP IM方法开展的莫斯科地区土壤中松树针叶枯落物微生物分解监测数据

本研究依托莫斯科州及莫斯科市的两处特别保护自然区域（Особо охраняемых природных территориях，以下简称ООПТ）开展，两地相距90公里。两处特别保护自然区域均设置了面积为1公顷的永久试验样地（постоянных пробных площадках，以下简称ППП）。

参照样地为普里奥克斯科-特拉瑟国立自然生物圈保护区。该保护区内布设了4处永久试验样地，均位于小托坚卡河流域内，流域大部分区域处于保护区界内。样地距离河道不超过2公里，设置在保护区内占比最高的林分类型中：复杂型松林（2处样地）、复杂型宽草桦树林以及宽草栎林。保护区的松林内布设了2处永久试验样地，分别位于阶地和原生河岸，二者在湿度与区位上存在差异。

模拟样地位于莫斯科市的库兹明基-柳布利诺自然历史公园的林园部分（以下简称林园），该区域受到更高的人为干扰压力，同时拥有与参照保护区相似的地形与森林树种组成。参照保护区与林园的成土自然地理条件相似：两处特别保护自然区域均位于伏尔加河流域大型河流（分别为奥卡河与莫斯科河）的河漫滩阶地上，两地均发育有弱分异草甸潜育棕壤（Brunic Arenosols，又称锈质砂壤土），母质为冰水沉积物砂，林下覆盖松林与桦林。林园土壤的主要理化性质与参照样地的自然土壤相符。

枯落物分解速率研究方法。本研究中枯落物生物分解速率的测定方法以ICP IM程序中的「MB Microbial decomposition」子程序方法为基础，并进行了部分调整，参考手册链接：https://www.syke.fi/en-US/Research__development/Nature/Monitoring/Integrated_Monitoring/Manual_for_Integrated_Monitoring。

方法调整主要涉及暴露培养时长。我们采用了标准的1年暴露培养周期，未沿用ICP IM方法手册中推荐的超过1年的针叶暴露培养方案。该方法修改可在获得可比结果的前提下，大幅降低工作强度。

枯落物分解量的测定采用尼龙网袋法：使用规格为8cm×8cm、孔径1mm的尼龙网袋装入样品，进行为期1年的野外暴露培养。网袋使用金属夹封口。样品的布设与回收均在10月下旬至11月初进行。表格与文本中的年份以样品回收年份为准，例如2013年布设、2014年回收的样品记为2014年样本。

根据实验方法要求，本研究使用欧洲赤松（Pinus sylvestris L.）的针叶作为实验材料，采集自保护区同一林班内10~20年生的矮树枝条，且为在大规模脱落前（通常为10月初）已经变黄的针叶。所有样品在装入网袋前，均置于85℃环境下烘干至恒重，随后进行称重，称重精度为0.001g，每份松树枯落物样品的初始重量为1g。

每年在每处100m×100m的永久试验样地内，于3m×3m范围内的固定点位（样地边角及中心位置）布设网袋。网袋置于土壤表层5cm处，以15°倾角放置，覆盖苔藓层（若存在）或枯落物层，并用绳索固定以便后续寻找。严禁将网袋放置在树干基部周围。经过12个月（350~380天）的暴露培养后，回收网袋，使用镊子小心取出袋内样品，用蒸馏水冲洗去除基质颗粒与真菌菌丝，仅保留针叶残体，随后烘干至恒重。通过称重法测定每份样品的质量损失，称重精度为0.001g。每年在松林与桦林的永久试验样地各布设5份样品，但次年往往无法找回全部布设的网袋，原因包括风倒木及其他自然干扰。栎林的永久试验样地每年布设10份网袋。