Методология и категории исследования депозитарных, биогеоценотических, экологических и сервисных функций почв | Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Методология и категории исследования депозитарных, биогеоценотических, экологических и сервисных функций почв

А. Л. Иванов

Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 119017, Россия, Москва, Пыжевский пер., 7 стр.2

Рассматривается методология, структура и основные категории фундаментальных исследований программы Президиума РАН по приоритетному направлению “Депозитарные функции, технологии индикации состояния и рисков деградации почв России в системе ландшафтного планирования и рационального природопользования”. Проведение исследований предусмотрено по пяти проектам: цифровая дистанционная инвентаризация и мониторинг пахотных почв; трансформация, эволюция и деградация почв в условиях агрогенеза и глобальных изменений климата; депозитарные и экологические функции почв в агроландшафтах; оптимизация использования почвенных ресурсов; анализ показателя почвенного микробиома в процессах связанных с почвообразованием, трансформацией органического вещества и тонкой регуляцией вегетационного процесса. Теоретической основой программы являются созданные ранее типология и система агроэкологической оценки земель, методология и проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия, теория создания и функционирования растительно-микробных ассоциаций, методика таксономической идентификации структуры более 100 почвенных микробиомов, развитие теории об экологических функциях почв. Методология программы отличается от предыдущих подходов тем, что исследование функций (групп функций) почв проводится на основе статического и динамического описания процессов энергомассообмена, на глобальном биосферном уровнях, с оценкой оказания услуг почвы предоставляемых социуму. Разработана блок-схема научных исследований и методы. На депозитарном уровне применяются эмпирический анализ, физическое моделирование, имитация пространства состояний и т.д. Биоценотические функции описываются на основе изучения циклов трансформации, мониторинга, метагеномной индикации, зондирования, цифровой инвентаризации и других современных технологий. Выделены объекты, категории, основные тренды трансформации, эволюции и деградации почв; приемы адаптации, управления и регулирования; главные ожидаемые научные и прикладные результаты комплексного исследования.

Ключевые слова: цифровая инвентаризация, мониторинг, пахотные почвы, деградация почв, изменение климата, агроландшафт, почвенные ресурсы, микробиом, органическое вещество.


METHODOLOGY AND CATEGORIES OF STUDYING DEPOSITARY, BIOGEOCENOTIC, ECOLOGICAL AND SERVICE FUNCTIONS OF SOILS

A. L. Ivanov

V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, 119017 Russia, Moscow, Pyzhevskii 7, bld. 2

The methodology, structure and major categories of fundamental studies are considered to be carried out within the framework of the Program adopted by the Presidium of Russian Academy of Sciences in accordance with the priority trend in “Depositary functions, indication technology of the state and risks of soil degradation in the system of planning and rational environment conservation in Russia”. These studies are foreseen to be realized according to 5 projects including digital remote sensing inventory and monitoring of arable lands; transformation, evolution and degradation of soils due to agrogenesis and global climate changes; depositary and ecological functions of soils in agrolandscapes; optimal use of the soil resources; analysis of the soil microbiome index in processes associated with the soil formation, organic matter transformation and fine regulation of the vegetative process. Theoretically the above program is based upon the available typology and the system of agro-ecological valuation of lands; methodology and projecting of adaptive-landscape systems in agriculture; the development of the theory of creating and functioning of plant-microbial associations; methods of taxonomic identification of more than 100 soil microbiomes and the development of the theory of soil ecological functions. This methodology differs from available approaches by the fact that the study of soil functions (function groups) is carried out as based upon the statistic and dynamic description of the energy-mass exchange processes at global biosphere levels and services rendered by the soil at the current stage of the human society’s development. A block-scheme of studies and methods has been elaborated. The empiric analysis, physical modeling, the state simulation in space are used at the depositary level. Biocenotic functions are described on the basis of studying the cycles of transformation, monitoring, metagenome indication, digital inventory and the other up-to-date technologies. The objects, categories, basic trends in transformation, evolution and degradation of soils as well as the adaptation, management and regulation practices have been determined; the results of scientific and applied studies are expected to be successfully obtained.

Keywords: digital inventory, monitoring, arable lands, soil degradation, climate change, agrolandscape, soil resources, microbiome, organic matter.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Вернадский В.И. Биогеохимические очерки. М.: Изд-во АН СССР, 1940. 250 с.
  2. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. Экологическое значение почв. М.: Наука, 1990. 262 с.
  3. Иванов А.Л., Сычев В.Г., Державин Л.М. и др. Агробиогеохимический цикл фосфора. М., 2012. 513 с.
  4. Кирюшин В.И. Теория адаптивно-ландшафтного земледелия и проектирование агроландшафтов. М.: КолосС, 2011. 445 с.
  5. Ковда В.А. Биохимические циклы в природе и их нарушение человеком. М.: Наука, 1975. 73 с.
  6. Лархер В. Экология растений. М.: Мир, 1978. 185 с.
  7. Тихонович И.А. Теоретические основы и практические возможности экологизации сельскохозяйственного производства на основе растительно-микробного взаимодействия // Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России. М.: Россельхозакадемия, 2006. С. 55–77.
  8. Odum E.P. Fundamentals of ecology. 2 Ayfl. Sounders Comp, Philadelphia–London, 1959.
  9. Groot R.S. Function of nature. Wolters–Noordhoff, 1992. 316 p.