Биофильные элементы (С, N, Р) и дыхательная активность микробного сообщества почв лесопарков Москвы и пригородных лесов

В шести лесопарках Москвы и четырех пригородных фоновых лесах (по 5 площадок в каждом, n = 50) оценены почвенные физические, химические свойства и микробиологические характеристики верхнего 10-сантиметрового слоя в совокупности с фитоценотическими показателями. Определено содержание углерода (С), азота (N) и фосфора (Р) в почве и микробной биомассе. Выявлено, что в лесопарках по сравнению с фоновыми лесами возрастает плотность почвы, значение рН, содержание N–${\text{NO}}_{3}{ - },$ Са и тяжелых металлов (Pb, Cu, Ni, Zn). В почве лесопарков отмечено уменьшение содержания С микробной биомассы (С_мик), скорости ее базального дыхания (БД) и доступности микроорганизмам С и N (C_мик/С, N_мик/N, БД/C). Регрессионный анализ показал, что изменение почвенных микробиологических характеристик связано, главным образом, с уменьшением обилия лиственного опада и содержания в почве доступного С (13–35% объясненной дисперсии). Дыхательный отклик почвенных микроорганизмов на внесение легкодоступных органических субстратов (углеводов, карбоновых и фенольных кислот, аминокислот, аминосахаров) в лесопарках и фоновых лесах значимо не различался. В почвах лесопарков также не выявлено изменений в микробной минерализации и иммобилизации P (P_мик, Р_мик/Р). В условиях урбанизации в почвах лесных экосистем происходит уменьшение интенсивности процессов, связанных с циклами С и N. По-видимому, такие изменения обусловлены рекреационной нагрузкой и существующей практикой ухода за зелеными насаждениями, что приводит к сокращению количества опавшей листвы по сравнению с загородными лесами.

In six forest parks of Moscow and four rural forests (5 plots each, n = 50), soil physical, chemical and microbial properties of the upper 10 cm layer were assessed in combination to vegetation properties. The content of carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P) in soil and microbial biomass was determined. It was revealed that soil density, pH value, content of N–${\text{NO}}_{3}{ - },$ Ca and heavy metals (Pb, Cu, Ni, Zn) increase in forest parks compared to rural forests. In the soil of the forest parks, a decrease in the content of microbial biomass C (C_mic), its basal respiration (BR), and microbial C- and N-availability (C_mic/C, N_mic/N, BR/C) was noted. The changes of soil microbial properties are mainly driven by the abundance of leaf litter and the content of available soil C (13–35% of the explained variance). The microbial response to the soil enrichment by low molecular weight organic substrates (carbohydrates, carboxylic and phenolic acids, amino acids, amino sugars) in forest parks and rural forests did not differ significantly. In the soils of forest parks, no changes in microbial mineralization and immobilization of P (P_mic, P_mic/P) were found as well. The impact of urbanization on the forest ecosystems has led mainly to a decrease in the intensity of processes associated with soil C and N cycles. Apparently, such changes are caused by the recreational activity and the management practice of green spaces in the city, which leads, in particular, to a decrease in the amount of forest litter in parks compared to rural forests.