Число почвенно-микробиологических исследований циркумполярных областях мира в последние годы резко возросло, что, прежде всего, связано с изучением динамики выделения парниковых газов из мерзлотных почв при потеплении климата [7]. Почвенному микробному комплексу как основной движущей силе продукции парниковых газов уделяется должное внимание. В целом основные направления этих исследований заключаются в следующем:
Оценка запасов углерода в почвах в зоне распространения многолетней мерзлоты и способности почвенных микроорганизмов к высвобождению парниковых газов в атмосферу при глобальном потеплении климата [7, 8 и др.]
Изучение биомассы, состава и структуры микробного сообщества мерзлотных почв [3,9 и др.]
Исследование особенностей функционирования микробного комплекса почвы при низких температурах. Доля зимних обменных процессов в годовом бюджете вещества в почве [5,10]
Влияние соотношения С:N в органическом веществе почвы на скорость минерализации органического вещества [4, 6, 10 и др.].
Анализ географии этих исследований показывает крайне слабую изученность биологии почв как полярной, так и центральной и южной частей Якутии.
Почвенно-микробиологические исследования в ИПЭС СВФУ начались в 2008 г. За этот период проведена общая микробиологическая характеристика молодых почв на отвалах Мирнинского ГОК, определена степень информативности почвенно-микробиологических критериев для классификации изученных эмбриоземов [1]. Проведен большой объем исследований по оценке влияния пастбищной дигрессии на биологические свойства аласных почв. Показано, что число КОЕ и метаболическая активность микробного сообщества в верхнем (0-20 см) слое аласных почв не зависели от степени деградации травяного покрова при пастбищной нагрузке 6 гол к.р.с./га, что связано с поступлением в экосистему нарушенного аласа навоза в количествах, сопоставимых с продуктивностью фонового аласа (около 2 т/га с.в.) Пастбищная дигрессия сопровождалась интенсификацией процессов разложения органического вещества (нитрификация, разложение полотна в полевых условиях) в аласных почвах примерно в 3 раза в сравнении с показателями фонового аласа [2].
При разработке планов исследований в этом направлении мы попытались избежать широко распространенного в почвенно-микробиологических исследованиях описательного подхода, когда обычно перечисляются, сколько микроорганизмов удалось обнаружить. При всей необходимости такого этапа в исследовании малоизученных объектов, на наш взгляд, более продуктивен проблемный подход к исследованиям, который предусматривает работу в тесном контакте со специалистами смежных областей знаний (почвоведов, ботаников, геохимиков, мерзлотоведов и др.).
Основная наша задача в ближайшие годы заключается в разработке количественных критериев устойчивости функционирования микробного комплекса почвы как основной движущей силы круговорота вещества в экосистеме. Наши предварительные исследования показали возможную информативность удельной активности автотрофной нитрификации, соответствующей единице Сорг., как показателя сбалансированности минерализационных процессов. В этом плане высока вероятность разработки интегрального количественного показателя устойчивости функционирования микробной системы почвы на основе мультисубстратного теста (МСТ).
Наши исследования будут проводиться одновременно на молодых, относительно простых, экосистемах, формирующихся на отвалах горнорудной промышленности и на зрелых аласных комплексах разной степени нарушенности.
В итоге мы должны разработать несколько очень понятых и информативных критериев устойчивости функционирования микробной системы почвы, определить степень уязвимости экосистемы при разных уровнях антропогенной нагрузки, на основе чего должна быть создана ГИС карта, отражающая современное состояние и прогноз уязвимости обьектов исследования при повышении антропогенного пресса.