aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2023-69-2-228-243aari-532Research ArticleЭКОЛОГИЯ, БИОЦЕНОЛОГИЯ И БИОГЕОГРАФИЯECOLOGY, BIOCENOLOGY AND BIOGEOGRAPHYИзучение взаимосвязей агрохимических показателей почв с видовым составом растений некоторых участков дельты реки Лены, Северная ЯкутияStudy of the relationship between agrochemical indicators of soils and species composition of plants in some sites of the Lena River Delta, Northern YakutiaКарловД. С.KarlovD. S.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

deniskarlov23@gmail.comБольшияноваО. Д.BolshiyanovaO. D.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ЛащинскийН. Н.LaschinskyN. N.

Новосибирск

Novosibirsk

БелимовА. А.BelimovA. A.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологииРоссияFGBNU All-Russia Institute of Agricultural MicrobiologyRussian FederationГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт; Санкт-Петербургский государственный университетРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research Institute; Saint Petersburg State UniversityRussian FederationФГБУН Центральный сибирский ботанический сад СО РАНРоссияFGBUN Central Siberian Botanical Garden SB RASRussian Federation202312072023692228243Copyright © Карлов Д.С., Большиянова О.Д., Лащинский Н.Н., Белимов А.А., 20232023Карлов Д.С., Большиянова О.Д., Лащинский Н.Н., Белимов А.А.Karlov D.S., Bolshiyanova O.D., Laschinsky N.N., Belimov A.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/532

В связи с изменением климата и освоением природных ресурсов Арктики все более актуальной становится проблема выявления ответной реакции тундровой растительности на различные природные и антропогенные воздействия, а также поиск индикаторов для разработки системы мониторинга состояния экосистем Крайнего Севера. Целью данной работы было описание флористического состава и строения растительных сообществ, а также поиск взаимосвязей между агрохимическими показателями почв и видовым составом растений на отдельных ключевых участках дельты реки Лены. Всего было изучено десять ключевых участков дельты Лены. Агрохимический анализ образцов почв был изучен стандартными методами. Содержание биогенных и абиогенных элементов измеряли с помощью эмиссионного спектрометра. Взаимосвязь между показателями почв и флористическим составом выявляли с помощью кластерного анализа. Было показано, что кластеризация участков по стандартным агрохимическим показателям была выражена слабо, тогда как по содержанию элементов в минерализованных образцах и в водных вытяжках участки группировались в два кластера на уровне 40÷60 % различий. Кластеризация участков по видовому составу растений была выражена очень слабо, и выявить кластеры с высоким или средним уровнем сходства не удалось, так же как не удалось обнаружить сходства кластерных диаграмм, построенных по почвенным параметрам и по видовому составу растений. В результате проведенного исследования показано, что видовой состав сосудистых растений слабо коррелировал со свойствами почв ключевых участков. Выявленные отдельные особенности проявлялись в виде тенденций, и четких закономерностей взаимосвязи растительного покрова и показателей почв не прослеживалось.

In connection with climate change and the development of natural resources in the Arctic, increasingly relevant is the problem of revealing the response of tundra vegetation to various natural and anthropogenic impacts, as well as the search for indicators for developing a system of monitoring the state of ecosystems in the Far North. The aim of this work was to describe the floristic composition and structure of plant communities, as well as to search for relationships between agrochemical indicators of soils and the species composition of plants in certain key sites of the Lena River Delta. A total of ten key sites of the Lena delta were studied. Agrochemical analysis of the soil samples was performed using standard methods. The content of biogenic and abiogenic elements was measured using an emission spectrometer. The relationship between the soil parameters and floristic composition was studied using cluster analysis. It was shown that the clustering of sites by standard agrochemical indicators was weakly expressed, while in terms of the content of elements in the mineralized samples and in water extracts the sites were grouped into two clusters at the level of 40 %÷60 % of the differences. The clustering of sites by plant species composition was very weak, and it was not possible to identify clusters with high or medium level of similarity, nor was it possible to detect similarity between cluster diagrams constructed by soil parameters and by plant species composition. As a result of the study, it is shown that the species composition of vascular plants weakly correlates with the properties of the soils of the key sites. The individual features identified manifest themselves in the form of trends and no clear patterns of interrelation of vegetation and soil parameters are discerned.

агрохимический и элементный анализАрктикадельта реки Ленырастительностьфитоиндикацияхолодные почвыagrochemical and elemental analysisArcticcold soilsLena River DeltaphytoindicationvegetationРабота проведена при поддержке Российского научного фонда (грант № 20-76-10042). Выражаем благодарность руководству и координаторам экспедиции «Лена 2021» за организацию и проведение экспедиции в район дельты реки Лены. Искренне благодарим Сергея Александровича Правкина (ААНИИ) за помощь в сборе и транспортировке семян бобовых культур. Выражаем благодарность коллективу научно-исследовательской станции «Остров Самойловский» и лично Федору Виссанионовичу Селяхову за предоставленный транспорт.The work was supported by the Russian Science Foundation (grant 20-76-10042). We express our gratitude to the management and coordinators of the Expedition «Lena 2021» for organizing and conducting the expedition to the Lena River Delta. We are greatly thankful to Dr Sergey A. Pravkin (AARI) for assistance in collecting and transporting legume seeds. We are grateful to the staff of the Research Station Samoylov Island and to Fedor V. Selyakhov personally for the transport provided.ReferencesАнтропогенная динамика растительного покрова Арктики и Субарктики: принципы и методы изучения / Под. ред. Л. Ю. Буданцева, Б.А. Юрцева. СПб.: Ботанический институт РАН, 1995. 185 с.Antropogennaja dinamika rastitel’nogo pokrova Arktiki i Subarktiki: principy i metody izuchenija. Anthropogenic dynamics of the Arctic and Subarctic plant cover: principles and methods of study. Edited by B.A. Jurcev. St. Petersburg: Komarov Botanical Institute, 1995: 185 p. [In Russian].Прокопьева К.О., Конюшкова М. В., Новикова Н. М., Соболев И.В. Цифровая фитоиндикация засоления почв в сухой степи (Республика Калмыкия) // Аридные экосистемы. 2021. Т. 27. № 2. C. 68–81. doi: 10.24411/1993-3916-2021-10152.Prokop’eva K.O., Konjushkova M.V., Novikova N.M., Sobolev I.V. Digital Phytoindication of soil salinity in dry steppes (Republic of Kalmykia). Aridnye jekosistemy. Arid Ecosystems. 2021, 27 (2): 68–81. doi: 10.24411/1993-3916-2021-10152. [In Russian].Бузук Г.Н. Экологические шкалы ЛГ Раменского: новые возможности // Бюллетень Брянского отделения РБО. 2018. № 1 (13). С. 37–43. doi: 10.22281/2307-4353-2018-1-37-43.Buzuk G.N. Ecological scales of L.G. Ramensky: new features. Bjulleten’ Brjanskogo otdelenija RBO. Bulletin of Bryansk department of RBS. 2018, 1 (13): 37–43. doi: 10.22281/2307-4353-2018-1-37-43. [In Russian].Корженевский В.В., Квитницкая А.А. Фитоиндикация рельефообразования и опыт ее применения // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2010. № 100. С. 5–28.Korzhenevskij V.V., Kvitnickaja A.A. Phytoindication of relief formation and experience of its application. Bjulleten’ Gosudarstvennogo Nikitskogo botanicheskogo sada. Bulletin of the State Nikitsky Botanical Garden. 2010, 100: 5–28. [In Russian].Раменский Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова: Избранные работы. Л.: Наука. Ленинградское отделение, 1971. 335 с.Ramenskij L.G. Problemy i metody izuchenija rastitel’nogo pokrova: Izbrannye raboty. Problems and methods of studying the vegetation cover. Selected works. Leningrad: Nauka, 1971: 335 p. [In Russian].Цыганов Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. М.: Наука, 1983. 196 с.Cyganov D.N. Fitoindikacija jekologicheskih rezhimov v podzone hvojno-shirokolistvennyh lesov. Phytoindication of ecological regimes in subzone of coniferous-deciduous forests. Moscow: Nauka, 1983: 196 p. [In Russian].Викторов С.В., Ремезова Г.Л. Индикационная геоботаника. М.: МГУ, 1988. 168 с.Viktorov S.V., Remezova G.L. Indikacionnaja geobotanika. Indicative Geobotany. Moscow: Moscow State University, 1988: 168 p. [In Russian].Zverev A.A. Methodological aspects of using indicator values in biodiversity analysis // Contemporary Problems of Ecology. 2020. V. 13. № 4. P. 321–332. doi.org/10.1134/S1995425520040125.Zverev A.A. Methodological aspects of using indicator values in biodiversity analysis. Contemporary Problems of Ecology. 2020, 13 (4): 321–332. doi.org/10.1134/S1995425520040125.Zonneveld I.S. Principles of bio-indication // Environmental Monitoring and Assessment. 1983. V. 3. P. 207–217. doi: 10.1007/978-94-009-6322-1_2.Zonneveld I.S. Principles of bio-indication. Environmental Monitoring and Assessment. 1983, 3: 207–217. doi: 10.1007/978-94-009-6322-1_2.Diekmann M. Species indicator values as an important tool in applied plant ecology — a review // Basic and Applied Ecology. 2003. V. 4. P. 493–506. doi: 10.1078/1439-1791-00185.Diekmann M. Species indicator values as an important tool in applied plant ecology — a review. Basic and Applied Ecology. 2003, 4: 493–506. doi: 10.1078/1439-1791-00185.Дорохина З.П. Фитоиндикация процессов деградации почв: основные термины и определения // Вестник науки. 2018. Т. 3. № 8 (8). С. 229–237.Dorohina Z.P. Phytoindication of soil degradation processes: basic terms and definitions. Vestnik nauki. Science Bulletin. 2018, 8 (8): 229–237. [In Russian].Иванова Е.Н. Некоторые закономерности строения почвенного покрова в тундре и лесотундре побережья Обской губы // О почвах Урала, Западной и Центральной Сибири. М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 49–116.Ivanova E.N. Some regularities of the soil cover in the tundra and forest tundra of the Ob Bay coast. O pochvah Urala, Zapadnoj i Central’noj Sibiri. About Soils of the Urals, Western and Central Siberia. Moscow: Publishing house of the USSR Academy of Sciences, 1962: 49–116. [In Russian].Ермохина К.А. Фитоиндикация стадий развеивания песчаных отложений водоразделов в типичных тундрах Ямала // Проблемы региональной экологии. 2008. № 6. С. 78–84.Ermohina K.A. Phytoindication of stages of dispersal of sandy sediments of watersheds in typical tundras of Yamal. Problemy regional’noj jekologii. Problems of regional ecology. 2008, 6: 78–84. [In Russian].Большиянов Д.Ю., Макаров А.С., Шнайдер В., Штоф Г. Происхождение и развитие дельты реки Лены. СПб.: ААНИИ, 2013. 268 с.Bol’shijanov D.Ju., Makarov A.S., Shnajder V., Shtof G. Proishozhdenie i razvitie del’ty reki Leny. Origin and development of the Lena River Delta. St. Petersburg: Arctic and Antarctic Research Institute, 2013: 268 p. [In Russian].Polyakov V., Orlova K., Abakumov E. Soils of the Lena River Delta, Yakutia, Russia: Diversity, characteristics and humic acids molecular composition // Polarforschung. 2018. V. 88. P. 135–150. doi: 10.2312/polarforschung.88.2.135.Polyakov V., Orlova K., Abakumov E. Soils of the Lena River Delta, Yakutia, Russia: Diversity, characteristics and humic acids molecular composition. Polarforschung. 2018, 88: 135–150. doi: 10.2312/polarforschung.88.2.135.Polyakov V., Orlova K., Abakumov E. Landscape-dynamic aspects of soil formation in the Lena River Delta // Czech Polar Reports. 2018. V. 8. № 2. P. 260–274. doi.org/10.5817/CPR2018-2-22.Polyakov V., Orlova K., Abakumov E. Landscape-dynamic aspects of soil formation in the Lena River Delta. Czech Polar Reports. 2018, 8 (2): 260–274. doi.org/10.5817/CPR2018-2-22.Raschke E.A., Savelieva L.A. Subrecent spore-pollen spectra and modern vegetation from the Lena River Delta, Russian Arctic // Contemporary Problems of Ecology. 2017. V. 10. P. 395–410. doi.org/10.1134/S1995425517040084.Raschke E.A., Savelieva L.A. Subrecent spore-pollen spectra and modern vegetation from the Lena River Delta, Russian Arctic. Contemporary Problems of Ecology. 2017, 10: 395–410. doi. org/10.1134/S1995425517040084.Лащинский Н.Н. Сукцессионные системы растительного покрова различных геоморфологических уровней в дельте р. Лены // Экология и география растений и растительных сообществ: Материалы IV Международной научной конференции, Екатеринбург, 16–19 апреля 2018 года. Екатеринбург: Автономная некоммерческая организация высшего образования «Гуманитарный университет», 2018. С. 497–500.Lashhinskij N.N. Successional vegetation systems on different geomorphological levels in Lena River Delta. Jekologija i geografija rastenij i rastitel’nyh soobshhestv: Materialy IV Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii. Ecology and geography of plants and plant communities: IV International Scientific Conference. Ekaterinburg, 2018. P. 497–500. [In Russian].Исаев А.П., Габышева Л.П., Михалева Л.Г., Соломонов Н.Г. Растительные сообщества острова Тит-ары (Восточная Сибирь) // Современные проблемы науки и образования. 2016. № 6. С. 527.Isaev A.P., Gabysheva L.P., Mihaleva L.G., Solomonov N.G. Diversity of plant communities of Tit-Ary Islands (Eastern Siberia). Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. Modern Problems of Science and Education. 2016, 6: 527–536. [In Russian].Габышева Л.П. Жизненные формы лиственницы Каяндера у северной границы ее распространения в Якутии // Наука и образование. 2017. № 1 (85). С. 104–109.Gabysheva L.P. Life Forms of Larix Cajanderi stems near Northern Tree Line in Yakutia. Nauka i obrazovanie. Science and Education. 2017, 1 (85): 104–109. [In Russian].Исаев П., Габышева Л.П., Михалева Л.Г. Эколого-географические особенности лесного массива на острове Тит-Ары (дельта реки Лены) // География и природные ресурсы. 2016. № 2. С. 53–61.Isaev P., Gabysheva L.P., Mihaleva L.G. Ecologo-geographical characteristics of the forest range in Tit-Ary Island (Delta of the Lena River). Geografija i prirodnye resursy. Geography and Natural Resources. 2016, 2: 53–61. [In Russian].Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: МГУ, 1970. 487 с.Arinushkina E. V. Rukovodstvo po himicheskomu analizu pochv. A guide in chemical analysis of soils. Moscow: Moscow State University Publishers, 1970: 487 p. [In Russian].Поляков В.И., Абакумов Е.В. Особенности гумусообразования в почвах дельты реки Лены // Почвы и окружающая среда. 2021. Т. 4. № 4. doi: 10.31251/pos.v4i4.163.Poljakov V.I., Abakumov E.V. Humus formation in soils of the Lena River Delta. Pochvy i okruzhajushhaja sreda. The Journal of Soils and Environment. 2021, 4 (4): 1–16. doi: 10.31251/pos.v4i4.163. [In Russian].Еловская Л.Г., Петрова Е.И., Тетерина Л.В. Почвы северной Якутии. Новосибирск: Наука, 1979. 304 с.Elovskaya L.G., Petrova E.I., Teterina L.V. Pochvy severnoj Jakutii. Soils of northern Yakutia. Novosibirsk: Nauka, 1979: 304 p. [In Russian].Кожевников Ю.П., Журбенко М.П., Афонина О.М. Растительный покров островов Свердруп и Тройной, Карское море // Арктические тундры Таймыра и островов Карского моря. T. 2. М.: ИПЭЭ РАН, 1994. С. 121–143.Kozhevnikov Yu.P., Zhurbenko M.P., Afonina O.M. Vegetation cover of Sverdrup and Troinoy islands, Kara Sea. Arkticheskie tundry Taimyra i ostrovov Karskogo moria. Arctic tundras of Taimyr and Kara Sea islands. V. 2. Moscow: IPEE RAS, 1994: 121–143. [In Russian].Поспелов И.Н., Поспелова Е.Б. Флора сосудистых растений объекта всемирного наследия «Плато Путорана» и его буферной зоны (заповедник «Путоранский» и его охранная зона). М.: Товарищество науч. изд. КМК, 2021. 206 с.Pospelov I.N., Pospelova E.B. Flora sosudistykh rastenii ob”ekta vsemirnogo naslediia «Plato Putorana» i ego bufernoi zony (zapovednik «Putoranskii» i ego okhrannaia zona). Flora of vascular plants of the world heritage site “Putorana Plateau” and its buffer zone (reserve “Putoransky” and its buffer zone). Moscow: Association of scientific ed. KMK, 2021: 206 p. [In Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.