Микробная трансформация азота и углерода в горно-луговой альпийской почве Тебердинского заповедника
Диссертация
Отличительной особенностью высокогорных почв является аккумуляция большого количества углерода и азота в составе относительно слабогумифицированного органического вещества. Основная причина, определяющая эту особенность горно-луговых почв, заключается в том, что активность микробных процессов в экстремальных условиях высокогорий невысока (резкие колебания температуры, короткий вегетационный… Читать ещё >
Список литературы
- Алиев Г. А. Почвы Большого Кавказа. Баку: Элм, 1978, — 158 стр.
- Бедошвили Д.Д. Классификация альпийских лугов Лагодехского государственного заповедника//Бот. Журн., 1988, т. 73, с. 1438 1446.
- Вальтер Г. Растительность Земного шара. Эколого-физиологическая характеристика т.З. Тундры, луга, степи, внетропические пустыни. /М.: Прогресс, 1975. 430 с.
- Вертелина О.С., Онипченко В. Г., Макаров М. И. Первичные минералы и процессы выветривания в высокогорных почвах Тебердинского заповедника // Вестник Моск. Ун-та, сер. 17 Почвоведение, 1996, № 1, с. З 10.
- Владыченский А.С., Гришина J1.A. Почвы Тебердинского заповедника / Динамика, структура почв и современные почвенные процессы (Сб. научных трудов ЦНИЛ Главохоты РСФСР). М.: 1987, с. 65 87.
- Воробьева Ф.М. Классификация высокогорной растительности Тебердинского заповедника // Флора и растительность заповедников РСФСР (Сб. научных трудов ЦНИЛ Главохоты РСФСР), отв. ред. Забродин В. А, М.: 1981, с. 88−107.
- Воробьева Ф.М. Растительность альпийского пояса Тебердинского заповедника / Тр. Тебердинский государственный заповедник. Ставрополь, 1977, т. 9, с. 37 87.
- Восканян В.Е. О флоре и растительности верхней части альпийского и субнивального поясов горы Капутджух // Биол. Журн. Армении, 1977, т. 30, № 12, с. 33−36.
- Гаджиев В.Д., Алиев Д. А., Кулиев В. Ш., Вагабов З. В. Высокогорная растительность Малого Кавказа (в пределах Азербайджана). Баку: Элм, 19.90. 212 с.
- Гришина JI.A., Онипченко В. Г., Макаров М. И., Ванясин В. А. Изменчивость свойств горно-луговых альпийских почв Северо -Западного Кавказа в различных экологических условиях // Почвоведение, 1993, № 3, с. 5 12.
- Долуханов А.Г. Растительный покров. Кавказ. М.: Наука, 1966, с. 223 255.
- Долуханов А.Г., Сахокия М. Ф., Харадзе А. Л. К вопросу о высокогорных растительных поясах Кавказа / Тр. Тбилисский ботанический институт. Тбилиси, 1941, т. 8, с. 113 138.
- Исаченко Т.И., Лавренко Е. М. Ботанико-географическое районирование // Растительность Европейской части СССР. М.: Наука, 1980, с. 10−20.
- Кимеридзе К.Р. Закономерности размещения высокогорных лугов в бассейнах рек Ингури и Цхенисцкали // Флора и растительность Сванети. Тбилиси, 1985, с. 220 239.
- Классификация почв России, М., 1997 г.
- Ливеровский Ю.А. Почвы центральной части северных склонов Большого Кавказа // Проблемы генезиса и географии почв. М.: Наука, 1987, с. 199−206.
- Методы почвенной микробиологии и биохимии, М.: Издательство Московского университета, 1991
- Микеладзе P.M. К познанию альпийских ковров Юго-Осетии // проблемы ботаники, 1960, т. 5, с. 170 181.
- Нахуцришвили Ш. Растительность Южного Грузинского нагорья // Проблемы ботаники, том VII, Наука, М.-Л.
- Огуреева Г. Н. Принципы геоботанического картографирования и районирования горных стран // Итоги науки и техники, ВИНИТИ. Сер. Биогеография. М., 1980, т. З, с. 132 164.
- Онипченко В.Г. Альпийские лишайниковые пустоши в системе высокогорных сообществ // Состав и структура биогеоценозов альпийских пустошей. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1986, с. 4 8.
- Онипченко В.Г. Структурно-функциональные особенности альпийских фитоценозов Северо-Западного Кавказа / Дисс. Д.б.н./ МГУ им. Ломоносова/ Биолог, фак. М., 1995. — 383 стр.
- Онипченко В.Г., Оншцешсо В. В. Климатические особенности альпийских пустошей // Состав и структура биогеоценозов альпийских пустошей. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1986, с. 9 24.
- Онипченко В.Г. Дифференциальная реакция видов на пересадки в другие сообщества: долговременные эксперименты на высокогорных лугах // Доклад на семинаре «Популяционная и системная экология», 2005.
- Определитель бактерий Берджи. В 2-х т.: Пер. 9-го амер. изд. Т.2/ Беркли Р., Бок Э., Бун Д. и др.- Под ред. Хоулта Дж. и др. -М.: Мир, 1997. -800 С.
- Павлов П.А. Кавказский заповедник. // Заповедники СССР. Заповедники Кавказа. — М., Мысль, 1990.
- Почвенная карта мира. Пересмотренная легенда. Рим: ФАО, — 136 стр.
- Серебряков А.К. Почвы Тебердинского государственного заповедника//Тр./ Ставрополь, 1957, т. 1, с. 51 84.
- Сохадзе Е.В. О месте высокогорной растительности в системе ботанико-географического районирования горных стран // Проблемы ботаники. Новосибирск, 1979, т. 14, вып. 1, с. 104 110.
- Справочник по климату СССР. Л.: Гидрометиздат 1966 — 1967, т. 13, № 2−3.-492 стр.
- Станюкович К.В. Растительность высокогорий СССР // Тр./ Совет по изучению произв. сил Тадж.ССР. Сталинабад: Изд-во АН Тадж. ССР, 1960, вып. 1, т. 1. 172 стр.
- Степанов A. JL, Онипченко В. Г. Оценка интенсивности дыхания, азотфиксирующей и денитрифицирующей активности горно-луговых альпийских почв Северо-Западного Кавказа // Вестник. Моск. Ун-та, сер. 17, Почвоведение № 2, 1989 г., стр. 55−57.
- Тумаджанов И.И. Горно-луговые ландшафты Тебердинского заповедника // Тр. / Тбилисский ботанический институт. Тбилиси, 1953, т. 15, с. 251 -284.
- Тушинский Г. К. Геоморфологический очерк Тебердинского заповедника //Тр./ Тебердинский государственный заповедник. Ставрополь, 1957, т. 1, с. 3 49.
- Фридланд В.М. Почвы высокогорий Кавказа // Генезис и география почв. М.: Наука, 1966, с. 43 82.
- Харадзе A. J1. К ботанико-географическому районированию высокогорий Большого Кавказа // Проблемы ботаники. М.- Л.: Наука, 1966, т. 8, с. 75 89.
- Шальнев В.А., Серебряков А. К., Чикалин А. Н. Горно-луговые почвы хребта Малая Хатипара / Тр. Тебердинский государственный заповедник, Ставрополь, 1977, т. 9, с. 88 104.
- Шифферс Е.В. Растительность Северного Кавказа и его природные кормовые угодья. М Л.: Изд-во АН СССР, 1953. — 400 с.
- Юрцев Б.А., Кучеров И. Б., Микропоясный ряд тундровых сообществ северного горного склона (среднее течение реки Паляваам на западе Чукотского нагорья) как отражение градиента нивальности // Бот. Журн, 1993, т. 78, № 1, с. 24 44.
- Adams JM, Faure H., Faure-Denard L, McGlade JM, Woodward FI (1990) Increases in terrestrial carbon storage from the last glacial maximum to the present, Nature 348: 711−714
- Alexander V (1974) A synthesis of IBP Tundra Biome circumpolar study of nitrogen fixation. In Holding OW, MacLean SF and Flanagan PW (eds), Soil Organisms and Decomposition in Tundra. Stockholm: Tundra Biome Steering Committee, 109−121
- Alexander, V., 1975: Nitrogen fixation by blue-green algae in polar and subpolar regions. In Stewart, W.D.P. (ed.), Nitrogen Fixation by Free-Living Microorganisms. IBP vol. 6. Cambridge University Press, Cambridge, 175 188.
- Alexander, V., Billington, M., and Schell, D., 1978: Nitrogen fixation in arctic and alpine tundra. In Tieszen, L. L. (ed), Vegetation and Production Ecology of an Alaskan Arctic Tundra. New York: Springer-Verlag, 539−558.
- Anderson JM (1991) The effects of climate change on decomposition processes in grassland and coniferous forests. Ecol, Appl. 1, 326−347
- Basilier K., Granhall U., Stenstrom T-A (1978) Nitrogen fixation in wet minerotrophic moss communities of a subarctic mire. Oikos 31: 236−246.
- Bedard C, Knowles R (1989) Physiology, biochemistry, and specific inhibitors of CH4, NH4+, and CO oxidation by methanotrophs and nitrifiers. Microbiol Rev. 1989 Mar-53(l):68−84. Review.
- Billings WD (1988) Alpine vegetation. In: Barbour MG, Billings WD (eds.), North American terrestrial vegetation. Cambridge University Press, Cambridge, pp 391−420.
- Bowman WD (1992) Inputs and storage of nitrogen in winter snowpack in an alpine ecosystem.. Arctic and Alpine Research: 24: 211−215.
- Bowman WD, Theodose ТА, Schardt JC, Conant RT (1993) Constraints of nutrient availability on primary production in two alpine tundra communities. Ecology, 74: 2085−2097.
- Brooks PD, Scmidt SK, Sommerfeld D & Musselman R (1993) Distribution and abundance of microbial biomass in waning Rocky Mountain Snowpacks. Eastern Snow Conference, Proc. Pp 301−306
- Brooks PD, Schmidt SK, Williams MW (1996) Microbial activity under seasonal alpine snowpacks, Niwot Ridge, CO. Biogeochemistry 32: 93−113.
- Brooks PD, Schmidt SIC, Williams MW (1997) Winter production of C02 and N20 from alpine tundra: environmental controls and relationship to inter-system С and N fluxes. Oecologia 110: 403−413.
- Brown AD, Lund LJ, and Leuking MA (1990) Integrated Soil Processes Studies at Emerald Lake Watershed. Final Rep., Contr. A5−204−32. Calif. Air Resources. Board, Sacramento, CA.
- Braun С & Zumft WG (1991) Marker exchange of the structural genes for nitric oxide reductase blocks the denitrification pathway of Pseudomonas stutzeri at nitric oxide. J Biol Chem. 266(34): 22 785−8.
- Carr SM, Turner JS (1990) The ecology of the Bogong high plains. I. The environmental factors and the grassland communities. Australian Journal of Botany 7:12−33.
- Chapin FS III, Van Cleeve K, Tieszen TT (1975) Seasonal nutrient dynamics of tundra vegetation at Barrow, Alaska. Arctic and Alpine Research 73: 209−226.
- Costin AB (1955) Alpind soils in Australia with reference to conditions in Europe and New Zealand // Journal of Soil Science 6: 35−50.
- Ellenberg H (1988) Vegetation ecology of Central Europe // 4th ed. Cambridge: Cambridge University Press, 731 p.
- Fislc MC, Schmidt SK (1996) Microbial responses to nitrogen additions in alpine tundra soils. Soil Biology and Biochemistry 28: 751−755.
- Fisk MC, Schmidt SK, Seastedt T (1998) Topographic patterns of above- and belowground production and nitrogen cycling in alpine tundra. Ecology 75:880−891.
- Flanagan PW, Bunnell FL (1980) Microflora activities and decomposition. In: Brown J, Miller PC, Tieszen LL, Bunnell FL (Eds), Arctic Ecosystems: The Coastal Tundra at Barrow, Alaska, Academic Press, Stroudsburg, Pennsylvania, USA, pp 291−334
- Funic DE, Pullman ER, Peterson KM, Crill P, Billings WD (1994) The influence of water on carbon dioxide, carbon monoxide and methane fluxes from taiga bog microcosms. Global Biogeochem. Cycles 8, 271−278.
- Gilichinsky D (1995) Microbial life in permafrost: a historical review. Permafrost and Periglacial Processes 6: 243−250
- Gorham E (1991) Northern peatlands: role in the carbon cycle and probable responses to. the global wanning. Ecological Applications 1: 182−195
- Haag, R. W. (1974) Nutrient limitations to plant production in two tundra communities. Canadian Journal of Botany, 53: 103−116.
- Hackl E, Zechmeister-Boltenstern S & Kandeler E (2000) Nitrogen dynamics in different types of pasture in the Austrian Alps. Biol Fertil Soils 32: 321−327
- Haselwandter A, Hofmann A, Holzmann H-P and Read DJ (1983) Availability of nitrogen and phosphorus in the nival zone of the Alps. Oecologia 57: 266−269.
- Heal OW, French DD (1974) Decomposition of organic matter in tundra. In Soil Organisms and Decomposition in Tundra. Eds. AJ Holding, OW Heal, SF Maclean Jnr, Flanagan PW, pp. 279−309. Tundra Biome Committee, Stockholm.
- Henry, G., Svoboda J. (1986) Dinitrogen fixation (acethylene reduction) in high arctic sedge meadow communities. Arctic and Alpine Research, 18: 181−187.
- Home AJ (1972) The ecology of nitrogen fixation on Signy Island, South Orkney Islands. British Antarctic Survey Bulletin 27: 1−18
- Jacot, K., Luscher, A., Nosberger, J. And Harwig, U. (2000) The relative contribution of symbiotic N2 fixation and other nitrogen sources to grassland ecosystems along an altitudinal gradient in the Alps. Plant and Soil 225: 201 -211.
- Jaeger CH, Monson RK (1992) The adaptive significance of nitrogen storage in Bistorta bistortoides, an alpine herb. Oecologia 92: 578−585.
- Karagatzides JD, Kumar1 AJ, Gough WA, Bolton KA, Tsuji LJ (2001) Testing the validity of a critical sulfur and nitrogen load model in southern Ontario, Canada, using soil chemistry data from MARYP. Environ Monit Assess. 2001 Jul- 69(3):221−30.
- Knowles R, Denike D (1974) Effect of ammonium-, nitrite- and nitrate-nitrogen on anaerobic nitrogenase activity in soil. Soil Biology and Biochemistry 6: 353−358
- Knowles R (1981) Denitrification. In: Paul EA, Ladd JN (Eds.) Soil Biochemistry, vol 5, Marcel Deldcer, New York, pp 323−369.
- Kroneck PM, Riester J, Zumft WG, Antholine WE (1990) The copper site in nitrous oxide reductase. Biol Met. 3(2): 103−9.
- Lewis WM Jr & Grant MC (1980) Relationship between snow cover and winter losses of dissolved substances from a mountain watershed. Arctic and Alpine Research 12: 11−17
- McCarty GW, Bremner JM (1992) Regulation of assimilatory nitrate reductase activity in soil by microbial assimilation of ammonium. Proc Natl AcadSci USA. Jan 15−89(2):453−6.
- McCarty GW, Bremner JM (1993) Effects of Mn2+ and Mg2+ on assimilation of N03- and NH4+ by soil microorganisms. Proc Natl Acad Sci U SA. Oct 15−90(20):9403−7.
- Mikan C, Schimel JP & Doyle AP (2002) Temperature controls of microbial respiration in arctic tundra soils above and below freezing. Soil Biology & Biochemistry 34: 1785−1795
- Mishustin EM (1978) Ecological variability of soil microorganisms. In: MW Loutit and JAR Miles (eds). Microbial ecology. Springer, Berlin-Heidelberg-New York, pp 105−109
- Muller M (1987) Bodenbildung auf Sililcatunterlage in der Alpinen Stufe des Oberengadins (Zentralalpen, Schweiz) // Catena 14: 419−437.
- Nakhoutsrishvili G., Ozenda P. (1998) Aspects geobotaniques de lahaute montagne dans le Caucase essai de comparaison avec les Alpes. Ecologie, 1998, t. 29, f. 1−2, pp. 139−144.
- Ostroumov VE, Siegert С (1996) Exobiological aspects of mass transfer in microzones of permafrost deposits. Advances in Space Research 18: 79−86
- Panikov NS (1999) Fluxes of C02 and CH4 in high latitude wetlands: measuring, modeling and predicting response to climate change. Polar Research 18(2): 237−244
- Papen H, von Berg R, Hinlcel I, Thoene B, Rennenberg H (1990) Heterotrophic nitrification by Alcaligenes faecalis: N02-, N03-, N20, and NOф production in exponentially growing cultures. Appl Environ Microbiol. 19 891. Aug-55(8):2068−72.
- Pate JS (1989) Synthesis, transport and utilization of products of symbiotic nitrogen fixation. In: Poulton JE, Romero JT, Conn EE (eds) Plant Nitrogen Metabolism. Plenum, New York, pp 65−119.
- Preston CM, Marshall VG, McCullough К & Mead DJ (1990) Fate of 15N-labeled fertilizer applied on snow at two sites at British Columbia. Can. J. For. Res. 20:1583−1592.
- Rehder H, Schafer A (1978) Nutrient turnover studies in alpine ecosystems IV. Communities of Central Alps and comparative survey. Oecologia (Berlin), 34: 309−327.
- Ren T, Roy R, Knowles R (2000) Production and consumption of nitric oxide by three methanotrophic bacteria. Appl Environ Microbiol. 2000 Sep-66(9):3891−7.
- Retzer JL (1974) Alpine soils // Arctic and Alpine Environment. Ives JD, Barry RG (eds). London: Methuen and CO, 771−802.
- Robinson CH, Wookey PA, Lee JA, Callaghan TV, Press MC (1998b) Plant community responses to simulated environmental change in a high Arctic polar semi desert. Ecology 79, 856−866.
- Robinson CH (2002) Controls on decomposition and soil nitrogen availability at high latitudes. Plant and Soil 242: 65−81
- Rosch C, Mergel A, Bothe H (2002) Biodiversity of denitrifying and dinitrogen-fixing bacteria in an acid forest soil. Appl Environ Microbiol. 2002 Aug- 68(8): 3818−29.
- Simek M, Jisova L & Hopkins DW (2002) What is so-called optimum pH for denitrification in soil? Soil Biology & Biochemistry 34: 1222−1234
- Simek M, Cooper JE (2002) The influence of soil pH on denitrification -progress towards the understanding of this interaction over the last 50 years. European Journal of Soil Science.
- Sommerfeld RA, Mosier AR & Musselman RC (1993) C02, CH4 and N20 flux through the Wyoming snowpack. Nature 361: 140−143
- Sommerfeld RA, Massman WJ, Musselman RC (1996) Diffusional flux of C02 through snow: Spatial and temporal variability among alpine-subalpine sites. Global Biogeochemical Cycles 10: 473−482.
- Sparrow SD, Sparrow EB, Cochran VL (1992) Decomposition in forests and fallow subarctic soils. Biol. Fertil. Soils 14, 253−259.
- Stoddart JL (1994) Long term changes in watershed retention ognotrogen: its causes and aquatic consequences. In Baker LA (ed)
- Environmental Chemistry of Lakes and Reservoirs, Adv. Chem. Ser. № 237pp 223−284). Amer. Chem. Soc., Washington, DC, USA. th
- Supplement to soil classification system (7 Approximation) // Soil Survey Staff, Soil Conservation-Service, USDA, 1967. -207 p.
- Swift MJ, Heal OW, Anderson JM (1979) Decomposition in terrestrial ecosystems. Blaclcwell Scientific Publications, Oxford.
- Takaya N, Watsuji TO, Nakamura A, Shoun H (2003). Denitrification of nitrate by the fungus Cylindrocarpon tonlcinense. Biosci Biotechnol Biochem. 2003 May- 67(5): 1115−20.
- Tiedje JM (1988) Ecology of denitrification and dissimilatory nitrate reduction to ammonium. In: Zehnder A.J.B., (Ed), Biology of Anaerobic Microorganisms, Wiley, New York, pp 179−244
- Tosca C, Labroue L (1981) Le cycle de l’azote dans les milieux supra-forestiers des Pyrenees Centrales: contribution a 1'evaluation des gains. Acta Oecologica Vol 2(16)1: 41−52.
- Tosca C, Labroue L, (1991) Diversite specifique et evolution des groupements vegetaux supra forestiers des Pyrenees centrales. Vegetatio, Vol. XXXIX, Fasc. 3: 161 170.
- Umarov MM (1990) In Soils and the Greenhouse Effect (Bouwman A.F., Ed.) P.263, John Wiley and Sons Ltd.
- Umarov MM, Shabayev VP, Smolin VYu, Mamedov NM (1993) Nitrogenase activity in the rhizosphere and Triticale yield with mixed nitrogen-fixing microbial cultures applied Eurasian Soil-Science 9, 70−75.
- De Vries GE, Harms N, Maurer K, Papendrecht A, Stouthamer AH (1988) Physiological regulation of Paracoccus denitrificans methanol dehydrogenase synthesis and activity. JBacteriol. 1988 Aug- 170(8): 3731−7.
- Walker MD, Webber PJ, Arnold EH, Ebert-May D (1994) Effects of inter-annual climate variation on above ground phytomass in alpine vegetation. Ecology, 75 393−408.
- Walter H, Harnickel E, Mueller-Dombois D (1975) Klimadiagramm-Karten. Stuttgart: Gustav Fischer, 36 S.
- Welker JM, Fahnestock JT, Jones MH (2000) Annual C02 flux in dry and moist arctic tundra: field responses to increases in summer temperatures and winter snow depth. Climatic Change 44: 139−150
- Williams MW, Caine N, Baron J, Sommerfeld R and Sanford R (1993) Regional assessment of nitrogen saturation in the Rocky Mountains. Eos, Trans. Amer. Geophys. Union 74 (43): 257.
- Wojciechowski, M. F., and Heimbrook, M. E., 1984: Dinitrogen fixation in alpine tundra, Niwot Ridge, Front Range, Colorado, USA. Arctic and Alpine Research, 16: 1−10.
- Yavitt JB, Cleveland CC (1998) Microbial Consumption of Atmospheric Isoprene in a Temperate Forest Soil. Appl Environ Microbiol. Jan-64(l):172−177.
- Zak DR, Groffman PM, Christensen S, Pregitzer ICS & Tiedje JM (1990) The vernal dam plant-microbe competition for nitrogen in northern hardwood forests. Ecology 71: 651−656
- Zimov SA, Daviodov SP, Voropaev YV, Prosiannikov SF, Chapin MC, Chapin FS (1996) Siberian C02 efflux in winter as a CO2 source and cause of seasonality in atmospheric C02. Climatic Change 33: 111−120
- Zumft WG (1997) Cell biology and molecular basis of denitrification. Microbiol Mol Biol Rev. Dec- 61(4): 533−616.