ГЕОЭКОЛОГИЯ
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ
Геоэкология, 2022, № 3, С. 38-50
©2022 г. Л. М. Кондратьева1, З. Н. Литвиненко1,*, Д. В. Андреева1, Е. М. Голубева2
1Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения РАН, ул. Дикопольцева, 56, г. Хабаровск, 680000 Россия
2Институт тектоники и геофизики им. Ю.А. Косыгина Дальневосточного отделения РАН,
ул. Дикопольцева, 56, г. Хабаровск, 680000 Россия
*E-mail: zoyana2003@mail.ru
Поступила в редакцию 27.01.2022 г.
После доработки 16.03.2022 г.
Принята к публикации 17.03.2022 г.
Представлены результаты исследования состава воды в притоках разного порядка р. Бурея (Дальний Восток) с учетом геоэкологических процессов трансформации органического углерода в активном слое биосферы (сезонно оттаивающие/замерзающие почвы) на границе с многолетней мерзлотой. Для оценки изменения состава воды использованы спектральная характеристика растворимых органических веществ (РОВ) в водных экстрактах почв из разных горизонтов сезонно-талого слоя и активность микробных комплексов по отношению к гуминовым веществам. Установлено, что определяющую роль в составе РОВ играли микробные комплексы активного слоя и глубина залегания горизонта с многолетнемерзлыми породами. Экспериментально показано, что при одинаковой температуре качественный состав РОВ в водотоках при таянии мерзлых пород может существенно отличаться.
Ключевые слова: состав воды, многолетняя мерзлота, активный слой, микробные комплексы, гуминовые вещества
DOI: 10.31857/S0869780922030031
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Мордовин А.М., Шестеркин В.П., Антонов А.Л. Река Бурея: гидрология, гидрохимия, ихтиофауна. Хабаровск: ДВО РАН, 2006. 149 с.
- Мурашова Е.Г. Заболачивание в Приамурье // Строительство и природообустройство. Сб. научных трудов. Отв. ред. М.В. Маканникова. Благовещенск: Изд-во: ДВ ГАУ, 2016. С. 72-75.
- Намсараев Б.Б., Бархутова Д.Д., Хасинов В.В. Полевой практикум по водной микробиологии и гидрохимии. Методическое пособие. Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2006. 68 с.
- Намсараев Б.Б., Хахинов В.В., Турунхаев А.В. Болотные экосистемы перешейка полуострова Святой Нос // География и природ. ресурсы. 2009. № 4. С. 66-71.
- Новороцкий П.В. Многолетнее изменение температуры воздуха в бассейне реки Бурея // География и природные ресурсы. 2013. № 2. С. 118-124.
- Шестеркин В.П. Гидрохимия реки Тырма // Региональные проблемы. 2021. Т. 24. № 2-3. С. 47-51.
- Шестеркина Н.М., Таловская В.С., Ри Т.Д., Шестеркин В.П. Гидрохимия притоков Бурейского водохранилища // Пресноводные экосистемы бассейна реки Амур. Владивосток: Дальнаука, 2008. С. 18-27.
- Ширшова Л.Т., Гиличинский Д.А., Остроумова Н.В., Ермолаев А.М. Применение спектрофотометрии для определения содержания гуминовых веществ в многолетнемерзлых отложениях // Криосфера Земли. 2015. Т. XIX. № 4. С. 107-113.
- Bagard M.L., Chabaux F., Pokrovsky O.S., Viers, J., et al. Seasonal variability of element fluxes in two Central Siberian rivers draining high latitude permafrost dominated areas // Geochim. Cosmochim. Acta. 2011. N 75. P. 3335-3357.
- Balcarczyk K.L., Jones J.B., Jaffe R., Maie N. Stream dissolved organic matterbioavailability and composition in watersheds underlain with discontinuous permafrost // Biogeochemistry. 2009. N 94. P. 255-270.
- Deng J., Gu Y., Zhang J., Xue K., et al. Shifts of tundra bacterial and archaeal communities along a permafrost thaw gradient in Alaska // Molеcular Ecology. 2015. V. l. N 24(1). P. 222-234.
- Exley C.A. biogeochemical cycle for aluminium? // J. of Inorganic Biochemistry. 2003. V. 397. P. 1-7.
- Frey K.E., McClelland J.W. Impacts of permafrost degradation on arctic river biogeochemistry // Hydrol. Process. 2009. V. 23. P. 169–182.
- Hansen A.A., Herbert R.A., Mikkelsen K., Jensen L.L., et al. Viability, diversity and composition of the bacterial community in a high Arctic permafrost soilf rom Spitsbergen, Northern Norway // Environmental icrobiology. 2007. V. 9(11). P. 2870-2884.
- Hebsgaard M.B., Phillips M.J., Willerslev E. Geologically ancient DNA: fact or artefact? // Trends Microbiol. 2005. V. 13. P. 212-220.
- Herndon, E.M., Yang, Z., Bargar, J., Janot, N., et al. Geochemical drivers of organic matter decomposition in arctic tundra soils // Biogeochemistry. 2015. N 126. Р. 397-414.
- Kumar S. Organic chemistry. Spectroscopy of Organic Compounds. Department of Chemistry, Guru Nanak Dev University, 2006. Р. 1-36.
- Laglera L.M., Vandenberg C.M.G. Evidence for geochemical control of iron by humic substances in seawater // Limnol. Oceanogr. 2009. N 54. P. 610-619.
- Lee B.M., Seo Y.S., Hur J. Investigation of adsorptive fractionation of humic acid on graphene oxide using fluorescence EEM-PARAFAC // Water research. 2015. V. 73. P. 242- 251.
- Lipson, D.A., Zona, D., Raab, T.K., Bozzolo, F., et al. Water-table height and microtopography control biogeochemical cycling in an Arctic coastal tundra ecosystem // Biogeosciences. 2012. N 9. P. 577-591.
- MacDonald E.N., Tank S.E., Kokelj S.V., Froese D.G., Hutchins R.H.S. Permafrost- derived dissolved organic matter composition varies across permafrost end-members in the western Canadian Arctic // Environmental Research Letters. 2021. Vol. 16. N 2 e024036. doi.org/10.1088/1748-9326/abd971
- Nishioka, J., Nakatsuka, T., Ono, K., Volkov, Y.N., et al. Quantitative evaluation of iron transport processes in the Sea of Okhotsk // Prog. Oceanogr. 2014. N 126. P. 180–193. doi.org/10.1016/j.pocean.2014.04.011
- Olefeldt D., Persson A., Turetsky M.R. Influence of the permafrost boundary on dissolved organic matter characterstics in rivers within the Boreal and Taiga Plains of western Canada // Environmental Research Letters. 2014. V. 9 (035005). doi.org/10.1088/1748-9326/9/3/035005
- Perminova I.V. From green chemistry and nature-like technologies towards ecoadaptive chemistry and technology // Pure and Applied Chemistry. 2019. V. 91. №. 5. P. 851- 864. doi.org/10.1515/pac-2018-1110
- Pokrovsky O.S., Manasypov R.M., Loiko S.V., Krickov I.A., et al. Trace element transport in western Siberian rivers across a permafrost gradient // Biogeosciences. 2016. V.13. Is. 6. P. 1877-1900. doi.org/10.5194/bg-13-1877-2016
- Quinton W.L, Hayashi M., Chasmer L.E. Peatland hydrology of discontinuous permafrost in the Northwest Territories: overview and synthesis // Can. Water Resour. J. 2009. V. 34. P. 311-328. doi.org/10.4296/cwrj3404311
- Rivkina E., Laurinavichius K., McGrath J., Tiedje J., et al. Microbial life in permafrost // Adv. Space Res. 2004. V. 33. P. 1215-1221.
- Roehm C.L, Giesler R., Karlsson J. Bioavailability of terrestrial organic carbon to lake bacteria: the case of a degrading permafrost mire complex // J. Geophys. Res. 2009. V. 114. G03006. doi.org/10.1029/2008JG000863
- Schlesinger W. Biogeochemistry. An Analysis of Global Change. 3rd Edition. Academic Press 2013. 688 p.
- Schumann R., Schiewer U., Karsten U., Rieling T. Viability of bacteria from different aquatic habitats. II. Cellular fluorescent markers for membrane integrity and metabolic activity // Aquatic Microbical Ecology. 2003. V. 32. P. 137-150. doi.org/10.3354/ame032137
- Schuur E.A.G., McGuire A.D., Schadel C., Grosse G., et al. Climate change and the permafrost carbon feedback // Nature. 2015. V. 520 (7546). P. 171-179. doi.org/10.1038/nature14338
- Steven B., Briggs G., Mckay C.P., Pollard W.H., et al. Characterization of the Microbial diversity in a permafrost sample from the Canadian high Arctic using culture-dependent and culture-independent methods // FEMS Microbiol. Ecology 2007. V. 59. P. 513-523. doi.org/10.1111/j.1574-6941.2006.00247.x
- Tashiro Y., Yoh M., Shiraiwa T., Onishi T., et al. Seasonal Variations of Dissolved Iron Concentration in Active Layer and Rivers in Permafrost Areas, Russian Far East // Water. 2020. N 12(2579). doi.org/10.3390/w12092579
- Tfaily M.M., Hamdan R., Corbett J.E, Chanton J.P, et al. Investigating dissolved organic matter decomposition in northern peatlands using complimentary analytical techniques // Geochim. Cosmochim. Acta. 2013. V. 112. P. 116-29. doi.org/10.1016/j.gca.2013.03.002
- Vishnivetskaya T., Petrova M.A., Urbance J., Ponder M., et al. Bacterial community in ancient Siberian permafrost as characterized by culture and culture-independent methods // Astrobiology. 2006. V. 6. P. 400-414. doi.org/10.1089/ast.2006.6.400
- Wauthy M., Rautio M., Christoffersen K.S., Forsström L., et al. Increasing dominance of terrigenous organic matter in circumpolar freshwaters due to permafrost thaw // Limnol. Oceanogr. Lett. 2018. V. 3. Is. 3. P. 186- 198. doi.org/10.1002/lol2.10063
- Wickland K.P., Waldrop M.P., Aiken G.R., Koch J.C., et al. Dissolved organic carbon and nitrogen release from boreal Holocene permafrost and seasonally frozen soils of Alaska // Environ. Res. Lett. 2018. V. 13. е065011. doi.org/10.1088/1748-9326/aac4ad