Мониторинг биоразнообразия почв: методы, значение и европейская практика

Введение в мониторинг почв как основу экологической политики. Почва представляет собой фундаментальный компонент глобальных экосистем и основу сельскохозяйственного производства. Поддержание ее функционального состояния и качества почв является критически важным для устойчивого развития человечества. Систематический мониторинг почв определяется как комплексное наблюдение за их характеристиками с целью регистрации состояния и выявления временных изменений. Эта деятельность составляет неотъемлемую часть общего экологического надзора, позволяя своевременно обнаруживать негативные тенденции. На основе данных мониторинга разрабатываются и корректируются целенаправленные меры по сохранению, защите и устойчивому управлению земельными ресурсами.

Организационные основы национального и международного мониторинга. Национальные программы наблюдений реализуются через сети специально отобранных и геопривязанных площадок. Для признания точки официальным местом мониторинга почв необходимы периодические кампании по отбору проб и анализу. Все полученные исходные данные должны документироваться в стандартизированных форматах, обеспечивающих их долгосрочное хранение и доступность. Информация используется для научного анализа, разработки политик и принятия управленческих решений. На международном уровне важность задачи была подтверждена Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО) и Конвенцией о биологическом разнообразии, что привело к созданию соответствующей глобальной инициативы.

Движущие факторы и угрозы для почвенного биоразнообразия. Необходимость внедрения специализированных программ мониторинга биоразнообразия почв обусловлена возрастающим антропогенным давлением и фрагментарностью знаний. К ключевым факторам воздействия относятся чрезмерная эксплуатация, изменения в землепользовании, климатические и гидрологические сдвиги, а также распространение инвазивных видов. Прямыми последствиями являются процессы деградации почв: эрозия, уплотнение, загрязнение и снижение содержания органического вещества. Эти процессы напрямую ведут к утрате видового и функционального разнообразия почвенной биоты, что требует тщательной и постоянной оценки.

Методологические подходы и стандартизация процедур. Для эффективного мониторинга применяются специализированные методики отбора проб и анализа биологических характеристик. Выбор площадок может осуществляться по иерархическому принципу, учитывающему тип почвы, категорию землепользования и климат, или на основе сеточного подхода. Работа обычно начинается с инвентаризации, оценки таксономического или функционального разнообразия и измерения активности организмов. Крайне важна стандартизация всех этапов для обеспечения сопоставимости данных. Международным ориентиром служат стандарты серии ISO 23611, разработанные Международной организацией по стандартизации (ISO).

Рис. 8.13: Последовательность шагов, необходимых для одного из возможных методов, используемых для мониторинга почвы: (а) Разметка участка; (б) Извлечение червей; (в) Сбор червей; (г) Измерение почвенного дыхания; (д) Извлечение коллемболы и (е) Идентификация организмов

Практика мониторинга в Европейском союзе и минимальный набор показателей. Анализ практики в Европейском союзе (ЕС) выявил, что биологические показатели оцениваются редко. Например, мониторинг дождевых червей ведется лишь в 5 из 29 стран. В условиях ограниченности ресурсов был предложен минимальный набор суррогатных показателей. В него входят: а) численность, биомасса и разнообразие дождевых червей (макрофауна); б) численность и разнообразие коллембол (мезофауна); в) микробное дыхание. Эти индикаторы отобраны по строгим критериям, включая наличие стандартизированных методов и интерпретируемость для ученых и политиков.

Значение мониторинга для экосистемных услуг и устойчивого развития. Почвенные организмы обеспечивают ключевые экосистемные услуги, такие как разложение органики, круговорот питательных веществ и поддержание структуры почвы. Поэтому мониторинг их биоразнообразия имеет не только научное, но и практическое значение для сельского хозяйства и охраны природы. Создание общеевропейской системы наблюдений, дополненное национальными инициативами по привлечению общественности (см. вставку 1), позволит создать комплексный атлас состояния почв. Такой атлас станет научной основой для эффективных схем защиты, планирования устойчивого землепользования и программ восстановления деградированных территорий, обеспечивая сохранение этого жизненно важного ресурса для будущих поколений.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Rebekka Artz, The Macaulay Land Use Research Institute, UK Dimos Anastasiou, Bio4met, Greece Dominique Arrouays, L’Institut National de la Recherche Agronomique, France Ana Catarina Bastos, Cranfield University, UK Anna Bendetti, Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante.

Источник: European Atlas of Soil Biodiversity.

Данные публикации будут полезны студентам и аспирантам биологических и экологических специальностей, почвоведам, экологам-практикам, а также всем, кто интересуется основами почвенного биоразнообразия и функционирования наземных экосистем.