Ekosistemy Ekosistemy ЭКОСИСТЕМЫ 2414-4738 84369 10.29039/2413-1733-2024-37-138-146 Общая рубрика General heading Общая рубрика The influence of atmospheric pollution in Novosibirsk on soil microorganisms of the nitrogen cycle Влияние атмосферного загрязнения города Новосибирска на почвенные микроорганизмы круговорота азота Пищимко О. И. Pishchimko O. I. Коробова Л. Н. Korobova L. N. Новосибирский государственный аграрный университет Novosibirsk State Agrarian University Сибирский научно-исследовательский гидрометеорологический институт Россия Сибирский научно-исследовательский гидрометеорологический институт Russian Federation 21 06 2024 21 06 2024 37 138 146 21 06 2024 https://ekosystems.cfuv.ru/влияние-атмосферного-загрязнения-го/

Исследования провели на территории Новосибирска – крупного мегаполиса с населением более 1,6 миллиона человек. В городе развита транспортно-логистическая сеть и промышленный комплекс, что обусловливает повышенную нагрузку на окружающую среду загрязнителей с синергетическим действием. В работе оценили микробиологические характеристики почвы как индикатора состояния среды в зонах с ослабленным транспортным потоком, автотранспортным и транспортно-промышленным загрязнением. Их сопоставили с данными инструментального анализа атмосферного воздуха ФГБУ «Западно-Сибирского УГМС» со стационарных постов наблюдений, прилегающих к точкам отбора почвенных проб. Выявили, что в урбо-серой лесной почве Новосибирска нарушены микробиологические процессы круговорота азота, особенно в зоне с транспортно-промышленным загрязнением. Подавлена численность азотфиксаторов и минерализаторов белковых веществ. Тренд развития микроорганизмов, усваивающих органический и минеральный азот, совпадает с загрязнением воздуха в обследованных районах пылью, диоксидом азота, формальдегидом и угарным газом. Обилие автотрофных нитрификаторов в почвах разных зон города идентично, что возможно связано с интенсивностью сжигания топлива. При относительно высоком содержании азота потенциал развития денитрификаторов в густонаселенном Центральном районе города с транспортной нагрузкой в почве не реализуется из-за содержания солей. Изменения в круговороте азота свидетельствуют о деградации экологических функций почвы в загрязненных городских районах.

The research was carried out in Novosibirsk, a large metropolis with a population of more than 1.6 million people. The city has a well-developed transportation and logistics infrastructure, and an industrial complex that contribute to an increased environmental burden due to pollutants with a synergistic effect The study assessed the microbiological characteristics of soil as an indicator of the environmental status in areas with reduced traffic, motor vehicle, and industrial pollution. These findings were compared with data from instrumental analysis of atmospheric air conducted by West Siberian Administration for Hydrometeorological and Environmental Monitoring at stationary sites adjacent to the soil sampling points. It was revealed that the microbiological processes of the nitrogen cycle are disrupted in the urban-gray forest soil of Novosibirsk, especially in the area affected by transport and industrial pollution. This leads to a decrease in the number of nitrogen-fixing and protein-mineralizing microorganisms. The trend of development of microorganisms that utilize organic and mineral nitrogen correlates with air pollution from dust, nitrogen dioxide, formaldehyde, and carbon monoxide in the surveyed areas. The abundance of autotrophic nitrogen fixers in the soils of different zones of the city is similar, which may be attributed to the intensity of fuel combustion processes. Despite the relatively high nitrogen content, the potential for the development of denitrifies in the densely populated Central district of the city, with its high traffic load, is not realized in the soil due to the salt content. Changes in the nitrogen cycle indicate degradation of the ecological functions of the soil in polluted urban areas.

 биоиндикация микробиологическая активность почвы загрязнители атмосферного воздуха городская среда bioindication soil microbiological activity air pollutants urban environment.

Артамонова В. С., Бортникова С. Б. О состоянии почвенных азотфиксирующих бактерий на территории городского леса // Вестник Пермского университета. Серия: Биология. – 2016. – № 2. – С. 150–159. Artamonova V. S., Bortnikova S. B. O sostoyanii pochvennyh azotfiksiruyuschih bakteriy na territorii gorodskogo lesa // Vestnik Permskogo universiteta. Seriya: Biologiya. – 2016. – № 2. – S. 150–159. Дорохова М. Ф., Кошелева Н. Е., Терская Е. В. Экологическое состояние городских почв в условиях антропогенного засоления и загрязнения (на примере Северо-Западного округа Москвы) // Теоретическая и прикладная экология. – 2015. – № 4. – С. 16–24. Dorohova M. F., Kosheleva N. E., Terskaya E. V. Ekologicheskoe sostoyanie gorodskih pochv v usloviyah antropogennogo zasoleniya i zagryazneniya (na primere Severo-Zapadnogo okruga Moskvy) // Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya. – 2015. – № 4. – S. 16–24. Домрачева Л. И., Скугорева С. Г., Кутявина Т. И., Симакова В. С., Люкина А. Л. Микроорганизмы в биоиндикации городских почв // Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем: Материалы ХVI Всероссийской научно-практической конференции c международным участием, Киров, 03–05 декабря 2018 года. Книга 1. – Киров: Вятский государственный университет, 2018. – С. 211–215. Domracheva L. I., Skugoreva S. G., Kutyavina T. I., Simakova V. S., Lyukina A. L. Mikroorganizmy v bioindikacii gorodskih pochv // Biodiagnostika sostoyaniya prirodnyh i prirodno-tehnogennyh sistem: Materialy HVI Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferencii c mezhdunarodnym uchastiem, Kirov, 03–05 dekabrya 2018 goda. Kniga 1. – Kirov: Vyatskiy gosudarstvennyy universitet, 2018. – S. 211–215. Мишустин Е. Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. – М.: Наука, 1972. – 343 с. Mishustin E. N. Mikroorganizmy i produktivnost' zemledeliya. – M.: Nauka, 1972. – 343 s. Назаренко Н. Н., Корецкая И. И., Свистова И. Д. Биоиндикация почвы транспортных зон г. Воронежа // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. – 2015. – № 1. – С. 46–50. Nazarenko N. N., Koreckaya I. I., Svistova I. D. Bioindikaciya pochvy transportnyh zon g. Voronezha // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geografiya. Geoekologiya. – 2015. – № 1. – S. 46–50. Оказова З. П., Автаева Т. А. Использование микроорганизмов в качестве индикаторов загрязнения окружающей среды // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 5. – С. 636. Okazova Z. P., Avtaeva T. A. Ispol'zovanie mikroorganizmov v kachestve indikatorov zagryazneniya okruzhayuschey sredy // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. – 2015. – № 5. – S. 636. Пестова О. А., Чупахина А. И. Биотестирование качества почвы с помощью микроорганизмов // Декада экологии: материалы XI Международного конкурса, Омск, 11–19 мая 2017 года. – Омск: Омский государственный технический университет, 2017. – С. 39–43. Pestova O. A., Chupahina A. I. Biotestirovanie kachestva pochvy s pomosch'yu mikroorganizmov // Dekada ekologii: materialy XI Mezhdunarodnogo konkursa, Omsk, 11–19 maya 2017 goda. – Omsk: Omskiy gosudarstvennyy tehnicheskiy universitet, 2017. – S. 39–43. Петункина Л. О., Сарсацкая А. С. Берёза повислая как индикатор качества городской среды // Вестник Кемеровского государственного университета. – 2015. – № 4–3 (64). – С. 68–71. Petunkina L. O., Sarsackaya A. S. Bereza povislaya kak indikator kachestva gorodskoy sredy // Vestnik Kemerovskogo gosudarstvennogo universiteta. – 2015. – № 4–3 (64). – S. 68–71. Резников В. А. Химия азотсодержащих органических соединений: Учеб. пособие / Новосиб. гос. ун-т.Новосибирск, 2006. – 130 с. Reznikov V. A. Himiya azotsoderzhaschih organicheskih soedineniy: Ucheb. posobie / Novosib. gos. un-t.Novosibirsk, 2006. – 130 s. Кулачкова С. А., Лебедь-Шарлевич Я. И., Можарова Н. В., Николаева А. М. Роль городских почв в регулировании эмиссии парниковых газов в атмосферу // Городские исследования и практики. – 2018. – Т. 3, № 3 (12). – С. 48–68. Kulachkova S. A., Lebed'-Sharlevich Ya. I., Mozharova N. V., Nikolaeva A. M. Rol' gorodskih pochv v regulirovanii emissii parnikovyh gazov v atmosferu // Gorodskie issledovaniya i praktiki. – 2018. – T. 3, № 3 (12). – S. 48–68. Свистова И. Д., Корецкая И. И., Истомина Е. И., Влияние городской нагрузки на напряженность процесса азотфиксации на примере почв г. Воронежа // Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем: Материалы ХVII Всероссийской научно-практической конференции c международным участием, Киров, 05 декабря 2019 года. Том Книга 2. – Киров: Вятский государственный университет, 2019. – С. 34–37. Svistova I. D., Koreckaya I. I., Istomina E. I., Vliyanie gorodskoy nagruzki na napryazhennost' processa azotfiksacii na primere pochv g. Voronezha // Biodiagnostika sostoyaniya prirodnyh i prirodno-tehnogennyh sistem: Materialy HVII Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferencii c mezhdunarodnym uchastiem, Kirov, 05 dekabrya 2019 goda. Tom Kniga 2. – Kirov: Vyatskiy gosudarstvennyy universitet, 2019. – S. 34–37. Соколова Г. Г. Оценка стабильности развития листьев березы бородавчатой в условиях Новосибирска // География и природопользование Сибири. – 2014. – № 18. – С. 195–206. Sokolova G. G. Ocenka stabil'nosti razvitiya list'ev berezy borodavchatoy v usloviyah Novosibirska // Geografiya i prirodopol'zovanie Sibiri. – 2014. – № 18. – S. 195–206. Степанова Л. П., Писарева А. В., Яковлева Е. В., Раскатов В. А. Экологическая оценка состояния почвенной микро- и мезофауны в условиях техногенных воздействий // Труды Карадагской научной станции им. Т. И. Вяземского — природного заповедника РАН. – 2019. – № 2 (10). – С. 30–41. Stepanova L. P., Pisareva A. V., Yakovleva E. V., Raskatov V. A. Ekologicheskaya ocenka sostoyaniya pochvennoy mikro- i mezofauny v usloviyah tehnogennyh vozdeystviy // Trudy Karadagskoy nauchnoy stancii im. T. I. Vyazemskogo — prirodnogo zapovednika RAN. – 2019. – № 2 (10). – S. 30–41. Gorovtsov A., Rajput V., Pulikova E., Gerasimenko A., Ivanov F., Vasilchenko N., Demidov A., Jatav H, Minkina T. Soil Microbial Communities in Urban Environment / In book: Advances in Environmental Research. Vol. 76. – Publisher: Nova Science Publisher, USA, 2020. – 92 p. Gorovtsov A., Rajput V., Pulikova E., Gerasimenko A., Ivanov F., Vasilchenko N., Demidov A., Jatav H, Minkina T. Soil Microbial Communities in Urban Environment / In book: Advances in Environmental Research. Vol. 76. – Publisher: Nova Science Publisher, USA, 2020. – 92 p. Li Z., Lu W., Huang J. Monitoring, diffusion and source speculation model of urban soil pollution // Processes. – 2020. – Vol. 8, N 11. – 1339. Li Z., Lu W., Huang J. Monitoring, diffusion and source speculation model of urban soil pollution // Processes. – 2020. – Vol. 8, N 11. – 1339. Lorenz K., Kandeler E. Biochemical characterization of urban soil profiles from Stuttgart, Germany. Soil Biol Biochem. – 2005. – Vol. 37, N 7. – Р.1373–1385. Lorenz K., Kandeler E. Biochemical characterization of urban soil profiles from Stuttgart, Germany. Soil Biol Biochem. – 2005. – Vol. 37, N 7. – R.1373–1385. Pishchimko O., Korobova L., Riksen V. Bioindication of environmental security in urban and rural territory according to Betula pendula Roth / E3S Web of Conferences, – 2023. – Vol. 411. – 02072. Pishchimko O., Korobova L., Riksen V. Bioindication of environmental security in urban and rural territory according to Betula pendula Roth / E3S Web of Conferences, – 2023. – Vol. 411. – 02072. Polyakov V., Abakumov E., Kozlov A., Suleymanov A. Soil pollution status of urban soils in St. Petersburg city, North-west of Russia // Soil and Water Research. – 2021. – Vol. 16, N 3. – Р. 1-10. Polyakov V., Abakumov E., Kozlov A., Suleymanov A. Soil pollution status of urban soils in St. Petersburg city, North-west of Russia // Soil and Water Research. – 2021. – Vol. 16, N 3. – R. 1-10. Trammell T. L. E., Tripler C. E., Carper S. C., Carreiro M. M. Potential nitrogen mineralization responses of urban and rural forest soils to elevated temperature in Louisville, KY. Urban Ecosyst – 2017. – Vol. 20, N 1. – Р. 77–86. Trammell T. L. E., Tripler C. E., Carper S. C., Carreiro M. M. Potential nitrogen mineralization responses of urban and rural forest soils to elevated temperature in Louisville, KY. Urban Ecosyst – 2017. – Vol. 20, N 1. – R. 77–86. Wang H., Marshall C. W., Cheng M., Xu H., Li H., Yang X., Zheng T. Changes in land use driven by urbanization impact nitrogen cycling and the microbial community composition in soils // Scientific Reports. – 2017. – Vol. 7. – 44049. Wang H., Marshall C. W., Cheng M., Xu H., Li H., Yang X., Zheng T. Changes in land use driven by urbanization impact nitrogen cycling and the microbial community composition in soils // Scientific Reports. – 2017. – Vol. 7. – 44049.