В горных районах глобальное потепление активизирует замещение субальпийских и альпийских лугов лесами. Изменение типа растительности влияет на количество и качество поступающего в почву органического вещества (ОВ) и механизмы его стабилизации. Стабильность ОВ определяет длительность его пребывания в почвах и может быть оценена с помощью биоэнергетического подхода как соотношение энергии, содержащейся в единице ОВ, к количеству энергии, требуемой для ее высвобождения. Для оценки влияния типа горного фитоценоза на биоэнергетическую стабильность ОВ почв (0-5 см) и подстилки, отобранных в зонах субальпийского луга (2000 м.н.у.) и смешанного леса (1700-1850 м.н.у.) на территории Кавказского биосферного заповедника, мы использовали термогравиметрический анализ и дифференциальную сканирующую калориметрию. Содержание углерода (С) в почвах смешанного леса (12±2%) было на 37% ниже, чем в почве субальпийского луга (19±0,4%). ОВ подстилки леса имеет более низкое биохимическое качество (C:N = 26) по сравнению с лугом (C:N = 22). Термическая стабильность ОВ в лесных почвах на 5% выше, чем в луговых, что связано с механизмом избирательного сохранения труднодоступных ОВ при разложении подстилки леса. Энтальпия ОВ отражает запас (или содержание) энергии, которая в случае его разложения будет доступна для микроорганизмов. Лесная подстилка содержит 9,1 кДж/г ОВ, что на 11% выше, чем в подстилке субальпийского луга (8,2 кДж/ г ОВ). Это различие обусловлено более сложным биохимическим составом ОВ в лесной подстилке. Содержание энергии на единицу ОВ по мере его трансформации из подстилки в почвенное ОВ увеличивается на 2,4 кДж/г в лесном горном фитоценозе и на 1,8 кДж/г в субальпийском лугу. Энергия активации термического разрушения ОВ может быть использована для оценки степени устойчивости ОВ к микробному разложению. По мере преобразования ОВ подстилки в почвенное в первую очередь микроорганизмами используется легкодоступные субстраты с меньшей энергией активации. В результате ОВ почв имеет большую энергию активации, чем ОВ подстилки – 95 кДж/моль для почв субальпийского луга и 91,9 кДж/моль для смешанного леса против 91,9 и 87,4 кДж/моль для подстилки тех же фитоценозов. Таким образом, почвенное ОВ обладает большей плотностью энергии и энергией активации по сравнению с ОВ подстилки, поскольку при его трансформации происходит приоритетная микробная утилизация лабильного ОВ, а оставшееся ОВ обладает большей рекальцитрантностью, в результате чего происходит снижение его биодоступности для микробного разложения.

1. Sushko, S., Ivashchenko, K., Komarova, A., Yudina, A., Makhantseva, V., Elsukova, E., Blagodatsky, S., 2024. Shifting Mountain Tree Line Increases Soil Organic Carbon Stability Regardless of Land Use. Plants 13, 1193.
2. Е.А. Филимоненко, Н.П. Самохина, И.Н. Курганова, В.О. Лопес де Гереню, М.А. Упорова, Е.А. Арбузова, Л.Г. Соколова, С.Ю. Зорина, Н.В. Дорофеев, Я.В. Кузяков. Биоэнергетическая стабильность органического вещества серой почвы под лесом и лугом // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2025. Т. 80. № 2. С. 63-72.
3. Filimonenko E., Kuzyakov Y. Activation Energy of Organic Matter Decomposition in Soil and Consequences of Global Warming. Global Change Biology 31(9), 2025.

Работа выполнена в рамках государственной программы федеральной территории «Сириус» «Научно-технологическое развитие федеральной территории «Сириус» (Соглашение №18-03 от 10.09.2024)