The goal of this study was to examine the carbon and nitrogen dynamics in atmospheric precipitation, assimilating organs of coniferous trees (Picea obovata and Pinus sylvestris), needle litter, soils, and soil water. The objects of our research were the most common dwarf shrub-green moss spruce forests and lichen-dwarf shrub pine forests of the boreal zone. The study was carried out on permanent plots between 1999 and 2020. The long-term dynamics of carbon concentrations in snow demonstrated a trend towards increasing carbon concentrations in forested and treeless areas of the Murmansk region. It was shown that in representative spruce and pine forests, the concentrations and atmospheric precipitation of carbon compounds and carbon leaching with soil water were higher below the tree crowns, compared to between the crowns. In soil water, a decrease was found in carbon concentration with the soil profile depth. For soils, the highest carbon concentrations were found in the organic and illuvial soil horizons. The main soil sinks of carbon and nitrogen in northern taiga forests were found to be located in the organic soil horizon below the crowns. In northern taiga forests, the carbon content of living Picea obovata and Pinus sylvestris needles and Pinus sylvestris needle litter had minor variability; no significant interbiogeocoenotic and age differences were found. We found that the nitrogen content in brown needles and needle litter was significantly lower compared to photosynthetically active needles, probably due to retranslocation processes (withdrawal before needle abscission), corroborating the literature in the results session. The largest stocks of carbon and nitrogen in northern taiga forests are concentrated in the soil organic horizon, and the removal of these elements with soil water is insignificant. Carbon and nitrogen stocks in living and fallen needles are lower than in soil. The least amount of carbon and nitrogen is contained in atmospheric precipitation.

Рассмотрены средообразующие факторы, определяющие функционирование экосистем, в том числе регулирование циклов углерода. Показано, что в репрезентативных еловых и сосновых лесах концентрации и выпадения соединений углерода из атмосферы и его вынос с почвенными водами выше в подкроновых пространствах, чем в межкроновых. В почвенных водах установлено снижение выноса углерода с глубиной почвенного профиля. Для подзолов характерно бимодальное распределение гумуса по почвенному профилю с максимумами в органогенном и иллювиальном горизонтах. Содержание углерода в органогенном горизонте почв еловых и сосновых лесов варьирует от 12 до 54%, азота ‒ от 4.7 до 18.7 г/кг. Основные запасы углерода в органогенном горизонте лесных почв сосредоточены в подкроновых пространствах и достигают 27–34 т/га. Запасы углерода в метровом слое почвы (минеральные горизонты) составляют 47–60 т/га. Запасы фитомассы северотаежных лесов характеризуются невысокими значениями (12–188 т/га). Значительные запасы растительного органического вещества северотаежных лесов сосредоточены в напочвенном покрове. Содержание углерода в ассимилирующих органах (листья/хвоя, побеги) растений северотаежных лесов варьирует от 35 до 73%, азота – от 5.4 до 23.6г/кг. Скорость разложения растительных остатков и потери углерода при разложении опада вечнозеленых растений в еловых лесах выше, чем в сосновых, как и показатели численности почвенной макрофауны. Подзолам северотаежных лесов соответствует преобладание вторичных разрушителей растительного опада – гумификаторов дождевых червей и миксофагов (личинок щелкунов,  одстилочных моллюсков) и отсутствие кальцефильных групп минерализаторов (мокриц, двупарноногих многоножек). Из почв Мурманской области выделено 122 вида микроскопических грибов. Доминирующими по показателю обилия в фоновой почве были виды рр. Penicillium и Umbelopsis, в антропогенно-измененных почвах – виды рр. Aureobasidium, Penicillium, Trichocladium, Trichoderma и Umbelopsis.

We studied dwarf shrub-green moss spruce forests and lichen-shrub pine forests, the most common in the boreal zone. Our results showed a significant intra- (below and between the crowns) and inter-biogeocenotic (spruce and pine forests) variation in the composition of atmospheric precipitation and soil water in forests exposed to air pollution. The concentrations of main pollutants in atmospheric fallout and soil water are tens (sulfates) and hundreds (heavy metals) times higher than in the background areas and typically higher below the crowns. The long-term dynamics (between 1999 and 2020) of the composition of atmospheric fallout and soil water in coniferous forests in the background areas and defoliating  forests demonstrates a significant increase in nickel concentrations in recent years. This may be due to an increase in nickel concentrations in aerosols propagating over considerable distances. In pollution-induced sparse forests, a trend was found toward a decrease in the concentration of pollutants, which may indicate a decrease in the fallout of pollutants in the composition of larger particles close to the smelter.