Сергеева Оксана Валерьевна

студент 1 курса магистратуры, кафедра экологии и природопользования СФУ, г. Красноярск

E-mail: magic192005@yandex.ru

Безкоровайная Ирина Николаевна

научный руководитель, д-р биол. наук, профессор кафедры экологии и природопользования СФУ, г. Красноярск

Проблема увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере и прогнозируемое при этом изменение глобального климата привлекает особое внимание исследователей к бореальным лесам. В бореальных лесах, отличающихся медленной, сезонноподавленной деструкцией органического вещества [3, с. 246], ассимилированный при фотосинтезе С-СО₂ атмосферы хранится с разной продолжительностью в трех пулах: фитомассы, детрита (лесная подстилка, крупные древесные остатки), гумуса (торф) [6, с. 214]. В результате его связывание в процессе фотосинтеза превышает эмиссию в атмосферу за счет дыхания и минерализации органических остатков [2, с. 5]. Именно этим обусловлен приоритет бореальных лесов как фактора регулирования последствий глобального изменения климата.

Роли пула крупных древесных остатков (далее — КДО) и связанных с ним потоков в исследованиях углеродного цикла лесов России до недавнего времени уделялось не столь большое внимание. Однако эмиссии углекислого газа от биогенного разложения КДО весьма значительны. Более того, крупные древесные остатки вместе с фитомассой оказываются в числе пулов лесного углерода, наиболее быстро реагирующих на изменения режимов нарушающих и контролирующих воздействий. Потому значим и вклад пула КДО крупных древесных остатков в общий бюджет углерода лесов [1, с. 14].

Цель работы — анализ динамики структуры и запасов крупных древесных остатков в сосняках лишайниковых Кеть-Сымской низменности с учетом результатов многолетних полевых исследований.

Данная работа является частью комплексных исследований, проводимых лабораторией биогеохимических циклов в лесных экосистемах Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН.

Исследования проводились на юге Туруханского района Красноярского края на территории радиусом до 100 км. от измерительной вышки международной обсерватории ZOTTO, расположенной в районе поселка Зотино (60°с.ш., 89°в.д.).

Пробная площадь состояла из 3 концентрических кругов радиусами 3,5; 7,5 и 15,0 м. В первом круге минимальная длина окружности деревьев, принимаемая в перечет — 10 см, во втором — 30 см, в третьем — 60 см. Сухостойные деревья также учитывались. На каждой пробной площади в радиусе 7,5 метров проводился сплошной учет валежника и пней отдельно по породам, с выделением классов разложения.

Для расчета минерализационного потока при разложении крупных древесных остатков использовались константы разложения, полученные для данной территории О.В. Трефиловой [5, с. 470].

С целью описания динамики запасов КДО выборка пробных площадей была разделена по возрастным стадиям в соответствии с данными лесоустройства для Нижнеенисейского лесхоза, как показано в таблице 1.

Таблица 1.

Возрастные стадии лишайниковых сосняков

По результатам исследований выявлено, что запас крупных древесных остатков в изучаемых сосняках изменяется от 0,02 до 34,83 т с га^-1.

Запас крупных древесных остатков в молодняках варьирует от 0,17 до 28,85 т с га^-1. Молодняки характеризуются наибольшими средними запасами КДО — 14,04 т с га^-1, что согласуется с литературными данными [1, с. 7; 4, с. 20]. В структуре крупных древесных остатков молодняков доля валежника по запасу углерода составляет 78 % (рис. 1). Преобладающая часть древесины валежника соответствует 2-му и 3-му классам разложения (рис. 2). Величина диаметров КДО свидетельствует об унаследованном характере происхождения запасов крупных древесных остатков.

Рисунок 1. Структура запасов крупных древесных остатков в сосняках лишайниковых

Запас КДО в средневозрастных лишайниковых сосняках изменяется от 0,03 до 17,33 т с га^-1 и составляет в среднем 4,87 т с га^-1. В структуре КДО на валежник приходится 64 %, на пни и сухостой — по 18 %. Преобладающая часть древесины валежника (86 %) соответствует 3-му классу разложения.

Рисунок 2. Структура запасов валежника по классам разложения

1, 2, 3 — классы разложения

В приспевающих сосняках запас крупных древесных остатков изменяется от 3,14 до 21,95 т с га^-1 и равен в среднем 7,52 т с га^-1. Основную часть КДО (69 %) составляет сухостой, его высокие запасы являются следствием пожара. Преобладающая часть древесины валежника соответствует 2-му и 3-му классам разложения. При этом в среднем 38 % валежника 1-го и 2-го классов разложения представлено тонкомерными (5—10 см) древесными остатками современного насаждения. Таким образом, запасы крупных древесных остатков в приспевающих сосняках являются результатом формирования современного насаждения — пожаров и естественного изреживания.

В спелых насаждениях запасы крупных древесных остатков изменяются от 0,02 до 34,83 т с га^-1, составляя в среднем 11,5 т с га^-1. В структуре КДО доля валежника составляет 63 %. Соотношения запасов древесины валежника по классам разложения приблизительно равны — 30—39 % от общего запаса валежника. Преобладающая часть древесины пней соответствует 1-му классу разложения. Запас КДО является результатом отпада деревьев современного насаждения.

В перестойных насаждениях запасы крупных древесных остатков изменяются от 0,17 до 29,41 т с га^-1 и составляют в среднем 11,34 т с га^-1. В структуре КДО доля валежа составляет 61 %, доля сухостоя — 35 %. Основная часть древесины валежника и пней соответствует 2-му классу разложения. Диаметр сухостоя и пней превышает средний диаметр древостоя, что объясняется разновозрастной структурой насаждений, сформировавшейся в результате периодического воздействия пожаров.

Минерализационный поток при разложении крупных древесных остатков для рассматриваемых сосняков составляет, в среднем, 0,18 т с га^-1 год^-1.

Наибольшей интенсивностью потоков характеризуются молодняки — 0,24 т с га^-1 год^-1, а также спелые и перестойные насаждения — 0,21 т с га^-1 год^-1 (таблица 2). Наименьшие потери углерода при разложении крупных древесных остатков наблюдаются в средневозрастных насаждениях и составляют 0,08 т с га^-1 год^-1. Это связано с тем, что в молодняках основная часть потока углерода образуется за счет разложения унаследованных запасов крупных древесных остатков. А в спелых и перестойных — за счет распада современного насаждения.

Таблица 2.

Интенсивность минерализационного потока в сосняках лишайниковых на разных возрастных стадиях насаждений (т C га^-1 год^-1)

Таким образом, запас крупных древесных остатков в сосняках лишайниковых изменяется от 0,02 до 34,83 т с га^-1. Наибольший запас крупных древесных остатков сконцентрирован в молодняках, основная часть этого запаса наследуется от предшествующего насаждения. Запас КДО в средневозрастных и приспевающих сосняках снижается за счет разложения наследуемых остатков, возрастая по мере старения и распада древостоя.

Минерализационный поток при разложении крупных древесных остатков для сосняков лишайниковых в среднем равен 0,18 т с га^-1 год^-1. Наибольшей интенсивностью потоков характеризуются молодняки, а также спелые и перестойные насаждения.

Благодарности

Автор выражает благодарность сотрудникам лаборатории биогеохимических циклов в лесных экосистемах Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН за предоставленную базу первичных данных.

Список литературы:

1.Замолодчиков Д.Г. Оценка пула углерода крупных древесных остатков в лесах России с учетом влияния пожаров и рубок // Лесоведение. — 2009. — № 4. — С. 3—15.

2.Лесные экосистемы Енисейского меридиана: сб. науч. тр. / под ред. Ф.И. Плешикова. Новосибирск: изд-во СО РАН, 2002. — 356 с.

3.Плешиков Ф.И. Цикл углерода в лиственничниках северной тайги // Доклады Академии Наук. — 2003. — Т. 388, № 2. — С. 246—248.

4.Трефилова О.В. Запас и структура крупных древесных остатков в сосняках Енисейской равнины // Лесоведение. — 2009. — № 4. — С. 16—23.

5.Трефилова О.В. Интенсивность гетеротрофного дыхания в сосняках средней тайги: сравнительный анализ методов оценки // Хвойные бореальной зоны. — Красноярск, 2007. — № 4—5. — С. 467—473.

6.Уткин А.И. О вкладе лесов России в глобальный углеродный цикл // Структурно-функциональная организация и динамика лесов: материалы всероссийской конференции. — Красноярск, 2004. — С. 212—215.