ЛЕСОВЕДЕНИЕ. 2018. № 2. С. 107-118.


БАЛАНС ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В СОСНЯКЕ И ЕЛЬНИКЕ КАРЕЛИИ
Ю. В. Карпечко1, П. А. Лозовик1, Н. Г. Федорец2
1Институт водных проблем Севера КарНЦ РАН
Россия, 185030 Петрозаводск, проспект. А. Невского, 50
E-mail: karp@nwpi.krc.karelia.ru
2Институт леса КарНЦ РАН
Россия, 185610 Петрозаводск, ул. Пушкинская, 11


Поступила в редакцию 18 августа 2016 г.
Предложено уравнение баланса химических элементов, позволяющее оценить изменение их количества в почве под растущим древостоем. При определении поступления химических элементов к лесным почвам использовались измеренные данные их концентраций в атмосферных осадках и рассчитанные по разработанным методам величины поступления с опадом. Расход элементов вычислялся с использованием результатов наблюдений по лизиметрическим установкам и с применением разработанных методов определения их затрат на прирост фитомассы. Из-за недостаточной изученности миграции элементов при транспирации влияние этого процесса на баланс оценивалось для двух вариантов: с учетом возможных потерь элементов в результате биологического испарения и без их учета. Определение прирастающей и опадающей фитомассы и миграции при этом химических элементов выполнялось дифференцированно для древостоя и напочвенного покрова. Приведены осредненные по породам удельные величины некоторых химических элементов, затрачиваемых на прирост фитомассы соснового и елового древостоя и напочвенного покрова и возвращаемых с опадом. Поступление на напочвенный покров многих элементов с осадками после их прохождения через полог леса увеличивается. В наибольшей степени возрастает приход калия и кальция. Их доли в осадках от общего прихода к напочвенному покрову наиболее высокие среди всех рассматриваемых элементов. Поступление с осадками калия соизмеримо с его затратами на прирост фитомассы. На количество поступления в лесные почвы кремния, общего азота и общего фосфора доминирующее влияние оказывает опад. При решении уравнения баланса установлено, что в лесном биогеоценозе, представленном спелым и перестойным древостоем, происходит накопление в почве основных элементов питания. Превышение расхода кремния над приходом покрывается его запасами в почве.
Ключевые слова: баланс химических элементов, осадки, испарение, лизиметр, сосняк черничный, ельник черничный.
DOI: 10.7868/S0024114818020031


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Арчегова И.Б., Кузнецова Е.Г. Влияние древесных растений на химический состав атмосферных осадков в процессе восстановления среднетаежных лесов // Лесоведение. 2011. № 3. С. 34-43.

  • Бахмет О.Н., Федорец Н.Г., Ласточкина В.Г. Химический состав атмосферных осадков и почвенных вод Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2011. 34 с.

  • Германова Н.И. Скорость разложения растительного опада в лесных насаждениях заповедника «Кивач» // Эколого-геохимические и биологические закономерности почвообразования в таежных лесных экосистемах: Сб. статей. Петрозаводск, 2009. С. 68-87 (176 c.).

  • Казимиров Н.И., Морозова Р.М. Биологический круговорот веществ в ельниках Карелии. Л.: Наука, 1973. 176 с.

  • Казимиров Н.И., Волков А.Д., Зябченко С.С., Иванчиков А.А., Морозова Р.М. Обмен веществ и энергии в сосновых лесах Европейского Севера. Л.: Наука, 1977. 304 с.

  • Карпечко Ю.В., Бондарик Н.Л. Гидрологическая роль лесохозяйственных и лесопромышленных работ в таежной зоне Европейского Севера России. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2010. 225 с.

  • Карпечко Ю.В., Мясникова Н.А. Расчет фитомассы древостоя // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия «Естественные и технические науки». 2012. № 4 (125). С. 77-81.

  • Карпечко Ю.В., Лозовик П.А., Потапова И.Ю. Трансформация химического состава атмосферных осадков лесной растительностью // Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов. Тр. IV Всерос. науч. конф. г. Москва. 15-18 сентября2015 г. М.: Институт водных проблем РАН. 2015. С. 155-158.

  • Крестовский О.И. Влияние вырубок и восстановления лесов на водность рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 118 с.

  • Мамай А.В., Федорец Н.Г., Степанов А.Л. Процессы азотфиксации и денитрификации в подзолистых почвах хвойных и мелколиственных лесов среднетаежной подзоны Карелии // Лесоведение. 2013. № 1. С. 66-74.

  • Мельчаков Ю.Л., Суриков В.Т. Роль биохимических процессов в массопереносе химических элементов с атмосферными осадками (на примере территории Северного Урала) // География и природные ресурсы. 2007. № 1. С. 83-90.

  • Мельчаков Ю.Л. Закономерности элементопереноса в системе «почва - атмосфера» (на примере Северного Урала) // Литосфера. 2008. № 2. С. 133-138.

  • Погребняк Ю.Ф., Сусленкова Р.М., Толочко В.В. Роль транспирации растений в формировании состава дождевых вод // Доклады АН СССР. 1983. Т. 272. № 4. С. 968-970.

  • Пристова Т.А., Забоева И.В. Химический состав атмосферных осадков и лизиметрических вод подзола иллювиально-железистого под хвойно-лиственными насаждениями (Республика Коми) // Почвоведение. 2007. № 12. С. 1472-1481.

  • Ремезов Н.П., Быкова Л.Н., Смирнова К.М. Потребление и круговорот азота и зольных элементов в лесах европейской части СССР. М.: Изд-во Московского гос. университета, 1959. 284 с.

  • Смит У.Х. Лес и атмосфера. М.: Прогресс, 1985. 430 с.

  • Федорец Н.Г. Геохимические особенности песчаных иллювиально-гумусово-железистых подзолов на двучленных отложениях // Эколого-геохимические и биологические закономерности почвообразования в таежных лесных экосистемах: Сб. статей. Петрозаводск, 2009. С. 8-17 (176 с.).

  • Федорец Н.Г., Морозова Р.М. Трансформация минеральных веществ и ее роль в формировании почвенного плодородия // Эколого-геохимические и биологические закономерности почвообразования в таежных лесных экосистемах: Сб. статей. Петрозаводск, 2009. С. 18-29 (176 с.).

  • Artaxo P., Storms H., Bruynseels F., Van Grieken R., Maenhaut W. Composition and sources of aerosols from the Amazon basin // Journal of Geophysical Research. 1988. V. 93. N d2. P. 1605-1615.    

  • Curtin G.C., King H.D., Mosier E.L. Movement of elements into atmosphere from coniferous trees in subalpine forests of Colorado and Idaho // Journal of Geochemical Exploration. 1974. V. 3. N 3. P. 245-263.  

  • Tukey H.B. The leaching of substances from plants // Annual Review of Plant Physiology. 1970. V. 21. P. 305-324.