ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2018, № 3, С. 210-224


МИНЕРАЛИЗАЦИОННЫЙ ПОТОК УГЛЕРОДА В ПОСТПИРОГЕННЫХ СОСНЯКАХ СРЕДНЕГО ЕНИСЕЯ
О. В. Трефилова, Э. Ф. Ведрова
Институт леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН
Россия, 660036 Красноярск, Академгородок, 50, стр. 28
E-mail: ovtrefilova_ilsoran@mail.ru 


Поступила в редакцию 14.03.2017 г.
В работе приводятся оценки потока углерода, поступающего в атмосферу при минерализации фитодетрита и подвижной части гумуса почв в сосняках, испытавших воздействие пожаров слабой и сильной интенсивности. Объектом исследования служили молодые, приспевающие и перестойные сосняки лишайниковой группы типов леса с частотой пожаров не менее 20 лет. Насаждения произрастают в междуречье рек Сым и Дубчес (северная часть Кетско-Тымской равнины). Для оценки интенсивности минерализационного потока определены: запас лесной подстилки, корневой мортмассы, крупных древесных остатков; интенсивность разложения, гумификации растительных остатков, минерализации подвижной формы гумуса почвы (СПОВ) и “нового” гумуса. Показано, что в пределах отдельно взятого возрастного этапа запас фитодетрита характеризуется близкими величинами, а в отклике на действие пожаров различной интенсивности трансформируется только его структура. Интенсивность минерализационного потока изучаемых насаждений изменялась в узких пределах: молодняки – 17.7-19.8, перестойные – 21.6-24.9 ц С га-1 год-1. Основная его доля формируется при разложении фитодетрита (89-93%). Роль его отдельных компонентов не равнозначна. В сосняках, слабо пострадавших от пожаров, вклад минерализующейся подстилки в поток с возрастом увеличивается от 31 до 63%, корневой мортмассы – уменьшается от 46 до 23%. Для сосняков, в сильной степени пострадавших от пожаров, роль подстилки в формировании минерализационного потока, напротив, снижается по мере созревания древостоя (от 62 до 49%), а корневой мортмассы – увеличивается (от 20 до 43%). Вклад крупных древесных остатков не превышал 10-12% в молодняках и 1-6% в приспевающих и перестойных насаждениях.
Ключевые слова: лесная подстилка, корневая мортмасса, крупные древесные остатки, запас углерода, скорость разложения, минерализация, гумификация.
Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ (13-04-01128, 09-04-98004а, 08-04-00027а, 07-04-00515а, 06-04-90596а).
DOI: 10.7868/S002411481803004X
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Ваганов Е.А., Ведрова Э.Ф., Верховец С.В., Ефремов С.П., Ефремова Т.Т., Круглов В.Б., Онучин А.А., Сухинин А.И., Шибистова О.Б. Леса и болота Сибири в глобальном цикле углерода // Сибирский экологический журнал. 2005. V. 12. № 4. С. 631-649.

  • Ведрова Э.Ф. Углеродный цикл в сосняках таежной зоны Красноярского края // Лесоведение. 1998. №6. С. 3-11.

  • Ведрова Э.Ф., Миндеева Т.Н. Интенсивность продуцирования углекислого газа при разложении лесных подстилок // Лесоведение. 1998. № 1. С. 30-41.

  • Ведрова Э.Ф., Спиридонова Л.В., Стаканов В.Д. Круговорот углерода в молодняках основных лесообразующих пород Сибири // Лесоведение. 2000. № 3. С. 40-48.

  • Ведрова Э.Ф., Стаканов В.Д., Плешиков Ф.И. Закономерности изменения пула углерода в бореальных лесах // Лесные экосистемы Енисейского меридиана. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. С. 206-221.

  • Ведрова Э.Ф., Шугалей Л.С., Стаканов В.Д. Баланс углерода в естественных и нарушенных южнотаежных лесах Средней Сибири // География и природные ресурсы. 2002. № 4. С. 92-99.

  • Ведрова Э.Ф., Евдокименко М.Д., Безкоровайная И.Н., Мухортова Л.В., Чередникова Ю.С. Запасы углерода в органическом веществе послепожарных сосняков Юго-Западного Прибайкалья // Лесоведение. 2012. № 1. С. 3-13.

  • Верхунов П.М. Закономерности строения разновозрастных сосняков. Новосибирск, 1976. 255 с.

  • Габеев В.Н. Экология и продуктивность сосновых лесов. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1990. 229 с.

  • Гордина Н.П. Пространственная структура и продуктивность сосняков Нижнего Енисея. Красноярск: Изд-во Красноярского государственного университета, 1985. 128 с.

  • Гришина Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв. М.: Изд-во Московского университета, 1986. 242 с.

  • Дылис Н.В. Основы биогеоценологии. М.: Изд-во Моск. университета, 1978. 151 с.

  • Елизарьева М.Ф. К изучению растительности низовьев р. Дубчеса (левого притока р. Енисея) // Растительный покров Красноярского края. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1964. С. 48-59.

  • Жуков А.Б., Коротков И.А., Кутафьев В.П., Назимова Д.И., Речан С.П., Савин Е.Н., Чередникова Ю.С. Леса Красноярского края // Леса СССР. М.: Изд-во Наука, 1960. Т. 4. С. 248-321.

  • Жуков М.А., Телеснина В.М., Шахин Д.А. Ландшафтно-геоботаническая характеристика Сымского природного парка // Изучение, сохранение и восстановление биоразнообразия экосистем на Енисейском экологическом трансекте. М.: Изд-во Россельхозакадемии, 2001. С. 279-298.

  • Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Шуляк П.П., Честных О.В. Влияние пожаров и заготовок древесины на углеродный баланс лесов России // Лесоведение. 2013. № 5 С. 36-49.

  • Коротков И.А. Лесорастительное районирование России и республик бывшего СССР // Углерод в экосистемах лесов и болот России. Красноярск: Изд-во Наука, 1994. С. 29-47.

  • Корсунов В.М., Ведрова Э.Ф., Красеха Е.Н. Почвенный покров таежных ландшафтов Сибири. Новосибирск: Наука, 1988. 167 с.

  • Куваев В.Б., Шахин Д.А., Роденков А.Н., Телеснина В.М. Естественное восстановление сосновых лесов среднего Енисея после рубок (опыт долговременного комплексного мониторинга). М.: Изд-во Россельхозакадемии, 2001. 313 с.

  • Кукавская Е.А. Воздействие лесных пожаров на баланс углерода среднетаежных сосняков Енисейской равнины: Автореф. дис. … канд. биол. наук: 06.03.03. Красноярск: Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2009. 19 с.

  • Кудеяров В.Н., Заварзин Г.А., Благодатский С.А., Борисов А.В., Воронон П.Ю., Демкин В.А., Евдокимов И.В., Замолодчиков Д.Г., Карелин Д.В., Курганова И.Н., Ларионова А.А., Лопес де Гереню В.О., Уткин А.И., Чертов О.Г. Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России. М.: Наука, 2007. 315 с.

  • Курбанов Е.А., Кранкина О.Н. Древесный детрит в сосновых насаждениях Среднего Заволжья // Лесной журнал. 2001. № 4. С. 27-32.

  • Курбатский Н.П. Пожары тайги, закономерности их возникновения и развития: Автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. Красноярск: Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 1964. 40 с.

  • Никитин Б.А. Уточнения к методике определения гумуса в почве // Агрохимия. 1983. №8. С. 101-106.

  • Поздняков Л.К. Продуктивность лесов Сибири // Ресурсы биосферы. Л.: Наука, 1975 Вып. 1. С. 43-55.

  • Поздняков П.К., Протопопов В.В., Горбатенко В.М. Биологическая продуктивность лесов Средней Сибири и Якутии. Красноярск: Красноярское книж. изд-во, 1969. 155 с.

  • Полубояринов О.И. Плотность древесины. М.: Лесн. пром-ть, 1976. 159 с.

  • Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Методические указания по определению содержания и состава гумуса в почвах (минеральных и торфяных). Л.: Наука, 1975. 105 с.

  • Растворова О.Г. Физика почв (практическое руководство). Л.: Изд-во Ленинград. университета, 1983. 196 с.

  • Санников С.Н. Гипотеза импульсной пирогенной стабильности сосновых лесов // Экология. 1985. № 2. С. 13-20.

  • Сиденко Н.В., Панов А.В. Микроклиматические условия лесоболотных биогеоценозов подзоны средней тайги Приенисейской Сибири // География и геоэкология на службе науки и инновационного образования: Матер. конф. Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева, 23 апреля 2015 г. Красноярск: Изд-во Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева, 2015. С. 107-109.

  • Тарасов М.Е. Роль крупного древесного детрита в балансе углерода лесных экосистем Ленинградской области: Автореф. дис. … канд. биол. наук: 06.03.03, 03.00.16. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии, 1999. 21 с.

  • Тарасов М.Е. Оценка скорости разложения детрита в лесах Ленинградской области // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. 2000. Вып. 1. С. 31-45.

  • Трефилова О.В. Годичный цикл углерода в сосняках средней тайги Приенисейской Сибири: Автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.16. Красноярск: Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2006а. 16 с.

  • Трефилова О.В. Органическое вещество почв сосняков Приенисейской Сибири // Вестник Краснояского государственного аграрного университета. 2006б. № 12. С. 95-105.

  • Трефилова О.В., Ведрова Э.Ф., Оскорбин П.А. Запас и структура крупных древесных остатков в сосняках Енисейской равнины // Лесоведение. 2009. № 4. С. 16-23.

  • Фуряев В.В. Роль пожаров в процессе лесообразования. Новосибирск: Наука, 1996. 253 с.

  • Шибистова О.Б., Ллойд Д., Колле О., Арнет А., Чебакова Н.М., Золотухин Д.А., Зражевская Г.К., Шульце Э.-Д. Оценка аккумулирования СО2 сосновым древостоем методом микровихревых пульсаций // Доклады академии наук. 2002. Т. 383. № 3. С. 425-429.

  • Dolman A.J., Shvidenko A., Schepaschenco D., Ciais P., Tchebakova N., Chen T., M.K. van der Molen, Belelli Marchesini L., Maximov T.C., Maksyutov S., Schulze E.-D. An estimate of the terrestrial carbon budget of Russia using inventory-based, eddy covariance and inversion methods // Biogeosciences. 2012. V. 9. N 12. P. 5323-5340.

  • Harmon M.E., Krankina O.N., Sexton J. Decomposition vectors: a new approach to estimating woody detritus decomposition dynamics // Canadian Journal of Forest Research. 2000. V. 30. N 1. Р. 76-84.

  • Jenkinson D.S., Rayner J.H. The turnover of soil organic matter in some of the Rothamsted classical experiments // Soil Science. 1977. V. 123. N 5. Р. 298-305.

  • Krankina O.N., Harmon M.E., Griazkin A.V. Nutrient stores and dynamics of woody detritus in a boreal forest: modeling potential implications at the stend level // Canadian Journal of Forest Research. 1999. V. 29. N 1. Р. 20-32.

  • Lloyd J., Shibistova O., Zolotoykhin D., Kolle O., Arneth A., Wirth C., Styles J.M., Tchebakova N.M., Schulze E.D. Seasonal and annual variations in the photosynthetic productivity and carbon balance of a central Siberian pine forest // Tellus B. 2002. V 54. N 5. P. 590-610.

  • Mukhortova L. Carbon budget recovery and role of coarse woody debris in post-logging forest ecosystems of Southern Siberia // Bosque (Valvidia). 2012. V. 33. N 3. P. 261-265.

  • Panov A.V., Onuchin A.A., Zrazhevskaya G.K., Shibistova O.B. Structure and dynamics of organic matter pools in clearings in the lichen pine forests of middle taiga subzone of Yenisei Siberia // Biology Bulletin. 2013. V. 40. N. 1. P. 95-102.

  • Shorohova,E., Kapitsa E. Influence of the substrate and ecosystem attributes on the decomposition rates of coarse woody debris in European boreal forests. // Forest Ecology and Management. 2014. V. 315. N 1. P. 173-184.

  • Shorohova E., Kapitsa E., Vanha-Majamaa I. Decomposition of stumps 10 years after partial and complete harvesting in a southern boreal forest in Finland // Canadian Journal of Forest Research. 2008. V. 38. N. 9. P. 2414-2421.

  • Yatskov M. A., Harmon M.E., Krankina O.N. Chronosequence of wood decomposition in the boreal forest of Russia // Canadian Journal of Forest Research. 2003. V 33. N 7. Р. 1211-1226.

  • Wirth C., Czimczik C.I., Schulze E.-D. Beyond annual budgets: carbon flux at different temporal scales in fire-prone Siberian Scots pine forests // Tellus B. 2002. V. 54. N 5. P. 611-630.