ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2019, № 5, С.423-434


ПЕРВИЧНАЯ ПРОДУКЦИЯ СОСНЯКОВ РЕСПУБЛИКИ КОМИ
А. Ф. Осипов, К. С. Бобкова
Институт биологии Коми научного центра УрО РАН
167982, Россия, г. Сыктывкар, ГСП-2, ул. Коммунистическая, 28
E-mail: osipov@ib.komisc.ru


Поступила в редакцию 12.02. 2019 г.
Накопление углерода органического вещества лесными фитоценозами в процессе фотосинтеза является их важнейшей функцией, обеспечивающей смягчение изменения климата на планете. В литературе приводятся данные, что территория Российской Федерации является крупным стоком углерода атмосферы. Однако его оценки, как и величины нетто-продукции (NPP) лесных экосистем, изменяются в широких пределах. В работе приводятся материалы, характеризующие нетто-продукцию углерода фитомассы в сосняках разных типов условий произрастания в северной и средней тайге Республики Коми. Исследования выполнены на лесных стационарах в приспевающих, спелых и перестойных сосняках зеленомошной, лишайниковой и сфагновой групп типов. Связывание углерода древостоем оценено по биологической продуктивности, с использованием модельных деревьев, при анализе которых выведены регрессионные уравнения зависимости прироста отдельных органов от диаметра ствола на высоте 1.3 м. Обнаружена статистически значимая взаимосвязь между этими параметрами, характеризующаяся высокими показателями аппроксимации тренда, варьирующими от 0.44 до 0.99 (при 95%-м уровне значимости). Рассчитано, что в условиях европейского Северо-Востока России NPP углерода сосновых фитоценозов изменяется в пределах 1.9–4.5 тСга-1 год-1. Выявлено, что на долю древостоя приходится 32–73% от общей нетто-продукции. С увеличением увлажнения почвы и при продвижении на север в общей продукции углерода возрастает участие растений напочвенного покрова. Отмечено, что значительную часть NPP углерода древесного яруса сосняков формируют фотосинтетический аппарат и древесина ствола. На основании полученных данных выведены конверсионные отношения между NPP и запасом древесины/углерода в древостое для сосняков северной и средней тайги.
Ключевые слова: фитомасса, нетто-продукция, углерод, сосняк, тайга.
Работа выполнена в рамках государственного задания Института биологии Коми НЦ УрО РАН по теме НИР «Пространственно-временная динамика структуры и продуктивности фитоценозов лесных и болотных экосистем на европейском Северо-Востоке России» (номер государственного учета НИОКТР АААА-А17-117122090014-8).
DOI: 10.1134/S0024114819050073            


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Андреева Е.Н., Баккал И.Ю., Горшков В.В., Лянгузова И.В., Мазная Е.А., Нешатаев В.Ю., Нешатаева В.Ю., Ставрова Н.И., Ярмишко В.Т., Ярмишко М.А. Методы изучения лесных сообществ. СПб.: НИИХимии СПбГУ, 2002. 240 с.

  • Бобкова К.С. Биологическая продуктивность хвойных лесов европейского Северо-Востока. Л.: Наука, 1987. 156 с.

  • Бобкова К.С. Биологическая продуктивность и компоненты баланса углерода в молодняках сосны // Лесоведение. 2005. № 6. С. 30–37.

  • Бобкова К.С., Осипов А.Ф. Круговорот углерода в  системе «фитоценоз−почва» в  чернично-сфагновых сосняках средней тайги Республики Коми // Лесоведение. 2012. № 2. С. 11–18. КРУГОВОРОТ  УГЛЕРОДА

  • Галенко Э.П. Фитоклимат и энергетические факторы продуктивности хвойного леса Европейского Севера. Л.: Наука, 1983. 129 с.

  • Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И. Система конверсионных отношений для расчета чистой первичной продукции лесных экосистем по запасам насаждений // Лесоведение. 2000. № 6. С. 54–63.

  • Исаев А.С., Коровин Г.Н. Лес  как  национальное  достояние  России //Лесоведение. 2013. № 5. С. 5–12.

  • Исаев А.С., Барталев С.А., Лупян Е.А., Лукина Н.В. Спутниковое зондирование Земли – уникальный инструмент мониторинга лесов России // Вестник Российской академии наук. 2014. Т. 84. № 12. С. 1073–1079.

  • Исаев А.С., Овчинникова Т.М., Суховольский В.Г. Распределение фитомассы деревьев  и насаждений по фракциям: модель конкуренции // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. СПб.: Гидрометеоиздат,  2007. Т. 21. С. 232–250.

  • Исаев А.С., Коровин Г.Н., Уткин А.И., Пряжников А.А., Замолодчиков Д.Г. Оценка запасов и годичного депонирования углерода в фитомассе лесных экосистем России // Лесоведение. 1993. № 5. С. 3−10.

  • 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.

  • Кутявин И.Н. Сосновые леса северного Приуралья: строение, рост, продуктивность. Сыктывкар: Изд-во ИБ Коми НЦ УрО РАН, 2018. 176 с.

  • Кутявин И.Н., Торлопова Н.В., Осипов А.Ф., Кузьмина Е.С., Бобкова К.С.  Биологическая продуктивность коренного среднетаежного сосняка бруснично-лишайникового (средняя Печора) // Растительные ресурсы. 2016. № 4. С. 484–500.

  • Кузнецов М.А. Динамика содержания органического углерода в заболоченных ельниках средней тайги. Автореф. дисс. к.б.н. Сыктывкар: Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, 2010. 20 с.

  • Лукина Н.В., Исаев А.С., Крышень А.М., Онучин А.А., Сирин А.А., Гагарин Ю.Н., Барталев С.А. Приоритетные направления развития лесной науки как основы устойчивого управления лесами // Лесоведение. 2015. № 4. С. 243–254.

  • Никонов В.В. Почвообразование на северном пределе сосновых биогеоценозов. Л.: Наука, 1987. 142 с.

  • Осипов А.Ф., Бобкова К.С. Биологическая продуктивность и фиксация углерода среднетаежными сосняками при переходе из средневозрастных в спелые // Лесоведение. 2016. № 5. С. 346–354.

  • Усольцев В.А. Биологическая продуктивность лесов Северной Евразии: методы, база данных и ее приложения. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2007. 637 с

  • Щепащенко Д.Г., Швиденко А.З., Пергер К., Дресел К., Фриц Ш., Лакида П.И., Мухортова Л.В., Усольцев В.А., Бобкова К.С., Осипов А.Ф., Мартыненко О.В., Карминов В.Н., Онтиков П.В., Щепащенко М.В., Кракснер Ф. Изучение фитомассы лесов: текущее состояние и перспективы // Сибирский лесной журнал. 2017. № 4. С. 3−11.

  • Эколого-физиологические основы продуктивности сосновых лесов европейского Северо-Востока / Под ред. К.С. Бобковой. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН,1993. 176 с.

  • Bhatti J.S., Jassal R.S. Long term aboveground litterfall production in boreal jack pine (Pinus banksiana) and black spruce (Picea mariana) stands along the Boreal Forest Transect Case Study in western central Canada // Écoscience. 2014. V. 21 (3−4). P. 301−314.

  • FAO, 2015. http://www.fao.org/3/a-az316e.pdf, (14 May 2019).

  • Hardiman B.S., Gough C.M., Halperin A., Hofmeister K.L., Nave L.E., Bohrer G., Curtis P.S. Maintaining high rates of carbon storage in old forests: A mechanism linking canopy structure to forest function // Forest Ecology and Management. 2013. V. 298. P. 111–119

  • Isaev A.,  Korovin G., Zamolodchikov D., Utkin A.,  Pryaznikov A. Carbon stock and deposition in phytomass of the Russian forests // Water, Air and Soil Pollution. 1995. V. 82. P. 247–256, 

  • Keeling H.C., Phillips O.L. The global relationship between forest productivity and biomass // Global Ecology and Biogeography. 2007. V. 16. Is. 5. P. 618–631.

  • Luo Y., Keenan T. F., Smith M. Predictability of the terrestrial carbon cycle // Global Change Biology. 2015. V. 21. Is. 5. P. 1737–1751.

  • Luyssaert S., Schulze E.–D, Börner A., Knohl A., Hessenmöller D., Law B.E., Ciais P., Grace J. Old-growth forests as global carbon sinks // Nature. 2008. V. 455. P. 213–215.

  • Metsaranta J.M., Trofymow J.A., Black T.A., Jassal R.S. Long-term time series of annual ecosystem production (1985–2010) derived from tree rings in Douglas-fir stands on Vancouver Island, Canada using a hybrid biometric-modelling approach // Forest Ecology and Management. 2018. Vol. 429. P. 57–68.

  • Nilsson M.-C., Wardle D.A. Understory vegetation as a forest ecosystem driver: evidence from the northern Swedish boreal forest // Frontiers in Ecology and the Environment. 2005. V. 3(8). P. 421–428.

  • Phua M.-H., Johari S.A.,  Wong O.C., Ioki K., Mahali M., Nilus R., Coomes D.A., Maycock C.R., Hashim M. Synergistic use of Landsat 8 OLI image and airborne LiDAR data for above-ground biomass estimation in tropical lowland rainforests // Forest Ecology and Management. 2017. V. 406. P. 163–171

  • Schaphoff S., Reyer C.P.O., Schepaschenko D., Gerten D., Shvidenko A. Tamm Review: Observed and projected climate change impacts on Russia’s forests and its carbon balance // Forest Ecology and Management. 2016. V. 361. P. 432–444.

  • Vanninen P., Mäkelä A. Needle and stem wood production in Scots pine (Pinus sylvestris) trees of different age, size and competitive status // Tree Physiology. 2000. V.  20. Is. 8. P. 527–533

  • Vedrova E.F., Mukhortova L.V., Trefilova O.V. Contribution of old growth forests to carbon budget of the boreal zone in Central Siberia // Biology Bulletin. 2018. V. 45. Is. 3. P. 288–297.