ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2021, № 6, С. 566–580


ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕСОВ: АКТУАЛЬНОСТЬ И ПОДХОДЫ К РАЗРАБОТКЕ
Н. В. Лукина, А. П. Гераськина, А. И. Кузнецова, В. Э. Смирнов, А. В. Горнов,
Н. Е. Шевченко, Е. В. Тихонова, Д. Н. Тебенькова, Е. В. Басова
Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН
ул. Профсоюзная, 84/32, стр. 14, Москва, 117997, Россия
E-mail: nvl07@yandex.ru


Поступила в редакцию 30.06.2021 г.
В статье обосновывается актуальность разработки функциональной классификации лесов на основе эффективности выполнения ими экосистемных функций. На примере девяти типов хвойно-широколиственных лесов, доминирующих в Европейской части России и функционирующих в автономных позициях ландшафта, демонстрируется возможный подход к оценке выполнения ими функции регулирования цикла углерода на основе взаимосвязей между информативными индикаторами состава растительности, почвенной макрофауны и экосистемных процессов, связанных с секвестрацией почвенного углерода. Самым низким уровнем аккумуляции почвенного углерода характеризуются хвойно-широколиственные леса на песчаных почвах, отличающиеся небольшим функциональным разнообразием и низкой биомассой дождевых червей. Высокий запас почвенного углерода демонстрируют леса с более равномерным распределением в составе растительности функциональных групп растений с быстро- и медленноразлагаемым опадом. Это объясняется созданием трофических и топических условий, благоприятных для функционирования дождевых червей – активных переработчиков опада в хвойно-широколиственных лесах. Широкомасштабная оценка взаимосвязей между растительностью, почвенной биотой и экосистемными процессами, формирующими функцию регулирования цикла углерода лесами России, является актуальной научной задачей в связи с проблемами изменения климата. На основе оценки эффективности выполнения различных экосистемных функций лесами разных типов, идентифицированных в России с использованием классификаций растительности, может быть создана функциональная классификация лесов.
Ключевые слова: хвойно-широколиственные леса, функциональная классификация, углерод, растительность, дождевые черви, функциональные группы
Работа выполнена в рамках темы госзадания № AAAA-A18-118052590019-7 ФГБУН Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН.
DOI: 10.31857/S0024114821060085


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Аккумуляция углерода в лесных почвах и сукцессионный статус лесов / Под ред. Н.В. Лукиной. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2018. 232 с.

  • Алексеев Е.В. Типы Украинского леса. Правобережье. Киев, 1928. 120 с.

  • Бабенко А.C. Почвенные беспозвоночные как индикаторы состояния территории // Геохимия живого вещества: материалы Международной молодежной школы-семинара (2-5 июня 2013 г., г. Томск). Томск, 2013. С. 40–42.

  • Барталев С.А., Стыценко Ф.В. Спутниковая оценка гибели древостоев от пожаров по данным о сезонном распределении пройденной огнем площади // Лесоведение. 2021. № 2. С. 115–122.

  • Бобровский М.В. Лесные почвы Европейской России: биотические и антропогенные факторы формирования. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. 359 с.

  • Браславская Т.Ю., Заугольнова Л.Б. Классификация и типология лесной растительности как инструмент исследования лесного покрова // Методические подходы к экологической оценке лесного покрова в бассейне малой реки. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. С. 56–71.

  • Гераськина А.П. Преобразования комплекса дождевых червей в ходе послерубочных сукцессий в лесах Северо-Западного Кавказа // Вопросы лесной науки. 2018. № 1. С. 1–14. DOI: 10.31509/2658-607x-2018-1-1-1-14.

  • Гераськина А.П. Влияние дождевых червей разных морфо-экологических групп на аккумуляцию углерода в лесных почвах // Вопросы лесной науки. 2020. Т. 3. № 2. С. 1–20. DOI: 10.31509/2658-607x-2020-3-2-1-20

  • Гиляров М.С. Учет крупных беспозвоночных (мезофауны) // Методы почвенно-зоологических исследований. М.: Наука, 1975. С. 12–29.

  • Горнов А.В., Горнова М.В., Тихонова Е.В., Шевченко Н.Е., Кузнецова А.И., Ручинская Е.В., Тебенькова Д.Н. Оценка сукцессионного статуса хвойно-широколиственных лесов европейской части России на основе популяционного подхода // Лесоведение. 2018. № 4. С. 243–257. doi 10.1134/S0024114818040083

  • Заугольнова Л.Б. Подходы к оценке типологического разнообразия лесного покрова // Мониторинг биологического разнообразия лесов России: методология и методы. М.: Наука, 2008. С. 36–58.

  • Казакова А.И., Семиколенных А.А., Горнов А.В., Горнова М.В., Лукина Н.В. Влияние растительности на лабильные характеристики лесных почв зандровых местностей заповедника «Брянский лес» // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. 2018. № 3. С. 9–15.

  • Каяндер А.К. Сущность и значение типов леса. М.: Гослестехиздат, 1933. 36 с.

  • Классификация и диагностика почв России / Сост. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

  • Кузнецова А.И., Лукина Н.В., Тихонова Е.В., Горнов А.В., Горнова М.В., Смирнов В.Э., Гераськина А.П., Шевченко Н.Е., Тебенькова Д.Н., Чумаченко С.И. Аккумуляция углерода в песчаных и суглинистых почвах равнинных хвойно-широколиственных лесов в ходе восстановительных сукцессий // Почвоведение. 2019. № 7. С. 803–816. doi 10.1134/S0032180X19070086

  • Курганова И.Н. Эмиссия и баланс диоксида углерода в наземных экосистемах России: дис. … д-ра биол. наук: 03.00.27; 03.00.16. М.: МГУ, 2010. 325 с.

  • Лукина Н.В., Ершов В.В., Горбачева Т.Т., Орлова М.А. (Данилова М.А.), Исаева Л.Г., Тебенькова Д.Н. Оценка состава почвенных вод северо-таежных хвойных лесов фоновых территорий индустриально развитого региона // Почвоведение. 2018. № 3. С. 284–296. doi 10.7868/S0032180X18030036

  • Перель Т.С. Распространение и закономерности распределения дождевых червей фауны СССР. М.: Наука, 1979. 272 с.

  • Погребняк П.С. Лесорастительные условия левобережного Полесья // Труды по опытному лесному делу Украины. 1928. № 10. С. 46–78.

  • Погребняк П.С. Основы лесной типологии. К.: Изд-во АН УССР, 1955. 452 c.

  • Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России / Под ред. Г.А. Заварзина. М.: Наука, 2007. 315 с.

  • Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: Академический проект, 2004. 432 c.

  • Смирнова О.В., Ханина Л.Г., Смирнов В.Э. Эколого-ценотические группы в растительном покрове лесного пояса Восточной Европы // Восточноевропейские леса: история в голоцене и современность. Кн. 1. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2004. С. 165–175.

  • Сукачев В.Н., Дылис Н.В. Основы лесной биогеоценологии. М.: Наука, 1964. 574 c.

  • Тебенькова Д.Н., Лукина Н.В., Данилова М.А., Кузнецова А.И., Горнов А.В., Шевченко Н.Е., Катаев А.Д., Гагарин Ю.Н., Чумаченко С.И. Мультифункциональность и биоразнообразие лесных экосистем // Лесоведение. 2019. № 5. С. 341–356. doi 10.1134/S0024114819050115

  • Уткин А.И. Биологическая продуктивность лесов (методы изучения и результаты) // Лесоведение и лесоводство. 1975. Т. 1. С. 9–190.

  • Холхоева Л.С. Некоторые особенности распространения дождевых червей по типам почв Левобережной Украины // Известия Харьковского энтомологического общества. 1993. Т. 2. №. 1. С. 125–130.

  • Ценофонд лесов Европейской России. URL: http://cepl.rssi.ru/bio/flora/main.htm (дата обращения 28.06.2021).

  • Чернов Ю.И. Природная зональность и животный мир суши. М.: Наука, 1975. 225 с.

  • Шевченко Н.Е., Кузнецова А.И., Тебенькова Д.Н., Смирнов В.Э., Гераськина А.П., Горнов А.В., Тихонова Е.В., Лукина Н.В. Сукцессионная динамика запасов почвенного углерода и растительности хвойно-широколиственных лесов Северо-Западного Кавказа // Лесоведение. 2019. № 3. С. 163–176. doi 10.1134/S0024114819030082

  • Berg B., McClaugherty C. Plant Litter. Decomposition, Humus Formation, Carbon Sequestration. Springer Cham, 2020. 332 р. doi 10.1007/978-3-030-59631-6

  • Cadisch G., Giller K.E. Driven by Nature: Plant Litter Quality and Decomposition. Wallingford: CAB International, , 1997. 432 р.

  • Cao J., Wang C., Dou Z., Liu M., Ji D. Hyphospheric impacts of earthworms and arbuscular mycorrhizal fungus on soil bacterial community to promote oxytetracycline degradation // J. Hazard Mater. 2018. V. 341. P. 346–354. doi 10.1016/j.jhazmat.2017.07.038

  • Chevan A., Sutherland M. Hierarchical partitioning // The American Statistician. 1991. V. 45. P. 90–96.

  • Cornelissen J.H., Lang S.I., Soudzilovskaia N.A., During H.J. Comparative cryptogam ecology: A review of bryophyte and lichen traits that drive biogeochemistry // Annals of Botany. 2007. V. 99. P. 987–1001.

  • Framstad E., Wit H., Mäkipää R., Larjavaara M., Vesterdal L., Karltun E. Biodiversity, Carbon Storage and Dynamics of Old Northern Forests. Copenhagen, Denmark. 2013. doi: 10.6027/TN2013-507.

  • Frouz J., Livečková M., Albrechtová J., Chroňáková A., Cajthaml T., Pižl V., Háněl L., Starý J., Baldrian P., Lhotáková Z., Šimáčková H., Cepáková Š. Is the effect of trees on soil properties mediated by soil fauna? A case study from post-mining sites // Forest Ecology and Management. 2013. V. 309. P. 87–95. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2013.02.013.

  • Geraskina A., Shevchenko N. Distribution of epi-endogeic and endogeic earthworm species (Oligochaeta: Lumbricidae) in the forest belt of the Northwest Caucasus // Zootaxa. 2021. V. 4975. № 3. P. 561–573. doi 10.11646/zootaxa.4975.3.6

  • Huang W., Gonzalez G., Zou X. Earthworm abundance and functional group diversity regulate plant litter decay and soil organic carbon level: A global meta-analysis // Applied Soil Ecology. 2020. V. 150. P. 1–15. doi 10.1016/j.apsoil.2019.103473

  • Jabiol J., Lecerf A., Lamothe S., Gessner M., Chauvet E. Litter quality modulates effects of dissolved nitrogen on leaf decomposition by stream microbial communities // Microbial Ecology. 2019. V. 77. No. 4. P.959–966. ‌10.1007/s00248-019-01353-3‌. ‌hal-02359317

  • Krishna M.P., Mohan M. Litter decomposition in forest ecosystems: a review // Energy, Ecology and Environment. 2017. V. 2. № 4. P. 236–249.

  • Kurakov A.V., Kharin S.A., Byzov B.A. Changes in the composition and physiological and biochemical properties of fungi during passage through the digestive tract of earthworms // Biological Bulletin. 2016. V. 43. P. 290–299. doi 10.1134/S1062359016040075

  • Kurbatova J., Tatarinov F., Molchanov A., Varlagin A., Avilov V., Kozlov D., Valentini R. Partitioning of ecosystem respiration in a paludified shallowpeat spruce forest in the southern taiga of European Russia // Environmental Research Letters. 2013. V. 8. № 4. P. 045028.

  • Lavelle P., Decaëns T., Aubert M., Barot S., Blouin M., Bureau F., Rossi J.P. Soil invertebrates and ecosystem service // European Journal of Soil Biology. 2006. V. 42. P. 3–15.

  • Mac Nally R., Walsh C. Hierarchical partitioning public-domain software // Biodiversity and Conservation. 2004. V. 13. No. 3. P. 659–660.

  • Manning P., Taylor G., Hanley M.E. Bioenergy, food production and biodiversity – an unlikely alliance? // Global Change Biology Bioenergy. 2015. V. 7. No. 4. P. 570–576. doi 10.1111/gcbb.12173

  • Millennium Ecosystem Assessment. Ecosystems and Human Wellbeing: Synthesis. Washington, DC: Island Press. 2005. URL: http://www.millenniumassessment.org/en/Reports.aspx# (дата обращения 28.06.2021).

  • Mordkovich V.G. Zoological diagnostics of soils: Imperatives, purposes, and place within soil zoology and pedology // Biology Bulletin Reviews. 2014. V. 4. No. 5. Р. 404–411.

  • Pérez-Harguindeguy N. Chemistry and toughness predict leaf litter decomposition rates over a wide spectrum of functional types and taxa in central Argentina // Plant and Soil. 2000. V. 218. No. 1. P. 21–30.

  • R Core Team R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing: Vienna, Austria. 2020. URL: https://www.R-project.org/.

  • Salemaa M., Derome J., Nojd P. Response of boreal forest vegetation to the fertility status of the organic layer along a climatic gradient // Boreal Environment Research. 2008. V. 13. Suppl. B. P. 48–66.

  • Sariyildiz T. Effects of tree canopy on litter decomposition rates of Abies nordmanniana, Picea orientalis and Pinus sylvestris // Scandinavian Journal of Forest Research. 2008. V. 23. No. 4. Р. 330–338. doi: 10.1080/02827580802275816

  • Sariyildiz T., Küçük M. Litter mass loss rates in deciduous and coniferous trees in Artvin, northeast Turkey: Relationships with litter quality, microclimate, and soil characteristics // Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 2008. V. 32. No. 6. P. 547–559.

  • Schelfhout S., Mertens J., Verheyen K., Vesterdal L., Baeten L., Muys B., De Schrijver A. Tree species identity shapes earthworm communities // Forests. 2017. V. 8. No. 3. Р. 85.

  • Spurgeon D.J., Keith A.M., Schmidt O., Lammertsma D.R., Faber J.H. Land-use and land-management change: relationships with earthworm and fungi communities and soil structural properties // BMC Ecology. 2013. V. 13. No. 1. P. 46. doi 10.1186/1472-6785-13-46

  • Staaf H. Foliage litter turnover and earthworm populations in three beech forests of contrasting soil and vegetation types // Oecologia. 1987. V. 72. No. 1. P. 58–64.

  • Zhang W., Chen D., Zhao C. Functions of earthworm in ecosystem // Biodiversity Science. 2007. V. 15. No. 2. Р. 142–153. doi 10.1360/biodiv.060294