ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2017, № 5, С. 47-58, DOI: 10.7868/S0024114817050059


ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЕ ВАРЬИРОВАНИЕ МАССЫ И ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ДРЕВЕСНОГО ОПАДА СОСНЯКОВ КУСТАРНИЧКОВО-ЛИШАЙНИКОВЫХ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Е. А. Иванова1, Н. В. Лукина2
1Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН
Россия, 184209 Апатиты, Академический городок, 14а
E-mail: ivanova@inep.ksc.ru
2Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН
Россия, 117997 Москва, ул. Профсоюзная, 84/32, стр. 14 


Поступила в редакцию 28 сентября 2016 г.


В статье рассмотрен результат оценки пространственного внутрибиогеоценотического и временного (сезонная и многолетняя динамика) варьирования массы и фракционного состава древесного опада сосняков кустарничково-лишайниковых в фоновых условиях и в ходе техногенной дигрессии, обусловленной воздушным промышленным загрязнением, на Кольском полуострове. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: (1) дать оценку массы и фракционного состава древесного опада на разных стадиях дигрессии с учетом внутрибиогеоценотического пространственного варьирования; (2) оценить сезонную и многолетнюю (двадцатилетнюю) динамику массы и фракционного состава древесного опада в лесах на разных стадиях техногенной дигрессии в период снижения выбросов. Древесный опад характеризуется значительным временным (сезонная и многолетняя динамика) и пространственным внутрибиогеоценотическим (подкроновые и межкроновые пространства) варьированием как по  количеству, так и по фракционному составу. В лесах, подверженных воздушному промышленному загрязнению, выявлены тренды увеличения массы опада, главным образом, за счет таких фракций, как хвоя и кора, за последние двадцать лет, несмотря на снижение объемов выбросов. Это объясняется как ослаблением деревьев, вызванным влиянием загрязнения в годы, предшествующие снижению выбросов, так и влиянием выбросов в период наблюдений, а также увеличением возраста и фитомассы древостоев. Наблюдается значительное увеличение величины соотношения между массой опадающей хвои и её живой массой в техногенных редколесьях по сравнению с фоновыми условиями (0.6 и 0.1, соответственно). Различия массы опада всех фракций без учета и с учетом внутрибиогеоценотического варьирования за одни и те же годы достигали двух и более раз. Значительные различия обнаруживаются для всех фракций. Таким образом, учет внутрибиогеоценотического варьирования в формировании древесного опада позволяет давать более точные оценки происходящих в лесах процессов, а также динамики органического вещества и биогеохимических циклов.


Ключевые слова: древесный опад, сосновые леса, воздушное промышленное загрязнение, сезонная и многолетняя динамика, пространственное варьирование.


Исследования выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда (16-17-10284).


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Алексеев В.А., Лянгузова И.В. Влияние загрязнения на изменение морфоструктуры деревьев // Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. Л.: Наука, 1990. С. 87-94.

  • Влияние промышленного атмосферного загрязнения на сосновые леса Кольского полуострова / Под. ред. Б.Н. Норина и В.Т. Ярмишко. Л.: Ботанический институт АН СССР, 1990. 195 с.

  • Горшков В.В. Влияние атмосферного загрязнения окислами серы на эпифитный лишайниковый покров северотаежных сосновых лесов // Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. Л.: Наука, 1990. С. 144-159.

  • Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 2014 году. Мурманск: Министерство природных ресурсов и экологии Мурманской области, 2015. 177 с.

  • Забоева И.В. Почвы и земельные ресурсы Коми АССР. Сыктывкар: Коми книжное изд-во, 1975. 344 с.

  • Казимиров Н.И., Морозова Р.М. Биологический круговорот веществ в ельниках Карелии.  Л.: Наука, 1973. 175 с.

  • Лукина Н.В., Никонов В.В. Биогеохимические циклы в лесах Севера в условиях аэротехногенного загрязнения: в 2-х ч. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 1996. Ч. 1. 213 с.; Ч. 2. 192 с.

  • Лукина Н.В., Никонов В.В. Питательный режим лесов северной тайги: природные и техногенные аспекты. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 1998. 316 с.

  • Макарова О.А., Поликарпова Н.В., Берлина Н.В., Исаева Л.Г., Зануздаева Н.В.,  Москвичева Л.А. О семеношении хвойных пород в заповедниках Мурманской области // Первые международные Беккеровские чтения: Сб науч. тр. по матер. конф., Волгоград, 27–29 мая 2010 г. / Под ред. В.А. Сагалаева. Волгоград, 2010. Ч. 1. С. 133-136.

  • Манаков К.Н., Никонов В.В. Биологический круговорот минеральных элементов и почвообразование в ельниках Крайнего Севера.  Л.: Наука, 1981. 196 с.

  • Некрасова Т.П. Семенные годы и проблема прогноза урожаев у хвойных древесных пород // Труды по лесному хозяйству. Западно-сибирский филиал АН СССР. Новосибирск: НТОЛеспром, Новосибирское отделение, 1957. Вып. 3. С. 185-191.

  • Никонов В.В., Лукина Н.В. Биогеохимические функции лесов на северном пределе распространения. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 1994. 315 с.

  • Ставрова Н.И. Влияние атмосферного загрязнения на семеношение хвойных пород // Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. Л.: Наука, 1990. С.115-121.

  • Цветков В.Ф. Сосняки Кольской лесорастительной области и ведение хозяйства в них. Архангельск: Изд-во Архангельского государственного технического университета, 2002. 377 с.

  • Цветков В.Ф., Цветков И.В. Лес в условиях аэротехногенного загрязнения. Архангельск: Кн. изд-во, 2003. 354 с.

  • Цветков В.Ф., Цветков И.В. Промышленное загрязнение окружающей среды и лес. Архангельск: Изд-во Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова, 2012. 312 с.

  • Ярмишко В.Т. Сосна обыкновенная и атмосферное загрязнение на Европейском Севере. СПб.: Изд-во НИИ химии СПбГУ, 1997. 210 с.

  • Ярмишко В.Т., Лянгузова И.В. Многолетняя динамика параметров и состояния хвои Pinus sylvestris L. в условиях аэротехногенного загрязнения на Европейском Севере // Известия СПбЛТА, 2013. № 2 (203). C. 30-46.

  • Ярмишко В.Т., Баккал И.Ю., Борисова О.В., Горшков В.В., Катютин П.Н., Лянгузова И.В., Мазная Е.А., Ставрова Н.И., Ярмишко М.А. Динамика лесных сообществ северо-запада России / Отв. ред. В.Т. Ярмишко. СПб.: ВВМ, 2009. 276 с.

  • Albrektson A. Needle litterfall in stands of Pinus sylvestris L. in Sweden, in relation to site quality, stand age, and latitude // Scandinavian Journal of Forest Research. 1988. N. 3. P. 333-342.

  • Berg B., Albrektson A., Berg M.P., Cortina J., Johansson M-B., Gallardo A., Mgadeira M., Pausas J., Kiratz W., Vallejo R., McClaugherty C. Amounts of litter fall in some pine forests in European transect, in particular Scots pine // Annals of Forest Science. 1999. V. 56. P. 625-639.

  • Bray J.R., Gorham E. Litter production in forests of the world // Advances in Ecological Research. London: Academic Press. 1964. V. 2. P. 101-157.

  • Breymeyer A.I., Berg B., Gower S.T., Johnson D. Carbon budget: temperate coniferous forests. Global change: effects on coniferous forests and grasslands. S.C.O.P.E. (Eds.) Breyermeyer A.I., Hall D.O., Melillo J.M., Ågren G.I. New York: Wiley. 1996. V. 56. P. 41–67.

  • Flower-Ellis J.G.K. Litterfall in an age series of Scots pine stands: Summary of results for the period 1973-1983. Department of Ecology and Environmental Research. Swedish University of Agricultural Sciences. 1985. Rep. 19. P. 75-94.

  • Hilli S. Significance of litter production of forest stands and ground vegetation in the formation of organic matter and storage of carbon in boreal coniferous forests. Forest condition monitoring in Finland – National report. (Eds.) Merilä P., Jortikka S. The Finnish Forest Research Institute. 2013. URL: http://www.metla.fi/metinfo/forest-condition/projects/litter.htm (July 22, 2016)

  • Ilvesniemi H., Levula J., Ojansuu R., Kolari P., Kulmala L., Pumpanen J., Launiainen S., Vesala T., Nikinmaa E. Long-term measurements of the carbon balance of a boreal Scots pine dominated forest ecosystem // Boreal Environment Research. Helsinki. 2009. V. 14. P. 731-753.

  • Kouki J., Hokkanen Y. Long-term needle litterfall of a Scots pine Pinus sylvestris stand: relation to temperature factors // Oecologia. 1992. N. 89. P. 176-181.

  • Lenthonen A., Lindholm M., Hokkanen T., Salminen H., Jalkanen R.  Testing dependence between growth and needle litterfall in Scots pine — a case study in northern Finland // Tree Physiology. Canada: Heron Publishing—Victoria. 2008. V. 28. P. 1741-1749.

  • Novák J., Dušek D., Slodičák M. Quantity and quality of litterfall in young oak stands // Journal of Forest Science. 2014. V. 60. N. 6. P. 219-225.

  • Pedersen L.B., Bille-Hansen J. A comparison of litterfall and element fluxes in even aged Norway spruce, sitka spruce and beech stands in Denmark // Forest Ecology and Management. 1999. V. 114. P. 55–70.

  • Ukonmaanaho L., Merila P., Nojd P., Nieminen T.M. Litterfall production and nutrient return of the forest floor in Scots pine and Norway spruce stands in Finland // Boreal Environment Research. Helsinki. 2008. V. 13 (Suppl. B). P. 67-91.

  • Ukonmaanaho L., Pitman R., Bastrup-Birk A., Breda N., Rautio P. Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests // Part XIII Sampling and Analysis of Litterfall. UNECE ICP Forests Programme Co-ordinating Centre, Eberswald. 2015. 17 p.