Оценка качественного и количественного состава древесного опада и его роли в поступлении углерода на вырубке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Поступление растительного опада является ключевым звеном круговорота веществ в наземных экосистемах. Качество и состав древесного опада, поступающего на поверхность почвы, определяется возрастом и составом древостоя. К настоящему времени слабоизученными являются происходящие изменения в функционировании таёжных экосистем при сплошных рубках с использованием специализированной техники и в процессе лесовозобновления. Цель настоящей работы – оценить количественный и качественный состав опада на вырубках хвойно-лиственного насаждения средней тайги Республики Коми на различных технологических участках и поступление в его составе углерода на поверхность почвы. Объекты и методы исследования. Исследование проведено на территории Сыктывдинского района Республики Коми. Древесный опад собирали в конце мая 2022–2024 гг. и в конце вегетационных периодов 2021–2023 гг. после осеннего листопада. При анализе полученных данных выделялись две группы фракций по скорости их разложения: активные (листья, хвоя, семена) и неактивные (ветви, кора, шишки).
Для пересчёта массы растительного органического вещества подстилки в запасы углерода использовались коэффициенты, специфичные для отдельных фракций в исследуемом регионе. Результаты. Масса древесного опада на фоновом участке в разные годы составила: в 2021–2022 гг. – 347,34±15,64 г/м2, в 2022–2023 гг. – 304,25±16,33 г/м2, в 2023–2024 гг. – 260,74±13,30 г/м2. После проведения сплошной рубки среднетаёжного хвойно-лиственного насаждения годовое поступление древесного опада уменьшилось в 14–66 раз за весь период наблюдений. В фоновом хвойно-лиственном насаждении за три года наблюдений количество поступаемого углерода изменялось от 164,71±7,35 до 123,49±6,25 гC/м2. Удаление древесного яруса в результате вырубки леса привело к значительному снижению поставок углерода с опадом древесных растений на поверхность почвы в 14–70 раз. 

Об авторах

Д. А. Севергина

Институт биологии Коми НЦ УрО РАН

Email: arzubov-2000@mail.ru

Аспирант, младший научный сотрудник отдела
почвоведения, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН

Россия, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28

П. А. Арзубов

Институт биологии Коми НЦ УрО РАН; Сыктывкарский государственный университет им. Питирима Сорокина

Email: arzubov-2000@mail.ru

Аспирант, Сыктывкарский государственный университет им. Питирима Сорокина; старший лаборант отдела почвоведения, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН.

Россия, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28; 167001, Сыктывкар, Октябрьский пр., 55

И. В. Паюсова

Институт биологии Коми НЦ УрО РАН

Email: arzubov-2000@mail.ru

Аспирант, старший лаборант отдела почвоведения, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН

Россия, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28

А. Ф. Осипов

Институт биологии Коми НЦ УрО РАН

Email: arzubov-2000@mail.ru

Кандидат биологических наук, старший научный
сотрудник отдела лесобиологических проблем Севера, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН. 

Россия, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28

А. А. Дымов

Институт биологии Коми НЦ УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: arzubov-2000@mail.ru

Доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник отдела почвоведения, Институт биологии Коми НЦ УрО РАН.

Россия, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28

Список литературы

  1. Курганова И. Н., Кудеяров В. Н. Экосистемы России и глобальный бюджет углерода // Наука в России. 2012. № 5 (191). С. 25–32. EDN: PFRAGB.
  2. Osipov A. F., Bobkova K. S., Dymov A. A. Carbon stocks of soils under forest in the Komi Republic of Russia // Geoderma Regional. 2021. Vol. 27. Art. e00427. doi: 10.1016/j.geodrs.2021.e00427; EDN: TQVIZW.
  3. Демаков Ю. П., Симанова А. А. Распространение и производительность ельников в различных экотопах Республики Марий Эл // Научный диалог. 2013. № 3 (15). С. 26–42. EDN: PXQKOV.
  4. Курбанов Э. А. Моделирование бюджета углерода лесных насаждений на примере сосняков Поволжья // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2009. № 2. С. 7–15. EDN: MUCKWN.
  5. Biogeochemical cycles and biodiversity as key drivers of ecosystem services provided by soils / P. Smith, M. F. Cotrufo, C. Rumpel et al. // Soil. 2015. Vol. 1, iss. 2. Pp. 665–685. doi: 10.5194/soil-1-665-2015.
  6. The use of forest ecosystem model EFIMOD for research and practical implementation at forest stand, local and regional levels / O. Chertov, A. Komarov, A. Loukianov et al. // Ecological Modelling. 2006. Vol. 194, iss. 1–3. Pp. 227–232. doi: 10.1016/j.ecolmodel.2005.10.015.
  7. Сравнительная оценка скорости разложения растительного опада в еловых и сосновых лесах на северном пределе распространения / Е. А. Иванова, М. А. Данилова, В. Э. Смирнов и др. // Вопросы лесной науки. 2023. Т. 6, № 3. С. 92–122. doi: 10.31509/2658-607x-202363-132; EDN: WHOTJK.
  8. Растительный опад в коренном ельнике и лиственно-хвойных насаждениях / А. А. Дымов, К. С. Бобкова, В. В. Тужилкина и др. // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2012. № 3 (327). С. 7–18. EDN: OZITPN.
  9. Пристова Т. А. Аккумуляция углерода в подстилках среднетаёжных лиственных лесов Республики Коми // Самарский научный вестник. 2023. Т. 12, № 2. С. 81–85. doi: 10.55355/snv2023122112; EDN: HEGAOM.
  10. Кузнецов М. А. Влияние условий разложения и состава опада на характеристики и запас подстилки в среднетаёжном чернично-сфагновом ельнике // Лесоведение. 2010. № 6. С. 54–60. EDN: NBKODD.
  11. Лиханова Н. В., Бобкова К. С. Пулы и потоки углерода в экосистемах вырубки ельников средней тайги Республики Коми // Теоретическая и прикладная экология. 2019. № 2. С. 91–100. doi: 10.25750/1995-4301-2019-2-091-100; EDN: QNTOOZ.
  12. Старцев В. В., Севергина Д. А., Дымов А. А. Динамика содержания водорастворимых форм углерода и азота почв в первые годы после сплошной рубки // Почвоведение. 2024. № 6. С. 797–812. doi: 10.31857/S0032180X24060028; EDN: YCDBMV.
  13. Дымов А. А. Сукцессии почв в бореальных лесах Республики Коми. М.: ГЕОС, 2020. 336 с. doi: 10.34756/GEOS.2020.10.37828; EDN: WLXSUO.
  14. Лиханова Н. В. Роль растительного опада в формировании лесной подстилки на вырубках ельников средней тайги // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2014. № 3 (339). С. 52–66. EDN: SEEOIV.
  15. Чертовской В. Г. Долгомошные вырубки, их образование и облесение. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 136 с.
  16. Осипов А. Ф., Кузнецов М. А., Бобкова К. С. Запасы и потоки углерода в хвойных экосистемах и на вырубках средней тайги // Лесные экосистемы в условиях изменения климата: биологическая продуктивность и дистанционный мониторинг. 2017. № 3. С. 105–112. EDN: YOKZTN.
  17. Кузнецов М. А., Осипов А. Ф. Растительный опад как компонент биологического круговорота углерода в заболоченных хвойных сообществах средней тайги // Вестник Института биологии Коми НЦ УрО РАН. 2011. № 9. С. 10–12. EDN: VVEXMN.
  18. Атлас почв Республики Коми / Ред. Г. В. Добровольский, А. И. Таскаев, И. В. Забоева. Сыктывкар: Коми республиканская типография, 2010. 356 с. EDN: QLNHTN.
  19. Влияние лесозаготовительной техники на динамику естественного возобновления леса после рубки хвойно-лиственного насаждения средней тайги / И. Н. Кутявин, А. В. Манов, В. В. Старцев и др. // Теоретическая и прикладная экология. 2024. № 3. С. 123–132. doi: 10.25750/1995-4301-2024-3-123-132; EDN: FCHCEN.
  20. Осипов А. Ф., Старцев В. В., Дымов А. А. Влияние сплошной рубки на эмиссию CO₂ с поверхности подзолистой почвы среднетаёжного хвойно-лиственного насаждения (Республика Коми) // Почвоведение. 2024. № 5. С. 728–737. doi: 10.31857/S0032180X24050066; EDN: YLINPY.
  21. Физические свойства минеральных горизонтов почв вырубки (средняя тайга, Республика Коми) / С. А. Огородняя, М. А. Бутылкина, С. Р. Красиков и др. // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. 2024. Т. 79, № 2. С. 15–25. doi: 10.55959/MSU0137-0944-17-2024-79-2-15-25; EDN: NUMGPK.
  22. Атлас Республики Коми по климату и гидрологии / А. П. Братцев и др.; Отв. ред. А. И. Таскаев. М.: Дрофа; Дик, 1997. 115 с.
  23. Изменения почв и растительности при разном числе проездов колёсной лесозаготовительной техники (средняя тайга, Республика Коми) / А. А. Дымов, В. В. Старцев, Н. М. Горбач и др. // Почвоведение. 2022. № 11. С. 1426–1441. doi: 10.31857/S0032180X22110028; EDN: ULGVOC.
  24. Carbon Pools and Fluxes in Mixed Coniferous-Small-Leaved Forests and Clearcut Areas / A. A. Dymov, A. F. Osipov, V. V. Startsev et al. // Eurasian Soil Science. 2024. Vol. 57, iss. 11. Pp. 1867–1878. doi: 10.1134/S1064229324601847; EDN: GLFNIH.
  25. Inter- and intra-annual variations in canopy fine litterfall and carbon and nitrogen inputs to the forest floor in two European coniferous forests / M. Portillo-Estrada, J. F. J. Korhonen, M. Pihlatie et al. // Annals of Forest Science. 2013. Vol. 70, iss. 4. Pp. 367–379. doi: 10.1007/s13595-013-0273-0.
  26. Карпачевский Л. О. Лес и лесные почвы. М.: Лесная промышленность, 1981. 264 с.
  27. Бобкова К. С., Машика А. В., Смагин А. В. Динамика содержания углерода органического вещества в среднетаёжных ельниках на автоморфных почвах: монография. СПб.: Наука, 2014. 270 с. EDN: TNBFNN.
  28. Бобкова К. С., Тужилкина В. В. Содержание углерода и калорийность органического вещества в лесных экосистемах севера // Экология. 2001. № 1. С. 69–71.
  29. Кошелева Ю. П., Трофимов С. Я. Особенности биохимического состава растительного опада разной степени разложенности (по данным термического анализа) // Известия РАН. Серия Биологическая. 2008. № 1. С. 77–83. EDN: IBYSRV.
  30. Запасы фитомассы и органического углерода среднетаёжных ельников при восстановлении после сплошнолесосечной рубки / А. Ф. Осипов, В. В. Тужилкина, А. А. Дымов и др. // Известия РАН. Серия Биологическая. 2019. № 2. С. 215–224. doi: 10.1134/S0002332919020103; EDN: YYEKLJ.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).