Задать вопрос юристу

ОЦЕНКА НЕКОТОРЫХБИОТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВУГЛЕРОДНОГО ЦИКЛА БОЛОТ И ЛЕСОВ.

  Т.В. Глухова, А.Г. Ковалев, М.В. Смагина, С.Э. Вомперский
Институт лесоведения РАН, Московская обл.
Вопросы углеродного цикла болот от фундаментальных до прикладных нельзя считать удовлетворительно разрешенными.
Биогеоценология вступила в стадию количественных исследований круговорота веществ и энергии, знание которых пока недостаточно, чтобы делать хорошие прогнозы естественной и антропогенной динамики болот, а тем более предлагать надежные
методы управления ими [1].
В связи с этим на Западнодвинском лесоболотном стационаре в Тверской области на постоянных пробных площадях, заложенных в ряде болотных и суходольных лесов, изучают компоненты углеродного цикла, такие как ежегодное поступление древесно-кустарникового опада, почвенные потоки: СО:, освобожденный из опада и отпада в аэробных условиях гетеротрофными организмами и СН4 как результат анаэробного гетеротрофного дыхания. Нетто-экосистемная продукция (NEP) оценивается накопленной массой торфа и запасами органического углерода в нём. Поступление древеснокустарникового опада в различных типах леса фиксируется в течение 7 лет, данные по четырем из которых приведены в табл. 1.
Табл. 1. Динамика поступления древесного опада, гм'2 абс.сух.в-ва

Тип леса

1993-94

1995-96

1996-97

1997-98

Сред.

Черноолыианик крупно- травно-папоротниковый

269,08

297,86

342,06

372,74

320,43

Ельник кислично-зеленчу- ковый

243,39

297,72

329,37

367,90

309,59

Сосняк чернично-зелено- мошный (мелкооторф.)

200,98

271,47

294,90

277,75

261,27

Сосняк лишайниково- зеленомошный

172,01

161,18

222,37

232,84

197,10

Сосняк кустарничково- сфагновый

115,83

132,27

153,88

188,70

147,67

Г рядово-мочажинный комплекс с редкой внебо- нитетной сосной

20,03




20,03

Показано, что в высокопродуктивных болотных и суходольных лесах поступает больше опада, чем в низкопродуктивных. Олиготрофные, почти безлесные болота, по поступлению опада (20 гм 2, без продукции мхов) сильно уступают мезотрофным — 148 и особенно евтрофным — 320 гм'2. Существенным различием лесов и болот в фракционном составе формируемого годичного прироста фитомассы является то, что главным продуцентом в лесу выступают деревья, на болотах же, даже лесных, значительное место в создании органического вещества принадлежит растениям нижних ярусов — болотным мхам, травам, кустарничкам.
Исследования по учету и оценке сезонной динамики выделения С02 и СН4 с поверхности почвы проводят на стационаре в лесах разной увлажненности и на болотах различной трофности. Оказалось, что процесс выделения СО: с поверхности почвы очень динамичен, по отдельным срокам сезона его интенсивность может не отличаться у болот разного генезиса. Однако, выявлена отчетливая связь интенсивности почвенного дыхания (куда входит и дыхание корней), прямая — с продуктивностью лесных биогеоценозов и обратная — с развитием процессов заболачивания. Максимальная эмиссия углерода (СО2) характерна для зонально наиболее продуктивных ельников- кисличников (727 г С м'2 за период май-октябрь, табл.2).
Табл. 2. Эмиссия углерода (СО2) за 184 дня (май-октябрь), г См'2

Тип леса

1993

1995

1996

1997

Сред.

Ельник кислично- зеленчуковый

913,61

575,81

959,25

459,81

727,12

Сосняк кустарничково- сфагновый

493,65

485,57

710,63

401,09

522,73

Сосняк чернично-зелено- мошный (мелкооторф.)

705,88

404,08

655,21

292,34

514,38

Сосняк лишайниково- зеленомошный

448,49

~

-

-

448,49

Черноолыианик крупно- травно-папоротниковый

340,52

390,03

441,33

373,56

386,36

Грядово-мочажинный комплекс с редкой внебонитет- ной сосной

321,33




321,33

Примерно в 1,5-2,0 раза меньшая эмиссия характерна по многолетним данным для черноолыпаника крупнотравно-папоротникового и сосняка кус- тарничково-сфагнового (386 и 523 г С м'2 соответственно), что говорит о неодинаковой скорости аккумуляции углерода в торфе и замедленной деструкции годичного опада в бедной минеральными элементами среде.

Трудностью использования оценок почвенного дыхания в балансовых расчетах является невозможность разделения регистрируемого потока СО2 на составляющие части: обязанную деструкции органического вещества (собственно гетеротрофному дыханию) и образуемую дыханием живых корней.
Согласно современным представлениям, метан образуется только в анаэробной среде. По некоторым оценкам [2,3] выделяемый в виде СКЦ углерод составляет от 0,5 до 2-7% первичной нетто-продукции болот. Тем не менее они рассматриваются как главный естественный биогенный поставщик СН* в атмосферу. Эмиссия метана с поверхности болот дискретна, что не всегда позволяет в срочных наблюдениях оценить сумму выделившегося СКЦ за сезон. Нередко разброс оценок потока СН4 отличается на два порядка и более.
Наши исследования характеризуют эмиссию метана с поверхности болот резко различных по трофности (табл. 3). Из болотных черноольховых топей она оказалась на порядок более низкой (0,3-0,6 гС м 2 за период май-октябрь), чем из олиготрофного грядово-мочажинного болота (3,6-4,6 гС-м'2). Эти данные существенно влияют на использовавшиеся до сих пор оценки в глобальных расчетах вклада болот в биосферный баланс метана и углерода.
Табл. 3. Эмиссия углерода (СН4) с поверхности болот за 184 дня (май-октябрь) раз- ных лет наблюдений, г С м'2

Тип болота

1993

1995

1996

1997

Сред.

~Олиготрофное грядово-мочажинное

3,77

3,60

4,08

4,60

4,01

с редкой внебонитетной сосной Евтрофное черноольховое

0,37

0,39

0,64

0,34

0,43

Результирующая баланса углерода оценивается накопленной массой торфа. По данным ряда исследователей [1] величина долговременного годичного NEP от первичной нетто-продукции (NPP) у болот находится чаще всего в пределах 7-30%, а текущий(с учетом эмиссии CHL0 — на 1/3 меньше. О накоплении торфа судят по скорости вертикального прироста поверхности болот с учетом объемной массы торфа. Для определения средней скорости прироста болот в высоту за все время их существования, т.е. долговременного среднего прироста, необходимы датировки абсолютного возраста торфяника и его глубины. Согласно имеющимся у нас датировкам по 14С представленные здесь торфяники прирастают в среднем (со времени возникновения) со скоростью 0,51, 0,31 и 0,46 мм год'1 олиготрофные, мезотрофные и евтрофные соответственно. По запасам органического углерода в торфе на первое место выходят высокопродуктивные низинные болота, так черно- олыианик крупнотравно-папоротниковый запасает в метровой толще около 68 кг м'2 органического углерода, переходная торфяная залежь сосняка кус- тарничково сфагнового около 60, а верховая — грядово-мочажинного болота лишь 27. В автоморфных почвах под ельником кислично-зеленчуковым на дерново-подзолистой почве в метровом слое запас органического углерода составляет 16 кг м'2, причем примерно половина углерода запасается в подстилке, в сосняке лишайниково-зеленомошном на песчаных отложениях запас углерода не превышает 8 кг м"2.
[1] Вомперский С.Э. Роль болот в круговороте углерода.// Биогеоценотические особенности болот и их рациональное использование. XI чтения памяти академика В.Н. Сукачева. М. Наука, 1994, с. 5-37. [2] Aselman I., Crutsen P.J. Freshwater wetlands and rice paddies, their net primary productivity, seasonality and possible methane emissions // J. Atmos. Chem. 1989. N 8. P.307-358. [3] Brown A., Mathur S.P., Kushener J. An ombrotrophic bog as a methane reservoir // Global Biogeochem. Cycles. 1989. Vol.3, N 3. P.205-213. 
<< | >>
Источник: С.Э. Вомперский. Болота и заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользования. Материалы совещания. 1999

Еще по теме ОЦЕНКА НЕКОТОРЫХБИОТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВУГЛЕРОДНОГО ЦИКЛА БОЛОТ И ЛЕСОВ.:

  1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯКАК ОСНОВА ОЦЕНОК БИОСФЕРНОЙ РОЛИ ЛЕСОВ И БОЛОТ[1] С. Э. Вомперский
  2. Развитие болот в подзоне осиново-берёзовых лесов (подтайге)
  3. БИОСФЕРНАЯ РОЛЬ БОЛОТ, ЗАБОЛОЧЕННЫХ ЛЕСОВ ИПРОБЛЕМЫ ИХ УСТОЙЧИВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
  4. О РАЦИОНАЛЬНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ И СОХРАНЕНИИ БОЛОТИ ЗАБОЛОЧЕННЫХ ЛЕСОВ КАМЧАТКИ В XXI ВЕКЕ
  5. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БОЛОТ И ЗАБОЛОЧЕННЫХ ЛЕСОВ РЕСПУБЛИКИ КОМИ ДЛЯ РАЗВИТИЯ'ОЛЕНЕВОДСТВА
  6. VI. БИОРАЗНООБРАЗИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ И МЕЛИОРИРОВАННЫХ БОЛОТ И ЗАБОЛОЧЕННЫХ ЛЕСОВ,МОНИТОРИНГ И ОХРАНА
  7. IIL СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ,ПЕРВИЧНАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ БОЛОТИ ЗАБОЛОЧЕННЫХ ЛЕСОВ
  8. 3.4.1. Применение принципа оптимальности к адаптациям жизненного цикла
  9. ПОДДЕРЖАНИЕ И РАСШИРЕНИЕБИОГЕОХИМИЧЕСКОГО ЦИКЛА УГЛЕРОДА
  10. 5.4. ЧЕРЕДОВАНИЕ ГАПЛОИДНОЙ И ДИПЛОИДНОЙ ФАЗ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА
  11. ОСНОВНЫЕ ЗВЕНЬЯ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА РЫБ