Биомасса, продуктивность, глобальный круговорот углерода Запасы биомассы
Большая часть биологически связанного углерода находится на суше, причем около 1/5 его сосредоточено в растениях и 4/5 — в почвенном гумусе (см. рис. 13.43). Общая биомасса приблизительно на 85 % заключена в деревьях (рис.
13.38).В соответствии с определениями, данными в разделе 12.5.1.4, биомасса не включает отмершие части растений. Однако точное разделение био- и некромассы при такого рода общей статистике на практике невозможно. То, что здесь, следуя литературным источникам, обозначается как биомасса, в действительности является фитомассой (т.е. включает и некромассу). Если задуматься, что эти стволы деревьев представляют собой эволюционный результат конкуренции за свет, а частично и за окружающее пространство («бегство» от фитофагов и пожаров), то это означает, переводя на повседневный язык, что преобладающая часть надземной биомассы удивительным образом состоит из «расходов на рекламу».
Почти половина всех лесных насаждений Земли (около 42 % общей биомассы) находятся в тропиках и субтропиках. Сумма средних запасов биомассы в аграрных культурах достигает примерно 1,6%, только 0,2 % общей биомассы находится в океанах. В лесах большая часть биомассы сосредоточена в надземной сфере (около 80 %), в злаковых сообществах — под землей (более 60 %, крайние значения — до 90%); 60 — 80% обшей биомассы корней сосредоточено обычно в верхнем слое почвенного профиля, на глубине до 30 см, но небольшая часть корней проникает, как правило, в почву на глубину нескольких метров, за исключением субполярной растительности и переувлажненных местообитаниях (табл. 13.3).
Запасы мертвого растительного вещества могут в некоторых злаковых сообществах достигать 50 — 90 % от всей растительной массы (отмершие листья и основания листьев). В лесах может быть аналогичная ситуация, если физиологически более неактивную ядровую древесину рассматривать как «мертвую» (в противоположность активной заболони), что статистически, впрочем, доказать нельзя.
Мертвая масса растений в почве, так называемая почвенная подстилка, в злаковых сообществах большей частью невелика, но в лесах она составляет 5—10 га'1 (нижнее значение для лиственных лесов, верхнее для хвойных), причем годичная продукция подстилки колеблется от 4 до 5 т ¦ га"1, что приблизительно равно годичному приросту древесины.Как только растительность полностью покрывает почву, биомасса варьирует без существенного влияния на LAI (см. 12.5.1.5). У сенокосного луга и букового леса хорошего бонитета близкие значения LAI — около 6. Соответственно, количество хлорофилла в сомкнутой растительности на единицу земной поверхности во всем мире имеет близкие значения (2 — 3 г ¦ м'2).
Сравнительные данные относятся к общим запасам углерода, оцениваемым в 559 млрд т (сухая биомасса содержит 46—50% С) Запасы биомассы и углерода на единицу поверхности даны в калькуляционных средних единицах. Если рассматривать только ненарушенную зрелую растительность, запасы могут быть и существенно выше
Табл ица 13.3. Масса корней в крупных биомах, общая и на единицу площади, а также средняя максимальная и абсолютно максимальная глубина проникновения корней
Биом | Площадь на Земле, Ю6 км2 | Масса корней, | Доля корней до 30 см глубины | Максимальная глубина проникновения корней[1], м | ||
| кг ¦ м | Гт | % | средняя | абсолютная | |
Влажные тропические леса | 17 | 4,9 | 83 | 69 | 7,3 | 18 |
Сезонные (суб)тропические леса | 7,5 | 41 | 31 | 70 | 3.7 | 4,7 |
Вечнозеленые умеренные леса | 5 | 4,4 | 22 | 52 | 3,9 | 7,5 |
Листопадные умеренные леса | 7 | 4,2 | 29 | 65 | 2,9 | 4,4 |
Бореальные хвойные леса | 12 | 2,9 | 35 | 83 | 2,0 | 3,3 |
Открытые леса и буши | 8,5 | 4.8 | 41 | 67 | 5,2 | 40 |
Тропические злаковые сообщества | 15 | 1,4 | 21 | 57 | 15,0 | 68 |
Злаковые сообщества умеренного пояса (прерии, степи и др.) | 9 | 1,4 | 14 | 83 | 2,6 | 6,3 |
Тундровая и альпийская растительность | 8 | 1,2 | 10 | 93 | 0,5 | 0,9 |
Жаркие пустыни | 18 | 0,8 | 6,6 | 53 | 9,5 | 53 |
Культурные земли | 14 | 0,2 | 2,1 | 70 | 2,1 | 3,7 |
По подсчетам Р. Дженсона и Д.
Кэнделла, общая масса корней земли составляет около 235 Гт сухого вещества, или около 140 Гт углерода. Поскольку в этом источнике из-за специфического подбора относящихся к корням литературных данных включена биомасса корней, проникающих в более глубокие слои почвы, что не отражается в классических таблицах общей биомассы Земли, где обычно не учитывается масса корней ниже 30 см от поверхности, значения оказываются по сравнению с последующими более высокими (85 Гт сухой массы, или около 40 Гт углерода, причем глобальный запас углерода соответственно должен повыситься с 560 до 600 Гт) (см. рис. 13.38 и 13.39). Разница в процентных долях площадей (рис. 13.38) связана с различной ординацией формаций.
Величина запаса биомассы ничего не говорит об обменных процессах. Хотя в океане находится только ничтожно малая часть биомассы Земли (в основном планктон), эти организмы в сумме поставляют почти такое же количество углерода в год, как и наземная растительность. Данное сравнение показывает, что разница между «фондом» и потоками (реакциями обмена) существенна для понимания углеродного режима, прежде всего для проблем С02, которые дискутируются далее (см. 13.7.6).
Еще по теме Биомасса, продуктивность, глобальный круговорот углерода Запасы биомассы:
- Продукция биомассы
- ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВАЖИВОГО ВЕЩЕСТВА И БИОМАССЫ
- БИОМАССА И ПОТОК ЭНЕРГИИ
- ЗАПАСЫ УГЛЕРОДА В ТОРФЯНЫХ ЗАЛЕЖАХ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
- Исследование процессавыделения биомассы микроорганизмовиз культуральной жидкости
- СОКРАЩЕНИЯ ПЛОЩАДИ И БИОМАССЫ ЛЕСОВ
- САМАЯ БОЛЬШАЯ БИОМАССА ПЛАНЕТЫ
- РОЛЬ БОЛОТ В КРУГОВОРОТЕ УГЛЕРОДА
- ВЫЯВЛЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ, УЧАСТВУЮЩИХ В КРУГОВОРОТЕ УГЛЕРОДА
- ЗАПАСЫ И ПРОДУКЦИЯ ДРЕВЕСНОГО ЯРУСАКИРСАНОВСКОГО БОЛОТА Е. А. Головацкая, М. В. Волознева, Е. В. Порохина