Продуктивность растительных сообществ Бакчарского болота на начальных этапах пирогенной сукцессии (южная тайга Западной Сибири)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты изучения продуктивности растительных сообществ после верхового пожара на осушенном олиготрофном болоте в южной тайге Западной Сибири. Дана количественная оценка биологической продуктивности на участках с разной степенью пирогенной нарушенности. На наиболее нарушенном участке на второй год восстановления запасы травяно-кустарничкового и мохового ярусов составили 1220 г/м2, продукция – 324 г/м2 в год; на третий год запасы увеличились до 1635 г/м2 и продукция до 1038 г/м2 в год за счет разрастания голубики, тогда как на контрольном участке при высоких запасах живой фитомассы (2200 г/м2) продукция составила 745 г/м2 в год. Произошли изменение в структуре фитомассы, уплотнение залежи на 34% и увеличение мортмассы сосудистых растений в 3 раза. На нарушенном участке живая масса корней концентрировалась в верхнем слое 0–10 см, тогда как на контрольном участке распределялась в слое 10–30 см. Установлено, что корни погибших сосен сохраняют морфологические признаки живых в течение первых двух лет и переходят во фракцию мертвых корней на третий год пирогенной сукцессии. Потери углерода при прогорании верхнего слоя очеса до 20 см составили до 3016 г С/м2, из них около 500 г/м2 могут быть захоронены в виде прослойки угля в торфе.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. П. Косых

Институт почвоведения и агрохимии СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: npkosykh@mail.ru
Россия, Новосибирск

Н. П. Миронычева-Токарева

Институт почвоведения и агрохимии СО РАН

Email: npkosykh@mail.ru
Россия, Новосибирск

Н. Г. Коронатова

Институт почвоведения и агрохимии СО РАН

Email: npkosykh@mail.ru
Россия, Новосибирск

Е. К. Вишнякова

Институт почвоведения и агрохимии СО РАН

Email: npkosykh@mail.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Gorham E. Northern peatlands: Role in the carbon cycle and probable responses to climatic warming // Ecol. Appl. 1991. V. 1. P. 182–195. https://doi.org/10.2307/ 1941811
  2. Новиков С.М., Усова Л.И. Новые данные о площади болот и запасах торфа на территории России // Динамика болотных экосистем Северной Евразии в голоцене. Петрозаводск: Изд-во Карел. науч. центра РАН, 2000. С. 49–52.
  3. Yu Z.C. Northern peatland carbon stocks and dynamics: a review // Biogeoscience. 2012. V. 9. P. 4071–4085. https://doi.org/0.5194/bg-9-4071-2012
  4. Loisel J., van Bellen S., Pelletier L. et al. Insights and issues with estimating northern peatland carbon stocks and fluxes since the Last Glacial Maximum //Earth-Science Rev. 2017. V. 165. P. 59–80. https://doi.org/10.1016/j.earscirev. 2016.12.001.
  5. Turunen J., Tahvanainen T., Tolonen K. Carbon accumulation in west Siberian mires, Russian // Global Biogeochem. Cycles. 2001. V. 15. P. 285–296.
  6. Turetsky M.R., Benscoter B., Page S. et al. Global vulnerability of peatlands to fire and carbon loss // Nature Geoscience. 2015. V. 8 (1). Р. 11–14. https://doi.org/10.1038/NGEO2325
  7. Zoltai S.C., Morrissey L.A., Livingston G.P., de Groot W.J. Effects of fires on carbon cycling in North American boreal peatlands // Environ. Rev. 1998. V. 6. P. 13–24.
  8. Vitt D.H., Halsey L.A., Bauer I.E., Campbell C. Spatial and temporal trends in carbon storage of peatlands of continental western Canada through the Holocene // Can. Earth Sci. 2000. V. 37. P. 683–693.
  9. Сирин А.А., Макаров Д.А., Гуммерт и др. Глубина прогорания торфа и потери углерода при лесном подземном пожаре // Лесоведение. 2019. № 5. С. 410–422.
  10. Глухова Т.В., Сирин А.А. Потери почвенного углерода при пожаре на осушенном лесном верховом болоте // Почвоведение. 2018. № 5. С. 580–588.
  11. Копотева Т.А., Купцова В.А. Влияние пожаров на функционирование фитоценозов торфяных болот Среднеамурской низменности // Экология. 2016. № 1. C. 14–21.
  12. Иванова Г.А., Жила С.В., Иванов В.А. и др. Постпирогенная трансформация основных компонентов сосняков средней тайги //Сибирский лесной журн. 2018. № 3. С. 30–41.
  13. Sinyutkina A.A., Gashkova L.P., Koronatova N.G. et al. Post-fire ecological consequences within the drained site of the Great Vasyugan Mire: retrospective water-thermal regime and pyrogenic disturbance estimation // IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 2020. V. 408. Art. 012037. https://doi.org/10.1088/1755-1315/408/1/012037
  14. Копотева Т.А., Купцова В.А. Влияние пожаров на динамику фитомассы и первичной продукции мезотрофного кустарничково-сфагнового болота в Приамурье // Журнал общ. биол. 2016. Т. 77. № 5. C. 397– 405.
  15. Вомперский С.Э., Вомперская М.И., Валяева М.А., Зазнобин М.Ю. Короткопериодичные колебания оторфованности заболоченных лесов // Болота и заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользования: Мат-лы Междунар. конф. М.: ГЕОС, 1999. С. 42–45.
  16. Ковалева И.М. Динамика фитомассы живого напочвенного покрова сосняков Нижнего Приангарья //Растительные ресурсы. 2015. Т. 51. Вып. 2. С. 145 –153.
  17. Буренина Т.А. Изменение запасов надземной фитомассы и эмиссии углерода при пожарах на лесоболотных комплексах о. Сахалин // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2006. № 2. С. 75–85.
  18. Копотева Т.А., Купцова В.А. Пирогенный фактор на маревых болотах Приамурья //Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2011. № 2. С. 14–21.
  19. Косых Н.П. Пирогенная сукцессия на болотах лесостепной зоны: Мат-лы VI Международного симпозиума «Степи Северной Евразии». Оренбург, 2012. С.408–411.
  20. Мульдияров Е.Я., Лапшина Е.Д. Датировка верхних слоев торфяной залежи, используемой для изучения космических аэрозолей // Метеоритные и метеорные исследования. Новосибирск: Наука, 1983. С. 75–84.
  21. Титлянова А.А., Афанасьев Н.Н., Наумова Н.Б. и др. Сукцессии и биологический круговорот / Отв. ред. Курачев В.М. Новосибирск: Наука, 1991. 157 с.
  22. Kosykh N.P., Koronatova N.G., Naumova N.B., Titlyanova A.A. Above- and below-graund phytomass and net primaty prodaction in boreal mire ecosystems of Western Siberia // Wetlands Ecology and Management. 2008. V. 16. P. 139–153.
  23. Углерод в экосистемах лесов и болот России / Под ред. Алексеева В.А., Бердси Р.А. Красноярск,1994. 170 с.
  24. Титлянова А.А., Кудряшова С.Я., Косых Н.П., Шибарева С.В. Биологический круговорот углерода и его изменение под влиянием деятельности человека на территории Южной Сибири // Почвоведение. 2005. № 10. С. 1240– 1250.
  25. Global Surface Summary of Day Data: банк гидрометеорологических данных. URL: ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/gsod
  26. Базилевич Н.И. Биологическая продуктивность экосистем Северной Евразии. М.: Наука, 1993. 293 с.
  27. Brakke F. Root biomass changes after drainage and fertilization of a low-shrub pine bog // Plant and Soil. 1992. № 143. P. 33–43.
  28. Копотева Т.А., Косых Н.П. Сравнительная оценка структуры фитомассы и продуктивности мезотрофных кустарничково-сфагновых болот зоны тайги // Сибирский экологич. журн. 2011. № 2. С. 307–310.
  29. Murphy M.T., McKinley A., Moore T.R. Variation in above- and below-ground vascular plant biomass and water table on a temperate ombrotrophic peatland // Botany. 2009. V. 87. P. 845–853.
  30. Лисс О.Л., Абрамова Л.И., Авертов Н.А. и др. Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение. Тула: Гриф и Ко, 2001. 584 c.
  31. Aerts R., Boot K.G.A., van der Aart P.J.M. The relation between aboveground and belowground biomass allocation patterns and competitive ability // Oecologia. 1991. V. 87. P. 551–559.
  32. Titlyanova A.A., Romanova I.P., Kosykh N.P., Mironycheva-Tokareva N.P. Pattern and process in above-ground and below-ground components of grassland ecosystems // J. of Veg. Sci. 1999. V. 10. № 3. P. 307–320.
  33. Moore T.R., Bubier J.L., Frolking S.E. Plant biomass and production and CO2 exchange in an ombrotrophic bog //J. Ecol. 2002. V. 90. P. 25–36.
  34. Косых Н.П., Махатков И.Д. Структура растительного вещества в лесоболотных экосистемах средней тайги Западной Сибири // Вестник ТГПУ. Сер.: Биологические науки. 2008. Вып. 4 (78). С. 77–80.
  35. Косых Н.П., Миронычева-Токарева Н.П., Блейтен В. Продуктивность болот южной тайги Западной Сибири // Вестник Томского ун-та. 2003. № 7. С. 142–152.
  36. Вишнякова Е.К., Миронычева-Токарева Н.П., Косых Н.П., Вишнякова Е.К. Продукционно-деструкционные процессы в болотных экосистемах Васюганья // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. 2013. Т.4. №1. С. 1–9.
  37. Михайлова Е.В., Миронычева-Токарева Н.П. Послепожарная сукцессия в лесоболотных комплексах // Интерэкспо ГЕО-Сибирь: Международная научная конференция «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология». Новосибирск: СГУГиТ, 2019. Т. 4. № 2. C. 98–106.
  38. Софронов М.А., Волокитина А.В. Методика оценки баланса углерода по динамике биомассы в пирогенных сукцессиях // Лесоведение. 1998. № 3. С. 36–42.
  39. Turetsky M.R., Amiro B.D., Bosch E., Bhatti J.S. Historical burn area in western Canadian peatlands and its relationship to fire weather indices // Global Biogeochem. Cycles. 2004. V. 18. № 4. P. 1–9.
  40. Kuhry P. The role of fire in the development of Sphagnum-dominated peatlands in western boreal Canada // J. Ecol. 1994. V. 82. P. 899–910.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структура надземной мортмассы: П – сильно выгоревший участок, ЧВ – частично выгоревший участок, К – контрольный участок. Сухой обгоревший сосновый древостой не включен

Скачать (156KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Структура фитомассы голубики Vaccinium uliginosum L. на сильно нарушенном участке (П) и в контроле (К)

Скачать (108KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Структура запасов: а – живых подземных органов в слое 0–10 см; б – мертвых корней в слое 0–10 см; в – мертвого растительного вещества в слое 0–10 см; г – живых подземных органов в слое 0–30 см; д – мертвых корней в слое 0–30 см; е – мертвого растительного вещества в слое 0–30 см

Скачать (622KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение подземных органов кустарничков по глубине

Скачать (91KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024