СТРОЕНИЕ И ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯИЗМЕНЧИВОСТЬ НАКОПЛЕНИЯ ПОДСТИЛКИВ БОЛОТНЫХ БЕРЕЗНЯКАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2009. № 2 (6).

СТРОЕНИЕ И ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯИЗМЕНЧИВОСТЬ НАКОПЛЕНИЯ ПОДСТИЛКИВ БОЛОТНЫХ БЕРЕЗНЯКАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Показано, что на градиенте от крупнотравных до сфагново-мёртвопокровных типов леса, объективно приуроченных к определенным условиямпроизрастания, формируются следующие типы подстилок: сильноразложившаяся, среднеразложившаяся, корневищная, торфянистая и торфяная. Запасы подстилки характеризуются в основном высокой пространственной изменчивостью.Временная динамика отличается слабой, но, как правило, достоверной вариабельностью. Формирование типов лесной подстилки, наряду с составом растительного опада, определяется влиянием органогенного наилка, привносимого талыми во-дами в весеннее половодье.

Structure and spatial-temporal variability of the forest bedding accumulationin the bog birch forests in Western Siberia.pdf К числу факторов, существенно регулирующих (ослабляющих) изменениепланетарного климата, относят углеродные потоки лесных экосистем [1]. Ихоценку, в соответствии с рекомендациями Межправительственной группыэкспертов по изменению климата (МГЭИК), следует проводить по следую-щим углеродаккумулирующим системам: почва, фитомасса, подстилка имертвая древесина. Между тем по сравнению с фитомассой и почвами пулуглерода мертвой древесины и лесных подстилок изучен значительно слабее,а среди древесных формаций исследованиями наименее всего охвачены бе-резняки [2]. Однако самый значительный пробел наблюдается по подстилкамболотных лесов, хотя они занимают обширные пространства на территорииРоссии. Так, масштабы заболоченности лесного фонда Западной Сибири поэкспертным оценкам достигают не менее 75 млн га [3].Совсем не изученным остается влияние напочвенного растительного по-крова __________на строение, мощность, запасы и вариабельность подстилки в пределахформации типов леса, которые, располагаясь в одном экогенетическом ряду,последовательно сменяют друг друга, будучи связанными общим типом поч-вообразования. Целью данной статьи является: а) проследить направлениесмен типов лесной подстилки в сукцессионном ряду евтрофных болотныхберезняков Западной Сибири, б) статистически оценить пространственно-временную изменчивость запасов и в) определить величину накопления ор-ганического вещества и углерода в подстилках данного региона.Строение и пространственно-временная изменчивость накопления подстилки 85Объекты и методыОбъектом исследования послужила евтрофная часть Еловочного болота -одного из наиболее крупных лесоболотных массивов междуречья Оби и Томиобщей площадью 2,3 тыс. га. В геоморфологическом отношении болотопредставляет собой древнюю ложбину стока с рядом боковых ответвлений(тальвегов) второго и третьего порядков различной глубины эрозионноговреза. К настоящему времени на массиве сформировалась локально обособ-ленная внутриболотная гидрографическая сеть, стержневым элементом кото-рой является русло р. Еловка. Дренированность торфяных почв вдоль берего-вой линии возрастает, в том числе благодаря членению поверхности систе-мой впадающих промоин и мелких ручьев. В период весеннего половодьявнутриболотная речка, её рукава, тальвеги и ручьи переполняются, сливаясь вединый русловой поток шириной до 350-450 м и глубиной от 35 до 80 см надповерхностью торфяника. Наиболее узкие и пониженные участки торфяногомассива в этот период практически регулярно оказываются полностью затоп-ленными. Вполне очевидно, что водные потоки переносят значительные объ-емы разнообразных взвесей и растворённых соединений органоминеральнойприроды. Внешне это проявляется в ежегодном поверхностном осаждениитонкодисперсного наилка и торфяной крошки на площадях, охваченных ве-сенне-раннелетним разливом талых вод.К настоящему времени большая часть болота покрыта лесом. Наибольшеераспространение получили пушистоберёзовые, сосновые, кедро-еловые, ив-няковые и смешанные хвойно-мелколиственные сообщества крупнопапорот-никовой, крапивно-лабазниковой, вейниковой, болотно-разнотравной, осоко-вой, осоково-гипновой, осоково-сфагновой и осоково-сфагново-кустар-ничковой серий типов леса. Объектом исследования стали насаждения берё-зы пушистой, окаймляющие русло внутриболотной речки. По мере удаленияот русла изменяется уровень почвенно-грунтовых вод, снижается их проточ-ность, уменьшаются плотность сложения и зольность торфяного субстрата,возрастает его кислотность, что обусловливает соответствующую смену до-минирующих растительных группировок. В силу континуальности напочвен-ного растительного покрова в основу разграничения сукцессионного рядаболотных березняков на типы положили общепринятое представлениеГ.Ф. Морозова о единстве типов леса с условиями произрастания. С этой це-лью от русла внутриболотной речки вглубь торфяного массива был проложенэкологический профиль 270160 м общей площадью 4,32 га (рис. 1). На на-чальном этапе исследований он был разбит на параллельные руслу10-метровые секции.Информационная эффективность оценки условий произрастания древо-стоев требует более или менее полной системной формализации процесса ихгруппировки. Для типизации (систематизации) объектов в пакете программSTATISTICA 6.0 воспользовались методами многомерного статистическогоанализа: древовидной кластеризации, дискриминантного анализа и много-мерного шкалирования.86 Т.Т. Ефремова, С.П. Ефремов, А.Ф. АвроваРис. 1. Расположение в пространстве болотного массива экологического профиляи местообитаний березняков различных типов в связи с удалённостьюот русла внутриболотной речки. Условные обозначения типов болотных березняков:1 - папорониково-крапивно-лабазниковый (0-30 м); 2 - вейниково-крапивно__________-лабазниковый (30-100 м); 3 - вейниково-осоковый (100-140 м); 4 - зеленомошно-болотно-разнотравный (140-230 м); 5 - сфагново-мёртвопокровный (230-270 м)По формализованным условиям произрастания болотных березняков в пре-делах экологического профиля отбирались образцы подстилок в 10-12 повтор-ностях в течение 4 лет. Диагностика подстилок основывалась на оценке ихструктурной организации и выявлении типодиагностических горизонтов [4, 5].За основу классификации подстилок по морфологическим признакам взятыпрописи [6, 7]. Мощность подстилок оценивалась по критериям [8].Результаты исследования и их обсуждениеВыбор признаков типизации условий произрастания не является универ-сальным: в каждом конкретном случае (регионе) существуют факторы среды,в наибольшей степени определяющие её состояние. В качестве главного поч-вообразователя при близком залегании к поверхности выступают грунтовыеводы [9]. Поэтому для диагностики местообитаний различных типов болот-ных березняков использовали уровни стояния почвенно-грунтовых вод за2003-2006 гг., запасы подстилок в этот период и расстояние от русла внутри-болотной речки. С помощью древовидной кластеризации объекты сгруппи-ровались в следующие наглядные структуры (кластеры): 0-30, 30-100, 100-140, 140-230 и 230-270 м (рис. 2). Дискриминантный анализ итогов класте-ризации показал высокое качество группировки: лямбда Уилкса 0,0000, уро-вень значимости F-критерия 555, связанного с лямбдой, равен > 4,7 см (3,7 кг/м2) > 3,6 см (2,1 кг/м2) < 4,5 см (2,5 кг/м2) < 6,2 см (3,0 кг/м2).

Ключевые слова

многомерный статистический анализ, вариабельность, болотные березняки, подстилка, bog birch forest, litter, variability, multi-statistical analysis

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Аврова Ада ФедоровнаИнститут леса им. В.Н. СукачеваСО РАНкандидат биологических наук, младший научныйсотрудник лаборатории лесного почвоведенияefr2@ksc.krasn.ru
Ефремов Станислав ПетровичИнститут леса им. В.Н. СукачеваСО РАНдоктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории фитоценологииefr2@ksc.krasn.ru
Ефремова Тамара ТимофеевнаИнститут леса им. В.Н. Сукачева СО РАНдоктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории лесного почвоведенияefr2@ksc.krasn.ru
Всего: 3

Ссылки

Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
Ефремов С.П., Ефремова Т.Т., Блойтен В. Биологическая продуктивность и углеродный пул фитомассы лесных болот Западной Сибири // Сибирский экологический журнал. 2005. № 1. С. 29-44.
Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: Изд-во МГУ, 1983. 320 с.
Гришина Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв. М.: Изд-во МГУ, 1986. 244 с.
Родэ А.А. К вопросу о роли леса в почвообразовании // Почвоведение. 1954. № 5. С. 50-62.
Карпачевский Л.О. Лес и лесные почвы. М.: Лесная пром-сть, 1981. 264 с.
Сапожников А.П. Лесная подстилка - номенклатура, классификация и индексация // Почвоведение. 1984. № 5. С. 96-105.
Богатырев Л.Г., Демин В.В., Матышак Г.В., Сапожникова В.А. О некоторых теоретических аспектах исследования лесных подстилок // Лесоведение. 2004. № 4. С. 17-29.
Богатырев Л.Г. Образование подстилок - один из важнейших процессов в лесных экосистемах // Почвоведение. 1996. № 4. С. 501-511.
Честных О.В., Лыжин В.А., Кокшарова А.В. Запасы углерода в подстилках лесов России // Лесоведение. 2007. № 6. С. 114-121.
Ефремов С.П. Пионерные древостои осушенных болот. Новосибирск: Наука, 1987. 248 с.
Киотский протокол к Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата: Официальный русский перевод. ООН, 1997. 27 с.
 СТРОЕНИЕ И ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯИЗМЕНЧИВОСТЬ НАКОПЛЕНИЯ ПОДСТИЛКИВ БОЛОТНЫХ БЕРЕЗНЯКАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2009. № 2 (6).

СТРОЕНИЕ И ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯИЗМЕНЧИВОСТЬ НАКОПЛЕНИЯ ПОДСТИЛКИВ БОЛОТНЫХ БЕРЕЗНЯКАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2009. № 2 (6).

Полнотекстовая версия