Пулы и потоки углерода в хвойно-лиственном лесу и на вырубке
- Авторы: Дымов А.А.1, Осипов А.Ф.1, Старцев В.В.1, Горбач Н.М.1, Севергина Д.А.1, Огородняя С.А.2, Кутявин И.Н.1, Манов А.В.1
-
Учреждения:
- Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук
- Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
- Выпуск: № 11 (2024)
- Страницы: 1545-1557
- Раздел: ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВ ВТОРИЧНЫХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ
- URL: https://kazanmedjournal.ru/0032-180X/article/view/677873
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X24110084
- EDN: https://elibrary.ru/JOLIOK
- ID: 677873
Цитировать
Аннотация
Представлены результаты количественной оценки пулов и потоков углерода в среднетаежном хвойно-лиственном лесу Республики Коми и их изменений на первый год после сплошной рубки. Показано, что в исходном лесу аккумулировалось до 14.7 кг С/м2. Основные запасы сосредоточены в биомассе древостоя (62.4%), почве (35.5%), биомассе растений напочвенного покрова (1.1%) и крупных древесных остатках (1.0%). В процессе рубки в составе стволовой древесины выносится 6.6 кг С/м2 (44.8% от всех запасов углерода экосистемы или 71.8% от углерода фитомассы древостоя). На первый год после рубки в экосистеме выявлено 8.1 кг С/м2. Из них 7.1% запасов углерода приходится на лесную растительность, 66.8% (5.4 кг С/м2) сосредоточено в почве. На вырубке существенно увеличивается доля крупных древесных остатков 1.9 кг С/м2 (23.4% запасов экосистемы) за счет появления образовавшихся в результате рубки порубочных остатков, которые в будущем окажут влияние на эмиссию диоксида углерода в атмосферу с ее территории. В результате сплошной рубки поступление древесного опада на поверхность почвы сокращается в 42 раза. На вырубке выявлено незначительное (≈ 10%) увеличение эмиссии углекислого газа с поверхности почвы. Рубки приводят к уменьшению выноса углерода из подстилок в составе лизиметрических вод. Полученные данные найдут применение при оценке влияния сплошных рубок на углеродный цикл таежных экосистем.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
А. А. Дымов
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: aadymov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1284-082X
Россия, ул. Коммунистическая, 28, Сыктывкар, 167982
А. Ф. Осипов
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук
Email: aadymov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1563-8587
Россия, ул. Коммунистическая, 28, Сыктывкар, 167982
В. В. Старцев
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук
Email: aadymov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6425-6502
Россия, ул. Коммунистическая, 28, Сыктывкар, 167982
Н. М. Горбач
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук
Email: aadymov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5099-6868
Россия, ул. Коммунистическая, 28, Сыктывкар, 167982
Д. А. Севергина
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук
Email: aadymov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3464-2744
Россия, ул. Коммунистическая, 28, Сыктывкар, 167982
С. А. Огородняя
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: aadymov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7612-2544
Россия, Ленинские горы, 1, Москва, 119991
И. Н. Кутявин
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук
Email: aadymov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7840-1934
Россия, ул. Коммунистическая, 28, Сыктывкар, 167982
А. В. Манов
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук
Email: aadymov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5070-0078
Россия, ул. Коммунистическая, 28, Сыктывкар, 167982
Список литературы
- Аккумуляция углерода в лесных почвах и сукцессионный статус лесов / Под ред. Лукиной Н.В. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2018. 232 с.
- Атлас Республики Коми по климату и гидрологии / Под ред. Таскаева А.И. М.: Наука, 1997. 116 с.
- Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера / Под ред. Бобковой К.С., Галенко Э.П. СПб.: Наука, 2001. 278 с.
- Бобкова К.С., Машика А.В., Смагин А.В. Динамика содержания углерода органического вещества в среднетаежных ельниках на автоморфных почвах. СПб.: Наука, 2014. 270 с.
- Бобкова К.С., Тужилкина В.В. Содержание углерода и калорийность органического вещества в лесных экосистемах Севера // Экология. 2001. № 1. С. 69–71.
- 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.
- Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
- Ведрова Э.Ф. Биогенные потоки углерода в бореальных лесах Центральной Сибири // Известия РАН. Сер. Биологическая. 2011. № 1. С. 77-89.
- Долгая В.А., Бахмет О.Н. Свойства лесных подстилок на ранних этапах естественного лесовозобновления после сплошных рубок в средней тайге Карелии // Лесоведение. 2021. № 1. 65–77. https://doi.org/10.31857/S0024114821010022
- Дымов А.А., Бобкова К.С., Тужилкина В.В., Ракина Д.А. Растительный опад в коренном ельнике и лиственно-хвойных насаждениях // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2012. № 3. С. 7–18.
- Дымов А.А. Влияние сплошных рубок в бореальных лесах России на почвы (обзор литературы) // Почвоведение. 2017. № 7. С. 787–798.
- Дымов А.А. Сукцессии почв в бореальных лесах Республики Коми. М.: ГЕОС, 2020. 336 c. https://doi.org/10.34756/GEOS.2020.10.37828
- Дымов А.А., Старцев В.В., Горбач Н.М., Севергинa Д.А., Кутявин И.Н., Осипов А.Ф., Дубровский Ю.А. Изменения почв и растительности при разном числе проездов колесной лесозаготовительной техники (средняя тайга, Республика Коми) // Почвоведение. 2022. № 11. С. 1426–1441. https://doi.org/10.31857/S0032180X22110028
- Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Шуляк П.П., Честных О.В. Влияние пожаров и заготовок древесины на углеродный баланс лесов России // Лесоведение. 2013. № 5. С. 36–49.
- Карпачевский Л.О. Лес и лесные почвы. М., 1981. 263 с.
- Крышень А.М. Растительные сообщества вырубок Карелии. М.: Наука, 2006. 262 с.
- Кузнецов М.А. Влияние условий разложения и состава опада на характеристики и запас подстилки в среднетаежном чернично-сфагновом ельнике // Лесоведение. 2010. № 6. С. 54–60.
- Лесотаксационный справочник для северо-востока европейской части Российской Федерации (нормативные материалы для Ненецкого автономного округа, Архангельской, Вологодской областей, Республики Коми). Архангельск: Правда Севера, 2012. 672 с.
- 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. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-2-091-100
- Лукина Н.В. Глобальные вызовы и лесные экосистемы // Вестник РАН. 2020. № 6. С. 528–532. https://doi.org/10.31857/S0869587320060080
- Молчанов А.Г., Курбатова Ю.А., Ольчев А.В. Влияние сплошной вырубки леса на эмиссию СО2 с поверхности почвы // Известия РАН. Сер. биологическая. 2017. № 2. С. 190–196.
- Мухортова Л.В., Ведрова Э.Ф. Вклад крупных древесных остатков в динамику запасов органического вещества послерубочных лесных экосистем // Лесоведение. 2012. № 6. С. 55–62.
- Наквасина Е.Н., Ильинцев А.С., Дунаева А.-А.П. Восстановительные сукцессии повреждений почвенного покрова при проведении рубок ухода в ельнике черничном северной тайги // Лесной вестник. 2021. Т. 25. № 6. С. 11–19. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2021-6-11-19
- Осипов А.Ф., Тужилкина В.В., Дымов А.А., Бобкова К.С. Запасы фитомассы и органического углерода среднетаежных ельников при восстановлении после сплошнолесосечной рубки // Известия РАН. Сер. Биологическая. 2019. № 2. С. 215–224. https://doi.org/10.1134/S0002332919020103
- Осипов А.Ф. Влияние сплошной рубки на дыхание почвы среднетаежного сосняка черничного Республики Коми // Лесоведение. 2022. № 4. С. 395–406. https://doi.org/10.31857/S0024114822030111
- Осипов А.Ф., Старцев В.В., Прокушкин А.С., Дымов А.А. Запасы углерода в почвах лесов Красноярского края: анализ роли типа почвы и древесной породы // Теоретическая и прикладная экология. 2023. № 1. С. 67–74. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2023-1-067-074
- Осипов А.Ф., Старцев В.В. Дымов А.А. Влияние сплошной рубки на эмиссию СО2 с поверхности подзолистой почвы среднетаежного хвойно-лиственного насаждения (Республика Коми) // Почвоведение. 2024. № 5. С. 728–737. https://doi.org/10.31857/S0032180X24050066
- Оценка лесов Сибири в условиях глобальных изменений / Под ред. Соколова В.А. и др. СПб.: Наукоемкие технологии, 2023. 326 с.
- Панов А.В., Онучин А.А., Зражевская Г.К., Шибистова О.Б. Структура и динамика пулов органического вещества на вырубках в сосняках лишайниковых среднетаежной подзоны Приенисейской Сибири // Известия РАН. Сер. Биологическая. 2012. № 6. С. 658–666.
- Паутов Ю.А., Ильчуков С.В. Пространственная структура производных насаждений на сплошных концентрированных вырубках в Республике Коми // Лесоведение. 2001. № 2. С. 27–32.
- Побединский А.В. Изучение лесовосстановительных процессов. М., 1966. 65 с.
- Подзолистые почвы центральной и восточной частей европейской территории СССР. Л.: Наука, 1981. С. 118–152.
- Полевой определитель почв России. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.
- Приказ Минприроды России от 27.05.2022 N 371 “Об утверждении методик количественного определения объемов выбросов парниковых газов и поглощений парниковых газов”. Официальный интернет-портал правовой информации http://pravo.gov.ru, 29.07.2022
- Птичников А.В., Карелин Д.В., Котляков В.М., Паутов Ю.А., Боровлев А.Ю., Кузнецова Д.А., Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И. Применимость международных индикаторов оценки нейтрального баланса деградации земель к бореальным лесам России // Доклады РАН. 2019. Т. 489. № 2. C. 195–198. https://doi.org/10.31857/S0869-56524892195-198
- Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России / Под ред. Кудеярова В.Н. и др. М.: Наука, 2007. 315 с.
- Робакидзе Е.А., Торлопова Н.В., Бобкова К.С. Химический состав жидких атмосферных осадков в старовозрастных ельниках средней тайги // Геохимия. 2013. № 1. С. 72–83. https://doi.org/10.7868/S001675251211009X
- 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. https://doi.org/10.31857/S0032180X24060028
- Стороженко В.Г. Устойчивые лесные сообщества. Теория и эксперимент. Тула: Гриф и К., 2007. 192 с.
- Смагин А.В., Садовникова Н.Б., Смагина М.В., Глаголев М.В., Шевченко Е.М., Хайдапова Д.Д., Губер А.К. Моделирование динамики органического вещества почв. М.: Изд-во МГУ, 2001. 120 с.
- Тебенькова Д.Н., Гичан, Д.В., Гагарин Ю.Н. Влияние лесоводственных мероприятии на почвенныи углерод: обзор // Вопросы лесной науки. 2022. Т. 5. № 4. С. 21–58. https://doi.org/10.31509/2658-607x-202252-116
- Тужилкина В.В. Структура фитомассы и запасы углерода в растениях напочвенного покрова еловых лесов на северо-востоке европейской России // Растительные ресурсы. 2012. Т. 48. № 1. С. 44–50.
- Умарова А.Б. Преимущественные потоки влаги в почвах: закономерности формирования и значение в функционировании почв. М.: ГЕОС, 2011. 266 с.
- Щепащенко Д.Г., Мухортова Л.В., Мартыненко О.В., Коротков В.Н., Карминов В.Н. Применение минеральных удобрений в лесном хозяйстве и углеродный бюджет лесов // Агрохимия. 2023. № 9. С. 81–96. https://doi.org/10.31857/S0002188123090107
- Almaraz M., Simmond M., Boudinot F.G., Di Vittorio A.V., Bingham N., Khalsa S.D.S., Ostoja S. et al. Soil carbon sequestration in global working lands as a gateway for negative emission technologies // Global Change Biol. 2023. V. 29. P. 5988–5998. https://doi.org/10.1111/gcb.16884
- Chertov O., Komarov A., Loukianov A., Mikhailov A., Nadporozhskaya M., Zubkova E. The use of forest ecosystem model EFIMOD for research and practical implementation at forest stand, local and regional levels // Ecological Modelling. 2006. V. 194. P. 227–232.
- Fu Y., Feng F., Zhang X., Qi D. Changes in fine root decomposition of primary Pinus koraiensis forest after clear cutting and restoration succession into secondary broad-leaved forest // Appl. Soil Ecol. 2021. V. 158. P. 103785. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2020.103785
- IPCC Climate Change 2007: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Geneva: IPCC, 2007. 104 p.
- Karelin D., Goryachkin S., Zazovskaya E., Shishkov V., Pochikalov A., Dolgikh A., Sirin A. et al. Greenhouse gas emission from the cold soils of Eurasia in natural settings and under human impact: controls on spatial variability // Geoderma Reg. 2020. V. 22. P. e00290. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2020.e00290
- Kurganova I., Lopes de Gerenyu V., Khoroshaev D., Myakshina T., Sapronov D., Zhmurin V. Temperature sensitivity of soil respiration in two temperate forest ecosystems: the synthesis of a 24-year continuous observation // Forests. 2022. V. 13. P. 1374. https://doi.org/10.3390/f13091374
- Kutyavin I.N. Vertical-fractional structure of aboveground phytomass of the tree layer of pine forests in the northern ural foothills (Komi Republic) // Contemporary Problems of Ecology. 2021. V. 14. P. 743–749. https://doi.org/10.1134/S1995425521070118
- Mamkin V. Mukhartova Yu.V., Diachenko M., Kurbatova J. Three-year variability of energy and carbon dioxide fluxes at clear-cut forest site in the European southern taiga // Geography Environment Sustainability. 2019. V. 12(2). P. 197–212. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2019-13
- Morozov G., Aosaar J., Varik M., Becker H., Lõhmus K., Padari A., Aun K., Uri V. Long-term dynamics of leaf and root decomposition and nitrogen release in a grey alder (Alnus incana (L.) Moench) and silver birch (Betula pendula Roth.) stands // Scand. J. For. Res. 2018. V. 34. P. 12–25. https://doi.org/10.1080/02827581
- Osipov A.F., Bobkova K.S., Dymov A.A. Carbon stocks of soils under forest in the Komi Republic of Russia // Geoderma Reg. 2021. V. 27. P. e00427. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2021.e00427
- Portillo-Estrada M., Korhonen J.F.J. Pihlatie M., Pumpanen J., Frumau A.K.F., Morillas L., Tosens T., Niinemets Ű. Inter- and intra-annual variations in canopy fine litterfall and carbon and nitrogen inputs to the forest floor in two European coniferous forests // Annals Forest Sci. 2013. V. 70. P. 367–379. http://dx.doi.org/10.1007/s13595-013-0273-0
- R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. Vienna, 2022. https://www.R-project.org/
- Scharlemann J.P., Tanner E.V.J., Hiederer R., Kapos V. Global soil carbon: understanding and managing the largest terrestrial carbon pool // Carbon Manag. 2014. V. 5. P. 81–91. https://doi.org/10.4155/cmt.13.77
- Schepaschenko D., Moltchanova E., Shvidenko A., Blyshchyk V., Dmitriev E., Martynenko O., See L., Kraxner F. Improved estimates of biomass expansion factors for russian forests // Forests. 2018. V. 9. P. 312. https://doi.org/10.3390/f9060312
- Smith P., Cotrufo M.F., Rumpel C., Paustian K., Kuikman P.J., Elliott J.A., Mcdowell R. et al. Biogeochemical cycles and biodiversity as key drivers of ecosystem services provided by soils // Soil. 2015. V. 1. P. 665–685.
- Woziwoda B., Parzych A., Kopeć D. Species diversity, biomass accumulation and carbon sequestration in the understorey of post-agricultural Scots pine forest // Silva Fennica. 2014. V. 48. P. 23.
Дополнительные файлы
