Статья опубликована в №18 (февраль) 2015
Разделы: Науки о Земле
Размещена 03.02.2015. Последняя правка: 03.02.2015.
Просмотров - 2503

Сравнительная характеристика «дыхания почв» в березовой и осиновой парцеллах лесостепной зоны Западной Сибири

Федин Александр Николаевич

-

ОмГАУ им. П.А. Столыпина

аспирант

Березин Л.В. профессор кафедры агрохимии и почвоведения ОмГАУ им. П.А. Столыпина, доктор сельскохозяйственных наук

УДК 68:630.114:571.1

Введение. Глобальное изменение климата многие связывают с промышленными выбросами СО₂ ипрочих парниковых газов, а основными мерами по снижению их негативного влияния предлагается  расширить площадь лесных насаждений, в том числе и за счет лесов Киотского протокола для консервирования атмосферного диоксида углерода. Вместе с тем известно, что основная масса парниковых газов выделяется из почвы [1, 2, 3], однако эти противоречивые мнения  не имеют подтверждения в Сибири, хотя именно здесь расположен основной лесной фонд Планеты, и, следовательно, сибирские леса играют весьма  важную роль в регулировании содержания СО₂ в атмосфере.

 Цель исследований. Изучить динамику выделения углекислоты из почвы лесных насаждений в зависимости от преобладающей породы, типа лесорастительных условий в лесостепи Западной Сибири наиболее промышленно развитом и интенсивно используемой в сельском хозяйстве регионе, где в лесах господствуют моновидовые парцеллы  мелколиственных пород, отличающиеся климаксовым состоянием и отсутствием  возрастных сукцессий.                                  

Ожидаемые результаты.   Планируется доказать различие в «дыхании почв» под типичными для зоны березовыми и осиновыми лесными  экосистемами, различающимися по их ландшафтной приуроченности. 

 Объект исследований. Исследования проводились на территории Москаленского района Омской области в 2013 году в 3 срока (1срок с 27.07 до 1.08.; 2 срок с 11.09 до 15.09.; 3 срок с 18.10 до 24.10). Изучаемое хозяйство географически расположено в координатах N 55° 05. 923' E 71° 57. 567'. Выделение углекислого газа определялось в основных лесных формациях данного района – березовой и осиновой с разнотравным и костяничниковым типами леса.

Методика исследований. Определение выделившегося СО₂ из почв проводилось по методу изучения «дыхания почвы» В.И. Штатнова (1952 г.), который заключается в поглощении щелочью углекислого газа, в последующем связывании его ВаСl₂ и титровании избытка щелочи HCl [4, 5] на изолированных пластиковыми «колпаками» микроплощадках 17 см², устанавливаемых в период максимального солнцестояния  с 12 до 15 часов местного часового пояса, ежедневно в течение 5 дней в пределах одного срока. Повторность наблюдений в  течение 1 часов в пределах одного дня 3-кратная;  размер изолятора 10,5 см в диаметре, при размере учетной емкости 7,5 см в диаметре.

Учетная емкость помещалась на треножнике на высоте 1-2 см над поверхностью почвы. Растительность на учетных площадках срезалась непосредственно перед установкой изоляторов, с тем, чтобы в почве  сохранилась активность корневого и микробиологического дыхания.

Практическая значимость. Данные, полученные в ходе исследования, могут быть использованы для оценки потоков эмиссии диоксида углерода при расчетах роли лесных экосистем южной части сибирского региона  в изменении содержания СО₂ в атмосфере Планеты.

Результаты исследования. В первый срок наблюдений различия в «дыхании» между парцеллами за 5 измерений оказались следующими: 10,5%, 8,2%, 11%, 15,6%, 14,7%; во второй срок – 34,5%, 1,6%, 37,6%, 6,7%, 7,4%; в третий срок – 18,6%, 16,4%, 19,7%, 27,3%, 25%.          

 Результаты статистической обработки полученных данных отдельно по каждой лесной формации и по каждому сроку, приведенные в таблице 1, с целью проверки соответствия сомнительных данных [6], показали достоверную значимость каждого отдельного измерения  при вероятности 0,95. 

В первом сроке после   цветения  эдификаторов экосистем оказалось, что в течение 5 дней  различия выделения СО₂ из почв между двумя лесными формациями,  хотя и варьировали, но в среднем были равными в пределах 10-12 кг/га*час. Лишь на третий день наблюдений данный показатель повысился от среднего  уровня на  25,5% по березовой парцелле, и на 22% - осиновой.

Во втором сроке в конце вегетации осинового леса и начала  пожелтения листьев березы средний уровень выделения  диоксида углерода  существенно не изменился. При этом в большинстве наблюдений ранее заметные различия между лесными формациями сгладились. Но в отдельные дни наблюдений проявлялись  значительные вспышки повышения биологической активности почвы. В эти дни измерениях расхождения составили 36,2%, и 30,6% от среднего.  Но в одни дни с преимуществом осинового, а в другие  - березового леса. Выявить объективные причины подобных колебаний не удалось. 

В конце вегетационного периода 2013 г. биологическая активность лесных биогеоценозов существенно  снизилась в два раза. Лишь в последний
день наблюдений в осиновом лесу, полностью сбросившему листву, внезапно  величина  дыхания почвы почти достигла уровня  периода вегетации. Но учитывая  правила выбраковки сомнительных данных [7] мы не исключили ни одной из экспериментально установленных величин. 

Таблица 1. Статистическая обработка средних значений по лесным формациям и срокам

 

Выводы:

1.  Различия между выделением СО₂ в березовых и осиновых парцеллах  не существенны ни в период вегетации, ни при ее завершении.
2. Различия травянисто-кутарниковой растительности, которая обуславливает тип лесорастительных условий, также не оказывают влияния на выделение углекислоты в лесных парцеллах.
3. Температурный режим в период вегетации лесной растительности  оказал несущественное влияние на интенсивность сезонной динамики СО₂, лишь после листопада при t 1-5°С интенсивность «дыхания» почвы сократилась почти вдвое.

1. Наумов А. В. Дыхание почвы: составляющие, экологические функции, географические закономерности: Монография. Новосибирск.: Изд-во СО РАН, 2009. – 208 с.
2. Кудеяров В. Н. Выделение углекислого газа почвенным покровом России // Природа. 1994. № 7. С. 37 – 43.
3. Нагорная О. В. Влияние различных форм природопользования на энергетические функции органического вещества чернозема типичного: Автореф. дис. канд. биол. наук. Курск., 2008. 17 с.
4. Вадюнина А. Ф.Методы исследования физических свойств почв: учебник. М.: Агропромиздат., 1986. 416 с.
5. Ревут И. В. Физика почв: учебник. 2-е изд., дополн. и переработ. Л.: Колос., 1972. 368 с.
6. Дмитриев Е.А. Математическая обработка в почвоведении: учебник. М.: Изд – во МГУ, 1995. 320 с.
7. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта: учебник для вузов. М.: Колос, 1968. 336 с.

Рецензии:

4.02.2015, 2:48 Трегубов Олег Дмитриевич
Рецензия: Научная работа безусловно представляет интерес для специалистов занимающихся вопросами эмиссии парниковых газов. Работа является законченным исследованием, в котором четко определены цель, задачи и методы исследований, сформулирован его результат. В качестве рекомендации - продолжение исследований, в том числе сравнительный анализ дыхания почв осинового и березового чернолесья с ельниками, сосновыми борами, лиственничной тайгой. Работа рекомендуется к опубликованию.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий