Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода Подвезенная Марина Александровна

Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода
<
Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Подвезенная Марина Александровна. Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода : Дис. ... канд. биол. наук : 03.00.27 Москва, 2005 173 с. РГБ ОД, 61:05-3/994

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Запасы гумуса в почвах бывшего СССР стр. 5

1.1. Литературный обзор стр. 5

1.2. Источники неопределенностей оценок запасов гумуса стр. 41

Глава 2. Запасы гумуса в автономных почвах природных экосистем европейской территории бывшего СССР (на основе информации, собранной в базе данных SOMER) стр. 45

2.1. Описание базы данных SOMER стр. 45

2.2. Зависимость запасов гумуса от биоклиматического и литологического факторов стр. 57

Глава 3. Внутрибиогеоценозная пространственная изменчивость содержания и запасов органического вещества в почвах лесных экосистем стр. 67

3.1. Зависимость внутрибиогеоценозной пространственной вариабельности мощности и запасов подстилок, содержания и запасов углерода почв от типа лесного биогеоценоза стр. 87

3.2. Зависимость пространственной вариабельности мощности подстилок, содержания и запасов гумуса от степени увлажненности лесных БГЦ стр. 105

3.3. Зависимость пространственной вариабельности мощности и запасов подстилок, содержания и запасов углерода почв от типа парцеллы стр. 115

3.4. Зависимость мощности и запасов подстилок, содержания и запасов углерода почв и их пространственной вариабельности от местоположения в тессере стр. 128

Глава 4. Чувствительность запаса гумуса автономных почв природных экосистем европейской территории бывшего СССР к изменениям параметров круговорота углерода стр. 145

Выводы стр. 156

Список литературы стр. 158

Приложение стр. 169

Введение к работе

Актуальность темы. Почвы являются одним из важнейших резервуаров углерода в биосфере, где его содержится почти в три раза больше, чем в надземной биомассе и в два раза больше, чем в атмосфере. Почвы могут быть как источником углерода, так и, связывая органическое вещество, служить для его стока, что обуславливает регуляторную функцию почвы в круговороте углерода. Из-за глобальных изменений климата в последнее время практически все экосистемы мира подвергаются довольно интенсивному антропогенному воздействию, и почвы, как часть этих экосистем, естественно, так же испытывают существенные нагрузки. Причем различные почвы могут по-разному реагировать на одинаковые изменения. В связи с этим обстоятельством становится актуальным получить надежные оценки запасов гумуса в почвах и их вариабельности для как можно более широкого круга почвенных типов, а так же умение прогнозировать направленность процессов накопления и разложения органического вещества почв. Важно точно прогнозировать отклик экосистем, то есть оценить их чувствительность на внешние воздействия. Для решения задач по оценке устойчивости экосистем наряду с прочими методами в последнее время все чаще используются различные математические модели, которые позволяют не только оценить будет ли органическое вещество почв накапливаться или разлагаться при внешних воздействиях, но и вычислить масштабы этих изменений.

Цели и задачи. Цель работы - оценить запасы органического вещества в автономных почвах природных экосистем европейской территории бывшего СССР и исследовать их чувствительность к изменениям параметров круговорота углерода. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1) собрать и организовать в форме базы данных имеющуюся в опубликованных источниках информацию об автономных почвах природных экосистем европейской территории бывшего СССР;

2) используя информацию, собранную в базе данных, рассчитать запасы органического углерода в автономных почвах природных экосистем европейской территории бывшего СССР;

3) оценить межбиогеоценозную и внутрибиогеоценозную вариабельность запасов органического вещества почв;

4) провести сравнительный анализ чувствительности запасов гумуса в автономных почвах природных экосистем европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода на основе нелинейной модели круговорота углерода (NAMSOM);

5) определить зависимость показателей чувствительности от климатических параметров.

Научная новизна. Впервые на основе большого информационного массива данных получены оценки запаса гумуса в автономных почвах широкого круга природных экосистем европейской территории бывшего СССР и количественно исследована его чувствительность к изменению параметров круговорота углерода. Определена зависимость чувствительности запаса гумуса к изменению продуктивности и коэффициента скорости минерализации гумуса от климатических параметров.

Впервые на примере нескольких лесных экосистем получена оценка внутрибиогеоценозной вариабельности запаса гумуса почв и исследована зависимость этого показателя от типа БГЦ, характера напочвенной растительности и степени увлажнения почв.

Практическая значимость. Организация информации о почвах природных экосистем европейской территории бывшего СССР в форме базы данных позволила проверить и уточнить установленные ранее эколого-географические закономерности распределения запасов гумуса, используя возможности современной вычислительной техники анализировать большие информационные массивы с применением математических методов. Полученные результаты сравнительного анализа чувствительности почв служат улучшению качества прогнозов их отклика на изменения параметров биогеохимического цикла углерода в результате глобального изменения климата и общего усиления антропогенной нагрузки. Такие оценки стали особенно важны в связи с вступлением в силу Киотского протокола.

Источники неопределенностей оценок запасов гумуса

Для подзоны южной тайги мы находим данные у М.Ф. Овчинниковой и Д.С. Орлова (1986), характеризующих дерново-среднеподзолистые среднесуглинистые и дерново-среднеподзолистые легкосуглинистые почвы, в которых в слое 0-20 см запас гумуса составляет 80,3 и 112,4 т/га, а в слое 0-100 см 124,0 и 163,0 т/га соответственно. Для дерново-подзолистых почв Онего-вычегодской провинции диапазон изменений запаса гумуса в 0-50 см слое составляет 45-50 т/га (Добровольский, Урусевская, 1984).

И.С. Урусевская с соавторами (1997) на основе статистической обработки большого массива данных, приводят средние величины запасов гумуса в серых лесных почвах для слоев 0-20 и 0-100 см (табл. 1.19).

Для почв степной зоны оценки запасов органического вещества приведены в сборниках, посвященных черноземам СССР (Черноземы СССР, 1974). В них содержатся сведения о колебаниях запасов гумуса в разных подтипах черноземов для слоев 0-20 и 0-100 см (табл. 1.20). Наибольшие запасы отмечены в типичных черноземах, а в подтипах, расположенных южнее или севернее они убывают, причем для обыкновенных и южных черноземов эта закономерность проявляется резче.

Запасы гумуса почв центральной черноземной области охарактеризованы в работе «Черноземы ЦЧО и их плодородие» (1964). Запасы гумуса в верхнем метровом слое почв на этой территории составляет 500-700 т/га.

Подробно запасы гумуса в черноземах Предкавказья и Кавказа охарактеризованы в монографии «Черноземы СССР (Предкавказье и Кавказ)» (1985). В этой работе для Западного Предкавказья можно найти данные для черноземов разных подтипов. Например, южные черноземы Тамани обычного рода в пахотном слое содержат 69 т/га гумуса, в метровом слое они достигают 210 т/га. Средние запасы гумуса в обыкновенных черноземах составляют в метровом слое 392 т/га, а область типичности 346-444 т/га, в 1,5-метровом слое соответственно 489 и 421-564 т/га. В черноземах обыкновенных слабогуммусированных мощных запасы гумуса в метровом слое снижаются до 273 т/га, а в малогумусных сверхмощных возрастают до 560 т/га. Запасы гумуса в метровом слое черноземов типичных равны в среднем 460 т/га, при колебаниях от 300 т/га в слабогумусированных суглинистых до 620 т/га в малогумусных тяжелосуглинистых и глинистых; в 1,5-метровом слое эти величины соответственно равны 590, 360 и 800 т/га. Запасы гумуса в черноземах выщелоченных несколько больше, чем в типичных, особенно в метровом и 1,5-метровом слоях, что отчасти связано с большей их плотностью. Наблюдается тенденция увеличения запасов гумуса по мере движения на юго-восток.

В центральном и восточном Предкавказье пределы колебаний запасов гумуса в черноземах выщелоченных составляют 380-570 т/га. По средним данным в Ставрополье они равны 460, а в Кабардино-Балкарии -400 т/га. Запасы гумуса в метровой толще черноземов типичных обычного рода при колебаниях от 400 до 525 т/га выше в Ставрополье (в среднем 476 т/га), чем в Восточном Предкавказье (в среднем 450 т/га). А в черноземах типичных остаточно-карбонатных запасы равны для полуметрового слоя 360 т/га, метрового - 510 т/га. В черноземах обыкновенных обычного рода средние запасы гумуса в метровом слое меняются от 410 т/га в Кабардино-Балкарии до 423 т/га в Ставропольском крае. Запасы гумуса в метровом слое черноземов южных колеблются от 230 до 350 т/га, составляя в среднем по Кабардино-Балкарии 280 т/га, в Ставрополье - 300 т/га.

Е.А. Афанасьева (1966) охарактеризовала содержание и запасы органического вещества в черноземах Средне-Русской возвышенности не только в метровом слое, но и в более глубоких горизонтах. Средний запас гумуса в мощных типичных черноземах Центрального черноземного заповедника в слое 0-100 см составляет 531 т/га, в слое 0-150 см - 597 т/га, а в двухметровой толще он приближается к 700 т/га.

Чтобы охарактеризовать область изменений запасов органического углерода в автоморфных почвах России, мы составили таблицу, в которой привели минимальную и максимальную оценки запасов гумуса из встречающихся в литературе для каждого типа почв (табл. 1.21). Запасы гумуса были пересчитаны на запасы органического углерода с использованием коэффициента 0,58.

Заметим, что оценки запасов органического углерода в слое 0-50, 0-100 см и во всем профиле совпадают у почв с резко убывающим распределением гумуса по профилю, так как в этом случае весь гумус сосредоточен в верхней полуметровой толще. Более узкий диапазон изменений запасов гумуса во всем профиле черноземов, чем в метровой толще обусловлен разным количеством имеющихся в литературе оценок, их гораздо больше для слоя 0-100 см., тогда как для полного профиля черноземов они единичны.

Приведенные в таблице (табл. 1.21) данные свидетельствуют как об очень высокой вариабельности, так и о противоречивости оценок запасов гумуса. Предельные значения уровня гумусонакопления даже у однотипных почв могут различаться на порядок. Области изменения запасов гумуса у различных почв перекрываются.

Собранные литературные материалы подтверждают сделанные в основополагающих работах И.С. Тюрина (1937, 1965), М.М. Кононовой (1963), Д.С. Орлова (1990, 1996) выводы о зональности распределения запасов гумуса в почвах Русской равнины.

Зависимость запасов гумуса от биоклиматического и литологического факторов

Рассмотренные ранее сводки и базы данных по запасам Сорг создавались с различными целями, поэтому принципы, по которым собиралась информация, значительно варьировали. И зачастую результаты этих сводок бывает довольно трудно сравнивать. Следовательно, начиная работу по подбору материала для базы данных, следует четко оговаривать принципы, по которым эта база будет строиться.

При создании базы данных в нашей работе использовались методические приемы, предложенные в статье Белоусовой и Мешалкиной (1997), где представлены результаты опыта работы с большими массивами почвенных данных, целенаправленно собранных из опубликованных источников при создании базы Boreal, характеризующих почвы бореального пояса России.

База SOMER была составлена по следующим принципам: 1) Основной структурной единицей был выбран почвенный разрез, представленный набором горизонтов. 2) Отбирались только разрезы, характеризующие автономные почвы Европейской территории бывшего СССР под естественной растительностью. 3) Каждая пробная площадь должна иметь точную географическую привязку и включать информацию о растительности, почвообразующих породах, рельефе и почвах. 4) Среди почвенных характеристик обязательно должны присутствовать: профильное распределение гумуса или углерода, содержание Сорг в подстилке или потери при прокаливании, гранулометрический состав, кислотность. 5) Дополнительная информация: плотность почвы, степень насыщенности основаниями, состав обменных катионов, групповой и фракционный состав гумуса. 6) В базу включались только данные, полученные по общепринятым методикам. В базе так же приводились авторское название почвы и ее название в соответствии с общепринятой классификацией (Классификация и диагностика почв СССР, 1977). Два названия почв приводились только тогда, когда авторами использовались региональные классификации. В этом случае название почвы, соответствующее общепринятой классификации, устанавливалось на основании приведенного в публикации морфологического описания разреза и характеристики физико-химических свойств почвы.

Источником информации служили материалы, опубликованные в научной литературе после 1945 года. Пространственная структуризация массива данных основана на карте почвенно-географического районирования СССР (Добровольский, Урусевская, 1984). База данных реализована в среде EXCEL. В результате база данных содержит описание более 500 точек.

На основании собранной информации о профильном распределении содержания углерода (или углерода, пересчитанного из содержания гумуса) и объемной плотности почв для каждого почвенного разреза были определены запасы С орг. В тех случаях, когда данные об объемной плотности почв лесной зоны и зоны полупустынь в анкете отсутствовали, использовались средние значения этого показателя для почв данного типа и гранулометрического состава. При отсутствии сведений об объемной плотности черноземов и каштановых почв степных экосистем, она рассчитывалась по специально полученному с этой целью регрессионному уравнению, характеризующему зависимость плотности почв от гранулометрического состава и содержании гумуса (Вьюненко, Рыжова, 1999). Для почв, сформированных на ледниковых отложениях, содержащих валунный материал, при расчете запасов гумуса учитывалась их каменистость. Данные о каменистости почв взяты из работы «Углерод...»,(1994).

В наших исследованиях мы использовали значения содержания именно органического углерода, а не гумуса, поскольку в почвенных исследованиях, как правило, при указании содержания гумуса проводится просто стандартный пересчет, не всегда точно отражающий истинное содержание специфического органического вещества в почве. Так Б.М. Когут и А.С. Фрид (1993) показали, что коэффициенты пересчета содержания органического углерода, определенного по методу И.В. Тюрина, на углерод, определенный методом сухого сжигания на автоматических анализаторах для разных почв может изменяться от 1,13 до 1,34.

В итоге для почв всех пробных площадей были рассчитаны погоризонтные значения запасов Сорг. Суммируя их мы получили данные по запасам углерода для слоев 0-20, 0-50 и 0-100 см каждой почвы. Для почв с коротким органопрофилем запасы органического углерода полуметровой и метровой толщ могут быть, соответственно, одинаковыми. По имеющимся географическим и административным привязкам мы определяли местоположение каждого разреза, а затем относили его к конкретной почвенно-географической структурной единице: зоне, подзоне, провинции. В пределах каждой почвенной зоны данные группировались по типам экосистем, а так же по характеру гранулометрического состава почв.

Обеспечение информацией различных участков изучаемой территории довольно неравномерное, что обусловлено как разными площадями сохранившихся естественных природных экосистем (например, высокая распаханность черноземной зоны), так и количеством исследовательских работ в разных регионах.

Зависимость внутрибиогеоценозной пространственной вариабельности мощности и запасов подстилок, содержания и запасов углерода почв от типа лесного биогеоценоза

Результаты дисперсионного анализа представлены в табл. 2.6 По полученным данным с климатическим фактором связано 80% общей вариабельности запаса гумуса в метровом слое автономных почв природных экосистем европейской территории бывшего СССР. При анализе автономных целинных почв зоны сбалансированного и недостаточного увлажнения, было установлено, что климатический фактор определяет 86% процентов вариабельности запасов гумуса. Если рассматривать изменение влияния зональности на накопление органического вещества с глубиной, то можно заметить, что чем большую толщу мы рассматриваем, тем это влияние прослеживается более четко. Причем в суббореальном поясе уже для глубины 0-20 см влияние биоклиматического фактора составляет 79%. При рассмотрении всей территории европейской части бывшего СССР, мы можем заметить, что на этой глубине климатическим фактором обусловлено 59% вариабельности запасов гумуса.

В данном случае, анализируя вариабельность, мы должны так же осознавать, что уровень гумусонакопления может быть связан не только с современными климатическими характеристиками, но и с историей развития данной территории. Довольно подробно влияние факторов различного уровня рассмотрено у Л.О. Карпачевского (1993), который основываясь на классификации Раменского (1938), разделял почвенные свойства на следующие три группы: ценогенетические (экологические), то есть «отвечающие современным условиям почвообразования», палингенетические (реликтовые), «отражающие происхождение почвы и историю ее развития», и с современным ценозом не связанные, субстратные признаки, свойственные материнской породе почв, возникшие до начала почвообразовательных процессов. Автор подчеркивает, что во многих случаях свойство почвы отражает все три влияния. Так, предел гумусированности почвы определяется ее гранулометрическим составом, который унаследован от породы. Уровень гумусированности (средний) определяется историей почвы (сменой БГЦ или парцелл). «Отступления» от среднего уровня определяются современным ценозом и связаны с влиянием структуры современного БГЦ на почву. Для выявления характерного свойства почвы следует обратить внимание на особенности его изменчивости. В нашем исследовании для почв суббореальной зоны, по-видимому, и сказывается влияние факторов всех уровней, а в бореальной зоне, существенное влияние оказывает структура современного БГЦ, поэтому существенная доля изменчивости запасов органического углерода связана с парцеллярной структурой лесных сообществ. Для бореального пояса полученные результаты показали, что климатическим фактором обусловлено не менее 12% от общей вариабельности запасов гумуса в верхнем 20 сантиметровом слое почвы. Для слоя 0-50 см изучаемый фактор определяет только около 8% вариабельности запасов Сорг. Влияние этого фактора на варьирование запасов органического вещества в метровом слое статистически не значимо. Если рассматривать только суглинистые почвы таежных экосистем, то климатические различия проявляются также только в верхних 0-20 см и обуславливают 18% варьирования изучаемого признака. Что подтверждает идею Л.О. Карпачевского, который рассматривая роль растений и глобальных изменений климата в эволюции почв, подчеркнул, что современный биоценоз влияет на гумусированность в основном слоя почвы 0-10 (20) см. Поэтому все изменения климата, приводящие к изменениям растительного покрова, прежде всего, отражаются на этом слое почв (Карпачевский, 1993).

Таким образом, полученные данные подтверждают сделанный в классических работах по изучению эколого-географических закономерностей гумусообразования вывод о первостепенном значении климатического фактора в накоплении гумуса в автономных почвах Восточно-Европейской равнины. Среди климатических характеристик главную роль играет увлажненность, которая зависит как от количества осадков, так и от термических условий. Почвы таежной зоны не испытывают недостатка во влаге. По-видимому, этим объясняется значительно более слабая зависимость вариабельности запасов гумуса почв гумидного региона от климатического фактора по сравнению с почвами области сбалансированного и недостаточного увлажнения. Результаты проведенного анализа согласуются с представлениями А.И. Соколова о том, что хорошо прослеживаемая на территории Восточно-Европейской равнины зональность почвенного покрова должна рассматриваться, как гигросеквентность, то есть климатически обусловленная смена почв в связи с изменением степени увлажнения.

Рассмотрим, опираясь на полученные данные, влияние литологического фактора. К сожалению, достаточно информации имеется только для почв бореального пояса и зоны светло-каштановых и бурых почв полупустыни (табл. 2.7, рис. 2.2). Из полученных данных мы видим, что на легких породах накопление органического вещества в среднем меньше. Очевидно, что легкие отложения способствуют вымыванию, а не накоплению гумуса. Однако различный гранулометрический состав материнских пород может способствовать формированию различных по продуктивности экосистем и этим усиливать различия в запасах почвенного органического вещества.

Объясняющей различия суглинистых и песчаных почв гипотезой является рефлекторность, предложенная И.А. Соколовым и В.О. Таргульяном (1977), как способность отражать факторы почвообразования, кодировать (записывать) информацию о факторах почвообразования. В общем, степень рефлекторности тем выше, чем больше у почвы ячеек памяти, чем сложнее ее записывающий механизм, то есть чем разнообразнее состав ее минеральных и органических компонентов, чем сложнее ее структурная организация (Соколов, 1993). Очевидно, что в силу существенного различия физических и химических свойств тяжелых и легких почв (легким почвам свойственна высокая водопроницаемость, низкая водоудерживающая способность, низкое содержание питательных элементов и гумуса, то есть сравнительно меньшая рефлекторность) характер воздействия и глубина проникновения влияния могут быть неодинаковыми.

Зависимость мощности и запасов подстилок, содержания и запасов углерода почв и их пространственной вариабельности от местоположения в тессере

Различают два типа изменчивости почвенных свойств -биогеоценозную, связанную с чередованием в пространстве БГЦ, и внутрибиогеоценозную (Карпачевский, 1997). Результаты, представленные в главах 1 и 2 характеризуют биогеоценозную вариабельность содержания и запасов гумуса. Наряду с этим представляется интересным оценить их внутрибиогеоценозную изменчивость.

Наиболее обстоятельно вопрос внутрибиогеоценозной изменчивости почвенных свойств исследован Л.О. Карпачевским (1977, 1997, 1995, 2001). Он рассмотрел причины, обуславливающие более высокую внутрибиогеоценозную пространственную вариабельность почвенных свойств в лесных БГЦ по сравнению с травяными. Как указывает автор, эти причины связаны со спецификой лесных БГЦ, формирование которых, продолжительность существования, характер динамики компонентов существенно отличается от травяных БГЦ. В биогеоценозах, образованных однолетними и многолетними травами смена поколений происходит в пределах 10 лет, сфера влияния каждого растения не превышает нескольких десятков сантиметров, а так же эти сферы часто пересекаются, последующее поколение занимает «свободные» участки почвы, поэтому травяной покров как бы «перемещается» по поверхности почв. В результате создается общее фитогенное поле, охватывающее сравнительно большую площадь и по «напряженности» (по воздействию на почву) относительно однородное во всех своих точках. В лесных БГЦ деревья находятся на одном месте значительно больший срок, что обуславливает более постоянную структуру БГЦ. В силу своих биологических и экологических особенностей деревья создают мощное фитогенное поле, действующее значительное время. При этом напряженность фитогенного поля по мере удаления от дерева значительно изменяется. Таким образом, сами природа и структура леса создают предпосылки для пространственной неоднородности свойств почв на сравнительно близких расстояниях.

Парцеллярное строение биогеоценоза, является одним из факторов, влияющих на вариабельность почвенных свойств. Определение понятия «парцелл» было введено Н.В. Дылисом (1969), а затем дополнено Л.О. Карпачевским, в чьей редакции мы его и приводим: «парцелла -структурная часть БГЦ, площадь которой определяется границами распространения данных доминантов и данных (конкретных, индивидуальных) эдификаторов» (Карпачевский, 1977, стр. 46). Почвенный компонент парцеллы называется тессерой (Пенни, 1948). В пределах тессер свойства почв закономерно изменяются, образуя концентрические структуры. К настоящему времени накоплен большой фактический материал, подтверждающий модель тессеры. В чистых, высокоплотных лесных насаждениях весь БГЦ может состоять практически из одной парцеллы.

Вопрос о воздействии растительности на различные свойства почв, в том числе и на содержание гумуса, довольно подробно изучался почвоведами (Карпачевский, 1977, 1995, 1997, 2001; Морозова, 1982, 1992; Васенов, Таргульян, 1995; Дылис, Холопова и др., 1980, Холопова 1987 и ДР-) Влияние доминантных видов растительности (напочвенный покров) внутри экосистем так же может существенно влиять на почвенные свойства внутри парцелл, например, на содержание углерода, накопление которого определяется составом поступающего растительного материала. Л.Н. Соболев (1963) указывает на пестроту напочвенного растительного покрова в зависимости от удаления от ствола дерева и отмечает изменение почвенных свойств. Неравномерность распределения подстилки установлена многими авторами, в том числе Л.С. Травникова (1961) отмечает изменение величины опада, запасов подстилки и свойств серых лесных почв на разном расстоянии от стволов деревьев в сосняке и дубраве. Хокканен с соавторами (Hokkanen et al, 1995) показал, что воздействие дерева сказывается на количестве подстилки, которое выше у ствола дерева и ее качестве, поскольку кора и шишки хуже разлагаются, чем листья и иглы. Так же дерево-эдификатор перераспределяет свет и осадки, что влияет на скорость разложения растительных остатков. Поступление опада в разных частях парцеллы может значительно различаться, так, например, около ствола ели оно в 2-3 раза выше, чем под средней частью кроны (Дмитриев и др., 1978). Компонентный состав лесных подстилок так же существенно изменяется в пределах каждого типа леса, что связано с неравномерностью размещения деревьев и мозаичностью растительного покрова. По направлению от ствола к просвету между кронами в составе подстилки уменьшается количество хвои, коры, шишек и увеличивается доля мхов и трав (Морозова, Кокунова, 1982).

Многолетние модельные опыты, описанные Э.Ф. Ведровой (1979, 1983) показали, что увеличение запасов подстилки в приствольных зонах обусловлены не только большим поступлением в них растительных остатков, а и меньшей скоростью их минерализации. Снижение интенсивности разложения растительных остатков у ствола до некоторой степени связано с преобладанием в составе опада такого трудно разлагающегося компонента, как кора. Однако основной причиной более медленной минерализации подстилки у стволов является ее большее прогревание и иссушение. Максимальные запасы подстилки у стволов сосны являются одной из причин большего по сравнению с участками под кроной и в окнах поступления в почвы кислых воднорастворимых продуктов минерализации подстилки. Однако, более важным источником дополнительного прихода в почву приствольных зон органических и минеральных веществ Э.Ф. Ведрова считает атмосферные осадки, стекающие по стволу и смывающие с него растворимые продукты.

Похожие диссертации на Анализ чувствительности запасов органического вещества в автономных почвах европейской территории бывшего СССР к изменению параметров круговорота углерода