Введение к работе
Актуальность темы Ратификация Рамочной конвенции ООН и Киотского протокола обязывает Россию ежегодно предоставлять информацию о выбросах парниковых газов, поступающих в атмосферу от различных отраслей экономики, в том числе и сельского- хозяйства (Киотский протокол , 1997) В сельскохозяйственном производстве главным источником дополнительной эмиссии С02 в атмосферу являются агроэкосистемы с несбалансированным круговоротом углерода (Агроценозы , 1984, Ковда, 1985, Кобак, 1988, Чупрова, 1997, Титлянова, Булавко, Кудряшова и др, 1998, Титлянова, Чупрова, 2003, Власенко, 2005)
Вследствие экономического кризиса 90-х гг XX в в сельском хозяйстве произошло сокращение площадей, занятых агроценозами, и значительное отчуждение пашни в залежь По имеющимся оценкам за период с 1990 по 2002 год площадь забрасываемых земель в России возросла с 0,34 до 21,6 млн га (Анциферова, 2005, 2006, Пулы и потоки , 2006, Романовская, 2006) В Хакасии за этот период было заброшено 281 - 398 тыс га пашни (Кандалова, 2002, 2004, Савостьянов, 2004), что составило около 50% пахотного фонда республики. Учитывая масштабы прироста залежей, необходимо количественно оценить параметры круговорота углерода в этих экосистемах Установление режима функционирования залежей, находящихся на различных стадиях сукцессии, позволит определить их роль в качестве стока или источника С02 для атмосферы, а также наметить наиболее перспективные направления их использования
Цель - количественная характеристика структуры, запасов, продукционно-деструкционных процессов и баланса органического вещества на разновозрастных залежах Койбальской степи Минусинской котловины
Основные задачи:
-
Оценить биоценотическое разнообразие залежной растительности и показать возможности ее хозяйственного использования
-
Охарактеризовать структуру и запасы растительного вещества в сезонной и годичной динамике
-
Рассмотреть динамику продукционно-деструкционных процессов и баланс растительного вещества
-
Изучить структуру, запасы, динамику почвенного органического вещества и определить баланс углерода
Научная новизна заключается в том, что впервые на разновозрастных
залежах Койбальской степи Минусинской котловины определены количественные
оценки запасов и интенсивностей продукционно-деструкционных процессов в
сезонной и годичной динамике, показаны закономерности распределения С, N, Р,
К, Са, Mg в различных блоках растительного вещества и растениях-эдификаторах
сукцессионных стадий, выявлены особенности трансформации
яегкоминерализуемого органического вещества агрочерноземов под влиянием восстанавливающегося растительного покрова, на основании оценок баланса растительного вещества и углерода установлен переходный режим функционирования залежных экосистем
Защищаемые положения:
1 Количественные различия структуры, запасов растительного вещества и интенсивностей продукционно-деструкционных процессов на разновозрастных залежах определяются биоценотическим своеобразием залежной растительности
-
Подсистема «поступление растительных остатков в мортмассу - разложение мортмассы» функционирует на залежах в переходном режиме с накоплением вещества Благодаря этому, минерализационные и гумификационные потоки в почвенном блоке формируются преимущественно за счет лабильного органического вещества
-
Бурьянистая залежь 3-4 лет и корневищная залежь 5-7 лет являются местом стока углерода из атмосферы Дерновинные залежи 9-12 лет и более 12 лет представляют источник углерода для атмосферы
Практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных данных для разработки методов эффективного управления восстановительными процессами на залежах Выявленные особенности круговорота углерода являются основой для оценки темпов воспроизводства почвенного плодородия в ходе залежной сукцессии Оценки баланса углерода могут использоваться в качестве базовых для последующего мониторинга круговорота углерода в залежных экосистемах, осуществляемого в рамках реализации Киотского протокола Эколого-фитоценотический анализ залежной растительности может быть положен в основу дальнейших исследований по выявлению взаимосвязей между восстановлением растительного покрова и изменением свойств почв Результаты исследований предлагается использовать в учебном процессе по курсам «Экологическое почвоведение» и «Агроэкология»
Апробация работы По результатам исследования опубликованы 10 работ Основные материалы доложены и обсуждены на Южно-Сибирской международной конференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2003, 2004), IV съезде Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, 2004), региональной студенческой научной конференции «Красноярский край освоение, развитие, перспективы» (Красноярск, 2004), III Всероссийской научной конференции «Современные проблемы почвоведения и оценки земель Сибири» (Томск, 2005), Всероссийской конференции «Природная и антропогенная динамика наземных экосистем» (Иркутск, 2005), Всероссийской конференции молодых ученых «Современные тенденции развития АПК» (Красноярск, 2005), IX Всероссийской конференции Докучаевские молодежные чтения «Почвы России Проблемы и решения» (Санкт-Петербург, 2006), Всероссийской студенческой научной конференции «Студенческая наука - взгляд в будущее» (Красноярск, 2006), IV международном симпозиуме «Степи Северной Евразии» (Оренбург, 2006), на семинарах кафедры почвоведения и агрохимии КрасГАУ (2007) и Красноярского отделения Общества почвоведов им В В Докучаева (2007)
Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 201 странице компьютерного набора, состоит из введения, шести глав, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка и приложения Содержит 31 таблицу и 26 рисунков Библиографический список включает 257 наименований, в том числе 24 на иностранных языках
