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

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОмГАУ им. П.А. Столыпина

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

Федин Александр Николаевич, аспирант

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

Аннотация

В статье изложены результаты изучения определения выделения СО 2 из почвы в березовых и осиновых лесных массивах Западной Сибири. Приведены данные по интенсивности его выделения в различные сроки, из которых следует вывод, что тип леса не влияет на выделение углекислоты. Существенные различия в выделении СО 2 были установлены лишь между периодом вегетации растений, его началом и завершением.

Ключевые слова: почвы; лес березовый; лес осиновый; сезонная динамика выделения СО 2

Abstract

The article presents the results of a study of field techniques determining CO2 emissions from soil in forest parcels in Western Siberia. The data on the intensity of carbon dioxide emissions in the various terms of which must be concluded that the type of wood does not affect the allocation of carbon dioxide, and the differences in allocation between the parcels are not essential.

Keywords: soil; forest birch; forest aspen; seasonal dynamics СО 2

Введение

Глобальное изменение климата многие связывают с промышленными выбросами СО ₂ и прочих 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 СО ₂ 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 СО ₂ 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 см ², 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 СО ₂ 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 СО ₂ 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. углекислота почва лесостепь сибирь

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 СО ₂ 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 СО ₂, лишь после листопада при t 1-5°С интенсивность "дыхания" почвы сократилась почти вдвое.

Библиографический список

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.

Размещено на Allbest.ru