ТРАНСЕКТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВЕННОГО ДЫХАНИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ

ТРАНСЕКТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВЕННОГО ДЫХАНИЯ В
ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ
Соловьев Н. Г., студент 5 курса гр. ПП-08 кафедра экологии
Руководитель д.б.н. Максимов Т. Х.
Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, г. Якутск
В последнее время внимание мировой
общественности привлекает
процесс увеличения содержания в атмосфере «парниковых» газов (метана,
двуокиси азота и особенно углекислого газа), который считается одной из
причин наблюдаемого изменения климата (IPCС, 2001). Дыхание почв - это
процесс выделения углекислого газа почвой и связан, прежде всего, с
ферментативным разрушением органических соединений - продуктов
жизнедеятельности; рассматривается как показатель степени замкнутости
биологического круговорота веществ в биогеоценозе.
Территория Якутии, занимающей значительную часть пространства
Севера, играет важную роль в климатической системе планеты и является
свободным резервом биосферы в пределах Единого циркумполярного
экологического
пространства.
Предполагается,
что
при
глобальном
потеплении климата именно в этом регионе рост температуры будет
наибольшим, и ответное воздействие криосферы на атмосферу может быть
более значительным, чем где-либо. Здесь представлены все основные
биотические и абиотические компоненты Севера, дающие отклик на
изменения климата Северный Ледовитый океан, вечная мерзлота, северная
граница лесов, северные популяции растений и животных. Существует
множество свидетельств того, что северные регионы, в особенности таежные
области Сибири, являются стоком углерода (Schulzeetal., 1999; Dolmanetal.,
2004; Максимов и др., 2005 и другие) и играют существенную роль в
дальнейшем развитии ситуации.
Почвенное дыхание (эмиссия углекислого газа почвами или поток СО2
с
поверхности
почвы),
является
ключевым
компонентом
чистого
экосистемного обмена углерода,
представляя собой в сущности сумму
величин дыхания почвенных микроорганизмов, грибов, фауны и корней
растений,
а также выделения углекислого газа в результате разложения
органических остатков и химических реакций неорганических веществ,
полученную в результате измерения эмиссии углекислого газа с единицы
поверхности за определённое время.
Почвенное
дыхание
в
условиях
многолетней
мерзлоты
специфические для данной зоны малоизученные черты.
имеет
По локальным
участкам таежной зоны Восточной Сибири имеется относительно небольшое
количество работ (Мазилкин, 1956; Коноровский, 1969, 1974, 1984;
Поздняков, 1975; Саввинов, 1987; Schulzeetal., 1999; Sawamotoetal., 2000;
Lloydetal., 2002; Максимов и др., 2005а; Koideetal., 2006; Hirano, 2006), в
которых
представлены
результаты
кратковременных
исследований,
носивших эпизодический характер и проводившихся на ограниченных
территориях.
Всё это совершенно недостаточно для полного понимания
картины современного состояния эмиссии углекислого газа почвами
обширных таёжных экосистем.
Актуальной проблемой для данной территории является также
изучение потоков углерода в составе органических и неорганических
соединений, углекислоты и метана в водных, почвенных и воздушных
фракциях для верификации регионального и континентального бюждета
углерода мерзлотных экосистем. До сих пор не исследован вклад реки Лена,
как поставщика углерода в арктические моря.
Цель исследований – оценить величины эмиссии углекислого газа
почвами лиственничных лесов Центральной Якутии.
Задачи исследований:
1. Изучить зависимость почвенного дыхания от факторов окружающей
среды (температура и влажность почвы, количество осадков);
2. Исследовать временную динамику эмиссии СО2 почвами (суточный
и сезонный ходы);
3. Оценить годовой баланс эмиссии СО2 лиственничного леса.
Исследования проводились с июля по сентябрь 2012 года на двух
экспериментальных участках:
Участок 1. Лиственничный лес, на научной станции «Спасская Падь»
Института биологических проблем криолитозоны СО РАН (62° 15' с.ш., 129°
37' в.д.).
Участок 2.
Трансектное исследование интенсивности почвенного
дыхания вдоль среднего течения реки Лена.
Участок 1. Экспериментальный участок расположен в 40 км северовосточнее Якутска, близ научной станции «Спасская Падь» Института
биологических проблем криолитозоны СО РАН (62° 15' с.ш., 129° 37' в.д.).
Он представляет собой участок с размерами 50х50 метров и имеет 36 точек
для проведения измерений.
Высота над уровнем моря – 220 метров. Средняя высота древостоя – 18
метров, его плотность – 840 деревьев . га-1. Средний возраст древостоя – 180
лет. Подробная природная характеристика района исследований приведена в
работе
«Спасская
Падь:
Комплексные
исследования
мерзлотных
ландшафтов» (2006).
На
территории
стационара
«Спасская
Падь»
преобладают
разновидности мерзлотных палевых осолоделых почв, занимающих ровные
участки и пологие склоны, на долю этого типа почв приходится 4,06 км2 или
73,2% общей площади. Почвы преимущественно развиты на породах легкого
механического состава – древнеаллювиальных супесях. В них содержание
физической глины в 2-3 раза меньше, преобладают фракции песка, и почвы
характеризуются как супесчаные.
Древостой
в
основном
представлен
лиственницей Каяндера.
Соотношение площадей с преобладанием этой породы, сосны и березы на
опытном участке близко к тому, которое наблюдается по Центральной
Якутии. Изучаемый тип леса – лиственничник брусничный (Поздняков,
1975). Толщина подстилки колеблется от 2 до 7 см. Максимальная высота
деревьев составляет 27,7 м, что в 1,5 раза выше средней высоты
лиственничного древостоя (16,7 м). Листовой индекс на исследованном
участке равен 1,4.
Участок 2. В рамках российско-шведского проекта по изучению
биогеохимических циклов были
течении реки Лена в
проведены исследования на среднем
девяти пунктах по направлению Якутск, 62ос.ш. –
Туолба, Олекминский район, 61ос.ш..
Исследования эти были направлены дна изучение потоков углерода в
составе органических и неорганических соединений, углекислоты и метана в
водных, почвенных и воздушных фракциях для верификации регионального
и континентального баланса углерода.
Список использованной литературы
1. Иванов Б.И., Максимов Т.Х. Эмиссия углекислого газа в мерзлотных
экосистемах // Наука и образование. – Якутск, 2000. – № 1. – С. 107–109.
2. Dolman A.J, Maximov T.Chr,Moors
E.J., Maximov A.P., Elbers J.A.,
Kononov A.V., Ivanov B.I. Net Ecosystem Exchangeof Carb on Dioxideand
Waterof Far Eastern Siberian Larch (Larix Gmellinii) on Permafrost //
Biogeosciences, 2004, 1, 275-309.
3. Максимов Т.Х., Иванов Б.И. Мониторинг состояния мерзлотных
экосистем:
«Спасская
Падь»,
Якутск
//Сибирский
экологический
журнал. – 2005. – № 4. – Т. 12. – C. 777–781.
4. Максимов Т.Х.,Долман А.Й., Мурс Э.Й., Ота Т., Сугимото А., Иванов
Б.И.Параметры круговоротов углерода и воды в лесных экосистемах
криолитозоны // Доклады РАН. – 2005а. – Т. 408. – №. 8. – C. 684–686.