ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2013, № 2, с. 9-14
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 630*443.3
ДЕПОНИРОВАНИЕ УГЛЕРОДА СОСНОВЫМИ ДРЕВОСТОЯМИ В СВЯЗИ С ПОРАЖЕНИЕМ ИХ СОСНОВОЙ ГУБКОЙ
© 2013 г. Б. П. Чураков, Т. А. Парамонова, Н. А. Митрофанова, В. А. Туманов
Ульяновский государственный университет 432000 Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42 E-mail: churakovbp@yandex.ru Поступила в редакцию 23.03.2012 г.
Определены запас, общая фитомасса, содержание углерода валежной, сухостойной и сырорасту-щей древесины в сосновых древостоях V и VI классов возраста, пораженных и не пораженных сосновой губкой, в трех типах леса. Проведен сравнительный анализ фитомассы и депонированного углерода здорового и зараженного сосновой губкой дерева в древостоях сосны V и VI классов возраста в различных лесорастительных условиях.
Общая фитомасса, запас древесины, депонирование углерода, сосновая губка, типы леса, классы возраста.
Проблема содержания и динамики углерода в наземных и водных экосистемах вызывает все больший интерес в связи с увеличением в атмосфере углекислого газа и прогнозируемым глобальным потеплением климата на нашей планете [3, 4]. Поскольку лесная растительность содержит более 75% углерода, аккумулированного наземными растениями, то вполне понятно, что леса нашей планеты являются одним из главных стабилизирующих природных механизмов, способных компенсировать возросшие выбросы углекислоты в атмосферу Земли [14]. За последние столетия концентрация углекислоты в атмосфере повысилась на 20%, что не сопровождается увеличением запасов фитомассы растительного покрова [7]. При этом площадь мировых лесов в результате рубок и пожаров ежегодно сокращается [13]. Леса России, которые составляют 22% мировых лесных ресурсов и 2/3 бореальных лесов мира, играют значительную роль в углеродном бюджете планеты. Ежегодное накопление углерода в фито-массе лесного фонда России на 2003 г. оценивалось в 0,25 млрд. т в год, что составляет от 10 до 25% мирового объема поглощения углекислого газа всеми экосистемами нашей планеты [2].
По оценке специалистов Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, из 500 млрд. т углерода, содержащегося во всей наземной биомассе, вклад российских лесов составляет 34 млрд. т, из которых более 25 млрд. т
приходится на хвойные леса. Дополнительные запасы углерода сосредоточены в мертвой древесине, лесной подстилке и корневых остатках. Общий запас сухостоя и валежа в лесах России оценивается в 2 млрд. т углерода [6]. Следовательно, леса России наряду с болотами являются крупнейшими накопителями органического углерода на планете [1]. Углеродный бюджет лесов России изучался многими отечественными учеными в разных регионах страны [5, 8-12].
Учитывая важную роль лесных экосистем в поддержании углеродного баланса Земли, изучение процессов и динамики накопления фитомассы и углерода в лесах различных лесорастительных зон нашей страны очень актуально. Данная проблема становится еще более актуальной в связи с тем, что спелые и перестойные древостои подвержены воздействию дереворазрушающих организмов, существенно изменяющих ход процессов накопления фитомассы таких насаждений.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Исследования депонирования углерода проводились в Кузоватовском лесничестве Ульяновской области, относящемся по лесорастительному районированию к лесостепной зоне, в сосновых древостоях естественного происхождения V и VI классов возраста, III класса бонитета с полнотой 0.7 в трех типах леса: сосняках лишайнико-
вом (Слш), снытьево-осоковом (Ссо)и злаково-мелкотравном (Сзм).
Для определения запаса древесины здоровых и зараженных сосновой губкой деревьев, валежа и сухостоя в каждом типе леса и для каждого класса возраста закладывались по 3 пробных площади размером 20*20 м. Всего заложено 18 пробных площадей. На каждой пробной площади проводился сплошной перечет деревьев, с подразделением их на сухостойные, зараженные и незараженные сосновой губкой. Кроме того, проводился учет свежего и старого валежа с последующим определением их запаса. Затем определялся средний запас древесины для каждой пробы в пересчете на 1 га. Среднее число деревьев для каждой из 3 проб округлялось до целого числа.
Определение общей фитомассы и размеров депонирования углерода проводилось на тех же пробных площадях. Для определения общей фитомассы использовался конверсионный коэффициент (K), который представляет собой отношение общей фитомассы древостоя (М) в тоннах к запасам стволовой древесины в коре (V) в м3: K = M/V [1]. Значения конверсионных коэффициентов фитомассы для спелых и перестойных сосновых древостоев лесостепи Европейской России приведены в работе В.А. Алексеева и Р.А. Бердси [1] для спелых и перестойных сосновых древостоев лесостепи Европейской части России. В соответствии с используемой методикой общая фитомасса определялась по запасу стволовой древесины в коре.
Исходя из представленного уравнения общая фитомасса древостоя рассчитывается как M = K х V. Конверсионный коэффициент K фитомассы спелых и перестойных древостоев сосны для лесостепи Европейской части страны равен 0.586, коэффициент перевода фитомассы в углерод равен 0.5 [1].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Одной из главных задач данного исследования являлось изучение влияния заражения деревьев сосновой губкой на биологическую продукцию древостоев. Используя данные сплошного перечета, была определена средняя зараженность изучаемых разновозрастных древостоев сосновой губкой в различных лесорастительных условиях.
Средняя зараженность деревьев для V и VI классов возраста составила: в сосняке лишайниковом по 8.3% для обоих классов возраста, в сосняке снытьево-осоковом 8.5% (8.7 и 8.3%
соответственно), в сосняке злаково-мелкотрав-ном 10.6% (12.0 и 9.2%). Средняя зараженность деревьев для V класса возраста по трем типам леса составила 9.7%, VI класса возраста - 8,6%. Наблюдается тенденция к небольшому увеличению степени зараженности древостоев по мере улучшения лесорастительных условий.
В процессе изучения биологической продуктивности разновозрастных сосновых древостоев для каждой категории деревьев (здоровые, сухостойные и зараженные сосновой губкой) определили таксационные показатели (табл. 1).
Полученные данные свидетельствуют о том, что повышение возраста древостоев приводит к увеличению запаса здоровых, сухостойных и зараженных сосновой губкой деревьев во всех исследованных типах леса. Для V класса возраста суммарный запас древесины сухостойных деревьев в среднем по исследованным типам леса составляет 3.2%, зараженных сосновой губкой деревьев - 9.4% от общего запаса древесины на пробной площади. Для VI класса возраста эти величины составили соответственно 3.6 и 8.8%.
На основании данных табл. 1 были определены фитомасса (М) и запас депонированного углерода (С) для 3 категорий состояния деревьев в пересчете на 1 га площади (табл. 2).
Из данных табл. 2 видно, что в обследованных сосновых древостоях V класса возраста запас сырорастущей древесины в пересчете на 1 га в среднем по трем типам леса составляет 288.4 м3, сухостойной - 10.7 м3, зараженной - 31.0 м3. Общая фитомасса оценивается в 193.5 т га-1, в ней накоплено 96.7 т га-1 углерода.
В сосновых древостоях VI класса возраста накапливается в среднем 320 м3 сырорастущей древесины, 13.0 м3 сухостойной, 32.2 м3 зараженной, с общей фитомассой 214.1 т, которая содержит 107.1 т углерода в пересчете на 1 га. По сравнению с древостоями V класса возраста в сосновых древостоях VI класса возраста количество депонированного углерода увеличилось на 10.4 т га-1.
В древостоях V класса возраста наибольшее количество депонированного углерода накоплено в сосняке злаково-мелкотравном (101.5 т га-1), VI класса возраста - сосняке снытьево-осоковом (113.9 т га-1). Что касается зараженных сосновой губкой деревьев, то здесь больше всего углерода депонировано в сосняке злаково-мелкотравном для обоих классов возраста.
Определены запас, фитомасса и величина депонированного углерода валежной древесины сосны
ДЕПОНИРОВАНИЕ УГЛЕРОДА СОСНОВЫМИ ДРЕВОСТОЯМИ Таблица 1. Запас древесины сосновых древостоев различных категорий состояния
Таксационные показатели по категориям деревьев
Тип здоровые деревья сухостойные деревья зараженные деревья
леса Б, см Н, м V, м3 N, шт. Уп, м3 Б, см Н, м V м3 N, шт. Уп, м3 Б, см Н, м V, м3 N, шт. Vп, м3
V класс возраста
Слш 24 20 0.47 9 4.23 24 20 0.43 1 0.43 24 19 0 0 0
26 20 0.57 6 3.42 0 0 0 0 0 26 20 0.38 1 0.38
28 21 0.62 6 3.72 0 0 0 0 0 28 20 0.61 1 0.61
Итого 21 11.37 1 0.43 2 0.99
Ссо 24 20 0.48 7 3.36 24 21 0.46 1 0.46 24 19 0 0 0
26 21 0.58 7 4.06 0 0 0 0 0 26 20 0 0 0
28 21 0.65 6 3.90 0 0 0 0 0 28 20 0.58 2 1.16
Итого 20 11.32 1 0.46 2 1.16
Сзм 24 20 0.48 7 3.36 20 20 0.37 1 0.37 24 20 0.45 1 0.45
26 21 0.59 8 4.72 0 0 0 0 0 26 20 0.51 1 0.51
28 22 0.64 6 3.84 0 0 0 0 0 28 21 0.61 1 0.61
Итого 21 11.92 1 0.37 3 1.57
Всего 62 34.61 3 1.26 7 3.72
VI класс возраста
Слш 28 21 0.59 7 4.13 26 20 0.51 1 0.51 28 21 0.54 1 0.54
30 22 0.65 8 5.20 0 0 0 0 0 30 21 0.61 1 0.61
32 22 0.71 4 2.84 0 0 0 0 0 32 22 0 0 0
Итого 19 12.17 1 0.51 2 1.15
Ссо 28 22 0.61 7 4.27 26 21 0.54 1 0.54 28 21 0 0 0
30 23 0.64 9 5.76 0 0 0 0 0 30 22 0.60 1 0.60
32 24 0.74 5 3.70 0 0 0 0 0 32 22 0.69 1 0.69
21 13.73 1 0.54 2 1.29
Сзм 28 22 0.60 6 3.60 24 22 0.53 1 0.53 28 22 0 0 0
30 23 0.66 9 5.94 0 0 0 0 0 30 22 0 0 0
32 23 0.75 4 3.00 0 0 0 0 0 32 23 0.71 2 1.42
Итого 19 12.54 1 0.53 2 1.42
Всего 59 38.44 3 1.58 6 3.86
Примечание. В табл. 3-5: Слш - сосняк лишайниковый, Ссо - сосняк снытьево-осоковый, Сзм - сосняк злаково-мел-котравный; Б - средний диаметр, Н - средняя высота, V - объем среднего дерева, м3, N - число деревьев на пробе, Уп - объем деревьев на пробе, м3.
в древостоях V и VI классов возраста в различных типах леса. Результаты представлены в табл. 3.
В древостоях V класса возраста в пересчете на 1 га в среднем накоплено валежной древесины 7.75 м3, VI класса возраста 10.0 м3. В сосняке снытьево-осоковом V класса возраста валеж
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.