1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Почвоведение
  4. № 9, 2023

Почвоведение, 2023, № 9, стр. 1049-1058

Эмиссия СО2 с поверхности почвы на 10-летней вырубке среднетаежного сосняка черничного на европейском Северо-Востоке России

А. Ф. Осипов *

Институт биологии Коми НЦ УрО РАН
167982 Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28, Россия

* E-mail: osipov@ib.komisc.ru

Поступила в редакцию 27.01.2023
После доработки 11.05.2023
Принята к публикации 12.05.2023

Аннотация

Для оценки роли промышленных рубок на цикл углерода в лесных экосистемах необходимо получение экспериментальных данных по дыханию почв нарушенных территорий. Исследования проводили в Республике Коми в течение бесснежных периодов 2019–2021 гг. на вырубке среднетаежного сосняка черничного спустя 10 лет после сплошной рубки. Почва – Gleyic Folic Albic Podzol (Arenic). Эмиссию СО2 измеряли камерным методом при помощи LI COR 8100. На период наблюдений дана характеристика погодных условий и динамики температуры почвы на глубине 10 см. Выявлено, что погодные условия оказывают существенное влияние на интенсивность дыхания почвы. Теплое сухое лето ведет к более интенсивному потоку СО2 с ее поверхности. Показано, что пасечные участки по сравнению с волоками характеризуются меньшей в 1.3–1.9 раза среднемесячной эмиссией СО2. Установлена достоверная положительная взаимосвязь (R2 = от 0.12 до 0.86) между температурой почвы и выделением СО2 с ее поверхности. В год с обильным выпадением осадков на волоках отмечается достоверная взаимосвязь между потоком СО2 и влажностью верхнего органогенного горизонта почвы, тогда как в более сухой год она отсутствует в отличие от пасечных участков, где наблюдаются обратные зависимости. Пасечные участки в течение бесснежного периода с дыханием почвы эмитируют в атмосферу 303–379 г С/м2, волока 419–573 г С/м2, что в пересчете на площадь всей лесосеки (5 га) составляет 60–75 т СО2. Большая (86–90%) часть выноса углерода происходит с мая по сентябрь, а вклад летних месяцев составляет 56–65%. Полученные данные послужат для определения роли заготовки древесины в углеродном цикле таежных лесов.

Ключевые слова: дыхание почвы, сплошная рубка, Gleyic Folic Albic Podzol (Arenic), лесные экосистемы

Список литературы

  1. Атлас Республики Коми / Отв. ред. Корниенко Е.В. М.: Феория, 2011. 448 с.

  2. Бобкова К.С. Биологическая продуктивность хвойных лесов европейского Северо-Востока. Л.: Наука, 1987. 156 с.

  3. Бобрик А.А., Гончарова О.Ю., Матышак Г.В., Рыжова И.М., Макаров М.И., Тимофеева М.В. Распределение компонентов углеродного цикла почв лесных экосистем северной, средней и южной тайги западной Сибири // Почвоведение. 2020. № 11. С. 1328–1340.

  4. Государственный доклад “О состоянии окружающей среды Республики Коми в 2019 году”. Сыктывкар: Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Коми, 2020. 162 с.

  5. Государственный доклад. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2019 г. М.: Минприроды России, 2020. 1000 с.

  6. Громова М.С., Матвиенко А.И., Макаров М.И., Ченг Ш.К., Меняйло О.В. Температурная чувствительность (Q10) базального дыхания как функция количества доступного углеродного субстрата, температуры и влажности // Почвоведение. 2020. № 3. С. 366–371.

  7. Дымов А.А. Влияние сплошных рубок в бореальных лесах России на почвы (обзор) // Почвоведение. 2017. № 7. С. 787–798.

  8. Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Шуляк П.П., Честных О.В. Влияние пожаров и заготовок древесины на углеродный баланс лесов России // Лесоведение. 2013. № 5. С. 36–49.

  9. Карелин Д.В., Почикалов А.В., Замолодчиков Д.Г., Гитарский М.Л. Факторы пространственно-временной изменчивости потоков СО2 из почв южнотаежного ельника на Валдае // Лесоведение. 2014. № 4. С. 56–66.

  10. Молчанов А.Г., Курбатова Ю.А., Ольчев А.В. Влияние сплошной вырубки леса на эмиссию СО2 с поверхности почвы // Известия РАН. Сер. Биологическая. 2017. № 2. С. 190–196.

  11. Осипов А.Ф. Выделение углерода с поверхности почвы спелого сосняка черничного средней тайги Республики Коми // Почвоведение. 2016. № 8. С. 982–990.

  12. Осипов А.Ф. Влияние межгодовых различий метеорологических характеристик вегетационного периода на эмиссию СО2 с поверхности почвы среднетаежного сосняка бруснично-лишайникового (Республика Коми) // Почвоведение. 2018. № 12. С. 1455–1463.

  13. Осипов А.Ф. Влияние сплошной рубки на дыхание почвы среднетаежного сосняка черничного Республики Коми // Лесоведение. 2022. № 4. С. 395–406. https://doi.org/10.31857/S0024114822030111

  14. Стороженко В.Г. Участие дереворазрушающих грибов в процессах деструкции и формирования лесных сообществ // Хвойные бореальной зоны. 2016. Т. 34. № 1–2. С. 87–91.

  15. Bond-Lamberty B., Thomson A.M. Temperature-associated increases in the global soil respiration record // Nature. 2010. V. 464. P. 579–582. https://doi.org/10.1038/nature08930

  16. Bradshaw C.J.A., Warkentin I.G. Global estimates of boreal forest carbon stocks and flux // Global and Planetary Change. 2015. V. 128. P. 24–30. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2015.02.004

  17. Čater M., Darenova E., Simončič P. Harvesting intensity and tree species affect soil respiration in uneven-aged Dinaric Forest stands // Forest Ecology and Management. 2021. V. 480. 118638. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118638

  18. Cornwell W.K., Cornelissen J.H.C., Allison S.D., Bauhus J., Eggleton P., Preston C.M., Scarff F., Weedon J.T., Wirth C., Zanne A.E. Plant traits and wood fates across the globe: rotted, burned, or consumed? // Global Change Biology. 2009. V. 15. P. 2431–2449. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2009.01916.x

  19. Davidson E.A., Janssens I.A., Luo Y. On the variability of respiration in terrestrial ecosystems: moving beyond Q10 // Global Change Biology. 2006. V. 12. P. 154–164. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2005.01065.x

  20. FAO. Global forest resources assessment 2010. FAO, Rome, 2010. 122 p.

  21. https://rp5.ru/Погода_в_Сыктывкаре.

  22. Ivanov D., Tatarinov F., Kurbatova J. Soil respiration in paludified forests of European Russia // J. Forestry Res. 2020. V. 31. P. 1939–1948. https://doi.org/10.1007/s11676-019-00963-4

  23. Korkiakoski M., Tuovinen J.P., Penttila T., Sarkkola S., Ojanen P., Minkkinen K., Rainne J., Laurila T., Lohila A. Greenhouse gas and energy fluxes in a boreal peatland forest after clear-cutting // Biogeosciences. 2019. V. 16. P. 3703–3723. https://doi.org/10.5194/bg-16-3703-2019

  24. Kurganova I., Lopes de Gerenyu V., Khoroshaev D., Myakshina T., Sapronov D., Zhmurin V. Temperature sensitivity of soil respiration in two temperate forest ecosystems: the synthesis of a 24-year continuous observation // Forests. 2022. V. 13. P. 1374. https://doi.org/10.3390/f13091374

  25. Lindroth A., Holst J., Heliasz M., Vestin P., Lagergren F., Biermann T., Cai Z., Mölder M. Effects of low thinning on carbon dioxide fluxes in a mixed hemiboreal forest // Agricultural and Forest Meteorology. 2018. V. 262. P. 59–70. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2018.06.021

  26. Masyagina O.V., Evgrafova S.Y., Menyailo O.V., Mori S., Koike T., Prokushkin S.G. Age-dependent changes in soil respiration and associated parameters in Siberian permafrost Larch stands affected by wildfire // Forests. 2021. V. 12. P. 107. https://doi.org/10.3390/f12010107

  27. Mukhortova L., Schepaschenko D., Moltchanova E., Shvidenko A., Khabarov N., See L. Respiration of Russian soils: Climatic drivers and response to climate change // Sci. Total Environ. 2021. V. 785. P. 147314. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147314

  28. Novakovskiy A.B., Elsakov V.V. Hydrometeorological Database (HMDB) for Practical Research in Ecology // Data Sci. J. 2014. V. 13. P. 57–63. https://doi.org/10.2481/dsj.IFPDA-10

  29. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. Vienna, 2020. https://www.R-project.org/.

  30. Yamulki S., Forster J., Xenakis G., Ash A., Brunt J., Perks M., Morison J.I.L. Effects of clear-fell harvesting on soil CO2, CH4, and N2O fluxes in an upland Sitka spruce stand in England // Biogeosciences. 2021. V. 18. P. 4227–4241. https://doi.org/10.5194/bg-18-4227-2021

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Почвоведение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал