Варьирование запасов биомассы напочвенного покрова и лесной подстилки в сосновых лесах на автоморфных почвах (Республика Карелия)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние продуктивности местообитания и крон деревьев сосны на параметры лесной подстилки (мощность, запасы, актуальную кислотность) и фитомассу компонентов живого напочвенного покрова в среднетаежных сосняках зеленомошных на автоморфных почвах в условиях Республики Карелия. Наибольшие значения запаса фитомассы напочвенного покрова (абсолютно-сухая масса) отмечены в сосновых лесах на песчаных почвах (596 ± 67 г/м2), наименьшие – в сосняках на двучленных отложениях (460 ± 83 г/м2). Во всех группах сообществ средние значения общей надземной фитомассы живого напочвенного покрова (травяно-кустарничковый и мохово-лишайниковый ярусы) превышали величины подземной фитомассы. При этом, подземная фитомасса травяно-кустарничкового яруса превышала надземную массу в среднем в 1.4–2.6 раза в зависимости от продуктивности местообитания. Наиболее низкие показатели мощности и запаса лесной подстилки отмечены в наиболее сухих и менее продуктивных сообществах сосняков (4.9 ± 0.3 см и 39.6 ±2.9 т/га), а наиболее высокие (7.4 ± 0.5 см и 58.1 ± 5.6 т/га) – в высокопродуктивных сосняках на двучленных отложениях. Наименьшие значения величины рН подстилки характерны для менее продуктивных сообществ, в средне- и высокопродуктивных сообществах она является более высокой. Выявлены различия в фитомассе разных компонентов живого напочвенного покрова в межкроновом и подкроновом пространствах. Под кроной сосны подземная масса растений травяно-кустарничкового яруса, надземная масса кустарничков и, в частности, черники, меньше, а масса зеленых мхов больше по сравнению с межкроновыми участками.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Геникова

Институт леса Карельского научного центра РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: genikova@krc.karelia.ru
Россия, г. Петрозаводск

А. Ю. Карпечко

Институт леса Карельского научного центра РАН

Email: genikova@krc.karelia.ru
Россия, г. Петрозаводск

Г. В. Ахметова

Институт леса Карельского научного центра РАН

Email: genikova@krc.karelia.ru
Россия, г. Петрозаводск

Список литературы

  1. Базилевич Н. И., Гребенщиков О. С., Тишков А. А. 1986. Географические закономерности структуры и функционирования экосистем. М. 297 с.
  2. Cornelissen J. H. C., Lang S. I., Soudzilovskaia N. A., During H. J. 2007. Comparative cryptogam ecology: a review of bryophyte and lichen traits that drive biogeochemistry. — Ann. Bot. 99(5): 987–1001. https://doi.org/10.1093/aob/mcm030
  3. Сергеева О. В., Мухортова Л. В., Кривобоков Л. В. 2020. Распределение запасов подстилки и биомассы живого напочвенного покрова в северной тайге Центральной Эвенкии в зависимости от рельефа. — Сибирский лесной журнал. 1: 38–46. https://doi.org/10.15372/SJFS20200104
  4. Turetsky M. R. 2003. The role of bryophytes in carbon and nitrogen cycling. — The Bryologist. 106(3): 395–409. https://doi.org/10.1639/05
  5. Gilliam F. S. 2007. The ecological significance of the herbaceous layer in temperate forest ecosystems. — BioScience. 57(10): 845–858. https://doi.org/10.1641/B571007
  6. Кузнецова А. И. 2021. Влияние растительности на запасы почвенного углерода в лесах (обзор). — Вопросы лесной науки. 4(4): 1–54. https://doi.org/10.31509/2658-607x-2021-44-95
  7. Ehrenfeld J. G., Kourtev P., Huang W. 2001. Changes in soil functions following invasions of exotic understory plants in deciduous forests. — Ecol. Appl. 11(5): 1287–1300. https://doi.org/10.2307/3060920
  8. Sedia E. G., Ehrenfeld J. G. 2005. Differential effects of lichens, mosses and grasses on respiration and nitrogen mineralization in soils of the New Jersey Pinelands. — Oecologia. 144(1): 137–147. https://doi.org/10.1007/s00442-005-0037-0
  9. Казимиров Н. И., Морозова Р. М. 1973. Биологический круговорот веществ в ельниках Карелии. Ленинград. 173 с.
  10. Сеннов С. Н. 1984. Уход за лесом. Экологические основы. М. 128 с.
  11. Мельников Е. С. 1999. Лесоводственные основы теории и практики комплексного ухода за лесом: Автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. СПб. 42 с.
  12. Смирнов А. П., Чыонг В. В., Потокин А. Ф., Смирнов А. А. 2016. Динамика живого напочвенного покрова в разновозрастных осушаемых сосняках, пройденных рубками. — Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 217: 57–70. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2016.217.57-70
  13. Казимиров Н. И., Волков А. Д., Зябченко С. С., Иванчиков А. А., Морозова Р. М. 1977. Обмен веществ и энергии в сосновых лесах Европейского Севера. Ленинград. 304 с.
  14. Бобкова К. С. 1987. Биологическая продуктивность хвойных лесов европейского Северо-Востока. Л. 156 с.
  15. Осипов А. Ф., Кутявин И. Н. 2016. Биологическая продуктивность растений живого напочвенного покрова в среднетаежных сосняках. — В сб.: Актуальные проблемы биологии и экологии. Материалы докл XХIII Всерос. молодеж. науч. конф. (с элементами научной школы). Сыктывкар. С. 114–116. https://www.elibrary.ru/zbuxdr
  16. Семенюк О. В., Телеснина В. М., Богатырев Л. Г., Бенедиктова А. И., Кузнецова Я. Д. 2020. Оценка внутрибиогеоценозной изменчивости лесных подстилок и травяно-кустарничковой растительности в еловых насаждениях. — Почвоведение. 1: 31–43. https://doi.org/10.31857/S0032180X2001013X
  17. Karpechko Y., Karpechko A., Tuyunen A. 2022. The effect of growth conditions on the relationship between fine root and foliage biomass. — J. For. Res. 33: 1585–1591. https://doi.org/10.1007/s11676-021-01444-3
  18. Коновалова И. С., Коновалов Д. Ю. 2023. Динамика живого напочвенного покрова на начальных этапах формирования лесных культур средней подзоны тайги. — Лесной вестник. — Forestry Bulletin. 27(2): 27–37. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2023-2-27-37
  19. Богатырёв Л. Г., Свентицкий И. А., Шарафутдинов Р. Н., Степанов А. А. 1998. Лесные подстилки и диагностика современной направленности гумусообразования в различных географических зонах. — Почвоведение. 7: 864–875.
  20. Богатырев Л. Г., Демин В. В., Матышак Г. В., Сапожникова В. А. 2004. О некоторых теоретических аспектах исследования лесных подстилок. — Лесоведение. 4: 17–29.
  21. Карпачевский Л. О., Зубкова Т. А., Ташнинова Л. Н., Руденко Р. Н. 2007. Почвенный покров и парцеллярная структура лесного биогеоценоза. — Лесоведение. 6: 107–113. https://www.elibrary.ru/ibjwqn
  22. Соломатова Е. А., Красильников П. В., Сидорова В. А. 1999. Строение и пространственная вариабельность лесной подстилки в ельнике черничном зеленомошном Средней Карелии. — Почвоведение. 6: 764–773.
  23. Карпачевский Л. О., Зубкова Т. А., Пройслер Т., Кеннел М., Гитл Г., Горчарук Н. Ю., Минаева Т. Ю. 1998. Воздействие полога ельника сложного на химический состав осадков. — Лесоведение. 1: 50–59.
  24. Арчегова И. Б., Кузнецова Е. Г. 2011. Влияние древесных растений на химический состав атмосферных осадков в процессе восстановления среднетаежных лесов. — Лесоведение. 3: 34–43. https://www.elibrary.ru/nueinb
  25. Карпечко Ю. В., Лозовик П. А., Потапова И. Ю. 2015. Трансформация химического состава атмосферных осадков лесной растительностью. — В сб.: Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов: тр. IV Всерос. науч. конф. М. С. 155–158.
  26. Карпечко Ю. В., Лозовик П. А., Федорец Н. Г. 2018. Баланс химических элементов в сосняке и ельнике Карелии. — Лесоведение. 2: 107–118. https://doi.org/10.7868/S0024114818020031
  27. Бахмет О. Н., Медведева М. В., Мошкина Е. В., Ткаченко Ю. Н., Мамай А. В., Новиков С. Г., Мошников С. А., Тимофеева В. В., Карпечко А. Ю. 2022. Пространственная вариабельность свойств подзолов в зависимости от растительных микрогруппировок в сосняке брусничном. — Лесоведение. 1: 47–60. https://doi.org/10.31857/S002411482105003X
  28. Мошкина Е. В., Бахмет О. Н., Медведева М. В., Карпечко А. Ю., Мамай А. В. 2022. Пространственно-временная динамика биологической активности почв в фитогенном поле сосны обыкновенной в средней тайге Карелии. — Лесоведение. 4: 351–363. https://doi.org/10.31857/S0024114822040076
  29. Hokkanen T. J., Järvinen E., Kuuluvainen T. 1995. Properties of top soil and the relationship between soil and trees in a boreal Scots pine stands. — Silva Fenn. 29(3): 189–203. https://doi.org/10.14214/sf.a9207
  30. Назарова Л. Е. 2014. Изменчивость средних многолетних значений температуры воздуха в Карелии. — Известия Русского географического общества. 146(4): 27–33. https://www.elibrary.ru/sjbxsf
  31. Назарова Л. Е. 2015. Атмосферные осадки в Карелии. — Труды КарНЦ РАН. 9: 114–120. https://www.elibrary.ru/ummfyl
  32. R Core Team. 2023. R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. https://www.R-project.org/
  33. Mölder A., Bernhardt-Römermann M., Schmidt W. 2008. Herb-layer diversity in deciduous forests: Raised by tree richness or beaten by beech? – For. Ecol. Manag. 256(3): 272–281. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2008.04.012
  34. Sciama D., Augusto L., Dupouey J.-L., Gonzalez M., Dominguez C. M. 2009. Floristic and ecological differences between recent and ancient forests growing on non-acidic soils. — For. Ecol. Manag. 258(5): 600–608. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2009.04.027
  35. Geraskina A. P., Smirnova O. V., Korotkov V. N., Kudrevatykh I. Yu. 2020. Productivity and content of macro- and microelements in the phytomass of ground vegetation of typical and unique taiga forests of the Northern Urals (example of spruce-fir forests of the Pechora-Ilych nature reserve). — Russ. J. Ecosys. Ecol. 5(2). https://doi.org/10.21685/2500-0578-2020-2-1
  36. Белоногова Т. В. 1974. Продуктивность живого покрова черничных и брусничных сосняков южной Карелии. — В кн.: Лесные растительные ресурсы Карелии. Петрозаводск. 135 с.
  37. Грозовская И. С., Ханина Л. Г., Смирнов В. Э., Бобровский М. В., Романов М. С., Глухова Е. М. 2015. Биомасса напочвенного покрова в еловых лесах Костромской области. — Лесоведение. 1: 63–76. https://elibrary.ru/tkizdj
  38. Лянгузова И. В., Примак П. А. 2019. Пространственное распределение запасов напочвенного покрова и лесной подстилки в средневозрастных сосновых лесах Кольского полуострова. — Раст. ресурсы. 55(4): 473–489. https://doi.org/10.1134/S003399461904006X
  39. Белоногова Т. В. 1973. Биологическая продуктивность нижних ярусов растительности сосновых фитоценозов южной Карелии: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Петрозаводск. 23с.
  40. Карпачевский Л. О. 1981. Лес и лесные почвы. Москва. 264 с.
  41. Федорец Н. Г., Бахмет О. Н. 2003. Экологические особенности трансформации соединений углерода и азота в лесных почвах. Петрозаводск. 240 с. https://elibrary.ru/oudwjt
  42. Карпачевский Л. О. 1977. Пестрота почвенного покрова в лесном биогеоценозе. М. 312 с.
  43. Лукина Н. В., Полянская Л. М., Орлова М. A. 2008. Питательный режим почв северотаежных лесов. М. 342 с.
  44. Орлова М. А., Лукина Н. В., Смирнов В. Э. 2015. Методические подходы к отбору образцов лесной подстилки с учетом мозаичности лесных биогеоценозов. — Лесоведение. 3: 214–221. https://elibrary.ru/uahmnh
  45. Kristensen T., Ohlson M., Bolstad P., Nagy Z. 2015. Spatial variability of organic layer thickness and carbon stocks in mature boreal forest stands – implications and suggestions for sampling designs. — Environ. Monit. Assess. 187: 521. https://doi.org/10.1007/s10661-015-4741-x
  46. Лукина Н. В., Горбачева Т. Т., Никонов В. В., Лукина М. А. 2002. Пространственная изменчивость кислотности AL-Fe-гумусовых подзолов. — Почвоведение. 2: 163– 173.
  47. Лукина Н. В., Никонов В. В., Исаева Л. Г. 2006. Кислотность и питательный режим почв еловых лесов. Коренные еловые леса: биоразнообразие, структура, функции. СПб. 298 с.
  48. Кислотные осадки и лесные почвы. Апатиты. 1999. 320 с.
  49. Соколова Т. А., Дронова Т. Я., Артюхов Д. Б., Коробова H. Л. 1997. Пространственное и временное варьирование величин рН в подзолистых почвах Центрально-лесного биосферного заповедника. — Почвоведение. 11: 1339–1348.
  50. Ахметова Г. В. 2022. Пространственная неоднородность химического состава лесных подстилок сосновых насаждений средней тайги Восточной Фенноскандии. — Лесоведение. 3: 250–261. https://elibrary.ru/clsodn
  51. Ахметова Г. В. 2021. Особенности распределения макро-и микроэлементов в системе “почва-растение” в среднетаежных условиях Восточной Фенноскандии. — Труды КарНЦ РАН. 5. Сер. Экологические исследования: 5–19. https://elibrary.ru/wunadq
  52. Орлова М. А., Лукина Н. В., Смирнов В. Э., Артемкина Н. А. 2016. Влияние ели на кислотность и содержание элементов питания в почвах северотаежных ельников кустарничково-зеленомошных. — Почвоведение. 11: 1355–1367. https://doi.org/10.7868/S0032180X16110071
  53. Уранов А. А. 1965. Фитогенное поле. — В сб: Проблемы современной ботаники. 1. М., Л. С. 251–254.
  54. Ястребов А. Б., Лычаная Н. В. 1993. Исследование фитогенных полей деревьев в лишайниково-зеленомошных сосняках. — Бот. журн. 78(5): 78–92.
  55. Крышень А. М. 2000. Фитогенное поле: теория и проявления в природе. — Известия АН: Серия биологическая. 4: 437–443.
  56. Ипатов В. С., Журавлева Е. Н., Лебедева В. Х., Тиходеева М. Ю. 2009. Фитогенное поле Picea abies, P. obovata (Pinaceae). — Бот. журн. 94(4): 558–568. https://elibrary.ru/oifmwn
  57. Тиходеева М. Ю., Лебедева В. Х. 2008. Оценка влияния древостоя на структуру лесного сообщества. — В сб.: Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века. Ч. 5: Геоботаника. Петрозаводск. С. 304–307.
  58. Горелов А. М. 2013. Особенности освещения во внутрикроновом пространстве древесных растений. — Известия СамНЦ РАН. 15(3): 135–140. https://elibrary.ru/rcmdkz
  59. Геникова Н. В. 2012. Структура и динамика лесных растительных сообществ на автоморфных песчаных почвах на территории Карелии: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Санкт-Петербург. 2012. 21 с.
  60. Маслов А. А. 1986. О взаимодействии фитогенных полей деревьев в сосняке чернично-брусничном. — Бот. журн. 71(12): 1646–1652.
  61. Лебедева В. Х., Тиходеева М. Ю. 2003. Взаимоотношения видов напочвенного покрова на разных стадиях развития ельника чернично-зеленомошного. — Вестник СПбУ. Cер. 3. Биология. 1: 30–47.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Примеры сообществ, относящихся к разным группам по продуктивности местообитаний: A – С1, B – С2, C – С3.

Скачать (2MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Запас подземной и надземной фитомассы (среднее значение и стандартная ошибка) живого напочвенного покрова (А) и разных ярусов напочвенного покрова (B) в исследованных группах сообществ. По горизонтали: группы сообществ (1 – С1, 2 – С2, 3 – С3); по вертикали: слева – запас абсолютно-сухой массы, г/м2; справа – соотношение запасов подземной и надземной фитомассы травяно-кустарничкового яруса.

Скачать (278KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Мощность (A) и запас (B) лесной подстилки в исследованных группах сообществ. По горизонтали: группы сообществ (1 – С1, 2 – С2, 3 – С3); по вертикали: А – толщина (см); В – запас абсолютно-сухой массы, т/га.

Скачать (86KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Актуальная кислотность лесной подстилки в исследованных группах сообществ. А – подгоризонт OL; B – подгоризонт OFH. По горизонтали – группы сообществ (1 – С1, 2 – С2, 3 – С3); по вертикали – величина pHвод.

Скачать (85KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Запас подземной фитомассы в подкроновом и межкроновом пространстве деревьев сосны. По горизонтали: 1 – межкроновые участки, 2 – участки под кроной сосны; по вертикали – запас абсолютно-сухой массы, г/м2.

Скачать (43KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Запас надземной фитомассы травяно-кустарничкового (А) и мохово-лишайникового (B) ярусов в подкроновом и межкроновом пространстве деревьев сосны. По горизонтали: 1 – межкроновые участки, 2 – участки под кроной сосны; по вертикали – запас абсолютно-сухой массы, г/м2.

Скачать (85KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Запас фитомассы разных компонентов напочвенного покрова. По горизонтали: группы сообществ (1 – СБ, 2 – СЧ1, 3 – СЧ2), межкроновые (мк) и подкроновые (пк) участки; по вертикали – запас абсолютно-сухой массы, г/м2.

Скачать (77KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Парная корреляция параметров живого напочвенного покрова и лесной подстилки (коэффициент Спирмена)

Скачать (469KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025