WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     ||
|

Эксперименты по определению динамики потерь растительных остатков доминантных видов проводились в тридцатисантиметровом верхнем слое болот с 2000 по 2007 годы. Для ведения эксперимента использовался метод разложения в нейлоновых мешочках. Мешочки с определенными фракциями растительного вещества закладывались в верхний слой торфяной толщи на следующие глубины – см, 15 см и 25 см. При расчетах данные потерь разных глубин усреднялись для слоя 30 см.

В эксперименте участвовало 6 видов кустарничков, 13 видов травянистых растений, 10 видов мхов и 2 вида лишайников. Использовались следующие фракции: зеленые листья, ветошь трав и кустарничков, стволики кустарничков, подземные органы растений, очес сфагновых мхов, ветошь лишайников. Всего было обработано 1340 образцов.

Для выяснения влияния условий местообитания на деструкцию растительного вещества меняли условия разложения, перенося остатки с кочки в мочажину или из верхового болота в низинное. Это делалось для того, чтобы выяснить факторы, обусловливающие низкую скорость деструкции сфагновых мхов.

С целью получения количественных характеристик потерь макроэлементов определяли зольность, содержание углерода, азота, фосфора, калия, натрия, кальция и магния в исходных образцах растительного вещества и после эксперимента разложения.

Глава 5. Динамика деструкции кустарничков В растительном покрове болот на повышенных элементах рельефа хорошо выражен кустарничковый ярус, вклад которого в запасы растительного вещества в надземной и подземной сферах колеблется в пределах 30-40%, и при движении с севера на юг эти значения меняются незначительно. Видовой состав болотных кустарничков во всех подзонах тайги и в лесотундре практически не меняется. В различных подзонах происходит замена одних доминирующих видов кустарничков на другие, но и те, и другие присутствуют в растительных сообществах, с различной степенью обилия. Скорость разложения различных фракций кустарничков зависит от особенностей их морфологического строения.

Для всех видов кустарничков в течение первого года характерна наименьшая скорость деструкции в кустарничково-пушицево-сфагновом сообществе. Наиболее значительное снижение массы корней кустарничков произошло в первый год, примерно третья часть от исходного веса. В течение второго года скорость разложения упала в два раза. Корни за два года разложения потеряли половину исходной массы. Изменение константы разложения Chamaedaphne calyculata в течение трехлетних экспериментов проиллюстрировано на рисунке 1. Максимальная скорость разложения отмечалась на начальных этапах по прошествии 2-х месяцев после закладки опыта. Наивысшее значение константы для корней кустарничков k = 0.11, для листьев k = 0.08. Затем скорость разложения заметно снизилась, и уменьшился диапазон, в пределах которого варьирует константа.

Наибольшая скорость разложения отмечена для листьев Betula nana L. в верховых болотах. Разложение зеленых листьев у Ledum palustre и L. decumbens идет медленнее, чем у Chamaedaphne calyculata. Медленнее, чем другие части кустарничков, разлагаются стволики. Снижение их массы за год в ряме и на гряде составляет 15%, и чуть меньше в топи – 12%. В течение второго года масса 0.стволики зеленые листья 0.листья опавшие корни 0.y = -0.0175Ln(x) + 0.0.R2 = 0.0.y = -0.0056Ln(x) + 0.R2 = 0.0.0.0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 время, месяцы Рис. 1 Динамика константы разложения Chamaedaphne calyculata по фракциям константа разложения стволиков понижается на повышениях – на 9%, в понижениях только на 3%. Потери при разложении листьев багульника в лесотундре за год составили 20%, что сравнимо с потерями в пятнистой тундре 16% и в мелкокочкарной тундре 24%, согласно данным Н.И. Андреяшкиной (1974), проводившей исследования в лесотундре Зауралья.

По скорости разложения фракции кустарничков можно выстроить в ряд:

зеленые листья, опавшие листья, корни и самая трудноразлагаемая фракция – это стволики. Листья, корни и стволики кустарничков разлагались быстрее на повышенных элементах рельефа – рям, гряда, кустарничково-пушицево-сфагновое сообщество. По скорости разложения виды кустарничков можно расположить в следующем порядке: Betula nana, Chamaedaphne calyculata, Ledum palustre, Ledum decumbens, Oxycoccus palustris, Andromeda polifolia. При сравнении потерь при разложении одних и тех же видов кустарничков в болотных экосистемах можно сказать, что в направлении с севера на юг потери массы при разложении увеличиваются, причем скорость разложения наибольшей разницы достигает в течение второго года опыта (рис. 2).

При разложении в течение года зеленых листьев Chamaedaphne calyculata в лесотундре и средней тайге потери всех элементов, кроме азота, были больше в средней тайге, чем в лесотундре (табл. 2). Потери углерода колебались в пределах 22-30%. Средняя подвижность элементов при разложении зеленых листьев уменьшается в ряду: Na, K, Mg, Са, C, P, N.

В опавших листьях Chamaedaphne calyculata потери углерода были приблизительно равны на всех трех ключевых участках (16-18%). Потери калия (7282%) и натрия (60-69%) также различались незначительно и превысили потери углерода в 3-5 раз. Кальций из опавших листьев терялся почти равномерно с углеродом, его потери превысили потери углерода лишь на 5-15%, максимальные потери кальция наблюдались в южной тайге. Азот и фосфор обнаружили почти одинаковые потери в лесотундре и превысили потери углерода в три раза. Потери за первый год за второй год 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 зеленые листья опавшие листья корни стволики Рис. 2 Потери массы при разложении фракций Chamaedaphne calyculata на трех ключевых участках: 1 – в лесотундре, 2 – в средней тайге, 3 – в южной тайге.

потери массы, % Таблица 2 Потери элементов при разложении фракций Chamaedaphne calyculata в течение года на трех ключевых участках, в % от исходного количества Фракции Зона и подзона С N P K Na Ca Mg зеленые листья лесотундра 22.3 14.1 3.3 58.4 77.2 20.4 25. средняя тайга 30.4 8.4 24.4 87.8 78.1 37.6 44.опавшие лесотундра 17.2 53.4 44.6 72.4 69.4 23.1 14.листья средняя тайга 16.4 27.5 57.1 82.3 66.7 21.2 33. южная тайга 17.9 38.2 17.9 72.2 60.4 32.3 35.корни лесотундра 18.6 8.3 30.2 66.4 83.5 58.3 17. средняя тайга 25.4 52.8 13.4 75.1 81.9 71.8 44. южная тайга 33.1 21.4 20.2 51.8 78.7 61.2 18.азота в лесной зоне были меньше, чем в лесотундре, но, тем не менее, выше потерь углерода в два раза. Для фосфора наблюдались максимальные потери в средней тайге (57%) и минимальные в южной (16%). Средняя подвижность элементов при разложении опавших листьев снижается в ряду: K, Na, N, P, Mg, Са, C. При разложении корней Chamaedaphne calyculata наблюдались высокие потери натрия (около 80%), около 64% составили средние потери калия и кальция. Потери этих трех элементов превысили потери углерода в 2-4 раза. В среднем потери азота и магния были равны потерям углерода, хотя в средней тайге наблюдались максимальные потери этих элементов – около половины от исходного количества. В среднем, по ключевым участкам, фосфор из корней терялся медленнее, чем азот и углерод, но максимальные потери их отмечены в лесотундре. Средняя подвижность элементов при разложении корней падает в ряду: Na, K, Са, N, Mg, C, P.

Глава 6. Динамика деструкции трав Травяной ярус болотных комплексов различной трофности представлен сосудистыми растениями, в основном одним семейством – Cyperaceae, с незначительной примесью видов из других семейств, относящихся к гидрофитам и гигрофитам. Для определения скорости деструкции были взяты 13 видов трав, доминантов болотных экосистем. На пониженных элементах рельефа болот по трансекту с севера на юг доминируют осоки – Carex rotundata, C. limosa L., C.

rostrata Stokes, C. lasiocarpa Ehrh. Встречаются также Equisetum fluviatile L., Eriophorum russeolum, Menyanthes trifoliata L., Scheuchzeria palustris L. и Thelypteris palustris Schott. На повышенных элементах рельефа травяной ярус представлен Carex globularis L., Eriophorum vaginatum и Rubus chamaemorus. Разложение трав изучалось в тех же сообществах, где они составляют основу растительного покрова и являются доминантами или содоминантами.

Динамика разложения фракций пушицы, осок, шейхцерии и вахты в подзонах южной и средней тайги была довольно сходна. Листья Eriophorum vaginatum в ряме разложились за год на четверть массы, в течение второго года скорость их разложения возросла и за два года потери составили чуть больше половины исходной массы. Потери массы корней пушицы в средней тайге были на 80% больше, чем на болоте в южной тайге. Скорость разложения их снизилась на второй год в 2-3 раза и за два года потери составили одну четвертую часть от исходного количества. Узлы кущения, как в южной, так и в средней тайге, потеряли не более 20%. В отличие от зеленых листьев морошки и пушицы, у которых наибольшие потери массы наблюдались во второй год опыта, листья осок почти половину потеряли уже в течение первого года, а на следующий год скорость их разложения упала в два раза. Ветошь осок разлагалась с увеличением скорости разложения, примерно на 10%, и потери за два года составили половину исходного веса. Корни и корневища осок за первый год разложения потеряли третью часть массы, потери второго года не превысили 5%. Ветошь и корневища Sheuchzeria palustris разлагались примерно одинаково. Они потеряли треть массы за первый год, в течение второго года опыта их потери варьировали от 3 до 12%.

Наибольшая скорость разложения наблюдалась у Menyanthes trifoliata. Для всех четырех фракций характерна наибольшая потеря массы в первый год, на следующий год скорость разложения резко снизилась. В первый год больше других фракций потеряли корневища вахты (75%), на 15% меньше разложились зеленые листья, чуть больше половины исходной массы потеряла ветошь, и потеря корней была наименьшей. По истечении трех лет почти полностью (на 90%) разложились зеленые листья и ветошь, на несколько процентов меньше потеряли корневища и только половину от исходной массы потеряли корни. Сравнивая разложение вахты в средней и южной тайге, можно сказать, что зеленые листья и корни быстрее разлагались в южной тайге, а ветошь и корневища разлагались примерно с одинаковой скоростью в обеих подзонах.

Наблюдение за разложением листьев Carex limosa в мочажинах болотных комплексов лесотундры, средней и южной тайги показало, что потери массы были наименьшими в лесотундре, а в средней и южной тайге весьма близкими, и превысили потери в лесотундре на 10%.

Подобные исследования по скорости деструкции болотных трав проводились в Северной Америке (Канада, провинция Квебек, Bartsch, Moore, 1985), Европейской части России (Карелия, Боч, 1978; Козловская, Медведева, Пьявченко, 1978), Азиатской части России (Обь-Томское междуречье, Загуральская, 1967). За год в Канаде потери при разложении ветоши осок составили 26,6%; в Карелии – по данным М.С. Боч (1978) – за год потери составили 24,5%, по нашим данным потери при разложении ветоши листьев осок в южной тайге составили в среднем 35%.

Снижение скорости разложения трав по фракциям и видам может быть представлено в виде схемы.

Зеленые листья Ветошь Подземные органы Menyanthes trifoliata Menyanthes trifoliata Menyanthes trifoliata Carex appropinquata Rubus chamaemorus Carex rostrata Rubus chamaemorus Carex rostrata Carex appropinquata Carex rostrata Carex lasiocarpa Carex lasiocarpa Carex lasiocarpa Thelypteris palustris Scheuchzeria palustris Eriophorum vaginatum Scheuchzeria palustris Thelypteris palustris Eriophorum vaginatum Наблюдения за потерями макроэлементов проводились в осоково-сфагновом и осоково-гипновом топяных сообществах южной тайги на примере двух видов – Carex lasiocarpa и Menyanthes trifoliata. При разложении в течение года ветоши вахты в осоково-сфагновой топи элементы (азот, фосфор, калий, натрий и в меньшей степени кальций и магний) терялись равномерно (около половины от исходного количества) по сравнению с потерей углерода (табл. 3). При разложении корней и корневищ вахты потери азота и кальция были меньше потерь углерода, в то время как убывание фосфора, калия, натрия и магния было значительно больше (от 80 до 98%). Ветошь Carex lasiocarpa, разлагаясь в осоково-сфагновой топи, потеряла 14% от исходного содержания кальция, что в два раза меньше потерь углерода; снижение количества остальных элементов происходило интенсивнее, наибольшие потери были у натрия. Из подземных органов осоки сильнее других вымывались кальций и магний (около 90% от исходного количества). Удивительно, что потеря фосфора была в этой фракции довольно низкой (23%).

В образцах, разлагавшихся в течение года в осоково-гипновой топи, наблюдались значительные потери калия и натрия (от 70 до 90%), особенно в подземных органах вахты (99%). Для этой же фракции были получены наибольшие в данном сообществе потери кальция и магния (93%). Ветошь вахты и осоки, а также корни и корневища осоки потеряли всего 20-30% кальция, что ниже, чем потери углерода. Количество магния в образцах осоки снизилось на половину, что в два раза больше потерь углерода, а в ветоши вахты снижение было не таким значительным (42%) и не превысило потерю углерода в этой фракции. Сравнивая потери ветоши осоки в осоково-сфагновой и осоково-гипновой топях, можно сказать, что ветошь осоки теряла массу и макроэлементы сходным образом в обоих сообществах.

Pages:     ||
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.