WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     ||
|

В средней тайге потери макроэлементов при разложении наблюдали, как и в южной тайге, на примере Carex lasiocarpa и Menyanthes trifoliata в осоковосфагновой топи. Зеленые листья вахты интенсивнее других фракций теряли углерод, азот, калий и натрий, корни и корневища – фосфор, кальций и магний; для ветоши характерны наименьшие потери всех исследуемых элементов, кроме фосфора Таблица 3 Потери элементов при разложении фракций трав в течение года в южной тайге, в % от исходного количества Виды Фракции С N P K Na Ca Mg Осоково-сфагновая топь Carex ветошь 26.7 36.8 46.0 60.4 82.6 14.4 55.lasiocarpa корни и корневища 29.3 57.6 23.3 71.2 72.4 92.6 88.Menyanthes ветошь 51.0 48.2 48.4 55.3 52.9 40.2 28.trifoliata корни и корневища 66.6 27.6 87.4 96.9 97.7 36.8 80.Осоково-гипновая топь Carex ветошь 29.2 - - 80.5 72.1 19.7 52.lasiocarpa корни и корневища 26.3 - - 85.9 84.9 31.8 46.Menyanthes ветошь 52.5 - - 88.8 84.0 32.9 41.trifoliata корни и корневища 65.0 - - 99.1 99.4 92.5 93.(табл. 4). Калий и натрий, как наиболее подвижные элементы, из всех фракций вахты вымылись почти полностью, более чем на 90%. При разложении зеленых листьев и ветоши вахты потери углерода, фосфора и кальция довольно близки и составили около 60%, потери азота из листьев были меньше на 15%, а потери азота из ветоши были в три раза меньше, чем потери углерода. При той же самой величине потери углерода из подземных органов вахты потери азота составили здесь 40%, а потери фосфора в два раза больше, и почти полностью вымылись из остатков корней и корневищ калий, натрий, кальций и магний.

Зеленые листья Carex lasiocarpa больше, чем другие фракции, потеряли углерода, азота, фосфора, калия и натрия, корни и корневища – кальция и магния;

для ветоши осоки были характерны наименьшие потери всех элементов, кроме кальция. Несмотря на сравнительно небольшие во фракциях осоки потери углерода, варьирующие от 20 до 40%, для зеленых листьев и подземных органов отмечены потери азота около 60%, которые превысили потери азота из тех же фракций вахты на 15%. Потери азота из ветоши вахты и осоки были почти равны. Также довольно сходные величины имели потери фосфора из зеленых листьев обоих растений, в то время как потери фосфора при разложении ветоши и подземных органов осоки были в три раза меньше, чем при разложении тех же фракций вахты. Калий, натрий и Таблица 4 Потери элементов при разложении фракций трав в течение года в средней тайге, в % от исходного количества Виды Фракции С N P K Na Ca Mg зеленые листья 44.3 60.3 62.8 95.6 90.9 67.1 79.Carex ветошь 20.7 15.6 20.7 61.0 76.7 75.8 52.lasiocarpa корни и корневища 26.9 54.4 34.9 83.0 90.2 98.0 89.зеленые листья 61.0 44.9 57.7 99.1 99.0 59.8 92.Menyanthes ветошь 55.8 18.4 66.0 91.3 96.0 37.2 64.trifoliata корни и корневища 59.4 40.4 83.9 97.1 99.3 95.6 95.лесотундра средняя тайга южная тайга СК Na Са Mg Рис. 3 Потери элементов при разложении зеленых листьев Carex limosa.

потери элементов, % магний вымывались менее интенсивно из фракций осоки, чем из одноименных фракций вахты. Потери кальция при разложении осоки, наоборот, были больше, особенно из ветоши. В подзонах тайги и лесотундры потери при разложении у зеленых листьев Carex limosa в мочажинах наблюдали в течение года. Калий, натрий и магний интенсивно вымывались из разлагающихся зеленых листьев осоки.

Наибольшие потери отмечены для калия, около 90%. На треть меньше составили потери натрия и магния. В отличие от них потери кальция в три раза ниже потерь углерода (рис. 3) Глава 6. Динамика деструкции мхов и лишайников В качестве объектов изучения трансформации при разложении были выбраны доминирующие виды микрогруппировок болотных экосистем – бугров, рямов, гряд, мочажин и топей. В группу доминантов вошли два вида лишайников: Cladonia stellaris и C. stygia (Ach.) Ahti; три вида гипновых мхов: Drepanocladus aduncus (Hedw.) Warnst., Helodium blandowii (Web. et Mohr) Warnst. и Plagiomnium ellipticum (Brid.) T.Kop.; семь видов сфагновых мхов: Sphagnum angustifolium (Russ. ex Russ.) C.Jens., S. balticum, S. fallax (Klinggr.) Klinggr., S. fuscum, S. lindbergii Schimp. ex Lindb., S. magellanicum Brid. и S. papillosum.

Потери массы очеса главного доминанта мохового яруса Sphagnum fuscum в ряме и на гряде в южной тайге соответствуют потерям в рямах и на грядах в средней тайге. Разложение очеса в течение двух лет шло довольно равномерно, и скорость разложения менялась незначительно. Скорость разложения Sphagnum fuscum на плоскобугристом болоте лесотундры невысока, потери массы в первый год составили 6% от исходного веса (рис. 4). В течение двух лет наблюдалось почти равномерное разложение, с небольшим снижением скорости разложения на следующий год. Потери массы в лесотундре в первый год были в два раза меньше, чем потери на грядах в средней и южной тайге. Потери массы очеса за два года в за первый год за второй год Sphagnum fuscum Sphagnum balticum Рис.4 Потери массы при разложении очеса сфагновых мхов на ключевых участках:

1 – в лесотундре, 2 – в средней тайге, 3 – в южной тайге.

потери массы, % лесотундре были наименьшие и составили не более 11%. Разложение сфагновых мхов на примере Sphagnum fuscum также изучали Д.М. Ваддингтон на сфагновом болоте в Канаде, провинция Квебек (Waddington et al., 2003), и Т. Хайек на горном верховом болоте в Чехии (Hajek, 2008). При сравнении результатов исследований, можно сказать, что наиболее медленно Sphagnum fuscum разлагался в Канаде, а быстрее всего на горном болоте в Чехии, на грядах южной тайги наблюдалась средняя скорость разложения (рис. 5). Потери массы после двух лет экспериментов составили 13% на канадском болоте и на 10% больше на чешском болоте. По истечении трех лет потери массы Sphagnum fuscum на канадском болоте были в два раза меньше, чем в болотных экосистемах южной тайги.

Sphagnum balticum в мочажине в южной тайге разлагался в два раза быстрее, чем в средней тайге. Скорость разложения Sphagnum papillosum в мочажинах и осоково-сфагновых топях в таежной зоне практически не различалась. Потери массы за два года в осоково-сфагновых топях и мочажинах составили 17 и 14% соответственно. Интенсивность деструкции мочажинных мхов, Sphagnum balticum и S. papillosum, в мочажине плоскобугристого болотного комплекса в первый и во второй годы была одинаковой, а потери массы низкими, не более 6% в год. Потери массы очеса Sphagnum balticum в первый год в мочажине в лесотундре совпадают с потерями в мочажине Кукушкиного болота и в два раза меньше, чем потери в мочажинах болот Чистое и Бакчарское. Разница между двухлетними наименьшими потерями массы Sphagnum balticum в лесотундре и наибольшими в южной тайге составила 20% (рис. 4). Скорость разложения Sphagnum papillosum в лесотундре в мочажине в первый год была в два раза ниже, чем в мочажинах в таежной зоне, а во второй год во всех исследуемых мочажинах потери массы были почти равны.

Наибольшая скорость деструкции наблюдалась практически у всех видов сфагновых мхов на грядах. Медленнее всего сфагновые мхи разлагаются в осоковогипновой топи на Обском болоте. Максимальные потери массы были отмечены для Sphagnum angustifolium на гряде в южной тайге – 54% от исходного веса за три года.

Из семи видов сфагновых мхов, можно выделить два, более других подверженных разложению, это Sphagnum angustifolium и S. magellanicum. Для них характерна следующая динамика скорости разложения – наибольшие потери массы в первый год опыта и снижение потерь в последующие годы.

40 1 – в Канаде (Waddington et al., за третий год 2003) 2 – в Западной за второй год Сибири, южная тайга, (Миронычеваза первый год Токарева, Паршина, 2008) 3 – в Чехии (Hajek, 2008) Рис. 5 Сравнительная характеристика потери массы очеса Sphagnum fuscum потери массы, % Очес трех видов гипновых мхов закладывали в осоково-гипновом и осоковосфагновом топяных сообществах в южной тайге и в мочажине плоскобугристого болотного комплекса в лесотундре. В осоково-гипновой топи разложение очеса в первый год протекало практически одинаково, потери массы составили 21-26% от исходного веса (табл. 5). Наибольшая скорость разложения гипновых мхов отмечалась в осоково-сфагновой топи на Бакчарском болоте; за первый год потери были равны третьей части исходного веса очеса, а за два года – половине. Внутри группы гипновых мхов скорость деструкции уменьшается в ряду: Plagiomnium ellipticum, Drepanocladus aduncus, Helodium blandowii.

Из двух видов лишайников наибольшие потери массы наблюдались при разложении Cladonia stellaris в ряме в южной тайге (табл. 6). Потеря массы за год здесь составила 47%, что на 15% больше, чем на гряде. В следующем году скорость разложения снизилась, но максимальной оказалась убыль массы на гряде.

Таблица 5 Потери массы при разложении гипновых мхов, в % от исходного количества Виды Экосистема за первый год за второй год за два года Лесотундра, болото Пангоды Drepanocladus aduncus 28.8 ± 3.0 3.0 ± 2.1 31.8 ± 2.мочажина Plagiomnium ellipticum 31.6 ± 2.1 5.6 ± 1.9 37.2 ± 1.Южная тайга, болото Обское Drepanocladus aduncus 22.8 ± 2.0 6.3 ± 5.5 29.0 ± 5.Helodium blandovii осок.-гипн.топь 21.0 ± 5.3 7.4 ± 6.9 28.4 ± 6.Plagiomnium ellipticum 26.2 ± 0.6 10.4 ± 4.3 36.6 ± 4.Южная тайга, болото Бакчарское Plagiomnium ellipticum осок.-сф.топь 33.0 ± 4.7 15.3 ± 5.1 48.3 ± 5.Таблица 6 Потери массы при разложении лишайников, в % от исходного количества Виды Экосистема за первый год за второй год за два года Лесотундра, плоскобугристое болото Пангоды бугор 13.0 ± 5.0 9.6 ± 3.8 22.6 ± 3.Cladonia stellaris мочажина 14.1 ± 2.3 8.0 ± 5.0 22.1 ± 5.бугор 14.4 ± 4.4 10.8 ± 7.5 25.2 ± 7.Cladonia stygia мочажина 13.0 ± 4.1 7.3 ± 2.3 20.3 ± 2.Средняя тайга, верховое болото Кукушкино рям 28.2 ± 3.9 13.2 ± 8.9 41.4 ± 8.Cladonia stellaris гряда 34.7 ± 4.8 14.9 ± 8.6 49.6 ± 8.рям 29.5 ± 5.9 9.2 ± 6.2 38.7 ± 6.Cladonia stygia гряда 27.6 ± 4.4 16.3 ± 7.7 43.9 ± 7.Южная тайга, верховое болото Бакчарское рям 46.9 ± 5.6 16.1 ± 6.0 63.0 ± 6.Cladonia stellaris гряда 31.6 ± 8.0 24.4 ± 7.9 56.0 ± 7.рям 25.8 ± 3.3 7.9 ± 3.2 33.7 ± 3.Cladonia stygia гряда 24.7 ± 7.2 16.4 ± 6.6 41.1 ± 6.В результате после двух лет опыта потери массы в среднем равны 60%, а разница между сообществами не превышает 7%. В подзоне средней тайги двухлетние потери массы образцов этого вида лишайника составили 40-50%, причем интенсивнее процессы разложения шли на гряде. В лесотундре на всех элементах рельефа скорость деструкции была практически одинаковой, потери равны 23% от исходного веса.

Химическому анализу был подвергнут очес Sphagnum balticum и S. fuscum (табл. 7). В образцах очеса Sphagnum fuscum до экспериментов по разложению было выше содержание азота и зольных элементов, в том числе калия, натрия, кальция, магния. Концентрация фосфора у Sphagnum fuscum и S. balticum была одинаковой.

Потери макроэлементов при разложении очеса Sphagnum fuscum в течение года проходили с разной интенсивностью в различных экосистемах (табл. 8). На гряде в южной тайге были отмечены наибольшие потери калия и кальция – свыше 80%, а также фосфора, но не более одной четвертой части от его исходного количества в очесе. Потери натрия были довольно интенсивными и в то же время сходными, около 95% в таежной зоне и на 20% меньше в лесотундре. Наибольшие потери азота и магния, 56 и 66% соответственно, наблюдались в среднетаежном ряме. На мерзлотном бугре в лесотундре высвобождение элементов происходило медленнее, чем в рямах и на грядах в таежной зоне, потери всех элементов здесь наименьшие. Тем не менее, во всех экосистемах потери всех элементов, кроме фосфора, значительно превысили потери углерода. И только в южнотаежной подзоне потери фосфора в два раза больше, чем потери углерода.

Сравнивая оба вида сфагновых мхов, можно сказать, что потери азота при разложении Sphagnum balticum в мочажинах в 2-3 раза меньше, чем при разложении Sphagnum fuscum на повышенных элементах рельефа (табл. 8). Фосфор, наоборот, на пониженных элементах вымывался интенсивнее, чем в рямах и на грядах. Величина потерь элементов-металлов имеет достаточно сходные значения. Потери натрия, калия, кальция и магния имели значительные величины, превышающие Таблица 7 Химический состав очеса сфагновых мхов, в % на абсолютно сухое вещество Виды Зола С N P K Na Ca Mg Sphagnum balticum 1.15 49.42 0.28 0.04 0.13 0.02 0.17 0.Sphagnum fuscum 1.68 49.16 0.31 0.04 0.14 0.06 0.29 0.Таблица 8 Потери элементов при разложении очеса сфагновых мхов в течение года на трех ключевых участках, в % от исходного количества Виды Зона и подзона С N P K Na Ca Mg лесотундра 6.1 17.9 4.2 55.4 75.8 47.3 21.Sphagnum средняя тайга 14.8 40.1 10.8 83.4 95.9 73.7 46.fuscum южная тайга 12.6 39.2 25.6 85.1 94.1 81.8 60.лесотундра 6.3 9.2 24.1 64.7 85.8 63.9 35.Sphagnum средняя тайга 6.8 8.2 23.1 64.3 84.9 66.4 33.balticum южная тайга 15.6 21.9 39.3 87.9 91.9 72.0 4.относительные потери углерода в 5-10 раз. Эти элементы интенсивно вымываются из сфагнового очеса на первых этапах его разложения. Причем, магний прочнее связан с растительным веществом и терялся меньше и равномернее. Азот и фосфор обладают еще более прочными связями. В мочажинах в лесотундре и в средней тайге потери азота практически равны потере углерода. Для фосфора то же самое наблюдалось на повышенных элементах рельефа в лесотундре и средней тайге.

Глава 7. Запасы и бюджет элементов в болотных экосистемах средней тайги На основе данных по запасам растительного вещества на болоте Кукушкино в исследуемых экосистемах (Kosykh et al., 2008) и содержания элементов во фракциях растительного вещества были рассчитаны запасы элементов в экосистемах в слое 0-30 см. На долю углерода приходится примерно 49% от общего запаса растительного вещества. Запасы углерода в разных экосистемах составили от до 5221 г/м2, причем наибольший запас углерода наблюдался в ряме, а наименьший в осоково-сфагновой топи (рис. 6). Это обусловлено в большей степени разницей в количестве очеса сфагновых мхов в сообществах. В топи сфагновый покров, а, следовательно, и слой сфагнового очеса, имеет гораздо более рыхлое строение, чем в других экосистемах. На долю углерода фитомассы приходится от 16 до 22% от общего запаса углерода в растительном веществе. В ряду экосистем – рям, гряда, мочажина, топь запас углерода кустарничков снижается от 643 до 72 г/м2, а в органах травянистых растений возрастает от 71 до 580 г/м2. Во фракции живых частей сфагновых мхов максимум запаса углерода наблюдался в сообществе мочажины – 292 г/м2.

Запас азота в исследованных экосистемах был равен 29-41 г/м2, что соответствует примерно 0,4% от запаса всего растительного вещества. На повышенных элементах рельефа запас азота выше, чем на пониженных элементах.

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.