Биогенные потоки СО2 в сосняке бруснично-лишайниковом среднетаежной подзоны на Европейском Северо-Востоке России

Светлана Витальевна Загирова, Роман Викторович Кудрявцев, Михаил Николаевич Мигловец, Svetlana Zagirova, Roman Kudryavtsev, Mikhail Miglovets

Аннотация


В статье обсуждаются результаты исследований экосистемных потоков и почвенной эмиссии диоксида углерода в бесснежный период года в сосняке бруснично-лишайниковом на территории Печоро-Илычского заповедника. Использованы данные  измерений обмена СО2 между лесом и приземной атмосферой методом микровихревых пульсаций и эмиссии СО2 с поверхности почвы методом статических камер. Сезонный ход скорости нетто-обмен диоксида углерод (NEE) и гросс-фотосинтеза (Pgross) соответствовал изменению температуры воздуха и ФАР, наиболее высокие значения этих показателей отмечены в июне и июле. Снижение температуры и поступающей к лесному пологу солнечной радиации в периоды выпадения дождей приводило к сокращению поглощения СО2 лесным фитоценозом. Суммарный нетто-обмен СО2 в экосистеме сосняка бруснично-лишайникового с апреля по сентябрь составил −895 г СО2/м2, а гросс-фотосинтез соответствовал −2037 г СО2/м2. В течение вегетационного сезона с улучшением температурных условий усиливалось экосистемное дыхание (Reco), с мая по август отношение Reco/Pgross повысилось с 0,4 до 0,8. Эмиссия СО2 с поверхности почвы (Rsoil) в сосновом насаждении также повышалась в первой половине вегетационного сезона, тенденция к её снижению наметилась в конце июля-начале августа. Кратковременный всплеск почвенного потока СО2 отмечен после обильных дождей в середине августа. Отношение Rsoil/Reco варьировало в пределах 0,5-0,8, максимальные значения установлены в июле, что указывало на значительный вклад почвенной эмиссии СО2 в экосистемное дыхание сосняка бруснично-лишайникового.


Ключевые слова


сосняк бруснично-лишайниковый; средняя тайга; диоксид углерода; экосистемный обмен; почвенная эмиссия

Полный текст:

PDF

Литература


Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. М.: Росгидромет, 2014. 58 с.

Загирова С.В., Михайлов О.А. Экосистемный обмен диоксида углерода и влаги в сосняке бруснично-лишайниковом восточно-европейской средней тайги // Экология. 2021. № 3. С. 1–12. doi: 10.31857/S0367059721030100

Закономерности полувековой динамики биоты девственной тайги Северного Предуралья / Ред. А. Г. Васильев. Сыктывкар: [б и], 2000. 206 с.

Замолодчиков Д.Г., Гитарский М.Л., Шилкин А.В., Марунич А.С., Карелин Д.В., Блинов В.Г., Иващенко А.И. Мониторинг циклов диоксида углерода и водяного пара на полигоне «Лог таёжный» (Валдайский национальный парк) // Фундаментальная и прикладная климатология. 2017. Т.1. С. 54–68.

Леса Республики Коми / Ред. Г.М. Козубов, А.И. Таскаев. М.: ДИК,1999. 332 с.

Лопес Де Гереню В. О., Курбатова Ю. А., Курганова И. Н., Тиунов А. В., Аничкин А. Е., Мякшина Т. Н., Кузнецов А. Н. Суточная и сезонная динамика потока СО2 из почв в различных древостоях муссонного тропического леса // Почвоведение. 2011. № 9. С. 1074-1082.

Махныкина А. В., Прокушкин А. С., Ваганов Е. А., Верховец С. В., Рубцов А. В. Динамика потоков СО2 с поверхности почвы в сосновых древостоях Средней Сибири // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2016. Т. 9. № 3. С. 338-357.

Осипов А.Ф. Влияние лесорастительных условий на эмиссию СО2 с поверхности почвы среднетаежных сосняков Республики Коми // Лесоведение. 2023. № 4. С. 369–378. doi: 10.31857/S0024114823040071

Почвы и почвенный покров Печоро-Илычского заповедника (Северный Урал) / Ред. С. В. Дёгтева, Е. М. Лаптева. Сыктывкар: Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, 2013. 327 с.

Суворова Г.Г. Фотосинтез хвойных деревьев в условиях Сибири /Ред. Р.К. Саляев. Новосибирск: ГЕО. 2009. 195 с.

Углерод в лесных и болотных экосистемах особо охраняемых природных территорий Республики Коми / Ред. К.С. Бобкова, С.В. Загирова. Сыктывкар: Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, 2014. 202 с.

Чебакова Н.М., Выгодская Н.Н., Арнет А., Белелли-Маркезини Л., Курбатова Ю.А., Парфёнова Е.И., Валентини Р., Верховец С.В., Ваганов Е.А., Шульце Е.-Д. Энерго-массообмен и продуктивность основных экосистем Сибири (по результатам измерений методом турбулентных пульсаций). 2. Углеродный обмен и продуктивность // Известия РАН. Серия биологическая. 2014. № 1. С. 65–75.

Baldocchi D.D., Hincks B. B., Meyers T. P. Measuring biosphere-atmosphere exchanges of biologically related gases with micrometeorological methods // Ecology. 1988. Vol. 69. No 5. P. 1331-1340.

Barr A., Black T., Hogg E., Griffits T., Morgenstern K., Kljun N., Theede A,. Nesic Z. Climatic controls on the carbon water balances of a boreal aspen forests, 1994-2003. Global Change Biology. 2007. Vol. 13. P. 561-576. doi: 10.1111/j.1365-2486.2006.01220.x

Fernández-Martínez M., Sardans J., Chevallier J., Ciais P., Obersteiner M., Vicca S., Canadell J.G., Bastos A., Friedlingstein P., Sitch S., Piao S.L., Janssens I.A., Penuelas J. Global trends in carbon sinks and their relationships with CO2 and temperature// Nature Climate Change. 2019. Vol. 9. P. 73–79.

Gauthier S., Bernier P., Kuuluvainen T., Shvidenko A.Z., Schepaschenko D.G. Boreal forest health and global change // Science. 2015. Vol. 349. P. 819–822.

Kljun N., Calanca P., Rotach M. W., Schmid, H. P. A simple two-dimensional parameterisation for flux footprint prediction (FFP) // Geoscientific Model Development. 2015. Vol. 8. No.11. P. 3695-3713.

Lapenis A., Shvidenko A., Shepaschenko D., Nillson S., Ayyer A. Acclimation of Russian forests to reсent changes in climate // Global Change Biology. 2005. Vol.11. P. 2090–2102.

Qaderi M.M., Martel A.B., Dixon S.L. Environmental factors influence plant vascular system and water regulation // Plants. 2019. Vol. 8(65).doi: 10.3390/plants80300065

Raich J. W., Schlesinger W. H. The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate // Tellus B. 1992. Vol. 44. No. 2. P. 81-99.

Zagirova S.V. Structure, pigment content, and photosynthesis of Siberian larch needles in Northern and SubArctic Urals // Contemporary Problems of Ecology. 2015. Vol. 8. No 7. P. 871–878.

Zagirova S.V., Mikhailov O.A., Elsakov V.V. Carbon dioxide and water exchange between spruce forest and atmosphere in spring–summer under different weather conditions // Contemporary Problems of Ecology. 2019. Vol. 12. P. 45–58. doi: 10.31857/S0367059721030100

References

Baldocchi D.D., Hincks B. B., Meyers T. P. Measuring biosphere-atmosphere exchanges of biologically related gases with micrometeorological methods. Ecology. 1988;69(5):1331-1340.

Barr A., Black T., Hogg E., Griffits T., Morgenstern K., Kljun N., Theede A,. Nesic Z. Climatic controls on the carbon water balances of a boreal aspen forests, 1994-2003. Global Change Biology. 2007;13:561-576. doi: 10.1111/j.1365-2486.2006.01220.x

Bobkova K.S., Zagirova S.V. (eds). Carbon in forest and swamp ecosystems of specially protected natural territories of the Komi Republic Syktyvkar: Institute of Biology of Komi Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; 2014. 202 p. (In Russ.)

Chebakova N.M., Vygodskaya N.N., Arnet A., Belelli-Marchesini L., Kurbatova Yu.A., Parfenova E.I., Valentini R., Verkhovets S.V., Vaganov E.A., Schulze E.-D. Energy and mass transfer and productivity of the main ecosystems of Siberia (based on the results of measurements by the method of turbulent pulsations). 2. Carbon exchange and productivity // Izvestiya RAS. The series is biological = Biology Bulletin. 2014;1:65-75. (In Russ.)

Degteva S.V., Lapteva E.M. (eds).Soils and soil cover of the Pechora-Ilych Reserve (Northern Urals) Syktyvkar: Institute of Biology of Komi National Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; 2013. 327 p. (In Russ.)

Fernández-Martínez M., Sardans J., Chevallier J., Ciais P., Obersteiner M., Vicca S., Canadell J.G., Bastos A., Friedlingstein P., Sitch S., Piao S.L., Janssens I.A., Penuelas J. Global trends in carbon sinks and their relationships with CO2 and temperature. Nature Climate Change. 2019;9:73–79.

Gauthier S., Bernier P., Kuuluvainen T., Shvidenko A.Z., Schepaschenko D.G. Boreal forest health and global change. Science. 2015;349:819–822.

Kljun N., Calanca P., Rotach M. W., Schmid, H. P. A simple two-dimensional parameterisation for flux footprint prediction (FFP). Geoscientific Model Development. 2015;8(11:3695-3713.

Kozubov G.M., Taskaev A.I. (eds). Forests of the Komi Republic. Mosсow: DIK;1999. 332 p. (In Russ.)

Lapenis A., Shvidenko A., Shepaschenko D., Nillson S., Ayyer A. Acclimation of Russian forests to reсent changes in climate. Global Change Biology. 2005;11:2090–2102.

Lopez De Guerenu V. O., Kurbatova Yu. A., Kurganova I. N., Tiunov A.V., Anichkin A. E., Myakshina T. N., Kuznetsov A. N. Daily and seasonal dynamics of CO2 flux from soils in various stands of monsoon tropical forest. Soil Science. 2011;9:1074-1082. (In Russ.)

Makhnykina A.V., Prokushkin A. S., Vaganov E. A., Verkhovets S. V., Rubtsov A.V. Dynamics of CO2 fluxes from the soil surface in pine stands of Central Siberia. Journal of the Siberian Federal University. Biology. 2016;9(3):338-357. (In Russ.)

Osipov A.F. Influence of forest growing conditions on CO2 emissions from the soil surface of medium-taiga pine forests of the Komi Republic. Lesovedenie. 2023;4:369-378. doi: 10.31857/S0024114823040071. (In Russ.)

Qaderi M.M., Martel A.B., Dixon S.L. Environmental factors influence plant vascular system and water regulation // Plants. 2019. Vol. 8(65).doi: 10.3390/plants80300065

Raich J. W., Schlesinger W. H. The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate. Tellus B. 1992;44(2):P. 81-99.

Suvorova G.G. Photosynthesis of coniferous trees in Siberia Novosibirsk: GEO; 2009. 195 p. (In Russ.)

The second assessment report of Roshydromet on climate change and its consequences on the territory of the Russian Federation. Moscow: Roshydromet, 2014. 58 p. (In Russ.)

Vasiliev A. G. (ed). Regularities of the half-century dynamics of the biota of the virgin taiga of the Northern Urals. Syktyvkar. 2000. 206 p. (In Russ.)

Zagirova S.V. Structure, pigment content, and photosynthesis of Siberian larch needles in Northern and SubArctic Urals. Contemporary Problems of Ecology. 2015;8(7):871–878.

Zagirova S.V., Mikhailov O.A. Ecosystem exchange of carbon dioxide and moisture in the lingonberry-lichen pine forest of the Eastern European middle taiga. Ecology. 2021;3:1-12. doi: 10.31857/S0367059721030100 (In Russ.)

Zagirova S.V., Mikhailov O.A., Elsakov V.V. Carbon dioxide and water exchange between spruce forest and atmosphere in spring–summer under different weather conditions. Contemporary Problems of Ecology. 2019;12: P. 45–58. doi: 10.31857/S0367059721030100

Zamolodchikov D.G., Guitarsky M.L., Shilkin A.V., Marunich A.S., Karelin D.V., Blinov V.G., Ivashchenko A.I. Monitoring of carbon dioxide and water vapor cycles at the Taiga Log landfill (Valdai National Park). Fundamental and Applied Climatology. 2017;1:54-68. (In Russ.)




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/eco1882

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019