Распределение запасов древесины и депонированного углерода в фитомассе сосновых лесов в связи с поражением их сосновой губкой

Чураков Борис Петрович; Парамонова Татьяна Анатольевна; Митрофанова Наталья Александровна; Загидуллина Лилия Ирековна; Зырянова Ульяна Петровна

УДК 630*443.3

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСОВ ДРЕВЕСИНЫ И ДЕПОНИРОВАННОГО УГЛЕРОДА В ФИТОМАССЕ СОСНОВЫХ ЛЕСОВ В СВЯЗИ С ПОРАЖЕНИЕМ ИХ СОСНОВОЙ ГУБКОЙ

У.П. Зырянова2

1 Ульяновский государственный университет 2 Ульяновский филиал РАНХиГС

Поступила в редакцию 01.05.2012

Определены запас, общая фитомасса, содержание углерода валежной, сухостойной и сырорастущей древесины в сосновых древостоях V и VI классов возраста, пораженных и не пораженных сосновой губкой, в трех типах леса. Проведен сравнительный анализ фитомассы и распределения депонированного углерода в здоровых и зараженных сосновой губкой деревьях в древостоях сосны V и VI классов возраста в различных лесорастительных условиях.

Ключевые слова: общая фитомасса, запас древесины, депонирование углерода, сосновая губка, типы леса, классы возраста

Проблема содержания и динамики углерода в наземных и водных экосистемах вызывает все больший интерес в связи с увеличением в атмосфере углекислого газа и прогнозируемым глобальным потеплением климата на нашей планете [3, 4]. За последние столетия концентрация углекислоты в атмосфере повысилась на 20%, что не сопровождается увеличением запасов фитомассы растительного покрова [7]. Леса России, которые составляют 22% мировых лесных ресурсов и 2/3 бореальных лесов мира, играют значительную роль в углеродном бюджете планеты. Россия занимает третье место в мире после США и Китая по объему выбросов парниковых газов [6]. По оценке Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН из 500 млрд.т углерода, содержащегося во всей наземной биомассе, вклад российских лесов составляет 34 млрд.т, из которых более 25 млрд.т приходится на хвойные леса. Дополнительные запасы углерода сосредоточены в мертвой древесине, лесной подстилке и корневых остатках. Общий запас сухостоя и валежа в лесах России оценивается в 2 млрд.т углерода [6]. Следовательно, леса России наряду с болотами являются крупнейшими накопителями органического углерода на планете. Общий запас сухостоя и валежа в лесах России оценивается в 2 млрд.т углерода [6]. Следовательно, леса России наряду с болотами

Чураков Борис Петрович, доктор биологических наук, профессор. E-mail: [email protected] Парамонова Татьяна Анатольевна, аспирантка. E-mail: leshos@sv. ulsu. ru

Митрофанова Наталья Александровна, кандидат биологических наук, доцент. E-mail: [email protected] Загидуллина Лилия Ирековна, кандидат экономических наук, доцент. E-mail: [email protected]

Зырянова Ульяна Петровна, кандидат биологических наук, доцент. E-mail: [email protected]

являются крупнейшими накопителями органического углерода на планете.

Исследования депонирования углерода проводились в сосновых древостоях V и VI классов возраста, III класса бонитета с полно-той 0,7 в трех типах леса: сосняках лишайниковом (Слш), снытьево-осоковом (Сснос) и злаково-мелко -травном (Сзлмтр). Для определения запаса древесины здоровых и зараженных сосновой губкой деревьев, валежа и сухостоя в каждом типе леса и в каждом классе возраста закладывались по 3 пробных площади (1111) размером 20х20 м, итого 18 ПП. На каждой 1111 проводился перечет деревьев, свежего и старого валежа, свежего и старого сухостоя и засыхающих деревьев с последующим определением их запаса. Затем определялся средний запас древесины на пробе и переводился на 1 га. Среднее число деревьев на 3 пробах округлялось до целого числа. Определение общей фитомассы и депонирование углерода проводилось на тех же ПП. Для определения общей фитомассы использовался конверсионный коэффициент (К), который представляет собой отношение общей фитомассы древостоя (М) в тоннах к запасам стволовой древесины в коре (V) в м3: К=М/У. Исходя из представленного уравнения общая фитомасса древостоя равна: М=КхУ Конверсионный коэффициент К фитомассы спелых и перестойных древостоев сосны для лесостепи Европейской части страны равен 0,586. Коэффициент перевода фитомассы в углерод равен 0,5 [1]. Определен запас, фито-масса и депонированный углерод валежной и сухостойной древесины сосны в древостоях V класса возраста, III класса бонитета и древостоях VI класса возраста, IV класса бонитета с полнотой 0,7 в различных типах леса. Результаты представлены в табл. 1 .

2021

Известия Самарского научного центра Российской академии наук, том 14, №1(8), 2012

Таблица 1. Запас, фитомасса и содержание углерода в валежной и сухостойной древесине

в древостоях V и VI классов возраста

Тип леса М 1ТАсв вал9 м в М 1тхстар вал 9 м М 1ТАсвеж сух9 м М м М м3 ЕМ, м3 на 0,04/1,0 га Фобщ, т/га С, т/га

V класс возраста

Слш 0,13 0,18 0,12 0,15 0,16 0,74/18,5 10,8 5,4

Сснос 0,16 0,16 0,10 0,17 0,19 0,79/19,8 11,6 5,8

Сзлмтр 0,17 0,14 0,12 0,12 0,13 0,68/17,0 10,0 5,0

Среднее 0,15 0,16 0,12 0,15 0,16 0,74/18,5 10,8 5,4

VI класс возраста

Слш 0,12 0,18 0,23 0,13 0,14 0,80/20,0 11,7 5,9

Сснос 0,17 0,16 0,18 0,14 0,22 0,87/21,7 12,7 6,3

Сзлмтр 0,21 0,19 0,16 0,16 0,21 0,93/23,3 13,6 6,8

Среднее 0,17 0,18 0,19 0,14 0,19 0,87/21,7 12,7 6,3

Анализ данных табл. 1 показывает, что в среднем в сосновых древостоях V класса возраста может накапливаться 18,5 м3 мертвой древесины, при этом тип леса существенного влияния на накопление древесины не оказывает. Хотя, можно заметить, что в сосняке Сснос запас вале-жа и сухостоя на 14% больше, чем в Сзлмтр и на 7% больше, чем в Слш. В исследованных сосняках на 1 га накапливается в среднем 10,8 т фитомассы, в которой депонировано 5,4 т углерода. При этом наибольшее количество депонированного углерода отмечено в сосняке сныть-ево-осоковом (5,8 т/га), наименьшее - в сосняке злаково-мелкотравном (5,0 т/га). В исследованных сосновых древостоях VI класса возраста в среднем по трем типам леса накапливается 21,7 м3-га-1 валежной и сухостойной древесины. Здесь заметно увеличение валежа и сухостоя от сосняка лишайникового к злаково-мелкотрав-ному. По сравнению с V классом возраста в VI классе наблюдается увеличение валежной и сухостойной древесины на 15%.

В валежной и сухостойной древесине сосновых древостоев VI класса возраста в среднем накоплено 12,7 т фитомассы на 1 га, в которой депонировано 6,3 т углерода. Наибольшее количество депонированного углерода отмечено в сосняке злаково-мелкотравном (6,8 т/га), наименьшее - в сосняке лишайниковом (5,9 т/га). В сосновых древостоях V и VI классов возраста, в трех типах леса определены запас сырорастущей древесины, общая фитомасса и депонирование углерода на 1 га. Результаты показали, что в обследованных сосновых древостоях V класса возраста запас древесины на 1 га в среднем по трем типам леса составляет 288,4 м3, а общая фитомасса 169 т/га. В этой фитомассе депонировано 84,5 т углерода. В Сзлмтр наблюдается несколько большее накопление углерода в фитомассе (87,3 т/га-1) по сравнению с Слш (83,2 т/га) и Сснос (82,9 т/га). Полученные данные показывают, что в сосновых древостоях VI класса возраста

накапливается в среднем 320 м3 древесины, 187,7 т фитомассы, которая содержит 93,9 т углерода на 1 га. По сравнению с древостоями V класса возраста в сосновых древостоях VI класса возраста количество депонированного углерода увеличилось на 9,4 т/га.

Анализ полученных данных по запасу древесины, фитомассе и содержанию углерода в древостоях V и VI классов возраста, пораженных сосновой губкой, показывает, что в обследованных сосновых древостоях V класса возраста запас древесины деревьев, зараженных сосновой губкой, составляет в среднем по трем типам леса 31,0 м3, фитомасса - 18,2 т, а содержание углерода - 9,1 т на 1 га. В сосновых древостоях VI класса возраста запас древесины деревьев, зараженных сосновой губкой, в среднем по трем типам леса составляет 32,2 м3, фитомасса - 18,8 т, а содержание углерода на 1 га - 9,4 т. Следовательно, с увеличением возраста на 1 класс содержание углерода в деревьях, пораженных сосновой губкой, увеличилось на 0,3 т/га. В обоих классах возраста сохраняется тенденция увеличения запаса древесины, общей фитомассы и депонированного углерода по мере улучшения лесорастительных условий от Слш к Сзлмтр.

В ходе работы получены сводные данные по запасу (М), фитомассе (Фобщ) и содержанию углерода (С) в сосновых древостоях V и VI классов возраста на 1 га. Установлено, что древо-стои сосны V класса возраста на 1 га имеют в среднем по трем типам леса запас древесины (вместе с валежом и сухостоем) - 337,9 м3, накопленную фитомассу - 198,0 т, в которой содержится 99,0 т углерода. Наибольшая биологическая продуктивность отмечена в Сснос, в котором общая фитомасса составляет 207,6 т-га-1 и депонировано углерода 103,8 т-га-1. В VI классе возраста в среднем по трем типам леса в сосновом древостое запас древесины составляет 374,2 м3-га-1, фитомасса - 219,2 т-га-1, в которой

2022

содержится 109,6 т депонированного углерода. Наибольшее количество фитомассы накоплено в Сснос 232,8 т-га-1, в которой депонировано 116,4 т углерода.

Анализ данных по средней фитомассе и содержанию углерода в пересчете на одно здоровое и зараженное сосновой губкой дерево в тоннах в древостоях сосны V и VI классов возраста показывает, что заражение деревьев сосновой губкой приводит к снижению общей фитомассы в среднем по трем типам леса на 6%, а депонирующей способности на 12%. Заражение деревьев VI класса возраста сосновой губкой приводит к снижению фитомассы в среднем по трем типам леса на 3%, а депонирующей способности на 5%.

Выводы:

1. В сосновых древостоях V класса возраста в среднем по трем типам леса в валеже и сухостое сосредоточено 18,5 м3 древесины, 10,8 т фитомассы и 5,4 т углерода на 1 га, в древостоях VI класса возраста соответственно - 21,7 м3, 12,7 т и 6,3 т. При этом тип леса существенного влияния на накопление древесины не оказывает. В обследованных сосновых древостоях V класса возраста запас сырорастущей древесины на 1 га в среднем по трем типам леса составляет 288,4 м3, а общая фитомасса - 169 т. В этой фитомассе депонировано 84,5 т углерода. В сосновых древо-стоях VI класса возраста накапливается в среднем 320 м3 древесины, 187,7 т фитомассы, которая содержит 93,9 т углерода на 1 га. В сосновых древостоях V класса возраста запас древесины деревьев, зараженных сосновой губкой, составляет в среднем по трем типам леса 31,0 м3,

фитомасса 18,2 т, а содержание углерода 9,1 т на 1 га. В сосновых древостоях VI класса возраста запас древесины деревьев, зараженных сосновой губкой, в среднем по трем типам леса составляет 32,2 м3, фитомасса - 18,8 т, а содержание углерода на 1 га - 9,4 т.

2. Заражение деревьев сосны сосновой губкой в обследованных древостоях приводит к снижению биологической продуктивности в V классе возраста на 6%, депонирующей способности - на 12%; в VI классе возраста соответственно - на 3% и на 6%. То есть повышение возраста древо-стоев от V к VI классу приводит к постепенному сглаживанию различий в фитомассе и депонировании углерода между здоровыми и пораженными гнилью деревьями.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Алексеев, В.А. Углерод в экосистемах лесов и болот России / В.А. Алексеев, Р.А. Бердси. - Красноярск, ИЛиД РАН, 1994. 532 с.

2. Будыко, М.И. Изменение климата. - Л.: Гидро-метеоиздат, 1974. 280 с.

3. Будыко, М.И. Аналоговый метод оценки предстоящих изменений климата // Метеорология и гидрология. 1991. № 4. С. 94-100.

4. Карпачевский, М.Л. Основы устойчивого лесоуп-равления / М.Л. Карпачевский, В.К. Тепляков, Т.О. Яницкая, А.Ю. Ярошенко // Всемирный фонд дикой природы (^МТ'). - М., 2009. 143 с.

5. Моисеев, Б.Н. Оценка потоков и баланс органического углерода в основных биомах России / Б.Н. Моисеев, И.О. Алябина // Бюллетень «Использование и охрана природных ресурсов России. - М., 2004. № 1. С. 61-69.

DISTRIBUTION OF WOOD STOCKS AND DEPOSITED CARBON IN PHYTOMASS OF THE PINE FORESTS DUE TO THE DEFEAT THEM BY PHELLINUS PINI (BROT.:FR.) A. AMES

U.P. Zyryanova2

1 Ulyanovsk State University 2 Ulyanovsk Branch of RANHiGS

Are defined stock, common phytomass, carbon content in different types of wood in the pine forest stands of V and VI age classes which struck and haven't been struck with Phellinus pini (Brot.:Fr.) A. Ames, in three types of forests. The comparative analysis of phytomass and distributions of deposited carbon in the trees healthy and infected with Phellinus pini (Brot.:Fr.) A. Ames in forest stands of a pine of V and VI age classes in various forest growing conditions is carried out.

Key words: common phytomass, wood stock, carbon deposition, Phellinus pini (Brot.:Fr.) A. Ames, forest types, age classes

Boris Churakov, Doctor of Biology, Professor. E-mail: [email protected] Tatiana Paramonova, Post-graduate Student. E-mail: [email protected]

Nataliya Mitrofanova, Candidate of Biology, Associate Professor. E-mail: [email protected] Liliya Zagidullina, Candidate of Economy, Associate Professor. E-mail: [email protected] Ulyana Zyryanova, Candidate of Biology, Associate Professor. E-mail: [email protected]

2023

DISTRIBUTION OF WOOD STOCKS AND DEPOSITED CARBON IN PHYTOMASS OF THE PINE FORESTS DUE TO THE DEFEAT THEM BY PHELLINUS PINI (BROT.:FR.) A. AMES

Текст научной работы на тему «Распределение запасов древесины и депонированного углерода в фитомассе сосновых лесов в связи с поражением их сосновой губкой»