CC BY
36
ЭКОЛОГИЯ И МОНИТОРИНГ ЛЕСА
полноценного производственного процесса. Однако для повышения производительности труда.
QuantumGIS успешно используется для подготовки материалов для полевых работ (карт для GPS-навигации и первичной обработки результатов) и для организации работ по дистанционному лесопатологическому мониторингу. Также планируется интеграция QGIS с Блоком дистанционного лесопатологического мониторинга ИСДМ Рослесхоз, организация картографического web-портала с данными лесопатологического мониторинга на базе открытых технологий.
Библиографический список
1. Геоинформатика в лесном хозяйстве: учебник / И.А. Вуколова. - М.: ВНИИЛМ, 2002. - 216 с.
2. Старостенко, Д.А. Геоинформационные технологии в лесной отрасли / Д.А. Старостенко // МПР, Бюллетень «Использование и охрана природных ресурсов России» - 2000. - № 11-12. - С. 137.
3. Геоинформационный портал ГИС-Ассоциации - http://www.gisa.ru/
4. Свободное программное обеспечение // Материал из Википедии - свободной энциклопедии. http:// ru.wikipedia.org/wiki/ Свободное_программное_ обеспечение.
5. Дубинин, М.Ю. Открытые настольные ГИС: обзор текущей ситуации / М.Ю. Дубинин, Д.А. Рыков // Геопрофиль. - 2010. - С. 34-44.
РЕАКЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЖИВОГО НАПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ ЦЕНТрАЛЬНОЙ ЭВЕНКИИ
на внесение азотных удобрений
М.А. ПЛЯШЕЧНИК, м. н. с. отдела физико-химической биологии и биотехнологии древесных растений Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН,
О.А. ШАПЧЕНКОВА, н. с. отдела физико-химической биологии и биотехнологии древесных растений Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, канд. биол. наук
Кустарничковая растительность является одним из доминантов напочвенного покрова в лесных экосистемах Центральной Эвенкии. Известно, что продуктивность растительных сообществ бореальной зоны ограничена низкой доступностью азота в почвах. Для повышения продуктивности древостоев в последнее время все чаще используются азотные удобрения. Большинство исследователей отмечают положительное влияние удобрений на годичный прирост деревьев, образование новых корневищных побегов, увеличение проективного покрытия напочвенного покрова и запаса надземной фитомассы [1, 2, 9,10].
В рамках российско-японского проекта Институтом леса им. В.Н. Сукачева СО РАН на протяжении ряда лет проводилась работа по внесению дополнительного количества доступного азота в лиственничниках Центральной Эвенкии. Одним из аспектов изучения являлась оценка изменения морфометрических показателей брусники обыкновенной (Vaccinium vitis-idaea L.) и багульника
[email protected]; [email protected] болотного (Ledumpalustre L.) при длительном внесении азотных удобрений.
Материалы и методы
Исследования проводились на территории Эвенкийского стационара Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, расположенного в среднем течении реки Нижняя Тунгуска, рядом с пос. Тура.
Среднегодовая температура воздуха составляет -9,5 °С, средняя температура января --36,8°С, июля - 15,8°С (по данным для
пос. Тура). Сумма положительных температур (выше 0°С) равна 1502°, сумма активных температур (выше 10°С) - 1144°. Годовое количество осадков 322 мм. Продолжительность безморозного периода 76 дней [3]. Для исследуемой территории характерно повсеместное распространение многолетней мерзлоты.
Три пробные площади (ПП) были заложены в наиболее типичном для региона сообществе - лиственничнике (Larix gmelinii (Rupr.) Rupr.) багульниково-брусничном зеле-
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2012
153
ЭКОЛОГИЯ И МОНИТОРИНГ ЛЕСА
Таблица
Физико-химические и химические свойства лесной подстилки на пробных площадях после 3-летнего внесения мочевины
рНводный ПИП, % N, % N-NH4, мг-кг-1
ПП 1 (контроль)
5,1-5,4 22,2-48,6 0,292-0,672 19-31
5,3 35,3 0,475 24,7
ПП 2 (12 кг N-га-1)
5,1-6,1 37,0-63,4 0,428-0,804 40-52
5,5 46,1 0,575 44,3
ПП 3 (60 кг N-га-1)
5,0-6,1 32,2-76,0 0,420-0,924 49-141
5,4 49,9 0,607 101,0
Примечание: в числителе приведены минимальные и максимальные значения, в знаменателе - средние значения; ППП - потеря при прокаливании
номошном с подлеском из Duschekia fruticosa (Rupr.) Pouzar. Каждая ПП размером 15 х 15 м была разделена на 4 подквадрата и имела по периметру буферную зону 4 м.
Из азотных удобрений применяли мочевину, которую вносили ежегодно в дозах 12 и 60 кг N-га-1 в июне-июле в течение трех лет (2004-2006). Измерение морфометрических показателей (число парциальных кустов на 1 м2, общее количество побегов текущего года, общий прирост текущего года) Vaccinium vitis-idaea L. и Ledum palustre L., отбор образцов лесной подстилки проводили в июле 2007 г. Общее количество побегов текущего года и общий прирост текущего года были рассчитаны по результатам измерения 50 парциальных кустов на каждой ПП.
Свойства почвы определяли общепринятыми методами [4]; общий азот - по ГОСТ 26107-84; обменный аммоний - по ГОСТ 26489-85.
результаты и их обсуждение
Почвенный покров ПП представлен криогидроморфными почвами - криоземами типичными. На глубине 30-40 см почвенный профиль подпирается многолетней мерзлотой. Гранулометрический состав почв легкосуглинистый (частиц d<0,01 мм = 24,1 %). Криоземы характеризуются аккумулятивным распределением органического вещества и азота, имеют кислую и слабокислую реакцию среды (рНН20 4,9-6,4), слабонасыщенный основаниями почвенный поглощающий ком-
плекс (58-79 %) в органогенных горизонтах (Ov, Ogd). В минеральной части профиля почвы реакция среды переходит в нейтральную, степень насыщенности почвенного поглощающего комплекса увеличивается до 92 %.
Ряд исследователей считают, что основным источником азота для растительных сообществ в условиях сплошного распространения вечной мерзлоты является подстилка, где сосредоточено до 40-70 % поглощающих корневых окончаний [7].
Почвы криолитозоны характеризуются низким содержанием азота по сравнению с почвами южных районов Средней Сибири. Так, содержание общего азота в подстилке исследуемых почв составило 292-672 мг/100 г (табл.), тогда как в подстилке темно-серой лесной почвы - 688-1321 мг/100 г [8].
В мочевине азот находится в амидной форме (CO(NH2)2). После внесения мочевина под влиянием микроорганизмов аммонифицируется с образованием углекислого аммония (NH4)2CO3, который поглощается почвой и затем постепенно нитрифицируется.
Внесение мочевины на протяжении трех лет привело к заметному увеличению содержания органического вещества (на 31 и 41 %), общего (на 21 и 28 %) и аммонийного (в 1,8 и 4,1 раза) азота в подстилке ПП 2 и 3 по сравнению с контролем. Это, по-видимому, связано с поступлением большего количества растительного опада, обогащенного азотом. При слабом развитии процесса нитрификации в почвах криолитозоны [7] аммонийный
154
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2012
ЭКОЛОГИЯ И МОНИТОРИНГ ЛЕСА
Контроль 12 кг N га-1 60 кг N га-1
Рис. 1. Влияние внесения азотных удобрений на число парциальных кустов Vaccinium vitis-idaea L. и Ledum palustre L.
азот, образующийся при гидролизе мочевины, накапливается в подстилке. Доля аммонийного азота в подстилках возрастает от 0,5 % до
1,7 % общего содержания азота по мере увеличения дозы внесения удобрения.
Внесение в почву дополнительного количества доступного азота привело к заметному разрастанию кустарничков. Среднее число парциальных кустов Vaccinium vitis-idaea L. и Ledum palustre L. на 1 м2 увеличилось на 24 и 31 % (12 кг N-га-1), на 57 и 25 % (60 кг N-га-1), соответственно, по сравнению с контролем (рис. 1).
На экспериментальных ПП отмечено увеличение общего количества побегов текущего года по сравнению с контролем на 46 и 87 % для Vaccinium vitis-idaea L., на 30 и 50 % для Ledum palustre L. (рис. 2).
Ответная реакция кустарничков на внесение удобрений характеризовалась увеличением общего прироста текущего года. Общий прирост Vaccinium vitis-idaea L. на контрольной ПП составил 50.9 см, на экспериментальных ПП - 88,5 см и 95,5 см по мере возрастания доз внесения удобрения. Для Ledum palustre L. этот показатель равен 302,6; 558,1 и 589,4 см соответственно.
Заключение
Проведенные исследования показали, что внесение мочевины в дозах 12 и 60 кг N-га-1 на протяжении трех лет способствовало увеличению количества доступного азота в почвах криолитозоны. Отлик Vaccinium vitis-idaea L. and Ledum palustre L. характеризовался повы-
Рис. 2. Влияние азотных удобрений на количество побегов текущего года Vaccinium vitis-idaea L. и Ledum palustre L.
шением биологической продуктивности, что выражалось в увеличении числа парциальных кустов на 1 м2, общего количества побегов и общего прироста текущего года.
Библиографический список
1. Турчин, Ф.В. Азотное питание растений и применение азотных удобрений / Ф.В. Турчин. - М.: Колос, 1972. - 336 с.
2. Прокшин, Д.Н. Влияние минеральных удобрений на прирост кустарничков брусники / Д.Н. Прокшин // Дикорастущие ягодные растения СССР : тез. докл. - Петрозаводск, 1980. - С. 136-137.
3. Справочник по климату СССР: Температура воздуха и почвы / под ред. Н.П. Бахтина. - Л.: Гидро-метеоиздат, 1967. - Вып. 21. - Ч. II. - 504 с.
4. Аринушкина, Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Аринушкина. - М.: Изд-во МГУ, 1970. - 488 с.
5. ГОСТ 26107-84. Почвы. Методы определения общего азота. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 11 с.
6. ГОСТ 26489-85. Почвы. Определение обменного аммония по методу ЦИНАО. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 5 с.
7. Прокушкин, С.Г. Структурно-функциональные особенности лиственницы Гмелина в криолитозоне центральной Эвенкии / С.Г. Прокушкин, А.П. Абаимов, А.С. Прокушкин. - Красноярск: ИЛ СО РАН «ДарМа-печать», 2008 - 161 с.
8. Шугалей, Л.С. Антропогенез лесных почв юга Средней Сибири / Л.С. Шугалей. - Новосибирск: Наука, 1991. - 185 с.
9. Parson, A.N. Growth responses of four sub-Arctic dwarf shrubs to stimulated environmental change / A.N. Parson, J.M. Welker, P.A. Wookey, M.C. Press, T.V Callaghan, J.A. Lee // Journal of Ecology. - 1994. - Vol. 82. - P. 307-318.
10. Press, M.C. Responses of subarctic dwarf shrub heath community to stimulated environmental change / M.C. Press, J.A. Potter, M.J.V Burke, T.V Callaghan, J.A. Lee // Journal of Ecology. - 1998. - Vol. 86. - P 315-327.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2012
155
