CC BY
35
УДК 574.4
ЗАПАСЫ НАДЗЕМНОЙ БИОМАССЫ В БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Екатерина Александровна Сайб
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 8/2, техник-лаборант лаборатории биогеоценологии, тел. (383)363-90-18, e-mail: [email protected]
Определены количественные запасы надземной фитомассы и мортмассы болотных экосистем лесостепи Западной Сибири. Максимальные запасы надземной фитомассы, формируются травами, в экосистеме займища. В экосистеме ряма запасы надземного растительного вещества составляют 570 г/м2, в мезотрофной топи уменьшаются до минимальной величины.
Ключевые слова: болотные экосистемы, рям, мезотрофная мочажина, займище, надземная фитомасса, мортмасса, лесостепь, Западная Сибирь.
STANDING CROP OF ABOVEGROUND PHYTOMASS OF WETLAND ECOSYSTEMS IN THE FOREST-STEPPE ZONE OF WESTERN SIBERIA
Ekaterina A. Sajb
Federal State Institution of Science Institute of soil Science and Agricultural Chemistry of SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Ac. Lavrentiev avenue, 8/2, laboratory technician, Laboratory biogeocenology, tel. (383)363-90-18, e-mail: [email protected]
Standing crop of aboveground phytomass and mortmass in the forest-steppe mire ecosystems of Western Siberia is evaluated. Maximum of standing crop is formed by grasses in the rich fen ecosystem. Total standing crop of the ryam is 570 g*m-2, in the poor fen it is reduced to a minimum value.
Key words: wetland ecosystems, bog, ryam, rich fen, poor fen, aboveground phytomass, mortmass, forest-steppe, Western Siberia.
На территории лесостепной зоны рямы встречаются редко, т.к. здесь они находятся на границе своего ареала. При этом болота верхового типа в данной местности представлены в виде отдельных островков и не образуют крупных болотных массивов. Болотные растительные сообщества на рямах в настоящее время подвержены значительным антропогенным воздействиям: пожарам, рубкам сосновых древостоев, нарушениям растительности от вытаптывания, проходов гусеничного транспорта, осушению займищных окраек, техногенному и бытовому загрязнению [Валуцкий, 1996]. В этом смысле Николаевский рям остается наименее измененным.
Объект исследования «Николаевский рям», находится в лесостепной зоне Новосибирской области (55009' с. ш., 79003' в. д.). Это Западносибирская провинция северных разнотравных степей, тростниковых и крупноосоковых болот [Кац, 1971]. Географическое положение ряма накладывает весьма специфические условия для существования верхового болота. Находясь на большом расстоянии от океана в умеренном климатическом поясе, в лесостепи, где форми-
руется континентальный климат с суровой ветреной и малоснежной зимой и жарким сухим летом. Средняя температура января — 19,9 °С. За зиму до 45-49 дней бывает с метелями. Максимальное количество осадков выпадает в теплый период года. В среднем за год выпадает осадков примерно 400-500мм, что не превышает испаряемость. Поэтому для лета характерна засушливая погода с частыми ветрами, что усложняет существование верховых болот, где они существуют вопреки климату, т.к. их питание происходит за счет атмосферных осадков.
Рям «Николаевский», сформирован несколькими основными болотными экосистемами. По периферии болото окаймляют обводненные тростниковые и осоково-тростниковые сообщества - займища, где доминируют такие виды, как Phragmites australis (45% проективного покрытия), Carex riparia (30% п.п.), Carex cespitosa, Carex rostrata, также встречаются представители разнотравья (Vicia sp., Stachys palustris, Lythrum salicaria).
Центральная часть болота, наиболее возвышенная - рям. Верхний ярус которого сформирован сосной Pinus sylvestris с примесью березы Betula pubescens, единично встречается Pinus sibirica. Микрорельеф хорошо выражен: кочки высотой до 30 см и диаметром до 1,5 м занимают 50% площади ряма. Кочки покрыты вечнозелеными кустарничками Chamaedaphne calyculata, Le-dum palustre, Andromeda polifolia и Vaccinium vitis-idaea. Высота кустарничко-вого яруса 40 см и проективное покрытие 30%. В небольшом обилии присутствуют два вида клюквы Oxycoccus palustris и Oxycoccus microcarpus. В травяном ярусе преобладает Rubus chamaemorus, изредка встречается Eriophorum vaginatum и Drosera rotundifolia. Доминантом мохового яруса является сфагновые мхи: Sphagnum fuscum и Sphagnum capillifolium (80% проективного покрытия). Уровень болотных вод большую часть вегетационного периода колеблется в пределах 20-30 см ниже мохового покрова в межкочьях.
В центре ряма образовалось вторичное озеро, вокруг которого располагается мезотрофная вахтово-осоково-сфагновая мочажина. Доминируют такие осоки, как: Carex rostrata, Carex lasiocarpa, Carex limosa, занимающие 40% проективного покрытия. В том числе встречаются пушица Eriophorum vaginatum (10%), из разнотравья - Menyanthes trifoliata, Comarum palustre. Кустарничко-вый ярус топи сформирован такими видами как Oxycoccus palustris (35% проективного покрытия), также присутствует Chamaedaphne calyculata (8%).
Исследования «Николаевского ряма» проводились в рамках международной программы «The Global Sphagnum Production Project» («Глобальная продукция сфагновых мхов»). За летний сезон 2015 года (с мая по сентябрь), сотрудниками лаборатории биогеоценологии ИПА СО РАН, были сделаны геоботанические описания и проведен отбор проб надземной фитомассы один раз в месяц в течение всего теплого периода года в основных болотных экосистемах Николаевского ряма (займище, рям, мезотрофная топь). Надземную фи-томассу на учетных площадках, размером 40x40 см, срезали на уровне мха, разбирали по видам. Далее живая фитомасса каждого вида была разделена на фракции. У кустарничков выделялись следующие фракции: побеги и листья те-
кущего года, прошлого года и многолетние побеги. Травы делились на зеленые листья и ветошь текущего года. Мортмасса включает следующие фракции: опад, подстилку, сухостой и ветошь прошлого года. Все фракции сушили до постоянного веса и взвешивали. В результате статистической обработки были получены данные по запасам фитомассы в пересчете на г/м2.
В Западной Сибири за последние несколько десятков лет болотоведами Н.И. Базилевич [1967], Н.И. Пьявченко [1967, 1985], В.И. Валуцким [1977], Ф.З. Глебовым [1988] было проведено исследование по определению запасов растительного вещества и продуктивности болотных экосистем.
Результаты нашего исследования показали, что живая фитомасса экосистем болотного комплекса распределяется очень неравномерно и формируется различными растительными сообществами (рис. 1).
Рис. 1 . Соотношение живой фитомассы кустарничков и трав в разных болотных экосистемах, 2015 год
На графике очень хорошо видно, что в ряме запас живой фитомассы образуют кустарнички (418 г/м ), фракция трав имеет незначительный вклад. Запасы фитомассы многолетних вечнозеленых кустарничков формируются двумя видами. В зависимости от вида происходит распределением по фракциям следующим образом: общий запас фитомассы вида Ledum palustre составляет
л
199,3 г/м массы, из которой 20% - прирост текущего года, 32% - прирост прошлого года, 48% - масса многолетних побегов. Вид Chamaedaphne calyculata не
л
превышает 156,2 г/м (12% - прирост т.г., 29% - прирост пр.г., 59% - многолетние побеги). Вклад остальных видов кустарничков составляют лишь 15% от
общего запаса фитомассы ряма, из которых Andromeda polifolia - 33,6 г/м ,
2 ' 2 Vaccinium vitis-idaea - 23,6 г/м , Oxycoccus microcarpus - 4,96 г/м .
В экосистеме займища, в отличие от ряма, кустарнички отсутствуют,
2 2 а в общий запас фитомассы (497 г/м ) основной вклад вносят злаки
(234 г/м2)
2 2 и осоки (253 г/м ), на разнотравье приходится 10,1 г/м .
Мезотрофная мочажина представляет собой переходную зону, где примерно в равных количествах встречаются и кустарнички (45,4 г/м ) и травы (58,9 г/м ). Мочажина является менее продуктивной экосистемой данного болотного комплекса, максимальные запасы фитомассы наблюдаются в экосистеме займища.
1400 1200 1000 ^ 800 "С 60 0 400 200 о
Рям Мочажина Займище
Рис. 2. Запасы мертвой фитомассы (мортмассы) в разных болотных экосистемах, 2015 г.
Следует отметить, что максимальный запас мортмассы достигается на займище (1215 г/м ), т.к. его формируют высокопродуктивные виды осок и злаков (рис. 2). Запас мортмассы ряма более чем в 6 раз меньше и составляет всего 147 г/м2. В мочажине мортмасса почти полностью разлагается, поэтому ее запас
л
составляет всего 80 г/м . Соотношение живой фитомассы и мортмассы в мезо-
2 2
трофной мочажине 104,3 г/м и 80 г/м соответственно. Среди кустарничков здесь доминирует Oxycoccus palustris, осоки (Carex rostrata, Carex lasiocarpa), пушица Eriophorum vaginatum, у кромки водоема Menyanthes trifoliata и Comarum palustre. В условиях переувлажнения и бедного питания растения не дают большого прироста, а отмершие части растений быстро разлагаются. В экосистеме ряма запасы живой фитомассы (422,7 г/м2) превышают в 3 раза запасы мортмассы (147,2 г/м2).
Выводы:
Таким образом, все рассмотренные экосистемы данного болотного комплекса сильно отличаются по видовому разнообразию, по составу растительности и по распределению надземной фитомассы на единицу площади. В экосистеме ряма запасы надземного растительного вещества составляют 569,9 г/м , в мезотрофной топи уменьшаются до минимальной величины - 184,3 г/м , а в экосистеме займища достигают максимума - 1670 г/м . В экосистеме ряма запасы живой фитомассы превышают в 3 раза запасы мортмассы, т.к. здесь доминируют кустарнички, которые являются многолетними вечнозелеными растениями. Соотношение живой фитомассы и мортмассы в мочажине составляет 2 2
104,3 г/м2 и 80 г/м2 соответственно. Займище является наиболее продуктивной экосистемой комплекса, запасы надземного растительного вещества составляют
2 2 455,4 г/м живой фитомассы и 1214,6 г/м мортмассы, благодаря высокопродуктивным видам осок и злаков.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Валуцкий В.И. Сосново-кустарничково-сфагновые и сфагново (или бриево)- кустар-ничковые сообщества островных болотных массивов (рямов) в восточной части Барабы // Зеленая книга Сибири. Редкие и нуждающиеся в охране растительные сообщества. - Новосибирск: Наука, 1996. - С. 254-258.
2. Кац Н.Я. Болота земного шара. - М.: Наука, 1971. - 294 с.
3. Базилевич Н.И. Продуктивность и биологический круговорот в моховых болотах Ва-сюганья // Растительные ресурсы. - 1967. - Т.3. - Вып.4. - С. 567-588.
4. Пьявченко Н.И. Некоторые итоги стационарного изучения взаимодействий леса и болота Западной Сибири // Взаимоотношения леса и болота. - М.: Наука, 1967. - С. 7-42.
5. Пьявченко Н.И. Торфяные болота, их природное и хозяйственное значение. - М.: Наука, 1985. - 152 с.
6. Храмов А.А., Валуцкий В.И. Лесные и болотные фитоценозы восточного Васюганья. - М.: Наука, 1977. - 220 с.
7. Глебов Ф.З. Взаимоотношения леса и болота в таежной зоне. - М.: Наука, 1988 г. -
184 с.
© Е. А. Саиб, 2016
