LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 19
(всего 27)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

10 000,0
33 000,0
40 000,0
3700,0
Азот
35,0
72,0
115,0
22,9
Ежегодная продукция
450,0
850,0
900,0
340,0
Ежегодный захват азота
5,8
4,1
9,5
4,0
Опад
350,0
550,0
650,0
250,0
Ежегодный возврат азота
4,8
3,5
5,7
2,5
Мертвое органическое вещество (торф, лесные подстилки)
3000,0
3500,0
1500,0
10 000,0

Сумма зольных элементов («истинная» зольность) в разных органах деревьев заметно различается. Как следует из данных Л. Е. Родина и Н. И. Базилевич (1965), зольность хвои и тонких веток хвойных деревьев бореальных лесов почти в 10 раз больше зольности древесины стволов. По этой причине зольность общей биомассы лесной растительности, с одной стороны, и массы годовой продукции и опада — с другой, также различаются. Среднее значение суммы зольных элементов в годовой продукции и опаде хвойных лесов северной тайги близко к 1,7 % сухой массы, хвойных и мелколиственных суббореальных лесов — около 2%. На основании указанных значений зольности и данных о массе годовой продукции (см. табл. 10.2) можно сделать вывод о том, что в еловых лесах северной тайги ежегодно в биологический круговорот захватывается 7,6 т/км2, в расположенных южнее более продуктивных еловых и мелколиственных лесах — 17 т/км2 зольных элементов.
Сумма зольных элементов в продукции широколиственных лесов обычно составляет от 2,5 до 4,0 % сухой массы, среднее значение может быть принято равным 3,5%. Масса зольных элементов, захватываемая в биологический круговорот в наиболее продуктивных фитоценозах широколиственных суббореальных лесов — дубравах, равна 31,5 т/км2.
Средние значения концентраций рассеянных элементов в приросте (годовой продукции) и опаде зональных типов растительности пока еще не определены. По этой причине для расчета масс элементов, вовлекаемых в биологический круговорот, приходится использовать ориентировочные средние значения концентрации в годовой продукции всей растительности суши (см. табл. 2.4). Зональная биогеохимическая специфика миграции масс корректируется учетом зольности конкретных типов растительности, что позволяет оценить порядки мигрирующих масс большинства элементов. Конечно, при этом методе расчета нивелируются биогеохимические особенности отдельных элементов. Например, стронций аккумулируется растительностью таежных лесов ниже среднего уровня растительности Мировой суши, а марганец, наоборот, выше этого уровня. Несмотря на указанные погрешности, ориентировочная оценка масс тяжелых металлов и некоторых рассеянных элементов, захватываемых в биологический круговорот в лесных экогеосистемах, создает возможность для сравнения с массами, мигрирующими в других природно-зональных условиях. Результаты расчетов приведены в табл. 12.2. Для расчета масс элементов в годовой продукции сфагновых болот использованы средние значения концентрации элементов в торфе верховых болот (см. табл. 5.6). Биологический круговорот в хвойных таежных лесах. Приведенные данные характеризуют общие черты распределения и миграции масс химических элементов в растительности зоны бореальных и суббореальных лесов. В каждом конкретном регионе и типах экоге-осистем имеются свои особенности. В качестве примера рассмотрим структуру и динамику массообмена в еловых лесах Карелии.




Таблица 12 2
Массы рассеянных элементов, вовлекаемые
в биологический круговорот в распространенных ландшафтах
лесной зоны, кг/(км2 • год)

Химический элемент
Хвойные леса северной тайги
Хвойные и мелколиственные суббореальные леса
Широколиственные суббореальные леса
Сфагновые лесные болота
Fe
30,40
68,00
126,00
150,00
Мn
36,40
81,60
151,20
7,51
Sr
5,32
11,90
22,10
6,80
Ti
4,94
11,10
20,50
40,12
Zn
4,56
10,20
18,90
6,26
Cu
1,22
2,72
5,04
1,22
Zr
1,14
2,55
4,72
1,43
N1
0,30
0,68
1,26
1,36
Cr
0,26
0,59
1,10
1,09
V
0,22
0,51
0,94
1,02
Pb
0,19
0,42
0,79
1,20
Co
0,07
0,17
0,31
0,23
Mo
0,07
0,15
0,28
0,10
Sn
0,04
0,08
0,16

Ga
0,01
0,02
0,03
0,40
Cd
0,005
0,012
0,022

Средняя зольность, %
1,7
2,0
3,5
2,5
Захват суммы зольных элементов, т/(км2 год)
7,6
17,0
31,5
8,5

Еловые леса широко распространены в регионе южнее 63 ° с. ш. и занимают более половины его территории. Наряду с господствующей породой деревьев — елью (Picea excelsa) в качестве примеси присутствуют береза (Betula verrucosa, В. pubescens), осина (Populus tremula), ольха (Alms incand). Мохово-кустарничковый ярус представлен черникой (Vaccinium myrtillus), гипновыми мхами, отдельными экземплярами брусники (Vaccinium uliginosum) и цветковых растений. Биомасса ельников в возрасте 100—150 лет достигает Ю-103 т/км2 сухого вещества, но часто имеет меньшую величину. Как следует из данных табл. 12.3, основную часть биомассы еловых лесов составляют деревья, причем преобладающая часть их массы находится в стволах. В приросте и особенно в опаде возрастает относительное значение хвои и мохово-кустарничкового яруса. Если по отношению к биомассе деревьев масса мохово-кустарничковой растительности составляет 2 —3 %, то масса опада этой растительности равна 10 % от массы опада деревьев.
Распределение суммы зольных элементов не повторяет структуру биомассы. Около половины всего количества зольных элементов, содержащихся в биомассе, приурочено к опадающим органам деревьев, в опаде основная часть зольных элементов находится в хвое. На поверхность почвы с опадающей хвоей поступает 80 % зольных элементов от всего их количества в опаде, с опадающими органами мохово-кустарничковой растительности — 10% Опад — не единственный путь освобождения живых растительных тканей от зольных элементов. Некоторое их количество поступает в кору деревьев, где надолго закрепляется Поэтому в общем балансе движения масс элементов в лесных фитоценозах следует учитывать не только возврат элементов в почву, но также их вывод в кору деревьев Количество зольных элементов, выводимых в кору елей (0,26 — 0,70 т/км2), соизмеримо с возвратом зольных элементов, поступающих на поверхность почвы с спадом кустарничковой растительности
Таблица 12.3
Структура биомассы и распределение суммы зольных элементов
в еловых лесах Карелии, % (составлено автором по данным
Н.И. Казимирова и Р.М. Морозовой, 1973)

Компонент
Биомасса
Прирост
Опад

Структура биомассы




Деревья, т/км2
4000-10000
400-900

200-550
Отдельные части




деревьев, %




хвоя
10-15
36-38

56-60
ветви
12-17
8-9

8-9
стволы
50 -60
41-43

22-25
корни
17-19
12-13

9-10
Мохово-кустарничковая растительность, т/км2
80-350
20-60

20-60
Сумма зольных элементов




Отдельные части деревьев




хвоя и листья
40-50
79-80
76-81

ветви
13-18
4-5
2-3

стволы
19-33
10-11
4

корни
12-14
4-5
2-3

Мохово-кустарничковая растительность
3-8
5-9
7-10


Оценка движения масс главных зольных элементов представлена в табл. 2.4.
Таблица 12.4
Содержание зольных элементов в фитоценозе еловых лесов Карелии, т/км2 (составлено автором по данным Н. И. Казимирова и Р.М.Морозовой, 1973)

Химический элемент
Биомасса

Продукция

Опад


1
2
1
2
1
2
Ca
20,5
15,0-26,0
3,25
2,0-4,5
2,75
1,55-4,0
К
11,0
5,0-17,0
1,55
0,7-2,4
1,3
0,6-2,0
Si
5,25
4,0-6,5
1,45
1,0-1,9
1,35
0,9-1,8
Mg
3,25
2,5-4,0
0,55
0,4-0,7
0,45
0,3-0,6
P
3,0
1,5-4,5
0,40
0,2-0,6
0,30
0,1-0,5
Mn
2,0
1,5-2,5
0,34
0,22-0,45
0,29
0,19-0,39
S
0,80
0,6-1,0
0,17
0,12-0,21
0,16
0,12-0,19
Al
0,75
0,5-1,0
0,15
0,1-0,2
0,13
0,07-0,18
Fe
0,75
0,35-0,80
0,09
0,05-0,12
0,08
0,04-0,11
Na
0,15
0,05-0,25
0,03
0,01-0,05
0,02
0,01-0,03
Сумма
42,90
31,9-63,6
7,90
4,7-10,7
6,78
4,9-9,0

Примечание. 1— среднее арифметическое; 2 — пределы значений.
На основании этих данных можно заключить, что кальций, калий и кремний участвуют в биологическом круговороте еловых лесов в количестве от 1 до 2 — 3 т/км2 в год каждый Участие магния, фосфора, марганца, серы и алюминия измеряется сотнями килограммов на 1 км2 в год, железа и натрия — десятками килограммов на 1 км2 в год. Данные о концентрации рассеянных элементов в растениях, практически составляющих биомассу еловых лесов, приведены в табл 12.5. Во-первых, наблюдается сильная вариация концентраций в образцах Коэффициент вариации редко опускается ниже 60 % и часто превышает 100 % Во-вторых, несмотря на сильную вариацию концентраций, заметна биогеохимическая специализация растений и их органов. В коре ели более высокая концентрация стронция, бария и титана, чем в хвое, где больше никеля и цинка. Концентрации некоторых металлов выше в корнях черники, чем в стеблях. В-третьих, на уровнях концентрации элементов сказывается влияние зональных и локальных факторов. Концентрация стронция в хвое и коре ели, а также в чернике значительно ниже, чем средняя концентрация этого элемента в массе спада растительности всей суши. Влияние зональных факторов сказывается на активном выносе этого элемента. В то же время повышенная концентрация свинца и цинка отражает особенности коренных пород, содержащих в данном районе рассеянную сульфидную минерализацию.
Таблица 12.5
Концентрация рассеянных элементов в главных растениях
еловых лесов Карелии, мкг/г золы

Химический элемент
Ель (Picea excelsd)



Черника ( Vacclnium myrti/lus)




хвоя

кора

надземная часть

корни


M
V, %
M
К %
M
V, %
M
V, %
Zn
1250
98
1188
90
751
190
1515
161
Ва
390
65
456
76
465
71
578
22
Ti
102
100
170
330
113
130
86
110
Сu
86
86
88
60
107
90
124

<< Пред. стр.

страница 19
(всего 27)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign