Изменение продуктивности болотных и травяных экосистем по широтному градиенту

Аннотация

Цель исследования: анализ изменения продуктивности экосистем кустарничково-мохово-лишайниковых, сосново-кустарничково-сфагновых, осоково-сфагновых и травяных болот вдоль широтного градиента.

Методология. Для ряда болотных и травяных экосистем, лежащих на широтном градиенте от 65 до 50° с.ш. и расположенных в интервале долгот от 63 до 95° в.д., рассмотрены величины запасов живой и мертвой, надземной и подземной фитомассы, а также величины надземной (ANP), подземной (BNP) и общей продукции (NPP). Данные приведены для 45 экосистем, сгруппированных в 12 типов от болот лесотундры до опустыненных степей. Растительность экосистем меняется от болотной (мхи, кустарнички и травы) до степной (мезоксерофитные и ксерофитные травы). Приведены усредненные данные для разных типов экосистем.

Основные результаты. Наибольший запас зеленой фитомассы характерен для пойменных лугов (7 т/га), наименьший – для опустыненных степей (0,8 т/га). Запас мертвой надземной фитомассы максимален в низинных болотах лесостепной зоны (10 т/га) и минимален в олиготрофных мочажинах бореальных болот (0,3 т/га). Запас живых подземных органов понижается вдоль широтного градиента от 20 (настоящие степи) до 3 т/га (опустыненные степи), мертвых подземных органов – от 79 (травяные болота лесостепной зоны) до 4 т/га (в рямах средней тайги и опустыненных степях). Надземная продукция наиболее высока в травяных болотах лесостепной зоны (12 т/га в год) и снижается по широтному градиенту вплоть до опустыненных степей (1 т/га в год). Подземная продукция во всех изученных типах экосистем выше надземной и варьирует от 45 (травяные болота лесостепной зоны) до 3 т/га в год (болота в лесотундре). Величина NPP в ряде рассмотренных экосистем изменяется от 57 (травяные болота лесостепной зоны) до 5 т/га в год (болота в лесотундре). Отношение BNP/ANP максимально в опустыненных степях (5,9) и минимально в пойменных лугах (1,9). В интервале широт 56–52° с.ш. находятся экосистемы остепненных лугов, луговых и настоящих степей. Усредненные величины чистой первичной продукции для этих экосистем меняются незначительно – от 22 до 24 т/га в год. В этих же экосистемах формируются наиболее плодородные для данного региона почвы – лугово-черноземные и черноземы обыкновенные. На север и на юг от данной области величина NPP снижается: на север вследствие недостатка тепла, на юг вследствие недостатка влаги.

Заключение. В биотическом круговороте болота отличаются от лугов и степей ежегодным закреплением части входного потока углерода (около 10% от NPP болотной экосистемы) в образующемся торфе. В климаксовых травяных экосистемах входной поток углерода равен его выходному потоку. Эти экосистемы представляют собой механизм громадного газообмена между почвенно-растительным покровом и атмосферой. Болотные экосистемы в отличие от травяных (не болотных) являются накопителями углерода, понижающими содержание СО₂ в воздухе.