Структура биомассы и распределение суммы зольных элементов

В биологический круговорот в распространенных ландшафтах

Массы рассеянных элементов, вовлекаемые

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/(км^2 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

в еловых лесах Карелии, % (составлено автором по данным

Н.И. Казимирова и Р.М. Морозовой, 1973)

Компонент	Биомасса	Прирост	Опад
Структура биомассы
Деревья, т/км^2	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/км^2	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
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
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

Дата добавления: 2014-11-20