Запасы и потоки углерода в агроценозах Минусинской впадины

• Автор: Донская, Ольга Леонидовна
• Шифр специальности: 03.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 183 с. : ил.

Глава 1. Состояние изученности вопроса
Глава 2. Объекты и методы исследований
2.1. Объекты исследований
2.2. Экологические условия региона исследований
2.3. Методы исследований
Глава 3. Агроценозы
Глава 4. Продукция агроценозов
4.1. Динамика продукции агроценозов
4.2. Аккумуляция годичной продукции агроценозов
4.3. Аккумуляция годичной продукции в ландшафтно-климатических зонах
Глава 5. Гумуснос состояние почв пахотных массивов
Глава 6. Круговорот и баланс углерода в агроценозах
Общие выводы
Литература
Приложения

Углерод выполняет планетарную роль в создании живого вещества, формировании почвенного покрова и его плодородия. По современным оценкам Д.С. Орлова и О.Н. Бирюковой (1995), средние запасы углерода в почвах России составляют 296 • 109 т, из которых 67% сосредоточено в почвах Сибири (Титлянова, Булавко, Кудряшова и др., 1998).
Проблемы национального углеродного баланса, связанные с прогнозируемым изменением климата, сосредоточили основное внимание исследователей на лесных территориях (Ведрова, 2002; Ведрова, Мухортова, Стаканов, 2002). Это выявило недостаточность знаний о вкладе агроценозов в основные процессы круговорота и баланса углерода. Между тем, сельскохозяйственное использование земель, сопровождающееся усилением минерализации и отчуждением части органического вещества с урожаем, снижает содержание гумуса и приводит к добавочному поступлению СОг в атмосферу. Так, почвенным покровом Красноярского края за 150 лет сельскохозяйственного использования потеряно 49,05 • 106т углерода гумуса (Титлянова, Чупрова, 2003). Весьма значительна роль агроценозов и как источника стока СО2 для атмосферы, причём эмиссия далеко не пропорциональна доле сельскохозяйственных угодий в общей площади территории (Сиротенко, Шевцова, Володарская, 2002). Высокая сельскохозяйственная освоенность юга Средней Сибири, в том числе и Минусинской впадины, в административных границах Хакасии, влечет за собой заметные изменения в сложившихся природных циклах углерода. В количественном отношении такие процессы изучены мало.
Цель данной работы - оцепить запасы и потоки углерода в агроценозах Минусинской впадины, в административных границах Хакасии, и определить влияние агроценозов на сток С02 в атмосферу.
Задачи исследования:
- сформировать банк данных урожайности полевых культур и содержания гумуса в почвах разного классификационного подразделения (тип - подтип) и территориального распространения (административный район - природная зона);
- определить интенсивность продукционного процесса в агроценозах и его динамику за 30-летний период (1971-2000 г.г.);
- получить количественные оценки запасов углерода в растительном блоке агроценозов;
- оценить гумусное состояние почв и определить запасы углерода в почвенном блоке агроценозов; дать оценку баланса углерода в агроценозах разных природных зон региона.
На защиту выносятся количественные оценки гумусного состояния почв, запасов углерода в почвенном и растительном блоках агроценозов Минусинской впадины, в административных границах Хакасии, характеризующиеся положительным балансом углерода и выполняющие роль стока СОг в атмосферу.
I кучная новизна работы: На основе статистической обработки и обобщения большого массива данных урожайности полевых культур (1971 - 2000 г.г.), содержания гумуса и состава органического вещества в почвах получены количественные характеристики баланса углерода в агроценозах Минусинской впадины, в пределах Хакасии. Гумусное состояние почв региона оценено по содержанию, запасам и профильному распределению гумуса. Впервые определены депонированные запасы углерода в почвенном покрове региона, равные 42 млн. т, из которых 21% приходится на легком и иерализуемое органического вещество. Запасы ЛМОВ в почвенном блоке агроценозов уменьшаются в ряду лесостепь > степь > сухостепь. Новые материалы, количественно описывающие основные потоки (обменные процессы) углерода в системе атмосфера - агрофитоцеиоз - почва свидетельствуют о том, что агроценозы Минусинской впадины (в пределах Хакасии) задерживают углерод в фитомассс, являясь тем самым стоком углерода атмосферы.
Теоретическая и практическая значимость работы: Результаты
исследований вносят вклад в решение теоретических вопросов влияния, агроценозов на цикл углерода и сток СО2 в атмосферу. Полученные данные могут быть использованы для качественной оценки земельных ресурсов Хакасии, для научно-обоснованного прогноза изменения гумусного состояния почв при их
Плотниковой (Аринушкина, 1970). Количественные оценки Слов и Сцои и разных почвах региона были выполнены И.С. Швабенланд (2002). Сстабильного гумуса определили как разницу между содержанием углерода гумуса и углеродом подвижного гумуса (Ссгаь.гумус = Срум. - Сцов)- Запасы Слов , Сцов и Сстав.гумусл в разных агроценозах оценены нами как средневзвешенные значения с учётом распространённых на них почвах. Депонированные запасы Сцов , Слов, Сстаб.гумуса вычислили, исходя из площадей разных почв и агроцепозов.
Эти данные послужили исходным материалом для оценки следующих потоков деструкционного звена круговорота углерода: а) разложение ЛОВ, б) минерализация ЛОВ, в) гумификация ПОВ, г) минерализация ПОВ, д) суммарный минерализационный поток ((минерализация ЛОВ +
минерализация ПОВ) — гумификация ЛОВ). Интенсивность разложения устанавливалась но константам, полученным В.В. Чупровой (1997), И.С. Швабенланд (20026).
Баланс углерода оценён разницей между входом углерода в агроценозы за счёт созданной чистой первичной продукции и выходом углерода из агроценоза в результате минерализационных процессов и отчуждения части продукции с урожаем.
Статистическую обработку полученных данных проводили по программе Б1абзНса.