Анализ динамики углерода в почвах хвойно-широколиственных лесов при разных сценариях внешних воздействий на лесные экосистемы

• Автор: Кубасова, Татьяна Сергеевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Оглавление
Глава Г Круговорот и динамика органического вещества в лесных экосистемах развитие базовых представлений

1.1 .Смены точек зрения на взаимосвязь лесной растительности и почвы

1.2. Лесная типология

1.3. Роль окружающей среды в продуктивности лесных экосистем

1.3.1. Почва

1.3.2. Климат

1.4. Биологический круговорот элементов в лесных экосистемах

1.4.1. Круговорот углерода

1.4.2. Биологический круговорот углерода в лесных экосистемах

1.5. Круговорот органических веществ в лесных экосистемах проблема определения запасов углерода и основные подходы к моделированию системы лес почва
1.5.1. Определение запасов углерода в лесных экосистемах
1.5.2. Подходы к моделированию в системе леспочва
1.5.3. Система моделей биологического круговорота углерода и азота ЕНМСЮ и подмодель динамики органического вещества лесных почв ЯОМиЬ
Глава 2. Динамика органического вещества в почвах лесных экосистем при сильных внешних воздействиях
2.1. Динамика органического вещества в лесных экосистемах при пожарах
2.1.1. Классификация лесных пожаров
2.1.2. Влияние климатических, растительных и почвенных условий на возникновение и распространение лесных пожаров
2.1.3. Влияние лесных пожаров на почву и растительность
2.1.4. Потоки органического вещества при пожарах
2.1.5. Восстановление леса после пожара
2.2. Динамика органического вещества в лесных экосистемах при массовых ветровалах
2.2.1. Влияние массовых ветровалов на почву и растительность
2.2.2. Потоки органическог о вещества при массовых ветровалах
2.2.3. Восстановление леса после ветровала
2.3. Динамика органического вещества в лесных экосистемах при сплошных рубках главного пользования
2.3.1. Влияние сплошных рубок на почву и растительность
2.3.2. Потоки органического вещества при сплошных рубках
2.3.3. Восстановление леса после сплошных рубок
2.4. Динамика органического вещества в лесных экосистемах при землепользовании
2.4.1. Классификация систем землепользования
2.4.2. Влияние традиционного землепользования на почву и растительность
Глава 3. Система подмоделей ЕИМСЮ и методика подготовки входных данных, объект исследования, сценарии сильных внешних воздействий
3.1. Основные особенности системы моделей ЕЕ1МОО
3.1.1. Основные уравнения 5
3.1.2. Расчет доступной солнечной радиации и доступного азота в случае конкуренции среди деревьев
3.1.3 Перевод дендрометрических характеристик в биомассу дерева как процедура инициализации модели
3.1.4 Отмирание
3.2. Моделирование разложения органического вещества в почве ЯОМиЬ
3.2.1. Основные предположения и формулировка модели ЯОМиЬ
3.2.2. Оценка скоростей трансформации органического вещества почвы
3.2.3. Определение минерализованного гумуса и доступного для растений азота
3.3. Методика подготовки входных данных в систему моделей ЕПМОИ и модель динамики органического вещества почвы ЯОМиЬ
3.3.1. Подготовка системы моделей ЕИМОО к работе
3.3.2. Подготовка входных данных
3.4. Объект исследования
3.4.1. Общие положения
3.4.2. Климат
3.4.3 Почвы
3.4.4 Растительность
3.4.5. История природопользования
3.5. Сценарии сильных внешних воздействий
3.5.1. Естественное развитие лесной экосистемы
3.5.2. Развитие лесной экосистемы при различных видах пожаров
3.5.3. Развитие лесной экосистемы при рубках
3.5.4. Развитие лесной экосистемы при ветровалах
3.5.5. Развитие лесной экосистемы при землепользовании
Глава 4. Результаты модельных исследований оценка динамики органического вещества в системе лес почва после сильных катастрофических внешних воздействий
4.1. Результаты моделирования естественного развития древостоев в разных типах леса
4.2. Результаты моделирования развития лесных экосистем при пожарах
4.2.1. Низовые пожары
4.2.2. Верховые пожары
4.3. Результаты моделирования развития лесных экосистем при сплошных рубках
4.4. Результаты моделирования развития лесных экосистем
при ветровалах
Глава 5. Результаты модельных исследований оценка динамики органического вещества в системе лес почва после исторических реконструкций последствий традиционного землепользования
5.1. Результаты моделирования подсечноогневой системы земледелия
5.2. Результаты моделирования переложной системы земледелия
5.3. Результаты моделирования трехпольной системы земледелия
5.3.1. Трехпольная система земледелия без внесения удобрения
5.3.2. Трехпольная система земледелия с внесением удобрения
Выводы
Список литературы


П. Ремезов сделали малый биологический круговорот элементов предметом специальных экспериментальных исследований. Под влиянием биогеохимических идей В. И. Вернадского, идеологических установок В. Р. Вильямса, научных исследований Б. Б.Полынова в х гг. Первые исследования такого типа были начаты в России Б. Б. Полыновым. Их продолжили затем Н. П. Ремезов, Н. И. Базилевич и I Родин. М.А. Глазовская, В. А. Ковда, А. А.Титлянова. Виктор Абрамович Ковда развил учение о роли почв и растительности в биосфере. По его представлениям развитие и функционирование активного живого вещества изменило океан, атмосферу, поверхность земной коры. Биосфера, планетарная оболочка является многокомпонентной открытой системой. Растения, животные и почвенный покров образуют на суше сложную глобальную экологическую систему, которая формирует биомассу, связывает и перераспределяет солнечную энергию, углерод атмосферы, влагу, кислород, водород, азот, фосфор, серу, кальций, калий и другие биофильные элементы и генерирует свободный кислород. Именно благодаря деятельности системы атмосфера почва растения животные микроорганизмы сложился биогеохимический круговорот элементов. Биогеохимический цикл химических элементов тесно связан с жизнедеятельностью растительности и внутрипочвенной микрофлоры, микро и мезофауны Ковда, . В целом для биосферы бесспорна огромная активная аккумулирующая роль растений и как следствие образование конкретного почвенного покрова Ковда, . Перелом в развитии работ в области лесного почвоведения произошел в результате постановления правительства СССР от 6 июня г. После этого в системе Главного управления лесоохраны и лесонасаждении при СНК СССР был создан Всесоюзный научноисследовательский институт лесного хозяйства и при нем организованная Степановым лаборатория лесного почвоведения Ремезов, Погребняк, . Сменивший Степанова Н. П. Ремезов разработал программу развития систематических исследований по лесному почвоведению Ремезов, Погребняк, . Н.П. Ремезовым, была создана лаборатория, широко развернувшая работы по изучению почв лесных массивов, взаимозависимости между свойствами почв и типами леса. Были проведены работы по изучению биологического круговорота элементов в лесах. Впервые был дан точный количественный учет потребления азота и зольных элементов лесной растительностью и ряда почвенных процессов. Изучая круговорот органического вещества и азота, Н. П. Ремезов пришел к выводу, что лесная растительность не обедняет почву азотом, а напротив, в лесной подстилке аккумулируются азот и некоторые другие элементы Ремезов, . Эти исследования позволили пересмотреть ряд прежних представлений о взаимоотношениях между почвой и растительностью. Позже исследования по круговороту веществ и энергии в лесных биогеоценозах, начатые Б. Б. Полыновым и продолженные Н. П. Ремезовым, были расширенны и охватили все зональногеографические растительные формации Базилевич, Родин, . Была предложена классификация типов малого биологического круговорота Базилевич, . Введены понятия емкости биологического круговорота как отражения объема годичног о круговорота химических элементов питания, скорости круговорота на основе отношения запаса подстилки к опаду зеленой части позволяющего составить представление о скорости деструкционных процессов и высвобождении химических элементов, химизма обращающихся в биологических циклах химических элементов. Определены важнейшие понятия фитомасса живое растительное органическое вещество в надземной и подземной сферах с расчленением на структурные элементы зеленые ассимилирующие органы, одревесневшие надземные части, подземные органы мортмасса мертвое растительное органическое вещество, включающее сухостой, отмершие кусты, валеж, сухие ветки в кроне, ветошь трав, подстилку, отмершие подземные органы продукция ежегодно создаваемое растительное органические вещество с разделением на зеленые, одревесневшие надземные и подземные части Родин, Базилевич, . Также доказано широкое варьирование отношения продукции к запасу фитомассы в зависимости от климатических особенностей и жизненных форм растений, слагающих фитоценозы Базилевич, .