Круговорот углерода в лиственничных лесах якутского сектора криолитозоны

• Автор: Максимов, Трофим Христофорович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 303 с. : ил.

Содержание
Введение.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ КЛИМАТИЧЕСКИХ

ИЗМЕНЕНИЙ В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ

1.1. Последние изменения в климате

1.2. Радиационноактивные парниковые газы.

1.3. Наземный покров

1.4. Водный и тепловой обмен

1.5. Поставка пресной воды в Северный Ледовитый океан.

1.6. Якутский сектор криолитозоны.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Экологоклиматические особенности условий произрастания
растений.
2.2. Описание территории исследований.
2.3. Методы исследования
2.3.1. Гидрометеорологические
2.3.2. Рост и развитие растений
2.3.3. Углекислотный газообмен растений
2.3.4. Концентрация СО
2.3.5. Почвенное дыхание.
2.3.6. Водный обмен
2.3.7. Эддиковариационные измерения.
2.3.8. Модельные опыты по изучению влияния возможных изменений климата.
2.3.9. Математическая обработка данных.
ГЛАВА 3. СТРУКТУРНОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
БОРЕАЛЬНЫХ ЛИСТВЕННИЧНИКОВ.
3.1 Биологическая продуктивность лиственничного леса ЫРР.
3.1.1. Биоморфологические особенности растений
лесных экосистем
3.1.2. ixi основная лесообразующая порола Севера. 3.2 Фотосинтетическая деятельность лиственничного леса.
3.2.1. Суточная и сезонная динамика фотосинтеза.
3.2.2. Соотношение фотосинтеза и дыхания.
3.3. Водный обмен растений лиственничного леса.
3.3.1. Сезонная динамика водного обмена растений.
3.3.2. Сопряженность движения воды в растениях и почве.
Краткие выводы
ГЛАВА 4. ЭМИССИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА ЛИСТВЕННИЧНЫМИ ЭКОСИСТЕМАМИ
4.1. Концентрация углекислого газа в лиственничном лесу
4.2. Почвенное дыхание лиственничного леса
4.2.1. Суточная и сезонная динамика почвенного дыхания.
4.2.2. Зависимость эмиссии от факторов окружающей среды
Краткие выводы
ГЛАВА 5. ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ ПОТОКИ ЭНЕРГИИ, ВЛАГИ И СОг В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ
5.1 Потоки энергии и влаги в лиственничном лесу.
5.2 Сопряженность потоков влаги и углекислого газа
Краткие выводы
ГЛАВА 6. ОТВЕТНАЯ РЕАКЦИЯ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД ЯКУТИИ НА ВОЗМОЖНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА.
6.1 Рост и развитие.
6.2 Водный обмен
6.3 Фотосинтез и дыхание
Краткие выводы
ГЛАВА РОЛЬ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ КРИОЛИТОЗОНЫ В
УГЛЕРОДНОМ БАЛАНСЕ
Краткие выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Несмотря на достоверные данные о том, что потепление может усилить продуцирование па высоких широтах посредством механизма доступности почвенного азота растениям, продуктивность не может возрасти в случае, если ее будут лимитировать другие факторы. Например, среди наиболее азотлимитированпых бореальных экосистем есть леса на почвах с крупнозернистой текстурой, причем зачастую находящиеся в условиях стресса засухи изза низкого удерживания влаги в почве и неглубоких корневых систем i . Аляски . В ответ на недавнее потепление рост деревьев, находящихся ниже верхней границы лесов на теплых, сухих участках, снизился, тогда как рост деревьев, находящихся на границе, в частности, во влажных районах, увеличился i, . Таким образом, наблюдается существенная пространственная изменчивость реагирования роста ели на недавнее потепление в Аляске, а исследования, проведенные на других видах по всему бореальному лесу, говорят о том, что реакция роста на потепление зависит от взаимодействий температуры, срока и количества осадков i . i , i, i. Потепление также может способствовать потере углерода в виде С в наземных экосистемах высоких широт путем увеличения интенсивности зимнего разложения и посредством усиления разложения углерода наземного происхождения в водных экосистемах. Ряд исследований, первоначально проведенных вблизи трансскт дальневосточного и Аляски, показал, что зимнее разложение представляется важным компонентом ежегодного бюджета обмена С между экосистемами высоких широт и атмосферой , i, i i, iv . . . . i, i i, . В общем ожидается, что зимнее разложение увеличится с повышением температуры почвы. Особенно интересная гипотеза касается степени, с которой тепло от активности микробов может усилить разложение в почвах высоких широт iv . Азот, высвобожденный зимним разложением, может быть мснсс доступен растениям, чем высвобожденный в летнее время азот, изза зимнею покоя растений, фиксации азота почвенными микробами в зимний период и утери азота наземными экосистемами во время весеннего стока. i . После весеннего стока концентрация растворенного и взвешенного органического углерода в водных экосистемах высоких широт хороню коррелирует с величиной атмосферных осадков. Также происходит существенное увеличение концентрации углерода в реках после пожаров iv, . Таким образом, возрастание количества осадков или увеличение частоты нарушений природной среды пожарами на высоких широтах могут усилить поставку и последующее разложение органического углерода почвы в водных экосистемах. Арктические реки также поставляют значительное количество органического углерода в Северный Ледовитый океан Романкевич и Ветров, . Ключевой неопределенностью в вопросе об усилении этого потока остается возможность повышенного высвобождения С в результате непосредственного разложения в прибрежных экосистемах, или же углерод будет депонирован в морских отложениях. Также подсчитано, что примерно половина углерода, поступающего в Северный Ледовитый океан, привносится реками, а другая половина поступает вследствие эрозии почв побережья Северного Ледовитого океана. Предполагается, что некоторая часть этого углерода может осесть в океанических отложениях, другая часть будет непосредственно разлагаться в прибрежных арктических экосистемах. Береговая эрозия за последние десятилетия увеличилась в связи с сокращением летнего ледового покрова в Северном Ледовитом океане. Ожидается, что если морской лед продолжит отступление, то вынос органического материала из почв вдоль побережья Северного Ледовитого океана в течение следующего тысячелетия будет возрастать, увеличивая поступление С из Арктики в атмосферу. Реагирование обмена СН4 на изменение климата. В связи с потеплением климата в целом ожидается резкое повышение эмиссии СН из болотистых местностей . Ваганов и др.