СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НАКОПЛЕНИЯ УГЛЕРОДА ОТДЕЛЬНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ БИОГЕОЦЕНОЗА НА ЗАЛЕЖАХ С РАЗЛИЧНЫМИ ЛИТОЛОГИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В КАРГОПОЛЬСКОМ И ЛЕНСКОМ РАЙОНАХ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
Как показали исследования, изъятие почвы из регулярного сельскохозяйственного оборота и перевод ее в залежь со сменой растительного покрова приводит к существенным изменениям в содержании углерода. Характер динамики запасов углерода зависят от ряда факторов (Литвинович и др., 2002; Гузэль, 1999; Чернов и др., 1997; Литвинович и др., 2011; Рыжова и др., 2014; Матинян и др., 2007). В нашем исследовании проведен сравнительный анализ накопления углерода отдельными компонентами биогеоценоза на одновозрастных залежах, сформировавшихся на разных типах почв в условиях средней подзоны тайги. В Каргопольском районе Архангельской области отобраны две пробные площади на залежах 16-летнего и 60-летнего возраста, сформировавшихся на азональных дерново-подзолистых остаточно-карбонатных почвах на карбонатной морене и известковой плите. В Ленском районе Архангельской области исследованы две пробные площади на залежах с возрастом образования 21 год и 60 лет на зональных бескарбонатных дерново-подзолистых почвах. Молодые залежи (16 и 21 год) покрыты луговой растительностью, используются под сенокос. Залежи старшего возраста (60 лет) в настоящее время не имеют хозяйственного использования, зарастают лесом. В Ленском районе у залежи 60-летнего возраста было промежуточное пользование в течение 20 лет под сенокос.
Анализ запасов углерода на одновозрастных залежах почв различных типов показал, что в общем и целом сохраняются закономерности зарастания и накопления органического углерода в старопахотных землях, подчеркнутые нами и другими авторами:
- молодые залежи, покрытые луговой растительностью, накапливают углерод преимущественно в почвах и живом напочвенном покрове;
- залежи старшего возраста, заросшие лесом, аккумулируют углерод в древостое;
- для подроста и подлеска характерны наименьшие доли углерода;
- лесная подстилка формируется на залежах старшего возраста, процесс накопления углерода почвой на молодых залежах распространяется и на лесную подстилку старых залежей.
Анализируя общий запас углерода на залежах, необходимо отметить, что наиболее высокие показатели запасов углерода характерны для 60-летней залежи карбонатных почв. Для молодой залежи этот показатель меньше в 3,7 раза.
На дерново-подзолистых почвах общий запас углерода на залежах в 1,3 раза меньше, чем на карбонатных. На молодых и на 60-летних залежах дерново-подзолистых почв общий запас углерода в экосистеме почти одинаков.
Сравнительный анализ показал, что молодые залежи дерново-подзолистых почв накапливают больше углерода, концентрирующегося в пахотном горизонте, чем молодые залежи карбонатных почв, в 1,6 раза. Возможно, это связано с технологией сельскохозяйственного пользования: на бедных почвах больше вносили удобрения, в т.ч. навоза. Тогда как на залежах старшего возраста в 2 раза больше углерода накапливается на карбонатных почвах.
Выявленная закономерность объясняется тем, что в Ленском районе Архангельской области, где распространены дерново-подзолистые почвы, на протяжении 20 лет земля была отдана под сенокос. Сенокошение задержало развитие древесных и кустарниковых пород, которые, как известно, в большей степени способны накапливать углерод.
Структура общих запасов углерода на залежах, сформировавшихся на разных типах почв, имеет общие черты.
На молодых залежах 90% запаса углерода представлено углеродом почвы. Существенна доля углерода живого напочвенного покрова, в структуре общего запаса она составляет 4-9 %. Несмотря на различный состав залежей и историю их формирования, структура запасов углерода на молодых залежах разных типов почв сходна.
На залежах старшего возраста, сформировавшихся на разных типах почв, в структуре запасов углерода выявлены существенные различия, которые обусловлены не только типами почв, но и характером промежуточного пользования.
На залежах карбонатных почв к 60-летнему возрасту уже сложилась лесная обстановка, древостой способен накапливать значительные запасы углерода. На его долю в структуре запасов углерода приходится 77,8%. Доля почв в накоплении углерода составляет 16,5%.
На залежах, сформировавшихся на дерново-подзолистых почвах, к
60-летнему возрасту лесная обстановка еще не сложилась, древостой редкий, представлен молодняком с высотами 5-7 м, поэтому в структуре запасов углерода доля древостоя составляет 14%. Тогда как более 75% запаса углерода представлено углеродом почвы. Значителен запас углерода в живом напочвенном покрове, составляет 9,5%, обусловлен высоким травостоем из-за сенокосов.
Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:
- На ранних стадиях сукцессии большое влияние на характер накопления углерода отдельными компонентами биогеоценоза оказывают технологии сельскохозяйственного пользования и внесения удобрений для повышения плодородия почв.
- На залежах старшего возраста пул углерода зависит не столько от типа почв, сколько от характера сельскохозяйственного пользования. Сенокошение препятствует развитию лесной растительности и снижает надземный пул углерода. Это нивелирует влияние типа почв (наличия и отсутствия карбонатов).
- На залежах до 60 лет более значима роль почвенного углерода, не зависимо от типа почв и хозяйственного пользования.
