Бюджет углерода почв в лесах Архангельской области
Известно, что ведущая роль в глобальных изменениях природной среды, принадлежит изменениям в круговороте углерода (в большом геологическом и малом биологическом). С этими процессами связаны биогеохимические циклы всех остальных химических элементов в биосфере. С изменением баланса углерода в большом круговороте связывают явление глобального потепления. В августе 2021 года вышел первый том Шестого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). В нем приводится обновленная информация о физических основах наблюдаемого глобального изменения климата. В частности, подтверждается тот факт, что решающее воздействие на климат сегодня оказывают антропогенные выбросы в атмосферу парниковых газов, из-за которых средняя температура в последние десятилетие оказалась на 1,1° С выше, чем в конце 19-ого века (1850-1900 гг.). Последние пять лет были самыми жаркими за всю историю наблюдений, начиная с 1850 года. Если не произойдет немедленного, быстрого и масштабного сокращения антропогенных выбросов парниковых газов, удержать повышение средней температуры в пределах 1,5° С и даже 2 °С невозможно. Более того, с высокой вероятностью рубеж в 1,5 °С будет достигнут и превышен уже в ближайшие 20 лет. Скорость потепления варьируется в зависимости от региона. Температура над сушей повышается быстрее, чем в среднем по миру. Изменение климата отражается на режиме осадков, вызывая, с одной стороны, более обильные, ливневые дожди и связанные с ними наводнения, а с другой – более длительные периоды без дождей, и как следствие, сильные засухи.
Для понимания значения этих процессов необходима оценка участия лесов в поглощении CO2, оценка продолжительности периода удержания лесными экосистемами органического углерода, то есть важно изучение бюджета углерода. Однако, требуется учитывать и роль разнообразных антропогенных факторов, дестабилизирующих потоки органического вещества.
Подход к оценке продуктивности и биосферной роли биогеоценозов с позиций изучения накопленного ими запаса органического вещества и его динамики приводит еще к одному нетрадиционному выводу – экологические последствия рубки спелых лесов и вовлечение древесины в хозяйственный оборот в целом положительны при условии полноценного восстановления лесов. Лесовосстановление – временная мера. Вместе с тем самая быстрая, в последующее несколько десятилетий, по мере роста молодого леса.
Из-за усыхания роль лесов, как поглотителя углекислого газа и выделителя кислорода, снижается. Помимо экстремальных климатических явлений, усыханию еловых лесов в Архангельской области (которые занимают более 50 % площади, занятой лесной растительностью) способствуют изменения в почве, происходящие за время развития ельника. Подзолообразование в лесах Архангельской области – это неизбежный процесс формирования почвы в условиях прохладного и влажного климата. В исследуемых еловых древостоях формируются подзолистые профили (сподсоли), с мощным горизонтом А2. Они способствуют образованию кислой почвы с низким содержанием кальция и других оснований. В результате подзолообразовательного процесса, проявляющегося в формировании мощного горизонта А2 в черничном свежем типе леса (данный тип леса преобладает в таёжных лесах Архангельской области), отмечается образование водоупорного иллювиального горизонта, который препятствует поднятию капиллярных вод из нижних почвенных горизонтов. Крайнее выщелачивание, характерное для формирования сподсоли, приводит к тому, что окислы железа, алюминия и лигнины из опада хвои крепко цементируют горизонт В, в результате образуется почвенная линза, которая не пропускает ни воду, ни воздух, тем самым лишая находящиеся внизу корни деревьев влаги и питательных веществ. В таких условиях слой почвы, доступный для растительности над слоем линзы, маломощный, а степень поступления питательных веществ к растениям очень низкая.
Этот факт, в сочетании с дефицитом осадков и высокими температурами воздуха в отдельные периоды вегетации, приводит к пересыханию поверхностного корнеобитаемого слоя, которое тем сильнее, чем ниже уровень грунтовых вод. В засушливые периоды на таких участках деревья гибнут от ее недостатка.
Известно, что поглощение СО2 и выделение O2 в процессе фотосинтеза адекватно приросту наземной фитомассы. Сезонный прирост органической массы древесины, как чистая продукция экосистемы, механически вмещает в себя все разнообразные процессы, определяющие синтез органики (интенсивность фотосинтеза) и интегрально отражает их результирующую роль.
Расчеты по общепринятой методике показали, что бюджет углерода почв в лесах Архангельской области составил 632 тыс. С/год.
Публикация подготовлена по результатам исследований, выполненных в рамках государственного задания ФБУ «СевНИИЛХ» на проведение прикладных научных исследований. Регистрационный номер темы: АААА-А 20-120013090061-7
