Лаборатория вычислительной экологии
Динамика экосистемных процессов после единичных и массовых ветровалов в широколиственных лесах. Проект РФФИ 20-04-00733.
Проект РФФИ № 20-04-00733. Руководитель к.б.н. Ханина Л.Г.
Название: Динамика экосистемных процессов после единичных и массовых ветровалов в широколиственных лесах.
Аннотация отчета за 2020 г.
Цель проекта – оценить динамику экосистемных процессов (разложения валежа, изменения свойств валежа и почв, изменения растительности) после единичных и массовых ветровалов в подзоне широколиственных лесов на примере заповедника "Калужские засеки", в лесах которого присутствуют как единичные ветровалы, так и участки массового ветровала, который произошел в 2006 году. В первый год выполнения проекта проведены полевые работы на участке массового ветровала в экотопе флювио-гляциальных песков (пос. Ягодное, Ульяновский район, Калужская область): отобрано 182 образца древесины из лежащих стволов восьми видов деревьев разной степени деструкции, 50 почвенных проб под и рядом с валежом разных видов деревьев и 10 почвенных проб на участке вне ветровала; более 250 образцов деревообитающих афиллофороидных базидиомицетов на валеже 8 видов деревьев; проведен учет валежа и подроста на пробных площадях, заложенных в 2010 г.
В лабораториях образцы древесины были высушены при температуре 60?C в течение трех суток, определена их объемная плотность; 102 образца были перетерты и проанализированы на содержание C, N и H на автоматическом CHNS-анализаторе; 67 образцов сданы на определение Ca, P, K, Mg, Cu, Mn, Zn, Al, Cd и Pb методом атомно-абсорбиционной спектрометрии (ICP-OES). Статистический анализ включал построение диаграмм рассеяния, расчет описательных статистик, проведение предварительных регрессионного, корреляционного и дисперсионного анализов. Впервые для 7 видов деревьев широколиственных лесов (Quercus robur, Fraxinus excelsior, Tilia cordata, Acer platanoides, Populus tremula, Picea abies и Betula pendula) получены характеристики объемной плотности и содержания элементов в древесине на пяти стадиях разложения, для Ulmus glabra – на 4х стадиях. Выявлено, что с увеличением стадии разложения объемная плотность древесины уменьшалась в среднем от 0.467 г см-3 на нулевой стадии до 0.050 г см-3 на пятой стадии, минимальные потери наблюдались у березы и ели, максимальные – у клена остролистного. Процентное содержание углерода практически не различалось между стадиями и между видами, оно составляло в среднем 45.4±2.2 %. Процентное содержание азота между видами также значимо не различалось, но различалось между стадиями: оно увеличивалось с возрастанием стадии (в среднем от 0.2 до 0.9 при размахе от 0.1 до 1.7%). Взаимодействие факторов вид – стадия разложения также было значимо: на последних стадиях наиболее высокое содержание азота было у липы, дуба и осины, наиболее низкое – у ясеня, вяза и ели.
Для почвенных образцов в лабораториях были определены физико-химические и микробиологические характеристики; практически все характеристики очень сильно варьировали. Наиболее высокий процент варьирования (до 76%) наибольшего числа характеристик (более двух третей всех рассмотренных) объяснялся видовой принадлежностью валежа. Наше исследование впервые показало, что на массовом ветровале (через 14 лет после события) почвенные характеристики в целом существенно зависят от упавших видов деревьев, но свойства почвенных проб, взятых непосредственно под валежом и рядом с валежом, мало различаются. Это можно объяснить фактом, что на массовом ветровале упавшие стволы лежат довольно близко друг к другу, и невозможно отобрать образцы далее, чем на 0.5 м от ствола. Вероятно, валеж оказывает влияние на почву на таком расстоянии.
Переучет валежа и подроста на пробных площадях показал, что запас валежа в 2020 г. оказался на 27.5% меньше, чем запас, отмеченный на этой же площади в 2010 г.; численность подроста также уменьшилась более, чем в 2 раза, при этом абсолютное доминирование осины сменилось на содоминирование клена остролистного, липы и осины (2.7, 2.6 и 2.3 тыс. шт. га-1, соответственно). Проведена статистическая обработка материала и подана статья в международный журнал по зарастанию сосудистыми растениями лежащих стволов дуба черешчатого на участке старовозрастного леса рядом с пос. Труд (сборы 2016 г.). Впервые статистически показано, что наличие упавших бревен существенно влияет на общее видовое богатство и состав сосудистых видов растений дубравы; увеличение богатства достигается за счет успешного приживания на бревнах бореальных и лугово-опушечных видов растений, нетипичных для широколиственных лесов.
На участке ветровала выявлено 73 вида базидиальных грибов. 36 видов грибов отмечены впервые для Калужской области; найдены крайне редкие и малоизвестные для европейской части России виды грибов —Hyphoderma incrustatum, Leucogyrophana sororia, Peniophorella clavigera, Phlebia subulata, Riopa metamorphosa и др. Выявлено новое местонахождение редкого вида (по кл. IUCN) Subulicystidium perlongisporum.
|
