Цикл углерода в культурах сосны на отвалах вскрышных пород Назаровского угольного разреза

Горбунова, Юлия Викторовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Цикл углерода в культурах сосны на отвалах вскрышных пород Назаровского угольного разреза
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Цикл углерода в культурах сосны на отвалах вскрышных пород Назаровского угольного разреза"

На правах рукописи

Горбунова Юлия Викторовна

ЦИКЛ УГЛЕРОДА В КУЛЬТУРАХ СОСНЫ НА ОТВАЛАХ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД НАЗАРОВСКОГО УГОЛЬНОГО РАЗРЕЗА

03.00.27 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Красноярск - 2007

003055389

Работа выполнена на кафедре геоэкологии эколого-биологического факультета в ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Научный руководитель

доктор биологических наук, профессор Шугалей Людмила Степановна Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Мукина Любовь Романовна

кандидат биологических наук, доцент Кураченко Наталья Леонидовна

Ведущая организация Хакасский государственный университет

Защита диссертации состоится «20» апреля 2007 г. в 9 — часов на заседании диссертационного совета Д 220. 037. 01 при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, проспект Мира, 90. Факс: (3912) 27-86-52

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «у2?» марта 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Полонская Д.Е.

Актуальность темы. Биосферная роль лесных экосистем заключается в стабилизации С02 атмосферы. До недавнего времени потоки углерода в системе атмосферно-биосферных связей беспрепятственно регулировались растительным покровом. Но трансформация растительного покрова вследствие пожаров, рубок леса, эрозионных процессов, а также отчуждение естественных земель под промышленные объекты, угольные разрезы и агроценозы ослабили механизмы регулирования потоков углерода в биосфере и размеры секвестра атмосферного С02 биотой.

Особенно влияние антропогенного фактора на обмен углерода в системе атмосфера <-> растительность +-* почва <-» атмосфера проявляется в регионах издавна освоенных человеком. Так, лесостепи Красноярского края занимают всего 7% площади края, на них проживает более 58% населения, производится 65% промышленной и 40% сельскохозяйственной продукции ВосточноСибирского экономического района. В результате антропогенного воздействия лесистость здесь снижена до 5-40%. Сельскохозяйственная освоенность ландшафтов выше, чем в европейской части России и составляет 40-60%. Экологическая оптимизация ландшафтов и сохранение земель сельскохозяйственного фонда возможна лишь при использовании под лесные культуры неудобных и непригодных для сельскохозяйственного производства территорий. Исследования по рекультивации радикально нарушенных экосистем при добыче угля открытым способом в Сибири проводились ранее [Трофимов, Овчинников, 1970; Трофимов, 1974; Проблемы рекультивации .., 1974; Шугалей, .Яшихин, Нефодина, 1984; Шугалей, Яшихин, Дмитриенко, 1996; Шугалей, 1997; и др.] и показали возможность создания лесных культур на отвалах. Экологическое состояние искусственных лесных экосистем в полной мере оценивается по уровню обменных процессов в системе атмосфера <-> растительность *-* почва <-> атмосфера.

Цель - анализ углеродного цикла в искусственных лесных экосистемах, созданных на отвалах вскрышных пород Назаровского угольного разреза, как меры их экологического состояния.

Основные задачи:

- установить запасы углерода в основных компонентах блока «растительность»: фитомассе древостоев и напочвенного покрова, фитодетрите;

- определить интенсивность основных потоков углеродного цикла (затраты углерода атмосферы на создание годичной продукции, освобождение углерода при разложении различных компонентов фитодетрита, включение углерода в синтез гумусовых веществ, возврат углерода в атмосферу);

- выявить влияние фитоценозов на формирование органического вещества (углерода) инициальных почв.

Научная новнзна. Впервые изучены основные звенья круговорота углерода в системе атмосфера «-► растительность «-► почва*-» атмосфера в * искусственных лесных экосистемах, созданных на отвалах вскрышных пород.

Впервые дана оценка органического вещества инициальных почв, формирующихся на отвалах угольного разреза, с позиции разной устойчивости его составляющих к микробиологическому разложению.

Защищаемые положения:

1. Искусственные лесные экосистемы, созданные на отвалах вскрышных пород, являются стоком для углерода атмосферы. Величина чистой экосистемной продукции определяется возрастом и густотой (полнотой) древостоев.

2. В эмбриоземах под культурами сосны за 20- 30-летний период сформировались запасы органического углерода, сопоставимые с таковыми в зональных почвах, но с повышенным содержанием лабильных и подвижных форм.

3. Лесные экосистемы, созданные на хаотичных смесях отвалов вскрышных пород, характеризуются высокими запасами и интенсивностью основных потоков круговорота углерода, способны выполнять средообразующие и биосферные функции.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Красноярского краевого фонда науки (грант № 05-05-97704).

Практическая значимость. Полученные материалы по круговороту углерода в искусственных лесных экосистемах свидетельствуют о целесообразности создания на отвалах вскрышных пород Назаровского угольного разреза лесных массивов водоохранного, почвозащитного, санитарно-гигиенического и рекреационного назначения.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 10 работ. Результаты исследований докладывались на региональных и всероссийских научных конференциях: Всероссийской студенческой конференции «Студенческая наука - взгляд в будущее» (Красноярск, КрасГАУ, 2005); на Ш Всероссийской научной конференции «Современные проблемы почвоведения Сибири и оценки земель» (Томск, 2005); конференции, посвященной 75-летию кафедры почвоведения Иркутского государственного университета (Иркутск, 2006); конференции молодых ученых Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН (Красноярск, 2006), на заседании Красноярского отделения Докучаевского общества почвоведов (Красноярск, 2007).

. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложения. Общий объем составляет 152 страницы. Диссертация содержит 21 таблицу и 18 рисунков. Список литературы включает 210 наименований, в том числе 22 - на иностранных языках.

Личный вклад. Эксперименты, обработка и интерпретация полученных результатов выполнены лично автором.

Глава 1

Рекультивация земель и круговорот углерода в лесных экосистемах (обзор литературы)

Глобальная роль леса, состоящая в поддержании гомеостаза природной среды, не вызывает сомнений. Создание лесных массивов рекреационного, почвозащитного, санитарно-гигиенического и водоохранного назначения на породах, вынесенных на поверхность в процессе добычи полезных ископаемых, является одной из основных проблем экологии [Моторина, Забелина, 1968; Calles, 1968; Моторина, Зайцев, Ижевская и др., 1969; Darmer, Bauer, 1969; Трофимов, Овчинников, 1970; Bauer, 1971; Belleport, 1971; Моторина, 1972; Кириллов, Овчинников, Федосеева, 1972; Мельников, 1973; Кириллов, Овчинников, 1974; Трофимов, 1974; Трофимов, Титлянова, Клевенская, 1978; Шугалей, Яшихин, Нефодина, 1984; Шугалей, Яшихин, Дмитриенко, 1996].

В главе рассматриваются современные представления о биологическом круговороте углерода в лесных экосистемах. Показано, что он определяется запасами углерода в основных блоках экосистемы «растительность» и «почва» и совокупностью продукционных, деструкционных процессов, а так же процессов ресинтеза органических соединений [Базилевич, 1976; Титлянова, 1977; Базилевич, Титлянова, 1978; Титлянова, Тесаржова, 1991; Базилевич, 1993; Ведрова, 1996; 1997; 1998; Ведрова, Спиридонова, Стаканов, 2000; Ведрова, Мухортов и др., 2002; Шугалей, Чупрова, 2003; Ведрова, 2005]. При добыче полезных ископаемых открытым способом происходит полное разрушение всех компонентов естественных экосистем. Естественное зарастание лишенных плодородия отвалов происходит медленно. Ускорению экологической оптимизации отвалов способствует создание на отвалах лесных культур.

Глава 2

Экологические особенности района исследований

Исследования проводились на территории Назаровской котловины, представляющей северное звено Минусинского межгорного прогиба. Климат региона определяется ее внутриконтинентальньм положением на стыке горных систем Южной Сибири и режимом циркуляции атмосферы. Средняя температура воздуха в январе -16; -20С°, в июле 17-18С0, Сумма температур воздуха выше 10С° составляет 1500-1700С0, а продолжительность периода с такими температурами 100-110 дней. Годовая сумма осадков 420-450 мм [Природа и хозяйство.., 1983].

Назаровская впадина сложена породами девона, карбона, юры и мела, которые перекрываются четвертичными отложениями различной мощности и разнообразны по генезису: суглинисто-щебнистые, лессовидные, карбонатные, желто-бурые суглинки и глины.

Естественный растительный покров лесостепного пояса, где располагается угольный разрез, представлен чередованием участков степи и мелколиственных лесных массивов.

В структуре почвенного покрова преобладают черноземы и темно-серые лесные почвы.

Глава 3

Объекты и методы исследований

3.1. Объекты исследований

Объектами исследований явились сосновые культуры, созданные в разные годы на отвалах вскрышных пород отделом рекультивации Назаровского угольного разреза.

Разрез «Назаровский» расположен в юго-восточной части Назаровского угольного месторождения. Отвалы вскрышных пород после снятия гумусового слоя формировались длительный период различными техническими способами. Исследования проводились на пробны?: площадях, заложенных в период проведения комплексных исследований сотрудниками института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН в 1979-1985 гг. [Деталей, Яшихин, Дмитриенко, 1996]. Восточный гидроотвал формировался в 1949-1955 гг., Сереженский в 1968-1981 гг., Бестранспортный отвал находится в стадии формирования с 1978 г. В качестве контрольного варианта была принята пробная площадь, заложенная в одновозрастных культурах сосны на агросерых почвах хр. Арга.

Восточный гадроотвал формировался смывом вскрыши угольного разреза в понижение и был оставлен под естественное зарастание. Культуры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) высажены здесь в 1971 г., площадь культур в настоящий период 5,6 га, густота 2580 экзУга.

Сереженский гидроотвал формировался в обширной пойме р. Сереж, среди сельскохозяйственных полей. Культуры сосны высажены в 1981 г., площадь культур в настоящий период 6 га, густота посадки 1200 экз./га.

Бестранспортный отвал представляет собой плакорную возвышенность в окружении системы грядообразных и конусных холмов и увалов из вскрышных пород, понижения заполнены водой. Он практически не доступен влиянию естественных экосистем и агроценозов. Культуры сосны на отвале были созданы в 1985 г., на площади 6 га, густота посадки 2941 экз./га.

Культуры сосны на агросерых почвах хр. Арга создавались в 1972 г., на площади 5 га, густота посадки 2360 экз./га.

Культуры сосны, как на отвалах вскрышных пород, так и на агросерых почвах высаживались механизированным способом в борозды, нарезанные плугом ПКЛ - 70, с помощью машины CJIH - 1. Агротехнические ухода в культурах не проводились. В 1999-2000 гг. часть культур на Восточном и Сереженском гидроотвалах была повреждена пожарами. В культурах на агросерых почвах хр. Арга были проведены рубки ухода, часть культур была уничтожена при строительстве дороги.

3.2. Методы исследований

В 2004 г. было проведено повторное морфо-таксационное обследование культур сосны, отобраны образцы надземной и подземной частей древесного и травянистого покрова, лесной подстилки и почвы. Растительные и почвенные образцы отбирались в 10-кратной повторности общепринятыми методами биогеоценотических исследований. На каждой пробной площади фитомасса древостоя (хвоя, ветки, древесина ствола, кора и корни) отбиралась с 10

модельных деревьев. Надземная фитомасса травяно-кустарничкового покрова, а так же подстилка, учитывались шаблоном (0,03 мг) в одних и тех же точках в 10-кратной повторности [Программа .., 1974; Карпачевский, Воронин, Дмитриев, 1980]. Почвенные образцы и корневой материал отбирались кольцом объемом 100 см3 в этих же точках по слоям 0-5 см, 5-10,10-20,20-40 см.

На основе таксационных показателей с использованием конверсионных коэффициентов рассчитывались запасы надземной и подземной фитомассы древостоев и чистой первичной продукции [Стаканов, 1990; Стаканов, Алексеев, Короткое, 1996; Углерод в экосистемах.., 1994; Усольцев, Залесов, 2005].

Скорость разложения опада - подстилки оценивалась по константам разложения, полученных ранее экспериментальным путем [Шугалей, 1991; Ведрова, 1998; 2002; 2005]. Приняты константы разложения свежего надземного опада — для хвои — 0,55, ветвей — 0,10, коры — 0,05, шишек - 0,04, травы — 0,330,75, для корневого отпада - 0,17. Подстилка характеризуется константами разложения для подгоризонта 01 - 0,20-0,50, подгоргоризонтов 02 и 03 - 0,14. Подземная мортмасса разлагается с константой разложения: свежий корневой отпад - 0,33, мертвые корни - 0,12, «прочая» мортмасса - 0,03. Скорость гумификации углерода освобождающегося при разложении фитодетрита рассчитывалась по материалам Э.Ф. Ведровой [1997; 2005].

Расчет цикла углерода проводился балансовым методом [Родин, Базилевич, 1965].

В лабораторных условиях растительные и почвенные образцы были высушены до воздушно-сухого состояния. По общепринятым методикам определена ОМ почвенных образцов, запасы подстилки, запасы надземной и подземной части травяно-кустарничкового яруса. Растительные образцы древостоев и напочвенного покрова подготовлены к химическим и спектроскопическому анализам [Агрофизические методы .., 1966; Аринушкина, 1970; Орлов, Гришина, 1981].

Фракционный состав подстилок определялся разбором образцов на ситах с ячейками 3, 2, 1 мм. Корневой материал отмывался на ситах (0,5 мм) и разбирался на фракции: корни живые, корни мертвые, «прочая» мортмасса.

Концентрация углерода во всех фракциях древостоя, надземной и подземной части напочвенного покрова, подстилке и почве определялась спектроскопическим методом в лаборатории инструментальных методов кафедры почвоведения и агрохимии Красноярского государственного аграрного университета [Борцов, 2002].

Структура и групповой состав подвижного углерода подстилки и минеральных горизонтов определялись общепринятыми методами в лаборатории кафедры геоэкологии Красноярского государственного аграрного университета: углерод (С общ), методом Тюрина, подвижные соединения органического вещества при последовательной обработке образцов дистиллированной водой (С№о) и 0,1 п раствором NaOH (Сыаон). с последующим окислением по Тюрину. Гумусовые кислоты в щелочной вытяжке осаждали 1,0 п раствором H2SO4 [Пономарева, Плотникова, 1975]. При систематизации полевого и аналитического материала использовалась программа «Statistika».

Глава 4

Цикл углерода в формирующихся лесных экосистемах 4.1. Основные блоки углерода в лесных экосистемах

Древостой сосны на Восточном, Сереженском гидроотвалах и Бестранспортном отвале Назар'овского угольного разреза, имеют характерные для данного возраста высоту и диаметр, высокие запасы древесины и фитомассы, оцениваются 1а и I классом бонитета. Распределение фитомассы сосны по компонентам на всех изучаемых объектах практически одинаково: древесина ствола 53-58%, хвоя 8-10, ветви 10-13, кора 8-9, корни 14-18% общей фитомассы древостоя.

Запасы травянистого покрова в целом в культурах сосны на инициальных почвах изменяются от 0,4 т га"1 до 2,0 т га*1, в культурах сосны на агросерых почвах составляют 1,3 т га"1. На надземную часть травянистого яруса приходится 0,1-1,4%, на подземную 0,1-1,7% от общих запасов фитомассы в экосистеме (табл. 1).

Таблица 1 - Морфо-таксационная характеристика культур сосны

Пробные площади

Показатель Восточный Сереже не- Бестранс- Агросе-

гидроотвал кий портный рые

гидроотвал отвал почвы

Возраст, лет 35 25 21 34

Класс бонитета 1а I I Í

Диаметр, см 14,6 11,9 9,2 13,7

Высота, м 14,2 11,6 8,8 13,3

Запас древесины, м3га"' 294 83 105 225

Фитомасса древостоя

(всего), т га" 169,5 47,9 62,3 130,1

Напочвенный покров ,

(всего), т га'1 0,4 1,1 2,0 1,3

Подстилка, т га'1 33,3 12,9 15,5 20,2

Мертвые корни и «прочий»

корневой детрит (0-40 см), т га'1 16,5 5,4 9,3 5,9

За годы произрастания культур сосны на отвалах вскрышных пород сформировался один из основных компонентов лесного биогеоценоза -подстилка. Максимальные запасы подстилки отмечены в 35-летних культурах сосны на Восточном гидроотвале и составляют 33,3 т га'1. В 25-летних культурах сосны на Бестранспортном отвале - 15,5 т га"1, Сереженском гидроотвале -12,9 т га'1 и 20,2 т га'1 на агросерых почвах.

Запасы мертвого корневого материала в слое почвы 0-40 см под культурами сосны на Восточном гидроотвале составляют 16,5 т га"1, что в 3 раза выше, чем под культурами сосны на Сереженском гидроотвале и агросерых почвах хр. Арга. На Бестранспортном отвале запасы корневой мортмассы

достаточно высокие и составляют 9,3 т га'. Такие различия обусловлены возрастом, густотой древостоев, а также замедленным разложением старого корневого материала. Основная масса мертвого корневого материала (78-98%) сосредоточена в верхнем 10-см слое почвы.

Сравнительный анализ содержания углерода в растительных образцах показал, что наиболее высокой концентрацией углерода 55-56% характеризуются фракции древесина ствола и кора. Несколько выше концентрация углерода во всех фракциях фитомассы древостоев в экосистеме, формирующейся на Бестранспортном отвале, для которого характерно более низкое содержание влаги в период вегетации и лучшая прогреваемость в начальный период роста сосны [Шугалей, Яшихин, Дмитриенко, 1996]. Концентрация углерода во всех фракциях древостоя имеет низкую пространственную изменчивость. В корнях концентрация углерода составляет 47-52%, при V = 2% и в «прочей» мортмассе 30-39%, при V = 4%. Концентрация С в подстилке - 42-54%. Различия между вариантами не существенны.

В процессе многолетнего круговорота органического вещества в системе атмосфера <-> фитоценоз <-> почва <->- атмосфера культуры сосны аккумулировали от 26610 кг га'1 до 92550 кг га"1 углерода. Основные запасы углерода (97-99%) как в культурах сосны на инициальных почвах отвалов, так и на агросерых почвах хр. Арга сосредоточены в надземной и подземной части древостоев: в стволовой древесине закреплено 14790-54760 кг С га"1 или 52-59%, в хвое 2090-7750 или 8-10, в ветвях 2560-9430 или 10-13, коре 2110-7880 или 810%, в корнях 4520-12530 кг С га"1 или 14-17% от общих запасов углерода в древостое (рис. 1).

:=и=Д

О кора ■ ветви И хвоя

Ндревесина ствола Ш древесные корни

Рис. 1 - Запасы углерода в основных компонентах фитомассы:

1-Восточный гидроотвал; З-Бестранспортный отвал;

2-Сереженский гидроотвал; 4-Агросерые почвы хр. Арга.

Запасы углерода надземной части травянистого покрова составляют 100460 кг С га"1, на подземную часть приходится 100-550 кг С га'1. Фитоценозы накапливают в подстилке от 5840 кг С га"1 до 14413 кг С га'1. В мертвых подземных растительных остатках под культурами сосны на Восточном гидроотвале, Сереженском гидроотвале, Бестранспортном отвале и на агросерых почвах хр. Арга сосредоточено соответственно 5980 - 1786 - 3555 -2378 кг С га-1.

4.2. Потоки углерода в лесных экосистемах 4.2.1. Аккумуляция углерода в чистой первичной продукции

Годовое поглощение углерода с последующим закреплением в текущем приросте (№Р) древостоев в настоящий период составляет 2783-6740 кг С га"1 год". Основная масса углерода (44-45%) приходится на прирост древесины ствола.

В органическое вещество травянистого покрова в целом ежегодно депонируется 200-1018 кг га"1 С год'1 атмосферы. На формирование надземной фитомассы травянистого яруса расходуется 100-460 кг С га'1 год"1, подземной -100-558 кг га'1 год'1, С - СО? атмосферы.

Оборот углерода, характеризующий период накопления его в фитомассе в 35-летних культурах сосны Восточного гидроотвала, составляет 13 лет, в 25-летних Сереженского - 8, в 21-летних Бестранспортного отвала - 7, а в 34-летних на а1росерых почвах хр. Арга-10 лет. Удельная скорость формирования углерода фитомассы составляет на Восточном гидроотвале 0,075 кг кг"1 год'1, Сереженском - 0,126, Бестранспортном отвале - 0,142, на агросерых почвах -0,102 кг кг'1 год"1. Наиболее высокая удельная скорость отмечена в экосистемах Бестранспортного отвала и Сереженского гидроотвала, что обусловлено, прежде всего, исходными ценотическими различиями формирующихся экосистем.

4.2.2. Формирование потока опада

Ежегодно с древесным опадом на поверхность почвы поступает от 22 до 33% затрат углерода атмосферы на создание продукции древостоя. Опад надземной фитомассы составляет 63-69%, отпад подземной фитомассы -3137% от общего ежегодного опада. Опад надземной фитомассы на 64-82% представлен хвоей, доля ветвей составляет 1-9%, коры и шишек - 1-2%, травянистого яруса - 7-29%.

Максимальный надземный опад (1610 кг С га'1 год"1) отмечен в культурах сосны на Бестранспортном отвале, минимальный (920 кг С га"1 год'1) в культурах сосны на Сереженском гидроотвале. Ежегодный надземный опад в культурах сосны на агросерых почвах хр. Арга составляет 1330 кг С га"1 год'1. Годичное отмирание корней - 550-878 кг С га*1 год"1. На отпад древесных корней приходится 36-83%, травянистых корней соответственно 17-64% от общего подземного отпада.

Различия в объемах опада между фитоценозами обусловлены ритмом жизни древостоев сосны и особенностями формирования фитомассы в лесных экосистемах.

4.2.3. Интенсивность потоков в деструкционном звене круговорота

Из надземного опада освобождается 690-512-939 и 719 кг С га год"1 соответственно на Восточном и Сереженском гидроотвалах, Бестранспортном отвале, агросерых почвах.' Основная часть (62-76%) освобожденного углерода надземного опада приходится на хвою и 10-36% на опад травянистого яруса.

Мортмасса на поверхности и в толще почвы разлагается медленнее, чем свежий опад. В составе разлагающейся мортмассы преобладает подстилка. На ее

долю приходится 88-90% общего освобождения углерода при разложении мортмассы на поверхности и в толще почвы. В результате деструкции подстилки освобождается от 1064 до 2364 кг С га"1 год'1 соответственно на Восточном и Сереженском гидроотвалах. Основная часть освобожденного углерода подстилки приходится на подгоризонт 02.

На отвалах под культурами сосны на подземную мортмассу приходится 10-12% углерода от суммарных запасов в мортмассе. При разложении подземной мортмассы в инициальных почвах Восточного гидроотвала, освобождается 277 кг га_1в год, Сереженского гидроотвала - 110 кг га"'в год, Бестранспортного отвала - 229, хр. Арга 171 кг га"1 углерода в год.

Основная часть (64-76%) углерода освобождается при разложении фитодетрита мортмассы, на свежий опад приходится соответственно 24-36% от суммарного освобождения (рис. 2). Удельная скорость освобождения углерода фитодетритом составляет на Восточном гидроотвале - 0,158 кг кг"1 год"1, Сереженском гидроотвале - 0,208, Бестранспортном отвале - 0,227 и на агросерых почвах хр. Арга - 0,204 кг кг"1 год"1 и свидетельствует о более высокой активности биохимических процессов в экосистемах Бестранспортного отвала и агросерых почв. Различия обусловлены, прежде всего, количественным и качественным составом разлагающегося материала.

г | , - |

■Т

1 1 т*

1 1 1

0% 20% 40% 60% 80% 100%

□ деструкция опада

Ш деструкция подстнгжи

а деструкция "прочего" корневого детрита

Рис. 2 - Освобождение С-С02 при разложении растительного материала:

1-Восточный гидроотвал; З-Бестранспортный отвал;

2-Сереженский гидроотвал; 4-Агросерые почвы хр. Арга. Сравнение величин ежегодного поступления органического вещества

(эквивалентного С) с опадом и отпадом и его освобождения при разложении мортмассы показывает несбалансированность этих процессов. На всех исследуемых объектах в течение года разлагается меньше, чем поступает в мортмассу, что способствует пополнению запасов подстилки и характерно для формирующихся лесных экосистем. В культурах сосны, как техногенных ландшафтов, так и на зональных почвах за год разлагается 34-43% массы опада. Основная часть разложившихся продуктов (88-95%) минерализуется до С02 и поступает в атмосферу, 5-12% - гумифицируется (табл. 2).

Таблица 2 - Интенсивность потоков углерода, кг С га"1 год1

Пробные площади

Потоки углерода Восточный Сереженс- Бестранс- Агросе-

гидроотвал кий портный рые

гидроотвал отвал почвы

Чистая первичная

продукция (ЫРР) в т. ч. 6940 3352 4987 6161

надземная биомасса 5860 2570 3800 4980

корни 1080 782 1187 1181

Отмирание фитомассы: 1950 1470 2488 2106

опад надземный 1350 920 1610 1330

корни 600 550 878 776

Участвует в разложении 21743 8546 13294 12818

на поверхности почвы 15763 6760 9739 10440

в почве (0-40 см): 5980 1786 3555 2378

корни мертвые 1050 627 1356 1003

пр. мортмасса 4930 1159 2199 1375

Освободилось при

разложении фитодетрита 3433 1779 3022 2613

Минерализация

фитодетрита 2997 1559 2883 2455

Гумификация 436 220 139 158

Минерализация гумуса 105 53 33 38

Суммарная минерализация 3102 1612 2916 2493

Удельная скорость гумификации составляет в экосистеме Восточного гидроотвала 0,020 кг С кг"1 год'1, Сереженского гидроотвала 0,026, Бестранспортного отвала 0,010, хр. Арга 0,012 кг С кг'1 год"1. Таким образом, интенсивное накопление углерода гумуса отмечено в эмбриоземе Сереженского гидроотвала, что, возможно, является следствием активизации гумусообразования эрозионным привносом с органическим веществом спор микроорганизмов с окружающих а1роценозов. Скорость гумификации освобожденного углерода фитодетрита на других пробных площадях находится в соответствии с возрастом древостоев и всей историей формирования субстрата. Вклад минерализации гумуса в суммарный минерализационный поток составляет всего 1-3%.

4.3. Баланс углерода

Анализ соотношения входного (ЫРР) и выходного (МО потоков углерода показывает, что искусственные лесные экосистемы на отвалах и агросерых почвах функционируют в переходном режиме круговорота, когда избыток углерода закрепляется в формирующихся блоках [Титлянова, 1977]. Сравнение процессов чистой аккумуляции углерода в биомассе, фитодетрите и гумусе, с одной стороны, и его разложение с другой указывают на дисбаланс этих

процессов (табл. 2, 3). Выход углерода из экосистем составляет 43-61% затрат углерода атмосферы на формирование чистой годичной продукции.

Таблица 3 - Баланс углерода под культурами сосны, кг С га'1 год"1

Пробные площади

Потоки Восточный Сереженс- Бестранс- Агросерые

гидроотвал кий портный почвы хр.

гидроотвал отвал Арга

Аккумуляция в ЫРР 6440 3352 4987 6161

Суммарный

минерализационный

поток 3102 1612 2916 2493

Баланс +3338 +1740 +2071 +3668

Законсервировано в

мортмассе, в т. ч. 18910 7317 11140 10981

надземной 12709 5184 7085 8129

подземной 6201 2133 4055 2852

В мортмассе культур сосны законсервированы значительные запасы углерода. Основная доля его (63-74%) заключена в надземной мортмассе. На освобождение углерода надземной мортмассы потребуется 3-4 года, а подземной 9-16 лет [Ведрова, 1998; 2005].

Циклы биологического круговорота, а органического углерода в частности, носят пульсирующий характер, тесно связанный с погодными и эдафическими условиями, возрастом древостоев, ритмом жизни дерева, сукцессионной сменой травянистого покрова, микробо- и микоценозов, педобионтов и т. п. В естественных условиях эти факторы отражаются на величине потоков, но принципиально не меняют направленность круговорота -лесные экосистемы остаются для атмосферы стоком углерода. Только в перестойных древостоях и древостоях сильно разрушенных пожарами, техногенными воздействиями, а иногда и рекреацией лесные экосистемы превращаются для углерода атмосферы из стока в его источник.

Итак, исследованные искусственные лесные экосистемы на отвалах функционируют в переходном режиме и являются стоком для углерода атмосферы.

Глава 5

Формирование гумусовой системы инициальных почв

Комплексные исследования, проведенные в техногенных ландшафтах под разновозрастными культурами сосны, показали, что по морфогенетическому облику инициальные почвы существенно различаются [Чупрова, Шугалей, 2007]. Они относятся к типам эмбриоземов грубогумусово-аккумулятивных (Восточный и Сереженский гидроотвалы) и эмбриоземов грубогумусово-аккумулятивных выщелоченных глеевых (Бестранспортный отвал), к стволу постлитогенных, классу биогенно-неразвитых [Курачев, Андроханов, 2002].

5.1. Запасы и структура органического вещества инициальных почв

За период формирования отвалов и произрастания культур сосны в инициальных почвах сформировались значительные запасы органического вещества (табл. 4). Максимальные (95,6 т га"1) запасы углерода ОВ в слое 0-40 см отмечены под 35-летними культурами сосны на Восточном гидроотвале, затем следует Бестранспортный отвал - 82,5, Сереженский гидроотвал - 59,0 т га"1. В 34-летних культурах сосны на агросерых почвах хр. Арга запасы органического углерода составляют 113,3 т га"1. Запасы гумуса на всех вариантах оцениваются как низкие [Орлов, 1981].

Таблица 4 - Структура органического вещества инициальных почв, т га"1

Компоненты С ЛОВ С подвижного ОВ С ЛМОВ С стаб. гумуса Итого С ОВ

Н20 0,1п ЫаОН Всего

Восточный гидроотвал

Подстилка ОВ почвы (0-40 см) Итого 14,66 5,97 20,63 0,25 4,74 4,99 1,94 21,93 23,87 2,19 26,67 28,86 16,85 32,64 49,49 1,98 44,11 46,09 18,83 76,75 95,58

Сереженский гид эоотвал

Подстилка ОВ почвы (0-40 см) Итого 6,19 2,04 8,23 1 0,07 2,43 2,50 0,55 14,94 15,49 0,62 17,30 17,92 6,81 19,34 26,15 0,02 32,83 32,85 6,83 52,17 59,00

Бестранспортный отвал

Подстилка ОВ почвы (0-40см) Итого 10,45 3,86 14,31 0,21 5,02 5,23 1,43 49,18 50,61 1,64 54,20 55,84 12,09 58,06 70,15 0 12,33 12,33 12,09 70,39 82,48

Агросерые почвы

Подстилка ОВ почвы (0-40 см) Итого 9,36 2,43 11,79 0,09 2,37 2,46 0,92 | 1,01 11,53 13,90 12,45 1 14,91 10,28 16,33 26,70 0,25 86,35 86,60 10,62 102,68 113,30

Легкоминерализуемое органическое вещество (ЛМОВ) инициальных почв техногенных ландшафтов и агросерых почв под культурами сосны представлено в основном подстилкой и корневым детритом.

Основная (86-91%) часть углерода подстилки приходится на лабильное органическое вещество (ЛОВ) и 9-13% на подвижный углерод (табл. 4). Подавляющую часть углерода подвижного органического вещества (ПОВ) составляет С, извлекаемый 0,1 п №ОН. На Восточном гидроотвале почти 12% углерода органогенного горизонта перешло в стабильный гумус. Такая же тенденция отмечена и для подстилок инициальных почв на Сереженском гидроотвале и в агросерых почвах хр. Арга.

На углерод ЛМОВ минеральной толщи (0-40 см) инициальных и агросерых почв приходится 42%, 43, 84 и 15% соответственно на Восточном и Сереженском гидроотвалах, Бестранспортном отвале и агросерых почвах (рис.

3). Углерод ЛОВ представлен корневым отпадом и углеродом периферической части гумусовых кислот слабосвязанный с минеральной составляющей почвы. На его долю приходится соответственно 18%, 10, 6 и 15% от общих запасов ЛМОВ. Подвижные формы углерода на 82%, 86, 91 и 87% извлекаются 0,1 п ЫаОН.

Восточный гидротвал ЛОВ

'СН20

Ссгаб

СЫаОН

Сереженский гидроотвал ЛОВд, .,СН20

Ссгаб.

С№ОН

Агросерые почвы ЛОВ-, гСнго

Рис. 3 - Структура углерода органического вещества инициальных почв.

В эмбриоземах Бестранспортного отвала основная масса углерода представлена ЛМОВ. Агросерые почвы отличаются от инициальных почв более высокими запасами углерода в стабильном гумусе и низкими запасами углерода в ЛМОВ, что обусловлено повышением биологической активности почв по мере сближения их с естественными аналогами.

5.2. Скорости гумусообразования

За годы произрастания культур сосны, созданных на отвалах вскрышных пород без нанесения гумусового слоя, сформировались лесные экосистемы со значительными запасами органического вещества. Основные запасы углерода сосредоточены в живой фитомассе, которая увеличивается соответственно возрасту и густоте древостоев. Так, на долю живой фитомассы на Восточном гидроотвале приходится 59%, Сереженском гидроотвале 40%, Бестранспортном отвале 59% от общих запасов углерода в экосистеме. Пул углерода в растительной биомассе в 34-летних культурах на агросерых почвах значительно ниже, чем на Восточном гидроотвале и составляет всего 38% от общих запасов в экосистеме.

Запасы надземного детрита (подстилки) изменяются в меньших пределах и составляют 6-14%, на подземную мортмассу приходится 3-4% от общих запасов в экосистеме. В гумусе инициальных почв сосредоточено 28%, 49 и 21%

Бестранспортный отвал

Сстаб

ЛОВ

СН20

СМаОН

углерода от общих запасов в экосистеме соответственно на Восточном и Сереженском гидроотвалах и Бестранспортном отвале (рис. 4).

В растительная фитомасса

О 20 40

: во 80 100 120

шm

■ гумус почвы (0-40 см) □ корневая мортмасса В подстилка

Рис. 4 — Запасы углерода в культурах сосны, m га'1:

1-Восточный гидроотвал; З-Бестранспортный отвал;

2-Сереженский гидроотвал; 4-Агросерые почвы хр. Арга.

Средние скорости накопления углерода в инициальных почвах отвалов

за весь период их формирования до и после посадки культур составляют 656 кг С га'1 в год, 733 кг С га"1 и 293 кг С га"1 в год соответственно на Восточном, Сереженском гидроотвалах и Бестранспортном отвале. На агросерых почвах средняя скорость аккумуляции углерода значительно ниже, что обусловлено качественным составом органического вещества опада, сравнительно высоким содержанием исходных запасов углерода.

В настоящий период за счет процессов гумификации в гетеротрофном звене круговорота накапливается 331 кг Ç га'1 год"1,167 кг С га"1 год"1 и 106 кг С га'1 год"1 соответственно на Восточном и Сереженском гидроотвалах и Бестранспортном отвале. В агросерых почвах под 34-летними культурами аккумулируется 120 кг С га"1 год"1.

Органическое вещество легкоминерализуемой фракции подстилки в целом подгоризонта гумификации на всех пробных площадях имеет фульватный состав, соотношение гуминовых кислот к фульвокислотам меньше 0,5. ОВ минеральной толщи на Восточном и Сереженском гидроотвалах, а также на агросерых почвах характеризуется преобладанием фульвокислот. Такой качественный состав указывает на низкую степень гумификации ОВ. На Бестранспортном отвале степень гумификации ОВ более высокая. В J1MOB здесь в настоящий период преобладают гуминовые кислоты. Эти различия обусловлены, вероятно, более высокой прогреваемостью в вегетационный период в первые годы формирования культур сосны [Тарасов, 1993; Шугалей, Яшихин, Дмитриенко, 1996].

Гумусообразование на отвалах вскрышных пород под культурами сосны осуществляется более высокими темпами, чем на агросерых почвах. Интенсивной аккумуляции углерода в профиле инициальных почв техногенных ландшафтов способствуют высокая биологическая емкость субстрата и потенциал окружающих высокопродуктивных естественных экосистем и агроценозов. Высокий (1а и I) класс бонитета древостоев ускорил почвообразование на отвалах и свидетельствует о способности искусственных лесных экосистем выполнять средообразующие функции и оказывать воздействие на экологическую ситуацию региона.

Практические рекомендации. Полученные материалы по круговороту углерода в искусственных лесных экосистемах на отвалах вскрышных пород угольных разрезов Центральной Сибири являются базой экологического мониторинга и могут быть использованы:

- Управлением природных ресурсов Красноярского края;

- Госцентром «Природа»;

- Научно-исследовательским предприятием по экологии природных систем (НИП «ЭПРИС»);

- Отделами рекультивации угольных разрезов Центральной Сибири;

- Научными и учебными учреждениями при организации дальнейших исследований в регионе и при преподавании в высших учебных заведениях биологического и сельскохозяйственного профиля курсов «Почвоведение», «Экология», «Биогеоценология».

Выводы

1. За период произрастания культур сосны на отвалах вскрышных пород и агросерых почвах в блоке «растительность» аккумулировано 113 т га"1 и 34,47 и 72 т га"1 углерода соответственно на Восточном и Сереженском гидроотвалах, Бестранспортном отвале и агросерых почвах. В биомассе сосредоточено 59 и 40%, 59 и 38% общих запасов углерода в фитоценозе. Основная (98-99%) масса углерода депонируется древостоем, доля напочвенного потфова составляет всего < 1-3% от общих запасов.

2. В чистой первичной продукции искусственных лесных экосистем на эмбриоземах и агросерых почвах в настоящий Период аккумулируется 6,9 т га*1 и 3,3 т га"1, 5,0 т га"1 и 6Д т га'1 в год углерода атмосферы соответственно на Восточном и Сереженском гидроотвалах, Бестранспортном отвале и агросерых почвах.

3. Ежегодно с древесным опадом на поверхность почвы поступает 22-33% затрат углерода атмосферы на создание ЫРР, что составляет 1,9 т С га"1 в год и 1,5 т С га'1 в год на Восточном и Сереженском гидроотвалах, 2,5 т С га"1 в год и 2,1 т С га"1 в год на Бестранспортном отвале и агросерых почвах. На надземный опад приходится 63-69%, подземный - 31-37% от общего ежегодного опада.

га'1 в год. Основная (88-95%) часть освобожденного углерода формирует минерализационный поток, по пути гумификации идет 5-12%. Суммарный минерализационный поток составляет 3,1 т С га"1 в год и 1,6,2,9 и 2,5 т С га*1 в год соответственно на Восточном и Сереженском гидроотвалах, Бестранспортном отвале и агросерых почвах.

5. Анализ продукционных и деструкционных процессов показал, что искусственные лесные экосистемы, созданные на отвалах вскрышных пород и агросерых почвах, являются стоком углерода атмосферы - в биомассе фитоценозов закрепляется ежегодно 43-61% углерода №Р. В мортмассе фитоценозов законсервировано 19 т га'1 и 7 т га" на Восточном и Сереженском гидроотвалах, на Бестранспортном отвале и агросерых почвах по 11 т га'1. Основная доля (63-74%) приходится на подстилку, на подземную мортмассу -26-37%.

6. Запасы углерода в эмбриоземах под культурами сосны (0-40 см) составляют 59-95 т га"1, 42-84% его представлено лабильными и подвижными формами. Агросерые почвы по запасам (113 т га"1) и структуре углерода органического вещества под 34-летними культурами сосны приближаются к естественным аналогам, основная масса углерода (85%) в них прочно связана с минеральной составляющей. Процессы накопления углерода в почвенном блоке интенсивнее выражены на гидроотвалах, что обусловлено историей формирования отвалов, возрастом и густотой культур сосны, влиянием окружающих высокопродуктивных естественных ландшафтов и агроценозов.

7. За период формирования отвалов и произрастания культур сосны на искусственных почвообразующих породах произошло значительное накопление углерода в основных блоках экосистем - «растительность» и «почва». Пул углерода в искусственных лесных экосистемах, созданных в экстремальных условиях отвалов, указывает на их способность выполнять средообразующие и биосферные функции.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Бабиченко, Ю.В. Формирование запасов органического вещества в искусственных лесных экосистемах / Ю,В. Бабиченко, КХВ. Горбунова // Экология и проблемы охраны окружающей среды: тез. VI Всерос. студ. науч. конф. - Красноярск, 2004. - С 89.

2. Бабиченко, Ю.В. Лесная рекультивация отвалов угольных разрезов Назаровской котловины / Ю.В. Бабиченко, Ю.В. Горбунова // Геология и минеральные ресурсы Центральной Сибири. - Красноярск: КНИИГиМС, 2004.-Вып. 5. - С. 201.

3. Горбунова, Ю.В. Запасы и фракционный состав подстилок в лесных экосистемах на отвалах вскрышных пород угольных разрезов юга Центральной Сибири / Ю.В. Горбунова, Ю.В. Бабиченко // Студенческая наука - взгляд в будущее: тез. докл. Всерос. студ. науч. конф. 4.1. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2005. - С. 201.

4. Горбунова, Ю.В. Фракционный состав органического вещества инициальных почв под культурами сосны на отвалах вскрышных пород

Назаровского угольного разреза / Ю.В. Горбунова // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. - Красноярск: КНИИГиМС, 2005.-Вып. 7.-С. 108-110.

5. Бабиченко, Ю.В. Запасы и фракционный состав подстилок в культурах сосны на отвалах вскрышных пород угольных разрезов юга Центральной Сибири / Ю.В. Бабиченко, Ю.В. Горбунова // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. - Красноярск: КНИИГиМС, 2005. -Вып. 7.-С. 42-44.

6. Бабиченко, Ю.В. Формирование подстилок в культурах сосны на отвалах вскрышных пород угольных разрезов юга Центральной Сибири / Ю.В. Бабиченко, Ю.В. Горбунова // Вестник Томского гос. ун-та. - Томск, 2005. - С. 44-45.

7. Горбунова, ЮЗ. Формирование органического вещества инициальных почв техногенных ландшафтов / Ю.В, Горбунова // Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем: мат-лы П Международной науч. конф. - Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2006, -С. 325-328.

8. Горбунова, Ю.В. Цикл углерода в культурах сосны техногенных ландшафтов / Ю.В. Горбунова // Почвы Сибири: особенности функционирования и использования: сб. науч. ст. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2006. - Вып. 2. - С. 84 - 90.

9. Шугалей, JI.C. Формирование гумусовой системы инициальных почв техногенных ландшафтов под культурами сосны / Л.С. Шугалей, Ю.В. Горбунова // Вестник КрасГАУ. - Красноярск, 2006. - №12. - С. 79 - 85.

10. Горбунова, Ю.В. Структура органического вещества в инициальных почвах техногенных ландшафтов / Ю.В. Горбунова // Исследования лесных экосистем Сибири: мат-лы конф. молодых ученых. - Красноярск, Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2006. - Вып. 7. - С. 21 - 24.

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 24 49.04 953 П. 000381 09 03 от 25 09 2003 г Подписано в печать 19 03.2007 Формат 60x84/16 Бумага тип №1. Офсетная печать. Объем 1,0 п л Тираж 100 экз Заказ № 867

Издательство Красноярского государственного аграрного университета 660017, Красноярск, ул. Ленина, 117

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Горбунова, Юлия Викторовна

Введение.

Глава 1. Рекультивация земель и круговорот углерода в лесных экосистемах (обзор литературы).

1.1. Рекультивация земель, нарушенных горнодобывающей промышленностью.

1.2. Проблема исследования круговорота углерода в лесных экосистемах.

Глава 2. Экологические условия региона.

2.1. Геоморфология.

2.2. Климат.

2.3. Растительность.

2.4. Почвы.

2.5. Отвалы вскрышных пород.

Глава 3. Объекты и методы исследований.

Глава 4. Цикл углерода в формирующихся лесных экосистемах.

4.1. Основные блоки углерода в лесных экосистемах.

4.2. Потоки углерода в лесных экосистемах.

4.2.1. Аккумуляция углерода в чистой первичной продукции.

4.2.2. Формирование потока опада.

4.2.3. Интенсивность потоков в деструкционном звене круговорота.

4.3. Баланс углерода.

Глава 5. Формирование гумусовой системы инициальных почв.

5.1. Запасы и структура органического вещества инициальных почв.

5.2. Скорости гумусообразования.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Цикл углерода в культурах сосны на отвалах вскрышных пород Назаровского угольного разреза"

Актуальность темы. Биосферная роль лесных экосистем заключается в стабилизации СО2 атмосферы. До недавнего времени потоки углерода в системе атмосферно-биосферных связей беспрепятственно регулировались растительным покровом. Но трансформация растительного покрова вследствие пожаров, рубок леса, эрозионных процессов, а также отчуждение естественных земель под промышленные объекты, угольные разрезы и агроценозы ослабили механизмы регулирования потоков углерода в биосфере и размеры секвестра атмосферного СО2 биотой.

Особенно влияние антропогенного фактора на обмен углерода в системе атмосфера <-► растительность <-► почва <-► атмосфера проявляется в регионах издавна освоенных человеком. Так, лесостепи Красноярского края занимают всего 7% площади края, на них проживает более 58% населения, производится 65% промышленной и 40% сельскохозяйственной продукции Восточно-Сибирского экономического района. В результате антропогенного воздействия лесистость здесь снижена до 5-40%. Сельскохозяйственная освоенность ландшафтов выше, чем в европейской части России и составляет 40-60%. Экологическая оптимизация ландшафтов и сохранение земель сельскохозяйственного фонда возможна лишь при использовании под лесные культуры неудобных и непригодных для сельскохозяйственного производства территорий. Исследования по рекультивации радикально нарушенных экосистем при добыче угля открытым способом в Сибири проводились ранее [Трофимов и др., 1970; Трофимов, 1974; Шугалей и др., 1984; Шугалей и др., 1996; Шугалей, 1997; и др.] и показали возможность создания лесных культур на отвалах. Экологическое состояние искусственных лесных экосистем в полной мере оценивается по уровню обменных процессов в системе атмосфера <-► растительность <-► почва«-» атмосфера.

Задачи:

- выявить влияние фитоценозов на формирование органического вещества (углерода) инициальных почв.

Научная новизна. Впервые изучены основные звенья круговорота углерода в системе атмосфера <->■ растительность <-> почва«-* атмосфера в искусственных лесных экосистемах, созданных на отвалах вскрышных пород.

Защищаемые положения:

Практическое значение. Полученные материалы по круговороту углерода в искусственных лесных экосистемах свидетельствуют о целесообразности создания на отвалах вскрышных пород Назаровского угольного разреза лесных массивов водоохранного, почвозащитного, санитарно-гигиенического и рекреационного назначения.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 10 работ. Результаты исследований докладывались на региональных и всероссийских научных конференциях: Всероссийской студенческой конференции «Студенческая наука - взгляд в будущее» (Красноярск, КрасГАУ, 2005); на III Всероссийской научной конференции «Современные проблемы почвоведения Сибири и оценки земель» (Томск, 2005); конференции, посвященной 75-летию кафедры почвоведения Иркутского государственного университета (Иркутск, 2006); конференции молодых ученых Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН (Красноярск, 2006); на заседании Красноярского отделения Докучаевского общества почвоведов (Красноярск, 2007).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложения. Общий объем составляет 152 страницы. Диссертация содержит 21 таблицу и 18 рисунков. Список литературы включает 210 наименований, в том числе 22 -на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Горбунова, Юлия Викторовна

120 Выводы

1. За период произрастания культур сосны на отвалах вскрышных пород и агросерых почвах в блоке «растительность» аккумулировано 113 т/га'1 и 34, 47 и 72 т/га'1 углерода соответственно на Восточном и Сереженском гидроотвалах, Бестранспортном отвале и агросерых почвах. В биомассе сосредоточено 59 и 40%, 59 и 38% общих запасов углерода в фитоценозе. Основная (98 - 99%) масса углерода депонируется древостоем, доля напочвенного покрова составляет всего < 1 — 3% от общих запасов.

2. В чистой первичной продукции искусственных лесных экосистем на эмбриоземах и агросерых почвах аккумулируется 6,9 т/га*1 и 3,3 т/га"1, 5,0 т/га"1 и 6,1 т/га"1 в год углерода атмосферы соответственно на Восточном и Сереженском гидроотвалах, Бестранспортном отвале и агросерых почвах.

3. Ежегодно с древесным опадом на поверхность почвы поступает 22 -33% затрат углерода атмосферы на создание ЫРР, что составляет 1,9 т С га"1 в год и 1,5 т С га"1 в год на Восточном и Сереженском гидроотвалах, 2,5 т С га'1 в год и 2,1 т С га"1 в год на Бестранспортном отвале и агросерых почвах. На надземный опад приходится 63 - 69%, подземный - 31 - 37% от общего ежегодного опада.

4. Деструкция фитодетрита в искусственных лесных экосистемах на Восточном и Сереженском гидроотвалах освобождает 3,4 т С га"1 в год и 1,8 т С га"1 в год, Бестранспортном отвале - 3,0 т С га'1 в год и агросерых почвах 2,6 т С га"1 в год. Основная (88-95%) часть освобожденного углерода формирует минерализационный поток, по пути гумификации идет 5-12%. Суммарный минерализационный поток составляет 3,1 т С га"1 в год и 1,6, 2,9 и 2,5 т С га'1 в год соответственно на Восточном и Сереженском гидроотвалах, Бестранспортном отвале и агросерых почвах.

5. Анализ продукционных и деструкционных процессов показал, что искусственные лесные экосистемы, созданные на отвалах вскрышных пород и агросерых почвах, являются стоком углерода атмосферы - в биомассе фитоценозов закрепляется ежегодно 43 - 61% углерода ЫРР. В мортмассе фитоценозов законсервировано 19 т/га*1 и 7 т/га"1 на Восточном и Сереженском гидроотвалах, на Бестранспортном отвале и агросерых почвах по И т/га*1. Основная доля (63 - 74%) приходится на подстилку, на подземную мортмассу - 26 - 37%.

6. Запасы углерода в эмбриоземах под культурами сосны (0 - 40 см) составляют 59 - 95 т/га"1, 43 - 84% его представлено лабильными и подвижными формами. Агросерые почвы по запасам (ИЗ т/га"1) и структуре углерода органического вещества под 34-летними культурами сосны приближайся к естественным аналогам, основная масса углерода (85%) в них прочно связана с минеральной составляющей. Процессы накопления углерода в почвенном блоке интенсивнее выражены на гидроотвалах, что обусловлено историей формирования отвалов, возрастом и густотой культур сосны, влиянием окружающих высокопродуктивных естественных ландшафтов и агроценозов.

Практические рекомендации

Полученные материалы по круговороту углерода в искусственных лесных экосистемах на отвалах вскрышных пород угольных разрезов Центральной Сибири являются базой экологического мониторинга и могут быть использованы:

- Управлением природных ресурсов Красноярского края;

- Госцентром «Природа»;

- Научно-исследовательским предприятием по экологии природных систем (НИП «ЭПРИС»);

- Отделами рекультивации угольных разрезов Центральной Сибири;

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Горбунова, Юлия Викторовна, Красноярск

1. Александрова, Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации / Л.Н. Александрова. Л.: Наука, 1980. - 287с.

2. Андроханов, В. А. Специфика и генезис почвенного покрова техногенных ландшафтов / В.А. Андроханов // Сибирский экологический журнал. 2005. - №5. - С. 795 - 800.

3. Аринушкина, Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Аринушкина. М.: Изд-во МГУ, 1970. - 487с.

4. Аристовская, Т.В. Микробиология процессов почвообразования / Т.В. Аристовская. Л.: Наука, 1980. - С. 12 - 55.

5. Афанасьев, H.A. Процессы почвообразования в ходе сукцессии / H.A. Афанасьев // Сукцессии и биологический круговорот. Новосибирск: Наука, 1993.-С. 124-136.

6. Бабиченко, Ю.В. Циклы макроэлементов в культурах сосны на отвалах вскрышных пород Назаровского угольного разреза: автореф. дис. . канд. биол. наук / Ю.В. Бабиченко. Красноярск: КрасГАУ, 2007. - с.

7. Базилевич, Н.И. Международная география, т. 76 / Н.И. Базилевич // Биогеография и география почв, секция 4. М., 1976. - С. 58 - 62.

8. Базилевич, Н.И. Биологическая продуктивность экосистем Северной Евразии / Н.И. Базилевич. М.: Наука, 1993. - 293с.

9. Базилевич, Н.И. Особенности функционирования травянистых экосистем в сравнении с лесными и пустынными / Н.И Базилевич, A.A.

10. Титлянова // Математическое моделирование в экологии. М.: Наука, 1978. -С. 65- 100.

11. Баранник, Л.П. Экологическое обоснование и опыт лесной рекультивации территорий в Кузбассе // Программа и методика изучения биоценозов. М.: Наука, 1978. - С. 159 - 166.

12. Баранник, Л.П. Биологические принципы лесной рекультивации / Л.П. Баранник. Новосибирск: Наука, 1988 - 83с.

13. Берг, Л.С. Ландшафтно-географические зоны СССР / Л.С. Берг. М.: Изд-во АН СССР, 1931. - Ч. 1. - 336с.

14. Берман, Д.И. О тофонакоплении в интенсивно дренированных почвах крайнего Северо-Востока СССР / Д.И. Берман, И.П. Игнатенко, A.A. Пугачев // Биологический круговорот в тундролесьях юга Магаданской области. -Владивосток, 1979. С. 135 - 145.

15. Биологическая продуктивность травяных экосистем / A.A. Титлянова, Н.И. Базилевич, В.А Снытко и др. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. - 134с.

16. Богатырев, Л.Г. Образование подстилок один из важнейших процессов в лесных экосистемах / Л.Г. Богатырев // Почвоведение. - 1996. -№4.-С. 501-511.

17. Богатырев, Л.Г. О некоторых теоретических аспектах исследования лесных подстилок / Л.Г. Богатырев, В.В. Демен, Г.В. Матышак // Лесоведение. 2004. - №4. - С. 17 - 29.

18. Богатырев, Л.Г. Формальные критерии для классификации лесных подстилок / Л.Г. Богатырев, Т.П. Щенина, B.C. Дуженко // Почвоведение. -1993.-№12.-С. 57-58.

19. Борцов, B.C. Использование автоматизированной системы на основе отражательной спектроскопии в исследовании агроценозов: автореф. дис. . канд. биол. наук / B.C. Борцов. Красноярск: КрасГАУ, 2002. - 18с.

20. Бурыкин, A.M. Процессы минерализации и гумификации растительных остатков в молодых почвах техногенных экосистем / A.M. Бурыкин, Э.В. Засорина // Почвоведение. 1989. -№2. - С. 61 - 69.

21. Быков, Б.А. Введение в фитоценологию / Б.А. Быков. Алма-Ата: Наука, 1970.

22. Быков, Б.А. Геоботанический словарь / Б.А. Быков. Алма-Ата: Наука,1973.

23. Бяллович, Ю.П. О некоторых биоценотических основах общей теории фитомелиорации / Ю.П. Бяллович // Теоретические проблемы фитоценологии и биогеоценологии. М.: Наука, 1970. - 516с.

24. Ведрова, Э.Ф. Влияние сосны на свойства почвы / Э.Ф. Ведрова. -Новосибирск: Наука, 1980. 103с.

25. Ведрова, Э.Ф. Углеродный баланс в сосняках Красноярской лесостепи / Э.Ф. Ведрова // Лесоведение. 1996 - №5. - С. 51 - 59.

26. Ведрова, Э.Ф. Разложение органического вещества лесных подстилок / Э.Ф. Ведрова // Почвоведение. 1997. - №2. - С. 216 - 223.

27. Ведрова, Э.Ф. Баланс углерода в сосняках Средней Сибири / Э.Ф. Ведрова // Сибирский экологический журнал. 1997. - №4. - С. 375 - 383.

28. Ведрова, Э.Ф. Углеродный цикл в сосняках таежной зоны Красноярского края / Э.Ф. Ведрова // Лесоведение. 1998. - №6. - С. 3 - 10.

29. Ведрова, Э.Ф. Деструкционные процессы в углеродном цикле лесных экосистем Енисейского меридиана: автореф. дис. . д-ра биол. наук / Э.Ф. Ведрова. Красноярск, 2005. - 60с.

30. Ведрова, Э.Ф. Интенсивность продуцирования углекислого газа при разложении лесных подстилок / Э.Ф. Ведрова, Т.Н. Миндеева // Лесоведение 1998.-№1.-С. 30-41.

31. Ведрова, Э.Ф. Органическое вещество почв лиственничников Северной тайги / Э.Ф. Ведрова, Л.В. Мухортова, И.Н. Безкоровайная, A.B. Климченко, Л.А. Климентенок // Почвоведение. 2002. - №8. - С. 967 - 974.

32. Ведрова, Э.Ф. Круговорот углерода в молодняках основных лесообразующих пород Сибири / Э.Ф. Ведрова, Л.В. Спиридонова, В.Д. Стаканов // Лесоведение. 2000. - №3. - С. 40 - 48.

33. Вернадский, В.И. Биосфера / В.И. Вернадский // Избранные труды по биогеохимии. М.: Мысль, 1965. - 374с.

34. Витковский, К.В. Опыт рекультивации и возврата в хозяйственный оборот нарушенных земель на угледобывающих предприятиях края / К.В. Витковский, П.З. Пенкин, C.B. Желтяков // Рекультивация нарушенных земель КАТЭКа. Красноярск, 1986. - С. 3 - 5.

35. Власов, A.A. Методика учета микоризности сеянцев / A.A. Власов // Тр. Комплексной экспедиции по вопросам полезности лесоразведения. М., 1952. - Т. 2, Вып. 2. - С. 52 - 60.

36. Габеев, В.Н. Продуктивность и вертикальная структура надземной биомассы насаждений сосны в Западной Сибири / В.Н. Габеев. Изд. СО АН СССР, 1968. -№ 15. Сер. биол.-мед. наук, Вып. 3. - С. 98 - 105.

37. Габеев, В.Н. Продуктивность культур сосны / В.Н. Габеев. -Новосибирск: Наука, 1982. 190с.

38. Ганжара, Н.Ф. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества почв / Н.Ф. Ганжара. М.: Агроконсалт, 1997. - 82с.

39. Гире, Г.И. Продукционный процесс сосняков Красноярской лесостепи / Г.И. Гире, В.Д. Стаканов // Лесоведение. 1986. - №3. - С. 34 - 41.

40. Головко, Т.К. Дыхание растений (физиологические аспекты) / Т.К. Головко. СПб.: Наука, 1999. - 204с.

41. Горбачев, В.Н. Почвы Приангарья и Енисейского кряжа / В.Н. Горбачев. -М.: Наука, 1967. 140с.

42. Горбачев, В.Н. Почвенный покров южной тайги Средней Сибири / В.Н. Горбачев, Э.П. Попова. Новосибирск: Наука, 1992. - 222с.

43. Горбунова, Ю.В. Цикл углерода в культурах сосны техногенных ландшафтов // Ю.В. Горбунова // Почвы Сибири: особенности функционирования и использования: сб. науч. ст. Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2006. - Вып. 2. - С. 84 - 90.

44. Горшкова, A.A. Биология степных пастбищных растений Забайкалья / A.A. Горшкова. М.: Наука, 1966. - 271с.

45. Гришина, JI.A. Гумусообразование и гумусное состояние почв / JI.A. Гришина. М.: Изд-во МГУ, 1986. - 243с.

46. Гришина, JI.A. Опад и подстилка хвойных лесов Валдая / JI.A. Гришина, A.C. Владыченский // Почвы и продуктивность растительных сообществ. М.: МГУ, 1979. - С. 15 - 50.

47. Данько, В.Н. Лесопригодность местообитаний разровненных отвалов и ассортимент древесных и кустарниковых пород / В.Н. Данько // Рекультивация земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых. -Тарту: ЭСХА, 1975. С. 25 - 30.

48. Данько, В.Н. Лесная рекультивация намытых пород на Украине / В.Н. Данько, М.Н. Новак // Лесоводство и агромелиорация, 1975. Вып. 42. - С. 3 -8.

49. Добродеев, О.П. Живое вещество Земли / О.П. Добродеев, И.А. Суетова // В кн.: «Проблемы общей физической географии и палеогеографии». М.: МГУ, 1976. - С. 26 - 58.

50. Докучаев, В.В. К учению о зонах природы (1892) / В.В. Докучаев // Избр. соч. М.: Сельхозгиз, 1954.

51. Дювинью, П. Биосфера и место в ней человека / П. Дювинью, М. Танг. -М.: Прогресс, 1968. -253с.

52. Жеребцов, В.Г. Рост древесных и кустарниковых пород на землях, вышедших из-под открытых горных разработок / В.Г. Жеребцов, В.А. Петренко // «Лесной журнал». 1972. - № 2. - С. 29-33.

53. Загуральская, Л.М. Особенности разложения и свойства подстилок в насаждениях Карелии / Л.М. Загуральская, С.С. Зябченко // Лесоведение. -1997.-№1.-С. 27-34.

54. Зайцев, Г.А. Лесная рекультивация территорий, нарушенных промышленностью: автореф. дис. . канд. геогр. наук / Г.А. Зайцев. М., 1970.-28с.

55. Зайцев, Г.А. Лесная рекультивация / Г.А. Зайцев, Л.В. Моторина, В.Н. Данько. М.: Лесная промышленность, 1977. - 128с.

56. Зонн, C.B. Почва как компонент лесного биогеоценоза / C.B. Зонн // В кн.: Основы лесной биогеоценологии. М.: Наука, 1964.

57. Зубарева, H.H. Динамика массы подстилки в лиственничниках, сосняках и березняках Центральной Якутии / H.H. Зубарева // Тез. докл. XI Всесоюзн. Симпозиума «Биологические проблемы Севера». Якутск, 1986. -С. 151-152.

58. Зятькова, Л.К. Структурная геоморфология Алтае-Саянской горной области / Л.К. Зятькова. Новосибирск: Наука, 1977.

59. Исаев, A.C. Оценка запасов и годичного депонирования углерода в фитомассе лесных экосистем России / A.C. Исаев, Г.Н. Коровин, А.И. Уткин и др. // Лесоведение. 1993. - №6. - С. 3 - 10.

60. Исаев, A.C. Экологические проблемы поглощения углекислого газа посредством лесовосстановления и лесоразведения в России / A.C. Исаев, Г.Н. Коровин, В.И. Сухих. М., 1995. - 156с.

61. Каар, Э.В. Лесная рекультивация отвалов, образующихся при открытой разработке горючего сланца в Эстонской ССР / Э.В. Каар // Рекультивация земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых. Тарту: ЭСХА, 1975.-С. 15-24.

62. Каар, Э.В. Об удобрении лесных культур на выровненных отвалах Эстонской ССР / Э.В. Каар // В кн.: «Рекультивация промышленных пустошей». М., 1972. - С. 114 - 124.

63. Казимиров, Н.И. Биологический круговорот веществ в ельниках Карелии / Н.И. Казимиров, P.M. Морозова. JL: Наука, 1973. - 175с.

64. Кандрашин, Е.Р. Сингенез и продуктивность естественной растительности разрезов Кузбасса / Е.Р. Кандрашин // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1976. - С. 163-172.

65. Карпачевский, J1.0. Лес и лесные почвы / Л.О. Карпачевский. М.: Лесн. пром-сть, 1981.

66. Карпачевский, Л.О. Роль корневых систем в почвообразовании в сухой степи / Л.О. Карпачевский, Л.Б. Боровинская, Д.Д. Хайдапова // Почвоведение. 1994. -№11. - С. 77 - 84.

67. Карпачевский, Л.О. Почвенно-биогеоценотические исследования в лесных биогеоценозах / Л.О. Карпачевский, А.Д. Воронин, Е.А. Дмитриев. -М.: МГУ, 1980.- 160с.

68. Келеберда, Т.Н. Ферментативная активность как биоиндикатор плодородия техногенных грунтов путем фитомелиорации / Т.Н. Келеберда // Тезисы докл. V съезда Всесоюзн. об-ва почвоведов. М., 1977. - С. 271 -273.

69. Кириллов, Т.Б. Прогнозирование рекультивации земель при открытой добыче в Центрально-Черноземном районе / Т.Б. Кириллов, В.А. Овчинников // Вестник МГУ, «География». 1974. - № 2. - С. 40 - 48.

70. Кириллова, Т.Б. К вопросу о прогнозировании земель, нарушенных горной промышленностью / Т.Б. Кириллова, В.А. Овчинников, Т.П. Федосеева // В кн.: « Рекультивация промышленных пустошей». М.,1972. -С. 143- 153.

71. Ковда, В.А. Роль и функции почвенного покрова в биосфере Земли / В.А. Ковда. Пущено, 1985. - Юс.

72. Колесников, Б.П. Методы изучения биогеоценозов в техногенных ландшафтах / Б.П. Колесников, JI.B. Моторина // Программа и методика изучения техногенных биогеоценозов. М.: Наука, 1978. - С. 5 - 21.

73. Кононова, М.М. Проблема почвенного гумуса и современные задачи его изучения / М.М. Кононова. М.: Изд-во АН СССР, 1951. - 390с.

74. Кононова, М.М. Органическое вещество почвы / М.М. Кононова. М.: Изд-во АН СССР, 1963. -314с.

75. Корнев, В.П. Опыт лесной рекультивации карьеров Пол пинского месторождения фосфоритов / В.П. Корнев, Г.М. Орловский, Е.М. Остроумов // Облесение неудобных земель. Воронеж, 1982. - С. 84 - 88.

76. Корсунов, В.Н. Диагностика почвообразования в зональных почвах / В.Н. Корсунов, Э.Ф. Ведрова. Новосибирск: Наука, 1982. - 160с.

77. Корсунов, В.Н. Почвенный покров таежных ландшафтов Сибири / В.Н. Корсунов, Э.Ф. Ведрова, E.H. Красеха. Новосибирск: Наука, 1988. - 165с.

78. Кравцов, П.С. Фитомасса сосны в шестилетних культурах разной густоты / П.С. Кравцов // «Лесоводство и агролесомелиорация». Вып. 34. -Киев, 1973.

79. Красеха, E.H. Почвы подтайги срединного региона Сибири / E.H. Красеха, Т.М. Корсунова. Красноярск: КГУ, 1985. - 153с.

80. Красильников, Б.Н. Тектоническое строение северной части Минусинской котловины и опыт методов ее изучения / Б.Н. Красильников, A.J1. Моссаковский, B.C. Суворова // В кн.: Советская геология. Сб. 42. М., 1955. - С. 12-15.

81. Куминова, A.B. Растительность Кемеровской области / A.B. Куминова. -Новосибирск, 1950.

82. Курачев, В.М. Классификация почв техногенных ландшафтов / В.М. Курачев, В.А. Андроханов // Сибирский экологический журнал. 2002. -№3. -С. 255-261.

83. Курачев, В.М. Специфика почвенного покрова техногенных ландшафтов Кузбасса / В.М. Курачев, В.А. Андроханов, И.Н. Госсен, С.Ю. Клековкин // Сибирский экологический журнал. 2004. - №3. - С. 337 - 344.

84. Лесной фонд РСФСР (по учету на 1 января 1988 г.). М.: Минлесхоз РСФСР, 1990.-738с.

85. Лесной фонд СССР (по учету на 01.01.88): Стат. сб. М.: Гос. ком. СССР по лесу, 1990. т. 1.-1005с.

86. Лесной фонд России. Справочник. М.: ВНИИЦлесресурс, 1999.

87. Лобанов, Н. В. Микотрофность древесных растений / Н. В. Лобанов. -М.: Лесн. пром-сть, 1971. 214с.

88. Лучицкий, И.В. Тектоническое строение Минусинских впадин / И.В. Лучицкий // В кн.: Геология СССР. Т. XV, ч. 1. Красноярский край. Геологическое описание. М., 1961. - С. 661 - 674.

89. Макаревский, М.Ф. Запасы и баланс органического углерода в лесных и болотных биогеоценозах / М.Ф. Макаревский // Экология 1991. - №3. - С. 3-10.

90. Масюк, Н.Т. Особенности формирования естественных и культурных фитоценозов на вскрышных горных породах / Н.Т. Масюк // Рекультивация земель. Днепропетровск, 1974. - С. 62 - 104.

91. Махонина, Г.И. Экологические аспекты почвообразования в техногенных экосистемах Урала / Г.И. Махонина. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2003. - 355с.

92. Мельников, Н. Рациональное использование природных ресурсов / Н. Мельников // «Коммунист». 1973 -№ 15. - С. 78 - 90.

93. Моделирование развития искусственных лесных биогеоценозов / Л.С Шугалей, М.Г. Семечкина, Г.И. Яшихин, В.К. Дмитриенко Новосибирск: Наука, 1984.- 152с.

94. Молчанов, A.A. Продуктивность органической массы в лесах различных зон / A.A. Молчанов. Москва: Наука, 1971. - 274с.

95. Морозов, Г.Ф. Учение о лесе / Г.Ф. Морозов. М.: Гослесбум. издат., 1949.-298с.

96. Моторина, Л.В. О комплексности в рекультивации / Л.В. Моторина // В кн.: «Рекультивация промышленных пустошей». М., 1972. - С. 7 - 18.

97. Моторина, Л.В. Основные направления научных исследований по рекультивации земель в Подмосковном буроугольном бассейне / Л.В. Моторина // Научные основы охраны природы. М.: Наука, 1973. - С. 86 -103.

98. Моторина, Л.В. Комплексность в рекультивации техногенных ландшафтов и терминологические аспекты проблемы / Л.В. Моторина // Программа и методика изучения техногенных биогеоценозов. М.: Наука, 1978.-С. 22-33.

99. Моторина, Л.В. Рекультивация земель, нарушенных горнодобывающей промышленностью / Л.В. Моторина, Н.М. Забелина // Обзор литературы, ВИНТИСХ. М, 1968. - 89с.

100. Моторина, Л.В. Рекомендации и методические указания к сельскохозяйственному и лесохозяйственному восстановлению отвалов в Подмосковном бассейне / Л.В. Моторина, Г.А. Зайцев, Т.И. Ижевская, А.И. Савич, В.Н. Чеклина. МСХ СССР, 1969. - 51с.

101. Моторина, Л.В. Лесовосстановление на отвалах открытых разработок полезных ископаемых / Л.В. Моторина, Г.А. Зайцев, С.А. Маркин, И.Н. Рогов // В кн.: «Тульские леса». Тула, 1971. - С. 181 - 198.

102. Моторина, Л.В. Промышленность и рекультивация земель / Л.В. Моторина, В.А. Овчинников. М.: Мысль, 1975. - 75с.

103. Мухортова, Л.В. Запас и трансформация органического вещества почвы под лесными культурами: автореф. дис. . канд. биол. наук / Л.В. Мухортова. Красноярск, 2001. - 22с.

104. Наплекова, H.H. Микробные ценозы техногенных экосистем Сибири / H.H. Наплекова, С.С. Трофимов, Е.Р. Кандрашин, Ф.А. Фаткулин, Л.П. Баранник // Техногенные экосистемы: организация и функционирование. -Новосибирск: Наука, 1985. С. 38 - 69.

105. Напрасникова, Е.В. Сукцессии микробных сообществ молодых техногенных почв / Е.В. Напрасникова, З.И. Никитина // География и природные ресурсы. 1984. - №4. - С. 90 - 96.

106. Наумов, A.B. Разложение корневой растительной массы в «молодых» почвах КАТЭКа / A.B. Наумов, E.H. Наумова // Почвоведение. 1993. - С. 47 -55.

107. Орлов, Д.С. Практикум по химии гумуса / Д.С. Орлов, Л.А. Гришина. -М.: Изд-во МГУ, 1981.-268с.

108. Орлова, А.Я. Почвенная экология сосны / А.Я. Орлова, С.П. Кошельков. М.: Наука, 1971. - 323с.

109. Панков, Я.В. Из опыта биологической рекультивации отвалов / Я.В. Панков // «Лесное хозяйство». 1973. - № 6. - С. 71 - 73.

110. Панков, Я.В. Опыт облесения бортов карьеров КМА / Я.В. Панков, Е.В. Парфенов // Облесение неудобных земель. Воронеж, 1982. - С. 99 - 107.

111. Панков, Я.В. Рекультивация отвалов Курской магнитной аномалии фитомелиоративными средствами / Я.В. Панков, И.В. Трещевский // В кн.: «Защитное лесоразведение в Центрально-черноземных областях». -Воронеж, 1972.-С. 81-89.

112. Петренко, И.А. Макро- и микромицеты лесов Якутии / И.А. Петренко. Новосибирск: Наука, 1978. - 132с.

113. Пикалов, Г.М. Итоги пятнадцатилетних научно-исследовательских работ лаборатории промышленной ботаники по рекультивации земель, нарушенных промышленностью / Г.М. Пикалов // Растения и промышленная среда. Свердловск, 1978. - Вып. 5. - С. 89 - 97.

114. Писаренко, А.И. Монреальский процесс и его значение для России / А.И. Писаренко, В.В. Страхов, Л.И. Дмитриева // Лесное хозяйство. 1999. -№5.-С. 11-14.

115. Плешиков, Ф.И. Лесные экосистемы Енисейского меридиана / Ф.И. Плешиков, Е.А. Ваганов, Э.Ф. Ведрова. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002.-356с.

116. Побединский, A.B. Сосна / A.B. Побединский. М.: Лесная промышленность, 1979. - 125с.

117. Поздняков, Л.К. Разложение подстилки в лиственничных лесах Центральной Якутии / Л.К. Поздняков // Тр. Сиб. технологич. ин-та. Сборник 39. «Лиственница». Красноярск, 1964. - С. 47 - 51.

118. Поиск ведет наука / Составитель В.Н. Севастьянов. Красноярск: Кн. Изд-во, 1983.-168с.

119. Поликарпов, Н.П. Формирование сосновых молодняков на концентрированных вырубках / Н.П. Поликарпов. М.: Изд-во АН СССР, 1962.-171с.

120. Полынов, Б.Б. Геохимические ландшафты / Б.Б. Полынов // Избр. тр. -М.: Изд-во МГУ, 1964. 229с.

121. Пономарева, B.B. Методические указания по определению содержания и состава гумуса в почвах / В.В. Пономарева, Т.А. Плотникова. Л.: Наука, 1975.- 105с.

122. Попова, Э.П. Биологическая активность и азотный режим почв Красноярской лесостепи / Э.П. Попова, Я.И. Лубите. Красноярск, 1975. -272с.

123. Природа и хозяйство района первоочередного формирования КАТЭКа / В.В. Воробьев, Л.М. Коротный. Новосибирск: Наука, 1983. - 261с,

124. Проблемы рекультивации земель в СССР. «Наука», Сибирское отделение. Новосибирск, 1974. -259с.

125. Программа и методика почвенно-биогеоценотических исследований. -М.: Наука, 1974.-400с.

126. Протопопов, В.В. Роль леса в защите окружающей среды на территории КАТЭКа / В.В. Протопопов, A.B. Лебедев // Географические условия создания Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса. -Иркутск: ИГ, 1979. С. 27 - 33.

127. Работнов, Т.А. Фитоценология / Т.А. Работнов. М.: Изд-во МГУ, 1983.-296с.

128. Раськова, Н.В. Сравнительная оценка биологической активности рекультивируемых земель западного Донбасса / Н.В. Раськова, Ю.Г. Гельцер, Л.А. Цветкова, С.Я. Трофимов // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. Пущено, 1984. - С. 157 - 158.

129. Ремезов, Н.П. О соотношении между биологической аккумуляцией и элювиальным процессом под пологом леса / Н.П. Ремезов // Почвоведение. -1958. -№6.~ С. 1-13.

130. Ремезов, Н.П. Потребление и круговорот азота и зольных элементов в лесах Европейской части СССР / Н.П. Ремезов, Л.Н. Быкова, K.M. Смирнова. -М., 1959.-284с.

131. Ресурсы поверхностных вод СССР, т. 15, Вып. 2. Л.: Гидрометеоиздат,1972.

132. Рий, В.Ф. Использование удобрений и микотрофности при выращивании сеянцев и саженцев: автореф. дис. . канд. биол. наук / В.Ф. Рий. Брянск, 1970. - 25с.

133. Родин, JI.E. Динамика органического вещества и биологический круговорот зольных элементов и азота в основных типах растительности земного шара // JI.E. Родин, Н.И. Базилевич. М.: Наука, 1965. - 253с.

134. Салагаев, А.Ф. Деградация лесов в районах интенсивной угледобычи / А.Ф. Салагаев // Лесное хозяйство. 2003. - № 1. - С. 27 - 28.

135. Салюкова, Р.И. Антропогенные варианты систем денудации Назаровской впадины / Р.И. Салюкова // В кн.: Географические условия создания Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса. -Иркутск, 1979.-С. 88-94.

136. Семечкин, И.В. Проблемы лесопромышленного комплекса Сибири, ч. II / И.В. Семечкин, A.B. Тетенькин. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1980.-С. 5-19.

137. Симкин, Б.А. Восстановление сельскохозяйственного потенциала при открытых горных работах на КМА / Б.А. Симкин, Г.А. Коротаев, В.В. Лисицкий, Г.И. Пепелев, З.Н. Михайлова, A.M. Бабец, Е.Д. Бондаренко // Горный журнал. 1974. - №3. - С. 26 - 29.

138. Соколов, В.А. Основы управления лесами Сибири / В.А. Соколов. -Красноярск: Изд-во СО РАН, 1997. 308с.

139. Соколов, Д.Ф. Скорость разложения подстилки и влияние продуктов ее разложения на содержание и состав гумуса почвы сложного сосняка / Д.Ф. Соколов, Н.В. Карпов // Леса Подмосковья. М.: Наука, 1965. - С. 63 - 99.

140. Стаканов, В.Д. Распределение органического вещества в различных частях деревьев сосны обыкновенной / В.Д. Стаканов // Лесоведение. 1990. -№1.-С. 25-33.

141. Стаканов, В.Д. Запасы углерода в текущем приросте фитомассы сосняков Красноярского края / В.Д. Стаканов, В.А. Алексеев, И.А. Короткое//

142. Эколого-физиологические аспекты ксилогенеза хвойных. Тез. Междунар. конф. Красноярск, 1996. С. 107 - 110.

143. Сукачев, В.Н. Основы типологии и биогеоценологии (Избранные труды) / В.Н. Сукачев. Л.: Наука, 1972. - Т.1. - 332с.

144. Тарасов, П.А. Экологическая оценка водно-физических свойств техногенных почв КАТЭКа при лесной рекультивации: автореф. дис. канд. биол. наук / П.А. Тарасов. Красноярск, 1993. - 22с.

145. Тарасов, М.Е. Роль крупного древесного детрита в балансе углерода лесных экосистем Ленинградской области: автореф. дис. канд. биол. наук / М.Е. Тарасов. Санкт - Петербург, 1999. - 21с.

146. Тарчевский, B.C. Естественная растительность отвально-карьерных ландшафтов при открытой добыче каменного угля в Кузбассе / B.C. Тарчевский, Т.С. Чибрик // Растения и промышленная среда. Свердловск, 1970.-С. 65-77.

147. Тейт, Р. Органическое вещество почвы / Р. Тейт. М.: Мир, 1991.396с.

148. Терехова, Э.В. Микроклимат отвалов Соколовско-Сарайского горнообогатительного комбината / Э.В. Терехова, Р.И. Ланина // Растения и промышленная среда. Свердловск, 1978. - Вып. 5. - С. 15-19.

149. Трещевский, И.В. Некоторые вопросы биологической рекультивации отвалов Курской магнитной аномалии / И.В. Трещевский, Я.В. Панков // В кн.: «Рекультивация земель в СССР». М., 1973. - С. 220 - 238.

150. Титлянова, A.A. Биологический круговорот углерода в травяных биогеоценозах / A.A. Титлянова. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1977. -220с.

151. Титлянова, A.A. Теоретические основы и опыт экологического мониторинга / A.A. Титлянова. М.: Наука, 1989. - С. 63 - 76.

152. Титлянова, A.A. Функциональная модель обменных процессов / A.A. Титлянова, Н.И. Базилевич // Структура, функционирование и эволюция систем биогеоценозов Барабы. Новосибирск: Наука, 1976. - С. 449 - 467.

153. Титлянова, A.A. Подземные органы в травяных экосистемах / A.A. Титлянова, Н.П. Косых, Н.П. Токарева, И.П. Романова. Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма РАН, 1996. - 127с.

154. Титлянова, A.A. Круговорот углерода в луговых экосистемах / A.A. Титлянова, Н.Б. Наумова, Н.П. Косых // Почвоведение. 1993. - №3. - С. 33 -39.

155. Титлянова, A.A. Режим биологического круговорота / A.A. Титлянова, М. Тесаржова. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. - 150с.

156. Трофимов, С.С. Перспективы рекультивации земель, нарушенных промышленностью, в Западной и Восточной Сибири / С.С. Трофимов // Проблемы рекультивации земель в СССР. Новосибирск: Наука, 1974. - С. 5 -11.

157. Трофимов, С.С. Антропогенный рельеф Кузбасса / С.С. Трофимов, В.А. Овчинников // Рекультивация в Сибири и на Урале. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1970. - С. 5 - 24.

158. Трофимов, С.С. Системный подход к изучению процессов почвообразования в техногенных ландшафтах / С.С. Трофимов, A.A. Титлянова, И.Л. Клевенская // Программа и методика изучения техногенных биогеоценозов. М.: Наука, 1978. - С. 34 - 53.

159. Турушина, Л.А. Прогнозирование нарушенных земель в зоне КАТЭКа / Л.А. Турушина // Экспериментальные основы географического прогнозирования воздействия КАТЭКа на окружающую среду. Иркутск, 1984.-С. 184- 193.

160. Турушина, Л.А. Региональные проблемы сохранности земельных ресурсов в зоне КАТЭКа / Л.А. Турушина, A.A. Смирнов // Географические условия создания Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса. -Иркутск: ИГ, 1979. С. 103 - 111.

161. Углерод в экосистемах лесов и болот / под. ред. В.А. Алексеева, P.A. Бердси. Красноярск: ИЛ СО РАН, 1994. - 225с.

162. Усольцев, В.А. Методы определения биологической продуктивности насаждений / В.А. Усольцев, C.B. Залесов. Моногр. Екатеринбург, Урал, гос. лесотехн. ун-та, 2005. - 147с.

163. Уткин, А.И. Углеродный цикл в лесоводстве / А.И. Уткин // Лесоведение. 1995. - №5. - С. 3 - 19.

164. Ушакова, Г.И. Влияние экологических условий на скорость и характер разложения лесной подстилки (Кольский полуостров) / Г.И. Ушакова // Почвоведение. 2000. - №8. - С. 1009 - 1015.

165. Федосеева, Т.П. Рекультивация земель / Т.П. Федосеева. М., 1977.41с.

166. Фокин, А.Д. Участие различных соединений растительных остатков в формировании и обновлении гумусовых веществ почвы / А.Д. Фокин // Проблемы почвоведения. М.: Наука, 1978. - С 60 - 65.

167. Хаутон, P.A. Глобальные изменения климата / P.A. Хаутон, Д.М. Вудвелл // В мире науки. М.: Мир, 1989. - №6.

168. Хватов, Ю.А. Исследования лесных культур на отвалах открытых разработок полезных ископаемых в центральных областях / Ю.А. Хватов. -М.: «Лесная промышленность», 1971. 54с.

169. Чупрова, В.В. Экологическое почвоведение: учеб. пособие / В.В. Чупрова; Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2005. - 172с.

170. Чупрова, В.В. Особенности макроморфогенеза почв на отвалах угольных разрезов Назаровской котловины / В.В. Чупрова, Л.С. Шугалей. Красноярск, 2007.

171. Швиденко, А.З. Динамика лесов России в 1961 1993 годах и глобальный углеродный бюджет / А.З. Швиденко, С. Нильссон // Леснаятаксация и Лесоустройство: Межвузовский сборник научных трудов. -Красноярск: КГТА, 1997. С. 15 - 23.

172. Шугалей, JI.C. Антропогенез лесных почв юга средней Сибири / JI.C. Шугалей. Новосибирск: Наука, 1991. - 184с.

173. Шугалей, JI.C. Первичное почвообразование на отвалах вскрышных пород под культурами сосны / JI.C. Шугалей // Почвоведение, 1997. №2. -С. 247-253.

174. Шугалей, JI.C. Формирование гумусовой системы инициальных почв техногенных ландшафтов под культурами сосны / JI.C. Шугалей, Ю.В. Горбунова // Вестник КрасГАУ. Красноярск, 2006. - №12. - С. 79 - 85.

175. Шугалей, JI.C. Цикл углерода в сосняках южной тайги и лесостепи Назаровской котловины / JI.C. Шугалей, А.Н. Петрухина // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. Красноярск, Изд-во Красноярского ун-та, 2003 г. С. 223 - 228.

176. Шугалей, JI.C. Запасы углерода в блоках естественных и антропогенно-нарушенных лесных экосистем и его баланс / JI.C. Шугалей, В.В. Чупрова // Сиб. экол. журн. 2003. - №5. - С. 545 - 555.

177. Шугалей, JI.C. Биологическая рекультивация нарушенных земель КАТЭКа / JI.C. Шугалей, Г.И. Яшихин, В.К. Дмитриенко. Красноярск, Изд-во Красноярского ун-та, 1996 г. - 186с.

178. Шугалей, JI.C. Формирование лесных биогеоценозов на рекультивируемых землях КАТЭКа / JI.C. Шугалей, Г.И. Яшихин, H.JI. Нефодина // География и природные ресурсы. 1984. - №1. - С. 30 - 36.

179. Шульгин, A.M. Климат почвы и его регулирование / A.M. Шульгин. -Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 342с.

180. Aldred, А.Н. Guidelines for forest biomass inventory / А.Н. Aldred, I.S. Alemdag. Can. For. Serv. Petawawa Nat. For. Inst. Inform. Rep. PI X - 77. 1988. -134 p.

181. Ajtay, G.L. Terrestrial primary production and phytomass / G.L. Ajtay, P. Ketner, P. Duvigneaud. In: The global carbon cycle. SCOPE 13, New York, 1979, p. 129-181.

182. Baltsch, H. H. Wo neue Walder wachsen / H. H. Baltsch, G. Winterwerb, L. Dilla, K.E. Kegel. Forstl. Rekultiv. Der Rheinische Braunkohlenwerke AG, Koln, 1969, S. 32.

183. Bauer, H.J. Recultivation and renewal of a balanced landscape in the lignite minig area of the Rhineland / H.J. Bauer. Geoforum, 1971, № 8, p. 31 - 41.

184. Bowen, N.G. Canada's forest inventory / N.G. Bowen. Can For. Serv. For. Manage Inst. Inf. Rep. FMR-X-116. Ottawa, Ontario, 1978.

185. Belleport, B.P. USBR plecification focus on environoment / B.P. Belleport, F. Asee. Civ. Eng, 1971, v. 41, № 7, p. 50- 52.

186. Breeman, N. van/ Feijtel T.C. Soil processes and properties involved in the production of greenhouse gases, with special relevance to aoil taxonomic systems // Soil and greenhouse effect // Ed. Bouwman F.F. N.Y.: John Wiley and Sons, 1990. P. 195-223.

187. Brown, S. Preliminary estimate of the storage of organic carbon on tropical forest ecosystem / S. Brown, A.E. Lugo. U. S. Department of Energy, Conf.-800350. Washington, 1980, p. 65 - 118.

188. Brown, S. The storage and production of organic matter in tropical forests and their role in the global carbon cycle / S. Brown, A.E. Lugo. Biotropica, 1982, №14, p. 161-187.

189. Brown, Biomass of tropical forests: A new estimate based on volumes / S. Brown, A.E. Lugo. Science, 1984, vol. 223, p. 1290 - 1293.

190. Brunig, E.F. Prospects and problems of the development of tropical forests as environmental and economic resources / E.F. Brunig. XX General Assambly, Symp. 2., Helsinki, 1979.

191. Calles, V. Köln und Rekltivierung des Rheinischen Braunkoh lengebierges / V. Calles. Köln, 1968, S. 186.

192. Carbon Storage in Forests and Peatlands of Russia. Gen / Tech. Rep. NE-244. Radnor, PA: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Northeasern Forest Experiment Sation. 1998. - 137p.

193. Davis, G. Coal-mine spoil banks offer good potential for timber and wildlife production / G. Davis, W.H. Davidson. Pennsylvania Forests, 1968, v. 58, N 1, p. 20-21.

194. Flaig, W. Gedanken zur Nomenklatur der im Boden vorhandenen organischen Stoffe / W. Flaig // Trans. VIII-th Intern. Congr. Soil Sei. 1964. -Vol. 3.

195. Geger, W. Spoil change and tree growth on coalmined spoils in Kansas / W. Geger, N. Rogers // Soil and Water conserve. 1972. - V. 27. - № 3. - P. 114 -116.

196. Kuusela, K. Boreal forestry in Finland: a fire ecology without fire / K. Kuusela // Unasylva. 1992. V.43. - №170. - P. 20 - 25.1.eth, H. Primary productivity of the biosphere / H. Lieth, R.H. Whittaker. -Springer, New York Heidelberg, 1975. 339p.

197. Marra, L. Coarse woody debris and forest floor respiration in an old-growth coniferous forest on the Olympic Peninsula, Washington, USA / L Marra, R.L. Edmonds // Can. J. Forest Res. 1994. - 24 (9). - P. 1811 - 1817.

198. Watson, W. Appreciating the potential of a devasted land / W. Watson, D. Richardson // The forestry chronicle. 1978. - V. 48, №6. - P. 312 - 315.

Информация о работе

Горбунова, Юлия Викторовна
кандидата биологических наук
Красноярск, 2007
ВАК 03.00.27

Диссертация

Цикл углерода в культурах сосны на отвалах вскрышных пород Назаровского угольного разреза - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы