Оценка показателей скорости разложения лесной подстилки

Статья посвящена оценке функциональных показателей разложения подстилки на лесных участках. Лесная подстилка оказывает влияние на такие процессы, как поступление питательных веществ, формирование гумуса, накопление углерода, частотность появления возгорания. Годовая динамика подстилки характеризуется увеличением его количестве к концу сухого периода и тесно связана с дождевым сезоном. Основными факторами, влияющими на процесс разложения подстилки в лесах являются температура и влагосодержание, а также различные микроорганизмы. Разложение подстилки в лесу является важным фактором переноса СО₂ из леса в атмосферу. Очевидно, что такая зависимость скорости выделения СО2 приводит к сезонно-зависимой оценки величины выделяемого СО₂ в лесах. Вместе с тем, существуют усредненные модельные оценки разложения массы подстилки в лесах за год. Плотность дерева отрицательно влияет на скорость выделения СО₂ при разложении древесной массы. С учетом вышеизложенного рассмотрен вопрос об усредненной оценки скорости выделения СО₂ из подстилки на лесных участках, где меры по сбору и обработке подстилки не осуществляются.

Исследованы два вопроса: (а) вопрос о наличии такой оптимальной функциональной зависимости скорости экспоненциального разложения подстилки от ее исходной массы при которой, суммарная оставшаяся масса подстилки достигает минимального значения. Показано существование такой оптимальной скорости, которая прямо пропорциональна логарифму исходной массы подстилки. Также исследован вопрос о зависимости скорости выделения СО₂ при разложении подстилки от исходной массы подстилки. Проведенный анализ показал, что при вышерассмотренном оптимальном режиме такая зависимость отсутствует.

1. Liu W., Schaefer D., Qiao L., Liu X. What controls the variability of wood-decay rates?// Forest ecology and management. 2013. Pp. 623–631.

2. Paletto A., Ferretti F., De Meo I., Cantiani P., Focacci M. Ecological and environmental role of deadwood in managed and unmanaged forests// Sustainable forest management – current research. Pp. 219-238. 2012.

3. Becker J., Pabst H., Mnyonga J., Kuzyakov Y. Annual litterfall dynamics and nutrient deposition depending on elevation and land use at Mt. Kilimanjaro// Biogeosciences. 12. Pp. 5635-5646. 2015.

4. Staelens J., Nachtergale L., Schrijver A. D., Vanhellemont M., Wuyts K., Verheyen K. Spatiotemporal litterfall dynamics in a 60-year-old mixed deciduous forest// Annals of forest science. Pp. 89–98. 2011.

5. Farooq T. H., Li Z., Yan W., Shakoor A., Kumar U., Shabbir R., Peng Y., Gayathiri E., Alotaibi SS., Wrobel J., Chen X. Variations in litterfall dynamics. C:N:P Stoichiometry and associated nutrient return in pure and mixed stands of camphor tree and masson pine forests// Front Environ. Sci. 10:903039. doi:10.3389/fenvs.2022.903039.

6. Лиханова Н. В. Роль растительного опада в формировании лесной подстилки на вырубках ельников средней тайги. https://cyberleninka.ru/article/n/rolrastitelnogo-opada-v-formirovanii-lesnoy-podstilki-navyrubkah-elnikov-sredney-taygi.

7. Pan Y., Birdsey R. A., Fang J. Y., Houghton R., Kauppi P. E., Kurz W. A., Phillips O. L., Shvidenoko A., Lewis S. L., Canadell J. G., Ciais P., Jackson R. B., Pacala S. W., Piao S. L., Rautiainen A., Sitch S., Hayes D. Alarge and carbon sink in the world’s forests//science 333. Pp. 988-993. 2011.

8. Quere C. The global carbon budget 1959-2011. Earth Syst. Sci. Data Disc 5. Pp. 1107-1157. 2012.

9. Jomura M., Kominami Y., Dannoura M., Kanazawa Y. Spatial variation in respiration from coarse woody debris in a temperature secondary broad-leaved forest in Japan// Forest Ecol. Manage. 255. Pp. 149–155. 2008.

10. Liu W. H., Bryant D. M., Hutyra L. R., Saleska S. R., Hammond-Pyle E., Curran D., Wofsy S. C. Woody debris contribution to the carbon budget of selectively logged and maturing mid-latitude forests// Oecologia 148. Pp. 108–117. 2006.

11. Remsburg A. J., Turner M. G. Amount, position and age of coarse wood influence litter decomposition in postfire// Pinus contorta stands. Forest Res. 36. Pp. 2112-2123. 2006.

12. Persson Y., Ihrmark K., Stenlid J. Do bark beetles facilitate the establishment of rot fungi in Norway spruce?// Fungal ecol. 4. Pp. 262–269. 2011.

13. Adair E. C., Hobbie S. E., Hobbie R. K. Singlepool exponential decomposition models: potential pitfalls in their use in ecological studies// Ecology. 9(14). Pp. 1225–1236. 2010.

14. Эльсгольц Л. Е. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление// М. Наука. 1974. С. 432.