Сравнительный анализ биомассы кедровых и дубовых древостоев Приморья в контексте биоразнообразия

Взаимосвязь между биоразнообразием и продуктивностью растительных сообществ является одним из основных направлений в экологических исследованиях. Имеются многочисленные подтверждения положительной связи продуктивности с биоразнообразием, особенно очевидной при взаимодействии двух комплементарных видов в локальных условиях, когда их смешение обусловливает продуктивность, большую по отношению к продуктивности чистых древостоев в тех те местообитаниях. Когда исследуется связь между продуктивностью и биоразнообразием на региональном и глобальном уровнях при взаимодействии десятков и сотен видов, названная положительная связь становится очевидной лишь на массовом эмпирическом материале. Поскольку известно, что хвойные и лиственные виды приспособлены к специфичным лесорастительным условиям и могут занимать разные экологические ниши, в настоящем исследовании предпринята попытка сравнительного анализа биомассы кедровых (Pinus koraiensis S. ex Z.) и дубовых (Quercus mongolica F. ex L.) естественных насаждений Приморья в контексте биоразнообразия. Леса Приморья характеризуются сложным породным составом, только в основном пологе может насчитываться до 15 и более пород, что осложняет определение из биологической продуктивности. Объектом исследования послужили кедровые и дубовые насаждения, заложенные соответственно на 12 и 14 пробных площадях в возрастном диапазоне от 35 до 200 лет. Сделан вывод об отсутствии значимого вклада доли основной породы в объяснение изменчивости биомассы ассимиляционного аппарата кедровых и дубовых насаждений, а также об отсутствии влияния обилия пород (количества пород в составе) на соотношение надземной биомассы кедровых и дубовых насаждений, что может быть объяснено недостаточным объемом фактического материала. Сравнение биомассы кедровников и дубняков в возрастной динамике показало, что в дубняках по отношению к кедровникам масса стволов больше на 17, масса ветвей на 53, надземная на 20 %, а масса ассимиляционного аппарата, напротив, меньше на 33 %. Таким образом, дубняки при меньшей массе ассимилирующих органов имеют большую массу ствола и ветвей. По-видимому, это происходит вследствие более высокой эффективности работы ассимиляционного аппарата дубняков. Полученные результаты могут быть полезны при оценке углерод депонирующей способности хвойно-широколиственных лесов Приморья.

1. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М. : Статистика, 1973. 392 с.

2. Иванов А.В., Варенцов В.Е., Приходько О.Ю., Посохова Л.А. Представители рода Carabus как индикаторы биологического разнообразия хвойно-широколиственных лесов // Вестник ИрГСХА. 2015. № 69. С. 58–65.

3. Иванов А.В., Касаткин А.С., Мудрак В.П., Замолодчиков Д.Г. Надземная фитомасса древостоев хвойно-широколиственных лесов Южного Приморья // Лесоведение. 2018. № 6. С. 454–463.

4. Касаткин А.С., Жанабаева А.С., Акимов Р.Ю. и др. Надземная фитомасса и квалиметрия некоторых древесных пород южного Сихотэ-Алиня // Эко-потенциал. 2015а. № 1 (9). С. 41–50. URL: https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/4052/1/Kasatkin.pdf.

5. Касаткин А.С., Жанабаева А.С., Пауков Д.В. и др. Надземная фитомасса деревьев в лесах Южного Сихотэ-Алиня. Сообщение 2 // Эко-потенциал. 2015б. № 4 (12). С. 28–31. URL: https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/5226/1/Kasatkin.pdf.

6. Касаткин А.С., Жанабаева А.С., Иванов А.В. и др. Надземная фитомасса деревьев в лесах Южного Сихотэ-Алиня. Сообщение 3 // Эко-потенциал. 2016. № 1 (13). С. 32–36. URL: https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/5516/1/Kasatkin.pdf.

7. Рахтеенко И.Н., Мартинович Б.С., Крот Л.А., Кабашникова Г.И. Взаимоотношения древесных пород в чистых и смешанных насаждениях // Экологофизиологические основы взаимодействия растений в фитоценозах / ред. Н.Д. Нестерович. Минск : Наука и техника, 1976. С. 23–94.

8. Усольцев В.А. Биоразнообразие в экосистемах: краткий обзор проблемы // Эко-потенциал. 2019а. № 1 (25). С. 9–47. URL: http://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/8123/1/eko-19-01.pdf.

9. Усольцев В.А. Биоразнообразие и биопродуктивность лесов в контексте климатогенной биогеографии // Эко-потенциал. 2019б. № 1 (25). С. 48–115. URL: http:// elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/8124/1/eko-19-02.pdf.

10. Четыркин Е.М. Статистические методы прогнозирования. М. : Статистика, 1977. 200 с.

11. Baskerville G.L. Use of logarithmic regression in the estimation of plant biomass // Canadian Journal of Forest Research. 1972. Vol. 2. P. 49–53.

12. Caspersen J.P., Pacala S.W. Successional diversity and forest ecosystem function // Ecological Research. 2001. Vol. 16. Iss. 5. P. 895–903.

13. Forrester D.I., Pretzsch H. Tamm Review: On the strength of evidence when comparing ecosystem functions of mixtures with monocultures // Forest Ecology and Management. 2015. Vol. 356. P. 41–53.

14. Fürst C., Makeschin F., Eisenhauer D.-R. Sustainable methods and ecological processes of a conversion of pure Norway and Scots pine stands into ecologically adapted mixed stands // Contributions to Forest Sciences. 2004. Vol. 20. P. 1–35.

15. Givnish T.J. Adaptive significance of evergreen vs. deciduous leaves: solving the triple paradox // Silva Fennica. 2002. Vol. 36. P. 703–743.

16. Hooper D., Vitousek P. The effects of plant composition and diversity on nutrient cycling // Ecological Monographs. 1997. Vol. 68. P. 121–149.

17. Kinzig A.P., Pacala S.W., Tilman D. The functional consequences of biodiversity. Empirical progress and theoretical extensions (MPB-33). Princeton University Press, 2002. 392 p.

18. Liang J., Zhou M., Tobin P.C. et al. Biodiversity influences plant productivity through niche efficiency // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2015. Vol. 112. P. 5738– 5743.

19. Liang J., Crowther T.W., Picard N. et al. Positive biodiversity-productivity relationship predominant in global forests // Science. 2016. Vol. 354. Article 6309.

20. Nunes L., Lopes D., Rego F., Gower S. Aboveground biomass and net primary production of pine, oak and mixed pine-oak forests on the Vila Real district, Portugal // Forest Ecology and Management. 2013. Vol. 305. P. 38–47.

21. Paquette A., Messier C. The effect of biodiversity on tree productivity: From temperate to boreal forests // Global Ecology and Biogeography. 2011. Vol. 20. P. 170–180.

22. Scherer-Lorenzen M. Biodiversity and ecosystem functioning: basic principles // Biodi-versity: structure and function. Encyclopedia of life support systems. Vol. 1. W. Barthlott, K.E. Linsenmair, S. Porembski (eds.). Oxford, UK, EOLSS, 2005. P. 68–88.

23. Schulze D. Plant life forms and their carbon, water and nutrient relations // Physiological Plant Ecology II. O.L. Lange, P.S. Nobel, C.B. Osmond, H. Ziegler (eds.). Springer-Verlag, Berlin, 1982. Р. 615–676.

24. Statgraphics-19. Statgraphics Technologies, Inc. The Plains, Virginia, 2022. URL: http://www.statgraphics.com/.

25. Usoltsev V.A. Single-tree biomass data for remote sensing and ground measuring of Eurasian forests: digital version. The second edition, enlarged. Yekaterinburg: Ural State Forest Engineering University; Botanical Garden of Ural Branch of RAS, 2020. URL: https://elar.usfeu.ru/handle/123456789/9647.