Distribution of forest litter and live ground cover biomass in northern taiga of the Central Evenkia depending on relief

СИБИРСКИЙ ЛЕСНОЙ ЖУРНАЛ. 2020. № 1. С. 38–46 УДК 630*114.351+630*182.47/48 Распределение запасов подстилки и биомассы живого напочвенного покрова в северной тайге центральной эвенкии в зависимости от рельефа О. В. Сергеева, Л. В. Мухортова, Л. В. Кривобоков Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН 660036, Красноярск, Академгородок, 50/2 E-mail: , , Поступила в редакцию 12.11.2019 г. Живой напочвенный покров и подстилка играют важную роль в лесных экосистемах, особенно в северных бореальных лесах, где растительность подчиненных ярусов по количеству фитомассы и ее ежегодному обороту сопоставима с древостоем. Однако количественные оценки биомассы живого напочвенного покрова и запасов подстилки для различных типов лесных биогеоценозов криолитозоны Средней Сибири отсутствуют. Исследования проведены на территории Центральной Эвенкии, для которой характерен хорошо развитый низко- и среднегорный рельеф, обусловливающий разнообразие микроклиматических условий и, как следствие, отличия в динамике накопления фитомассы и деструкции растительных остатков между разными формами рельефа. Запасы подстилки и биомасса живого напочвенного покрова определены для насаждений, произрастающих в низине, на склонах контрастной экспозиции и на вершине сопки. Изучаемые экосистемы не подвергались воздействию пожаров последние 50 лет, основной лесообразующей породой всех лесных фитоценозов, за исключением вершин сопок, является лиственница Гмелина Larix gmelinii (Rupr.) Rupr. Установлено, что самые высокие показатели биомассы живого напочвенного покрова и запасов подстилки характерны для насаждений, произрастающих в пониженных элементах рельефа и на склонах северной экспозиции. Такое распределение запасов обусловлено гидротермическим режимом: мерзлота здесь залегает ближе к поверхности, а почвы отличаются значительным постоянным увлажнением. Данные факторы создают благоприятные условия для роста мохово-лишайникового покрова, но замедляют скорость разложения растительных остатков, приводя к накоплению запасов лесной подстилки. Основной вклад в величину биомассы живого напочвенного покрова в изучаемых экосистемах вносят мхи и кустарнички. Фракционный состав подстилки преимущественно представлен ферментированными растительными остатками. Ключевые слова: лесная подстилка, растения напочвенного покрова, фитомасса, Средняя Сибирь. DOI: 10.15372/SJFS20200104 Введение Живой напочвенный покров и подстилка являются чрезвычайно важными компонентами лесных экосистем (Карпачевский, 1981; Базилевич и др., 1986; Богатырев, 1996; Bogatyrev, 1996; Sayer, 2006; Титлянова, Шибарева, 2012; Смирнова и др., 2013). Растения, произрастающие под пологом леса, активно участвуют в продукционном процессе: ассимилируя углекислый газ атмосферы, они создают свою биомассу и на время жизни выводят из оборота углерод. Кроме того, живой напочвенный покров (кустарнички и полукустарнички, травы, мхи и лишайники) представляет собой запас горючих материалов и является хорошим проводником горения (Со фронов и др., 2008; Turetsky et al., 2010). Отмирая, биомасса растительности подчиненных ярусов переходит в состав подстилки, служащей связующим звеном между над- и подземным ярусами биогеоценоза, источником элементов минерального питания растений (Prescott, 2005; Zhang et al., 2017), а также участвующей в процессах гумусообразования (Ponge et al., 2002), в значительной степени определяющей гидротермические и химические свойства корнеобитаемого © Сергеева О. В., Мухортова Л. В., Кривобоков Л. В., 2020 38 Распределение запасов подстилки и биомассы живого напочвенного покрова в северной тайге... слоя (Богатырев, 1996, 2004; Bogatyrev, 1996; Титлянова, Шибарева, 2012; Turetsky et al., 2012; Богданов, Прокушкин, 2015; Porada et al., 2016). Особенно значима роль живого напочвенного покрова и подстилки в бореальных лесах, в том числе в лесах криолитозоны Средней Сибири, где фитомасса растительности подчиненных ярусов и ее ежегодный оборот сопоставимы с таковыми древостоя (Родин, Базилевич, 1965; Nilsson, Wardle, 2005; Прокушкин и др., 2014; Prokushkin et al., 2014). Как следствие, значительная часть мортмассы поступает в почву с опадом и отпадом растительности подчиненных ярусов (Hilli et al., 2010). Однако количественные оценки биомассы живого напочвенного покрова и запасов подстилки для различных типов лесных биогеоценозов криолитозоны Средней Сибири отсутствуют. Хорошо развитый низко- и среднегорный рельеф Среднесибирского плоскогорья на территории Центральной Эвенкии обусловливает неравномерное распределение солнечной радиации и осадков и, как следствие, разнообразие микроклиматических условий. Это определяет разную интенсивность процессов накопления фитомассы и деструкции растительных остатков в разных элементах рельефа (Прокушкин и др., 2014; Prokushkin et al., 2014). Цель исследований – установить характер распределения запасов подстилки и биомассы живого напочвенного покрова в лесных биогеоценозах криолитозоны Центральной Эвенкии в зависимости от рельефа. Материалы и методы Исследования выполнены в подзоне северной тайги на территории Эвенкийского муниципального района Красноярского края, в районе пос. Тура (бассейн р. Нижняя Тунгуска, 64° с. ш., 100° в. д.). Район исследований относится к области сплошного распространения многолетней мерзлоты. Среднегодовая температура, согласно данным метеорологической станции Тура, составляет –9.2 °С, сумма температур периода с температурами выше 10 °С – около 1150 °С. Среднегодовая сумма осадков равна 300–350 мм. Продолжительность вегетационного периода – 70–80 дней (Средняя Сибирь, 1964). В связи с выраженным макро- и мезорельефом исследуемой территории пробные площади (ПП) закладывали в разных элементах рельефа: в долине реки, нижней, средней и верхней чаСИБИРСКИЙ ЛЕСНОЙ ЖУРНАЛ. № 1. 2020 стях склонов северной и южной экспозиции и на вершине сопок. Общее количество ПП – 9, из них в пониженных элементах рельефа (низина) – 2, на склонах северной и южной экспозиции – по 3, на вершине сопки – 1 (см. таблицу). Запасы живого напочвенного покрова (ЖНП) и подстилки определяли в спелых и приспевающих насаждениях возрастом не менее 70–120 лет, которые последние 50 лет не подвергались воздействию пожаров. Лиственница Гмелина Larix gmelinii (Rupr.) Rupr. – основная лесообразующая порода всех лесных фитоценозов региона исследований, лишь на вершинах сопок в древостое доминирует береза извилистая Betula tortuosa Ledeb. По составу видов ЖНП исследованных фитоценозов в разных формах рельефа отличался незначительно, но хорошо дифференцировался составом доминантов. На вершинах сопок доминировали голубика Vaccinium uliginosum L. и кустистые лишайники родов Cladonia P. Browne и Cetraria Ach. В низинах преобладали высокие кустарнички – багульник болотный Ledum palustre L. и хамедафне прицветничковая Chamaedaphne calyculata (L.) Moench., под ними сплошным ковром располагались плевроциум Шребера Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. и сфагновые мхи (виды рода Sphagnum L. (...truncated)