big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Круговорот азота и зольных элементов в болотных экосистемах

Для образования органического вещества, помимо солнечной энергии, углекислого газа и воды, растениям необходимы азот и элементы зольной пищи, поступающие через корневую систему из почвы. Некоторая часть этих веществ закрепляется в истинном приросте многолетних растений, сравнительно немного потребляется фитофагами, главным образом насекомыми, птицами и отчасти травоядными млекопитающими, а большая часть возвращается в почву с отпадом фитомассы. Здесь в процессе последующих превращений освобождаются связанные с органическим веществом азот и зольные элементы, которые большей частью вновь извлекаются корнями растений и направляются к их зеленым органам для формирования последующего прироста фитомассы.

В настоящее время накоплено довольно много данных химического анализа различных частей растений древесного, травяно-кустарничкового и мохового ярусов болот, подсчитано также потребление азота и зольных веществ на построение годичного прироста фитомассы и возврат их с отпадом (Базилевич, 1967; Вакуров, Полякова, 1982; Казимиров и др., 1973, 1977; Медведева, 1978; Медведева и др., 1977; Молчанов и др., 1974; Манаков, 1978; Никонов, 1978; Пьявченко, 1967; Пьявченко, Сибирева, 1962). Результаты анализов, полученные разными авторами, близки между собой. Поэтому здесь мы ограничимся обобщенной сводкой содержания важнейших химических элементов в хвое, листьях, ветвях, стволах и корнях древесного

яруса болотных фитоценозов и в их напочвенном растительном покрове (табл. 23).

Из данной таблицы видно, что в ельниках болотно-травяных хвоя, ветви, сфволы и корни древесного яруса содержат заметно больше азота и зольных элементов, чем аналогичные органы в сосняках сфагновых. Это вполне согласуется с неодинаковой первичной продуктивностью данных фитоценозов, рассмотренной в соответствующем разделе.

Травянистые растения низинных болот — осоки, хвощ, вахта, таволга и др.— по содержанию азота и зольных веществ в травяно-кустарничковом и моховом ярусах значительно превосходят хвою ели и таким образом, играют важную роль в круговороте химических элементов в лесоболотных экосистемах. Кустарнички верховых болот — багульник, хамедафне, голубика, подбел и др.— беднее низинных до содержанию общего азота и зольных элементов. Но наиболее бедны ими олиготрофные сфагновые мхи-торфообразователи верховых болот. Содержание азота в живой части их около 1%, а зольных элементов 2—3,5%.

Потребление фитоценозами азота и зольных элементов на построение органического вещества и возврат их в почву мы рассмотрим на конкретных объектах низинного и верхового типов (табл. 24). Из данных этой таблицы следует, что древостоем и травяным покровом ельника возвращается в почву около 88% потребляемого азота и от 80 до 98% важнейших зольных элементов. Моховой ярус возвращает около 70% потребляемых элементов, Примерно такой же, процент потребленных элементов возвращается в почву древостоем и кустарничками и в сосняке кустарничково-сфагновом.

Следовательно, подавляющая часть участвующих в круговороте азота и

зольных элементов фактически представляет собой лишь «средства производства» истинной продукции фитоценоза. В ней закрепляется лишь малая часть элементов, которые входят в состав углеводов, белков и жиров растений. Однако возврат моховым покровом азота и кремния превосходит размер потребления каждого примерно на 3 кг.

По-видимому, увеличение возврата азота можно объяснить фиксацией NH3 из воздуха как самим сфагнумом, обладающим высокой поглотительной способностью к газам, так и некоторыми водорослями, живущими в сфагново-моховом ярусе (Штина и др., 1981). Кроме того, в современный период значительного загрязнения атмосферы техногенными выбросами на поверхность болот (как и других земель) выпадает непосредственно и с осадками большое количество органических и минеральных веществ, в частности тяжелых металлов (Шипунов и др., 1981). Проведенные нами исследования (Пьявченко, Сибирева, 1962; Пьявченко, 1967) показали, что в течение года на 1 га поверхности болот в Харовском лесхозе Вологодской области и Тимирязевском лесхозе Томской области выпадает (кг): N 6,5—8,6; Са 10—21; Mg 3,1—3,6; К 0,8—5,8; Р 0,2—0,4; Si 7,8—18,5, довольно много серы, натрия, хлора. Общая масса органической и минеральной "пыли" составляла 277—327 кг/га. Этим вполне объясняется превышение возвращаемого отмирающим сфагнумом кремния над его потреблением.

Кроме того, значительное количество минеральных питательных веществ приносится в почву низинных болот с поверхностным стоком и грунтовыми водами, что было показано ранее (см. табл. 5).

Учитывая, что растительность болотных биогеоценозов транспирирует в течение теплого периода от 2000 до 4000 т/га воды, можно подсчитать, каким запасом питательных веществ она располагает. Приняв средний траспирационный расход воды равным 3000 т/га, получим примерно следующий запас химических элементов, приносимых водным потоком к корневым системам лесоболотного фитоценоза низинного типа: всего ионов 1—2 тыс. кг/га, в том числе аммиачного азота около 5, Са—240, Mg—20, K+Na — 25 кг/га. При этом нужно иметь в виду, что поступление элементов имеет систематический характер благодаря непрерывному водообмену в низинных болотах грунтового питания.

Так как болота верхового типа снабжаются водой, выпадающей только на их поверхность в виде атмосферных осадков, обеспеченность растительности азотом и зольными элементами здесь значительно беднее.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.