Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Трансформация подстилки в экосистемах разных лесообразователей (экспериментальное исследование)

Работа №19714

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

экология и природопользование

Объем работы52
Год сдачи2016
Стоимость4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
273
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение………………………………………………………………………...3
1. Органическое вещество почвы: состав, структура и пути
трансформации………………………………………………………………………5
1.1 Легкоминерализуемая фракция органического вещества почвы и
основные источники ее формирования…………………………………………….8
1.1.1 Растительный опад……………………………….………………...8
1.1.2 Корневой опад……………………………………..………………..9
1.1.3 Микробная биомасса……………………….……………………..10
1.1.4 Лесная подстилка………………………………………….………11
1.2 Трансформация компонентов фракции ЛМОВ……………………..…13
1.2.1 Факторы, влияющие на трансформацию…………...……………13
1.2.2 Минерализация и гумификация растительного вещества………14
1.2.3 Формирование подвижного органического вещества……….….18
1.3 Водорастворимые продукты разложения подстилки и их роль в
почвообразовании………………………………………………………..……20
1.4 Значение легкоминерализуемого органического вещества почвы……20
2. Объект и методы исследования…………………………….………….....22
2.1 Объект исследования…………………………………..………………22
2.2 Методы исследования……………………………………….…………23
3. Экологические условия района исследования……………………………26
3.1 Характеристика района исследования…………………………………26
4. Запас и фракционный состав подстилки и опада в 40-летних экосистемах
кедра, сосны, ели, лиственницы, осины и березы ……………………..………30
4.1 Интенсивность отмирания фитомассы древостоев и фракционный состав опада…………………………………………………...…………………...30
4.2 Запас подстилки и ее состав в экосистемах разных лесообразователей……………………………………………………………….…31
4.3 Соотношение углерода и азота в опаде и подстилке…………………33
5. Трансформация подстилки в полевом эксперименте (разложение
подстилки на лизиметрах)…………...…………………………………………….34
5.1 Изменение запаса и стратиграфии подстилки в процессе
разложения…………………………………………………………….……………35
5.2 Интенсивность разложения массы подстилка + опад на лизиметрах..36
5.2.1 Вынос в почву водорастворимых органических продуктов
разложения подстилки……………………………………………………………..38
5.2.2 Состав подвижного органического вещества подгоризонтов
подстилки…………………………………………………………………………...39
5.2.3. Изменение содержания подвижного углерода при разложении
подстилки…………………………………………………………………………...41
5.2.4. Соотношение потоков минерализации и гумификации при разложении органического вещества опада + подстилки……………………….44
Заключение………………………………………………….…………………46
Список использованных источников………………………….……………..4

Лесная подстилка исполняет важнейшую роль в обмене веществом и энергией между элементами системы древостой почва. Процессы её трансформации в значительной мере определяют характер почвообразовательных процессов и плодородия почв. Являясь результатом сложного взаимодействия живого и косного вещества, лесная подстилка представляет собой особый горизонт профиля почв в лесных экосистемах. Отмирание растительных органов (опад, отпад) и их деструкция обусловливают формирование периодически обновляющегося органического вещества (ОВ), обладающего относительно постоянной величиной [1].
Верхняя часть лесной подстилки (L) ежегодно подновляется за счет опадающих фракций фитомассы, нижняя - последовательно трансформируется в подгоризонты ферментации (F) и гумификации (Н) [2, 3, 4]. Аккумуляция органического материала и содержащихся в нем зольных элементов и азота формирует ближайший резерв элементов питания для растительного полога и энергетических ресурсов, «под влиянием которых изменяются как отдельные компоненты биогеоценозов, так и биогеоценозы в целом. Эти изменения происходят в результате постепенного накопления почвами новых признаков и свойств».
Разложение подстилки осуществляется в процессе минерализации органического вещества до конечных продуктов окисления (О2, СО2, Н2О и др.) и гумификации, приводящей к синтезу гумусовых веществ. Интенсивность процесса разложения характеризует изменение массы органического вещества на единице площади за единицу времени (кг,г/(га,м2*год). массу высвобождающегося вещества на единице площади, Вычленить участие каждого из этих звеньев процесса разложения возможно, используя изотопно¬индикаторный метод с тотально-меченными соединениями. Исключительно важное значение имеет оценка интенсивности гумификации лесной подстилки. Этот показатель, характеризуя количество новообразованного гумуса за единицу времени на единице площади, служит единственной приходной статьей углеродного балансы почвы, по которой можно оценить годовую аккумуляцию гумуса почвы при разложении подстилки. Включение продуктов разложения подстилки в гумусовые вещества зависит от ее количества и состава. Доля углерода органических остатков подстилки в гумусовых веществах почвы при полном их разложении варьирует от 0 (полная минерализация) до 50% и более.
Целью дипломной работы явился анализ соотношения процессов минерализации и гумификации при разложении подстилки в 40-летних насаждениях основных эдификаторов лесных экосистем Сибири: лиственница, сосна, кедр, ель, осина и береза.
В задачи исследования входило:
1. Определить интенсивность и фракционный состав опада как основного источника формирования лесной подстилки;
2. Определить запас подстилки, ее состав и интенсивность разложения в 40-летних экоситемах;
3. Для определения интенсивности разложения, поступления в почву водорастворимых продуктов разложения подстилки, высвобождения диоксида углерода и новообразовании гумусовых веществ в насаждении каждого лесообразователя заложить эксперимент с разложением массы подстилки, равновеликой запасу в исследуемом насаждении, на лизиметрах.
4. Провести расчет интенсивности процессов минерализации и новообразования гумусовых веществ при разложении подстилки в полевом эксперименте.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


Результаты полевого эксперимента показали, что за 3 года и 5 месяцев в подстилке всех лесообразователей заметно увеличилась доля подгоризонта гумификации. Максимальная интенсивность разложения, т.е. максимальное снижение массы разлагающегося материала отмечено при разложении подстилки кедровника, минимальное - при разложении подстилки осинника и березняка. При близкой массе участвующего в разложении органического вещества скорость его разложения обусловлена качественным и биохимическим составом (соотношением С- и N-содержащих соединений и соотношением органических и минеральных (зольных) элементов).
Основная часть высвободившегося при разложении органического вещества (87-97%) минерализуется до диоксида углерода.
С водорастворимыми органическими продуктами разложения подстилки, вымываемых атмосферными осадками, в почву хвойных насаждений поступает от 4 (в ельнике) до 10 (в сосняке) г С/ (м2 год), в осиннике - 4 и в березняке - 7 г С/(м2 год), что составляет от 2 до 4% разложившегося органического вещества.
Интенсивность гумификации при разложении подстилки хвойных насаждений составляет 18, 19, 4 и 2 гС/(м2 год), соответственно в кедровнике, сосняке, ельнике и лиственничнике. Синтез молодых гумусовых веществ при разложении подстилки в осиннике и березняке составляет 5 гС/(м2 год). В целом, при разложении подстилки хвойных лесообразователей по пути гумификации «уходит» от 1% (в лиственничнике) до 8% (в сосняке) углерода разложившегося вещества, в осиннике и березняке - по 3%. Относительно массы С, участвующей в годичном разложении, на гумификацию расходуется от 0.1 до 1%.



1. Богатырев, Л.Г. Лесные подстилки и диагностика современной направленности гумусообразования в различных географических зонах / Л. Г. Богатырев, И.А. Свентицкий, Р.Н. Шарафундинов, А.А. Степанов // Почвоведение. - 1998. - № 7. - С. 864 - 875.
2. Ведрова, Э.Ф. Трансформация растительных остатков в 25-летних культурах основных лесообразующих пород Сибири / Э.Ф. Ведрова //Лесоведение. - 1995. - №4. - С. 13 - 21.
3. Зонн, С.В. Лесные почвы Камчатки / С.В. Зонн, Л.О. Карпачевский, В.В. Стефин. - М.: Из-во: АНСССР, 1963. - 254 с.
4. Карпачевский, Л.О. Лес и лесные почвы / Л.О. Карпачевский. - М.: Лесная промышленность, 1981. - 264 с.
5. Ваганов, Е.А. Леса и болота Сибири в глобальном цикле углерода / Е. А. Ваганов, Э.Ф. Ведрова, С.В. Верховец, С.П. Ефремов, Т.Т. Ефремова, В.Б. Круглов, А.А. Онучин, А.И. Сухинин, О.Б. Шибистова // Сибирский экологический журнал. - 2005. - №4. - С. 631 - 649.
6. Фокин, А.Д. Главные составляющие гумусового баланса почв и их количественная оценка // Органическое вещество и плодородие почв. ТСХА, 1983. С. 3-16.
7. Органическое вещество почвы [Электронный ресурс] : файловый архив для студентов. / Ярославская сельскохозяйственная акад. - 2015. - Режим доступа: http://www.studfiles.ru/preview/3851667/
8. Кононова, М.М. Органическое вещество почвы. Его природа, свойства и методы изучения / М.М. Кононова. - М.: Изд-во Акад. Наук СССР, 1966. - 314 с.
9. Александрова, Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации / Л.Н. Александрова. - Л.: Наука, 1980. - 288 с.
10. Орлов, Д.С. Химия почв / Орлов Д.С. - М.: Изд-во МГУ, 1985. - 376 с.
11. Гришина, Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв / Л.А. Гришина. - М.: МГУ, 1986. - 244с.
12. Ведрова, Э.Ф. Влияние сосновых насаждений на свойствах почв / Э. Ф. Ведрова. - Новосибирск: Наука, 1980. - 104 с.
13. Богатырев, Л.Г. Образование подстилок - один из важнейших процессов в лесных экосистемах / Л.Г. Богатырев // Почвоведение - 1996. - №4. - С. 501 - 511.
14. Перссон, Х. Динамика тонких корней лесных деревьев / Х. Перссон //Экология. -1985. - №1. - С. 33 - 39.
15. Орлов, Д.С. Запасы, поступление и круговорот органического углерода в почвах России / Д.С. Орлов // Круговорот углерода на территории России. - М., 1999. - С. 271 - 299.
16. Орлов, А.Я. Метод определения массы корней деревьев в лесу и возможность учёта годичного прироста органической массы в толще лесной почвы / А.Я. Орлов // Лесоведение. - 1967. - №1. - С. 64 - 70.
17. Титлянова, А.А. Запасы органического углерода в почвах Западной Сибири / А.А. Титлянова, Г.И. Булавко, Н.П. Миронычева-Токарева, М.Ф. Хвацевская // Почвоведение. - 1994. - №10. - С. 49 - 53.
18. Каверзина, Л.Н. Состав и динамика корневых выделений сосны обыкновенной / Л.Н. Каверзина, С.Г. Прокушкин, Н.Н. Дегерменджи // Лесоведение. - 1981. - №1 - С. 32 - 38.
19. Титлянова, А.А. Режимы биологического круговорота / А.А. Титлянова, М.М. Тесаржова. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1991. - 152 с.
20. Тейт, Р.Ш. Органическое вещество почв / Р.Ш. Тейт. - М.: Мир, 1991. - 396 с.
21. Мухортова, Л.В. Запас и трансформация органического вещества почв под лесными культурами: автор. дис.канд. биол.наук / Л.В. Мухортова. - Красноярск, 2001. - 23 с.
22. Ведрова, Э.Ф. Динамика легкоминерализуемой фракции органического вещества под лесными культурами/ Э.Ф. Ведрова, Л.В. Мухортова // Современные проблемы почвоведения в Сибири. - Томск: ТГУ, 2002. - Т.2. - С. 296 - 299.
23. Ведрова, Э.Ф. Структура органического вещества северотаёжных экосистем Средней Сибири / Э.Ф. Ведрова, Ф.И. Плешиков, В.Я. Каплунов // Лесоведение. - 2002. - №6. - С. 3 - 12.
24. Чагина, Е.Г. О балансе углерода при разложении опада в кедровниках Западного Саяна / Е.Г. Чагина // Вопросы лесоведения. - Красноярск, 1970. - Т. 1. - С. 246 - 252.
25. Кулагина, М.А. Биологическая продуктивность сосняков и круговорот макроэлементов / М.А. Кулагина // Продуктивность сосновых лесов. - М.: Наука, 1978. - С. 90 - 178.
26. Лесная подстилка [Электронный ресурс] : справочник по лесу. - Режим доступа: http://www.derev-grad.ru/lesovodstvo/lesnaya-podstilka.html
27. Звягинцев, Д.Г. Вертикально-ярусная организация микробных сообществ лесных биогеоценозов / Д.Г. Звягинцев, И.П. Бабьева, Т.Г. Добровольская, Г.М. Зенова, Л.В. Лысак, Т.Г. Мирчинк // Микробиология. - 1993. - Т.62. - Вып. 1. - С. 5 - 35.
28. Кононова, М.М. Органическое вещество почвы. Его природа, свойства и методы изучения / М.М. Кононова. - М.: Изд-во Акад. Наук СССР, 1966. - 314 с.
29. Наумов, А.В. Сезонная динамика и интенсивность выделения СО2 в почвах Сибири / А.В. Наумов // Почвоведение. - 1994. - №12. - С. 77 - 83.
30. Безкоровайная, И.Н. Участие почвенной биоты в деструкции подстилок в лесных культурах / И.Н. Безкоровайная, З.В. Вишнякова // Лесоведение. - 1996. - №2. - С. 53 - 61.
31. Сорокин, Ю.И. Гетеротрофная ассимиляция СО2 микроорганизмами / Ю.И. Сорокин // Общая биология. - 1961. - Т. 22. - №4. - С. 75 - 83.
32. Berg B. Litter mass-loss rates and decomposition patterns in some needle and leaf litter types. Long-term decomposition in a Scots pine forest / B. Berg,
G. Ekbohm // Can J. Bot Vol. - 1991. - V. 69. - P. 1449 - 1456.
33. Ведрова, Э.Ф. Интенсивность продуцирования углекислого газа при разложении лесных подстилок / Э.Ф. Ведрова, Т.Н. Миндеева //Лесоведение. - 1998. - №1. - С. 30 - 41.
34. Fogel R. Effect of habitat and substrate quality on Douglas-fir litter decomposition in western Oregon / R. Fogel, K. Cromack // Can. J. Bot. - 1977. - № 55. - Р. 1632 - 1640.
35. Schulze E.-D. Productivity of forests in the Eurosiberian boreal region and their potential to act as a carbon sink - a synthesis / E.-D. Schulze, J. Lloyd, F.M. Kelliher, С. Wirth, C. Rebmann // Global Change Biology. - 1999. - №5. - P. 703 - 722.
36. Практикум агропочвоведение [Электронный ресурс] файловый архив для студентов. - КрасГАУ. - Режим доступа: http://www.studfiles.ru/preview/2905495/page:6/
37. Александрова, В.Д. Биологическая продуктивность растительных сообществ арктической пустыни, тундры и лесотундры / В.Д. Александрова // Биологическая продуктивность и круговорот химических элементов в растительных сообществах. - Л.: Наука, 1971. - С. 33 - 42.
38. Добровольский, Г.В. Углерод в почвах и ландшафтах Северной Евразии / Г.В. Добровольский, С.Я. Трофимов, С.Н. Седов // Круговорот углерода на территории России. - М.: 1999. - С. 233 - 270.
39. Титлянова, А.А. Прирост болотных растений / А.А. Титлянова,
H. П. Косых, Н.П. Миронычева-Токарева // Сибирский экологический журнал. - 2000. - №5. - С. 653 - 658.
40. Ганжара, Н.Ф. О гумусообразовании в почвах чернозёмного типа / Н.Ф. Ганжара // Почвоведение. - 1974. - №7. - С. 39 - 43.
41. Прокушкин, С.Г. Динамика водорастворимых веществ при минерализации соснового опада / С.Г. Прокушкин, Л.Н. Каверзина // Лесоведение. - 1992. - №4. - С. 28 - 34.
42. Багаутдинов, Ф.Я. Обновление компонентов гумуса серой лесной почвы и чернозема типичного при длительной гумификации меченых по углероду растительных остатков / Ф.Я. Багаутдинов // Почвоведение. - 1994. - №2. - С. 50 - 56.
43. Кауричев, И.С. Условия образования и масштабы миграции органо-минеральных соединений в почвах таёжной зоны / И.С. Кауричев, Е.М. Ноздрунова // Известия ТСХА. - 1969. - Вып. 3. - С. 103 - 110.
44. Дъяконова, К.В. Методы исследования органических веществ почвенных растворов / К.В. Дъяконова // Почвоведение. - 1967. - №6. - С. 64 - 67.
45. 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 - 64.
46. Караванова, Е.И. Водорастворимое органическое вещество и кислотность почвенных растворов главных типов почв ЦЛГПБЗ. / Е.И. Караванова, Л.А. Белянина, А.А. Степанова // Почвоведение, 2007, №5, С.541¬553.
47. Яшихин, Г.И. Гидротермический режим серых лесных почв / Г.И. Яшихин. - Новосибирск:Наука, 1991.-163 с.
48. Шугалей, Л.С. Влияние лесных культур на свойсва плантожированной почвы / Л.С. Шугалей // Почвоведение -2002. -№ 3. -С. 345¬354.
49. Шилова, Е.И. Состав и свойства лизиметрических вод лесных подзолистых почв Южной Карелии / Е.И. Шилова, А.А. Стрелкова // Почвоведение. - 1974. - №1. - С. 18 - 28.
50. Аринушкина, Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Аринушкина - М.: Изд-во Московского университета, 1970. - 489 с.
51. Борцов, В.С. Использование автоматизированной аналитической системы на основе отражательной спектроскопии в исследовании агроценозов: автореф. дис. . канд. биол. наук: 03.00.16 / Борцов Владимир Степанович. - Красноярск, 2002. - 26с.
52. Э.Ф. Ведрова, Т.В. Решетникова. Масса подстилки и интенсивность ее разложения в 40-летних культурах основных лесообразующих видов Сибири // Лесоведение, 2014. № 1. С. 42-50.
53. Решетникова, Татьяна Валерьевна. Формирование органического вещества почвы в культурах основных лесообразующих пород Сибири: диссертация ... кандидата биологических наук: 03.02.08 / Решетникова Татьяна Валерьевна;[Место защиты: Институт леса им.В.Н.Сукачева СО РАН]. - Красноярск, 2015.- 197 с.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ