Продукционно – деструкционные процессы в олиготрофных болотных экосистемах южно-таежной подзоны Западной Сибири

Актуальность темы. Процессы образования и разложения органического
вещества (ОВ) представляют основу функционирования всей живой оболочки
Земли (Добровольский, Никитин, 1990). Соотношение этих процессов является
одним из основных индикаторов состояния и трансформации природных систем,
показывая какой процесс в данный момент преобладает в экосистеме: синтез ОВ
или же его разложение. Органическое вещество болотных экосистем,
накопленное в виде торфа, составляет главную часть мировых запасов связанного
углерода, которое оценивается величиной 120 – 455 ПгC (Boмпеpcкий, 1994;
Gоrhаm, 1991), это вдвое больше, чем сосредоточено во всех лесах планеты.
Специфической особенностью болотных экосистем является то, что углерод
растительной массы, за счет активных процессов консервации растительных
остатков в условиях постоянного переувлажнения трансформируется в углерод
торфяной залежи и на тысячи лет исключается из круговорота веществ в
биосфере (Тюремнов, 1976; Заварзин, 1994; Inisheva et al., 2016). Незамкнутость
круговорота веществ, характерная для болотных экосистем, приводит к тому, что
в болотах аккумуляция (сток) углерода из атмосферы преобладает над его
выделением в виде СО2 и СН4, т. е. скорость продукции преобладает над
деструкцией (Болота Западной Сибири и их роль в биосфере, 2000). Активное
накопление углерода происходит в течение вегетационного периода в результате
прироста растительной массы (Fortuniak, Pawlak, 2014). Показателем скорости
накопления органического углерода является чистая первичная продукция.
Величина которой зависит от видового разнообразия фитоценоза,
гидрологических и климатических условий (Базилевич, 1993; Malmer, Wallen,
1993). Интенсивность процесса разложения растительных остатков зависит, в
первую очередь, от химического состава растений, активности микроорганизмов-
деструкторов, условий среды, основными из которых являются температура и
влажность (Тюрин, 1965; Козловская и др., 1978; Теппер, 1975; Денисенков, 2000;
Ozalp et al., 2007; Guo et al., 2008; Peltoniemi et al., 2012; Dobrovol’skaya et al.,
2014).
Наблюдаемые в настоящее время изменения климата и постоянное
возрастание антропогенного воздействия на природные экосистемы могут
привести к ускорению процессов разложения и, следовательно, к увеличению
эмиссии CO2 в атмосферу (Добровольская и др., 2015; Hogg et al., 1992; Domisch et
al., 2006; Vanhala et al., 2008). Таким образом, изучение процессов трансформации
органического вещества в настоящее время является актуальным на мировом
уровне.
Западная Сибирь – уникальный регион, лидирующий во всем мире по
масштабам заболачивания. Площадь болот здесь достигает 32,5 тыс. га и в
настоящее время наблюдается дальнейшее заболачивание региона, особенно в
подзонах южной и средней тайги, где отмечаются скорости вертикального
прироста торфа 0,39–2,62 мм/год, а скорости прироста площади заболоченных
территори – около 100 км2/год (Нейштадт, 1977; Пологова, Лапшина, 2002). В
болотных биогеоценозах Западной Сибири сконцентрировано около 36 % от
общих запасов почвенного углерода России (Vompersky, 1994; Ефремов, 1994;
Титлянова и др., 1998; Zavarzin, Kudeyarov, 2006), при этом преобладающими
являются болота олиготрофного типа (Бабешина, Дмитрук, 2009; Евсеева, 2012;
Kremenetski et al., 2003).
Следует отметить, что работ, посвященных продукционно-деструкционным
процессам в болотах Западной Сибири сравнительно немного (Козловская, 1978;
Боч, Мазинг, 1979; Бамбалов, 1990; Базилевич, 1993; Титлянова, 1998; Косых,
2009; Миронычева-Токарева, 2013; Вишнякова (Паршина) 2009, 2017 и др.).
Малое количество исследований, прежде всего, связано со сложностью изучения
болотных массивов, их труднодоступностью, длительностью экспериментов и
отсутствием общих методик комплексных исследований. Постановка и
разработка темы данной диссертационной работы обусловлена
востребованностью информации о процессах продукции и деструкции растений-