Coniferous leaf-bearing forest biomass assessment by the example of the educational and experimental soil and ecological center of Lomonosov Moscow State University «Chashnikovo»

Abstract

The aim of the work was to assess the contribution of the following components – biomass and mortmass of tree stands, undergrowth, living ground cover, and forest litter — to the total organic matter’s pool of plant community. The object of the study was a territory of coniferous-deciduous forest located in Solnechnogorsk City District of the Moscow region, in which five permanent sample trial plots of 50×50 m were allocated. The greatest contribution to the total organic matter mass of studied plant communities was made by forest stand perennial parts (up to 87%) and forest stand mortmass (up to 14%), and phytomass of deciduous trees in stand containing 32 to 98%, which was connected with incompleteness of forest restoration succession process. The contribution of forest litter was no more than 3%; litter deposit was low (0,18–1,21 kg×m^-2), which is not typical for spruce forests, as is the fact that all litter is of the destructive type. Living ground cover in terms of floristic composition and ecological-coenotic structure was typical for the subzone of coniferous-deciduous forests; its contribution to the overall productivity of forest biogeocenosis was insignificant. The spatial intrabiogeocenotic structure of litter reserves and living ground cover biomass distribution was disturbed compared to typical spruce forests due to the high proportion of deciduous species in the forest stand. Deciduous species inclusion in the tree tier, typical of the final stage of formation of a secondary coniferous forest during succession, caused a slight increase in the intensity of the biological cycle, which was indicated in this case by a decrease in the supply of litter and a simplification of their structure. Since the biomass and mortmass of tree stand make the greatest contribution to the sequestration of carbon by forest biogeocenoses, it is these components that require the most detailed assessment during monitoring observations, the purpose of which is to assess the carbon reserves of terrestrial ecosystems.

References

1. Базилевич Н.И., Гребенщиков О.С., Тишков А.А. Географические закономерности структуры и функционирования экосистем. М., 1986. 2. Богатырев Л.Г. О классификации лесных подстилок // Почвоведение. 1990. № 3. 3. Богатырев Л.Г., Демин В.В. Матышак Г.В. и др. О некоторых теоретических аспектах исследования лесных подстилок // Лесоведение. 2004. № 4. 4. Готра О.Н. Структура пространственной неоднородности содержания гумуса в пахотном слое дерново-подзолистой почвы в пределах одного поля: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2005. 5. Ефремова Т.Т., Секретенко О.П., Аврова А.Ф. и др. Геостатистический анализ пространственной изменчивости запасов зольных веществ в подстилке болотных березняков Западной Сибири // Почвоведение. 2013. № 1. 6. Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И., Коровин Г.Н. Конверсионные коэффициенты фитомасса/запас в связи с дендрометрическими показателями и составом древостоев // Лесоведение. 2005. № 6. 7. Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И., Коровин Г.Н. Определение запасов углерода по зависимым от возраста насаждений конверсионно-объемным коэффициентам // Лесоведение. 1998. № 3. 8. Земсков Ф.И. Детритогенез в условиях лесных биогеоценозов урбанизированных территорий: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2021. 9. Ипатов В.С., Журавлева Е.Н., Лебедева В.Х. и др. Фитогенное поле Picea abies, P. obovata (Pinaceae) // Ботан. журн. 2009. Т. 94, № 4. 10. Лукина Н.В., Орлова М.А., Исаева Л.Г. Плодородие лесных почв как основа взаимосвязи почва-растительность // Лесоведение. 2010. № 5. 11. Малышева Н.А., Филипчук А.Н., Золина Т.А. и др. Количественная оценка запасов древесного детрита в лесах Российской Федерации по данным ГИЛ // Лесохоз. информ.: электрон. сетевой журн. 2019. № 1. 12. Методика проектирования сети наземных пробных площадей на тестовом полигоне интенсивного уровня I типа [Электронный ресурс] // РИТМ углерода. 2023. URL: https://ritm-c.ru/wp-content/uploads/2023/07/metodika-proektirovanie-seti-nazemnyh-probnyh-ploshhadej-vip-gz-26062023_s-prilozheniem.pdf (дата обращения: 05.11.2023). 13. Методические рекомендации по отбору и камеральной обработке растительных образцов… [Электронный ресурс] // РИТМ углерода. 2023. URL: https://ritm-c.ru/wp-content/uploads/2023/07/metodika-po-otboru-i-kameralnoj-obrabotke-rastitelnyh-obrazczov-2023-2_0.pdf (дата обращения: 05.11.2023). 14. Методы изучения биологического круговорота в различных природных зонах. М., 1978. 15. Никонов В.В., Лукина Н.В., Смирнова Е.В. и др. Влияние Picea obovata и Pinus sylvestris на первичную продуктивность нижних ярусов хвойных лесов Кольского полуострова // Ботан. журн. 2002. Т. 87, № 8. 16. Орлова М.А., Лукина Н.В., Камаев И.О. и др. Мозаичность лесных биогеоценозов и продуктивность почв // Лесоведение. 2011. № 6. 17. Рыжова И.М., Ерохова А.А., Подвезенная М.А. Динамика и структура запасов углерода в постагрогенных экосистемах южной тайги // Лесоведение. 2014. № 12. 18. Рыжова И.М., Подвезенная М.А. Пространственная вариабельность запасов органического углерода в почвах лесных и степных биогеоценозов // Почвоведение. 2008. № 12. 19. Семенюк О.В., Телеснина В.М., Богатырев Л.Г. и др. Подстилки еловых насаждений в пределах мегаполиса как объект экологического мониторинга // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2023. № 1. 20. Семенюк О.В., Телеснина В.М., Богатырев Л.Г. и др. Оценка внутрибиогеоценозной изменчивости лесных подстилок и травяно-кустарничковой растительности в еловых насаждениях // Почвоведение. 2020. № 1. 21. Сидорова В.А., Жуковский Е.Е., Лекомцев П.В. и др. Геостатистический анализ характеристик почв и урожайности в полевом опыте по точному земледелию // Почвоведение. 2012. № 8. 22. Телеснина В.М., Семенюк О.В., Богатырев Л.Г. Свойства лесных подстилок во взаимосвязи с напочвенным покровом в лесных экосистемах Подмосковья (на примере УОПЭЦ «Чашниково») // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2017. № 4. 23. Уткин А.И., Замолодчиков Д.Г., Гульбе Т.А. и др. Аллометрические уравнения для фитомассы по данным деревьев сосны, ели, березы и осины в европейской части России // Лесоведение. 1996. № 6. 24. Честных О.В., Лыжин В.А., Кокшарова А.В. Запасы углерода в подстилках лесов России // Лесоведение. 2007. № 6. 25. Швиденко А.З., Нильссон С., Столбовой В.С. и др. Опыт агрегированной оценки основных показателей биопродукционного процесса и углеродного бюджета наземных экосистем России. Запасы органической массы // Экология. 2000. № 6. 26. Шорохова Е.В., Запасы и экосистемные функции крупных древесных остатков в таежных лесах: Дис. … докт. биол. наук. СПб., 2020. 27. Щепащенко Д.Г., Швиденко А.З., Пергер К. и др. Изучение фитомассы лесов: текущее состояние и перспективы // Сибирский лесной журнал. 2017. № 4. 28. Klink U., Fröhlich D. Application of the phitomass and elemental stock model «PhitoCalc» under clear cut conditions // Allg. Forst. JagdZtg. 2009. № 180. 29. Müller A., Weigelt J., Götz A. et al. The role of biomass in the sustainable development goals: а reality check and governance implications. IASS Working Paper. Potsdam: Inst. Advanced Sustainability Stud., 2015. 30. Russell M.B., Woodall C.W., Fraver S. et al. Residence times and decay rates of downed woody debris biomass/carbon in eastern US forests // Ecosystems. 2014. Vol. 17. 31. Zong Sh., He H., Liu K. et al. Typhoon diverged forest succession from natural trajectory in the treeline ecotone of the Changbai Mountains, Northeast China // Forest Ecology & Management. 2018. Vol. 407.