Geraskina A.P., Smirnova O.V., Korotkov V.N., Kudrevatykh I.Yu.

RJEE Vol. 5 (2). 2020 | DOI: 10.21685/2500-0578-2020-2-1
Аннотация | PDF (Eng) | Дополнительные файлы

Дата поступления 15.01.2020 | Дата опубликования 26.06.2020

 

PRODUCTIVITY AND CONTENT OF MACRO- AND MICROELEMENTS IN THE PHYTOMASS OF GROUND VEGETATION OF TYPICAL AND UNIQUE TAIGA FORESTS OF THE NORTHERN URALS (EXAMPLE OF SPRUCE-FIR FORESTS OF THE PECHORA-ILYCH NATURE RESERVE)

 

A. P. Geraskina1, O. V. Smirnova1, V. N. Korotkov2, I. Yu. Kudrevatykh3

1 Center for ecology and forest productivity of the Russian Academy of Sciences, 84/32 Profsoyuznaya street, Moscow, 117485, Russia
E-mail: angersgma@gmail.com

2 Institute of global climate and ecology named after academician Yu. A. Israel, 20B Glebovskaya street, Moscow, 107258, Russia
E-mail:
korotkovv@list.ru

3 Institute of physical, chemical and biological problems of soil science RAS,
b. 2, 2 Institutskaya street, Pushchino, Moscow region, 142290, Russia
E-mail: angersgma@gmail.com

 

Abstract. Most woodlands of the Northern Eurasia are represented by bilberry-green moss spruce-fir forests. At the same time, a tall herb type of spruce-fir forests that occupies a much smaller area was identified and described. The objective of this work is to evaluate and compare the species richness and productivity of the ground vegetation of tall herb spruce-fir (unique) and bilberry-green moss spruce-fir (typical) forests of the Northern Urals. Based on previous studies, two forest types were selected in the foothill part of the Pechora-Ilych nature reserve with tall herb and bilberry-green moss ground vegetation, where total mapping, determination of microsite area and geobotanical descriptions had been carried out previously. Material for determination of the above-ground and below-ground phytomass and chemical composition of plant species was collected in 2017–2018.
The concentrations of C and N in plant samples were measured on the elemental analyzer, and Mg, Al, P, S, Cl, K, Ca, Fe, and Zn content was found using the method of measuring mass fraction of the element in powder samples by X-ray fluorescence analysis. It was found out that the total phytomass of vascular plants in the ground vegetation of tall herb forests is 5 times higher than that of bilberry-green moss forests. The phytomass of mosses, on the contrary, is 4.4 times lower in tall herb forests in comparison with bilberry-green moss forests. Examination of ecological-coenotic groups of plants in terms of the content of chemical elements taking phytomass in consideration shows that the greatest contribution to the accumulation of macro- and microelements in the tall herb spruce-fir forest is made by the plants from tall herbs, boreal dwarf shrubs and boreal small herbs groups; in the bilberry-green moss spruce-fir forest, the main role is played by mosses and boreal dwarf shrubs. To assess the content of biogenic elements in the ground vegetation a differentiated approach was suggested, which included accounting for above-ground and below-ground phytomass by ecological-coenotic groups of plants within different types of microsites.

 

Keywords: boreal forests, biodiversity, tall herb spruce-fir forests, bilberry-green moss spruce-fir forests, microsites, above-ground phytomass, below-ground phytomass, ecological-coenotic groups of plants, macroelements, microelements, ground vegetation.

 

Acknowledgments. The research was carried out within the framework of the State Task of the Center for Problems of Ecology and Productivity of Forests, Russian Academy of Sciences АААА-А18-118052590019-7, with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research (19-04-00-609 A).

 

For citation: Geraskina A.P., Smirnova O.V., Korotkov V.N., Kudrevatykh I.Yu. Productivity and content of macro- and microelements in the phytomass of ground vegetation of typical and unique taiga forests of the Northern Urals (example of spruce-fir forests of the Pechorailych nature reserve). Russian Journal of Ecosystem Ecology. 2020;5(2). Available from: https://doi.org/10.21685/2500-0578-2020-2-1

 

УДК 574.45*574.472*581.524

 

ПРОДУКТИВНОСТЬ И СОДЕРЖАНИЕ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ФИТОМАССЕ ЖИВОГО НАПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ТИПИЧНЫХ
И УНИКАЛЬНЫХ ТАЕЖНЫХ ЛЕСОВ СЕВЕРНОГО УРАЛА (НА ПРИМЕРЕ ПИХТО-ЕЛЬНИКОВ ПЕЧОРО-ИЛЫЧСКОГО ЗАПОВЕДНИКА)

 

А. П. Гераськина1, O. B. Смирнова1, В. Н. Коротков2, И. Ю. Кудреватых3

1 Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, 117485, Россия, г. Москва, ул. Профсоюзная, 84/32
Email: angersgma@gmail.com

2 Институт глобального климата и экологии имени академика Ю. А. Израэля, Россия, 107258, г. Москва, ул. Глебовская, 20Б
Email: korotkovv@list.ru

3 Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН,
Россия, 142290, Московская обл., г. Пущино, ул. Институтская, 2, стр. 2
Email: angersgma@gmail.com

 

Аннотация. Большая часть лесных массивов Северной Евразии представлена чернично-зеленомошными пихто-ельниками. В то же время выделен и описан высокотравный тип пихто-ельников, который занимает значительно меньшие площади. Цель данной работы: оценить и сопоставить видовое богатство и продуктивность напочвенного покрова высокотравных пихто-ельников (уникальных) и чернично-зеленомошных пихто-ельников (типичных) Северного Урала. На основе предшествующих исследований были выбраны два типа леса в предгорной части Печоро-Илычского заповедника с высокотравным и чернично-зеленомошным напочвенным покровом, где ранее было проведено сплошное картирование, определение площади микросайтов и геоботанические описания. Сбор материала для определения надземной и подземной фитомассы и химического состава видов напочвенного покрова был проведен в 2017–2018 гг. В образцах растений измеряли концентрацию C, N на элементном анализаторе и содержание Mg, Al, P, S, Cl, K, Ca, Fe и Zn по методике измерения массовой доли элемента в порошковых пробах методом рентгено-флуоресцентного анализа.  Установлено, что суммарная фитомасса сосудистых растений напочвенного покрова высокотравных лесов в 5 раз выше, чем чернично-зеленомошных. Фитомасса мхов, напротив, в высокотравных лесах в 4.4 раза ниже в сравнении с чернично-зеленомошными. Исследование эколого-ценотических групп растений по содержанию химических элементов с учетом фитомассы показывает, что наибольший вклад в накопление макро- и микроэлементов в высокотравном пихто-ельнике вносят растения, относящиеся к группам высокотравья, бореальных кустарничков и бореального мелкотравья; в чернично-зеленомошном пихто-ельнике – мхи и бореальные кустарнички. Предложен дифференцированный подход для оценки содержания биогенных элементов в напочвенном покрове, включающий учет надземной и подземной фитомассы по эколого-ценотическим группам растений в пределах микросайтов разных типов.

 

Ключевые слова: бореальные леса, биоразнообразие, высокотравные пихто-ельники, чернично-зелено-
мошные пихто-ельники, микросайты, надземная фитомасса, подземная фитомасса, эколого-ценотические группы растений, макроэлементы, микроэлементы, живой напочвенный покров.

 

Благодарности. Работа выполнена по теме ГЗ ЦЭПЛ РАН «Методические подходы к оценке структурной организации и функционирования лесных экосистем» номер государственной регистрации АААА-А18-118052590019-7и при финансовой поддержке проекта РФФИ (19-04-00-609 A).