Способы повышения углерододепонирующей роли лесов

Главный компонент атмосферного воздуха — азот (78%). Концентрация этого газа поддерживается на одном и том же уровне. Его незначительная часть вовлекается в биологический круговорот, благодаря растениям из семейства бобовые. Около 21% по объему занимает кислород. Он необходим для дыхания растений, животных, микроорганизмов. Снижение или повышение концентрации О2 сказывается на всех процессах жизнедеятельности живых организмов. На инертные газы приходится около 1% атмосферного воздуха (аргон, ксенон, неон, криптон, гелий). Важнейшим компонентом для растений является СО2. Его концентрация постепенно увеличивается и это оказывает положительное влияние на флору (тепличные хозяйства давно применяют подкормку растений повышенными концентрациями СО2). Под пологом леса кроме СО2 присутствуют и другие углерод содержащие газы, являющиеся продуктами разложения детрита (главным образом метан).

Содержание СО2 в пологе древостоев подвержено суточным и сезонным колебаниям. Причем в различных горизонтах древесного полога эти колебания не одинаковы (Мартынюк 1997, Смирнов, Грязькин 2000). По данным И. В. Катрушенко (1983), наибольших колебаний интенсивность фотосинтеза и дыхания достигает в спелых древостоях. Cкорость фотосинтеза в верхней части полога всегда выше, чем в нижней. Интенсивность дыхания пропорциональна интенсивности фотосинтеза, т. е. в верхней части полога она почти в два раза выше, чем в нижней.

Абсолютные значения концентрации СО2 в пологе ельника зависят от внешних условий и, главным образом, ночью от температуры и влажности воздуха, а днем еще и от освещенности. Установлено, что в ясную погоду наибольшая концентрация углекислого газа ночью была в горизонте с максимальной массой хвои, а в пасмурную погоду — у поверхности почвы за счет дыхания корней и деятельности почвенной биоты. Суточная и сезонная динамика выделения углекислого газа из почвы определяется главным образом температурным режимом. Количество СО2, выделяющегося из почвы, характеризует активность почвенных микроорганизмов и интенсивности дыхания корневых систем фитоценоза.

Многие исследователи отмечают строгую зависимость количества выделяемого СО2 от температуры и других показателей микроклимата (Семихатова 1978; Катрушенко 1983; Смирнов, Грязькин 2000). Сезонные колебания интенсивности выделения углекислого газа также связаны с внешними условиями. Максимальные значения отмечаются в летние месяцы.

Существенное влияние на режим СО2 в лесу оказывают запасы фитодетрита. Интенсивность разложения мертвого органического вещества под пологом лиственного леса всегда выше, чем под пологом хвойного, который характеризуется более мощным запасом подстилки и бедной микрофлорой. Роль живого напочвенного покрова в продуцировании СО2 незначительна. В среднем за сутки доля СО2, выделяемого этим компонентом фитоценоза, составляет около 2−9% от общего потока СО2 с поверхности почвы. Более интенсивное выделение углекислого газа отмечается на микроповышениях, которые характеризуются оптимальным режимом температуры и влажности. Здесь богаче видовой состав растительности и фитомасса больше, чем на микропонижениях.

Благодаря постоянному потоку СО2 из почвы в течение всего вегетационного периода, создаются благоприятные условия для его ассимиляции растениями нижних ярусов фитоценоза. Недостаток освещенности в нижних ярусах компенсируется оптимальным режимом СО2.