Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ БИОМАССЫ ВЫСОКОГОРНЫХ ТУНДР ТУВЫ

Самбыла Ч.Н. 1
1 Убсунурский международный центр биосферных исследований Республики Тыва и СО РАН
При изучении структуры биомассы высокогорных тундр Тувы выявлено, что в ряду травянистые-кустарничковые-лишайниковые-кустарниковые тундры происходит постепенное увеличение запаса биомассы с 350,0 в овсяницевых сообществах (Festuca sphagnicola, F. kryloviana) до 1614,5 г/м2 в сообществах с доминированием кустарников (Betula rotundifolia, Rhododendron aureum, R. adamsii, Caragana jubata) В кустарничковых тундрах (Dryas oxyodonta, Empetrum nigrum) данные показатели составляют 521,0 г/м2. Лишайниковые тундры (Alectoria ochroleuca, A. nigricans, Cetraria islandica, Cladonia arbuscula, C. stellaris) занимают промежуточное положение запас их биомассы в среднем составляет 839,6 г/м2. В кустарниковых, кустарничковых и травяных тундрах соотношение биомассы высших растений и споровых растений составляет 1,3-4,1:1 (в среднем 1,8:1), лишайниковых – 1:5,8. В кустарниковых тундрах биомасса сосудистых растения в 4,1 раза превышает биомассу мхов и лишайников. В лишайниковых тундрах наблюдается обратное явление, биомасса споровых растений в 5,8 раза превышает биомассу сосудистых растений.
Тува.
высокогорные тундры
анализ структуры биомассы
1. Андрейчик М.Ф. Современное изменение климата Республики Тыва. — Кызыл: РИО ТувГУ, 2013. — 246 с.
2. Гришина Л.А. Биологический круговорот и его роль в почвообразовании. — М.: МГУ, 1974. — 126 с.
3. Ершова Е. А. Естественные кормовые угодья // Растительный покров и естественные кормовые угодья Тувинской АССР. — Новосибирск: Наука, 1985. — С. 196-208.
4. Зибзеев Е.Г., Самбыла Ч.Н. Ценотическая характеристика и запас надземной фитомассы тундровых сообществ хребта Академика Обручева // Раст. ресурсы. — 2007. — Т. 43, вып. 1. —С. 18-29.
5. Зятькова Л.К. Тува // Алтае-Саянская горная область. — М.: Наука, 1969. — С. 333–362.
6. Куулар Х.Б. Особенности климата Республики Тыва во второй половине XX в. и в. XXI в // Метеорология и гидрология. — 2015. — № 1. — С. 51-57.
7. Полевая геоботаника. — М.-Л.: Наука, 1972. — Т. 4. — 336 с.
8. Родин Л. Е., Ремезов Н. П., Базилевич Н. И. Методические указания к изучению динамики и биологического круговорота в фитоценозах. — Л., 1968. — 145 с.
9. Самбыла Ч. Н. Лишайники и мхи в запасе надземной фитомассы тундровых сообществ высокогорий Тувы // Известия Самарского научного центра РАН. — 2014. — Т. 16, № 5. —С. 86-92.
10. Седельников В.П. Растительность высокогорий // Растительный покров и естественные кормовые угодья Тувинской АССР. — Новосибирск: Наука, 1985а. — С. 48-68.
11. Седельникова Н. В. Лихенофлора нагорья Сангилен. — Новосибирск: Наука, 1985. — 180 с.

Тува расположена в центре Азии (49°-53° с.ш. и 88°-98°в.д.) и простирается с запада на восток более чем на 700 км и с севера на юг до 380—480 км [5]. На территории Тувы выделяют Тувинскую горную область, представляющую собой обособленную орографическую систему, включающую 18 хребтов и 9 котловин. Ее общая площадь составляет 168,6 тыс. км2, из них на горы приходится 82 % [1].

Климатические условия Тувы в большей степени определяются географическим положением в центре Азии на значительном удалении от морей и океанов и сложным рельефом. Среднее значение температуры в январе – минус 29,52°С (30,5°С), апреле, июле – + 2,78 и +13,7°С. В горах среднегодовая температура составляет - 5, - 6°. Сумма значений отрицательной температуры воздуха в году составляет около – 3100°С, сумма значений температуры выше 10°С ‑ 1515‑2504°С [6]. Распределение осадков неравномерное: среднегодовые суммы 200-400 мм, в горах ‑500-800 мм. С мая по сентябрь выпадает 69,5 % осадков, среднемесячная сумма осадков зимой ‑ 5,5-10,3 мм.

Высокогорные тундры занимают 55 % от площади высокогорий Тувы [10]. Большая часть территории активно используется в качестве отгонных пастбищ, характеризующихся высокой кормовой ценностью. Бессистемный выпас приводит к сокращению площадей естественных кормовых угодий, снижению ценотического и флористического разнообразия, следовательно, изменению состава и структуры биомассы.

Имеются сведения запасов фитомассы высокогорных тундр и кормовых угодий Тувы [11; 10; 3; 4; 9], но отдельные исследования по выявлению их биомассы не проводились.

Цель – выявить и проанализировать структуру надземной биомассы высокогорных тундр Тувы.

Материалы и методы исследований.

Исходным материалом послужили данные полученные в ходе изучение запаса надземной фитомассы высокогорных тундр в полевые сезоны 2002-2014 гг. Всего проанализировали 85 сообществ в различных частях Тувы (рис. 1). Геоботанические описания выполнялись по стандартной методике [7]. В каждом сообществе закладывались 5-10 учетных площадок размером от 0,25 м2 до 1 м2 [8].

Под фитомассой мы понимаем вес сухих живых (биомасса) и отмерших (опад), но сохранивших анатомическую структуру растений к моменту учета [2].

Рис. Карта-схема района исследования. Примечание: 1 ‑ массив Монгун-Тайга; 2 – хребет (хр.) Цаган-Шибэту; 3 ‑ хр. Западный Танну-Ола; 4 ‑ хр. Восточный Танну-Ола; 5 ‑ хр. Хорумнуг-Тайга; нагорье Сангилен: 6 – верховье р. Балыктыг-Хем. 7 – хр. Аршан Дабаны-Нуру; 8 ‑ хр. Улан-Тайга; хр. Академика Обручева. Овалом отмечены участки работ.

 

Результаты и их обсуждение. Показатели биомассы исследованных высокогорных тундр Тувы варьируют от 291,2 до 1914,5 г/м2 (таблица).

Таблица

Биомасса высокогорных тундр Тувы, в г/м2 (вес абсолютно сухой)

Тундры

Общая биомасса

Сосудистые растения

Споровые растения

Соотношение

Мхи

Лишайники

Кустарниковые тундры

1614,5±222,5

1297,7±293,0

80,4

138,7±43,6

8,6

178,3±50,6

11,0

4,1:1

Кустарничковые тундры

521,0±192,7

310,5±57,4

59,6

22,2±11,5

4,3

188,4±135,3

36,1

1,5:1

Травяные тундры

291,2±58,8

162,8±20,0

55,9

91,3±7,9

31,3

37,2±30,9

12,8

1,3:1

Лишайниковые тундры

839,6±30,3

122,6±58,4

14,6

24,5±12,9

2,9

692,5±92,1

82,5

1:5,8

Примечание. В числителе биомасса, в знаменателе ее доля в %, соотношение – отношение биомассы сосудистых растений к споровым (мхи и лишайники).

 

На значительное варьирование биомассы влияют различные факторы, в том числе, видовой состав, проективное покрытие, состав доминирующих и содоминирующих видов и т.д., которые нами обсуждались ранее [9].

Кустарниковые тундры занимают ведущее положение в структуре высокогорной растительности исследуемого региона (612,6 тыс. га). Их разнообразие представлено ерниковыми (Betula rotundifolia), рододендровыми (Rhododendron aureum и R. adamsii) и карагановыми ценозами (Caragana jubata) [10; 4; 9]. Они формируют выраженную высотную полосу в нижней части горно-тундрового пояса. Их биомасса варьирует от 1315,0 до 2383,3 г/м2 (в среднем 1614,5 г/м2). Наибольший ее показатель характерен для сообществ с доминированием Caragana jubata — 2383,3 г/м2, из них на долю караганы приходится до 95,5 %. У остальных сообществ биомасса не превышает 1450 г/м2. Биомасса мхов и лишайников — 97,7-610,1 г/м2 (210,6 г/м2). Несмотря на их высокое проективное покрытие (75-100 %), доля их участия в биомассе не превышает 45,0 %. Например, в ерниковых тундрах они составляют 22,9 %, рододендровых с Rhododendron aureum – 44,9 %, c R. adamsii – 18,1 % и в карагановых – 4,1 %. Соотношение сосудистых и споровых растений колеблется от 1,2:1 до 23,3:1.

В Туве кустарничковые тундры представлены дриадовыми (Dryas oxyodonta) и шикшевыми (Empetrum nigrum) сообществами. Они приурочены к щебнистым местообитаниям, формируются по выровненным вершинам гор, пологим склонам, северной и северо-западной экспозиции. В данных условиях наиболее часто встречаются дриадовые тундры (55,3 тыс. га), шикшевые ценозы распространены неравномерно и не занимают значительных площадей. Биомасса дриадовых тундрах составляет 328,3 г/м2, шикшевых — 713,6 г/м2, из них на долю доминантов приходится до 90,2 %. Участие споровых растений в дриадовых тундрах ‑ 22,9 %, шикшевых – 48,4 %. Соотношение сосудистых и споровых растений варьирует от 1,2:1 до 3,4:1 (1,5:1).

Травяные тундры широко представлены в структуре высокогорной растительности юга Тувы (302,8 тыс. га). Значительные ее площади заняты овсяницевыми тундрами (Festuca sphagnicola, F. kryloviana). Их места обитания связаны с пологими сухими и хорошо прогреваемыми склонами со сформированными почвами и выровненными водоразделами. Запасы биомассы овсяницевых тундр варьируют от 158,2 до 441,5 г/м2 (291,2 г/м2), в том числе на долю овсяницы приходится 88,6 %. Биомасса сосудистых растений составляет 111,2-414,9 г/м2 (162,8 г/м2), мхов и лишайников – 1,0-269,4 г/м2. Соотношение сосудистых и споровых растений равно 1,3:1.

Лишайниковые тундры (610,2 тыс. га) представлены алекториевыми (Alectoria ochroleuca, A. nigricans), кладониевыми (Cladonia arbuscula, C. stellaris) и цетрариевыми ценозами (Cetraria islandica). Они приурочены к подветренным и пологим склонам, выровненным вершинам хребтов. Их местообитания характеризуются в зимний период поверхностным промерзанием, в летний ‑ умеренной обводненностью. Биомасса лишайниковых тундр составляет 824,4-898,0 г/м2 (839,6 г/м2), на долю участия доминантов приходится 85,4 %. Соотношение сосудистых и споровых растений равно 1:5,8.

Таким образом, при изучении структуры биомассы высокогорных тундр Тувы выявлено, что в ряду травянистые-кустарничковые-лишайниковые-кустарниковые тундры происходит постепенное увеличение запаса биомассы с 350,0 до 1614,5 г/м2. В кустарничковых тундрах данные показатели составляют 521,0 г/м2. Лишайниковые тундры занимают промежуточное положение запас их биомассы в среднем составляет 839,6 г/м2. В кустарниковых тундрах биомасса сосудистых растения в 4,1 раза превышает биомассу мхов и лишайников. В лишайниковых тундрах наблюдается обратное явление, биомасса споровых растений в 5,8 раза превышает биомассу сосудистых растений.


Библиографическая ссылка

Самбыла Ч.Н. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ БИОМАССЫ ВЫСОКОГОРНЫХ ТУНДР ТУВЫ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=23939 (дата обращения: 06.08.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074