Определение надземных компонентов фитомассы и накопления углерода в полезащитных дубовых лесополосах Украины

Определение надземных компонентов фитомассы и накопления углерода в полезащитных дубовых лесополосах Украины

Автор: Мороз В.В.

Журнал: Лесохозяйственная информация @forestry-information

Рубрика: Лесные культуры

Статья в выпуске: 1, 2013 года.

Бесплатный доступ

В статье приведены разработанные система математических моделей и комплекс таблиц для оценки надземной фитомассы и содержания углерода в полезащитных лесных насаждениях дуба обыкновенного Quercus robur L. в Правобережной Лесостепи Украины

Фитомасса, углерод, модель, ствол, кора

Короткий адрес: https://sciup.org/14336505

IDR: 14336505

Текст научной статьи Определение надземных компонентов фитомассы и накопления углерода в полезащитных дубовых лесополосах Украины

Таблица 1. Коэффициенты корреляции (R2) таксационных показателей ствола дуба и компонентов их фитомассы

Таксационные показатели деревьев

Коэффициенты корреляции с объемом

ствола без коры (Vбк), м3

коры ствола (Vк), м3

ствола в коре (Vст), м3

Возраст (а), лет

0,676

0,674

0,681

Высота (h), м

0,824

0,781

0,822

Диаметр на высоте 1,3 м (d), см

0,947

0,934

0,952

Д уб – одна из главных пород полезащитного лесоразведения в Украине. Комплексную оценку ресурсного и экологического потенциала полезащитных лесных насаждений дуба обыкновенного невозможно осуществить без изучения надземной фитомассы.

Цель исследования – разработка нормативно-информационного обеспечения оценки фитомассы в надземных компонентах дуба обыкновенного в полезащитных лесных насаждениях и количества поглощаемого надземной массой углерода. Процесс разработки нормативов для оценки надземной фитомассы дуба обыкновенного в лесных насаждениях включает несколько этапов: сбор, обработка и анализ данных, определение запаса отдельных компонентов фитомассы древостоя, оценка количества углерода в насаждениях, создание нормативных таблиц.

Объект исследований – полезащитные лесные насаждения Правобережной Лесостепи в Киевской и Черкасской областях.

На 31 пробной площади было отобрано 75 модельных деревьев в возрасте от 12 до 35 лет диаметром от 2,2 до 21,8 см и высотой от 3,2 до 15,1 м.

Лесотаксационные исследования проводили по методикам, разработанным А. И. Пилипенко, В. Ю. Юхновским и др. [5]. При изучении биологической продуктивности насаждения использовались методики П. И. Лакиды, В. А. Усольцева, С. В. Залесова, А. И. Уткина [1–4].

Моделирование зависимости фракций фитомассы ствола дерева от таксационных параметров проводили с помощью корреляционного анализа, который показал тесную связь между объемом фракций фитомассы ствола и основными таксационными показателями (табл. 1).

Самая тесная связь характерна для объемов фракций фитомассы диаметра дерева на высоте 1,3 м (R2 = 0,93–0,95). Средняя теснота корреля-

ционной связи отмечена между объемами фракций фитомассы и возрастом (R2 = 0,67–0,68). Для разработки моделей оценки фракций фитомассы ствола дуба брали таксационные показатели с высокими коэффициентами корреляции. Модели оценки фракций фитомассы ствола дуба обыкновенного в единицах объема в зависимости от высоты и диаметра ствола на высоте 1,3 м приведены ниже.

Модель 1. Объем ствола в коре:

Vст = 1.10 -4 .d 1,884 .h 0,668 .

Модель 2. Объем ствола без коры:

Vбк = 8.10 -5 .d 1,898 .h 0,755 .

Модель 3. Объем коры:

Vк = 1.10 -4 .d 1,82 .h 0,337 .

Уравнения характеризуются высоким коэффициентом детерминации (R2 = 0,99), что подтверждает адекватность и точность определения объема ствола и коры.

Фитомассу ствола без коры и самой коры учитывали в абсолютно сухом состоянии. При этом использовали базисную плотность вещества, которая для ствола дуба обыкновенного в полезащитных насаждениях составляет 677 кг/м3, а для коры – 579 кг/м3 [6]. Кроме того, для моделирования надземной фитомассы учитывали фитомассу листьев и веток в абсолютно сухом состоянии.

Модель 4. Фитомасса листьев:

mл = 9,5.10-3.d2,22.h-0,229.

Модель 5. Фитомасса веток: mв=3,6.10 -4 .d 3,37 .h 0,385 .

По результатам моделирования составлена нормативная таблица (табл. 2) для определения надземной фитомассы дуба обыкновенного в абсолютно сухом состоянии.

ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ИНФОРМАЦИЯ

12      16      20      24     28 З2

Диаметр, см ^^^— Данные автора ^^^- Данные А.М.Ходаша

Надземная фитомасса дуба обыкновенного высотой 16 м

На рисунке приведены график зависимости надземной фитомассы дуба обыкновенного в полезащитных насаждениях по данным автора и

график, отображающий действующие нормативы для дубовых насаждений Восточного Полесья и Центральной Лесостепи, разработанные А. М. Ходашем для деревьев высотой 16 м [6].

Разница между вариантами незначительна, что подтверждает адекватность разработанных нормативов.

Нормативы позволяют установить количество углерода, который накапливается отдельными компонентами фитомассы в процессе фотосинтеза. Для этого нами были использованы переводные коэффициенты [7]. Значения коэффициентов для древесины и коры деревьев составляют 0,50, для листьев – 0,45.

По результатам проведенных расчетов были разработаны нормативы содержания углерода в надземной фитомассе дуба (табл. 3).

Таблица 2. Надземная фитомасса деревьев дуба обыкновенного, кг

Диаметр, см

Высота, м

6 ■

8 ■

10 ■

12

II   14 ■1

16 ■

18 ■

20 ■

22

6

8

10

-

-

-

-

-

-

-

8

15

18

20

-

-

-

-

-

-

10

23

27

31

35

-

-

-

-

-

12

33

39

45

51

-

-

-

-

-

14

45

54

62

69

76

-

-

-

-

16

-

71

81

91

100

109

-

-

-

18

-

91

104

116

128

139

-

-

-

20

-

114

130

145

160

174

188

-

-

22

-

-

159

178

196

213

229

-

-

24

-

-

193

215

237

257

276

295

-

26

-

-

231

257

282

306

329

351

-

28

-

-

272

303

332

360

387

413

438

30

-

-

-

354

388

420

451

481

510

Таблица 3. Количество углерода в надземной фитомассе деревьев дуба, кг

Диаметр на высоте 1,3 м, см

Высота, м

6■

8

1  10 ■

12

II   14 ■1

16 ■

18 ■

20 ■

22 ■1

6

4

5

-

-

-

-

-

-

-

8

7

9

10

-

-

-

-

-

-

10

11

14

16

18

-

-

-

-

-

12

16

19

23

25

-

-

-

-

-

14

23

27

31

35

38

-

-

-

-

16

-

35

41

45

50

55

-

-

-

18

-

45

52

58

63

69

-

-

-

20

-

57

65

73

79

87

94

-

-

22

-

-

79

89

98

106

114

-

-

24

-

-

96

107

118

128

138

147

-

26

-

-

115

128

141

153

164

175

-

28

-

-

136

151

166

179

193

206

219

30

-

-

-

176

193

209

225

240

255

Разработанные нормативы определения надземной фитомассы дуба обыкновенного в полезащитных лесных насаждениях дают возмож-

ность оценить биопродуктивность дуба по фрагментам фитомассы, а также определить запас углерода в надземной фитомассе дерева.

Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp