Введение к работе
Актуальность темы. Наметившаяся с конца прошлого века в результате интенсивной хозяйственной деятельности человека тенденция к повышению уровня содержания С02 в атмосфере Земли уже в ближайшем будущем может стать причиной необратимых изменений климата. Довольно обширный круг задач, направленных на решение этой проблемы, можно выделить и в области лесоведения. Основной из которых следует считать поиск путей достоверной оценки вклада лесной растительности в общий баланс углекислого газа. Отсюда возникает необходимость возможно более детального изучения процессов, связанных с динамикой С02 в лесных фитоценозах.
Режим С02 специфичен для каждого растительного сообщества, является результатом его функционирования и может быть использован в качестве интегрального показателя состояния фитоценоза в целом, характеризующего преобладание тех или иных физиологических процессов в растениях. С другой стороны, концентрация углекислого газа в воздухе оказывает существенное влияние на жизнедеятельность растений, на их фотосинтез и, следовательно, продуктивность.
Цель исследований состояла в выявлении наиболее общих закономерностей пространственно-временной динамики углекислого газа в ельнике черничном подзоны средней тайги.
Задачи исследований. 1) изучение вертикальных профилей С02 во временном аспекте; 2) наблюдения за изменением основных микроклиматических факторов; 3) вывод уравнений зависимости среднесуточных колебаний содержания С02 от основных метеофакторов; 4) создание математической модели, позволяющей оценить вклад древесной растительности в общий поток С02; 5) расчет баланса углерода для выбранного объекта.
Научная новизна и практическая значимость работы. В работе большое внимание было уделено методам получения и обработки экспериментальных данных. Предложенные в работе методичес-
кие приемы могут быть рекомендованы для использования при проведении подобных исследований на других объектах.
Полученные в ходе исследований данные дают представление об углекислотном режиме древесных растений (снабжении их углекислотой) во всем спектре изменения метеорологических параметров.
На основании обработки экспериментальных данных и анализа материалов опубликованных работ в форме схемы предложен вариант структурно-концептуальной модели зависимости содержания С02 в воздухе лесных сообществ от факторов окружающей среды и некоторых фитоценотических характеристик древостоя.
В виде системы дифференциальных уравнений разработана математическая модель конвективных потоков углекислого газа в пологе елового древостоя. Полученные с её помощью результаты хорошо согласуются с современными представлениями о С02-газо-обмене древесных растений.
Результаты исследований могут являются исходным материалом для оценки вклада среднетаежных ельников черничных в общий баланс С02, как составной части при определении роли лесов в изменении углекислотного фона атмосферы Земли.
Организация исследований. Диссертационная работа выполнялась как раздел комплексных тем Отдела лесобиологических проблем Севера Института биологии КНЦ УрО РАН в 1986 - 1995гг (ГР 01.8.70001932 и ГР 01.2.90000510) и в рамках программ "Экологическая безопасность России" и "Глобальные изменены климата".
Защищаемые положения
Пространственно-временная динамика С02 в ельнике черничном подзоны средней тайги.
Зависимость динамики содержания в пологе леса углекислоты от изменения значений метеофакторов (скорость ветра, температура и влажность воздуха).
Углеродный баланс надземной части ельников черничных.
Вклад автора в выполнение работы определяется его личным и непосредственным участием во всех этапах её подготовки и проведения, начиная с планирования, выбора методов, получения экс-
периментальных данных, сбора первичного материала и заканчивая его обработкой и анализом.
Апробация и публикации. Результаты исследований докладывались на всесоюзном совещании "Экология лесов Севера" (Сыктывкар, 1989), Одиннадцатой Коми республиканской молодежной конференции (Сыктывкар, 1990), Молодежной научной конференции, посвященной 30-летию Института биологии Коми ІІЦ УрО РАН (Сыктывкар, 1992), всероссийском совещании "Газообмен растений в посевах и природных фитоценозах" (Сыктывкар, 1992), международном совещании "Дыхание растений: физиологические и экологические аспекты" (Сыктывкар, 1995). Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах общим объемом более 2,5 п.л.
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста в котором помещено 7 таблиц и 33 рисунка. Список литературы включает 151 наименование в том числе 57 на иностранном языке . Текстовая часть диссертации состоит из введения, 5 глав, заключения и выводов.