Валовая первичная продукция и биомасса в муссонном тропическом лесу Южного Вьетнама (стр. 5 )

Характер сезонной динамики GPP в муссонном тропическом лесу национального парка Кат Тьен в целом типичен для региона. Так, согласно данным обзорной работы (Saigusa et al., 2008) GPP имеет тенденцию к уменьшению с декабря по март в муссонных диптерокарповых лесах Таиланда, где максимальные значения GPP в июле-сентябре составляют больше 350 гC/м2 в месяц, а наименьшие значения в январе-марте 200 гC/м2 в месяц или менее.

Снижение GPP в сухой сезон можно объяснить несколькими факторами. В первую очередь это может быть связано с тем, что многие деревья полога полностью сбрасывают листья. Пик листопада приходится на декабрь-январь (Кузнецов, 2012). Деревья верхнего яруса не имеют листвы в январе-марте, и именно эти месяцы характеризуются наименьшими значениями GPP. Это предположение может быть подтверждено тем, что в вечнозелёных влажных тропических лесах Амазонии, в отличие от полулистопадных лесов национального парка Кат Тьен, не было найдено разницы в продуктивности в сухой и во влажный сезоны (Grace et all., 1995). Это подтверждается и исследователями газообмена тропических деревьев на уровне листа, не показавших значимых сезонных отличий (McWilliam et al., 1996; Roberts et al., 1996).

Определённое влияние на характер сезонной динамики GPP оказало изменение уровня ФАР, описанное для множества других тропических экосистем (Malhi et al., 1998; Malhi & Grace, 2000; Loescher et al., 2003; Goulden et al., 2004, Huete et al., 2006; Hutyra et al., 2007). Об этом говорит слабая достоверная корреляция между суточными суммами ФАР и суточными суммами GPP (рис. 9, R2=0.18). Сезонные колебания ФАР действительно значительны и при этом преимущественно вызваны не собственным изменением уровня солнечной радиации, а значительно большей облачностью во влажный период. Но насыщение фотосинтеза происходит при ФАР уже 1100 мкмолль/м2с, что составляет лишь 55% от максимальной ФАР, достигаемой в полдень в течение сухого сезона. Таким образом, суточные суммы GPP, близкие к максимальным, достигаются уже при суточной сумме ФАР в 25 моль/м2 в сутки. Дней с такой суммой ФАР практически нет в течение сухого сезона, и даже в течение самых влажных месяцев их менее половины.

Мы предполагали, что влияние на снижение продуктивности в сухой период может также оказывать снижение влажности в верхних слоях почвы. В тропических сообществах Южной Америки описаны эффекты снижения роста деревьев и устьичной транспирации (например, Bonal et al., 2000; Bonal & Guehl, 2001), а также ксилемной эмболии (Tyree et al., 1998) при снижении содержания воды в верхних слоях почвы. Однако, влияние влажности почвы на отмеченное в нашей работе снижение GPP в сухой сезон в лесах национального парка Кат Тьен должно быть незначительным, т. к. нами не было зафиксировано достоверной зависимости между усреднённой суточной влажностью почвы на глубине 50 см и суточными суммами GPP. Возможно, это связано с тем, что глубина залегания корней позволяет растениям избегать засухи в сухой сезон.

Увеличение GPP во влажный сезон может быть также связано с увеличением фотосинтеза, связанного с локальным повышением концентрации CO2 из-за более интенсивного почвенного дыхания (Структура и функции…, 2011).

На месячные суммы GPP может оказывать влияние и температура воздуха, что показано при сравнительном изучении продуктивности горных, предгорных и равнинных тропических лесов (Malhi, 2012). В горных тропических лесах средние температуры воздуха несколько ниже, из-за чего месячные суммы также ниже относительно равнинных лесов, произрастающих на той же самой широте. Однако из-за небольших различий (в пределах 5 градусов) среднесуточных температур воздуха в течение года это влияние также не может быть большим.

Годовая сумма GPP в муссонном тропическом лесу Вьетнама составила 29,30 МгС/га в год (2,93 кгС/м3, при использовании разделения потоков по Lasslop et al., 2010), 35,20 МгС/га в год (3,52 кгС/м3, при использовании разделения потоков по Lloyd & Taylor, 1994). Данные годовые суммы GPP являются типичными для региона. Так, годовые суммы GPP в Mae Klong и Sakaerat (Таиланд) составляют 32.3 (Hirata et al., 2008) и 38.1 МгС/га (Gamo et al., 2005) соответственно. В малайском заповеднике Pasoh годовая сумма GPP равна 31.2 МгС/га (Kosugi et al., 2008). Похожие годовые суммы характерны и для влажных тропических лесов Южной Америки. Например, на биологической станции Ла Сельва (La Selva Biological Station, Коста-Рика) зарегистрирована годовая сумма GPP 29.5 МгС/га (Loescher et al., 2003). В тропическом лесу Paracou (Французская Гвиана) зарегистрирована годовая сумма GPP 37.3 МгС/га (Bonal et al., 2008).

Выводы

1.  Леса южной части национального парка Кат Тьен очень гетерогенны, демонстрируют значительно различающийся уровень общей биомассы (от 200 до 700 т/га) на участках с различными уровнями антропогенной нарушенности.

2.  Характер суточного хода валовой первичной продукции в муссонном тропическом лесу схож в течение всего года, как в месяцы сухого сезона, так и в месяцы влажного сезона. Суточная динамика GPP определяется суточной динамикой ФАР.

3.  Дефицит водяных паров в воздухе, вероятно, основной фактор, приводящий к появлению полуденной депрессии фотосинтеза (после 13 ч), которая была хорошо выражена как в сухой, так и во влажный сезоны.

4.  Месячные суммы GPP изменяются от 200 гС/м2 в месяц (в марте) до 300-350 гС/м2 в месяц (в июле).

5.  Основным фактором, определяющим сезонную динамику GPP в муссонном тропическом лесу национального парка Кат Тьен, является изменение индекса листовой поверхности в течение года. Наименьшие значения продукции совпадают с сухим сезоном.

6.  Суммарная годовая валовая продукция составила 29.3-35.2 МгС/га, что сопоставимо с годовыми суммами продукции в других тропических лесов (в т. ч. сезонно-влажных).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1.  Евдокимова водного режима некоторых видов растений в тропическом лесу на юге Вьетнама во влажный сезон / , , // Ученые записки ПетрГУ. – №4 (125). – 2012. – с. 19-24.

2.  Novichonok A. Preliminary forest plant biomass inventory in moonson tropical forest in Cat Tien national park (South Vietnam) / A. Novichonok, E. Evdokimova, E. Markovskaya, J. Kurbatova // Proceedings of Petrozavodsk State University. – Vol. 8 (129), part 2. – 2012. – Pp. 13-16.

Материалы научных конференций

3.  Новичонок южной части национального парка Кат Тьен (южный Вьетнам) / // Теоретические и практические вопросы развития научной мысли в современном мире: сборник статей II Международной научно-практической конференции. 29-30 апреля 2013 г.: в 4 ч. Ч 4. – Уфа: РИЦ БашГУ, 2013. – с. 21-24.

4.  Avilov V., Anichkin A., Descherevskaya O., Evdokimova E., Thinh Nguyen Van, Novichonok A., Luu Do Phong, Kurbatova J., and Lopes de Gerenyu V. Soil respiration in tropical seasonal forest of Southern Vietnam // Geophysical Research Abstracts, EGU General Assembly 2013, Vienna, Austria, Vol. 15, EGU2013-9463-8, 2013.

5.  Deshcherevskaya O., Avilov V., Dinh Ba Duy, Novichonok A., Tran Cong Huan and Kurbatova J. Heat, water and carbon dioxide fluxes at the first Vietnamese eddy covariance site in tropical seasonal forest // Geophysical Research Abstracts, EGU General Assembly 2013, Vienna, Austria, Vol. 15, EGU2013-10397-6, 2013.

6.  Kurbatova J., Ba Duy Dinh, Avilov V., Deshcherevskaya O., Novichonok A., Phong Luu Do, Cong Huan Tran, Kuznetsov A. Energy and CO2 fluxes at the first vietnamese eddy covariance site in tropical seasonal forest // Proceedings of International Joint Conference of 11th AsiaFlux International Workshop, 3rd HESS, and 14th Annual Meeting of KSAFM. 21-24 August 2013. Seoul, Korea. P. 85.

[1] http://www. bgc-jena. mpg. de/~MDIwork/eddyproc/

[2] По всей видимости, данные по биомассе Lagerstroemia calyculata, приведённые здесь, завышены, т. к. для её вычисления использовалось общее аллометрическое уравнение для влажных тропиков, которое не учитывает особенности данного конкретного вида – формирование у возрастных деревьев значительных пустот внутри стволов.

[3] Условное название; под ним понимается сообщество с малым количеством крупных деревьев, разреженным пологом и относительно густым подростом.