Валовая первичная продукция и биомасса в муссонном тропическом лесу Южного Вьетнама (стр. 1 )

На правах рукописи

НОВИЧОНОК

Артём Олегович

ВАЛОВАЯ ПЕРВИЧНАЯ ПРОДУКЦИЯ И БИОМАССА В МУССОННОМ ТРОПИЧЕСКОМ ЛЕСУ ЮЖНОГО ВЬЕТНАМА

03.02.08 – экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата

биологических наук

Петрозаводск

2013

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Петрозаводский государственный университет (кафедра ботаники и физиологии растений, эколого-биологический факультет)

Научный руководитель доктор биологических наук

профессор

Петрозаводский государственный

университет

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук

Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки Институт биологии

Карельского научного центра РАН

старший научный сотрудник, заведующий лабораторией болотных экосистем

кандидат географических наук

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем экологии и эволюции им.

Российской академии наук (ИПЭЭ РАН)

старший научный сотрудник лаборатрии биогеоценологии и исторической экологии им.

Ведущая организация: Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук

Защита состоится «27» ноября 2013 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.01 при Петрозаводском государственном университете Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33, эколого-биологический факультет, тел.,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводского государственного университета, с авторефератом - на сайтах http://vak. / и www. petrsu. ru.

Автореферат разослан: « 27 » октября 2013 г.

 

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Вопросы, связанные с углеродным циклом в естественных экосистемах, остаются одними из наиболее важных в современных экологических исследованиях в связи с глобальными изменениями климата и окружающей среды (Бабкова, 1987; Исаев и др., 1992; МГЭИК, 2007; Усольцев, 2010).

Тропические леса являются самыми продуктивными сообществами нашей планеты, поэтому их участие в глобальном обмене углерода между биосферой и атмосферой велико. Однако оценка роли тропических лесов в глобальном цикле углерода по-прежнему является неоднозначной (Malhi and Grace, 2012). Значительное разнообразие лесов тропического региона приводит к необходимости детальных региональных исследований.

Листопадные и полулистопадные тропические леса относят к одним из самых уязвимых биомов планеты. Они расположены в регионах с относительно сухим сезонным климатом. На протяжении нескольких тысячелетий муссонные леса находятся под интенсивным воздействием хозяйственной деятельности человека. В тропической зоне Юго-Восточной Азии лесистость территории изменятся от 74% (Новая Гвинея) до 28-42% (Вьетнам, Камбоджа) (Структура и функции…, 2011). Во Вьетнаме до Второй Индокитайской войны лесистость территории составляла около 43% (Maurand, 1943). В период войны 1950-1970 гг. леса сильно пострадали от применения дефолиантов, а после войны от сведения лесов под сельскохозяйственное использование. К 1995 г. под лесной растительностью находилось только 28% территории страны. В настоящее время леса Вьетнама имеют мозаичное распространение и, как правило, угнетённое состояние. Сходная картина наблюдается и в других развивающихся странах Юго-Восточной Азии. В настоящее время остро стоит вопрос планирования рационального использования природных ресурсов Юго-Восточной Азии, гармоничного сосуществования человека и природы. Для его решения необходимы комплексные биологические исследования в регионе.

Цель и задачи работы. Цель работы состояла в оценке запасов углерода, валовой первичной продукции (GPP) тропического муссонного леса южного Вьетнама и в оценке влияния внешних гидрометерологических переменных на суточную и сезонную динамику GPP.

Для реализации поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Исследование таксационных характеристик репрезентативных для тропического муссонного леса юга Вьетнама типов лесных сообществ;

2. Определение запасов суммарной фитомассы в репрезентативных древостоях тропического муссонного леса на юге Вьетнама;

3. Обеспечение комплексных высокочастотных режимных измерений потоков диоксида углерода на основе методики турбулентных пульсаций в сочетании с актинометрическими и метеорологическими наблюдениями;

4. Оценка суточной и сезонной динамики GPP, её зависимости от гидрометеорологических переменных; оценка кумулятивных значений GPP для различных сезонов и года в целом. Выявление особенностей временной динамики GPP, характерных для экосистемы тропического муссонного леса.

Научная новизна. Впервые на основе непрерывных круглогодичных высокочастотных наблюдений получены данные о валовой первичной продукции равнинного муссонного тропического леса южного Вьетнама Выделены особенности суточной и сезонной динамики GPP и проанализирована связь GPP муссонного тропического леса с факторами внешней среды. На основе лесотаксационных методов получены оценки запаса углерода в основных пулах углерода некоторых лесных сообществ в муссонном тропическом лесу южного Вьетнама.

Теоретическая значимость работы. Проведенное исследование расширило существующие на настоящий день представления о запасах углерода в основных пулах и продуктивности сезонно-влажных тропических лесов. Впервые получены данные по GPP муссонных лесов южного Вьетнама в суточной и сезонной динамике с использованием пульсационного метода исследований.

Практическая значимость работы. Полученные данные могут быть использованы при формировании экологической политики стран Юго-Восточной Азии, а также для разработки проектов рационального использования и сохранения лесных сообществ региона.

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены на международном Симпозиуме Европейского геофизического сообщества (Австрия, Вена, 2013 гг.); Американского геофизического сообщества (США, Сан-Франциско, 2012); на научном семинаре Института Прикладной механики и информатики Вьетнамской Академии Наук и технологий, посвященном Инициативному проекту Asia Geo Grid и развитию мониторинга за потоками парниковых газов на территории Вьетнама (Вьетнам, Хошимин, 2013); на совместном семинаре Института Тропической Биологии Вьетнамской Академии Наук и Технологий и Центра по исследованию Глобальных изменений Чешской Академии Наук «Обзор состояния пульсационных измерений во Вьетнаме, включая новые данные со станции в национальном парке Кат Тьен. Фиксация и баланс углерода и влияние глобальных изменений» (Хошимин, 2012); на семинарах Совместного Российско-Вьетнамского научно-исследовательского и технологического тропического центра (Хошимин, 2012, 2013); на международной конференции сообщества AsiaFlux (Сеул, 2013); на II Международной научно-практической конференции «Теоретические и практические вопросы развития научной мысли в современном мире» (г. Уфа, 2013).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 156 страницах текста, содержит 9 таблиц, 43 рисунка. Список литературы включает в себя 205 источников, из них – 180 зарубежных.

Благодарности. Исследования были выполнены в рамках плановой темы НИР Совместного Российско-Вьетнамского научно-исследовательского и технологического тропического центра. Автор выражает благодарность руководству и сотрудникам Тропического Центра, без содействия которых было бы невозможно проведение исследований на территории Вьетнама. Автор благодарен дирекции национального парка Кат Тьен, на территории которого выполнены все экспериментальные исследования. Неоценимую помощь в сборе экспериментального материала оказали , , Авилов выражает благодарность научному руководителю , руководителю темы НИР за всестороннюю помощь и консультации при написании работы.

Исследования были поддержаны РФФИ, грант 12-04-31234 мол_а «Эколого-физиологические адаптации растений на нарушенных территориях».

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Углеродный баланс лесных экосистем и продуктивность сезонно-влажных тропических лесов Юго-Восточной Азии: литературный обзор

В главе на основе литературных данных представлены особенности углеродного цикла естественных экосистем, введена терминология, используемая при описании продуктивности. Даны определения пулов углерода, валовой первичной продукции (GPP); чистой первичной продукции (NPP); чистой экосистемной продукции (NEP) (Базилевич и Титлянова, 2008; Горшков, 2002; Пулы и потоки…, 2007).

Показана роль тропических лесов (как источника и стока атмосферного углерода) в цикле углерода на планете в условиях нарастающей антропогенной нагрузки. Представлен краткий обзор исследований продуктивности сезонно-влажных тропических лесов, выполненных с использованием различных подходов – инвентаризационного, дистанционного зондирования (Blanc et al., 2000; Iverson et al., 1993; Schmid, 1974; Trung, 1966). Дан краткий обзор результатов пульсационных исследований, проведённых в регионах, географически близких к Южному Вьетнаму – в Таиланде (участки Sakaerat и Mae Klong) и Малайзии (леса Pasoh и Lambir Hills) (Saigusa et al., 2008).

Глава 2. Объекты и методы исследований

Исследование было выполнено в национальном парке Кат Тьен (11°21'-11°48' с. ш. 107°10'-107°34' в. д.)

Кат Тьен – самый крупный национальный парк на территории Южного Вьетнама, площадь парка 71 920 га. Значительная часть территории парка (около 90%) представлена муссонными тропическими лесами, в целом уровень их антропогенной нарушенности невелик.

Структура лесных сообществ парка очень гетерогенна с подавляющим преобладанием вторичных лесов. Значительные площади покрывают легерстремовые леса, диптерокарповые леса, молодые регенерирующие леса, леса с бамбуковыми примесями и бамбуковые сообщества (Структура и функции…, 2011).