Показать меню

Биомасса, производимая травянистой растительностью

29.10.2015
281
Травянистые ценозы в оптимальных условиях образуют мощный сплошной наземный покров. Высота растений в прериях и луговых степях достигает 150—250 см. В сухих степях высота растений значительно меньшая (15—45 см) и их стояние далеко не сплошное.
Как следует из данных табл. 94, злаки и осоки обеспечивают в луговых степях более 50% биомассы. Разнотравье составляет 26—36% и на долю бобовых приходится 5—20%.
Чем благоприятнее условия существования (большее увлажнение, отсутствие эрозии, плодороднее почвы), тем больше развита наземная часть травянистых растений.
Биомасса, производимая травянистой растительностью

Типичные для североамериканских прерий растения — Andropogon gerardi, Andropogon scoparius, Bouteloua gracilis — образуют в оптимальных условиях за три года биомассу (на один куст) 1125, 1066, 533 г соответственно. Из этой биомассы на долю корней приходится лишь 20— 25% от веса. Чаще, однако, в травянистых ценозах подземная биомасса равна наземной или преобладает над ней, а в условиях сухих степей и горных лугов преобладает в несколько раз. Суммарная наземная и подземная фитомасса на целинных черноземах Русской равнины, Алтая, Зауралья, Сибири, Молдавии выражается величинами 15—20—25—30 т/га (меньше в степях и больше на остепненных лугах), из которых на долю корней (включая и корневища) приходится до 65—95%.
До 85% общей массы корней (ризомассы) сосредоточено в верхних 0—50 см почвы. Однако главная масса корней (70—75%) сосредоточена в верхних 0—10, 0—20 см. Это впервые было отмечено в конце прошлого века П. А. Костычевым и многократно наблюдалось разными исследователями.
Наземная фитомасса травянистых в прериях США колеблется в пределах 2,5—6,5 т/га. На лугах в оптимальных условиях суммарная фитомасса достигает 6—8 т/га. Целинные черноземы Русской равнины, Алтая, Зауралья обладают примерно таким же запасом надземной фитомассы (3—6—8 т/га, рис. 80).
Так, по данным В.П. Егорова запас наземной биомассы в черноземах Зауралья (имеющих луговой характер) составляет (т/га):
Биомасса, производимая травянистой растительностью

В прериях и луговых степях уточненный запас наземной фитомассы выражается величинами 7—8 т/га. Ежегодное поступление органического вещества травянистых в почву с опадом достигает 45—100% от наземной фитомассы и 30—40% от фитомассы корней.
Образование фитомассы и ее поступление в почву, включая наземную и подземную части, проходит тем интенсивнее, чем благоприятнее экологические условия. Влага, тепло, питательные вещества в почве определяют продуктивность травянистых ценозов. На черноземах годичный прирост и поступление в почву достигают 15—25 т/га, а на каштановых и сероземах всего 2—3 т/га.
Под покровом трав на поверхности почвы в целинных условиях из ежегодного опада образуется так называемый степной войлок. Вес войлока колеблется в широких пределах. Степной войлок в типичных луговых степях и лугах может достигать 10—15 т/га и удерживать до 300—750 кг/га различных химических элементов.
В сухих и полупустынных степях (каштановые почвы, сероземы) наземная биомасса растений значительно меньше — 1—2 т/га. Степной войлок невелик и составляет всего около 3 т/га.
Биомасса, производимая травянистой растительностью

Если суммировать наземную фитомассу, степной войлок и массу корней, корневищ и луковиц, то общая биомасса, производимая травянистыми сообществами, выразится величинами 20—30 т/га и в особо благоприятных условиях лугов, прерий и саванн даже 40—60 т/га. По сравнению с лесными ценозами это на целый порядок ниже. Однако почвообразующий эффект травянистых не меньше, а больше, чем древесных. Объясняется это краткостью жизни травянистых растений и быстрой оборачиваемостью всех компонентов, вовлекаемых в биологический круговорот в системе растения = почвы. Продолжительность индивидуальной жизни травянистых растений колеблется от нескольких недель (эфемеры) до 1—2 лет (злаки) и 3—5 лет (бобовые). Однако корни и корневища живут до 7—15 лет и больше.
Новейшие данные показывают, что годичный прирост ризомассы в травянистых сообществах может быть очень большим — порядка 450—958 г/м2 в слое 0—50, 0— 75 см почвы. Это очень близко к величине прироста наземной фитомассы и составляет 4,5—9,6 т/га. В среднем обновление ризомассы трав происходит, по этим же данным, примерно за 2—3 года. Разложение ризомассы в почве и образование гумуса происходят очень быстро. Так, в опытах с мечеными атомами (С14) было установлено, что примерно через год до 45% углерода, потерянного корнями, оказалось в составе почвенного гумуса. Через два года около 9% исходного радиоактивного углерода удержалось в почве, перейдя в относительно стабильную форму гумуса. Все это говорит о большой скорости биологического круговорота под покровом травянистых растений.
Несмотря на непрерывные процессы минерализации под покровом травянистой растительности, в почве накапливаются достаточно большие количества органического вещества: живого, отмершего и гумифицированного. В итоге за несколько столетий наступает динамически равновесное состояние прихода — расхода запасов и форм органического вещества. Это можно иллюстрировать данными, приведенными в табл. 95.
Биомасса, производимая травянистой растительностью

Таким образом, можно сделать вывод, что скорость гумусообразования под травянистой растительностью и скорость достижения установившегося (приходно-расходного) гумусового состояния целинных дерновых почв довольно велика и измеряется немногими столетиями. После достижения установившегося углеродного режима почва может жить неопределенно долго, хотя возраст гумуса этой почвы вследствие постоянного обновления будет измеряться лишь столетиями.
Второй важный вывод заключается в том, что время, необходимое для наступления установившегося углеродного режима в нижних слоях гумусового горизонта, всегда в несколько раз больше, чем время для верхнего горизонта. Поэтому глубокие гумусовые горизонты по гумусу всегда в несколько раз старше, чем верхние гумусовые горизонты той же почвы.
Наконец, третьим выводом является положение о том, что благодаря краткости индивидуальной жизни отдельных травянистых растений мобилизация и возврат биофильных элементов, в отличие от лесов, протекают весьма быстро, в течение 1—3 лет. Поэтому и почвообразующая роль жизнедеятельности и продуктов разложения травянистой растительности весьма своеобразна по сравнению с ролью древесных. Это в свою очередь должно иметь общие последствия для биосферы в целом (ускоренные циклы углерода, ускоренный поток энергии, аккумулированной в фитомассе и гумусе, биогенный захват и возврат химических элементов).
Своеобразна роль в почвообразовании такого злака, как бамбук. Бамбук является мощным фактором дернового почвообразовательного процесса в субтропиках и тропиках. Он поселяется в местах с близкими грунтовыми водами или, образуя вторичный покров, захватывает пространства вырубленных лесов на желтоземных и красноземных послелесных почвах.
Бамбук создает огромную наземную и подземную биомассу, достигающую 30—40 т/га. Продолжительность жизни наземной части бамбука варьирует в широких пределах в зависимости от биологического вида. В целом бамбук является многолетником, в кусте которого периодически возобновляются побеги. Продолжительность жизни корней и корневищ, вероятно, достигает десятков лет.
Зольность наземной части бамбука Бирмы, по исследованиям Б.Г. Розанова и И.М. Розановой, составляет для листьев 4—6%, для стеблей и побегов 1,5—2%. При этом 30—60% (иногда 90%) зольных элементов приходится на кремнезем, а второе и третье места в составе золы принадлежат кальцию и калию. Бамбук в этом отношении является типичным злаком. В абсолютных величинах бамбук в наземных органах удерживает до 2—4,7 тыс. кг/га зольных элементов следующего состава (кг/га):
Биомасса, производимая травянистой растительностью

В ежегодном круговороте минеральных соединений участвует не менее 1000—1300 кг/га минеральных соединений (поглощается наземными органами 500—650 кг/га, возвращается с опадом 450—500 кг/га). К сожалению, изученность почвообразующей роли бамбука весьма недостаточна. Специфические черты «дернового» почвообразования под бамбуковой растительностью пока еще мало известны.
Еще по этой теме:
Влияние культурных растений на почву
00:56, 30 октябрь
Влияние культурных растений на почву
Культурные растения, как и растения естественных ассоциаций, оказывают исключительно большое влияние на свойства почвы. Они пронизывают ее корневой системой, изменяя ее структуру и сложение,
Дерновый процесс в черноземных степях и прериях
23:49, 29 октябрь
Дерновый процесс в черноземных степях и прериях
Направление почвообразования под покровом трав, как и под покровом лесной растительности, зависит от характера сочетания биологического круговорота органогенных элементов с типами коры выветривания,
Минеральный состав травянистых растений и почвообразование
23:41, 29 октябрь
Минеральный состав травянистых растений и почвообразование
Содержание азота и зольных элементов в тканях травянистой растительности в среднем составляет 5—7% (4—10%). Таким образом, травянистая растительность на суше удерживает в своем составе в
Корневая система травянистых растений
23:38, 29 октябрь
Корневая система травянистых растений
Травянистые растения не имеют глубоко идущей системы крупных корней, характерной для растений древесных. Травянистая растительность образует весьма разветвленную сетку обильных тонких корешков,
Зеленые растения, малый биологический круговорот веществ (часть 2)
11:03, 13 март
Зеленые растения, малый биологический круговорот веществ (часть 2)
Для биологического круговорота травянистых сообществ характерно значительно меньшее накопление общей массы, но существенно большее возвращение с ежегодным опадом (до 15 т/га сухого вещества) по
Запасы растительной массы в почвах (часть 2)
16:45, 21 октябрь
Запасы растительной массы в почвах (часть 2)
Мощное развитие высокотравной луговой растительности обусловливает образование большой растительной массы— 4543 г/м2 причем большая доля — 4162 г/м2 приходится на корни. Надземный покров представлен
Комментарии:
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Личный кабинет