Email this article Gas exchange of carbon dioxide from the surface of Sphagnum in boggy pine forests in southern taiga
- Authors: Molchanov A.G.1
-
Affiliations:
- Institute of Forest Science RAS
- Issue: Vol 8, No 1 (2017)
- Pages: 43-54
- Section: Articles
- URL: https://journal-vniispk.ru/EDGCC/article/view/6951
- DOI: https://doi.org/10.17816/edgcc8143-54
- ID: 6951
Cite item
Full Text
Abstract
We studied the dependence of the gas exchange of carbon dioxide with sphagnum surface from solar radiation and air temperature at different levels water table (LWT). The studies were conducted in the swampy pine forest of the southern taiga in the Yaroslavl region at the station of Forest Institute "Gorodisce". It was found that the nature of carbon dioxide gas exchange of sphagnum and its dependence on other external factors varies with different levels water table. When LWT at a depth of 4-21cm sphagnum absorbs carbon dioxide. The dependence of the absorption of solar radiation is logarithmic. When LWT equal 21cm in exchange for absorption of carbon dioxide is take place emission, keeping the same form of the process, depending on solar radiation. Emission of carbon dioxide at LWT 30 cm ceases to depend on solar radiation. Its intensity decreases as the further reduction LWT. The air temperature increase at a shallow water table (up to 21 cm) leads to a reduction of carbon dioxide emissions. When LWT below 33 cm increase in temperature increases the release of carbon dioxide, while LWT 45 cm effect of temperature on gas exchange effect is much less.
Thus, the decline LWT below 20 cm leads to a change in the absorption of carbon dioxide of the sphagnum surface on carbon dioxide emissions and a significant reduction in influence as solar radiation and air temperature.
Full Text
##article.viewOnOriginalSite##About the authors
A. G. Molchanov
Institute of Forest Science RAS
Author for correspondence.
Email: a.georgievich@gmail.com
Russian Federation, Uspenskoe
References
- Арутюнян С.Г., Уткин А.И. 1986. Биологическая продуктивность и вертикально-фракционная структура естественных средневозрастных древостоев трех типов сосняков // Вертикально-фракционное распределение фитомассы в лесах / Под ред. Исаева А.С., Фрей Т.Э., Орлова А.Я. М.: Наука. С. 163-177.
- Вомперский С.Э. 2009. Влияние современного климата на болотообразование и гидролесомелиорацию // Структура и функции лесов Европейской России / Отв. ред. Уткина И. А. М.: ТНИ КМК. С. 31-51.
- Вомперский С.Э., Сирин А.А., Сальников А.А., Цыганова О.П., Валяева Н.А. 2011. Оценка площади болотных и заболоченных лесов России // Лесоведение. №5. С. 3-11.
- Вомперский С.Э., Сирин А.А., Цыганова О.П., Валяева Н.А., Майков Д.А. 2005.Болота и заболоченные земли России: попытка анализа пространственного распределения и разнообразия // Изв. РАН. Сер. географ. № 5. С. 21-33.
- Заварзин Г.А., Дедыш С.Н. 2008. Микробные процессы в болотных экосистемах: изменения природных вод под влияние деятельности микроорганизмов // Изменение окружающей среды и климата природные и связанные с ними техногенные катастрофы. М.: ИФЗ РАН. Т. 4. С. 80-96.
- Курбатова Ю.А. 2002. Вертикальные потоки тепла, влаги и углекислого газа на верховом болоте юга Валдайской возвышенности. Автореф. Дис. …канд. биол. наук. Москва. 27 с.
- Курбатова, Минаева Т.Ю., Татаринов Ф.А., Молчанов А.Г., Русанович Н.Р. 2004. Временная и пространственная изменчивость газообмена СО2 на верховом болоте южной европейской тайги // Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евроазии / Гл. ред. Н.П. Лаверов. Пушкино: ОНТИ ПНЦ РАН. С. 41-46.
- Курбатова Ю.А., Авилов В.К., Варлагин А. В., Иванов Д.Г. 2014. Роль экстремальных погодных явлений в СО2 обмене между атмосферой и заболоченными лесами южной европейской тайги // Торфяники Западной Сибири и цикл углерода: прошлое и настоящее: Материалы Четвёртого Международного полевого симпозиума (Новосибирск, 4–17 августа 2014) / под ред. проф., д-ра биол. наук А. А. Титляновой и проф., д-ра биол. наук М. И. Дергачёвой. Томск: Изд-во Том. ун-та. С. 197-198.
- Михайлов О.А. 2013.Сезонная динамика вертикальных потоков СО2 в приземном слое атмосферы на мезо-олиготрофном болоте средней тайги: автореф. дис. … канд. биол. наук. Сыктывкар. 22 с.
- Михайлов О.А., Загирова С.В., Мигловец М.Н., Вилле К. 2013. Потоки диоксида углерода в экосистеме мезоолиготровного болота в переходный период осень-зима // Сибирский экологический журнал. Т. 20. № 2. С.180-186.
- Молчанов А.Г. 1987. Вынос углекислоты с поверхности напочвенного покрова в сосновых насаждениях // Всесоюзное совещание «Эксперимент и математическое моделирование в изучении биогеоценозов лесов и болот» Тезисы докладов. Москва: Ротапринт ин-та “Союзгипролесхоз”. С. 250-253.
- Мoлчанов А.Г. 2005. Фотосинтетическая продуктивность дубового древостоя в различных условиях водообеспеченности // Физиология растений. Т. 52. № 4. С. 522-531.
- Молчанов А.Г. 2007. Баланс СО2 в экосистемах сосняков и дубрав в разных лесорастительных зонах. Тула: Гриф и К. 284 с.
- Молчанов А.Г. 2010. Мониторинг эколого-физиологических показателей в экосистемах. // Серебряноборское опытное лесничество: 65 лет лесного мониторинга. М.: Товарищество Научных Изданий КМК. С. 112-130.
- Молчанов А.Г. 2014. СО2 древостоев в естественных условиях // Фотосинтетическая деятельность и продукционные процессы фитоценозов. Выпуск 1. Орел: Изд-во ОрелГАУ. С. 63-88.
- Молчанов А. Г. 2015. Газообмен сфагнума при различных уровнях поверхностных грунтовых вод // Экология. № 3. С. 182-188.
- Наумов А.В. 2009. Дыхани почвы: составляющие, экологические функции, географические закономерности. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 208 с.
- Наумов А. В., Ефремова Т. Т., Ефремов С. П. 1999. Продуцирование СО2 торфяной почвой слабо осушенного мезотрофного болота в связи с гидротермическими условиями сезона // Болота и заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользования. Мат-лы совещания / Отв. ред. Вомперский С. Э., Сирин А. А. М.: ГЕОС. С. 218-219.
- Ольчев А. В., Волкова Е. М., Каратаева Т. А., Новенко Е. Ю. 2012. Нетто СО2-обмен и испарение сфагнового болота в зоне широколиственных лесов Европейской части России // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. Вып. 3. С. 207-220.
- Татаринов Ф.А., Молчанов А.Г., Ольчев А.В. 2009. Оценка и минимитизация ошибок при измерении дыхания почвы по открытой схеме // Известия Самарского научного центра РАН. Т. 11., №1(7). С. 1592-1595. Edwards N. T., Sollins P. 1973. Continuous measurement of carbon dioxide evolution from partitioned forest floor components // Ecology. V. 54. N 2. P. 406-412.
- Harley P. C., Tenhunen J. D., Murray K. J., Beyers J. 1989. Irradiance and temperature effects on photosynthesis of tussock tundra Sphagnum mosses from the foothills of the Philip Smith Mountains, Alaska // Oecologia. V. 79. P. 251-259.
- Heikkinen J. E. P., Maljanen M., Aurela M., Hargreaves K. J., Martikainen P. J. 2002. Carbon dioxide and methane dynamics in a sub-Arctic peatland in northern Finland // Polar Research. V. 21. N 1. P. 49-62.
- Jauhiainen J., Silvola J. 1999. Photosynthesis of Sphagnum fuscum at long-term raised CO2 concentrations // Ann. Bot. Fennici. V. 36 P. 11-19.
- Kurbatova J., Li Ch , Tatarinov F, Varlagin A, Shalukhina N., Olchev A. 2009. Modeling of the carbon dioxide fluxes in European Russia peat bog // Environ. Res. Lett. 4 045022
- Loisel J., Gallego-Sala A. V., Yu Z. 2012. Global-s ale pattern of peatland Sphagnum growth driven by photosynthetically active radiation and growing season length // Biogeosciences.. Vol. 9. P. 2737-2746.
- Schipperges B., Rydin H. 1998. Response of photosynthesis of Sphagnum species from contrasting microhabitats to tissue water content and repeated desiccation // New Phytol. V 140. P. 677-684.
- Tatarinov F., Kurbatova J., Molchanov A., Minaeva T., Orlov T. 2003. Measuring of components of peat and ground vegetation CO2 balance in a southern taiga peat bog // Ecophydrological processes in northern wetland. Selected papers of International Conference and Education Workshop Tallin. Estonia 30 June – 4 July 2003. Ed. Argo Jarvet and Elve Lode. Tallin-Tartu. P. 215-220.
- Titus John E., Wagner Daniel J., Stephens Mark D. 1983. Contrasting water relations of photosynthesis for two sphagnum mosses // Ecology. V. 64 (5). P. 1109-1115.
- Zakharova E. A., Kouraev A. V., Garestier F., Rémy F., Kirpotin S. N., Vorobyev S. N., Berezin A. Ye. 2014. Hydrological regime of siberian wetlands from satellite and in-situ observations // Торфяники Западной Сибири и цикл углерода: прошлое и настоящее: Материалы Четвёртого Международного полевого симпозиума (Новосибирск, 4–17 августа 2014) / под ред. проф., д-ра биол. наук А. А. Титляновой и проф., д-ра биол. наук М. И. Дергачёвой. Томск: Изд-во Том. ун-та. С. 42.
Supplementary files
