Практическая работа № 29. Величина биомассы первичной продукции лесных и луговых экосистем
Цель работы: получить навыки определения запасов фитомассы в лесных и луговых экосистемах, сравнить наземную фитомассу в хвойном и лиственном лесу, мезофитном и суходольном лугу. Оборудование: мерные ленты, рулетки, линейки, ножницы, пакеты и упаковочная бумага. Методика работы. Запасом растительной массы называют количество растительной массы, скопившейся в фитоценозе в данный момент. Можно говорить о запасе семян, плодов, древесины, зеленой растительной массы и т.д. Запас обычно вычисляют на единицу площади. Максимальные величины фитомассы наблюдаются в дождевых тропических лесах (700–1000 т/га абсолютно сухого вещества), минимальные – в тундре (25–30 т/га Различают: 1. Абсолютный запас биомассы в сообществе (считая и надземные и подземные части всех растений). 2. Общий или валовой запас биомассы. 3. Полезный запас в сообществе биомассы, ценной в хозяйственном отношении (запас полезной древесины, запас кормовой массы и т. д.) в 1 или 0,5, или 0,25 м2, затем подсчитывают и взвешивают по видам. В травяных экосистемах образцы растительной массы берут с пробных площадок размером 0,25 или 1 м2при помощи укосных ножниц, которыми растения срезают так близко к поверхности почвы, как это возможно, практически почти на уровне поверхности почвы. Срезанные растения высушивают и взвешивают. Для изучения массы подземных частей растений выкапывают почвенную яму. В отвесной стене ее вырезают монолит, подразделяют его на части по слоям (например, 0–10, 10–20, 20–30 сми т. д.) или по генетическим горизонтам почвы, отмывают корни при помощи сит, высушивают до воздушно-сухого состояния и взвешивают. Определения проводят в 10-кратной повторности. Для определения величины фитомассы в лесных экосистемах в однородном лесном насаждении на ровной местности закладывают две пробные площади размером 50×50 м, характеризующие данный фитоценоз. Пробные площади ограничивают колышками и шнурами. В характеристике пробных площадей описываются: географическое положение, рельеф, окружение, почва, степень покрытия травяным покровом, мертвый покров, сомкнутость древостоя (глазомерно) и т.д. Затем производится измерение диаметров всех деревьев на пробных площадях на высоте 1,3 м (высота груди). При учете производится группировка деревьев по ступеням толщины (через 2 см). Устанавливают средний диаметр древостоя. На пробной площади производится также измерение высоты деревьев. Высота дерева на корню может быть измерена следующим простейшим способом. Для этого надо иметь метровую рейку с делениями. Выбрав типичное дерево 1-го яруса, отходят от него на некоторое расстояние, откуда видны верхушка и основание дерева. Затем, держа рейку вертикально в вытянутой руке, визируют ее нулевое деление на верхушку дерева, пальцем отмечают на рейке деление на линии от глаза к основанию дерева. На основании свойств подобных треугольников определяют высоту дерева по формуле
А – расстояние от дерева до наблюдателя, а –длина его руки, b – деление на рейке, отмеченное пальцем. Диаметр ствола определяется при помощи сантиметровой линейки, которую прикладывают к стволу на уровне 130 см от земли. Диаметр ствола определяют по формуле Все эти данные необходимы для вычисления биомассы деревьев разных ярусов леса, которая определяется по формуле Камеральная обработка и оформление результатов. 1. По описанной методике произвести замеры и расчет запасов фитомассы в исследуемом луговом сообществе. Полученные результаты занести в таблицу 1.
Таблица 1
Определить среднюю величину фитомассы для каждого луга и достоверность разницы между средними. Сделать вывод о различиях запасов фитомассы. 2. Определить биомассу древостоя разных ярусов лесного сообщества на пробных площадках. 3. Определить влажность древесины. Для этого на каждой пробной площадке взять пробы древесины на влажность в трехкратной повторности. В алюминиевые бюксы с номерами и известным весом поместить отдельно кусочки древесины веток, бюксы закрыть и перенести в лабораторию для взвешивания. После взвешивания бюксы открыть, поместить в сушильный шкаф при температуре +105°С и выдержать до постоянного веса (полного испарения воды). Затем бюксы закрыть крышкой и поместить в эксикатор. Взвесить высушенную древесину вместе с бюксами, вычислить влажность по формуле: А – влажность в %, а – вес сырого образца с бюксом, б – вес сухого образца с бюксом, в – вес пустого бюкса. Выразить запасы фитомассы в пересчете на сухую массу (кг/га или т/га). Результаты занести в таблицу 2. Таблица 2
Сравнить запасы биомассы в луговых и лесных биоценозах. Сделать вывод о скорости продуцирования и величине первичной продукции сообществ.
|
, где
, где l – длина окружности, π = 3,14.
, где π = 3,14; r – радиус ствола дерева; h – высота дерева; d – плотность древесины. Значения плотности различных древесных пород даны в приложении 13. Определяют запас древостоя по массовым, объемным таблицам в зависимости от диаметра и высоты (Приложение 14), которые даны для молодняков дуба черешчатого и сосны обыкновенной. Таблицы по осине можно использовать для насаждений тополя, которые распространены вблизи городов в виде полезащитных полос или небольших перелесков. С помощью таких таблиц сначала устанавливается объем одного ствола, а затем, умножая его на числодеревьев в ступени, находят общий объем по ступеням толщины. Сумма объемов по всем ступеням составит запас в м3 на пробной площади, который пересчитывается на га.
, где:
