РАЗЛИЧИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СТРАТЕГИЙ ХВОЙНЫХ ПОРОД В ЕВРОПЕЙСКИХ И КАНАДСКИХ БОРЕАЛЬНЫХ ЛЕСАХ: МОДЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Abstract

Обсуждается роль распределения по органам (аллокации) биологической нетто-продуктивности (net biological productivity, NBP)деревьев как параметра, отражающего их экологическую стратегию. Использование индивидуально-имитирующей пространственнораспределенной модели «дерево-почва» EFIMOD для европейских и североамериканских бореальных лесов выявило существенные отличия экологических параметров европейских сосны (Pinus sylvestris L.) и ели (Picea abies L. [Karst.]) от североамериканских сосны Банкса (Pinus banksiana Lamb.) и ели черной (Picea mariana Mill.). Были обнаружены сильные различия между этими древесными породами по аллокации NBP между хвоей и тонкими корнями. У североамериканских хвойных пород в сравнении с европейским изначительно большая часть NBP расходуется на образование тонких корней. Для исследования влияния аллокации NBP на компоненты баланса углерода и продукцию древесины был поставлен вычислительный эксперимент. Дополнительно был использован параметр «емкость круговорота» (turnover capacity, ТС), представляющий собой сумму NBP, дыхания почвы и потерь биомассы с рубкамии пожарами. Сравнение североамериканских и европейских хвойных пород проводилось в двух вариантах. В первом модельная имитация с изменением аллокации NPP проводилась при «произрастании» деревьев в их естественных условиях (канадские в Канаде, европейские в России). Во втором варианте «рост» канадских видов имитировался в условиях русского климата и почв, а европейских – в соответствующих канадских условиях. Результаты выявили существенные различия роста деревьев, изменения почв и параметров баланса углерода в зависимости от типов распределения NBP. Породы с высокой долей NBP, расходуемой на рост тонких корней, показали меньшую скорость роста даже при достаточно высокой емкости биологического круговорота в более мягком климате европейской России. Породы с более выравненным «европейским» распределением NBP росли лучше канадских даже в более континентальном холодном климате центральной Канады. Были идентифицированы два уровня производительности древостоев в зависимости от перераспределения NBP и от емкости круговорота экосистем. Эти уровни ясно показывают, что производительность древостоев (прирост древесины) может существенно различаться при одинаковых значениях NBP и емкости круговорота, если древесные породы имеют различные типы реаллокации. Это отражает адаптацию североамериканских хвойных пород к суровым климатическим условиям сочень холодными почвами на севере и очень сухими на юге бореальных лесов центральной Канады. Предложен индекс распределения NBP (отношение NBP листьев к NBP тонких корней) в качестве показателя устойчивости деревьев к стрессу, адаптации к суровым климатическим условиям и экологической стратегии.