stringtranslate.com

Крупные древесные остатки

Грубые древесные остатки в Беловежской пуще , Польша.

Грубые древесные остатки ( CWD ) или грубые древесные местообитания ( CWH ) относятся к упавшим мертвым деревьям и остаткам больших ветвей на земле в лесах [1] и в реках или водно-болотных угодьях . [2] Мертвое стоящее дерево – известное как сучок – выполняет многие из тех же функций, что и грубые древесные остатки. Минимальный размер, необходимый для того, чтобы древесные остатки были определены как «грубые», варьируется у разных авторов в диапазоне от 2,5 до 20 см (1–8 дюймов) в диаметре. [3]

Начиная с 1970-х годов лесоустроители по всему миру считали наилучшей экологической практикой оставлять мертвые деревья и древесные отходы в лесах, перерабатывая питательные вещества, захваченные древесиной, и обеспечивая пищу и среду обитания для широкого спектра организмов, тем самым улучшая биоразнообразие . Количество грубых древесных отходов является важным критерием для оценки и восстановления умеренного лиственного леса. [1] Грубые древесные отходы также важны для водно-болотных угодий, особенно в дельтах , где скапливаются древесные отходы. [2]

Источники

Личинки жука-хуху ( Prionoplus reticularis ), потребляющие CWD в Новой Зеландии

Крупные древесные остатки образуются в результате естественной гибели деревьев, фитопатологии , насекомых , лесных пожаров , вырубки леса , ветровалов и наводнений . [ необходима ссылка ]

Древний или старовозрастной лес с его мертвыми деревьями и древесными остатками, лежащими там, где они упали, чтобы питать новую растительность, представляет собой идеальный лесной массив с точки зрения переработки и регенерации. В здоровых лесах умеренного климата мертвая древесина составляет до тридцати процентов всей древесной биомассы . В недавних британских исследованиях леса, управляемые для заготовки древесины, имели от трети до седьмой части меньше упавших отходов, чем неуправляемые леса, которые оставались нетронутыми в течение многих лет, в то время как в недавно порослевых лесах количество CWD было почти нулевым. [ необходима цитата ]

В старых лесах пихты Дугласа на северо-западе Тихого океана в Северной Америке концентрации CWD составляли от 72 метрических тонн/га (64 000 фунтов/акр) на более сухих участках до 174 т/га (155 000 фунтов/акр) на более влажных участках. [4] В австралийских лесах средние концентрации CWD колеблются от 19 т/га (17 000 фунтов/акр) до 134 т/га (120 000 фунтов/акр) в зависимости от типа леса. [5]

Преимущества

Грибы, прорастающие из упавшего бревна, Германия

Круговорот питательных веществ

Крупные древесные остатки и их последующее разложение перерабатывают питательные вещества , которые необходимы для живых организмов, такие как углерод , азот , калий и фосфор . Сапротрофные грибы и детритофаги, такие как бактерии и насекомые, напрямую потребляют мертвую древесину, высвобождая питательные вещества, преобразуя их в другие формы органического вещества , которые затем могут быть потреблены другими организмами. В ней почти нет физиологически важных питательных веществ, поэтому ее необходимо сначала обогатить для потребления путем транспортировки питательных веществ извне. [6] [7] Таким образом, CWD является важным участником, вносящим вклад в циклы питательных веществ почвы. CWD, хотя сама по себе не особенно богата азотом, вносит азот в экосистему, выступая в качестве хозяина для несимбиотических свободноживущих азотфиксирующих бактерий . [8]

Научные исследования показывают, что грубые древесные остатки могут вносить значительный вклад в биологическую секвестрацию углерода . Деревья хранят атмосферный углерод в своей древесине с помощью фотосинтеза . После того, как деревья умирают, грибы и другие сапротрофы переносят часть этого углерода из CWD в почву . Эта секвестрация может продолжаться в старовозрастных лесах сотни лет. [9] [10]

Место обитания

Предоставляя как пищу, так и микросреду обитания для многих видов , грубые древесные остатки помогают поддерживать биоразнообразие лесных экосистем. До сорока процентов всей лесной фауны зависит от CWD. Исследования в западной части Северной Америки показали, что только пять процентов живых деревьев состояли из живых клеток по объему, тогда как в мертвой древесине этот показатель достигал сорока процентов по объему, в основном грибов и бактерий . [11] Колонизирующиеся организмы, которые живут на остатках камбия и заболони мертвых деревьев, способствуют разложению и привлекают хищников , которые охотятся на них и таким образом продолжают цепочку метаболизма биомассы. [ необходима ссылка ]

Ensatina eschscholtzii , вид саламандры, связанный с CWD в западной части Северной Америки [12]

Список организмов, зависящих от CWD для среды обитания или в качестве источника пищи, включает бактерии , грибы , лишайники , мхи и другие растения , а в животном мире беспозвоночные , такие как термиты , муравьи , жуки и улитки , [13] земноводные , такие как саламандры , [12] рептилии , такие как медляк , а также птицы и мелкие млекопитающие . Треть всех лесных птиц живет в полостях мертвых стволов деревьев. Дятлы , синицы , синицы и совы живут в мертвых деревьях, а тетерева укрываются за древесными остатками. [ требуется ссылка ]

Некоторые растения используют грубые древесные остатки в качестве среды обитания. Мхи и лишайники могут покрывать бревна, в то время как папоротники и деревья могут восстанавливаться на верхней части бревен. Большие фрагменты CWD, которые обеспечивают такую ​​среду обитания для трав , кустарников и деревьев, называются кормильцами . [8] CWD также может защищать молодые растения от повреждения травоядными , выступая в качестве барьеров для поедающих их животных. Устойчивость грубых древесных остатков может укрывать организмы во время крупных нарушений экосистемы, таких как лесной пожар или вырубка леса . [ требуется ссылка ]

Реки и водно-болотные угодья

Упавший мусор и деревья в ручьях служат убежищем для рыб , земноводных и млекопитающих, изменяя поток воды и осадка. [14] [15] Черепахи многих видов также могут использовать грубые древесные отходы для купания. [16] Мускусные черепахи могут откладывать яйца под бревнами вблизи водно-болотных угодий. [17]

Земля

Крупные древесные остатки, особенно на склонах, стабилизируют почвы, замедляя движение вниз по склону органических веществ и минеральной почвы. Листья и другие остатки собираются позади CWD, что позволяет им разлагаться. Инфильтрация осадков также улучшается. В сухую погоду CWD замедляет испарение почвенной влаги и обеспечивает влажные микросреды обитания для чувствительных к влаге организмов. [8]

Лесной пожар

Крупные древесные остатки могут способствовать усилению лесных пожаров.

В лесах, подверженных пожарам , грубые древесные отходы могут быть значительным топливом во время лесного пожара . Большое количество топлива может привести к увеличению интенсивности и размера пожара. CWD можно управлять, чтобы снизить уровень топлива, особенно в лесах, где исключение огня привело к накоплению топлива. Сокращение CWD для пожарной безопасности должно быть сбалансировано с сохранением CWD для среды обитания и других преимуществ. [18] CWD диаметром от 3 до 8 дюймов (от 7,6 до 20,3 см) классифицируется пожарными менеджерами как 1000-часовое топливо, имея в виду количество времени, необходимое для того, чтобы содержание влаги в древесине пришло в равновесие с окружающей средой. [19] [20]

Региональные примеры

Blera fallax , Бельгия

В Глен Аффрике , Шотландия , группа Trees for Life обнаружила, что черный трутовик ( Bolitothorus reticulatus ) зависит от определенного грибка ( Fomes fomentarius ), который сам растет только на мертвой березе . Другое насекомое, сосновая журчалка ( Blera fallax ), нуждается в гниющей сосне обыкновенной для размножения. [11]

В умеренных лиственных лесах восточной части Северной Америки CWD обеспечивает среду обитания для саламандр и папоротников. Это важный показатель для оценки и восстановления этого типа леса. [1]

В некоторых субтропических районах, таких как Австралия , где лесные пожары представляют собой серьезную опасность, количество CWD, оставленного стоять или лежать, определяется тем, что может считаться безопасным в ходе разумной профилактики пожаров. Когда случаются пожары, некоторые беспозвоночные находят убежище либо внутри, либо под мертвыми бревнами деревьев. [ необходима цитата ]

В Канаде медведи ищут мертвые стволы деревьев, чтобы разорвать их, найти и поесть муравьев и жуков , что побудило власти зарезервировать достаточное количество грубого древесного мусора для этих целей. В Северной Америке CWD также часто используется в качестве барьеров, чтобы не дать оленям и лосям поедать молодые деревья. [ необходима цитата ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Keddy, PA; Drummond, CG (1996). "Экологические свойства для оценки, управления и восстановления экосистем умеренных лиственных лесов". Ecological Applications . 6 (3): 748–762. Bibcode : 1996EcoAp...6..748K. doi : 10.2307/2269480. JSTOR  2269480.
  2. ^ ab Keddy, PA 2010. Экология водно-болотных угодий: принципы и сохранение (2-е издание). Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания. 497 стр., стр. 225-227.
  3. ^ Лофрот, Эрик (1998), «Цикл мертвой древесины», в Voller, J.; Harrison, S. (ред.), Принципы биологии сохранения лесных ландшафтов , Ванкувер, Британская Колумбия: UBC Press, стр. 185–214, архивировано из оригинала 2008-05-01 , извлечено 2007-12-06
  4. ^ Spies, Thomas A.; Franklin, Jerry F.; Thomas, Ted B. (декабрь 1988 г.). «Грубые древесные обломки в лесах пихты Дугласа Западного Орегона и Вашингтона». Ecology . 69 (6): 1689–1702. Bibcode : 1988Ecol...69.1689S. doi : 10.2307/1941147. JSTOR  1941147.
  5. ^ Woldendorp, G.; Keenan, RJ (2005). «Грубые древесные остатки в австралийских лесных экосистемах: обзор». Austral Ecology . 30 (8): 834–843. Bibcode : 2005AusEc..30..834W. doi : 10.1111/j.1442-9993.2005.01526.x.
  6. ^ Филипяк, Михал; Вайнер, январь (2014-12-23). ​​«Как сделать жука из дерева: многоэлементная стехиометрия гниения древесины, ксилофагии и грибоядности». PLOS ONE . 9 (12): e115104. Bibcode : 2014PLoSO...9k5104F. doi : 10.1371/journal.pone.0115104 . ISSN  1932-6203. PMC 4275229. PMID 25536334  . 
  7. ^ Филипяк, Михал; Собчик, Лукаш; Вайнер, январь (2016-04-09). «Грибная трансформация пней деревьев в подходящий ресурс для жуков-ксилофагов посредством изменений в элементных соотношениях». Насекомые . 7 (2): 13. doi : 10.3390/insects7020013 . PMC 4931425 . 
  8. ^ abc Стивенс, Виктория (1997), Экологическая роль грубых древесных отходов: обзор экологического значения CWD в лесах Британской Колумбии (PDF) , Рабочий документ 30/1997, Виктория, Британская Колумбия: Исследовательский отдел, Министерство лесного хозяйства Британской Колумбии
  9. ^ Barford, CC; Wofsy, SC; Goulden, ML; Munger, JW; Pyle, EH; Urbanski, SP; Hutyra, L; Saleska, SR; Fitzjarrald, D; Moore, K (23 ноября 2001 г.). «Факторы, контролирующие долгосрочную и краткосрочную секвестрацию атмосферного CO2 в лесу средних широт». Science . 294 (5547): 1688–1691. Bibcode :2001Sci...294.1688B. doi :10.1126/science.1062962. PMID  11721047. S2CID  20420952.
  10. ^ Луйссаерт, Себастьян; -Детлеф Шульце, Э.; Бёрнер, Аннетт; Кноль, Александр; Хессенмеллер, Доминик; Ло, Беверли Э.; Сиа, Филипп; Грейс, Джон (11 сентября 2008 г.). «Старые леса как глобальные поглотители углерода» (PDF) . Природа . 455 (7210): 213–215. Бибкод : 2008Natur.455..213L. дои : 10.1038/nature07276. PMID  18784722. S2CID  4424430.
  11. ^ ab Puplett, Dan. "Экологические особенности каледонского леса - мертвая древесина". Trees For Life. Архивировано из оригинала 2014-03-01 . Получено 2011-01-26 .
  12. ^ ab Баттс, Салли Р.; МакКомб, Уильям К. (январь 2000 г.). «Ассоциации лесных позвоночных с грубыми древесными отходами в управляемых лесах Западного Орегона». Журнал управления дикой природой . 64 (1): 95–104. doi :10.2307/3802978. JSTOR  3802978.
  13. ^ Каппес, Х. (2005). «Влияние грубых древесных обломков на сообщество брюхоногих моллюсков управляемого известкового букового леса в Западной Европе». Журнал исследований моллюсков . 71 (2): 85–91. doi : 10.1093/mollus/eyi011 .
  14. ^ Bilby, RE; Ward, J. (1991). «Характеристики и функции крупных древесных обломков в ручьях, дренирующих старые, вырубленные и вторичные леса на юго-западе Вашингтона». Канадский журнал рыболовства и водных наук . 48 (12): 2499–508. doi :10.1139/f91-291. S2CID  67789816.
  15. ^ Крук, ДА; Робертсон, АИ (1999). «Взаимоотношения между речной рыбой и древесным мусором: последствия для равнинных рек». Исследования морской и пресной воды . 50 (8): 941–53. doi :10.1071/mf99072.
  16. ^ Кедди, П. А. 2010. Экология водно-болотных угодий: принципы и сохранение (2-е издание). Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания. 497 стр. Рисунок 8.15.
  17. ^ Эрнст, CH, RW Барбур и JE Лович. 1994. Черепахи Соединенных Штатов и Канады. Смитсоновский институт, Вашингтон. стр. 146.
  18. ^ Knapp, EE; JE Keeley; EA Ballenger & TJ Brennan (2005). «Сокращение количества топлива и динамика грубых древесных остатков при раннем и позднем сезонном предписанном пожаре в смешанном хвойном лесу Сьерра-Невада» (PDF) . Forest Ecology and Management . 208 : 383–397. doi :10.1016/j.foreco.2005.01.016.
  19. ^ "Глоссарий". Система информации о последствиях пожаров . Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Исследовательская станция Роки-Маунтин, Лаборатория пожарных наук Миссулы . Получено 5 февраля 2023 г.
  20. ^ "Unit 10: Fuel Moisture". Национальная координационная группа по лесным пожарам . Университетская корпорация по атмосферным исследованиям . 2010. Получено 5 февраля 2023 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Грубые древесные остатки».