Реконструкція щорічної акумуляції вуглецю в стовбурах дерев Quercus robur (Fagaceae) заплавних лісів Києва

Abstract

Заплавні ліси – високопродуктивні наземні екосистеми, що виконують надзвичайно важливі екологічні функції, зокрема накопичення вуглецю. В заплавних біоценозах часто домінує Quercus robur, який відрізняється великою тривалістю життя й тому є зручним об'єктом для оцінки багаторічної фіксації вуглецю наземною фітомасою. В даній роботі на основі деревно-кільцевої хронології ми реконструювали накопичення вуглецю в стовбуровій деревині Q. robur п'яти заплавних дібров Києва та порівняли з даними деревостану парку "Феофанія", що знаходиться на відстані близько 4 км до найближчої заплави. Загальний вміст вуглецю в стовбуровій деревині Q. robur віком 50 років становив у середньому 319 кг на о. Муромець, 129 кг у заказнику "Жуків острів", 114 кг у заказнику "Лісники", 101 та 72 кг в урочищах "Бичок" та "Дубище" відповідно. Найбільший середній вміст вуглецю (902 кг) у стовбуровій деревині Q. robur віком 150 років зафіксовано в заказниках "Жуків острів", мінімальний (708 кг) – у заказнику "Лісники". Оцінка багаторічної динаміки депонування вуглецю в стовбурі показала тренд, який підвищується в усіх заплавах. Найбільша маса, до 15 кг/рік, акумульованого вуглецю спостерігалася в роки з оптимальними умовами росту, найменша, до 9 кг/рік, у період посух або низьких рівнів води в Дніпрі. При цьому ретроспективний аналіз свідчить, що поза заплавою кількість вуглецю в стовбуровій деревині Q. robur віком до 25 років була вищою, ніж у заплавах на 37% та на 14–28% у дерев старшого віку. Винятком є деревостан на о. Муромець, в якому середня кількість накопиченого вуглецю 25-річними деревами була на 56% більшою, ніж в лісових культур парку "Феофанія" того ж віку, але вже в деревостані віком 50 років різниця зменшилася та стала недостовірною. В цілому, поза заплавою кількість щорічно депонованого вуглецю в стовбуровій деревині перевищує його значення в заплавах більше ніж у 1,5–2,8 разів у деревостанах віком понад 100 років і в 1,6 разів у середньовікових культур віком до 70 років.

Пойменные леса – высокопроизводительные наземные экосистемы, которые выполняют чрезвычайно важные экологические функции, в частности накопление углерода. В пойменных биоценозах часто доминирует Quercus robur, который отличается большой продолжительностью жизни и поэтому является удобным объектом для оценки многолетней фиксации углерода наземной фитомассой. В данной работе на основе древесно-кольцевой хронологии мы реконструировали накопление углерода в стволовой древесине Q. robur пяти пойменных дубрав Киева и сравнили с данными древостоя парка "Феофания", который находится на расстоянии около 4 км до ближайшей поймы. Общее содержание углерода в стволовой древесине Q. robur возрастом 50 лет составляло в среднем 319 кг на о. Муромец, 129 кг – в заказнике "Жуков остров", 114 кг – в заказнике "Лесники", 101 и 72 кг – в урочищах "Бычок" и "Дубище" соответственно. Наибольшее содержание углерода (902 кг) в стволовой древесине Q. robur возрастом 150 лет зафиксировано в заказнике "Жуков остров", наименьшее (708 кг) – в заказнике "Лесники". Оценка многолетней динамики накопленияния углерода в стволе показала растущий тренд во всех поймах. Наибольшая масса аккумулированного углерода – до 15 кг/год наблюдалась в годы с оптимальными условиями роста, а наименьшая – до 9 кг/год – в период засухи или низких уровней воды в Днепре. При этом по результатам ретроспективного анализа количество углерода в стволовой древесине Q. robur в возрасте до 25 лет вне поймы было на 37% выше, чем в поймах, и на 14–28% выше у деревьев старшего возраста. Исключением является древостой о. Муромец, в котором среднее количество накопленного углерода 25-летними деревьями было на 56% больше, чем в лесных культурах парка "Феофания" того же возраста, но уже в древесине возрастом 50 лет разница уменьшилась и стала недостоверной. В целом, вне поймы количество ежегодно накопленного углерода в стволовой древесине превышает его значения в пойме более, чем в 1,5–2,8 раза у деревьев возрастом свыше 100 лет и в 1,6 раза у средневековых – возрастом до 70 лет.

Floodplain forests are highly productive terrestrial ecosystems that perform crucial ecological functions, e.g. carbon sequestration. Quercus robur, a long-lived hardwood species often dominating in floodplains, is an appropriate object to investigate the long-term aboveground carbon fixation. In this study we apply dendrochronological approaches for reconstruction of the carbon sequestration in Q. robur stem biomass. We studied trees growing in five floodplain sites in Kyiv and compared them with a site situated about 4 km away from the nearest floodplain, Feofania Park. The total carbon stock in stems of Q. robur at the age of 50 years averages 319 kg in the Muromets forest, 129 kg in Zhukiv Ostriv Reserve (zakaznyk), 114 kg in Lisnyky Reserve (zakaznyk), 101 kg and 72 kg in the Bychok and Dubysche forests, respectively. At the age of 150, oaks growing in the Zhukiv Ostriv Reserve show the largest amount of stems carbon, 902 kg, while in Lisnyky Reserve trees contain the lowest value of 708 kg. Long-term estimation reveals an increasing trend in the annual carbon stock in all studied floodplain forests, although the highest values up to 15 kg per year are found to occur in periods with optimal growth conditions. In the periods of drought and low water level of the Dnipro River, floodplain oaks yearly carbon stock is found to drop to 9 kg. At the same time, carbon accumulated in old- grown oaks outside the floodplain is higher than in the floodplain forests by 37% at the age of 25 and by 14–28% in older trees. In the Muromets site, 25 yearold oaks are found to have 56% higher carbon accumulation than in the trees of the same age in Feofania. Hence, this difference becomes nonsignificant with trees aging. The analyses using 25-yr successive intervals reveal that carbon stock in Feofania is higher than that in the floodplain by 1.6 and 1.5–2.8 times in young and in mature trees, respectively.