Lesnoy Vestnik / Forestry BulletinLesnoy Vestnik / Forestry BulletinЛесной вестник / Forestry Bulletin2542-1468Eco-Vector70662210.18698/2542-1468-2024-6-28-36Biological and technological aspects of forestryБиологические и технологические аспекты лесного хозяйстваResearch ArticleBlueberry (Vaccinium myrtillus L. Ericaceae) stocks and carbon sequestration in middle-taiga spruce forestsЗапасы и фиксация углерода черники обыкновенной Vaccinium myrtillus L. (Ericaceae) в среднетаежных ельникахTuzhilkinaValentina V.ТужилкинаВалентина Васильевна
Russian Federation

Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher

канд. биол. наук, ст. науч. сотр.

tuzhilkina@ib.komisc.ruInstitute of Biology, Komi Scientific Center, Ural Branch of the Russian Academy of SciencesФГБУН «Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук» (ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН)1512202428628362204202622042026Copyright ©; 2024, Tuzhilkina V.V.Copyright ©; 2024, Тужилкина В.В.2024Tuzhilkina V.V.Тужилкина В.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/2542-1468/article/view/706622

The paper deals with the aboveground mass and carbon sequestration of blueberry in native spruce forests of the Komi Republic middle taiga subzone. The aboveground phytomass of blueberry in blueberry–sphagnum and blueberry communities make up 21.0 and 30.6, including carbon 10.3 and 15.0 g/m², respectively. The blueberry accounts for 50 % and 58 % of the total aboveground phytomass of plants of the grass-shrub layer in the studied blueberry spruce forests. The author also considers some ecological aspects of photosynthetic carbon dioxide fixation by blueberry leaves in blueberry-sphagnum spruce forest. In summer during daylight hours, the intensity of photosynthesis largely depends on photosynthetically active solar radiation (PAR). There is a stable positive dependence of photosynthetic activity of leaves during the day and air temperatures. The correlation between the CO₂ absorption rate and relative humidity is negative. The diapasons of optimal environmental parameters (PAR intensity and air temperatures) have been identified within limits of which the highest photosynthetic activity values of plant in summer period are measured. The data obtained can be used for predictive models of the dynamics of organic matter and carbon in taiga ecosystems under both climate change and external impacts on forest communities.

Представлены материалы исследований по определению надземной массы и запасов углерода черники (Vaccinium myrtillus L.) в коренных еловых лесах подзоны средней тайги Республики Коми. Показано, что надземная фитомасса черники в чернично-сфагновом и черничном сообществах составляет 21,0 и 30,6 г/м², в том числе углерода 10,3 и 15,0 г/м² соответственно. Установлено, что в исследуемых ельниках черничных на долю черники приходится 50 и 58 % общей надземной фитомассы растений травяно-кустарничкового яруса. Рассмотрены также некоторые экологические аспекты фотосинтетической фиксации диоксида углерода листьями V. myrtillus в ельнике чернично-сфагновом. Установлено, что летом в течение дневного периода суток интенсивность фотосинтеза в большой степени зависит от фотосинтетических активностей солнечной радиации. Отмечается положительная связь фотосинтеза листьев с температурой воздуха в течение дня. Установлена отрицательная корреляция между скоростью поглощения диоксида углерода и относительной влажностью воздуха. Выявлены диапазоны оптимальных параметров среды (фотосинтетических активностей солнечной радиации) и температуры воздуха, в пределах которых проявляются наивысшие в летний период значения фотосинтетической активности растения. Полученные данные можно использовать для прогнозных моделей динамики органического вещества и углерода в таежных экосистемах при изменении климата и других внешних воздействиях на лесные сообщества.

blueberryphytomasscarbonphotosynthesisspruce forestsmiddle taigaVaccinium myrtillusфитомассауглеродфотосинтезельникисредняя тайгаМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИMINISTRY OF SCIENCE AND HIGHER EDUCATION OF THE RUSSIAN FEDERATION075-01487-22-00The study was carried out within the framework of the research topic «Zonal regularities of structure and productivity dynamics of primary and anthropogenically altered phytocenoses in forest and swamp ecosystems of the European North-East of Russia» (122040100031-8).Работа выполнена в рамках темы НИР «Зональные закономерности динамики структуры и продуктивности первичных и антропогенно измененных фитоценозов лесных и болотных экосистем европейского Северо-Востока России» (122040100031-8).Odum Yu.P. Ekologiya [Ecology]. T. 1. Moscow: Mir, 1986, pp. 126–144.Одум Ю.П. Экология. Т. 1. М.: Мир, 1986. С. 126–144.Utkin A.I. Biologicheskaya produktivnost' lesov (metody izucheniya i rezul'taty) [Biological productivity of forests (methods of study and results)]. Lesovedenie i lesovodstvo [Forest science and forestry]. T. 1. Itogi nauki i tekhniki [The results of science and technology]. Moscow: VINITI, 1975, pp. 9–190.Уткин А.И. Биологическая продуктивность лесов (методы изучения и результаты) // Лесоведение и лесоводство. Т. 1. Итоги науки и техники. М.: Изд-во ВИНИТИ, 1975. С. 9–190.Bonan G.B., Shugart H.H. Environmental forests and ecological processes in boreal forests. Annual Review of Ecology & Systematics, 1989, v. 20, pp. 1–28.Bonan G.B., Shugart H.H. Environmental forests and ecological processes in boreal forests // Annual Review of Ecology & Systematics, 1989, v. 20, pp. 1–28.Malhi Y., Baldocchi D.D., Jarvis P.G. The carbon balance of tropical, temperate and boreal forests. Plant, Cell & Environment, 1999, no. 22, pp. 715–740.Malhi Y., Baldocchi D.D., Jarvis P.G. The carbon balance of tropical, temperate and boreal forests // Plant, Cell & Environment, 1999, no. 22, pp. 715–740.Goodale C.L., Apps M.J., Birdsey R.A., Field C.B., Heath L.S., Houghton R.A., Jenkins J.C., Kohlmaier G.H., Kurz W., Liu S., Nabuurs G.-J., Nilsson S., Shvidenko A.Z. Forests carbon sinks in the Northern Hemisphere. Ecological Application, 2002, v. 12, no. 3, pp. 891–899.Goodale C.L., Apps M.J., Birdsey R.A., Field C.B., Heath L.S., Houghton R.A., Jenkins J.C., Kohlmaier G.H., Kurz W., Liu S., Nabuurs G.-J., Nilsson S., Shvidenko A.Z. Forests carbon sinks in the Northern Hemisphere // Ecological Application, 2002, v. 12, no. 3, pp. 891–899.Koremye elovye lesa Severa: bioraznoobrazie, struktura, funktsii [Indigenous spruce forests of the North: biodiversity, structure, functions]. Eds. K.S. Bobkova, J.P. Galenko. St. Petersburg: Nauka [Science], 2006, 337 p.Коренные еловые леса Севера: биоразнообразие, структура, функции / под ред. К.С. Бобковой, Э.П. Галенко. СПб.: Наука, 2006. 337 с.Karpov V.G., Starostina K.F. Novye eksperimental'nye dannye o mekhanizmakh regulyatsii vidovogo sostava i stroeniya nizhnikh yarusov biogeotsenozov temnokhvoynoy taygi [New experimental data on the mechanisms of regulation of species composition and structure of the lower tiers of biogeocenoses in dark coniferous taiga]. Mekhanizmy vzaimodeystviya rasteniy v biogeotsenozakh taygi [Mechanisms of plant interaction in taiga biogeocenoses]. Leningrad: Nauka [Science], 1969, pp. 146–199.Карпов В.Г., Старостина К.Ф. Новые экспериментальные данные о механизмах регуляции видового состава и строения нижних ярусов биогеоценозов темнохвойной тайги // Механизмы взаимодействия растений в биогеоценозах тайги. Л.: Наука, 1969. С. 146–199.Prokushkin S.G., Abaimov A.P., Prokushkin A.S., Masyagina O.V. Biomassa napochvennogo pokrova i podleska v listvennichnykh lesakh kriolitozony Sredney Sibiri [Biomass of ground cover and underground growth in larch forests of the permafrost zone of Central Siberia]. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal [Siberian ecological J.], 2006, no. 2, pp. 131–139.Прокушкин С.Г., Абаимов А.П., Прокушкин А.С., Масягина О.В. Биомасса напочвенного покрова и подлеска в лиственничных лесах криолитозоны Средней Сибири // Сибирский экологический журнал, 2006. № 2. С. 131–139.Bazilevich N.I., Tityanova A.A. Bioticheskiy krugovorot na pyati kontinentakh: azot i zol'nye elementy v prirodnykh ekosistemakh [Biotic cycling on five continents: nitrogen and ash elements in natural ecosystems]. Novosibirsk: SO RAN, 2008, 381 p.Базилевич Н.И., Титлянова А.А. Биотический круговорот на пяти континентах: азот и зольные элементы в природных экосистемах. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. 381с.Bobkova K.S. Biologicheskaya produktivnost' khvoynykh lesov evropeyskogo severo-vostoka [Biological productivity of coniferous forests of the European Northeast]. Leningrad: Nauka [Science], 1987, 156 p.Бобкова К.С. Биологическая продуктивность хвойных лесов европейского северо-востока. Л.: Наука, 1987. 156 с.Pristova T.A., Manov AV., Zagirova S.V. Produktsiya organicheskogo veshestva i akkumulyatsiya ugleroda v napochvennom pokrove elovykh i berezovykh fitotsenzov v predgor'yak Pripolyarnogo Urala [Production of organic matter and carbon accumulation in the ground cover of spruce and birch phytocenoses in the foothills of the Subpolar Urals]. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya [Theoretical and applied ecology], 2018, no. 2, pp. 54–61.Пристова Т.А., Манов А.В., Загирова С.В. Продукция органического вещества и аккумуляция углерода в напочвенном покрове еловых и березовых фитоценозов в предгорьях Приполярного Урала // Теоретическая и прикладная экология, 2018. № 2. С. 54–61.Frolov P.V. Modelirovanie populyatsiy kustarnichkov v lesnykh ekosistemakh i ikh vklad v dinamiku ugleroda i azota [Modeling shrub populations in forest ecosystems and their contribution to carbon and nitrogen dynamics]: Abstr. Diss. Cand. Sci. (Biology). 03.02.08. Moscow, 2020, 22 p.Фролов П.В. Моделирование популяций кустарничков в лесных экосистемах и их вклад в динамику углерода и азота: автореф. дис. ... канд. биол. наук: 03.02.08. М., 2020. 22 с.Tityanova A.A. Biologicheskiy krugovorot azota i zol'nykh elementov [Biological cycling of nitrogen and ash elements]. Novosibirsk: Nauka [Science], 1979, 149 p.Титлянова А.А. Биологический круговорот азота и зольных элементов. Новосибирск: Наука, 1979. 149с.Tuzhilkina V.V. Fitomassa nizhnikh yarusov rastitel'nosti zelenomoshnykh tipov lesa [Phytomass of the lower layers of green moss forest types]. Tr. Komi filiala AN SSSR [Tr. Komi Branch of the Academy of Sciences of the USSR], 1977, v. 32, pp. 85–92.Тужилкина В.В. Фитомасса нижних ярусов растительности зеленомошных типов леса. Сыктывкар: Труды Коми филиала АН СССР, 1977. № 32. С. 85–92.Starostina K.F. Osobennosti fotosinteza kustarnichkov i trav [Regulatory factors of ecosystems of spruce forests]. Leningrad: Nauka [Science], 1983, pp. 238–250.Старостина К.Ф. Особенности фотосинтеза кустарничков и трав // Факторы регуляции экосистем еловых лесов. Л.: Наука, 1983. С. 238–250.Mäkipää R. Response patterns of Vaccinium myrtillus and Vaccinium vitis–idaea along nutrient gradients in boreal forests. J. of Vegetation Science, 1999, v. 10, no. 1, pp. 17–26.Mäkipää R. Response patterns of Vaccinium myrtillus and Vaccinium vitis–idaea along nutrient gradients in boreal forests // J. of Vegetation Science, 1999, v. 10, no. 1, pp. 17–26.Agroklimaticheskie resursy Komi ASSR [Agro-climatic resources of the Komi ASSR]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1973, 135 p.Агроклиматические ресурсы Коми АССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 135с.Bioproduktsionnyy protsess v lesnykh ekosistemakh Severa [Bioproduction process in the forest ecosystems of the North]. St. Petersburg: Nauka [Science], 2001, 278 p.Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера. СПб.: Наука, 2001. 278 с.Lesnoe khzyaystvo i lesnye resursy Respubliki Komi [Forestry and forest resources of the Komi Republic]. Moscow: Dizayn. Informatsiya. Kartografiya, 2000, 512 p.Лесное хозяйство и лесные ресурсы Республики Коми. М.: Дизайн. Информация. Картография, 2000. 512 с.Bobkova K.S., Tuzhilkina V.V. Soderzhanie ugleroda i kaloriynost'organicheskogo veshchestva v lesnykh ekosistemakh Severa [Carbon content and calorie content of organic matter in forest ecosystems of the North]. Ekologiya [Ecology], 2001, no. 1, pp. 69–71.Бобкова К.С., Тужилкина В.В. Содержание углерода и калорийность органического вещества в лесных экосистемах Севера // Экология, 2001. № 1. С. 69–71.Suvorova G.G., Shcherbatyuk A.S., Yan'kova L.S., Kopylova L.D. Maksimal'naya intensivnost'fotosinteza eli sibirskoy i listvennitsy sibirskoy v Pribyakal'e [Maximum intensity of photosynthesis of Siberian spruce and Siberian larch in the Baikal region]. Lesovedenie [Forestry], 2003, no. 6, pp. 58–65.Суворова Г.Г., Щербатюк А.С., Янькова Л.С., Копылова Л.Д. Максимальная интенсивность фотосинтеза ели сибирской и лиственницы сибирской в Прибайкалье // Лесоведение, 2003. № 6. С. 58–65Polyanskaya T.A. Populyatsionnoe raznoobrazie komponentov travyanokustarnichkovogo varusa lesnykh soobshchestv Natsional'nogo parka «Mariy Chodra» [Population diversity of the components of the herb-shrub layer of forest communities of the National Park «Mariy Chodra»]. Dis. Cand. Sci. (Biology). Yoshkar-Ola, 2001, 24 p.Полянская Т.А. Популяционное разнообразие компонентов травяно-кустарничкового яруса лесных сообществ Национального парка «Марий Чодра»: автореф. дис. … канд. биол. наук. Йошкар-Ола, 2001.Tuzhilkina V.V. Struktura fitomassy i zapasy ugleroda v rasteniyakh napochvennogo pokrova elovykh lesov na severo-vostoek evropeyskoy Rossii [Phytomass Structure and Carbon Stocks in Ground Cover Plants of Spruce Forests in the North-East of European Russia]. Rastitel'nye resursy [Plant resources], 2012, v. 48 (1), pp. 44–50.Тужилкина В.В. Структура фитомассы и запасы углерода в растениях напочвенного покрова еловых лесов на северо-востоке европейской России // Растительные ресурсы, 2012. Т. 48. № 1. С. 44–50.Bobkova K.S. Biologicheskaya produktivnost' [Biological productivity]. Bioproduktsionnyy protsess v lesnykh ekosistemakh Severa [Bioproduction process in forest ecosystems of the North]. St. Petersburg: Nauka [Science], 2001, pp. 52–68.Бобкова К.С. Биологическая продуктивность // Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера. СПб.: Наука, 2001. С. 52–68.Karpov V.G. Eksperimental'naya fitotsenologiya temnokhvoynoy taygi [Experimental phytocenology of the dark coniferous taiga]. Leningrad: Nauka. [Science], 1969, 336 p.Карпов В.Г. Экспериментальная фитоценология темнохвойной тайги. Л.: Наука, 1969. 335 с.Karpov V.G., Akhminova M.P., Patrievskaya G.F. Faktory, reguliruyushchie sostav i chislennost' populyatsiy kustarnichkov i trav [Factors regulating the composition and population size of shrubs and grasses]. Faktory regulyatsii ekosistem elovykh lesov [Regulatory factors of spruce forest ecosystems]. Leningrad.: Nauka [Science], 1983, pp. 217–267.Карпов В.Г., Ахминова М.П., Патриевская Г.Ф. Факторы, регулирующие состав и численность популяций кустарничков и трав // Факторы регуляции экосистем еловых лесов. Л.: Наука, 1983. С. 217–267.Galenko E.P. Radiatsionnyy rezhim v zabolochennom starovozrastnom el'nikie podzony sredneyy taygi [Radiation regime in a swampy old-growth spruce forest in the middle taiga subzone]. Lesovedenie [Forestry], 2010, no. 5, pp. 20–30.Галенко Э.П. Радиационный режим в заболоченном старовозрастном ельнике подзоны средней тайги // Лесоведение, 2010. № 5. С. 20–30.Tuzhilkina V.V, Galenko E.P. Ekologicheskie osnovy fotosinteticheskoy fiksatsii ugleklistykh khvoey eli v fitotsenozakh Severa [Ecological basis of photosynthetic fixation of carbon dioxide by spruce needles in phytocenoses of the North]. Lesovedenie [Forestry], 2019, no. 5, pp. 1–12.Тужилкина В.В., Галенко Э.П. Экологические основы фотосинтетической фиксации углекислоты хвоей ели в фитоценозах Севера // Лесоведение, 2019. № 5. С. 1–12.Voznesenskii V.L. Fotosintez pustynnykh rasteniy [Photosynthesis of desert plants]. Leningrad: Nauka [Science], 1977, 256 p.Вознесенский В.Л. Фотосинтез пустынных растений. Л.: Наука, 1977. 256 с.Tuzhilkina V.V, Galenko E.P. Ekologicheskie osnovy fotosinteticheskoy fiksatsii ugleklislozy khvoey eli v fitotsenozakh Severa [Features of photosynthetic activity of plants in Mongolia: evolutionary, ecological and physiological aspects]. Fiziologiya rasteniy [Plant physiology], 1996, v. 43, no. 2, pp. 418–436.Слемнев Н.Н. Особенности фотосинтетической деятельности растений Монголии: эволюционные, экологические и физиологические аспекты // Физиология растений, 1996. Т. 43. № 2. С. 418–436.Kulmala L., Launiainen S., Pumpanen J., Lankreijer H., Lindroth A., Hari P., Vesala T. H₂O and CO₂ fluxes at the floor of a boreal pine forest. Tellus B. Chemical and Physical Meteorology, 2008, v. 60 (2), pp. 167–178. DOI: http://doi.org/10.1111/j.1600-0889.200700327.xKulmala L., Launiainen S., Pumpanen J., Lankreijer H., Lindroth A., Hari P., Vesala T. H2O and CO2 fluxes at the floor of a boreal pine forest. Tellus B // Chemical and Physical Meteorology, 2008, v. 60 (2), pp. 167–178.DOI: http://doi.org/10.1111/j.1600-0889.200700327.x