Erd; комплект; кол; gia Библиотека за цифрови учебници

Всеки елемент навлиза в материалната циркулация на гората от основата, почвата, водата и въздуха. От гледна точка на снабдяването с хранителни вещества в растенията, вътрешният оборот на елементите на екосистемата играе решаваща роля, но не могат да бъдат пренебрегнати и геохимичните процеси. В резултат на процесите на атмосферни влияния значително количество минерали се отделя в почвата. При валежи и сухо утаяване значително количество материал (газове, прах, аерозоли) също се прехвърля директно в растителността и в почвата през навеса. Някои от елементите, навлизащи в горския цикъл, обаче се връщат в атмосферата или се извличат в подпочвените води, оставяйки екосистемата.

По този начин материалният цикъл има три основни компонента: количеството материал, постъпващо в екосистемата, количеството напускащо я и количеството материал в системата. В дадения район част от хранителните вещества, абсорбирани от растителността през годината, се явяват като разграждане на биомасата, а другата част се връща в обращение през годината. Ако знаем промяната на всеки компонент в кръговото движение, материален баланс допълнителни количества могат да бъдат изчислени въз основа на (Таблица 23).

Таблица 23 - Цикъл на минерални запаси и хранителни вещества в подраснала дъбово-буково-габрова зеленина, на възраст 30-75 години, kg/ha (Larcher, 1973)

Име

Като цяло

Съдържание на минерали в надземната биомаса

Материал в годишен прираст

Вграждане на минерали в дървета

запас от фитомаса: 156 т сухо вещество/ха

годишно нетно производство: 14,4 т сухо вещество/ха

Повечето хранителни вещества се натрупват в биологично активните части на растението, особено в листата. Растението извлича част от хранителните вещества от листата, преди листата да паднат, но все още има много голямо количество хранителни вещества в авар. Органични вещества в почвата минерализация скоростта му зависи от условията на околната среда, преди всичко от условията на топлина и валежи, което определя и естеството на образуването на хумус. В суровия торф напр. (под борови гори и трудно разлагащи се широколистни дървета) хранителните вещества се отделят в продължение на десетилетия, така че потокът на материала в биологичния цикъл е бавен. Поглъщането на хранителни вещества и минерализацията са разделени в пространството и времето, което е в екосистемата ендогенно подкисляване резултати. За разлика от това, в случая на хумусен тип хумуса, минерализацията е бърза и хранителният цикъл е значително по-бърз.

Повечето унгарски горски насаждения са върху скални масиви, богати на основни йони. От процесите на атмосферни влияния се отделят достатъчно хранителни вещества, така че не е нужно да се съобразяваме с недостига на хранителни вещества в нашите естествени или почти естествени горски насаждения. По-голямата част от нашите унгарски почви имат висока буферна способност, поради което процесите на подкисляване поради външното и вътрешното киселинно натоварване върху екосистемата са значително по-бавни, отколкото в горите на Западна Европа.

Елементи, срещащи се в растителността

Необходимите за растителния метаболизъм биоелементи са получени от минерали (напр. Минерали) или минерализирани органични вещества (напр. NH4 + NO3). Те са жизненоважни и незаменими в т.нар. макрос- (N, P, S, K, Ca, Mg) и в порядъци по-малки количества микро- или микроелементи (Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl). Не само абсолютното количество на отделните елементи, но и относителните им пропорции играят съществена роля в оптималното снабдяване на растенията с хранителни вещества в метаболитните процеси. Законът на Либиг според която растежът на растенията винаги се определя от фактора на растеж в минимум (напр. хранително вещество). Напразно има ли достатъчно вода в почвата, ако няма хранително вещество в абсорбираща се форма, или напразно всички хранителни вещества присъстват в абсорбираща се форма, ако няма среда, захранваща корените, вода.

Най-важните количеството хранителни вещества като цяло може да се установи следният ред: N />/K />/Ca />/P />/Mg В различни органи на дърветата обаче могат да се намерят различни концентрации. Следният ред се прилага за тези елементи: листа />/кора />/далак />/woodest (Таблици 24 и 25). В случая на бор, напр. установено (Lyr et al, 1992), че N, P, K, Ca и Mg се натрупват предимно в игли. По този начин, въпреки че теглото на сухото вещество на иглите е само 3% от общото тегло на дървесината, иглите съдържат повече от 30% азот и фосфор, свързани в дървесината, и почти 25% калий.

Таблица 24 - Съдържание на биоелементи в g/kg, на базата на абсолютно сухо тегло, в някои части на дървото и на открито, според Ulrich (1990)

Име

Бусик бук

Листа и подраст

Далак с кора, коренова система

Дебело дърво без кора

Таблица 25 - Елементи, присъстващи в растението, тяхната роля и количество в растенията

Елемент

Формуляр за прием

Ред на величината на съдържанието на елемента като процент сухо вещество

10 -5

10 -4

10 -3

10 -2

10 -1

100

най-важните градивни елементи на органичните молекули

NH2 като функционални групи протеини

-SH като група трансферази

съхранение и трансфер на химическа енергия

транспорт на въглехидрати, активиране на растежни вещества

градивен елемент на редуктазите, особено нитрат редуктазата

ензиматизация (фотосинтеза, фосфоризация)

структура на клетъчната стена и клетъчната мембрана

Fe 3+, Fe 2+, Fe (OH) +

градивен елемент на оксидоредуктазата (напр. дишане)

катализатор за оксидоредуктази и трансферази

влияние върху домакинството на вещества, стимулиращи растежа

Динамика на циркулацията на материала

Всеки сезонна концентрация на хранителни вещества в листата се променя значително през вегетационния период, количеството му се определя най-вече от хранителните запаси на почвите и тяхното усвояване. Поглъщането на хранителни вещества е много интензивно по време на листата и концентрацията на повечето елементи е най-висока по това време. С развитието на вегетативните части, поради ефекта на разреждане, концентрацията намалява до края на пролетта. Изследванията върху видове бук и смърч показват, че съдържанието на калций, желязо и манган постепенно се увеличава през вегетационния период, докато съдържанието на азот намалява. За останалите елементи промяната е по-малка. Излугването по време на обилни дъждове може бързо да намали съдържанието на калий, калций, магнезий, манган и цинк в листата. Широколистните дървета губят повече хранителни вещества през лятото, отколкото иглолистните, но през зимата е точно обратното.

В допълнение към сезонните промени в концентрацията на хранителни вещества и минерализацията, оборотът на горския материал дългосрочни реснички също се характеризира. В случай на дадена дървесна насадка, оборотът на материала е свързан с променливата възрастова сила на растежа, поглъщането на хранителни вещества е най-интензивно през максимума на растежа. По време на развитието на растителността (сукцесията) количеството хранителни вещества показва нарастваща тенденция както в растителността, така и в горния слой на почвата. Процесите на разграждане, за разлика от сукцесията, в този контекст повишаването на температурата на почвата обикновено ускорява минерализацията и количеството хранителни вещества, съхранявани в растителността и почвата, намалява. Това е особено остро в тропиците, но подобни ефекти могат да възникнат напр. в случай на глобално затопляне в почвите на бореалната тайга, торфени блата, които съхраняват много голямо количество органични вещества. (Въздействието на намесите за управление на горите върху материалния оборот е разгледано в отделна глава.)