Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I.
Общие теоретические и методические основания картографических исследований гидрологической роли растительного покрова
1. Краткий обзор проблем изучения водообмена в растительных сообществах 10-15
2. Значение геоботанического картографирования в гидрологических исследованиях 16-23
3. Некоторые методологические проблемы классификации растительных сообществ 23-31
4. Принципы ландшафтно-экологической классификации растительного покрова 31-40
ГЛАВА II.
Физико-географическая характеристика территории
1. Краткий очерк природных условий Верхнеколымского нагорья 41-49
2. Основные гидрологические понятия и процессы, рассматриваемые в работе 50-54
3. Общая характеристика Колымской воднобалансовой станции КУГКС и ее наблюдений 54-67
ГЛАВА III.
Растительность Верхнеколымского биогеоцено-логического стационара "Контакт"
1. Краткий флористический очерк территории стационара. (Лишайники. Мохообразные. Сосудистые растения.) 68-75
2. Геоботаническая характеристика стационара и прилегающих территорий 75
2.1. Гольцовый пояс (горные тундры) 76-88
2.2. Подгольцовый пояс 88-114
2.2.1. Кустарниковая растительность 90
2.2.2. Древесная растительность 102
2.2.3. Болотная растительность 107
ГЛАВА ІV.
Геоботаническое картирование территории стационара "Контакт"
1. Выявление структуры растительного покрова при разномасштабном картировании ключевых участков 115--126
2. Картирование растительности стационара в масштабах 1:10 000 и 1:25 000 126-134
3. Картирование типов подстилающей поверхности для гидрологических целей 134
3.1. Понятие типов подстилающей поверхности и принципы их выделения в природе 135-142
3.2. Характеристика основных типов подстилающей поверхности на территории КВБС 142-165
ГЛАВА V.
Использование геоботанических карт для оценки гидрологической роли растительного покрова
1. Предварительные расчёты с помощью графиков и регрессионного анализа 167-178
2. Расчёты методом системы уравнений 179-186
3. Обсуждение полученных результатов 186-198
Основные выводы и рекомендации 199-203
Список литературы 204
- Краткий обзор проблем изучения водообмена в растительных сообществах
- Краткий очерк природных условий Верхнеколымского нагорья
- Краткий флористический очерк территории стационара. (Лишайники. Мохообразные. Сосудистые растения.)
- Выявление структуры растительного покрова при разномасштабном картировании ключевых участков
- Предварительные расчёты с помощью графиков и регрессионного анализа
Краткий обзор проблем изучения водообмена в растительных сообществах
В сложной системе взаимодействий между живым компонентом биогеосферы и ее косной частью водообмен играет чрезвычайно важную роль. Наиболее многообразно это проявляется в жизнедеятельности почвенно-растительного покрова ландшафтов и биогеоценозов суши. В общей проблеме взаимоотношений воды и растительности, с биосферной точки зрения.как теоретически, так и практически, эти "макроотношения" между водой и растительными сообществами в ландшафтах (Бейдеман, 1975) заслуживают особого внимания.
С одной стороны, водный режим местообитания в значительной мере определяет условия существования сообщества, его состав и структуру, интенсивность процессов фотосинтеза, питания и транс-пирации, разложения и почвообразования, внос и вынос веществ и т.д. Иначе говоря, вода в разных формах оказывает огромное и разностороннее влияние на всю организацию и функционирование биогеоценозов суши (Дылис, 1975). Следовательно, почвенно-расти-тельный покров в известной степени можно рассматривать как функцию водного режима - одного из важнейших факторов современного местообитания (Раменский, 1971, с. 6-16).
С другой стороны, растения, их группы и растительное сообщество в целом, в свою очередь, в большей или меньшей степени воздействуют на водный режим. Этим обусловливается характер таких процессов, как испарение воды, поверхностный и грунтовый сток, перераспределение снега и накопление влаги, заболачивание или осушение и т.п. Иными словами, в ландшафтах и биогеоценозах суши растительность оказывает значительное влияние на ряд фаз общего круговорота воды в природе (Верзилин и др., 1976). Отсюда следует, что почвенно-растительный покров является существенным фактором формирования современного водного режима биогеоценозов и водного баланса ландшафтов (Сукачев, 1972, с. 332; Молчанов, 1970).
Краткий очерк природных условий Верхнеколымского нагорья
Наши исследования проводились преимущественно на территории Тенькинского района Магаданской области, который занимает западную часть Колымского (или Охотско-Колымского) нагорья. Эта часть в последнее время рядом авторов выделяется в самостоятельный географический регион, называемый Верхнеколымским нагорьем (Шило, 1970; Гвоздецкий и Михайлов, 1978; Дальний Восток..,,1982), Таким образом, Верхнеколымское нагорье - это южная часть Колымской ландшафтной горной области Северо-Восточной Сибири, охватывающая основном, правобережье Верхней Колымы, от истоков Бохапчи до верховьев Кулу (рис. I).
В геологическом отношении весь Северо-Восток CGCP сформировался в результате развития геосинклинали, завершающим этапом которого были тектонические движения палеогена и неогена. Яно-Колымская складчатая область, куда входит как южная окраина и Верхнеколымское нагорье, сложена породами пермского, триасового и юрского возраста и собрана в складки в верхнеюрское и нижнемеловое время (Баранова, Бискэ, 1964). Диалогический состав горных пород здесь весьма разнообразен. Среди осадочных пород преобладают тонкозернистые (алевропелитовые) песчано-глинистые сланцы и мелкозернистые песчаники. Из интрузивов наиболее типичны различные граниты и гранитоиды, местами базальты. Эффузивные породы представлены кварцевыми порфиритами и их туфами. Четвертичный поверхностный покров сложен элювио-делювиальными (щеб-нисто-каменистыми) и аллювиальными (песчано-галечными) отложениями.
Основой рельефа Севера Дальнего Востока являются нагорья, сильно расчлененные долинами мелких ручьев и речек с отметками 500-800 м. Над нагорьями поднимаются многочисленные хребты с альпинотипными формами рельефа, высотой 1800-2000 м. Вьщеляются отдельные обособленные платообразные останцовые массивы, сложенные базальтами или гранитами (Шило, 1970). Верхнеколымское нагорье в целом, как и район стационара "Контакт", полностью соответствует этой общей геоморфологической характеристике. Плоскогорный (среднегорный) рельеф здесь имеет среднюю высоту 1000-1200 м над ур.м. Характерен продольно-полосчатый (делле-вый) микрорельеф склонов (Куваев, 1980). Широко распространены солифлюкционные и десерпционные формы мезорельефа, преимущественно по северным склонам и шлейфам (Геологический словарь,1978). Встречаются куполообразные гранитные батолиты вые. до 1800 м.
Краткий флористический очерк территории стационара. (Лишайники. Мохообразные. Сосудистые растения.)
Изучение флоры и растительного покрова Северо-Востока СССР особенно активизировалось в последние два десятилетия в связи с интенсивным освоением этого обширного региона (Татарченков, 1971). Однако ботанические исследования здесь были крайне неравномерны. Если, например, растительность сопредельной Северо-Восточной Якутии охарактеризована более или менее подробно (Куваев, 1956, I960; Шелудякова, 1938; Кильдюшевский, I960; Юр-цев, 1961, 1964; и др.), то этого нельзя сказать о Верхнеколымском нагорье и вообще о таежной части Магаданской области.
Так, еще в "Растительном покрове СССР" (1956) отмечалось, что горные тундры на Колымском хребте изучены очень мало. С тех пор положение почти не изменилось. Хотя в верховьях Колымы работали многие геоботаники, едва ли не единственной крупной публикацией по горным тундрам этого региона остается работа А.Т.Реутт (1970).
В этом отношении гораздо больше "повезло" лесам и зарослям кедрового стланика - по-видимому, в связи с их хорошей доступностью и более высокой хозяйственной ценностью. Описанию этих типов растительности посвящено немалое количество работ (Грос-сэт, 1959; Колесников, 1961; Котляров, 1969, 1974; Науменко, 1969; Реутт, 1970; Растительный покров СССР, 1956; Стариков, 1968, 1963; Тихомиров, 1949; Тихомиров, Пивник, 1961; Щербаков, 1975; Показаньева, 1957; и др.).
В то же время недостаточность фактических данных о растительном покрове для ландшафтной характеристики и оценки ресурсов юга Магаданской области, необходимость детальных геоботанических исследований подчеркивается многими авторами (Контрима-вичус, 1971; Васильев и др., 1971; Тихомиров, Норин, 1972).
В 1972 году автором настоящей работы был организован Верхнеколымский биогеоценологический стационар "Контакт", где с самого начала развернуты флористические, геоботанические,ландшафтные, почвенные, зоологические и другие исследования по общей программе для таких стационаров (Лавренко, 1971, 1976; Ды-лис, 1975, 1976; Пьявченко, 1971, 1976).
Наряду со стационарами "Снежная Долина" и "Абориген", стационар "Контакт" стал одним из ключевых участков для детального изучения растительности таежной части Магаданской области и базой для маршрутных исследований. Здесь выполнены ландшафтная и почвенная карты крупного масштаба, проведены работы по биологической продуктивности основных биогеоценозов и многие другие исследования. Геоботаническая характеристика территории дана автором (Королев, 1980, 1983, 19846).
Выявление структуры растительного покрова при разномасштабном картировании ключевых участков
В соответствии с поставленной задачей создания крупномасштабной карты растительности для гидрологических исследований возникла необходимость выбрать оптимальный масштаб картирования. Известно, что выбор масштаба зависит от трех обстоятельств: от целей, для которых изготовляется карта; от характера имеющихся материалов; от сложности макроструктуры растительного покрова.
Основная цель крупномасштабных геоботанических карт заключается в отображении закономерностей распространения растительного покрова - ассоциаций или групп ассоциаций и их комплексов - в зависимости от компонентов природной среды, в частности, -от рельефа (Исаченко, 1962). Последнее имеет очень важное значение для горных районов, тем более в связи с задачами изучения гидрологических процессов и, прежде всего, склонового стока.
Цель нашей работы диктовала и другое условие. Геоботаническая карта, кроме своего самостоятельного назначения, как правило, имеет и определенный прикладной аспект. В данном случае предполагалось ее практическое использование в гидрологических исследованиях - в качестве карты подстилающей поверхности. Поэтому необходимо было избежать излишней детализации, сделать карту достаточно легко читаемой, доступной для применения в работе гидрологов. Помимо этого карта должна быть хорошо обозрима, т.е. помещаться на одном листе.
Картографические материалы, имевшиеся к началу работы, были весьма скудными. Обычная топографическая карта среднего масштаба (1:100 000) позволила только изготовить, путем пересъемки и увеличения, примерную топографическую основу для картирования растительности. Полученные затем топографические карты масштаба 1:25 000 и черно-белые аэрофотоснимки (довольно низкого качества) дали возможность уточнения границ и конфигурации контуров. Карта растительности КВБС, составленная в 1956 г.геоботаником земэкспедиции В.В.Уткиным в масштабе 1:10 000, оказалось совершенно несоответствующей действительности и непригодной к использованию.
Для выявления структуры растительного покрова было предпринято картирование ключевых участков в западной части территории методом "вложенных ключей" с последовательным укрупнением масштаба. Выбор для этой работы, именно западной части стационара обусловлен тем, что здесь находится участок снегомерной съемки КВБС, закартированный в самом крупном масштабе (ключевой участок № 2). Анализ разномасштабного картографирования показывает следующие результаты.
Предварительные расчёты с помощью графиков и регрессионного анализа
Биогеоценозы - открытые системы, они получают и отдают продукты метаболизма, осуществляя круговорот веществ в природе. В этом процессе особенно велика роль воды, т.к. именно благодаря стоку происходит главным образом миграция веществ (Дылис,1973), Для функционирования биосферы поэтому чрезвычайно важны биогео-гидросистемы - водосборные бассейны (низший ранг которых - самые малые ручьи), где ведущиїли являются биогеопотоки различных видовстока (Бяллович, 1973). Изучение и сравнение разных бассейнов с этой точки зрения составляют важную задачу биогеоценологии и позволяют выяснить, какова роль почвенно-растительного покрова в стоковых процессах»
Водосборный бассейн - часть земной поверхности, включая толщу почвогрунтов, откуда происходит сток вод в отдельный ручей или реку. В силу больших затруднений в определении границ подземного водосбора при расчётах и анализе явлений стока за величину бассейна обычно принимается только поверхностный водосбор (Чеботарев, 1978).
На территории Колымской воднобалансовой станции находятся семь водосборных бассейнов, для которых имеются как многолетние данные по стоку, так и геоботаническая характеристика подстилающей поверхности (табл. I, 7). Все бассейны расположены в одинаковых физико-географических условиях, но отличаются по площади растительного покрова и показателям стока. Следовательно, существует возможность сравнительного анализа этих данных. Величина общей площади бассейна для этого анализа значения не имеет (см, гл. П, 2).
