Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические и методологические основы болотоведения. Объекты и методы исследования 9
1.1 Развитие теоретических взглядов в болотоведении 9
1.2 Ландшафтно-экологическое направление в болотоведении 11
1.3 История исследования болот в северной лесостепи европейской части России 14
1.4 Объекты, материалы и методы исследования 18
1.4.1 Объекты исследования 18
1.4.2 Подготовительный этап и методы дешифрирования болот по космическим снимкам 20
1.4.3 Полевые методы исследования. Методы дендрохронологии и дендроэкологии 24
1.4.4 Обработка материала и возможности использования ГИС-технологий 27
Глава 2. Природные условия северной лесостепи как фактор формирования болотных геосистем 29
2.1 Геолого-геоморфологические условия 30
2.2 Климат и поверхностные воды 34
2.3 Почвенно-растительные комплексы 38
Глава 3. Развитие биоклиматических условий и динамика болот северной лесостепи в голоцене 41
3.1 Голоцен как климатохроностратиграфическое подразделение 41
3.2 Эволюция биоклимата и болот в голоцене 44
3.3 Динамика болот в XX столетии по денрохронологнческим и метеорологическим данным 54
Глава 4. Ландшафтно-экологическая характеристика современных болотных геосистем северной лесостепи 61
4.1 Морфометрические характеристики болот 61
4.2 Болотные геосистемы в ландшафтной структуре территории Мордовии 67
4.3 Компоненты болотных геосистем 72
4.3.1 Генезис и типы болотных лож и котловин 73
4.3.2 Растительный компонент болотных геосистем 80
4.3.2.1 Растительный покров болот 81
4.3.2.2 Эколого-ценотические особенности произрастания некоторых видов растений 89
4.3.23 Редкие виды растений болот Мордовии и их распространение 92
4.3.3 Гидрография болот 97
4.3.4 Некоторые характерные черты торфяной залежи болот 104
4.4 Районирование территории Мордовии по преобладающим типам болот 108
4.5 Сравнительная характеристика идентичных ландшафтов Окско-Донской низменности и Приволжской возвышенности (на примере территорий Мордовского государственного заповедника и национального парка «Смольный» 119
Глава 5. Антропогенное преобразование болот и вопросы охраны 128
5.1 Разработанные болота 128
5.1.1. Ландшафты разработанных переходных и верховых болот 130
5.1.2. Ландшафты разработанных низинных болот 140
5.2 Пирогенный фактор в развитии болот 145
5.3 Последствия осушительной мелиорации 155
5.4 Вопросы охраны болотных экосистем 160
Выводы 170
Список литературы. 172
Приложение 1 194
Приложение 2 233
Приложение 3 248
- Подготовительный этап и методы дешифрирования болот по космическим снимкам
- Динамика болот в XX столетии по денрохронологнческим и метеорологическим данным
- Районирование территории Мордовии по преобладающим типам болот
- Пирогенный фактор в развитии болот
Введение к работе
Актуальность исследования. Роль болот в биосфере в целом и отдельно взятых ландшафтах различного таксономического уровня общепризнана. В болотах накоплены запасы пресной воды, органического вещества, диоксида углерода; они являются местом обитания видов растений и животных, в том числе и редких. Немаловажное значение болота играют и в хозяйственной деятельности человека как источник разнообразных ресурсов. Для управления и использования болот необходимо их всестороннее исследование.
Исследования болот в подзоне северной лесостепи европейской части России проводились преимущественно в целях разработки торфяных месторождений и осушительной мелиорации. Кроме того, имеются работы по узким отраслям знаний, либо по отдельным частям исследуемого региона. Весь комплекс имеющейся информации обобщен не был. Как следствие, это привело к ошибкам в выборе объектов рационального использования, включая охрану и сохранение болотных комплексов. Все это определяет актуальность всестороннего изучения болот, выявления закономерностей их развития и оценки влияния человека на болотные геосистемы северной лесостепи.
Объект исследования - болотные геосистемы северной лесостепи европейской части России.
Предмет исследования - ландшафтно-экологические особенности функционирования болотных геосистем северной лесостепи.
Цель исследования - изучение болотных геосистем как важных составляющих ландшафтной структуры северной лесостепи, их пространственно-временной динамики и влияния человека на состояние болот.
В соответствии с целью исследования были поставлены и решены следующие задачи:
изучение компонентов заболоченных ландшафтов;
установление пространственных закономерностей размещения болот;
анализ динамики болот по литературным источникам в голоцене и за последние 100 лет по результатам дендроэкологических исследований;
оценка воздействия антропогенных факторов на состояние болотных геосистем;
анализ мер охраны болотных ландшафтов и рекомендации по ее оптимизации на основе полученных новых данных.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
-
Заболоченность северной лесостепи выше ранее приводимых данных. Болота характеризуются разнообразием свойств, нами выделяется 11 групп геоморфологических вариантов их расположения и 30 основных характерных фаций болот для северной лесостепи.
-
Размещение болотных геосистем различных типов и подтипов в северной лесостепи строго приурочено к определенным ландшафтам. Это позволило выделить на территории Республики Мордовия 23 болотных района, объединенных в 5 геоморфологических групп.
3. Климатические условия голоцена в целом были благоприятны для болотообразования в северной лесостепи. В XX веке экологические условия различных местообитаний болот значительно менялись, что отразилось в частности на приросте древесины сосны обыкновенной, однако общая тенденция развития болотных геосистем не претерпела значительных изменений.
-
-
-
Антропогенные факторы существенно изменили морфометрию и свойства болот, при наиболее значительных преобразованиях, обусловленных осушительной мелиорацией, в то время как добыча торфа не оказала существенных деструктивных последствий для болотных геосистем.
-
Подавляющее количество охраняемых болот находится на территории федеральных ООПТ. Для сети региональных ООПТ, в состав которых входят болота, рекомендуется создание 5 новых памятников природы.
Теоретико-методологической основой диссертационного исследования послужили труды Р.И. Аболина, Е.А. Галкиной, С.Н. Тюремнова, Н.И. Пьявченко, Т.К. Юрковской и др. Кроме того, при характеристике отдельных компонентов болот, происходящих в них процессов, антропогенного воздействия использовались работы К.Е. Иванова (гидрология болот), Н.В. Благовещенской, М.И. Нейштадта (история возникновения и развития болот), С.Н. Тюремнова, Т.Г. Абрамовой, Л.В. Муравьевой (болота нарушенные добычей торфа) и другие.
Научная новизна диссертационного исследования. Впервые выполнено системное ландшафтно-экологическое исследование применительно к болотным геосистемам северной лесостепи европейской части России. В работе рассматривается болотная геосистема как единое целое во взаимосвязи с окружающими условиями. На основании анализа крупномасштабного картографического материала, космических снимков, материалов торфяного фонда, собственных полевых исследований впервые для всей территории республики осуществлена территориальная оценка болот и заболоченных земель в традиционном понимании этих терминов в болотоведении (помимо учета площади торфяных месторождений, сырых мест, неудобных для ведения хозяйства и пр.), их подробная характеристика. При выполнении работы были найдены новые местообитания редких видов растений и животных, внесенных в региональные Красные книги.
Теоретическая значимость работы. Теоретическая значимость проведенного исследования состоит в выявлении концептуально обоснованных ландшафтно-экологических особенностях болотных геосистем северной лесостепи европейской части России. Предложена и отработана методика по выявлению заболоченной площади территорий северной лесостепи на основе использования различных картографических и фондовых источников.
Практическая значимость работы. Материалы работы дают основу для последующих целенаправленных комплексных и специальных исследований. Данные могут использоваться при хозяйственном использовании болот. Полученные сведения о площади, количестве, распространении болот могут быть использованы в докладах о состоянии окружающей среды, ведомственных отчетах, учебных пособиях по географии, биологии, экологии Мордовии. Сведения о находках новых видов растений и животных опубликованы в материалах по ведению региональной Красной книги Мордоовия (2010-2012), предложено создание новых особо охраняемых территорий и расширение площади некоторых старых. Результаты работы используются при чтении лекций по географии Мордовии на кафедре физической географии и туризма географического факультета МГУ им. Н.П. Огарева.
Апробация результатов работы Основные положения диссертации доложены на конференциях разного уровня: «Проблемы сохранения биологического разнообразия Волжского бассейна и сопредельных территорий» (Чебоксары, 2009); «Особо охраняемые природные территории в XXI веке: современное состояние и перспективы развития» (Петрозаводск, 2011), «Изучение и сохранение естественных ландшафтов» (Волгоград, 2011); «География: наука, методика, практика» (Мытищи, 2011); «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2012); «Влияние антропогенных факторов на устойчивость экосистем Среднего Поволжья» (Саранск, 2012); «Болота и биосфера» (Томск, 2012); «Болотные экосистемы: фундаментальные аспекты охраны и рационального природопользования» (Йошкар-Ола, 2012); II (X) Международной Ботанической Конференции молодых ученых (Санкт-Петербург, 2012); «Региональные кадастры животного и растительного мира и Красные книги» (Тамбов, 2012), «Эколого-географические проблемы регионов России» (Самара, 2013), IV Галкинских чтениях (Санкт-Петербург, 2013).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 26 работ, в том числе в соавторстве 2 монографии и 3 статьи в журналах из списка, рекомендованного ВАК.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и двух приложений. Основной текст диссертации изложен на 171 странице машинописного текста, включает 13 таблиц и 27 рисунков. Список использованных источников включает 196 наименований.
Подготовительный этап и методы дешифрирования болот по космическим снимкам
На подготовительном этапе ставятся цели и задачи сообразно с выбранной темой, условиями и возможностями. Подбираются методы на полевой период, определяются территориальные границы, составляется перечень объектов для различного уровня и глубины исследования. Определяются маршруты и ключевые точки.
Для выявления болот могут быть использованы различные литературные, картографические, фондовые источники. Для территории Мордовии за основу нами был взят Торфяной фонд Мордовской АССР (1980). Здесь наличествует, хотя и раздробленная, но довольно подробная и полная информация по площади торфяных месторождений, мощности и объему торфяной залежи и прочее. Наряду с ним широко использовались топографические карты масштаба 1:200000,1:100000; 1:25000. Для ключевых участков - заповедника и национального парка - также использовались карты лесоустройства масштаба 1:25000 вместе с таксационными описаниями. При определенной корреляции, связанной с разным пониманием термина «болото» таксаторами и болотоведами, этот источник информации является наиболее информативным при подсчете площади и определении типа болот.
Отдельно стоит отметить такой вид информации, как космические снимки. В России накоплен весьма большой опыт по дешифрированию болот по аэрофотоснимкам (Галкина, 1953; Юрковская, 1992 и др.). Космические снимки являются логическим преемником последних, многие элементы дешифрирования совпадают, однако имеются отличия, а таюке новые возможности (Токарев, 2006). Существует два вида дешифрирования космоснимков - ручной и автоматический. Для последнего необходимы многоканальные снимки, что не всегда можно найти в хорошем разрешении в открытом доступе. Покупка же является в настоящее время слишком дорогой не только для частных лиц, но зачастую и для организаций. Однако для выявления болот как объекта полевого обследования ручное дешифрирование является более приемлемым. Нами оно широко использовалось при выявлении болот, особенно обладающих какими-либо специфическими чертами (например, переходные и верховые болота с открытой водной поверхностью). Для этого вполне подходят одиоканальные цветные снимки, расположенные на таких ресурсах как Google, kosmosnimki.ru, Virtual Earth и некоторых других в открытом доступе. Космоснимки для территории Мордовии можно полностью найти в масштабе 11 м/пикс. Визуально это примерно сопоставимо с картой масштаба 1:100000. Примерно на треть территории Мордовии имеются снимки разрешения 0,7 м/пикс.
Разберем в отдельности, как космоснимки различного разрешения могут использоваться при выявлении болот.
При масштабе 11 м/пикс можно составить лишь самое общее представление о болотах. В наиболее выигрышной позиции оказываются крупные верховые и переходные болота. Имея обычно округлые плавные очертания и специфическую растительность, они сильно отличаются от прилегающих территорий, в частности оттенками цветов. По сравнению с лесом, они имеют или более светлый окрас, либо, наоборот, темный, если на них имеются водоемы. Могут быть спутаны с лесными полянами, которые в целом схожи, но имеют более светловатый оттенок, на космоснимках плохого качества практически неотличимы. По оттенку цветов бывают схожи с 10-30-летними вырубками, но отличаются более плавными очертаниями.
Разработанные и горелые болота неотличимы от озер и старых прудов, в этом случае лучше прибегнуть к помощи топографической карты. С небольшими болотами (менее 2 га) дело обстоит сложнее, здесь большую роль играет качество снимка, его цветовая палитра и время года, когда он был сделан (предпочтительнее вторая половина лета). Наиболее оптимальным в настоящее время для территории Мордовии являются снимки с сайта kosmosnimki.ru. Низинные болота в целом плохо дешифрируются по снимкам подобного масштаба. Абсолютно не читаемы черноольшаники и березняки (кроме случаев, когда выработаны), слабо выявляемы болота, расположенные по балкам и лощинам. Исключением являются большая часть выработанных болот (видна сеть каналов), болота, расположенные посреди распаханных полей (но могут путаться с куртинами леса или копанными прудами), некоторые пойменные осоковые болота (выделяются темной коричневатой окраской) (рис. 1.2).
Космоснимки масштаба крупнее 1 м/пикс предоставляют гораздо больше возможностей. Становятся различимы даже небольшие лесные болотца площадью до 0,1 га, легко отличимы от лесных полян по цвету (более темного зеленого оттенка), форме и древесной растительности. Становятся видны детали на болотах, например можно рассчитать общую площадь, площадь, покрытую водой, более точно определить форму болота. Проявляется структура болота. Можно выделить более сырые участки (по темноте оттенков), облесенность.
При таком разрешении легко дешифрируются многие низинные пойменные и балочные болота (более темная и мозаичная окраска, приуроченность к определенным формам рельефа). Все также плохо опознаются черноольховые и березовые болота. На фоне прочего лиственного леса они ничем не выделяются.
Богатый материал дают космоснимки хорошего качества при изучении разработанных низинных болот. Как правило, они труднопроходимы, с помощью же снимков можно определить количество и размеры рвов, в каком состоянии они находятся, какую площадь занимает открытая водная гладь и прочее (рис. 1.3).
Что касается доли ошибки, то она обратно пропорциональна качеству снимка. Если при плохом разрешении можно только наметить ключевые точки, где могут находиться те или иные болота, то при увеличении качества становятся видны подробности, вплоть до отдельно стоящих деревьев, вероятность ошибки практически сводится к нулю. В любом случае, большего эффекта можно добиться при совместной работе с крупномасштабной картой.
Нужно отметить, что полностью заменить карты космоснимки пока еще не могут. Они имеют вспомогательный характер, как дополнение к крупномасштабным картам. В то же время, если доступа к подобным картам (не менее масштаба 1:50000) нет, то космоснимки являются единственным источником для выявления небольших лесных переходных и верховых болот.
Динамика болот в XX столетии по денрохронологнческим и метеорологическим данным
Северная лесостепь находится в зоне неустойчивого увлажнения с коэффициентом близким к 1. Наблюдается чередование влажных лет с явно избыточным увлажнением и засушливых с недостаточным приходом влаги. Подобное непостоянство весьма сильно влияет на болотные экосистемы и процессы заболачивания. Своеобразной книгой условий увлажнения и их влияния на болота является древесная растительность. По ширине колец, сопоставляя их с метеорологическими данными, можно выявить, какое воздействие и с какой интенсивностью оказывали климатические колебания на болотные комплексы.
Проведенные дендроэкологические исследования показали, что на различных типах болот изменение гидрологических условий носило разнонаправленный характер. И хотя основные колебания прироста торфа связаны с климатическими изменениями (температурой и количеством осадков), однако степень и направленность воздействия на болота целиком зависят от локальных условий, связанных с общим увлажнением, мощностью торфяной залежи и водно-минеральным питанием болота.
Всего в ходе работ было сделано 26 спилов, однако большинство из них имело возраст 20-30 лет, что пригодно для дендроиндикации отдельно взятых болот, однако мало сопоставимо и применимо для более длительных временных отрезков. Поэтому в данном случае рассмотрим более подробно 3 спила с различных местообитаний и довольно солидного возраста для сосны в условиях избыточного увлажнения: 93, 96, 66 лет соответственно для верхового, переходного сфагново-осокового и переходного вейнико-осокового болот.
Для сравнения с метеорологическими данными была выбрана станция Казань (260 км от района исследования). Хотя это довольно значительное расстояние, однако сравнение имеющихся данных по Мордовии показывает, что основные показатели и, главное, их колебания сопоставимы (Забродина, 2000).
В северной лесостепи, где болота находятся на границе массового распространения, колебания климатических показателей играют важную роль в развитии болотных геосистем. В отличие от северных территорий, где между продуктивностью органического вещества и уровнем болотных вод прослеживается слабая отрицательная корреляция (Илометс, 1981, 1984), на рассматриваемой территории снижение уровня грунтовых и болотных вод вызывает резкое уменьшение продуктивности (Хмелев, 1980), лимитирующим фактором существования и увеличения площади болот в лесостепи является увлажнение территории (Пьявченко, 1958), т.е. сочетание количества выпадаемых осадков и температуры воздуха, от значений которой, главным образом, зависит испарение. Это особенно имеет смысл, учитывая, что Мордовия находится на стыке зон недостаточного и избыточного увлажнения, т.е. любые отклонения от средних значений изменяют водный баланс в положительную или отрицательную сторону.
Однако нужно отметить, что подобное деление весьма условно, один холодный влажный год не окажет серьезных последствий на болотные экосистемы, если и до этого, и после этого отмечаются теплые и сухие годы. Какие-либо изменения проявляются лишь за довольно большой промежуток времени, не менее 5-10 лет, в более краткосрочные периоды может наметиться лишь тенденция к изменениям.
Таким образом, для большинства болот (за исключением сильно обводненных болотных участков), наиболее благоприятные для развития условия в лесостепи наблюдаются в холодные влажные годы и, наоборот, неблагоприятные - в засушливые (теплые, с малым количеством осадков). На рис. 3.2 мы видим, что наиболее оптимальные условия для развития болот за последнее столетие наблюдались в 1918-1920, 1926-1929, 1941-1946, 1952-1956, 1968-1971, 1976-1980 гг., 1984-1987, 1996-2002 гг., наименее оптимальные в 1920-1925, 1934-1938, 1948-1951, 1972-1974 гг. Остальные периоды сочетали в себе различное отношение осадков и температуры. Хотя отмечались отдельные годы с критическими отметками (например, 1972 г. отметился засушливым летом), однако предыдущие и последующие годы сглаживали последствия их влияния на болотные геосистемы.
На прирост древесины дерева на болоте влияет множество факторов. Основными на суходольных участках являются метеофакторы, однако на болотах их влияние в различной мере сглаживается ценотическими особенностями территории. Величина ответной реакции деревьев на внешнее воздействие определяется не суммарным действием факторов, а лишь одного из них, который в текущий момент времени является лимитирующим (Демаков, 2012).
На различных болотах климатические изменения в краткосрочные периоды проявляются с различной интенсивностью. Нами взяты следующие болотные местообитания, согласно доминантной классификации болот: типичное верховое болото с мощной торфяной залежью, переходное мезотрофпо-олиготрофное весьма влажное болото, сухое переходное осоково-всйпиковое болото. Все спилы сделаны в Кемлянском лесничестве национального парка «Смольный». Результаты измерений представлены в прил. 3.
1. Верховое болото (кв. 33) (приложение 2, рис. 13). Площадь 1,5 га. Мощность торфяной залежи 290 см. Растительность в древесном ярусе представлена сосной обыкновенной и березой белой, в кустарничковом багульником болотным, голубикой, миртом болотным, нижний ярус -пушица влагалищная и сфагнум. Воды довольно мало, открытой практически нет, однако сфагнум между кочек весьма влажный, рН составляет 3,3.
Спил сделан у лежащей сухой сосны примерно в 1,5 м от основания, средний диаметр 22 см. Гибель дерева произошла предположительно в 2006 году.
На данном образце мы видим довольно ровные значения по всему спилу, имеющиеся отклонения принадлежат лишь самым критическим годам. Так, в сухие 1930-е гг. отмечаются самые широкие годовые кольца, самые узкие принадлежат к сырым и прохладным 1976-1979 гг (рис. 3.3, линия 1).
Таким образом, можно говорить, что за весь период на болоте были весьма благоприятные условия для произрастания древесной растительности, т.е. болото оставалось весьма сухим, за исключением самых влажных периодов.
2. Переходное сфагново-осоково-пушицевое болото (кв. 29, 30) (приложение 2, рис. 15). Площадь 7,8 га. Мощность торфяной залежи максимально 1,5 см, в среднем 1 м. Древесная растительность в центральной части представлена высокобонитетным и весьма старым сосняком (возможно, имеющим частичную связь с минеральным грунтом), по окраинам древесная растительность вырублена, в настоящее время представлена молодой березой и сосной (15-30 лет). В кустарничковом ярусе местами отмечается багульник, клюква, болотный мирт. В травянистом доминируют сфагнумы, осока волосистоплодная и вздутая, пушица влагалищная. Хотя крупные гидрообъекты отсутствуют, однако болото весьма влажное даже в сухие годы, отмечаются многочисленные понижения с водой, рН 3,6.
Спил сделан у лежащей сухой сосны в 2 м от основания, средний диаметр 16 см. Гибель дерева предположительно в 2000 г. Условия для произрастания сосны на данном болоте были крайне неблагоприятными практически в течение всего роста, за исключением некоторых наиболее теплых периодов, и то в течение самого пика, т.е. несколько лет: в конце жарких и сухих 1930-х, в начале 1950-х. Видимо, за весь XX век болото не сильно отличалось от современного состояния, т.е. было сильно увлажненным (рис. 3.3, линия 3).
Районирование территории Мордовии по преобладающим типам болот
Районирование изучаемой территории по признакам преобладающих типов болот весьма широко распространено в нашей стране. Однако, наибольшей популярностью пользуется мелкомасштабное районирование, применительно ко всей стране, либо к ее крупным частям. Наиболее известной и общепринятой является схема районирования Н.Я. Каца (1948), которая в последующем дорабатывалась и дополнялась (Тюремнов, 1976; Боч, Мазннг, 1979). Кроме того, известно районирование торфяного фонда (Никонов, 1960).
Согласно районированию М.С. Боч (1979), вся территория Мордовии относится к зоне низинных осоковых и тростниковых болот. Естественно, что при таких значительных обобщениях возникает необходимость более крупномасштабного районирования для выявления местных особенностей распространения основных типов болот. Особый интерес при этом представляет схема районирования центральной части Приволжской возвышенности И.В. Благовещенским (2006), поскольку данное районирование не только соседствует, но и частично захватывает восточную часть территории Мордовии. По этой схеме, вся территория Сурско-Алатырско-Инсарского междуречья находится в Сурско-Атяшевском районе преимущественного развития пойменных болот. Также стоит упомянуть схему торфяных районов (Торфяной фонд, 1980), выделенных по степени заторфованности территории.
Ниже мы приводим собственную схему районирования (рис. 4.8). Целью нашего районирования является выявление пространственных закономерностей размещения болот. Может применяться при анализе размещения прочих элементов ландшафта (например, связь с размещением редких ввдов растений, или с размещением провальных форм рельефа), а также при планировании научной деятельности и проектировании размещения хозяйственных обьеісгов. За основу была взята схема геоморфологического и ландшафтного районирования (Ямашкин, 1998), однако главным критерием выделения районов выступали особенности распространения типов болот. Поэтому некоторые сходные по морфологии ландшафты объединены, в других случаях наоборот, делятся более дробно.
Так, нами участки водно-ледниковой равнины и древнеаллювиальные террасы рассматриваются как единый ландшафт (из-за схожих отложений, рельефа, почв, растительности), границы болотных районов не совпадают и пересекают их границы. Долины малых и некоторых средних рек полностью включены во вмещающий ландшафт, поскольку весьма сильно отличаются от пойм крупных и нижних частей средних рек (в частности, в малых поймах не происходит дифференциации на притеррасную, центральную пойму, прирусловой вал слабо выражен) и, напротив, болота подобных долин весьма схожи с болотами по древним неглубоким логам, ничем принципиальным от них не отличаясь.
Районы объединены в геоморфологические группы (соответствующие геоморфологическим районам), по которым и дается общая характеристика. Местные особенности отдельных районов при необходимости оговариваются в тексте.
I. Группа районов широкого распространения низинных болот по долинам крупных и средних рек.
Болота исключительно низинные. Характерно деление по участкам пойм. В центральной и прирусловой частях пойм болота как правило осоковые, манниковые, в притеррасных - черноольховые, реже - березняки и ивняки. Занимают большие площади, самые крупные торфяники располагаются именно в этом районе.
Включает следующие районы:
1. Мокшанско-Иссинско-Сивиньская пойма. Наиболее богатый болотами район. Заболоченность составляет 6,1%. Все крупнейшие месторождения торфа полностью располагаются здесь: Теиьгушевский массив, Чистое Ново-Зубаревское, Пуштинское и т.д. Основные массивы болот являются черноольшаниками, которые располагаются в притеррасных понижениях, однако многочисленны и травянистые болота, преимущественно осоковые и тростниковые, характерные для центральных частей пойм. Сильно уступают первым в размерах. Большинство крупных болот в то или иное время разрабатывалось. Район сильно пострадал от осушительной мелиорации, особенно на участке поймы р. Мокша между гг. Ковылкино и Краснослободск, пойма р. Сивииь близ с. Старое Шайгово, пойма р. Исса близ с. Сиалсевская Пятина.
2. Вадско-Парцинская пойма. Весьма сильно отличается по своим свойствам от других пойм, т.к. большая часть занята широколиственными лесами. Заболоченность 7,8%. В торфяном фонде здесь отмечается крайне мало месторождений, однако болота многочисленны, хотя редко занимают большие площади. В основном представлены черпоольшаниками, а также травянистыми (преимущественно осоковые) и ивняковыми болотами по бывшим старицам. В районе с. Журавкино бывшие в прошлом обширные болота осушены, торф в 2010 г. выгорел. В настоящее время прекратили свое существование.
3. Вышинская пойма. Обладает весьма небольшой площадью. Заболоченность составляет 2,4%. Пойма в основном лесистая, болота черноолыианики и редкие травянистые. Здесь располагается самое глубокое болото в Мордовии «Большое» в месте впадения в пойму р. Учазля.
4. Сурская пойма. Находится на юго-восточных окраинах Мордовии, протягиваясь неширокой полосой. Заболоченность 5,4%. Наиболее интересные ландшафты сложились в западной части района, где располагается довольно широкая лесистая пойма с чередованием крупных черноольховых болот, озер, разделенных высокими остатками бывших прирусловых валов. На открытых участках центральных пойм широко распространены сравнительно небольшие осоковые болота по измельчавшим старицам.
5. Алатырско-Инсарская пойма. Разнообразна по своим условиям. У Алатыря наблюдается четкая дифференциация на участки пойм. Заболоченность составляет 4,6%. Практически все притеррасные понижения заняты черноольховымн и березовыми болотами, многие из которых разработаны. Центральная часть в большей мере осушена, однако местами еще остались крупные болотные массивы (например, по р. Раушка, а таюке близ г. Ардатов). Инсарская пойма более сухая, чериоольшаников практически нет, многочисленны (однако невелики по площади) осоковые и тростниковые болота.
II. Группа районов с преобладанием переходных и верховых болот по водораздельным участкам водно-ледниковых равнин и древнеаллювиальных террас.
Занимает довольно возвышенные водораздельные пространства на участках водно-ледниковой равнины и террасах крупных рек. Болот много, но большинство из них небольшого размера, как правило, до 50 га. Верховые болота в большинстве случаев занимают многочисленные эоловые западины, переходные помимо этого еще суффозионные и карстовые котловины. Низинных болот сравнительно мало, находятся преимущественно по долинам рек, лощинам, тальвегам, а также изредка занимают и замкнутые котловины, особенно в местах, в прошлом охваченные пожарами. Болота в основном черноольшаники и березняки, гораздо реже (по котловинам) осоковые, тростниковые, рогозовые.
Включает районы:
6. Пуштинский. Располагается в северо-западной части на широких междуречьях притоков Мокши и Алатыря. Заболоченность 0,3%. Болота расположены крупными группами по водораздельным участкам, преобразованным дефляционными процессами. Нередко наблюдается наложение на них процессов суффозии и карста. Прочие болота располагаются единично по суффозионным и карстовым котловинам и долинам рек. В количественном плане преобладают переходные болота, которые отличаются крайнем разнообразием растительных сообществ.
Верховые болота весьма многочисленны, часто с набором редких для Мордовии видов (клюква, подбел, росянка). Располагаются преимущественно по эоловым (реже суффозионным) западинам. Низинные болота находятся преимущественно по долинам рек, некоторые из них обладают довольно большими размерами. Нередко также встречаются и в котловинах на водоразделах, особенно на участках, прошедшихся пожаром-. Здесь наиболее распространены осоковые, тростниковые и рогозовые болота.
Пирогенный фактор в развитии болот
Хотя пожары не являются исключительно антропогенным фактором, однако в настоящее время подавляющее большинство из них происходит при непосредственном или косвенном влиянии человека.
На пожары как один из важнейших факторов в развитии растительности некоторых болот в лесостепи указывал еще Н. И. Пьявченко (1958), однако им даны лишь самые общие схемы и предположения по смене сукцессии на болотах после пожаров. Более поздних публикаций в общедоступной литературе по восстановлению растительности после пожаров на болотах в исследуемом регионе нами обнаружено не было. Однако по другим территориям работы выходят довольно регулярно. Можно выделить следующие направления: обобщающая информация (Боч, 1979), по смене растительности (Косых, 2011; Копотева, 1999; Кулешова, 1996), по изменению свойств торфа после пожаров (Ефремова, 1994; Зайдельман, 2002), о влиянии пожаров на растительность и эмиссию углерода (Буренина, 2006), об уменьшении возможных последствий от пожаров на болотах (Давыдова, 2011; Лукьянова, 2011). Однако все они применимы к исследуемой территории лишь отчасти из-за различающихся природных условий.
Большинство возгораний происходит в сухих местообитаниях, практически совпадающие с ареалом сосны, насаждения которой подвергаются пожарам в первую очередь и в наибольшей степени, т.е. именно здесь болота пострадали от пожаров наиболее сильно.
Переходные и верховые болота па исследуемой территории выгорали либо полностью, либо по поверхности, практически не затрагивая торфяной залежи, либо частично до уровня болотных вод. Последние могли гореть или по всей территории болота, или только по краям, когда влажная середина абсолютно не захватывалась пожаром (рис.5.6).
Естественно, что болота, выгоревшие полиостью, пострадали наиболее сильно. Чаще всего это были небольшие вейниковые болота, реже пушицевые и осоковые в эоловых и суффозионных западинах, которые, обладая небольшой торфяной залежью (до 1 м глубиной), пересыхали до минерального дна и выгорали практически полностью. В 2011 году на их месте наблюдались небольшие мелководные озерки практически без торфа,зарастающие по краям иван-чаем (Chamaenerion angustifolium (L.) Scop.), маршанцией (Marchantia polymorpha L.), рогозом широколистным (Typha latifolia L.), вейником седеющим (Calamagrostis canescens (Web.) Roth). Наблюдения за болотами, горевшими прежде, показывают, что позднее окраины заселяются осокой дернистой (Carex cespitosa L.), острой (Сагех acuta L.), частухой (Alisma plantago-aquatica L.), вейником, реже тростником {Phragmites aus trails (Cav.) Trin. ex Steud.), сабельником (Comarwn palustre L.), камышом (Scirpus sylvaticiis L.). Изредка по остаткам торфа может встречаться сфагнум {Sphagnum sp.). Из древесных растений единично появляется ива (Salix sp.), осина (Populus tremula L.), береза белая (Betitla alba L.), сосна обыкновенная (Pinus sylvestiis L.). Открытой водная поверхность остается долго, практически без растительности, с редкой осокой. Более крупные болота, полностью выгорающие, с открытой водной поверхностью сложно объединить в связи с массой конкретных факторов и условий применительно к отдельно взятому болоту, однако можно выделить некоторые общие тенденции. Первая фаза зарастания совпадает с предыдущим типом, о следующей можно судить по многочисленным выгоревшим болотам в 1972 г. в Зубово-Полянском, Темниковском, Дубенском районах Мордовии, в Сасовском, Кадомском районе Рязанской области, Белинском районе Пензенской области. Основная центральная часть подобных болот представляет собой довольно крупное озеро, полностью не пересыхающее даже в сильные засухи, однако сильно мелеющее, обнажающее небольшой (до 10 см) слой торфа и почти не сгнившие стволы деревьев. Озеро в разной степени может зарастать тростником, рогозом, осокой. Иногда встречается рдест плавающий {Potamogeton natans L.), пузырчатка обыкновенная {Utricularia vulgaris L.), малая (Utricularia minor L.), ежеголовник малый (Sparganium minimum Wallr.), ряска малая (Lemna minor L. s. /.), во до крас (Hydrocharis morsus-ranae L.). Края обычно густо зарастают тростником, рогозом, осокой острой, вздутой (Сагех rostrata Stokes), хвощем речным (EquisetumfluviatileL.), реже встречаются сабельник, вейник, осока острая, удлиненная (Сагех elongata L.), белокрыльник болотный (Calla palustris L.), сфагнум, зюзник европейский (Lycopus europaeus L.), дербенник иволистный (Lythrum salicaria L.), прутьевидный (Lythrum virgatum L.), подмаренник болотный (Galium palustre L.), трехнадрезанный (Galium trifidum L.).
На территории Мордовского государственного заповедника (Темниковский р-он) нами было обнаружено подобное болото, горепшее в XIX в. (предположительно 1848 г.) (приложение 2, рис. 27). В настоящее время площадь озера составляет 0,6 га при общей площади болота 3,4 га (рис.5.7, 1). Первый пояс от водной глади представляет собой сфагново-осоково-сабелышковую сплавину с вербейником обыкновенным (Lysimachia vulgaris L.), кизляком кистецветпым {Naumburgia thyrsiflora (L.) Reichenb.) (рис. 5.5,2). Второй пояс довольно сухой, на минеральном дне со сфагнумом, вейником седеющим, осокой вздутой. Окраины болота заняты ивой, местами черникой (Vaccinium myrtillus L.), брусникой (Vaccinium vitis-idaea L.) (рис. 5.5, 3). Глубина озера составляет более 1,5 м, глубина болота под сплавиной до 1 м.
Обобщая вышесказанное, подобные болота восстанавливаются крайне медленно, путем постепенного зарастания эвтрофной и реже мезотрофной растительностью от краев.
Есть распространенный вариант, когда на подобных болотах вода не образует постоянных водоемов. Год спустя после пожара основная территория болота представляет собой минеральное дно, покрытое слоем золы с небольшими лужами в понижениях. Растительности в центральной части мало, редкий рогоз, кипрей болотный (Ер йоЫит paluslre L.), осока и вейник куртинами по оставшимся небольшим участкам торфа, а также пезизовые (Peziza sp.) грибы. По краям наблюдается густая поросль древесных растений (в основном береза) высотой несколько сантиметров, иван-чай, кипрей болотный и рогоз широколистный.
Спустя 40 лет подобные болота могут быть разнообразными по растительному покрову. По эоловым западинам обычно распространены вейниковые ассоциации, по суффозионным также могут встречаться осоковые, тростниковые формации. Центральная часть болота, как правило, без древесной растительности, по краям встречается густая поросль ивы, березы, реже осины. В дальнейшем изменения происходят медленно, растительные ассоциации остаются прежними, увеличивается торфяная залежь. Местами начинает появляться сфагнум, кочки осоки часто густо покрывает подмаренник болотный. На некоторых тростниковых болотах торф практически не откладывается, растительные остатки почти не перегнивают и складируются, достигая мощности до полуметра. На некоторых болотах главенствующее положение на отдельных участках начинает занимать пушица влагалищная (Eriophorum vaginatum L.).
Переходные и верховые болота, горевшие по поверхности, довольно схожи по последствиям. Воздействие на них было оказано минимальное из возможного, сгорела только растительность за год, при этом торфяная залежь практически не пострадала.
На сфагново-пушицевых и пушицевых болотах через год после пожара пушица влагалищная восстанавливается, по-видимому, полностью. На пушицевых болотах (до пожара), кроме нее практически ничего не произрастает, за исключением мирта болотного (Chamaedaphne calyculata (L.) Moench), если он был до пожара. Древесная растительность при верховом пожаре выгорает полностью, погибает и береза, но у последней в прикорневой части ствола появляется густая молодая поросль. Сфагнум занимает очень несущественное положение, встречается меж кочек. По краям болота могут произрастать осоки, вейник, рогоз, политрихум (Polytrichum sp). На сфагново-пушицевых болотах сфагнум после пожара хоть и оказывается в угнетенном состоянии, однако может играть еще существенную роль. Важным фактом является то, что на подобных болотах довольно активно восстанавливаются кустарнички, в том числе и редкие для Мордовии виды - подбел обыкновенный (Andromeda polifolia L.), клюква болотная (Oxycoccus palustris Pers.). Однако не исключен тот факт, что впоследствии пушица, получая преимущество в минеральном питании, может вытеснять все остальные виды. Возможно поэтому в Мордовии весьма много болот, на которых в центральной части кроме пушицы влагалищной в травянистом ярусе вообще больше ничего не произрастает.
Похожие диссертации на Ландшафтно-экологические особенности болотных геосистем северной лесостепи
-
-
-
