Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Взаимоотношения леса и болота: обзор исследований 9
1.1. Заболачивание почв (понятие и принципы изучения) 10
1.2. Современная активность процессов заболачивания в таежной зоне Западной Сибири 11
1.3. Ведущие факторы и условия заболачивания на юге таежной зоны 17
1.4. Принципы и опыт классификации почв по степени гидроморфизма и заболоченности 21
1.5. Отражение процессов заболачивания в структуре растительных сообществ 27
1.6. Аэрокосмические методы при изучении динамических явлений и процессов 30
Глава 2. Особенности природных условий 33
2.1. Географическое положение района исследований
2.2. История развития рельефа и геологическое строение 34
2.3. Почвообразующие породы 37
2.4. Климат 39
2.5. Гидрография и гидрология 41
2.6. Растительный покров 43
2.7. Закономерности развития болотных систем юга таежной зоны в голоцене 46
Глава 3. Объекты и методы исследований 49
Глава 4. Типы лесоболотных болотных систем юга таежной зоны их размещения 55
4.1. Болотные биогеоценозы 56
4.2. Лесные биогеоценозы 58
4.3. Лесоболотные биогеоценозы 60
Глава 5. Специфика изменения свойств почв на разных этапах процесса 68
5.1. Почвы лесного экотона
5.1.1. Серые лесные почвы 70
5.1.2. Торфяные болотные почвы 81
5.1.3. Специфика изменения свойств почв лесного экотона 89
5.2. Почвы займищного экотона 92
5.2.1. Серые лесные почвы 93
5.2.2. Торфяные болотные почвы 106
5.2.3. Специфика изменения свойств почв займищногоэкотона 113
5.3. Особенности динамики процессов заболачивания на южной периферии Васюганского болота 116
Глава 6. Типизация лесоболотных комплексов по динамике заболачивания 123
Выводы 132
Библиографический список использованной литературы 134
Приложение 160
- Принципы и опыт классификации почв по степени гидроморфизма и заболоченности
- История развития рельефа и геологическое строение
- Закономерности развития болотных систем юга таежной зоны в голоцене
- Особенности динамики процессов заболачивания на южной периферии Васюганского болота
Введение к работе
Актуальность исследований. Современные тенденции изменения природной среды и возрастающее влияние антропогенного фактора делают все более актуальным прогноз заболачивания как в глобальном масштабе, так и применительно к конкретным территориям, что позволяет оценить увеличение площадей болот как основных резервуаров накопления запасов углерода.
В настоящее время основные параметры заболачивания (типы, механизмы, скорости развития и динамика) подробно изучены только для центральной части таежной зоны Западной Сибири [Нейштадт, 1977; Караваева, 1982; Лисе, Березина, 1982; Пологова, 1992; и др.]. Специфика болотообразования в южной части таежной зоны и в зоне мелколиственных (березово-осиновых) лесов или подтаиги, в пределах которых расположена крупнейшая в мире торфяно-болотная система - Большое Васюганское болото, исследована крайне недостаточно. Положение южной окраины болота вблизи современной границы лесной зоны и лесостепи обусловливает особую сложность для изучения процессов заболачивания этой территории. Сведения о процессах заболачивания подтаежных почв в литературе минимальны и касаются в основном характеристики их начальных этапов [Дюкарев, Пологова, 2002, 2004]. Динамические смены лесо- и болотообразования на южной границе таежной зоны определяются непостоянством режима увлажнения. Особенности взаимодействия этих процессов, отраженные в строении торфяных залежей, до сих пор не исследовались. Детальная классификация ландшафтов по признакам динамики болотообразовательного процесса отсутствует.
Для оперативного изучения динамики современных процессов в условиях переувлажнения наиболее перспективными являются методы дистанционных исследований, которые в сочетании с детальными наблюдениями на малых площадях позволяют экстраполировать полученные результаты на сопредельные территории. Теоретические разработки такого плана в настоящее время намного отстают от практических потребностей.
Исходя из проблем, определяющих актуальность настоящего исследования, была сформулирована цель работы.
Цель работы. Выявление закономерностей процессов заболачивания на юге таежной зоны Западной Сибири на основе сопряженного анализа наземных геоботанических и почвенных исследований и данных дистанционного зондирования.
Задачи исследований.
1. Определить закономерности пространственного распределения биогеоценозов и выявить основные типы лесоболотных экотонов на примере ключевого участка южной окраины Васюганского болота.
2. Изучить почвенно-растительные свойства биогеоценозов, образующих сопряженные пространственно-временные ряды (экотоны) в процессе заболачивания.
Выявить различия в направленности и/или интенсивности процессов заболачивания для каждого типа лесоболотных экотонов.
Установить факторы, определяющие специфику болотообразования.
5. Составить картосхему лесоболотных комплексов, показывающую дифференциацию приболотной зоны по различиям в динамике болотообразовательного процесса в пределах выбранного ключевого участка.
Научная новизна. Получены новые данные о пространственной структуре почвенного и растительного покрова южной окраины таежной зоны Западной Сибири, характеризующие неоднородность и индикационную значимость приболотной зоны для изучения динамики и эволюции природных систем. Ценным фактическим материалом являются стратиграфические профили торфяных залежей разной мощности, впервые описанные для элементарных болотных массивов, расположенных на периферии Васюганской болотной системы. Впервые показана возможность использования материалов космической съемки среднего разрешения для изучения динамики заболачивания без применения данных аэрофотосъемки. Составленная картосхема динамического состояния лесоболотных комплексов объективно отражает распространение и современную активность лесо- и болотообразовательных процессов на изучаемой территории.
Защищаемые положения.
1. Лесоболотный экотон, образованный серией лесных сообществ, является индикационным признаком прогрессивного и однонаправленного развития процесса заболачивания; наличие осоково-тростниковых экосистем займищного типа в лесоболотном экотоне указывает на пульсирующий характер заболачивания.
2. Специфика заболачивания связана с различиями свойств минеральных горизонтов почв лесоболотных комплексов. Более легкий гранулометрический состав и обусловленное им усиление оподзоливания почв лесного экотона определяют их большую подверженность заболачиванию относительно почв займищного экотона.
Теоретическая и практическая значимость. Материалы исследований вносят весомый вклад в детализацию теоретических представлений о сущности явлений болотообразования на границе почвенно-географических зон.
Используемый метод сопряженного анализа наземных исследований, а также данных дистанционного зондирования, позволяет наиболее объективно проводить оценку природных ресурсов, прогнозировать их трансформацию в естественных условиях и при антропогенном воздействии. Результаты выполненных исследований необходимы для проведения мониторинга природных систем, поиска и принятия решений о характере использования уникальных природных территорий, каким является Большое Васюганское болото.
Вклад автора. Выбор и закладка трансектов, геоботаническое описание растительности, описание почвенных профилей и отбор образцов выполнялись в течение трех полевых сезонов при непосредственном участии автора. В лабораторных условиях автором проводилась обработка всех образцов торфа, которая заключалась в определении его степени разложения, ботанического состава, зольности и кислотности. Автором выполнялись аналитические работы по определению обменных оснований и кислотности среды минеральных горизонтов почв. Определение содержания органического углерода и его фракционный состав, гранулометрический состав почвенных образцов проводились в лабораториях Института почвоведения и агрохимии СО РАН с предварительной подготовкой образцов для анализа автором. Полученные материалы анализировались и обобщались автором.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на IV Всероссийской конференции "Проблемы эволюции почв" (Пушино, 2001), I Международном рабочем совещании "Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии: информационные технологии и моделирование" (Новосибирск, 2001), Международном полевом Симпозиуме "Торфяники Западной Сибири и цикл углерода: прошлое и настоящее" (Ноябрьск, 2001), Международной конференции "Средообразующая роль бореальных лесов: локальный, региональный и глобальный уровни" (Красноярск, 2002), а также лабораторных семинарах в Институте почвоведения и агрохимии СО PAII.
Публикация результатов. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ: 4 статьи, в том числе 2 в рецензируемых журналах и сборниках, а также 6 тезисов докладов.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и выводов. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц, 12 рисунков и приложение, включающее 5 фотографий. Библиографический список использованной литературы содержит 284 источника, в том числе 26 на иностранных языках.
Работа выполнялась на базе лаборатории биогеоценологии и лаборатории географии и генезиса почв Института почвоведения и агрохимии СО РАН, в рамках интеграционных проектов № 66 «Проблемы биоразнообразия и динамики экосистем Северной Евразии», № 137 «Комплексный мониторинг Большого Васюганского болота: исследования современного состояния и процессов развития», при частичной поддержке гранта INTAS-99-01718 «Климат в связи с аккумуляцией углерода: пространственный и временной анализ Западно-Сибирских торфяников».
Автор считает своим долгом выразить сердечную признательность вдохновителю и организатору этой работы, безвременно ушедшему из жизни к.б.н. СВ. Васильеву, коллективу лаборатории биогеохимии за помощь в организации полевых исследований, а также всем сотрудникам ИПА СО РАН и коллегам по работе за ценные советы и критические замечания, которые помогли автору при подготовке диссертации.
Принципы и опыт классификации почв по степени гидроморфизма и заболоченности
Основу диагностики степени заболоченности каждой конкретной почвы составляют сочетания процессов торфонакопления, оглеения и оруденения, которые, как было высказано еще С.С. Неуструевым, «... соединяются в различных комбинациях при образовании тех или иных болотных почв» [1930]. В дальнейших исследованиях заболоченных почв особое внимание уделялось познанию сущности оглеения. Степень заболоченности почв сопоставляли с качественной оценкой оглеения по содержанию подвижных закисных и окисных форм железа [Веригина, Завалишин, Максимкж, 1940; Веригина, 1953].
Оглеение в зависимости от источников увлажнения и его продолжительности имеет различные формы проявления [Досманова, 1934; Высоцкий, 1962; Кауричев, 1968; Зайдельман, 1974; Афанасьев, 1977]: оглеение под воздействием грунтовых вод, оглеение при длительном внутри почвенном переувлажнении за счет верховодки или при длительной фильтрации атмосферных осадков. Соответственно, такое разделение причин и результатов глеевого процесса применимо для диагностики гидроморфизма на разных этапах заболачивания почв. К сожалению, как отмечает Н.А. Караваева [1998], понятия о процессе заболачивания почв и диагностических признаках болотных почв для разных физико-географических поясов, областей и зон многовариантны. Поэтому важнейшей проблемой является выявление достоверных признаков, свидетельствующих о наличии процесса и его активном развитии.
Особый интерес вызывают исследования, выполненные под руководством СВ. Зонна. В качестве показателя современной направленности почвообразования, СВ. Зонн, А.Н. Ерошкина, Л.А. Карманова [1976] предлагают использовать соотношение в профиле почв силикатного (связанного) и несиликатного (свободного) железа и распределение по профилю его несиликатных (окристаллизованных и аморфных) форм, как наиболее четко реагирующих на изменение дренированности почв. При заболачивании автоморфных почв из окристаллизованных форм могут образовываться аморфные закисные формы, при осушении и дренаже они вновь кристаллизуются. Некоторые исследователи склонны даже любое увеличение аморфных форм железа в верхних горизонтах почв связывать только с избыточным увлажнением [Целищева, 1978], хотя исследования СВ. Зонна [1982] не подтверждают подобную точку зрения.
В избыточно влажных условиях органическое вещество создает благоприятные условия для развития микроорганизмов, способных восстанавливать 3-х валентное железо (Fe3+ + Г - Fe2+), что способствует его миграции в различных формах по почвенному профилю при промывном типе водного режима [Кауричев, Кулаков, Ноздрунова, 1958; Кононова, Титова, 1961; Карпачевский, 1973; Ведрова, 1977; Bloomfield, 1955, 1957; Schitzer, De Lond, 1956; Oades, 1963]. Интенсивность процессов миграции растет с усилением интенсивности оглеения, а глубина миграции достигает 140 см - в дерново-подзолистой почве; и до 130 см - в темно-серой почве [Зонн, 1982]. При доступе кислорода FeO переходит в Ре(ПСОз)г и осаждается в почвах. Длительное существование железа в закисной (II валентной) форме приводит к глееобразованию с накоплением минералов типа вивианита - (Р04)г"Рез8ІІ20.
В.М. Корсунов и Э.Ф. Ведрова [1982] отмечают увеличение содержания аморфного железа и растворимых органических продуктов в верхних горизонтах зональных лесных почв. Поскольку иллювиальному горизонту почв, развитых на тяжелых породах, в значительной степени присуща роль водоупора, передвижение аморфных соединений вглубь профиля затруднено, и большая часть их остается на месте. Данный факт подтверждают и другие исследователи [Карпухин, Кауричев, Чепурина, 1985; Пологова, 1992]. Ограниченный характер накопления железа в профиле почв может быть следствием особенностей положения объекта в ландшафте и развития процессов бокового переноса веществ.
Одним из ярких проявлений динамики содержания различных соединений железа в почвах является сегрегация или выпадение части его из почвенных систем, с превращением в различного рода новообразования: ржавые и сизые пятна, примазки железа и конкреции до 0,3—0,4 см в диаметре. Одной из главных причин формирования новообразований является переменность (сезонность) водного режима при недостаточном естественном дренаже. В условиях постоянного грунтово-поверхностного переувлажнения сегрегация железа в конкреции, как правило, не происходит. В некоторых работах конкреции, их плотность и состав используются в качестве диагностических показателей интенсивности глееобразования [Македонов, 1966; Полтева, Соколова, 1967; Зайдельман, 1974; Зайдельман, Оглязнев, 1971; Добровольский, Терешина, 1976; Кашанский, Высоцкий, 1977; Дмитриев и др., 1979].
Исследования влияния гидроморфизма на состав гумусовых веществ в почвах лесной зоны дают весьма противоречивые результаты. По данным одних авторов [Ярков, 1961; Кауричев, Ноздрунова, 1964; Гречин, 1965] переувлажнение приводит к уменьшению отношения Сгк : Сфк и связанных с R2O3 форм гумусовых кислот. Другие исследователи [Якушева, Корибская, 1972; Урусевская, Щипихина, 1978] не обнаруживают разницы в составе гумуса автоморфных и гидроморфных почв, третьи наблюдали увеличение содержания гуми новых кислот [Орлов, Саакян, Горшкова, 1987; Матинян, Дергачева, 1988]. И.С. Кауричев и Д.С. Орлов [1982] считают, что повышение увлажненности почв и усиление восстановительных процессов оказывает двойственное влияние на характер гумуса. Умеренное дополнительное увлажнение и сдвиг ОВ-потенциала до 300-400 мВ способствует улучшению гумусового состояния почв, накоплению органических веществ и изменению его состава в сторону увеличения гуматности. При затоплении и глубоком анаэробиозисе можно ожидать распада гуминовых кислот, обеднения ими гумуса, абсолютного накопления фульвокислот.
Общее содержание гумуса в минеральных горизонтах растет по мере возрастания увлажнения. Переувлажнение вызывает рост всех видов кислотности как в органогенных, так и в минеральных горизонтах [Зверева, Стрелкова, Толстогузов, 1997], что дополнительно способствует образованию органоминеральных соединений и усиливает их миграцию.
К почвенно-генетическим критериям, которые являются фактическим доказательством происшедшего заболачивания, относятся профили лесных почв, погребенные под торфяной залежью и существующие в настоящее время в ландшафте болота. Как правило, в литературе описывались погребенные песчаные подзолы, поскольку их четко маркированный генетический профиль хорошо распознается под торфяной залежью [Караваева, 1975, 1982]. Есть единичные описания и заторфованных суглинистых подзолистых почв, погребенных под торфяной залежью до 0,5 м [Караваева, 1978; Караваева, Соколова, Целищева, 1985].
История развития рельефа и геологическое строение
Район исследований расположен в центральной части Обь-Иртышского междуречья, на окраине южного склона Васюганской наклонной равнины (плато) [Городецкая, Мещеряков, 1970], постепенно переходящей в четвертичную озерно-аллювиальную аккумулятивную Барабинскую равнину. Занимает наиболее повышенную часть Обь-Иртышского междуречья. Данная морфоструктура имеет аккумулятивно-денудационное происхождение и плиоцен-нижнечетвертичный возраст [Архипов и др., 1970]. Более ранний рельеф был или погребен, или переработан.
В течение почти всего четвертичного периода Васюганское плато довольно интенсивно поднималось. Параллельно с поднятием территории шли процессы эрозионно-денудационного расчленения [Природные условия..., 1977]. Большую роль в формировании рельефа играло обводнение при стаивании ледников во вторую половину максимального (самаровского) оледенения. Территория Васюганья находилась в зоне перигляциальной половодно-ледниковой аккумуляции, что привело к исключительному выравниванию рельефа [Архипов, 1971]. Формирование мезо- и микрорельефа происходило также и под влиянием мерзлотных процессов, связанных с деградацией вечной мерзлоты и солифлюкцией [Земцов, 1976].
Окончательное становление современного рельефа произошло в голоцене. Продолжились положительные тектонические движения и выравнивание понижений рельефа вследствие накопления в них тонкозернистых делювиальных осадков, а также интенсивного заболачивания.
Верхняя часть геологического разреза Васюганской равнины, оказывающая влияние на формирование почв и их свойства, представлена третичными и четвертичными породами. Третичные породы залегают здесь на глубине около 10 м, представлены песками и глинами морской чегановской свиты и континентальной иртышской серией, сложенной снизу песками и гравеллитами. Их перекрывают ранне- и среднечетвертичные породы смирновской свиты, представленные темноцветными глинами и алевролитами, переслаивающимися песками. Часть этих осадков накопилась в слабосолоноватом озерном бассейне, поэтому они имеют высокий коэффициент палеосолености. Отложения смирновской свиты и включаемые в нее породы федосовской свиты вскрываются в междуречьях Оми и Тары на глубинах от 0,5-1,5 до 7,7-14,0 м. Позднеплейстоценовыми отложениями являются: аллювий низких речных террас, озерно-болотные отложения, торфа (голоценового возраста) и покровные суглинки [Архипов и др., 1970; Олюнин, 1972].
Рельеф южной части Васюганского плато отличается понижением абсолютных высот от 140 до 120 м в направление к долине р. Тара с севера на юг [Ковалев, Гаджиев, 1966]. Склон пологий, по сравнению с осевой частью плато менее заболочен, характеризуется значительной глубиной эрозионного расчленения - до 20 м, с обилием замкнутых бессточных западин овально-округлой формы, имеющих суффозионное происхождение [Олюнин, 1972]. Рельеф междуречий - пологоувалистый и увалистый. Степень заболоченности составляет 30 %, увеличиваясь в северном направлении до 50 % [Природные условия..., 1977].
Сопоставив «Карту новейшей тектоники нефтегазоносных областей Сибири» [1978] с картой распространения болот в ее пределах, можно видеть, что болота развиты почти на всех тектонических структурах. Основная система Васюганского болота находится в области тектонического поднятия. Современные тектонические движения не препятствуют развитию и широкому распространению болот [Тюменцев, 1960], поскольку скорость торфонакопления соизмерима со скоростью современных тектонических движений, и почти в 100 раз превышает скорость плоскостного смыва [Земцов, 1976].
По схеме направленности современных геоморфологических процессов [Занин, 19726] исследуемая территория расположена на южной границе пояса современной трансгрессии болот. Для сравнения, восточная часть Васюганской равнины на аналогичной широте (район с. Плотниково, Томской области) отличается меньшими абсолютными высотами территории, большей степенью заболоченности, и по схеме направленности геоморфологических процессов относится к зоне аккумуляции биогенных осадков в болотах междуречий.
Район исследований расположен на незначительном удалении к северу от зоны сочленения Васюганского плато с Северо-Барабинской полого-волнистой эрозионно-аккумулятивной низменной равниной, отличающейся сложностью мезорельефа (обилием гривообразных повышений с западинами на них, межгривных понижений), некоторым возрастанием степени засоленности грунтовых вод и почвообразующих пород, что оказывает существенное влияние на процессы заболачивания южной окраины Васюганья.
Геологический разрез венчают верхнечетвертичные отложения, которые служат почвообразующими (или подстилающими) породами для современных почв. Они представлены 3-5 метровой толщей лессовидных покровных отложений и озерно-аллювиальных осадков, имеющих желто-бурый и бурый цвет, тяжелосуглинистый и глинистый гранулометрический состав, В пределах древних речных долин встречаются пески, подстилаемые третичными озерно-аллювиальными отложениями, в том числе глинами с ожелезненными древесными остатками [Ковалев, Гаджиев, 1966]. Легкорастворимые соли в них практически отсутствуют. Представление о свойствах верхних горизонтов почвообразующих пород дано в табл. 1 по данным [Агрофизическая характеристика..., 1976; Гаджиев, 1982].
Во фракции физической глины (частицы диаметром менее 0,01 мм), доля которой обычно составляет 50—60 %, наблюдается преобладание тонкодисперсных илистых частиц размером 0,001 мм (до 80 %). Породы характеризуются достаточно высоким содержанием карбонатов: 2-10 % на глубине 1-3 м в виде плотных конкреций и частично мучнистых скоплений [Ковалев, Гаджиев, 1966; Уфимцева, 1969, 1974]. Па общем фоне обогащения пород карбонатами отмечаются значительные различия в их содержании даже в пределах небольших территорий. Тяжелые карбонатные суглинки и глины служат ложем водораздельных болот Васюганья [Бронзов, 1930; Ильин, 1930].
Закономерности развития болотных систем юга таежной зоны в голоцене
Начальный этап заболачивания Западной Сибири по данным Н.И. Пьявченко [19806] датируется бореальным периодом голоцена (8-8,5 тыс. лет назад), но массовое развитие болот и заболачивание лесов началось позднее - в атлантический период (5-7,5 тыс. лет назад). По другим данным [Лисе, Березина, 1980; Нейштадт, 1967; и др.], средний возраст западносибирских болот составляет 10-12 тыс. лет. При этом отмечается определенная динамика в интенсивности развития болотообразовательного процесса, вызванная чередованием сухих и влажных климатических периодов [Weber, 1897; Куликова, 1975; Березина, Лисе, 1976]. В целом заболачивание на протяжении голоцена имело поступательный характер, выражающийся в накоплении торфа.
На юге таежной зоны (и в подтайге) условия благоприятны для развития процесса болотообразования, вопреки менее благоприятному соотношению элементов водного и теплового балансов по сравнению с более северными районами. Развитие болот здесь обусловлено близким залеганием к поверхности грунтовых вод, тяжелым гранулометрическим составом подстилающих грунтов и слабым расчленением поверхности [Инженерно-геологическая карта Западно-Сибирской плиты, 1972], хотя заболачивание по данным О.Л. Лисе и др. [2001] здесь началось значительно позже. Корреляция спорово-пыльцевых спектров придонных образцов торфа с абсолютными датировками синхронных горизонтов торфа показывает, что болота глубиной до 4,0 м имеют атлантический возраст (6070±90 лет), до 3,0 м - суббореальный (2610+70 лет), до 2,0 м - субатлантический (1640±70 лет). Глубокозалежные болота южной тайги (с мощностью торфа 6 м) преимущественно водораздельного залегания датируются бореальным периодом.
Длительное пребывание болот в евтрофной стадии обусловлено засолением подстилающих пород и высокой минерализацией (до 3 г/л) грунтовых вод [Инженерно-геологическая карта Западно-Сибирской плиты, 1972]. Только в редких случаях, на наиболее высоких участках рельефа и на незаселенных грунтах, заболачивание началось с олиготрофной стадии. Наличие в придонных слоях залежей тростникового и осоково-тростникового торфов (с преобладанием в нем остатков Carex cespitosa L., С. riparia Curtis, Scirpus lacustris L.) позволяет O.Jl. Лисе и др. [2001] предполагать, что в атлантическом периоде болота в подзоне осиново-березовых лесов напоминали современные займищные болота зоны лесостепи. Осоково-гипновые болота обычно формировались на месте заболачивающихся лесов или заторфовывающихся водоемов. Евтрофно-олиготрофный рубеж в развитии болот датируется серединой суббореального периода, к этому времени слой торфяных отложений достиг 2,0-2,5 м: биогеоценозы евтрофного осокового и осоково-гипнового типов постепенно трансформировались в биогеоценозы мезотрофного осоково-сфагнового, сфагнового и, наконец, сосново-кустарничково-сфагнового типа.
Переход болот в олиготрофную стадию развития осуществляется и в настоящее время. Это подтверждается постоянным появлением Sphagnum fuscum (Schimp.) Klinggr. в современных биогеоценозах мезотрофного типа. Медленное «растекание» выпуклых рямов, как отмечали еще А.А. Генкель и П.Н. Красовский [1937], со временем может привести к формированию у них плоских вершин и появлению даже грядово-мочажинных комплексов. Однако благодаря повышенной минерализации грунтовых вод многие водораздельные и террасные болота на этой территории до сих пор находятся в евтрофной стадии.
Резюмируя всё вышесказанное, можно выделить основные факторы почвообразования, в том числе формирования болот исследуемой территории. 1. Разнообразие форм рельефа. Южная часть территории имеет пологоувалистый и увалистый рельеф, значительную степень эрозионного расчленения, по мере удаления к северу происходит выполаживание рельефа за счет сильно заболоченных водораздельных пространств. Наиболее дренированные участки примыкают непосредственно к речным долинам. 2. Тяжелые по гранулометрическому составу почвообразующие породы, благодаря своим неблагоприятным свойствам, активно способствуют заболачиванию почв. 3. Повышенные значения теплоэнергетических ресурсов юга таежной зоны ограничивают потенциальные возможности широкомасштабного заболачивания. Большая погодинная изменчивость величин теплообеспеченности и увлажнения территории создает значительные колебания в интенсивности процессов торфонакопления. 4. Возникновение сезонномерзлого слоя и создание временных водоупоров способствуют переувлажнению территории. 5. Близость крупных болотных массивов обеспечивает дополнительный приток влаги на периферию Васюганского болота. Этому процессу противодействует усиление активности речной сети на юге исследуемой территории. 6. При наличии карбонатных почвообразующих пород и жестких почвенно-грунтовых вод существуют условия для начала торфонакопления по евтрофному типу и значительной длительности этой стадии. 7. Распространение мелколиственных лесов с богатым напочвенным покровом обуславливает образование при гумификации значительного количества устойчивых органо-минеральных соединений.
Особенности динамики процессов заболачивания на южной периферии Васюганского болота
Для характеристики лесоболотных территориальных комплексов различного таксономического ранга в первую очередь должна быть разработана классификация ландшафтных фаций, в которой для выделения таксонов используются как статические (состав и структура фитоценозов, их генезис, экологические условия функционирования), так и динамические (направление и интенсивность болотообразовательного процесса) критерии.
Под ландшафтной фацией, как низшего таксона классификации, понимается тип элементарного участка, характеризующийся определенным устройством поверхности и режимом водно-минерального питания, обуславливающих облик, состав и размещение растительных группировок, почв и элементов гидрографической сети [Глебов, 1988]. С этим понятием в известной степени сходно представление о типе биогеоценоза (БГЦ), которым мы будем пользоваться в дальнейшем.
В отличие от Е.А. Галкиной [1946], Н.И. Пьявченко [1963], Ю.С. Прозорова [1985], в состав болотных биогеоценозов, кроме фитоценоза и деятельного слоя торфа, мы считаем целесообразным включать и подстилающий его слой торфяных отложений, и следуя болотоведческой терминологии [Лисе и др., 2001] использовать понятие ландшафтной фации как синоним термину биогеоценоз.
Название каждому из выделенных типов болотных биогеоценозов дается по названию типа фитоценоза «как синтезированного выражения взаимодействия всех компонентов биогеоценоза или их комплексов» [Пьявченко, 1974, с. 42]. Фитоценозы такого ранга четко выявляются на космических снимках (выражены в пространстве) и генетически связаны с определенными видами торфа (выражены во времени), Аналогами данного таксона применительно к лесу является тип лесного биогеоценоза В.Н. Сукачева [1942], тип леса В.Н. Смагина [1973].
В пределах обследованной территории (ключевой участок «Малая Ича») макроструктура перехода от леса к болоту представлена тремя группами биогеоценозов: болотные БГЦ междуречий (1), лесные БГЦ дренированных участков (2), и БГЦ территорий контакта леса и болота -лесоболотных экотонов (3) [Перегон, 2001; Перегон, Васильев, 2001].
Видовые названия растений приведены по следующим определителям: высшие растения [Красноборов и др., 2000], сфагновые и листостебельные мхи [Домбровская, Шляков, 1967].
Центральные части выпуклых олиготрофных болот занимают сосново-кустарничково-сфагновые биогеоценозы с низкорослой сосной - рямы1 (rl). являющиеся широко распространенным в Западной Сибири болотным ландшафтом. Направление стока избыточных болотных вод от центра к окраинам обеспечивает атмосферный режим питания и относительно хорошую дренированность. В ландшафтной структуре территории рямы встречаются как в виде отдельных болотных массивов, так и в составе крупных болотных систем, сохраняя все присущие им ландшафтные признаки: радиальность очертаний, выпуклую форму поверхности, единообразный характер микрорельефа и растительности.
Микрорельеф волн исто-кочковатый. Эдификатором в растительном покрове ряма выступает Sphagnum fuscum, образующий плотную моховую дернину и определяющий условия жизни остальных видов сообщества. Другие виды сфагновых мхов: Sphagnum angustifolium (Russ.) С. Jens., S. magellanicum Brid. приурочены к основанию кочек и межкочечным понижениям. Уровень болотных вод находится на глубине 30-50 см ниже поверхности. Древесный ярус представлен разновозрастными (90-180 лет) болотными формами сосны (Pinus sylvestris f. litwiniwii, f. willkomii) высотой от 0,5 до 1,5(3) м. Нередко на вершинах выпуклых рямов встречаются довольно крупные сосны, высотой до 12-15 м. Кустарничковый ярус (проективное покрытие 30-50 %) образован багульником {Ledum palustre L.)t Кассандрой (Chamaedaphne calyculata (L.) Moench), с примесью подбела {Andromeda polifolia L.) и голубики (Vacciniutn uliginosum L.). По поверхности моховой дернины обильно разрастается клюква (Охусоссш palustris Pers.). Рассеянно встречаются морошка (Rubus chamaemorus L.J, брусника (Vaccinium vitis-idaea L.)3 пушица (Eriophorum vaginatum L.), а также гипновые мхи: Polytrichum striatum Sm., Aulacomnium palustre (Hedw.) Schwaegr, Характерными элементами рямовых сообществ являются синузии лишайников из рода Cladina (Cladonia).
Фитоценозы рямового типа формируются на болотных торфяных почвах со средней (100-200 см), или глубокой ( 200 см) торфяной залежью.
Крупнососново-кустарничково-сфагновые биогеоценозы - «рослые рямы » (г2). представляет собой тип олиготрофных лесных болот с хорошо развитым древесным ярусом. В пределах обследованного ключевого участка рослые рямы формируют окраины выпуклых олиготрофных болотных массивов на контакте заболоченных мелколиственных лесов и рямов в полосе суходольного заболачивания. На фоне лесных массивов и гарей рослые рямы выделяются в виде изолированных округлых болотных массивов до 50 м и более в поперечнике. Уровень болотных вод стоит в среднем на глубине 40-50 см ниже поверхности микропонижений, опускаясь в сухие годы до 80-100 см.
Рослый рям характеризуется гомогенной или мозаичной структурой растительного покрова, представленного крупнососново-осоково-кустарничково-сфагновым сообществом. Высота древесного яруса, образованного Pinus sylvestris f. ultginosa составляет 8-10(15) м, средний возраст 150 лет, сомкнутость крон - 0,3-0,7. Подрост представлен в основном сосной {Pinus sylvestris L.)y с незначительным участием березы. Микрорельеф кочковатый. Кочки занимают 40-60 % поверхности, высота кочек 0,4-0,6 м, диаметр 0,5-1,3 м. Травяно-кустарничкоаый ярус развит очень пышно и образован олиготрофными видами: Ledum palustre, Chamaedaphne cafyculata, с участием Rubus chamaemorus, Vaccinium vitis-idaea. Характерно присутствие осоки {Carex globularis L.) с проективным покрытием 10-15 %. В сплошном моховом покрове доминируют Sphagnum angustifolium и S. magellanicum, с участием S. fuscum по наиболее повышенным элементам микрорельефа (его доля невелика, около 1 %). Почвенный покров сформирован верховыми торфяными почвами на мелких торфах (с 50-100 см глубиной залежи).
