big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Гидрологические факторы заболачивания суши

Изучение разрезов многих торфяников показывает, что развитие болот нередко начиналось с лесной стадии, со смены леса болотом. Увеличение мощности торфяных отложений сопровождалось разрастанием болот в стороны и увеличением площади заболачиваемой суши, в основном лесных земель, граничащих с торфяниками.

О сильной заболоченности северных лесов еще в конце прошлого — начале нынешнего столетий писали Г. И. Танфильев (1888, 1889, 1900), А. Ф. Флеров (1899), А. К. Каяндер (Cajander, 1913) и др. В трудах этих ученых уделялось много внимания процессам вытеснения лесных земель болотами. Наиболее глубокий анализ этого явления применительно к лесной зоне Европейской России был сделан В. Н. Сукачевым (1914, 1926, 1934), рассматривавшим его не односторонне, а как взаимоотношение леса и болота. «Если принять во внимание, что подавляющее количество болот СССР лежит в лесной зоне и непосредственно соприкасается с лесом, — писал Сукачев (1934, с. 277), — то станет понятным, насколько важно учесть взаимоотношения между этими двумя типами растительности. К этому надо добавить, что значительная часть лесов в той или иной мере заболочена». И дальше: «Сплошь и рядом можно видеть также заболачивание лесов в соседстве с уже существующими болотами и можно наблюдать, как в данном случае заболачивание леса есть результат разрастания болота. Это явление столь обычно, что может возникнуть вопрос, возможно ли вообще заболачивание лесов вне связи с существующими уже болотами» (Там же, с. 287).

Позднее явления интенсивного заболачивания лесов отмечались С. С. Архиповым (1932, 1934), Ф. В. Самбуком (1932), А. Д. Дубахом (1933), М. П. Елпатьевским (1936) и многими другими исследователями.

Заболоченные леса, болота и периодически переувлажняемые земли Европейского Севера СССР в пределах Архангельской, Вологодской и Мурманской областей, Карельской и Коми АССР занимают свыше 39% площади Государственного лесного фонда этих областей и республик, что в абсолютном выражении превышает 40 млн. га (Сабо, 1980). В то же время на долю разведанных торфяников или торфяных месторождений, выделяемых по глубине торфяной залежи более 0,7 м в неосушенном состоянии, приходится только 4,2 млн. га (Оленин, Хорошев, 1977). Следовательно, более 80% всей заболоченной территории занимают маломощные торфяные болота, заболоченные и временно переувлажняемые минеральные земли.

Естественно дренированное болото с зарослями кустарниковых берёз на юге Тюменской области

В развитии болотообразования, рассматриваемого как взаимоотношение леса и болота, выступают две противоречивые тенденции — заболачивание и разболачивание, которые реализуется через посредство влажности грунта. При сильной обводненности, подавляющей аэробные процессы, вызывающей оглеение грунта и накопление торфа, лесная экосистема постепенно сменяется болотной. При уменьшении степени обводнения и улучшении кислородного режима торфяной почвы происходит надвигание леса на болото, т. е. смена болотной экосистемы болотно-лесной.

В современных условиях таежной зоны преобладает наступление болот на лесные земли (Нейштадт, 1979; Караваева, 1982, и др.), однако необходимо признать и обратное тормозящее влияние леса на процесс болотообразования, что подтверждается многими фактами. Поэтому было бы неправильно приписывать современному болотообразованию катастрофический характер, грозящий повсеместным вытеснением лесов болотами. Данные Мальмстрема, Гранлунда, Ауэра (по Кацу, 1941) свидетельствуют о сокращении масштабов этого процесса. В нашей стране это подтверждается исследованиями Ц. И. Минкиной (1950) и наблюдениями автора (Пьявченко 1958, 1963).

Несомненно, значительную роль в сокращении заболачивания играют водная эрозия и положительные тектонические движения земной коры. В настоящее время необратимое заболачивание и накопление торфа происходят преимущественно вследствие роста существующих торфяных болот. Что же касается их новообразования, то оно наблюдается только в достаточно благоприятных для этого условиях. Такие условия создаются преимущественно в районах Севера и Северо-Запада Европейской части

Схема классификации гидрологических факторов заболачивания

СССР, Западной Сибири и Дальнего Востока с прохладным влажным климатом, особенно в зонах разгрузки грунтовых вод (Никонов, 1949, 1955; Залитис, 1976, 1982). Но если в северной половине Западносибирской низменности болотообразовательный процесс характеризуется поступательным развитием, то в южной ее части немало болот, прекративших интенсивное развитие, подвергающихся естественному дренажу и зарастающих лесной растительностью (рис. 3).

Ранее уже было сказано, что интенсивность процесса заболачивания определяется главным образом количественной стороной водного режима, т. е. изобилием влаги, а его экологический тип — качественной стороной, т. е. степенью минерализации воды, ее жесткостью. В свое время автор описал четыре разновидности современного заболачивания суши (Пьявченко, 1954): 1) поверхностное затопление периодического характера; 2) периодическое кратковременное торфонакопление; 3) временное заболачивание вырубок и лесных гарей; 4) прогрессирующее заболачивание необратимого характера. В дальнейшем эта классификация подверглась некоторому уточнению (Пьявченко, 1963), и здесь она дается в дополненном виде (рис. 4).

Источником заболачивания суши могут служить циркулирующие в биосфере воды: аллювиальные, жесткие и мягкие грунтовые, атмосферные. Разумеется, в трех первых случаях принимают участие и нетрансформированные атмосферные воды, выпадающие непосредственно на поверхность болота, но на фоне преобладания первых они имеют лишь второстепенное значение.

Рассмотрим особенности переувлажнения и заболачивания, свойственные каждой разновидности, не вдаваясь в подробный анализ изменений, протекающих в минеральном профиле подзолистых почв. Разносторонние исследования в этом направлении проведены А. А. Немчиновым (1949), рассматривавшим заболачивание суши с точки зрения единого почвообразовательного процесса, включающего в себя подзолистую и болотную стадии. Заболачивание суши и образование торфянистых и торфяных почв описаны в книге А. А. Роде (1955). Развитие этого процесса под влиянием роста уже существующих болот в Западной Сибири показано в работе Н. А. Караваевой (1982).

1. Заболачивание под влиянием аллювиальных вод, т. е. вод весенних разливов рек и летних паводков (например, на Дальнем Востоке), встречается в поймах и затапливаемых низменностях. Аллювиальные воды всегда богаты наилком и растворенными в воде элементами питания растений, вследствие чего затопляемые почвы систематически обогащаются ими (Прозоров, 1961, 1965, 1974). Ежегодное, нередко неоднократное затопление аллювиальными водами, иногда на весьма продолжительное время, обусловливает обогащение грунта илистой фракцией, его сезонное переувлажнение, а часто и необратимое заболачивание понижений, в которых длительно застаивается вода. В этих условиях образуются болота низинного типа, сложенные главным образом высокозольным вейниковым или осоково-вейниковым торфом мощностью до 1,5 м, средней и нередко хорошей степени разложения. Такие торфяники весьма характерны для марей Среднеамурской низменности.

В растительном покрове болот эдификаторами являются только вейник Лангсдорфа (Calamagrostis langsdorfii) и осока дернистая (Сагех caespitosa). Другие травянистые растения встречаются в виде небольшой примеси. К ним относятся некоторые виды осок и злаков, сабельник болотный, хвощ топяной, дудник Максимовича, соссюрея амурская, калужница плавающая, валериана лекарственная, лобелия сидячелистная и некоторые другие. Слаборазвитый моховой покров представлен некоторыми зелеными (гипновыми и отчасти евтрофными) сфагновыми мхами. Древесный ярус на болотах отсутствует. Из кустарников встречаются береза овальнолистная, спирея иволистная, ива черничная.

Содержание зольных элементов в травяных торфах, отложенных осоково-вейниковыми фитоценозами, колеблется от 20 до 70% на абсолютно сухое вещество; кислотность (рН солевой вытяжки) 4—4,3.

В Европейской части страны болота аллювиального генезиса сравнительно редки. Они имеют некоторое распространение в долине Волги, где их образование связано с продолжительным застоем воды в понижениях по окончании половодья. Все они имеют малые размеры и относятся к низинному типу с торфом высокой минерализации (Пьявченко, 1951). В поймах рек черноземной полосы и юга лесной зоны с более кратковременным половодьем болота чаще имеют смешанный характер водного питания: грунтовый — основной и аллювиальный — дополнительный, временный, обусловливающий засорение торфа минеральными примесями, а при интенсивном развитии аллювиального, а нередко и делювиального процесса — погребение торфяников наносным грунтом (Пьявченко, 1958).

В случае кратковременного, сезонного переувлажнения почвы аллювиальными водами, не вызывающего образования болот и гибели древесной растительности, на таких местообитаниях формируются влажные леса: на севере — из ели, березы, серой ольхи, ивы, в лесостепи — из черной ольхи с участием ивы и березы. В Карелии такие леса описаны С. П. Усковым (1930), ф. С. Яковлевым и В. С. Вороновой (1959). Кратковременность затопления и хорошая проточность почвенной воды благоприятствуют формированию ельников довольно высокой продуктивности. В случае неблагоприятных для древесной растительности условий (длительное затопление и отложение наносов) формируются пойменные луга, нередко с кустарниками ивы.

2. Жестководно-грунтовое заболачивание (солигенное) наблюдается в районах распространения основных пород или карбонатной морены под влиянием разгрузки подземных вод в поймах рек и речек, в задернованных оврагах (балках) и других депрессиях рельефа.

Периодическое, временное заболачивание земель жесткими грунтовыми водами — явление малораспространенное. Оно наблюдалось нами в подзоне южной тайги и лесостепи Западной Сибири (Пьявченко, Кощеев, 1955; Пьявченко, 1963) и Оренбургской области, в районе Бузулукского бора (Пьявченко, Козловская, 1958). Причина его — внутривековые колебания уровня грунтовых вод. Озера и болота в результате подъема водного уровня существуют 3—4 десятилетия, а с понижением уровня они сменяются лесной или луговой растительностью.

На севере периодическое заболачивание жестководного характера имеет место в районах распространения основных пород и карбонатной морены. Оно связано с колебаниями уровня почвенно-грунтовых вод весной и иногда осенью в неглубоких сточных ложбинах и на пологих склонах. В периоды переувлажнения почвы процесс заболачивания активизируется, а с понижением водного уровня летом приостанавливается или затухает. Таким образом, корнеобитаемый горизонт почвы длительно находится в аэробных условиях и растительные остатки подвергаются интенсивному разложению. На таких местообитаниях с плодородными торфянисто-перегнойными почвами обычно формируются ельники крупнотравные и чернично-разнотравные с участием березы и ольхи.

Необратимое заболачивание жесткими грунтовыми водами распространено гораздо шире. Оно характерно для речных пойм, глубоких сточных ложбин, подножий склонов, приозерных низменностей, постоянно увлажняемых подземными напорными водами. Этот тип заболачивания земель описан нами в бассейне Северной Двины, на юге Архангельской области, на севере Вологодской (Пьявченко, 1957; Пьявченко, Сибирева, 1962); он наблюдался также и в подзоне северной тайги Архангельской области и средней тайги Карельской АССР.

Начинается это заболачивание, как правило, со стадии открытого осоково-тростникового, гипново-осокового болота или даже зарастающего водоема. Лишь с накоплением достаточной толщи торфа болото покрывается лесной растительностью.

Исследования автора показали, что эволюция торфяников жестководно-грунтового питания ведет иногда не к развитию или усилению болотного процесса, а к его постепенному затуханию — смене болотных экосистем лесо-болотными. Однако в климатических условиях таежной зоны усиление роли атмосферного питания болота и связанное с этим обеднение торфяной почвы карбонатами кальция обычно вызывают появление мезотрофных сфагновых мхов, которые могут захватить господствующую роль в растительном покрове и вызвать переход болота в мезотрофную фазу развития.

Болота жестководно-грунтового питания широко распространены в лесостепной полосе Европейской части, СССР и Западной Сибири, где они

залегают в местах разгрузки подземных грунтовых вод — в речных поймах и овражно-балочной сети. Богатство грунтовой воды и почвообразующих лёссовидных пород карбонатами кальция и другими солями (табл. 6) явилось причиной образования в этих условиях почти исключительно болот и торфяных залежей низинного типа. Участие в питании пойменных болот воды речных разливов, а овражно-балочных — воды поверхностных, или делювиальных, вод, приносящих наилок, обусловило мощное развитие в болотах травяных и лесо-травяных ценозов, значительную засоренность торфа минеральными примесями. Распашка же склонов речных долин благоприятствовала их эрозии и отложению на поверхности уже сформировавшихся торфяников минеральных наносов, иногда значительной мощности (до 1 —1,5 м).

3. Заболачивание мягководно-грунтового характера имеет широкое распространение в северо-западных и северных областях лесной зоны, где карбонатные породы отсутствуют или слабо представлены. В основном это районы Карелии и Кольского полуострова и в меньшей степени севера Архангельской области и Коми АССР.

В Карелии эта разновидность заболачивания обусловливается преимущественным распространением кислых коренных и четвертичных пород, содержащих мягкие грунтовые воды трещинного генезиса и верховодку. С этим связана частая встречаемость заболачивания мезотрофного характера в долинах речек, сточных ложбинах и приозерных низменностях. Его отличительная особенность — обилие в растительном покрове сфагновых мхов, в том числе мезотрофных и олиготрофных — Sphagnum nemoreum, S.fallax, S.obtusum, S.angustifolium, S.magellanicum, наряду с хорошим развитием яруса осок, пушицы, шейхцерии и других травянистых растений с широкой экологической амплитудой по отношению к кислотности среды и ее богатству элементами минерального питания, а также психрофильных кустарничков — багульника, хамедафне, андромеды, клюквы. Древесный ярус, если он есть, состоит из сосны и березы, иногда с участием угнетенной ели.

Мягководное питание образующегося болота при отсутствии минеральных наносов со стороны, обусловливает низкую зольность торфа (3—5%), повышенную кислотность (рН солевой вытяжки 3,5—4,5) и малую степень разложения, обычно около 15—25%. Разложение растительных остатков в мезотрофных условиях тормозится не только высокой водонасыщенностью сфагново-мохового покрова, затрудняющей поступление кислорода, но и кислотностью субстрата, угнетающей жизнедеятельность почвенных организмов-сапрофагов — деструкторов растительного опада.

К этой разновидности водного питания относятся болота типа аапа, распространенные на северо-западе Европейской части РСФСР, на средней Печоре и в некоторых других пунктах нашей страны.

Заболачивание лесных земель под воздействием мягких грунтовых вод подразделяется на периодическое и необратимое. Периодическое заболачивание не имеет широкого распространения, так как большая роль сфагновых мхов в этом процессе часто обеспечивает преемственность между периодическим и необратимым болотообразованием. Этому благоприятствует и влажность климата таежной зоны, способствующая сохранению и нарастанию сфагнового покрова даже в периоды некоторого понижения уровня грунтовых вод.

В условиях периодического заболачивания понижений под влиянием мягководно-грунтового увлажнения образуются главным образом низкопродуктивные сосново-березовые и сосново-елово-березовые леса на торфянисто-подзолисто-глеевых почвах мезотрофного типа.

Заболачивание мягководно-грунтового характера часто неотличимо от атмосферного, и поэтому его изучению уделялось мало внимания. Но, как показывают исследования на Киндасовском стационаре в южной Карелии (Орлов, Эрте, 1982), роль мягководно-грунтового питания в образовании и развитии болот значительно больше. Большей частью в условиях избыточного увлажнения почв Севера атмосферной водой мягководно-грунтовое и атмосферное заболачивание реализуются совместно посредством нарастания сфагновых мхов и надвигания болот на лесные опушки.

4. Заболачивание атмосферного генезиса (омброгенное) представляет собой наиболее широко распространенный тип болотообразования на нашем Севере и Северо-Западе. С ним связано образование верховых (олиготрофных) торфяников, их разрастание и наступление на прилегающие суходолы. «На севере во многих местах слышен вопль местных жителей,— писал В. Н. Сукачев,— что мох лезет на пашню, луг или лес, что там, где еще недавно была культурная земля, теперь расстилается болото. Этот процесс во многих местах происходит прямо на глазах» (1926, с. 34).

Основной причиной заболачивания данной разновидности служит избыточное увлажнение почвы снеговыми и дождевыми водами при недостаточном испарении и стоке. Так, по В. В. Романову (1962), количество осадков за год и испарение с верховых болот за апрель — сентябрь характеризуются такими цифрами: Северная Карелия: Лоухи — осадки 447 мм, испарение 251 мм; Кемь — осадки 486 мм, испарение 271 мм. Архангельская обл.: Архангельск — осадки 470 мм, испарение 260 мм; Онега — осадки 529 мм, испарение 270 мм; Коми АССР: Усть-Цильма — осадки 444 мм, испарение 21.5 мм; Сыктывкар — осадки 500 мм, испарение 285 мм.

Эти цифры свидетельствуют, что в указанных пунктах и прилегающих к ним местностях годовое количество атмосферных осадков примерно на 200 мм превышает испарение за вегетационный период. Следовательно, на участках суши с необеспеченным стоком и водоупорным глинистым грунтом или с близким к поверхности зеркалом грунтовых вод (на песках) заболачивание почти неминуемо.

В заболачивании под влиянием избытка атмосферных осадков хорошо выражены разновидности: периодическое (временное) и необратимое.

Периодическое избыточное увлажнение и заболачивание лесов таежной зоны имеет очень широкое распространение. Эту разновидность заболачивания, в свою очередь, можно подразделить на два варианта: 1) связанный с периодическим колебанием влажности климата и 2) вызываемый нарушением баланса влаги в почве под влиянием уничтожения лесного покрова вырубкой или пожаром на низменных участках с близким к поверхности уровнем почвенно-грунтовых вод.

Первый вариант проявляется во влажные годы, когда многочисленные мелкие депрессии рельефа переувлажняются и покрываются болотной и полуболотной растительностью. Он изучался автором на боровой террасе Вычегды (Пьявченко, 1957). Было выяснено, что интенсивное заболачивание развивается в более глубоких частях понижений, увлажняемых обильнее. В них формируются долгомошно-осоковый, долгомошно-сфагновый или осоковый растительные покровы. Мощность торфянистого слоя незначительная. Депрессии в связи с прерывистостью атмосферного увлажнения и небольшой глубиной часто пересыхают и процесс заболачивания приостанавливается. В засушливые годы наблюдается даже выгорание накопившихся торфянистых отложений. В описываемом случае временное заболачивание многочисленных плоских понижений с атмосферным увлажнением не имеет поступательного характера, но обводнение их во влажные годы создает впечатление очень сильного заболачивания. По-видимому, вследствие этого описанное С. С. Архиповым (1932, 1934) сильное заболачивание лесов Котласского леспромхоза не было подтверждено нашими позднейшими исследованиями (Пьявченко, 1957).

К аналогичному выводу еще раньше пришел А. А. Немчинов (1949), который рассматривал заболоченные почвы Севера «не как кратковременные явления, быстро переходящие в болота, а как устойчивые образования со стабильностью в содержании органического вещества. Подтверждается это прежде всего громадными площадями заболоченных почв на Севере, значительно превышающими площади болот. Указания на быстро прогрессирующую заболоченность Севера сильно преувеличены» (с. 575).

Второй вариант временного заболачивания изучался А. Л. Кощеевым (1953, 1955), В. А. Буренковым, А. Л. Кощеевым, Н. Н. Мальчевской (1934), А. П. Маляновым (1939) и некоторыми другими авторами. По Кощееву (1955), после вырубки леса содержание влаги в почве значительно возрастает, главным образом в связи с прекращением ее транспирации древостоем. Если до рубки леса в Ленинградской области возможный транспи-рационный расход влаги 95—100-летним древостоем достигал 432 мм, то на рядом расположенной одногодичной вырубке он составлял за вегетационный период только 170—180 мм, а свободный остаток достигших почвы осадков равнялся 470—480 мм. В связи с этим на вырубках в, черничных типах леса влажность верхнего горизонта почвы в первый же год становится близкой к полной влагоемкости, аэрация — минимальной, а на вырубках в долгомошниках вода в большом количестве накапливается в живом моховом покрове.

«Пока покров состоит из кукушкина льна, — пишет А. Л. Кощеев (1955, с. 32),— влажность на вырубке и запасы избыточной воды, как правило, относительно небольшие; при смешанном покрове (кукушкин лен и сфагнум) запасы влаги уже заметно больше даже в летнее время, а в стадии господства сфагнума влажность вырубки наибольшая. Поэтому, чем сильнее заболачивается вырубка, тем больше увеличивается количество влагоемкой органической массы и избыточной влаги, удерживаемой мхами».

По наблюдениям А. Л. Кощеева, иногда господство кукушкина льна длится 8—10 лет, но такого избытка влаги, который характерен для сфагнового покрова, не отмечается. Нередко смена первого мха вторым затягивается на несколько лет, а иногда и вовсе не происходит вследствие недостаточной влажности субстрата. Наблюдаются также случаи появления сфагнума сразу после рубки, без стадии кукушкина льна. А. Л. Кощеев связывает это или с бедностью почвы питательными веществами, или с наличием развитого слоя, содержащего грубый кислый гумус.

Изучая процесс возобновления леса на временно заболоченных вырубках, А. Л. Кощеев отметил, «что возобновление по количеству и качеству древесных пород очень часто не уступает возобновлению тех же пород на участках, не подверженных заболачиванию (1955, с. 69). Причину этого он видит в способности ряда древесных пород, в том числе ели, березы, осины, рябины, крушины, ольхи и др., образовывать на стволе придаточные корни. Чем выше моховой покров погребает нижнюю часть ствола, тем на большей высоте появляются придаточные корни, разветвляющие свои окончания в аэрируемом поверхностном слое почвы (рис. 5).

В. А. Буренков, А. Л. Кощеев и Н. Н. Мальчевская (1934) выяснили, что к 20—25 годам возобновляющегося древостоя процесс заболачивания заметно ослабевает и может даже полностью прекратиться. Древостой содействует разболачиванию вырубок путем: а) иссушения самых верхних горизонтов почвы и отмершего мха, где в этот период сосредоточена основная масса корней древесных пород (транспирационный расход влаги древостоем в это время достигает большой мощности); б) сильного затенения и изменения световых условий в худшую для мохового и травяного покровов сторону; в) механического воздействия опада древостоя, покрывающего моховой покров хвоей, листьями и другими древесными остатками.

К 30-летнему возрасту возобновляющегося древостоя заболачивание

Придаточные корни на стволе ели

отчетливо приостанавливается, а в 40—55 лет от былого процесса сохраняются лишь следы в лесной подстилке в виде прослоек полуразложившегося сфагнума.

Исходя из сказанного, можно предполагать, что числящаяся в составе лесомелиоративного фонда площадь заболоченных земель завышена. По-видимому, многие заболоченные площади относятся к временно переувлажняемым весной или во влажные годы понижениями и даже к плоским равнинам с минеральными или слабо оторфованными почвами и не нуждаются в осушительной мелиорации. В частности, к разряду таких земель относится преобладающая часть долгомошных типов леса. Площадь их очевидно, преувеличена за счет отнесения к ней лесов с долгомошно-черничным и долгомошно-сфагновым покровом. Кроме того, в нее вошли, видимо, сухие долгомошники пожарного происхождения, представляющие собой стадию восстановления растительного покрова, уничтоженного пожаром.

Как показывают исследования (Мелехов, 1954; Ниценко, 1954; Пьявченко, 1952, 1955а, б; Чертовской, 1963), такие вторичные долгомошники, несомненно, преобладают среди долгомошников вообще и не относятся к заболоченным лесам. Что касается сырых лесов, относимых к долгомошному типу, то они встречаются обычно небольшими участками или полосами на периферии сфагновых болот, а также в различных депрессиях с бедной почвой. Большей частью такие долгомошники представлены чернично-долгомошным, осоково-долгомошным и сфагново-долгомошным подтипами.

Необратимое заболачивание и торфонакопление, связанное с переувлажнением грунта атмосферной водой, широко распространено на Европейском Севере и Северо-Западе СССР. Его развитие обусловлено названным ранее взаимодействием таких факторов, как существенное превышение приходной статьи водного баланса над расходной, геоморфологические условия, наличие неглубокого водоупора.

В современный период заболачивание суши происходит главным образом вследствие расширения в стороны растущих сфагновых торфяников. Это заболачивание Н. А. Караваева (1982) назвала аллохтонным в противоположность заболачиванию автохтонному, не связанному с ростом торфяников. В условиях равнинного рельефа разрастание болот вширь происходит довольно быстро. По свидетельству Р. П. Спарро (1925), сфагновое болото в Горецкой лесной даче БССР расширялось в течение 17 лет в среднем более чем на 10 м в год. В южной части дачи оно захватило за 12 лет площадь свыше 25 га, покрыв ее слоем мха толщиной 48 см.

На Западно-Сибирской равнине размер ежегодного заболачивания за 8 тыс. лет колебался от 5777 до 12 694 га и в среднем составил 9867 га (Нейштадт, 1979). По нашим подсчетам, средняя скорость заболачивания территории Карельской АССР за период 7 тыс. лет составило около 700 га в год. Конечно, приведенные здесь средние цифры весьма условны, ибо наиболее интенсивное развитие болот относится к предшествующим периодам голоцена.

В настоящее же время, как уже сказано, процесс болотообразования в целом замедлился, в частности вследствие заполнения торфом большей части древних депрессий. Однако в северной части Карелии, Мурманской и Архангельской областей, Коми АССР и Западной Сибири этот процесс еще прогрессирует. Аэровизуальные наблюдения, проведенные нами летом 1978 г. в Калевальском и Кемском районах Карельской АССР, позволили констатировать довольно интенсивное наступление сфагновых болот на прилегающие леса и оценить степень заболоченности местами в 70—80% площади. Наземные исследования показали, что на контактах болот и смежных с ними лесов мощный сфагново-кустарничковый покров внедрился на десятки метров в лесные опушки.

Накапливая огромное количество воды, торфяник увлажняет и свою лесную периферию, способствуя тем самым ее заболачиванию. Под пологом леса возникает сплошной сфагново-моховой покров с сопутствующими ему гигрофильными травами и болотными кустарничками. Образующиеся травяно-сфагновая дернина и маломощный слой торфа, находясь большую часть вегетационного периода в переувлажненном состоянии, создают анаэробные условия в почве, что приводит к угнетению и усыханию в первую очередь более крупных старых деревьев, которые не могут адаптироваться к болотной среде. Молодые деревья и подрост быстрее реагируют на это: ель — образованием на стволе придаточных корней, а сосна — отрицательным геотропизмом проводящих корней — приближением к поверхности почвы их окончаний (Кощеев, 1955). Однако это обеспечивает возможность существования лесных деревьев только при сравнительно медленном нарастании торфа и более или менее регулярном понижении летом уровня почвенно-грунтовой воды, что обеспечивает улучшение кислородного режима в деятельном горизонте торфяной почвы.

В условиях влажного климата Севера и Северо-Запада нередко подвергаются заболачиванию хвойные леса и вырубки даже на плоских равнинах с необеспеченным или плохо обеспеченным стоком. Скопление весенней и дождевой воды в обширных микропонижениях уже создает условия для появления сфагновых мхов, осок и других болотных трав, внедряющихся в мезофильные лесные фитоценозы и образующих специфические мезо-гигрофильные растительные группировки заболоченных лесов.

В качестве характерных примеров приведем некоторые описания заболоченных еловых и сосновых фитоценозов Карелии. Заболоченные ельники описаны на периферии сфагновых болот в неглубоких плоских депрессиях с глинистым грунтом, благоприятствующим задержке стока и скоплению влаги. Обводненность их довольно сильная. Мощность торфяной почвы мезоевтрофного или мезотрофного типа 25—40 см, иногда несколько больше. Под торфом — оглеенный суглинок, в контактном с торфом слое — гумусированный. Древостой образован угнетенной разновозрастной елью и березой пушистой; сомкнутость крон 0,6—0,8, высота б—15 м, диаметр стволов 6—20 см.

В травяно-кустарничковом ярусе растут таволга вязолистная (Filipendula ulmaria), вейник Лангсдорфа (Calamagrostis langsdorfii), некоторые осоки, хвощ топяной (Equisetum limosum), вахта (Menyanthes trifoliata), сабельник (Comarum palustre), бодяк (Cirsium heterophylum) и др. На кочках и приствольных буграх встречаются лесные мезофиты: майник (Majanthemum bifolium), седмичник (Trientalis europaea), грушанки (Pyrola rotundifolia, Ramischia secunda), черника (Vaccinium myrtillus), брусника (V.vitis-idaea). Несплошной моховой покров образован сфагновыми (Sphagnum girgensohnii, S.warnstorfii, S. centrale), а также зелеными и бурыми лесными мхами.

По данным Г. А. Елиной (1977), ельники травяно-сфагновые, описанные ею на территории Киндасовского лесо-болотного стационара в Южной Карелии, богаты видовым составом растений: в них отмечено 22— 46 видов, при этом около половины их являются типично болотными.

Ельники начальной стадии болотообразования на периферии уже развитых торфяников встречаются в относительно богатых условиях минерального питания (табл. 7). Свидетельством сравнительно недавнего усиления заболачивания елового леса служат сухостойные стволы ели, достигающие в высоту около 20 м и в диаметре 36—40 см.

Заболоченные сосняки широко распространены как на периферии верховых и переходных болот, так и в замкнутых или слабопроточных понижениях рельефа. Довольно редкий древостой этих сосняков, сомкнутостью 0,4—0,6, обычно с участием березы пушистой, характеризуется VVa классами бонитета. Высота сосны 6—12 м, изредка больше, средний диаметр около 12 см. В подросте сосна, иногда ель. Подлесок в менее сырых местах состоит из ивы ушастой и рябины. В травяно-кустарничковом ярусе обычны багульник, хамедафне, голубика, клюква, вахта, сабельник, хвощи болотный и лесной, вербейник, подмаренник болотный, Иван-чай, осоки и такие лесные мезофиты, растущие на микроповышениях, как брусника, костяника (Rubus saxatilis), княженика (R.arcticus), майник, седмичник, грушанки и др. В моховом ярусе господствуют сфагновые мхи секций Acutifolia и Cuspidata, иногда с участием Sphagnum magellanicum. Характерно присутствие политриховых и дикрановых мхов, а местами на микроповышениях и Pleurozium schreberi.

Болотные сосняки представляют собой не только леса, берущие начало

от суходольных и трансформированные в результате заболачивания, они приходят на смену заболоченным ельникам по мере усиления болотообразовательного процесса, ухудшения кислородного режима и обеднения торфяной почвы элементами минерального питания.

Заболоченные ельники и сосняки, подобные описанным, в большинстве случаев нельзя рассматривать как устойчивые фитоценозы. Очевидно, это одна из стадий сукцессии, которая завершается вытеснением лесной растительности болотом.

По мере увеличения мощности торфяной залежи и ухудшения условий существования лесной растительности, главным образом деревьев, граница заболоченного леса с болотом все более отодвигается к периферии, вследствие чего возрастает площадь растущего безлесного или слабо облесенного олиготрофного торфяника. В свою очередь, подвергаются заболачиванию все новые полосы прилегающего леса. Но так как прирост торфяников в высоту крайне мал, скорость надвигания болот на прилегающие суходольные земли сильно зависит от крутизны склонов  впадины. При равнинном рельефе надвигание края болота на сушу будет заметно уже через 10-20 лет, в случае же некоторой крутизны склонов для этого потребуется гораздо больше времени. Приняв величину среднего годичного прироста торфяника даже равной 1 мм, получим следующую скорость наступления болота на прилегающий суходол: при уклоне края впадины 5° — 1 м за 100 лет, при уклоне 20° — 1 м за 400 лет, при уклоне 40° — 1 м за 800 лет.

С приобретением верховым торфяником выпуклой формы и с образованием достаточного уклона от высшей точки (динамического центра) к периферии поверхность его на склонах дифференцируется под влиянием стока на концентрические сравнительно сухие гряды и мокрые понижения между ними, которые еще В. Н. Сукачев назвал мочажинами. На сравнительно плоской, платообразной вершине крупных торфяников нередко формируются грядово-озерковые комплексы.

В стадии грядово-мочажинного и грядово-озеркового комплексов древесная растительность, представленная в основном болотными формами сосны, удерживается только на достаточно дренированных грядах и в периферийной полосе болота. Соглашаясь с К. Е. Ивановым (1975), нужно сказать, что в современных климатических условиях таежной зоны грядово-мочажинная структура болотного биогеоценоза является наиболее устойчивой, обеспечивающей эффективно действующую систему стока и сочетание экологических условий, благоприятствующих существованию всей гаммы биоморф и видов растительности олиготрофного болота. Иными словами, грядово-мочажинный комплекс представляет собой климаксовую стадию эволюции выпуклых болотных массивов верхового типа.

«Бросая теперь общий взгляд на развитие болот,— писал В. Н. Сукачев (1926, с. 126—127),— мы видим, что, какого бы ни было происхождения болото, оно стремится превратиться в сфагновое, а в пределах последнего при малых размерах болота заключительной ассоциацией является Pinetum sphagnosum, а при значительных — Sphagnetum magno pinosum или же комплекс Sphagnetum pumilo-pinosum». Последнее Сукачев связывает с сильной затрудненностью естественного дренажа крупных болотных массивов.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.