<<
>>

Динамика вертикальной скорости торфонакопления, биологической продуктивности болотных систем и темпов заболачивания


Известно, что величина линейного прироста торфа зависит от комплекса таких факторов, как климатические, орографические, гидрологические. Соотношение элементов теплового и водного балансов определяют величину биологической продуктивности, интенсивность процесса аккумуляции, а, следовательно, и скорость торфонакопления. Гидрологический режим через условия водно-минерального питания влияет на структуру болотных фитоценозов, и, в первую очередь, на соотношение жизненных форм, условия разложения растительных остатков и перехода их в торф.
Поэтому динамику скорости линейного прироста торфа можно рассматривать как показатель, который отражает изменение природных условий на протяжении торфонакопления.
Расчёт прироста торфа в целом по разрезам за весь период голоцена, а также за его отдельные отрезки (бореальный, атлантический, суббореальный, субатлантический) произведен по результатам абсолютных датировок нижних и верхних границ слоёв торфяных отложений соответствующей мощности. В случае отсутствия абсолютных датировок возраст слоёв устанавливался по результатам палинологического анализа. Для этой цели было выбрано более 65 опорных торфяных разрезов из различных природных зон Западной Сибири (табл. 18).
Корреляция прироста торфа в опорных разрезах позволила, во-первых, выявить особенности пространственной (зональной) динамики средних показателей линейного прироста торфа в целом по всему голоцену, во-вторых, показать временные

закономерности изменения этих показателей по периодам голоцена.
Максимальная величина линейной скорости торфонакопле- ния в целом по голоцену установлена для болотных систем подтайги (1,1 мм/год). Несмотря на то, что подтайга относится к зоне неустойчивого увлажнения (Мезенцев, Карнацевич, 1969), в этом регионе высокие показатели линейной скорости торфона- копления обусловлены значительной биологической продуктивностью, характерной для биогеоценозов лесного, древесно-травяно-мохового типов (табл. 19). В южной тайге, которая относится к зоне избыточного увлажнения (Мезенцев, Карнацевич, 1969), интенсивное торфонакопление обусловлено более благоприятными климатическими показателями и относительно высокой биологической продуктивностью болотных биогеоценозов сосново- кустарничково-сфагнового типа (рямов). Рямы на болотных системах в южной тайге занимают значительные площади. В южной тайге исключение составляют лишь низкие показатели линейной скорости торфонакопления (0,3—0,36 мм/год) в погребённых го- лоценовых торфяниках в долинах рек, где произошло сильное спрессовывание торфяной толщи (табл. 18).
В северном направлении величина этого показателя постепенно уменьшается. В средней тайге средняя скорость линейного прироста торфа составляет 0,57 мм/год, в северной — 0,37 мм/год, в лесотундре — 0,35 мм/год, в тундре — 0,31 мм/год (табл. 18).
На юге Западной Сибири, в лесостепи, особенно в займищах, процесс торфонакопления также замедлен — 0,73 мм/год (табл. 18). В этой зоне более интенсивно процесс торфонакопления протекает в рямах — 1,64 мм/год (табл. 18). Уменьшение торфонакопления в травяных займищах, несмотря на сравнительно высокую биологическую продуктивность травяных сообществ (табл. 19), связано с интенсивным разложением растительных остатков в условиях высокой теплообеспеченности и переменной увлажнённости. В рямах высокие показатели линейной скорости торфонакопления обусловлены более постоянным увлажнением и очень медленным разложением, а также значительной продолжительностью вегетационного периода.

Биологическая продуктивность болотных биогеоценозов, кг/га
Таблица 19

Географическая
приуроченность

Типы болотных биогеоценозов

Биологическая
продуктивность

Общая
фитомасса,
кг/га

Ежегодная
продукция,
кг/га

Северная тайга

Грядово-мочажинно-
озерковый

18,27

8,57

Средняя тайга

Грядово-мочажинный

38,31

17,80

Южная тайга

Сосново-кустарничково-
сфагновый

457,6

38,1


Сосново-тростниковосфагновый мезотрофный

546,61

59,49

Подтайга

Кустарничково-осоково- сфагновый мезотрофный

137,0

49,53

Лесной мезотрофный

1616,5

60,4


(Глебов, Толейко, 1975)


Лесной эвтрофный

1733,6

78,1


Безлесный эвтрофный

90,0

_


(Пьявченко, 1967)


Безлесный травяно-

150,0

40,6

Лесостепь

гипновый

(Базилевич, 1967) J


Крупнотравный

269,0

585,0 |


(Базилевич, 1967) |

С зональными вариантами средней скорости вертикального торфонакопления коррелирует пространственная дифференциация средних глубин торфяных отложений. Наибольшие средние глубины торфяных залежей выявлены для болот южной тайги — 2,8 м. В этой подзоне встречаются болота с глубиной торфа до 10—12 м. К северу и югу от подзоны южной тайги мощность торфяных отложений постепенно снижается. Пространственное изменение этих показателей объясняет и дифференциацию процессов заболачивания на интенсивное и замедленное торфонакопление.
Активное заболачивание характерно для таёжной зоны, где средняя скорость вертикального торфонакопления в течение голоцена более 0,8 мм/год (Лисе, Березина, 1981-а). Сходные данные относительно средней годовой величины линейного прироста торфяной толщи в аналогичной ботанико-географической зоне в северо-западной ландшафтной области европейской части России приводит Г. Ф. Кузьмин (1980).
Исключение составляет северная тайга Западной Сибири, где средняя скорость торфонакопления имеет более низкие показатели, что обусловлено как суровыми термическими условиями, так и особенностями онтогенеза самих болотных систем, в развитии которых доминирует стадия биогеоценозов грядово-мочажинно- озеркового типа, отличающихся наиболее низкими показателями биологической продуктивности (табл. 18, 19).
Современная активность процесса заболачивания в таёжной зоне обусловлена наличием здесь огромной массы болот (Лисе, Березина, 1980-а, б), что обеспечивает постоянный высокий уровень грунтовых вод на прилегающих к болотам лесных территориях и увеличение гидроморфности почв (Караваева, 1981). По-видимому, этим можно объяснить высокую интенсивность торфонакопления в подтайге, по условиям увлажнённости относящейся к зоне неустойчивого увлажнения.
В лесостепи торфонакопление замедленное. Средняя скорость торфонакопления в займищах лесостепи на протяжении голоцена не превышала 0,8 мм/год (Лисе, Березина, 1981-а). Замедленное торфонакопление в лесостепи в первую очередь обусловлено климатическими и гидрогеологическими факторами: этот регион относится к зоне недостаточного увлажнения.
Пространственная дифференциация торфонакопительного процесса по степени его интенсивности обусловливает и дифференцированный подход к прогнозу скорости заболачивания. Скорость торфонакопления различалась не только в пространстве, но и во времени, т. е. в разные периоды голоцена (рис. 72).
Динамика линейного прироста торфа по отдельным периодам голоцена характеризуется ритмичностью и определённой направленностью (табл. 20).
Максимальные значения вертикального прироста торфяных отложений (от 0,53 мм/год до 0,83 мм/год, в среднем


Рис. 72. Динамика линейного прироста торфа в голоцене в целом по Западно-Сибирскому региону





0,77 мм/год), независимо от типа залежи и территориальной приуроченности болот, установлены для бореального периода, что подтверждает мнение Н. А. Хотинского (1982) относительно термического бореального максимума в голоцене, характерного именно для Западной Сибири.
В атлантическом периоде наблюдается некоторое уменьшение прироста торфа: более заметное в северной тайге и менее выраженное в средней тайге (табл. 20).
Таблица 20
Динамика скорости линейного прироста торфа по периодам голоцена, мм/год
/>Периоды голоцена
Северная тайга

Средняя тайга

Лесо- I степь 1

Сёртынья (Хотинский, 1977)

Сытомно (Лисе, Березина, 1981-а)

Лукашкин Яр (Глебов и др., 1974)

Салымо-Юганское (Лисе, Березина, 1981-а)

lt;й
*В~
Н ф тЧ
Я«8
О о ^ К
S,
0,43

0 I Урна Ъ (Лисе, Березина, w | 1981-а)

Сырковое (Лисе, Березина, 1981-а)

Каянское
(Левина и др., 1987)

1 SA

0,47

0,43


0,56

0,65

0,7

SB

0,36

0,34

0,37

0,45

0,27

0,35

0,34

0,64

AT

0,34

0,35

0,45

0,66

0,66

0,42

0,57


ВО

0,53

0,83

0,83

0,83

0,83




Минимальный прирост торфяных отложений (0,27— 0,34 мм/год) отмечен для суббореального периода, когда климат был относительно сухим и холодным.
В субатлантическом периоде средняя скорость торфонакопле- ния снова несколько возрастает (до 0,53 мм/год), но не достигает величины, установленной для бореального периода. Более высокие показатели торфонакопления, отмеченные для субатлантического периода, можно объяснить тем, что верхний слой торфяных отложений менее уплотнён. В северной тайге, лесотундре и в тундре на мёрзлых буграх процесс торфонакопления вовсе прекращается.
Таким образом, в целом по голоцену выявляется следующая закономерность: в первую половину голоцена средняя вертикальная скорость торфонакопления отличалась более высокими показателями, чем во вторую половину. Это можно связать с изменениями климатических условий в сторону похолодания и увели-. чения континентальности.
На протяжении голоцена от бореального периода к современности наблюдается и сложная динамика аккумуляции органического вещества в торфе (Елина, 1983; Дзюба, 1988). Она является отражением не только изменения общих климатических тенденций, но и обусловлена направленностью сукцессий биогеоценозов болотных типов. Установлено, что растительные сообщества болотных биогеоценозов олиготрофных типов отличаются меньшей биологической продуктивностью по сравнению с продуктивностью растительных сообществ биогеоценозов эвтрофных и мезотрофных типов (табл. 19).
Аккумуляция органического вещества в торфе и продукционные процессы не всегда связаны пропорциональной зависимостью. Анализ тенденций продукционного процесса, реконструированного Г. А. Елиной (1983) для болот Карелии, показал, что величина производимого ежегодно органического вещества постепенно, но неоднозначно уменьшается от бореала к современности. Г. А. Елиной установлена и определённая связь общей усреднённой величины линейного прироста всей залежи с её стратиграфией. Но чётких связей прироста с видом или группой торфа не выявлено. Максимальный прирост (0,89 мм/год) имеют залежи верховые сфагновые, переходные и низинные травяные и травяно-моховые малой и средней степени разложения (10—25%). Средним линейным приростом характеризуются залежи переходные и низинные топяные, усложнённые небольшими по мощности прослоями древесных или пушицевых торфов. Минимальный прирост (0,54 мм/год) имеют верховые и переходные пушицевые и пушицево-сфагновые, переходные и низинные лесные и топянолесные залежи с повышенной степенью разложения (40—60% ).
Основываясь на тенденциях развития болот Западной Сибири, мы приходим к следующему заключению: прослеживается тенденция постепенного снижения продукционного процесса по мере трансформации болотных биогеоценозов эвтрофных типов в
мезотрофыые и олиготрофные. Эта закономерность также коррелирует с изменением климатических условий в сторону похолодания и увеличения континентальности.
Приведённые данные позволяют заключить, что пространственно-временные показатели скорости линейного прироста торфа, особенно в сочетании с такими данными, как величины степени разложения торфа, хронологические зонально-подзональ- ные рубежи трансформации болотных биогеоценозов эвтрофных типов в мезотрофные и олиготрофные, могут быть использованы в качестве индикаторов изменения климатических колебаний на протяжении голоцена. 
<< | >>
Источник: Под ред. В. Б. Куваева. Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение. 2001

Еще по теме Динамика вертикальной скорости торфонакопления, биологической продуктивности болотных систем и темпов заболачивания:

  1. ПРОДУКТИВНОСТЬ ОСУШЕННЫХ БОЛОТНЫХ НИЗИННЫХ ПОЧВВ СТАДИИ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕГРАДАЦИИ О.              А. Анциферова
  2. 3. Биологическая продуктивность экосистем
  3. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ПЛАНЕТЫИ РОСТ НАСЕЛЕНИЯ
  4. РОЛЬ БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМ В ДИНАМИКЕ ЛАНДШАФТОВУРБАНИЗИРОВАННЫХ РАЙОНОВ ПРИАНГАРЬЯ
  5. УСТОЙЧИВОСТЬ БОЛОТНЫХ СИСТЕМ
  6. Пространственно-временные закономерности развития болотных систем в голоцене
  7. Реконструкция развития болотных систем в голоцене
  8. История изучения болотных систем Западно-Сибирской равнины
  9. Закономерности развития болотных систем в голоцене
  10. Под ред. В. Б. Куваева. Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение, 2001
  11. СООТНОШЕНИЕ ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ И ТОРФОНАКОПЛЕНИЯ ВЗАБОЛОЧЕННЫХ ЛЕСАХ СРЕДНЕЙ И СЕВЕРНОЙ ТАЙГИ
  12. 15.4. ОСОБЕННОСТИ ГИГИЕНЫ ПТИЦЫ РАЗНЫХ ВИДОВ И НАПРАВЛЕНИЙ ПРОДУКТИВНОСТИ 15.4.1. КУРЫ ЯИЧНОГО НАПРАВЛЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ
  13. РАСТИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ IN VITRO ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПРЕПАРАТОВ ИЗ ТОРФА О.              А. Рожанская
  14. Вертикальная зональность
  15. Современные процессы заболачивания
  16. Вертикальная структура
  17. Вертикальные миграции рыб в морских водоемах
  18. Скорость почвообразования при вмешательстве человека