Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Болота и биосфера

РОЛЬ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА В РАЗВИТИИ ДРЕВЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ВЕРХОВЫХ БОЛОТАХ НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ

 

 

Содержание:

 

1.     Растительность фитоценозов верховых болот

2.     Болотная сосна

3.     Древесная растительность как фитоиндикатор гидрологических условий болот

 

 Смотрите также:

 

Болотоведение

 

болото

 

Жизнь болот

 

Мхи

 

мхи

 

Биосфера

 

Е. А. РОМАНОВА

 

Огромные площади заполненных органической массой верховых болот в настоящее время считаются пока бросовыми землями как для сельского, так и лесного хозяйства. Между тем известно, что растущая на неосушенных верховых болотах в оптимальных условиях (при глубине торфа до 3 м) сосна достигает высоты 20 м. Поэтому часть территории, занятая верховыми болотами, является потенциальной площадью для разведения сосновых лесов высокой производительности. С этой целью рассмотрим фитоценологические и гидрологические характеристики сосновых фитоценозов, произрастающих на верховых болотах в естественных условиях.

 

Растительность фитоценозов верховых болот

 

Древесная растительность фитоценозов верховых болот представлена только сосной. Внимание многих ученых фитоценологов, лесоводов и гидрологов уже давно привлекал вопрос о причинах угнетенности сосны на болотах. Еще в работах В. Н. Сукачева (1905), М. М. Юрьева (1911), Р. И. Аболина (1915) рассматривалась взаимосвязь между приростом сфагнума и сосны в различных формациях моховых болот. Авторы пришли к выводу, что прирост сосны в высоту обратно пропорционален приросту толщины сфагнового покрова. Это сопряжено с повышением обводненности болот, так как с нарастанием сфагнума поднимается уровень грунтовых вод. Тогда корневая шейка и расположенные вблизи нее корни растений попадают в зону постоянного переувлажнения, наступает кислородное голодание, что вызывает угнетение, а в известных случаях и гибель деревьев. На это обратили внимание в своих работах В. Д. Лопатин (1947) и К. Е. Иванов (1957).

 

В более поздней работе Н. Г. Солоневич (1959), посвященной исследованию в болотных местообитаниях корневой системы сосны высотой до 3 м, показано следующее. Несмотря на различную глубину залегания корневой шейки (вплоть до 60—70 см), наиболее молодая и физиологически активная часть корневой системы сосны располагается в верхней части корнеобитаемого слоя — на глубине 3—8 см от поверхности мохового покрова. Эта особенность расположения корневой системы в равной степени свойственна как подросту, так и взрослым деревьям, благодаря чему сосна на болотах может приспосабливаться к обитанию в условиях относительно высокого положения уровня грунтовых вод и постоянного нарастания сфагнового покрова.

 

В зависимости от степени угнетения деревьев и условий местообитания на верховых болотах В. Н. Сукачев (1905) и Р. И. Аболин (1915) выделили и описали четыре экологические формы болотной сосны Pinus sylvestris L., а именно: f. uliginosay t. litwinowii, f. willkommii, f. pumila. Экологические формы сосны характерны не только для болот северо-запада, но, как впоследствии выяснилось, и для всей обширной зоны олиготрофных болот, включая Западную Сибирь. При этом указанные формы сосны тесно связаны с формациями болот: сосновой, сфагново- сосновой и сфагновой.

 

Поскольку болотным формациям свойственны определенные экологические условия, в частности характер водно-минерального питания, проточность, обводненность и влажность торфяного субстрата, постольку каждая из этих формаций обладает такими характерными гидрологическими признаками, как величина уклона поверхности болота, глубина стояния грунтовых вод, значение модуля проточности и т. п. Поэтому сомкнутость крон» высота и диаметр деревьев сосны определенной формы, характеризующие сосновую, сфагново-сосновую и сфагновую формации, служат хорошим фитоиндикатором гидрологических условий верховых болот. Можно увязать известные экологические формы сосны с основными формациями растительности верховых болот, дать им количественную оценку и одновременно сопоставить с наиболее важными гидрологическими факторами условий местообитания.

 

Болотная сосна

 

Пользуясь количественными характеристиками древесного яруса по 30 ранее исследованным нами болотам северо-запада (Романова, 1961), для различных формаций мы подсчитали среднее количество деревьев сосны различной высоты и диаметра, приходящихся на площадь в 1 га. При исследованиях отдельно учитывались деревья с живой кроной и сухостой на многочисленных учетных площадках размером 10-10 м, что позволило получить достаточно обоснованные результаты, которые приведены в таблице.

 

По данным таблицы видим, что древесный ярус в различных болотных формациях существенно различается по экологической форме сосны, их высоте, диаметру и среднему числу деревьев, а также по процентному отношению сухих деревьев к числу деревьев с живой кроной. Если принять в расчет только число живых деревьев высотой больше 1 м, то сосновая и сфагново-сосновая формации различаются между собой примерно на 25%, а сфагновая отличается от них уже в 2—3 раза. Кроме того, следует иметь в виду в рассмотренных формациях еще различные высоту и диаметр деревьев названных форм сосны. Весьма показательны и данные о сухостое сосны. Число сухих деревьев в сосновой формации составляет в среднем 10% числа деревьев с живой кроной, в сфагново-сосновой — 20%, а в сфагновой — до 23%.

 

В таблице соответственно болотным формациям и характеристике древостоя приведена также гидрологическая характеристика болот по таким важнейшим признакам, как среднегодовая глубина грунтовых вод, среднемноголетний модуль проточности деятельного слоя, уклон поверхности болота. Под деятельным слоем подразумевается верхний слой (толщиной 0,5— 0,7 м) торфяной залежи выше минимального уровня грунтовых вод, в котором все гидрологические процессы на болоте (сток, испарение, фильтрация, промерзание, оттаивание и др.) происходят интенсивнее.

 

Из таблицы также следует, что среднегодовая глубина грунтовых вод, которая характеризует обводненность болота, не одинакова в различных формациях. Наибольшая глубина соответствует сосновой формации с более развитым древесным ярусом сосны f. uliginosa. В других формациях среднегодовая глубина грунтовых вод промежуточная, причем она хорошо увязывается с формами сосны litwinowii и willkommii.

 

Аналогичное соотношение наблюдается и по величинам уклонов поверхности, которые характеризуют прочность болота. Сосновой формации соответствуют наибольшие уклоны, сфагновой — наименьшие.

 

Весьма показателен для гидрологической характеристики деятельного слоя торфяной залежи болота среднемноголетний модуль проточности (Иванов, 1957), под которым понимается водопропускная способность единицы ширины этого слоя при уклоне, равном 1,0, что численно является произведением коэффициента фильтрации на толщину фильтрирующего слоя в деятельном горизонте. По данным таблицы видно, что величина модуля проточности болотных формаций находится в тесном соответствии с другими гидрологическими показателями и соответствующими количественными данными по древостою сосны как фитоиндикатора.

 

Ранее отмечалось, что экологические формы болотной сосны хорошо различаются по внешнему виду ствола, форме крон, высоте, диаметру и возрасту деревьев, а также по другим признакам. Однако подобные отличия являются результатом индивидуального приспособления сосны к условиям существования на болотах. Названные признаки не передаются по наследству, поэтому различные формы болотной сосны не самостоятельные разновидности.

 

Это подтверждается также данными Р. И. Або- лина (1915) и Н. П. Кобранова (1912) о том, что угнетенные болотные сосны при естественном улучшении дренажа или после осушения болота развиваются лучше: увеличивается годичный прирост деревьев, длина хвои, в конечном счете изменяется сама форма сосны от более угнетенной к менее угнетенной или в иных условиях наоборот. Это подтверждается также тем, что для всех формаций верховых болот и для всех форм сосны, развивающихся в естественных условиях, существует одна усредненная зависимость между высотой и диаметром деревьев, которая получена на основании наших наблюдений (Романова, 1960).

 

Древесная растительность как фитоиндикатор гидрологических условий болот

 

Все изложенное подтверждает вывод о том, что древесная растительность на верховых болотах служит хорошим фитоиндикатором гидрологических условий болот. Отметим, что экологическая форма сосны, ее средняя высота и диаметр, сомкнутость крон и среднее количество деревьев на 1 га служат количественными показателями гидрологических условий как при наземных обследованиях болот, так и при дешифровке их на аэрофотоснимках. Это существенно упрощает и удешевляет обследование и таксацию болот на больших площадях, особенно в малодоступных районах. Полученные результаты можно использовать также для планирования лесомелиоративных мероприятий.

 

В заключение необходимо отметить следующее. Сосновые формации с лучшим древостоем сосны (f. uligino- sa и f. litwinowii), приуроченные к склоновым частям верховых болот с наибольшими уклонами поверхности, являются первоочередными для наиболее эффективных лесомелиоративных мероприятий.

 

При проведении лесомелиоративных мероприятий на верховых болотах с целью повышения продуктивности лесов необходимо учитывать приведенные ранее оптимальные гидрологические условия, в которых сосна дает более высокие показатели на естественных неосушенных болотах 4.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

Аболин Р. И. Болотные формы Pinus sylvestris L.— Труды Ботан. музея Рос. акад. наук, 1915, вып. XIV, с. 62—81.

Иванов К. Е. Основы гидрологии болот лесной зоны. Л.: Гидрометеоиздат, 1957, с. 500.

Кобранов Н. П. К вопросу о происхождении болотной сосны.— Изв. Лесного ин-та, 1912, вып. XXIII, с. 79—155.

Лопатин В. Д. О причинах безлесья болот.— Вестн. ЛГУ, 1947, № 9, с. 32—42.

Романова Е. А. О связи между растительностью, верхними слоями торфяной залежи и водным режимом верховых болот Северо-Запада.— Труды ГГИ, 1960, вып. 89, с. 92—122.

Романова Е. А. Геоботанические основы гидрологического изучения верховых болот. Л.: Гидрометеоиздат, 1961, с. 244.

Солоневич Н. Г. К вопросу об экологических формах сосны обыкновенной (Pinus sulvestris L.).—Труды Карел, фил. АН СССР, 1959, вып. 15, с. 139—146.

Сукачев В. Н. О болотной сосне.—Лесной журн., 1905, № 3, с. 354—372.

Юрьев М. М. К вопросу о взаимоотношениях между приростом сфагнового ковра и сосны в различных формациях моховых болот.— Труды студ. кружка физ.-мат. фак. СПб. ун-та, 1911, вып. 3, с. 67—88.

 

Болотная сосна

Болотная сосна

 

 

К содержанию книги: Значение болот в биосфере

 

Последние добавления:

 

Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза

 

Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников       Костычев. ПОЧВОВЕДЕНИЕ

 

Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы     Почвоведение - биология почвы

 

Происхождение и эволюция растений     Биографии биологов, агрономов