Лесостепные рямы Западной Сибири

Косых Н.П., Миронычева-Токарева Н.П., Вишнякова Е.К.

Заболоченность территории лесостепи Западной Сибири составляет в среднем 9%, а в отдельных районах  достигает  24% (Валуцкий, 2011). Структура растительного покрова лесостепи очень сложна. Зональные типы растительности – луговые степи и остепненные луга приурочены к повышенным элементам мезорельефа, на самом верху грив располагаются березовые колки. Глубокие западины межгривных депрессий заняты тростниковыми и осоковыми травяными болотами среди которых располагаются рямы. Растительность низинного болота представлена в основном сильно обводненными осоковыми и тростниковыми сообществами, с доминированием Phragmites australis, Carex appropinquata, C. cespitosa и Calamagrostis neglecta. По краям болота и вдоль ручейков формируются относительно густые заросли ивы с хорошо развитым травяным ярусом.

Луг между колками с Trommsdorffia maculata Остепненный луг возле Николаевского ряма  Остепненный луг с Iris sibirica
     
Iris sibirica  Березовый колок

  Carex cespitosa

     

  Carex appropinquata

 Маракинский рям  Николаевский рям, окраина
     
 Николаевский рям, центр Осоково-тростниковое займище у ряма Тростниковое болото займищного типа

 

Исследования торфяных отложений сфагнового ряма, расположенного на территории Барабинской низменности, показали, что переход болота в олиготрофную фазу в условиях северной лесостепи произошел в конце суббореального – начале субатлантического периодов и сопровождался похолоданием и повышением влажности климата. В настоящее время верховые болота лесостепной зоны в условиях переменного увлажнения, по‑видимому, имеют ограниченные ресурсы для прогрессивного роста, а также чувствительны к жестким антропогенным воздействиям и более мягким климатическим изменениям. Исследования и оценка экологического состояния лесостепных болот представляют большой научный и практический интерес. Особую значимость такие разработки могут иметь в связи с наметившимся в последнее время климатическим трендом в сторону аридизации.

Находясь на южной границе своего ареала, рямы не образуют значительных по площади болотных массивов, а представлены в ландшафте в виде отдельных небольших островков, и поэтому весьма уязвимы. Особенно это относится к объектам расположенным вблизи населенных пунктов и подверженных антропогенному влиянию (пожары, вырубки древостоя, разработки торфа, нарушение растительности от вытаптывания при сборе ягод, осушение займищных окраек, техногенное и бытовое загрязнение). Современное экологическое состояние данных экосистем вызывает большую тревогу. Анализ снимков данной территории, имеющихся в системе Google Earth, и рекогносцировочные работы на местности показали, что большая часть этих редких природных объектов, даже отнесенных к категории памятников природы, подвергалась влиянию пирогенного фактора. Площади рямов относительно невелики: от нескольких до сотен гектаров, а отдельные массивы достигают площади 800 – 1000 га. Общее число рямовых комплексов составляет всего лишь несколько десятков в пределах Новосибирской области. Поэтому приоритетным направлением, наряду с природоохранными мероприятиями, является постоянный комплексный мониторинг с целью прогнозирования природно-климатических изменений.

Большинство лесостепных рямов Западной Сибири в связи с частыми пожарами полностью или частично утратили сплошной моховой покров. В качестве примера можно привести Кузнецкий рям. Сфагновые мхи там сохранились лишь в виде отдельных кочек. Следы регулярных пожаров хорошо видны на торфяном разрезе в Кожурлинском ряме. В настоящее время в хорошем состоянии находится рям «Николаевский». Цифрами на фотографии обозначены экосистемы: 1 – тростниковое болото или займище, 2 – сосново-кустарничково-сфагновое сообщество, собственно рям, 3 – осоково-сфагновая мочажина с озером в центре. Таких объектов, как Николаевский рям, в Барабинской лесостепи остаются единицы (Наумов и др., 2009). Защита и охрана их – важная и благородная задача. Видовое разнообразие, хорошо выраженные переходы от низинного тростникового болота к верховому и хорошая сохранность лесостепного болотного комплекса «Николаевский рям» – весомый аргумент для выделения его в качестве охраняемого памятника природы.

 Calamagrostis neglecta  Напочвенный покров Кузнецкого ряма Разреженный моховой покров, Sphagnum angustifolium 
 Кузнецкий рям, следы пожара на стволах сосен  Кожурлинский рям (автор фото Смоленцев Б.А.)  Торфяной разрез в Кожурлинском ряме (автор фото Смоленцев Б.А.)
 Николаевский рям, космоснимок. Обозначения см. в тексте Тростниковое болото или займище  Осоково-сфагновая мочажина с озером

 

«Николаевский рям» относится к островному типу. По сравнению со своими северными собратьями, южный вариант верхового болота отличается значительным участием березы в формировании древесного яруса. В центральной части, наиболее возвышенной, растительный покров представлен сосново-кустарничково-сфагновым растительным сообществом. Мощность торфяной залежи достигает 4 м. Доминирует в древесном ярусе Pinus sylvestris, высотой от 3 до 7 м, часто встречается Betula pubescens, изредка растет Pinus sibirica. В подросте много молодых деревьев Pinus sylvestris и Betula pubescens, высотой 0,5–3 м. Микрорельеф кочковатый. Кустарничковый ярус, высотой 50–70 см, развит достаточно хорошо и сформирован следующими видами: Ledum palustre – 40%, Chamaedaphne calyculata – 20%, Vaccinium vitis-idaea – 10%, Andromeda polifolia – 5%, Oxycoccus palustris – 3%, Oxycoccus microcarpus – 2%. Из трав встречаются Rubus chamaemorus и Eriophorum vaginatum.

 

Моховой покров хорошо сформирован и достигает почти 100% проективного покрытия. Лишь изредка под большими кустами просматривается поверхность торфа. В моховом ярусе представлены виды: Sphagnum fuscum – 55%, S. capillifolium – 30%, S. angustifolium – 9%, S. magellanicum – 5%и Polytrichum strictum – 1%. По периферии рям окаймляют тростниковые и осоковые сообщества. Между центральной частью и периферией выделяется переходная зона с характерным промежуточным набором видов, кочковатой поверхностью и повышенным увлажнением верхних слоев торфа. В центре ряма образовалось вторичное озеро, вокруг которого располагается мезотрофная вахтово-осоково-сфагновая мочажина. В растительности мочажины доминируют такие осоки, как: Carex rostrata, Carex lasiocarpa, Carex limosa, занимающие 40% проективного покрытия. В том числе встречаются пушица Eriophorum vaginatum (10%), из разнотравья – Menyanthes trifoliate, Comarum palustre. Кустарничковый ярус мочажины сформирован такими видами как Oxycoccus palustris (35% проективного покрытия), также присутствует Chamaedaphne calyculata (8%).

Сфагновый покров лесостепных рямов, поврежденных пожарами обычно разрежен и имеет пятнистую структуру. Пожары приводят к необратимым нарушениям растительного покрова верховых сфагновых болот и всей экосистемы. Углистые прослойки в толще фускум-торфа указывают на повторяемость возгораний и глубину трансформации верхней части профиля. Обгоревшая и обуглившаяся кора деревьев (до высоты 1,5–2 м) – еще одно яркое свидетельство трагической судьбы реликтовых болотных экосистем лесостепной зоны. Послепожарное возобновление мохового яруса сильно затруднено из-за неблагоприятных климатических условий лесостепи для сфагновых мхов. Отсутствие этого компонента экосистемы исключает практически полностью процесс накопления торфа в современных условиях.

Основные элементы растительного покрова урочища «Маракинское» включают вытянутую четко ориентированную в направлении с северо-востока на юго-запад гриву, озеро округло-вытянутой формы и болотный массив, в центральной части которого расположен рям. «Маракинский рям» – болото островного типа, имеет характерную для лесостепи комплексную структуру с хорошо выраженной приподнятой центральной частью и периферией. Центральная часть занята сосново-кустарничково-сфагновым сообществом. Разреженный древесный ярус состоит из Pinus sylvestris высотой до 12–15 м с примесью подроста Betula pubescens. Мощность торфяной залежи в центральной части достигает 3,5 м. По периферии распространены тростниковые, осоковые и вейниковые сообщества, характерные для низинных эвтрофных болот лесостепной зоны.

«Кузнецкий рям» расположен среди вейниковых лугов, в понижении, окружен низинными тростниковыми болотами и представлен сосново-багульниково-брусничным растительным сообществом. Доминирует Pinus sylvestris и Betula pubescens, высота которых достигает 15-20 м.

«Бородинский рям» окружен низинными тростниковыми болотами и представлен сосново-березово-кустарничковым растительным сообществом. Мощность торфяной залежи 2 м. Доминирует Pinus sylvestris, высота которой достигает 20 м, диметр 10-12 см, и Betula pubescens высотой до 15 м.

Убинский выпуклый олиготрофный рям, расположеный в Барабинской низменности, окружен эвтрофным травяным займищем, был изучен довольно подробно исследователями О.Л. Лисс и Н.А. Березиной. Придонный древесно-осоковый торф на глубине 5,0 м имеет возраст 4350±70 лет (Лисс и др., 1981). Возраст придонного осокового торфа (1,25-1,35 м) займища вблизи ст. Убинская исчисляется 2140±80 лет. Растительный покров «Большого Убинского ряма» представлен березово-кустарничковым фитоценозом. Повсеместно присутствуют признаки частых пожаров. Сосна встречается очень редко и в основном по краю болота. В древесном ярусе представлены молодые деревья Betula pubescens, высота которых не превышает 3–4 м, диаметр 1–3 см. Много засохших деревьев, высотой до 5 м.

Полевые исследования верховых болот лесостепной зоны показали, что их растительный покров в значительной мере трансформирован в результате антропогенного пресса и частых пожаров. Это влияние проявилось со всей очевидностью на основных показателях продуктивности фитоценозов.

Зола, образовавшаяся в результате выгорания растительности, поступает в верхнюю часть профиля торфяной почвы. При этом поступление зольных элементов стимулирует рост кустарничков, увеличивается запас их фотосинтезирующей фитомассы в 1,7 раза, корней в 1,9 раза. Таким образом, в результате воздействия пирогенного фактора роль сфагновых мхов как основных торфообразователей сводится к минимуму, а низкорослые кустарнички, освободившись от конкурентов, получают некоторое преимущество в развитии. Возобновление деревьев (болотной сосны) затруднено из-за гибели подроста.

Общий запас мортмассы в сосново-кустарничково-сфагновом фитоценозе «Николаевского ряма» в лесостепи примерно в 2 раза ниже по сравнению с таежной зоной, а количество подстилки – более чем в 4 раза. Эти данные, на наш взгляд, свидетельствуют о высокой скорости минерализации в верхнем слое торфа. Полевые исследования и собранные геоботанические описания дают основания считать представленную ситуацию типичной для многих подобных болотных комплексов лесостепной зоны.

Николаевский рям Chamaedaphne calyculata  Vaccinium vitis-idaea
 Andromeda polifolia  Oxycoccus palustris  Oxycoccus microcarpus
 Eriophorum vaginatum  Sphagnum fuscum  Sphagnum capillifolium
Rubus chamaemorus Carex rostrata Carex lasiocarpa
Polytrichum strictum

Вахтово-осоково-сфагновая

мочажина у озера

Comarum palustre
Comarum palustre Кузнецкий рям Убинский рям

Betula pubescens

в древостое Николаевского ряма

Ledum palustre Ledum palustre

 

Еще более глубокая трансформация природной экосистемы имела место в случае «Большого Убинского ряма». Здесь в результате частых пожаров в центральной части массива сосна исчезла совсем. Отдельные обгоревшие деревья сохранились лишь по периферии болота. Образовавшаяся в результате пожаров фрагментарная структура сфагнового покрова не в состоянии обеспечить нормальный водный баланс. Уровень болотной воды находится близко к поверхности торфяной залежи. Молодые березки высотой 1,5–2 м со следами недавнего пожара не выдерживают постоянного избытка влаги. Встречается много сухих деревьев и кустарничков.

Другой аспект современного экологического состояния верховых сфагновых болот лесостепной зоны – оценка их роли в газообмене с атмосферой. Исследования, проведенные в таежной зоне, показали, что сосново-кустарничково-сфагновые болота в условиях сбалансированного водного режима не являются мощными источниками метана, а их углеродный баланс скорее положительный, чем отрицательный. Однако пожары, уничтожающие основной компонент экосистемы – сфагнум, могут привести к дальнейшему разрушению торфяников верхового типа, превратив их в активный источник углекислого газа и метана.

Условные обозначения: 1 – чернозем обыкновенный осолоделый; 2 – лугово-черноземные осолоделые и солонцеватые почвы; 3 – комплекс черноземно-луговых солонцеватых почв и солонцов глубоких; 4 – черноземно-луговые солончаковые почвы; 5 – пятнистости солонцов средних и мелких; 6 – комплексы луговых солончаковых почв с солонцами солончаковыми и солончаками луговыми; 7 – лугово-болотные солончаковые почвы; 8 – болотные низинные торфяно-глеевые почвы; 9 – болотные верховые мощные; 10 – солоди; 11 – ландшафтный профиль; 12 – каналы. (Дитц и др., 2004)

Ландшафтный профиль урочища Маракинское (Дитц и др., 2004)
Карта-схема окрестностей с. Убинское (Лисс и др. 1976)

Характерные для лесостепного ландшафта тростниковые и осоковые займища являются мощными источниками атмосферного метана. Измерения эмиссии метана, выполненные диффузионным методом на низинном осоково-тростниковом болоте в 2006 году, показали, что с площади 66 га выделялось в атмосферу 110 кг СН4 в сутки, а количество растворенного в болотной воде газа составило 4752 кг на той же площади (Наумов и др., 2009).

Проблема экологического состояния верховых болот лесостепной зоны заслуживает самого пристального внимания из-за возросшей антропогенной нагрузки и климатических изменений. Переход этих объектов в верховую стадию и формирование большей части толщи торфяных отложений происходили, по-видимому, в более холодных и влажных климатических условиях. В современном же лесостепном ландшафте Барабинской низменности они сохранились в виде небольших островков с трансформированной растительностью и оказались изолированы от основного ареала верховых болот. Можно предположить, что в условиях наметившегося климатического тренда динамика экологического состояния редких реликтовых комплексов будет связана с изменениями видового состава растительных сообществ и трансформацией торфяной залежи. Поэтому, наряду с основными мероприятиями по охране памятников природы, необходим постоянный мониторинг рямов лесостепной зоны.

На верховых болотах лесостепи Западной Сибири получены данные о полной чистой надземной и подземной первичной продукции болотных фитоценозов, о скоростях разложения растительных остатков и дана оценка минерализации торфа. Прослежена динамика продукционно-деструкционного процесса в болотных экосистемах. Полученные количественные характеристики составляющих биотического круговорота  позволят рассчитать баланс основных макроэлементов  и сделать выводы о фактической и потенциальной роли ненарушенных болотных экосистем в региональном углеродном балансе. По данным радиоуглеродного анализа формирование торфяной толщи Николаевского ряма  было начато около 2,5 тысяч лет назад, в более холодный и влажный климатический период голоцена. Установлено, что динамика геохимических индикаторов условий осадконакопления в торфяной залежи (количественных соотношений микроэлементов B/Ga и Ce/Y) хорошо соответствует по времени изменениям климатических условий, произошедших в голоцене на территории современной лесостепи Западной Сибири.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ грант № 16-55-16007 НЦНИЛ_а.

Список литературы

  1. Валуцкий В.И. Растительность лесостепных рямов в Восточной Барабе // Turczaninowia. – 2011. – Т.14, №1. – С. 109-119.
  2. Наумов А.В., Косых Н.П., Паршина Е.К., Артымук С.Ю. Верховые болота лесостепной зоны, их состояние и мониторинг // Сибирский экологический журнал. – 2009. – №2. – С. 251-259.
  3. Лисс О.Л., Березина Н.А. Болота Западно-Сибирской равнины. – М., 1981.– 206 с.
  4. Дитц, 2004

Новости

Развитие теории биотического круговорота
Развитие теории биотического круговорота   Опубликована новая монография «Развитие теории биотического круговорота» за авторством А.А. Титляновой – известного исследователя продукционных и деструкционных процес...
Ученые лаборатории агрохимии Института почвоведения и агрохимии СО РАН уже не первый год ведут разработку технологии СУПР, или системы управления питанием растений
Ученые лаборатории агрохимии Института почвоведения и агрохимии СО РАН уже не первый год ведут разработку технологии СУПР(Системы Управления Питанием Растений)   Известно, что за время эволюции растительные организ...
Оценка зимней эмиссии углекислого газа из почв репрезентативных экосистем лесостепной зоны Западной Сибири
Оценка зимней эмиссии углекислого газа из почв репрезентативных экосистем лесостепной зоны Западной Сибири   В ноябре 2023 года сотрудниками ИПА СО РАН, участвующими в реализации Важнейшего инновационного проекта Г...
Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Рекультивация нарушенных земель: технологии, эффективность и биоразнообразие» ООО «Распадская угольная компания», ФГБОУ ВО «Сибирский госу...
Конференция «Российско-монгольско-китайское приграничье: природно-ресурсная и этнокультурная основа устойчивого развития»
20 октября (пятница) в конференц-зале Института экономики и организации промышленного производства СО РАН пройдет научно-практическая конференция с международным участием «Российско-монгольско-китайское приграничье...
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ ГЕОГРАФИИ И ГЕНЕЗИСА ПОЧВ
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ ГЕОГРАФИИ И ГЕНЕЗИСА ПОЧВ Сотрудниками лаборатории географии и генезиса почв в рамках Государственного задания «Закономерности формирования, функционирования и пространственно-временной орган...
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ  ПОЧВЕННО-ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ ПОЧВЕННО-ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 27 марта 2023 года сотрудниками лаборатории почвенно-физических процессов (в.н.с., д.б.н. Танасиенко, с.н.с., к.б.н. Миллер Г.Ф., зав.лаб., к.б.н. Чумбаев А.С.) проведена итоговая...
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВ
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВ Российским научным фондом был поддержан проект, который будет выполняться на базе лаборатории рекультивации почв. Название проекта «Органическое вещество почв техногенных ла...
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ БИОГЕОЦЕНОЛОГИИ
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ БИОГЕОЦЕНОЛОГИИ Подведены итоги шестилетнего мониторинга болотных ландшафтов Юганского заповедника сотрудниками лаборатории биогеоценологии. Полученные результаты позволили выявить высокий ...
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ АГРОХИМИИ ИПА СО РАН
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ АГРОХИМИИ ИПА СО РАН  В Постановлении Общего собрания РАН от 3 июня 2022 отмечается необходимость «должным образом обеспечить осуществление международной деятельности РАН» и «срочно искать способ...
Ландшафтно-экологические исследования
Тридцать лет назад в окрестностях г. Ноябрьска начались ландшафтно-экологические исследования с целью осуществления долговременного мониторинга за состоянием природной среды и природных экосистем в зоне воздействи...
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ  ПОЧВЕННО-ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
  НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ ПОЧВЕННО-ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ   С сентября 2022 года ИПА СО РАН стал одним из исполнителей Важнейшего инновационного проекта Государственного значения (ВИП ГЗ) «Создание единой национальной си...
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВ
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЧВ В конце прошлого года сотрудниками лаборатории рекультивации почв проведены работы по инспекционному контролю и оценке результатов рекультивированных работ проведенных на з...
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ БИОГЕОЦЕНОЛОГИИ
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ БИОГЕОЦЕНОЛОГИИ Использование катены, как объекта исследования, удобно тем, что она представляет собой по масштабу среднее звено структуры ландшафта, промежуточное между элементарной ячейкой би...
НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ БИОГЕОХИМИИ ПОЧВ
Завершена очередная серия лабораторных экспериментов по освоению методик биотестирования токсичности для растений почв и грунтов, определению приоритетных факторов фитотоксичности техногенно загрязненных почв Но...

Notice: A non well formed numeric value encountered in /var/www/pl4691_0ia/data/www/issa-siberia.ru/plugins/system/yt/includes/site/lib/yt_template.php on line 382
Top
SJ University II - шаблон joomla Создание сайтов