0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Антипин В. К., Бойчук М.А., Гордеева Т. А.   Динамика растительного покрова болот национального парка «Угра»   / /   Природа и история Поугорья. Выпуск 5.     Калуга:   Издательство научной литературы Н.Ф. Бочкаревой   -   2009 C. 58-67.


В.К. Антипин, М.А Бойчук. Т.А. Гордеева


Динамика растительного покрова болот
национального парка «Угра»


В 2007 г. в НП «Угра» проводились работы по выявлению основных этапов динамики растительности его болотной биоты. Модельными объектами были выбраны 4 болота в бассейне р. Угры (в Юхновском районе), резко различающиеся по режиму питания и растительности: Морозовское, Пановское, у дд. Озерки и Сергиево. Для этих болот, по результатам изучения ботанического состава и степени разложения торфа, выявлены основные типы палеосообществ, предшествующие современному растительному покрову. Отсутствие абсолютных датировок слоев торфа не позволяет привязывать палеосообщества к определенным временным интервалам. Однако, используя литературные данные, сделана попытка, определить порядок возраста динамических стадий развития болотной растительности.

На ботанический анализ и степень разложения торфа буром Инсторфа был взят 71 образец. Анализ торфов проведен по общепринятой методике главным биологом лаборатории болотных экосистем Института биологии КарНЦ РАН Н.В. Стойкиной. Примерный порядок возраста болот и палеосообществ рассчитывался по линейному приросту торфа. При этом использовались данные Г.А. Елиной [3] по величине прироста торфа на болотах Карелии в голоцене. Так, интенсивность прироста сфагновых верховых, осоково-сфагновых переходных и низинных, осоковых и осоково-гипновых и шейхцериево-осоковых переходных и низинных видов торфа составила 0,80 мм/год; древесных, сосновых, пушицевых и пушицево-сфагновых – 0,50 мм/год.

Самым древним из обследованных является болото у д. Озерки (в 10 км к востоку от г. Юхнова), с юга к нему примыкает оз. Озерки. Болото небольшое по площади (до 5 га), относится к мезоолиготрофному кустарничково-пушицево-сфагновому типу и состоит из трех участков. Его центр занимает мезоолиготрофный кустарничково-пушицево-сфагновый участок, узкая присуходольная окрайка болота занята мезотрофным сосново-березово-пушицево-сфагновым участком, а приозерная – евтрофным ивняково-травяным.

Изучалась динамика растительного покрова мезоолиготрофного кустарничково-пушицево-сфагнового участка, примыкающего к озеру. Его микрорельеф образуют кочки и сфагновые ковры, занимающие по 50% площади. На кочках образованы кустарничково-пушицево-сфагновые (Andromeda polifolia + Eriophorum vaginatum - Sphagnum angustifolium) сообщества, на коврах – пушицево-осоково-сфагновые (Eriophorum vaginatum + Carex rostrataSphagnum fallax). На коврах участка изредка встречается шейхцерия болотная (Scheuchzeria palustris) – очень редкий для флоры парка вид сосудистых растений [6].

В центре участка, в 25 м от уреза воды озера, была заложена буровая скважина. Установлено, что глубина торфяной залежи участка составляет 3,75 м. Залежь плотная, состоит из 10-ти слоев плотного хорошо сформированного торфа (рис. 1). Расчетный возраст болота – 7000–6000 лет.

На начальном этапе развития в болотной котловине на влажных минеральных песчаных почвах образовались березово-травяные палеосообщества (I). Здесь произрастали различные виды осок, тростник и даже шейхцерия болотная. 6000–5000 лет назад произошло подтопление болотной котловины. В результате на месте березово-травяных сообществ сформировались евтрофные осоково-гипновые палеосообщества (II). Далее динамика растительного покрова болотного участка проходила в условиях обильного увлажнения. 5000–4500 лет назад осоково-гипновые палеосообщества сменили шейхцериево-гипновые (III), которые формировались в условиях застойного обильного увлажнения. 4500–4000 л.н. проточность воды увеличилась, появились сначала осоково-гипновые (IV), далее (4000–3800 л.н.) – осоково-сфагновые (V) палеосообщества, а 3800–3400 л.н. вновь образовались осоково-гипновые палеосообщества (VI). Но уже 3400–3000 л.н. режим увлажнения участка был обильно-застойным, благоприятным для формирования шейхцериево-гипновых (VII) палеосообществ. Далее происходит постепенное снижение уровня почвенно-грунтовых вод, обилие воды и ее проточность уменьшаются. Палеорастительность участка переходит на мезотрофную стадию развития. 3000–1700 лет назад на месте шейхцериево-гипновых евтрофных палеосообществ появились пушицево-шейхцериево-сфагновые (VIII), которые 1700–900 л.н. в результате накопления торфа и дальнейшего снижения уровня почвенно-грунтовых вод сменили пушицево-сфагновые (IX). Современная растительность участка начала формироваться 900 л.н. Доминирующие здесь сфагновые сообщества с пушицей влагалищной (Eriophorum vaginatum), осокой вздутой аккумулируют сфагновый торф. Сложная, многоэтапная динамика растительного покрова болота у д. Озерки, обусловлена многократным изменением режима ее увлажнения. По мнению авторов, основной фактор, прямо влиявший на режим увлажнения участка, – озеро.


Рис 1. Диаграмма ботанического состава и степени разложения торфа мезоолиготрофного кустарничково-пушицево-сфагнового участка. Палеосообщества: I – березово-травяное, евтрофное; II – осоково-гипновое, евтрофное; III – шейхцериево-гипновое, евтрофное; IV – осоково-гипновое, евтрофное; V – осоково-сфагновое, евтрофное; VI – осоково-гипновое, евтрофное; VII – шейхцериево-гипновое, евтрофное; VIII – пушицево-шейхцериево-сфагновое, мезотрофное; IX – пушицево-сфагновое, мезотрофное; X – сфагновое, мезотрофное.


Болото у д. Сергиево относится к березово-пушицево-осоково-сфагновому типу (болото такого типа в парке выявлено впервые) и состоит из двух участков: мезотрофного осоково-сфагнового (восточная окрайка болота) и мезотрофного березово-осоково-сфагнового, занимающего более 80% площади болота.

Микрорельеф мезотрофного березово-пушицево-осоково-сфагнового участка кочковато-равнинный. Кочки – приствольные, составляют 60% его площади. Их растительный покров образуют березово-пушицево-сфагновые (Betula pubescensEriophorum vaginatum – Sphagnum fallax) сообщества. Равнинные части или сфагновые ковры занимают осоково-сфагновые (Carex rostrataSphagnum fallax) сообщества. Глубина торфяной залежи участка 3,05 м (рис. 2). Дно котловины подстилает черный мелкий песок. Расчетный возраст участка 5000–4500 лет.

Болотный участок начал формироваться 5000–4500 лет назад на месте, вероятно, обмелевшей древней старицы р. Угры: само болото, а следовательно и его котловина, имеют серпообразную форму. Существовавшие на мелководье тростниково-рогозово-кубышковые палеосообщества (I) дали начало болотообразовательному процессу (рис. 2).. Увлажнение было обильным, обусловившим смену пионерных палеосообществ на тростниково-вахтово-хвощовые (II). Они формировались 4500–4200 лет назад. 4200–3600 лет назад при обильном увлажнении участка снижается проточность воды. В результате появились осоковые палеосообщества (III). В дальнейшем (3600–3200 лет назад) обильное и слабо проточное увлажнение способствовало появлению здесь влаголюбивых и не требовательных к водно-минеральному питанию сфагновых мхов (Sphagnum majus), которые совместно с осоками образовали осоково-сфагновые палеосообщества (IV). 3200–3000 лет назад произошло резкое изменение режима увлажнения: уровень почвенно-грунтовых вод снизился. Сфагновый покров изреживается. На месте осоково-сфагновых палеосообществ были сформированы осоково-пушицевые (V), которые 3000–2500 лет назад сменили березово-осоково-пушицевые палеосообщества (VI). 2500–2000 лет назад в сухих условиях и низком уровне грунтовых вод появились сосново-березово-осоковые (VII) палеосообщества, которые были подвержены лесному пожару. На их месте 2000–1500 лет назад образовались сосновые палеосообщества (VIII), которые также выгорели. 1500–800 лет назад на постпирогенных экотопах сформировались осоково-вейниковые палеосообщества (IX). Увлажнение участка увеличивается, и 800 лет назад начали формироваться осоково-сфагновые сообщества сфагновых ковров современного болотного участка. Приствольные кочки с березой появились здесь примерно 100 лет назад.



Рис. 2. Диаграмма ботанического состава и степени разложения торфа мезотрофного березово-пушицево-сфагнового участка. Палеосообщества: I –тростниково-рогозово-кубышковое, мелководное; II - тростниково-вахтово-хвощовое, евтрофное; III – осоковое , мезотрофное; IV – осоково-сфагновое (Sphagnum majus), мезотрофное; V – осоково-пушицевое, мезотрофное; VI - березово-осоково-пушицевые, мезотрофное; VII – сосново-березово-осоковое, пирогенное; VIII – сосновое, пирогенное; IX – осоково-вейниковое, постпирогенное; X – сфагновое, мезотрофное.


Болото Морозовское (в 10 км к северу от г. Юхнова) по типу водно-минерального питания и растительности относится к мезоолиготрофным березово-сосново-кустарничково-осоково-сфагновым болотам [1, 2]. Основная часть болота занята олиготрофными и мезоолиготрофными сосново-кустарничково-пушицево-сфагновыми участками. Окрайки болота занимают участки двух видов: мезоолиготрофные сосново-березово-пушицево-сфагновые и мезотрофные березовые осоково-пушицево-сфагновые. Первые встречаются в его северной части, вторые – южной и юго-западной.

По нашим данным, болото формировалось в неглубокой слабо проточной котловине, дно которой сложено песчаными отложениями. В центральной части болота максимальная глубина торфяной залежи составляет 1,6 м, на окрайках – от 0,50 до 1 м.

Буровая скважина была заложена в центральной части болота, в мезоолиготрофном сосново-кустарничково-пушицево-сфагновом болотном участке с сухостоем сосны. Микрорельеф участка кочковато-западинный. Кочки – приствольные, занимают 70% площади участка. Их растительность – сосново-кустарничково-пушицево-сфагновые сообщества: Pinus sylvestrisChamaedaphne calyculataSphagnum magellanicum. В межкочьях (30% площади участка) доминируют пушицево-сфагновые ценозы: Eriophorum vaginatumSphagnum fallax. Динамика растительного покрова участка отражена на диаграмме, построенной по данным ботанического анализа и степени разложения торфа (рис. 3).



Рис. 3. Диаграмма ботанического состава и степени разложения торфа мезоолиготрофного сосново-кустарничково- пушицево-сфагнового болотного участка. Палеосообщества: I – березово-травяно-сфагновое (Sphagnum fallax+Sphagnum magellanicum), мезотрофное; II – березово-пушицевое, постпирогенное; III – пушицевое, мезотрофное; IV – сосново-пушицевое, постпирогенное, V – пушицево-сфагновое (Sphagnum magellanicum), олиготрофное; VI – сфагновое (Sphagnum fallax), мезоолиготрофное.


Болото начало формироваться более 3000 лет назад. Естественная динамика его растительного покрова неоднократно прерывалась лесными пожарами. Об этом свидетельствуют сохранившиеся древесные угольки в торфяных слоях залежи на глубине 0,5–0,8 м и 1,5–1,6 м. Пионерные болотные сообщества, вероятно, сгорели и на их месте более 3000 лет назад образовались березово-травяно-сфагновые палеосообщества (I). Они были также подвержены пожару, после которого здесь 2800 лет назад стали распространяться березово-пушицевые постпирогенные (II) палеосообщества, просуществовавшие примерно 400 лет. 2400 лет назад режим уважения участка становится обильным, благоприятным для развития здесь влаголюбивых осок (Carex lasiocarpa) и сфагновых мхов секции Subsecunda. Береза теряет свою доминирующую роль в сообществах, массово распространяется пушица. В результате на месте березово-пушицевых палеосообществ появились мезотрофные по режиму водно-минерального питания пушицевые палеосообщества (III). Они существовали почти 1000 лет – 2400–1400 лет назад. 1400 лет назад водный режим участка изменился, уровень грунтовых вод понизился. Произошло изменение структуры растительного покрова участка. Исчезают сфагновые мхи секции Subsecunda, осока Carex lasiocarpa. Обильно разрастается сосна, и происходит образование сосново-пушицевых палеосообществ (IV), которые неоднократно горели. Выгорая и снова восстанавливаясь, они существовали примерно 600 лет. 800 лет назад на участке начинают активно внедряться и разрастаться сфагновые мхи. Вместе с пушицей они образуют пушицево-сфагновые палеосообщества (V). Современная структура растительного покрова центральной части болота начала формироваться около 300 лет назад. Эдификаторами растительных сообществ уже являются сфагновые мхи: Sphagnum fallax и Sphagnum magellanicum. Образуются современные пушицево-сфагновые сообщества, аккумулирующие сфагновый торф (IV).

Самым молодым из обследованных является болото Пановское (в 10 км к северу от с. Беляево) [1, 2]. Это самое обильно увлажненное и топкое болото парка. По режиму водно-минерального питания и растительному покрову оно относится к мезоевтрофному осоковому и гипново-осоковому типу. Болото состоит из двух видов болотных участков (на каждом из которых была заложена буровая скважина): мезотрофного осоково-сфагнового участка и евтрофного вейниково-травяного.

В растительном покрове мезотрофного осоково-сфагнового участка господствуют осоково-сабельниково-сфагновые (Carex rostrata + Comarum palustreSphagnum fallax) сообщества. Глубина торфяной залежи участка оставляет всего 0,7 м. Залежь обводнена, торф, за исключением самого верхнего (0–0,1 м), жидкий. В этом случае определить примерный возраст участка по линейному приросту торфа невозможно. Однако можно предположить, что заболачивание котловины началось 300–500 лет назад.

Первыми болотными палеосообществами здесь были топяные осоково-хвощовые. В этих сообществах уже произрастали гипновые и сфагновые мхи, экология которых увязана с обильным увлажнением и проточностью: Drepanocladus sp., Sphagnum riparium, Sphagnum squarrosum. Сфагновые мхи получают дальнейшее развитие вследствие понижения уровня почвенно-грунтовых вод и становятся эдификаторами (строителями) сообществ. Происходит смена осоково-хвощовых палеосообществ на осоково-сфагновые. Гипновые мхи исчезают, благоприятное развитие получает Sphagnum squarrosum сфагновый мох евтрофных мест произрастания, который образует сфагновые евтрофные палеосообщества. Толщина торфяной залежи увеличивалась, что обусловило дальнейшее понижение уровня почвенно-грунтовых вод. Изменившиеся условия в сторону обеднения, мезотрофизации режима водно-минерального питания оказались благоприятны для мезотрофного по экологии Sphagnum riparium. Он образовал сфагновые мезотрофные палеосообщества, фрагменты которых сохранились в современной структуре растительного покрова участка. Однако современные экологические условия способствуют развитию самому массово распространенному на болотах парка сфагновому мху – Sphagnum fallax.

Растительность вейниково-травяного участка образуют преимущественно евтрофные вейниково-сабельниковые (Calamagrostis canescens + Comarum palustre) сообщества. В отличие от предыдущего участка, здесь нет сплошного мохового покрова, сфагновые и гипновые мхи встречаются редко. На участке обильно произрастают вейник седеющий (Calamagrostis epigeios) и сабельник болотный (Comarum palustre), реже хвощ топяной (Equisetum fluviatile).

Глубина торфяной залежи участка 1,1 м. Торф обводнен, жидкий. При бурении и отборе образцов торфяные слои визуально были не различимы. Примерный возраст болотного участка составляет не более 500 лет. Формирование растительного покрова происходило в неглубокой, обильно увлажненной и проточной котловине. Пионерными палеосообществами были вахтово-тростниковые, евтрофные. Позже здесь поселилась береза, широко распространились березово-хвощово-тростниковые и березово-осоково-хвощовые евтрофные палеосообщества. Торфяная залежь нарастала вверх, тем самым менялся режим водно-минерального питания. Он был благоприятным для хвоща и осок. В осоково-хвощовом палеоссобществе были массово распространены вейники и сабельник болотный. Современные экологические условия благоприятны для их развития, и ныне они являются доминантами растительных сообществ участка. В тоже время из-за высокого проективного покрытия травяного яруса (более 60%) здесь отсутствует моховой покров.

В настоящее время растительный покров болота Пановское также развивается в условиях обильного увлажнения. Вполне вероятно, что в болотной котловине есть выходы ключей, насыщающих торфяную залежь водой и обуславливающих сплавиннообразный характер формирования на болоте сфагнового покрова.


Литература
  1. Антипин В.К., Бойчук М.А., Телеганова В.В. Современное состояние и природоохранная значимость болотной биоты национального парка «Угра» // Природа и история Поугорья. Калуга, 2006. Вып. 4. С. 69–81.

  2. Выделение охраняемых участков водно-болотных комплексов национального парка «Угра». Научный отчет Института биологии КарНЦ РАН. Петрозаводск, 2005. 26 с.

  3. Елина Г.А., Кузнецов О.Л., Максимов А.И. Структурно-функциональная организация и динамика болотных экосистем Карелии. Л., 1984. 128 с.

  4. Козловская Л.С., Медведева В.М., Пьявченко Н.И. Динамика органического вещества в процессе торфообразования. Л., 1978. 172 с.

  5. Методы исследований болотных экосистем таежной зоны. Л., Наука, 1991. 128 с.

  6. Решетникова Н.М., Скворцов А.К., Майоров С.Р., Воронкина Н.В Сосудистые растения национального парка «Угра» (Аннотированный список видов) / Под ред. В.С. Новикова // Флора и фауна национальных парков. М., 2005. Вып. 6. 143 с.





Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей