Гидротермический режим

Влажность метрового слоя практически весь период вегетации поддерживается в пределах 0,8 ПВ-1,0 ПВ (полной влагоемкости), за исключением верхнего корнеобитаемого слоя (0-20 см), который характеризуется довольно контрастным водным режимом (рис. 46). Необходимо отметить тот факт, что в торфяном профиле выделяется слой

от 30 до 50 см, в котором влагозапасы превышают 80% ПВ, то есть данный слой постоянно переувлажнен, что объясняется водно-физическими свойствами данного слоя.

Таблица 45 Динамика уровней болотных вод в см от поверхности почвы

В целом, в динамике влагозапасов хорошо прослеживается следующая закономерность: максимальное увлажнение наблюдается во второй декаде мая, затем отмечается снижение до пределов 0,6 ПВ и менее, а в дальнейшем повышаются к сентябрю до 1,0 ПВ.

Рис. 46 Динамика послойных запасов влаги в торфяной залежи (1998 - 2001 гг.): — среднее значение запасов влаги, мм; — экстремальные значения запасов влаги, мм

Рассмотрим температурный режим выработанного торфяника за 4 года и в разные по метеорологическим условиям годы (рис. 47). За вегетационный период весь метровый слой прогревается до активных температур (более 10 0С) в первой - второй декаде июля, а в наиболее сухой год - во второй декаде июня. Г лубина проникновения летних температур в отдельные годы достигает 40 - 100 см. Летние температуры сохраняются на глубине 40 см от 26 до 67 дней, или соответственно, 20 и 66% от периода наблюдений. В целом можно отметить, что наиболее контрастные температуры наблюдаются в слое 0-30 см и составляют 1,4 - 29,8 0С.

В погодных условиях 1998 года изотерма в 10 0С опускается на глубину 100 см в первой декаде июля и сохраняется на этой глубине до конца вегетационного периода. Летние температуры (более 15 0С) проникают на глубину 40 см во второй декаде июля и поддерживаются до второй декады сентября (в течение 67 дней).

Вегетационный период 1999 года был прохладнее и значительно суше 1998 года. В мае в торфяной залежи еще наблюдаются температуры менее 5 0С. Вместе с тем, в отличие от предыдущего года, изотерма 10 0С опускается на глубину 1 м во второй декаде июня. В конце июля, когда отмечаются высокие температуры воздуха и минимальное количество осадков, весь метровый слой прогревается до летних температур, которые на глубине 20 см продолжаются 67 дней, а на метровой глубине - 33 дня, что, соответственно, составляет 52 и 26% от периода наблюдений. В слое 0-10 см отмечаются наиболее экстремальные температуры: от 4,7 до 29,3 0С. В сентябре происходит снижение температуры до 18 0С в верхнем слое 0-10 см и до 12 0С на глубине 40-50 см.

Активные температуры во всем метровом торфяном профиле в 2000 году, в отличие от 1999 года, наблюдаются только со второй декады июля, а максимальная глубина распространения летних температур в этом году ограничивается 40 см.

В 2001 году в связи с облачной дождливой погодой отмечается меньшее прогревание торфяной залежи. Изотерма в 10 0С опускается на глубину 100 см во второй декаде июля. Максимальная глубина проникновения летних температур (выше 15 0С) составляет 50 см. Необходимо подчеркнуть, что в погодных условиях этого года не отмечается температур выше 20 0С даже в поверхностном слое торфяной залежи. Снижение температуры воздуха в конце августа и в сентябре, а также регулярные обильные осадки обусловили значительное охлаждение слоя 0-20 см (до 4,4 - 7,7 0С).

Сопоставление полученных данных с результатами температурного режима осушаемых пойменных торфяников этой же зоны (Махлаев, 1995) показывает, что выработанный торфяник террасного залегания значительно холоднее.

Окислительно-восстановительные условия. За период наблюдений величина окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) в метровом слое торфяника изменяется от (-387) до (+827) мВ, что свидетельствует о контрастности окислительно-восстановительных условий. В пределах торфяной залежи можно выделить три слоя по окислительновосстановительным условиям: верхний, 0-10 см, где пределы колебаний ОВП составляют от -220 до +827 мВ и, следовательно, преобладают резко окислительные процессы; переходный, 10-20 см, в котором происходит смена восстановительных условий на окислительные, а величина ОВП изменяется в пределах от -321 до +780 мВ и слой глубже 20 см, характеризующийся практически постоянным переувлажнением, где наблюдаются устойчивые восстановительные условия: значения ОВП изменяются от - 387 до +794 мВ (рис. 48). В недостаточно увлажненном 1998 году устойчивые окислительные условия постоянно наблюдаются в поверхностном слое, распространяясь на глубину 20 см в первой декаде сухого августа. Ниже 20 см в торфянике в течение всего вегетационного периода доминируют восстановительные процессы.

В мае 2001 г. и в период со второй декады мая по июнь 2000 г.

В отличие от вегетационного периода других лет наблюдений, в сухом 1999 году окислительные процессы распространяются по всей глубине залежи, а низкие значения ОВП, характеризующие восстановительные условия, были зарегистрированы в мае, в августе и в конце сентября. Окислительные условия, наблюдаемые в течение длительного времени в торфянике, обусловлены резким прогреванием и снижением влагозапасов торфяной залежи, а также увеличением интенсивности биологических процессов, что подтверждается также корреляционным анализом. Так, установлена обратная зависимость между ОВП и влажностью (г=-0,49) и прямая связь ОВП с содержанием нитратного азота (г=0,60).

Восстановительные условия, формирующиеся в торфянике глубже 20 см в августе после сухого периода можно объяснить интенсивным прогреванием торфяника при постоянной высокой влажности, особенно в слое 30-50 см. Так, известно (Сиухина, 1972), развитие восстановительных процессов возможно при сильном увлажнении и относительно высоких температурах (8-15 0С). Некоторые учёные (Кауричев и др., 1982; Мукина, 1999) связывают это явление с усилением микробиологической деятельности при высоких температурах торфяной залежи и увеличением скорости поглощения кислорода.

Таким образом, в рассматриваемом торфянике устойчивые окислительные условия постоянно наблюдаются только в поверхностном слое, а слои, расположенные ниже, характеризуются преимущественно восстановительными условиями. И только в сухие годы окислительные процессы проникают глубоко в торфяную залежь.