АВТОНОМНОЕ ЗАБОЛАЧИВАНИЕ КЕДРОВЫХ ЛЕСОВЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Филиал института леса им, В.Н. Сукачева СО РАН\ Томск

Вопросы автономного заболачивания лесов вследствие эндогенеза остаются дискуссионными, требующими в изучении системных подходов из-за сложности взаимодействия ландшафтоформирующих лесо- и болотообразовательного процессов.

Лесным экосистемам присущи свойства, которые определить можно как консервативность и стабильная динамичность компонентов. Консервативность обязана длительному пребыванию дерева в одной и той же точке биогеоценоза, в результате которой динамика компонентов вблизи дерева приводит к необратимым изменениям в свойствах почв. С этой позиции в поли- доминантных среднетаежных лесах именно долгоживучесть кедра после отпада менее долговечных сопутствующих лесообразователей обеспечивает заметную трансформацию почвенного компонента в конечной стадии - перестойных кедровых лесах. Для кедровников Западной Сибири, формирующихся на слоистых почвообразующих породах, бесспорны факты усиления степени гидроморфности местообитаний к этой стадии.

С точки зрения лесообразовательного процесса модель формирования кедрового биогеоценоза можно рассмотреть как последовательность функционирования, раскрывающуюся через его структуру и охватывающую развитие и взаимодействие всех его компонентов (подсистем).

Происходит изменение строения минерального профиля почв с заменой гумусово-аккумулятивного горизонта тиксотропным глеевым и соответственно увеличением плотности до предельных значений. Иллювиальные горизонты трансформируются наиболее заметно по содержанию органо-минеральных соединений, поскольку снижение поступления органического вещества приводит к увеличению окристаллизованных форм соединений железа, ортштейновых новообразований которые в данном случае можно рассматривать как тенденцию превращения почвенного тела в безжизненную породу. Тиксотропность верхних горизонтов становится причиной слабой устойчивости древостоя к ветровалу.

В части биогеогоризонтов относящихся к органопрофилю почв изменения наиболее существенны. Возрастает мощность подстилки, изменяется ее структура, фракционный состав с заменой от моховой на мохово-кустарнич- ковую и сфагновую, запасы ее увеличиваются от 20 до 120 т/га; как показатель снижения качества органического вещества отношение углерода к азоту в подстилках увеличивается от 20 до 30 единиц.

Изменяется архитектоника корневых систем возобновления кедра, которые в соответствии с циклом оборота поколений подстилки реализуют способность образовывать придаточные корни длительное время, а в целом повторяют структуру основных компонентов слагающих этот биогеогоризонт. На конечной стадии проявления гидроморфизма корневая система подроста и питающие корешки взрослых деревьев перемещаются в подстилку. Становится иным характер распределения элементов питания в подстилке.

В процессе смен поколений древостоя мозаично-ярусная структура кедрового биогеоценоза воспроизводится в соответствии с закономерностями формирования GAP-структуры лесных биогеоценозов — чередования во времени парцелл окон и возобновления в них новых поколений древостоя. С возрастом между парцеллами окон и крон древостоя увеличивается различие в увлажненности, особенно в органогенной части почв, усиливается плотность верхних горизонтов, увеличивается кислотность, причем эти различия затухают с глубиной. В соответствии с характерным временем развития каждой из подсистем, мозаичность вызванная эдификаторным воздействием, перерастает в комплексность.

Каждая из подсистем трансформирующегося кедрового БГЦ может принимать на себя главную средообразующую функцию по отношению к лесообразующей породе: тиксостропность почвенного компонента снижает возможность проникновения корней и ведет к неустойчивости древесного яруса; замедленность разложения подстилки приводит к формированию органического субстрата, куда смещается деятельность корневой системы подроста. Показателем переходного состояния лесного биогеоценоза является неустойчивость оборота поколений, на что указывает неполночленность возрастного состава, снижение плотности популяционных локусов возобновления. В приближенных предварительных вычислениях эти значения снижаются до 38% от исходных незаболоченных состояний.

Таким образом, устойчивость кедрового биогеоценоза, если ее рассматривать как сохранение последовательности самовоспроизводства в рамках цели — неизменности лесообразовательного процесса — переходит на уровень изменчивости — при которой каждая из подсистем и система в целом вырабатывает механизмы адаптации к изменяющимся внутренним условиям среды. Прерывание процесса внешними причинами — пожар, вырубка, возвращает систему в исходное состояние, но на некотором ином уровне трансформированности компонентов. Восстановление почвенной системы на стадии мелколиственных лесов сопровождается переходом тиксотропно- сти в состояние тиксостабильности, изменяется органопрофиль. Однако возможность бифуркации из состояний равновесия, как появление новой «цели» системы, сохраняется. Различное характерное время трансформации подсистем определяет цикличность сукцессий и растягивает время окончательного перехода в гидроморфное состояние. Поскольку наиболее консервативен почвенно-грунтовый компонент, то от степени .накопления им трансформационных свойств зависит и момент бифуркации.

Изменение всех подсистем приводит в конечном счете к формированию нового свойства в одном из компонентов — подсистеме стоковой составляющей ландшафта — результирующим гидрологическим условиям, определяющим момент заболачивания — формированию экологически избыточного увлажнения в лесном биогеоценозе как стадии поселения болотных растений, способных сохранять и удерживать самостоятельный гидрологический горизонт.

Горизонт с повышенной влажностью чаще всего пространственно локализован в микропонижениях рельефа. Внутри однородного по рельефу эко- топа с кедровником зеленомошным, пятна сфагновых мхов приурочены к понижениям с минимальными перепадами высот, которые при внимательном рассмотрении оказываются участками поверхностного перераспределения влаги. На пространственном уровне происходит перестройка элементарной гидрологической ячейки стоковоформирующего комплекса экотопа.

Из имеющихся фактов и данных следует отметить, что транзитно-аккумулятивные позиции ландшафта на супесях и слоистых почвообразующих породах предопределяют наиболее высокую вероятность заболачивания кедровников. На плоских слабодренированных водоразделах в кедровниках 3-4 бонитетов формирования комплексности выражено еще более ярко и момент перехода в заболоченные леса обширных площадей наступает при слиянии очагов переувлажнения в микрозападинах.

Для равнинных территорий Западной Сибири по мере развития растительного компонента, трансформации почвогрунтов и микрорельефа достижимы конечные гидроморфные состояния кедровых биогеоценозов. Об успешности завершения конечных стадий их трансформации в заболоченные можно судить, приняв во внимание ландшафтные характеристики условий местообитаний и выявив положение их в системе стока территории.