Динамика вертикальной скорости торфонакопления, биологической продуктивности болотных систем и темпов заболачивания

Известно, что величина линейного прироста торфа зависит от комплекса таких факторов, как климатические, орографические, гидрологические. Соотношение элементов теплового и водного балансов определяют величину биологической продуктивности, интенсивность процесса аккумуляции, а, следовательно, и скорость торфонакопления.

Расчёт прироста торфа в целом по разрезам за весь период голоцена, а также за его отдельные отрезки (бореальный, атлантический, суббореальный, субатлантический) произведен по результатам абсолютных датировок нижних и верхних границ слоёв торфяных отложений соответствующей мощности. В случае отсутствия абсолютных датировок возраст слоёв устанавливался по результатам палинологического анализа. Для этой цели было выбрано более 65 опорных торфяных разрезов из различных природных зон Западной Сибири (табл. 18).

Корреляция прироста торфа в опорных разрезах позволила, во-первых, выявить особенности пространственной (зональной) динамики средних показателей линейного прироста торфа в целом по всему голоцену, во-вторых, показать временные

закономерности изменения этих показателей по периодам голоцена.

Максимальная величина линейной скорости торфонакопле- ния в целом по голоцену установлена для болотных систем подтайги (1,1 мм/год). Несмотря на то, что подтайга относится к зоне неустойчивого увлажнения (Мезенцев, Карнацевич, 1969), в этом регионе высокие показатели линейной скорости торфона- копления обусловлены значительной биологической продуктивностью, характерной для биогеоценозов лесного, древесно-травяно-мохового типов (табл.

В северном направлении величина этого показателя постепенно уменьшается. В средней тайге средняя скорость линейного прироста торфа составляет 0,57 мм/год, в северной — 0,37 мм/год, в лесотундре — 0,35 мм/год, в тундре — 0,31 мм/год (табл. 18).

На юге Западной Сибири, в лесостепи, особенно в займищах, процесс торфонакопления также замедлен — 0,73 мм/год (табл. 18). В этой зоне более интенсивно процесс торфонакопления протекает в рямах — 1,64 мм/год (табл. 18). Уменьшение торфонакопления в травяных займищах, несмотря на сравнительно высокую биологическую продуктивность травяных сообществ (табл. 19), связано с интенсивным разложением растительных остатков в условиях высокой теплообеспеченности и переменной увлажнённости. В рямах высокие показатели линейной скорости торфонакопления обусловлены более постоянным увлажнением и очень медленным разложением, а также значительной продолжительностью вегетационного периода.

Биологическая продуктивность болотных биогеоценозов, кг/га

Таблица 19

С зональными вариантами средней скорости вертикального торфонакопления коррелирует пространственная дифференциация средних глубин торфяных отложений.

Активное заболачивание характерно для таёжной зоны, где средняя скорость вертикального торфонакопления в течение голоцена более 0,8 мм/год (Лисе, Березина, 1981-а). Сходные данные относительно средней годовой величины линейного прироста торфяной толщи в аналогичной ботанико-географической зоне в северо-западной ландшафтной области европейской части России приводит Г. Ф. Кузьмин (1980).

Исключение составляет северная тайга Западной Сибири, где средняя скорость торфонакопления имеет более низкие показатели, что обусловлено как суровыми термическими условиями, так и особенностями онтогенеза самих болотных систем, в развитии которых доминирует стадия биогеоценозов грядово-мочажинно- озеркового типа, отличающихся наиболее низкими показателями биологической продуктивности (табл. 18, 19).

Современная активность процесса заболачивания в таёжной зоне обусловлена наличием здесь огромной массы болот (Лисе, Березина, 1980-а, б), что обеспечивает постоянный высокий уровень грунтовых вод на прилегающих к болотам лесных территориях и увеличение гидроморфности почв (Караваева, 1981). По-видимому, этим можно объяснить высокую интенсивность торфонакопления в подтайге, по условиям увлажнённости относящейся к зоне неустойчивого увлажнения.

В лесостепи торфонакопление замедленное. Средняя скорость торфонакопления в займищах лесостепи на протяжении голоцена не превышала 0,8 мм/год (Лисе, Березина, 1981-а). Замедленное торфонакопление в лесостепи в первую очередь обусловлено климатическими и гидрогеологическими факторами: этот регион относится к зоне недостаточного увлажнения.

Пространственная дифференциация торфонакопительного процесса по степени его интенсивности обусловливает и дифференцированный подход к прогнозу скорости заболачивания.

Динамика линейного прироста торфа по отдельным периодам голоцена характеризуется ритмичностью и определённой направленностью (табл. 20).

Максимальные значения вертикального прироста торфяных отложений (от 0,53 мм/год до 0,83 мм/год, в среднем

Рис. 72. Динамика линейного прироста торфа в голоцене в целом по Западно-Сибирскому региону

0,77 мм/год), независимо от типа залежи и территориальной приуроченности болот, установлены для бореального периода, что подтверждает мнение Н. А. Хотинского (1982) относительно термического бореального максимума в голоцене, характерного именно для Западной Сибири.

В атлантическом периоде наблюдается некоторое уменьшение прироста торфа: более заметное в северной тайге и менее выраженное в средней тайге (табл. 20).

Таблица 20

Динамика скорости линейного прироста торфа по периодам голоцена, мм/год

Минимальный прирост торфяных отложений (0,27— 0,34 мм/год) отмечен для суббореального периода, когда климат был относительно сухим и холодным.

В субатлантическом периоде средняя скорость торфонакопле- ния снова несколько возрастает (до 0,53 мм/год), но не достигает величины, установленной для бореального периода. Более высокие показатели торфонакопления, отмеченные для субатлантического периода, можно объяснить тем, что верхний слой торфяных отложений менее уплотнён. В северной тайге, лесотундре и в тундре на мёрзлых буграх процесс торфонакопления вовсе прекращается.

Таким образом, в целом по голоцену выявляется следующая закономерность: в первую половину голоцена средняя вертикальная скорость торфонакопления отличалась более высокими показателями, чем во вторую половину. Это можно связать с изменениями климатических условий в сторону похолодания и увели-. чения континентальности.

На протяжении голоцена от бореального периода к современности наблюдается и сложная динамика аккумуляции органического вещества в торфе (Елина, 1983; Дзюба, 1988). Она является отражением не только изменения общих климатических тенденций, но и обусловлена направленностью сукцессий биогеоценозов болотных типов. Установлено, что растительные сообщества болотных биогеоценозов олиготрофных типов отличаются меньшей биологической продуктивностью по сравнению с продуктивностью растительных сообществ биогеоценозов эвтрофных и мезотрофных типов (табл. 19).

Аккумуляция органического вещества в торфе и продукционные процессы не всегда связаны пропорциональной зависимостью. Анализ тенденций продукционного процесса, реконструированного Г. А. Елиной (1983) для болот Карелии, показал, что величина производимого ежегодно органического вещества постепенно, но неоднозначно уменьшается от бореала к современности. Г. А. Елиной установлена и определённая связь общей усреднённой величины линейного прироста всей залежи с её стратиграфией. Но чётких связей прироста с видом или группой торфа не выявлено. Максимальный прирост (0,89 мм/год) имеют залежи верховые сфагновые, переходные и низинные травяные и травяно-моховые малой и средней степени разложения (10—25%).

Основываясь на тенденциях развития болот Западной Сибири, мы приходим к следующему заключению: прослеживается тенденция постепенного снижения продукционного процесса по мере трансформации болотных биогеоценозов эвтрофных типов в

мезотрофыые и олиготрофные. Эта закономерность также коррелирует с изменением климатических условий в сторону похолодания и увеличения континентальности.

Приведённые данные позволяют заключить, что пространственно-временные показатели скорости линейного прироста торфа, особенно в сочетании с такими данными, как величины степени разложения торфа, хронологические зонально-подзональ- ные рубежи трансформации болотных биогеоценозов эвтрофных типов в мезотрофные и олиготрофные, могут быть использованы в качестве индикаторов изменения климатических колебаний на протяжении голоцена.