Влияние климата на процесс болотообразования

Западная Сибирь — это территория крайне сложных климатических условий. Климат оказывает влияние на зональные закономерности размещения болот, определяя приуроченность болотных систем в различных климатических зонах к тем или иным элементам рельефа, а также господство определенных биоморф в растительном покрове болот.

В Западной Сибири чётко проявляется пространственная дифференциация её теплообеспеченности и увлажнённости. Согласно районированию Западной Сибири по этим показателям (Мезенцев, Карнацевич, 1969), недостаточной теплообеспеченностью и избытком влаги характеризуются зоны тундры, лесотундры, тайги. Подзона берёзово-осиновых лесов (подтайга) относится к зоне неустойчивого увлажнения и повышенной теплообеспеченности.

В зоне тундры при небольшом количестве осадков — 230 мм в год на севере и 300 мм на юге (Орлова, 1962) — избыточное увлажнение территории обусловлено низкой испаряемостью, достигающей всего 150—200 мм в год. На испаряемость затрачивается значительная часть тепла поступающей солнечной радиации, что усугубляет недостаточную теплообеспеченность территории в течение вегетационного периода.

В таежной зоне, входящей в бореальный умеренно-холодный климатический пояс, количество осадков составляет 450— 500 мм в год (Анапольская, Мезенцев, Тюктик, 1971), что превышает величину испарения, колеблющегося в пределах 300— 360 мм (Орлова, 1962).

В зоне неустойчивого увлажнения (подтайга) годовая сумма осадков снижается до 400—500 мм, испарение составляет 360 мм (наибольшее для таежной зоны). Испаряемость возрастает до 600 мм. В подтайге достаточно высокая испаряемость в значительной степени обусловлена широким распространением травя- но-гипновых болот, которые испаряют больше, чем сфагновые (Орлова, 1962). В зоне неустойчивого увлажнения соответственно изменению соотношения элементов водного и теплового балансов в сторону снижения увлажнённости заторфованность уменьшается до 25%, а болотные системы в основном приурочены к понижениям междуречных пространств и к речным долинам.

Лесостепь (зона недостаточного увлажнения) отличается превышением испарения над увлажнением и осадками, особенно весной и в первую половину лета: испарение почти в два раза превышает осадки.

В условиях недостаточного увлажнения средняя заторфованность падает до 8%. Болота занимают исключительно места повышенной аккумуляции в понижениях рельефа междуречий и речных долин.

Известно, что интенсивность торфонакопления определяется соотношением двух процессов: ежегодного прироста органической массы живого растительного покрова и неполного разложения отмирающих частей растительной массы в условиях усиления аккумуляции, повышенного увлажнения и недостатка кислорода. Соотношение этих процессов зависит от продолжительности вегетационного периода и его температурных показателей.

В тундре климат по температурным условиям достаточно суровый: среднегодовая температура колеблется от — 10,2° на севере полуострова Тазовский до -6° на юге (Яр-Сале). Самый холодный месяц — февраль: его температура от -24,4° до -27°. Несмотря на трёхмесячный полярный день территория получает мало тепла в вегетационный период: радиационный баланс в

тундре — 12—18 ккал/см2 в год, т. е. примерно в 1,5 раза меньше, чем в подзоне средней тайги и в два раза меньше, чем в лесостепи Западной Сибири.

На севере Западной Сибири наибольшее влияние на климат оказывают своеобразие радиационного режима, непосредственная близость моря, отепляющего зимой и снижающего температуру воздуха летом, и сильно развитая циклоническая деятельность (Алисов, 1971).

В тундре весенний переход температуры воздуха к положительным значениям подготавливается появлением отдельных дней со сменой в течение суток отрицательной и положительной температуры. В арктической тундре даты перехода средней суточной температуры воздуха через 0° — позднее второй декады июня, в южной тундре — в начале июня, в лесотундре — в конце второй декады мая (Конюкова, Мячкова, Орлова и др., 1971). Переход средней суточной температуры воздуха через +5° весной в арктической тундре происходит позднее 1 июля, в южной — в конце первой декады июня, в лесотундре — в начале июня. Период со средней суточной температурой выше 4-5° продолжается не более трёх месяцев (с половины июня до половины сентября)[*]. В редкие дни при вторжении теплых континентальных масс температура воздуха может достичь +25°. Наряду с этим, летом возможны отрицательные температуры, особенно в июне и августе. Колебания длительности вегетационного периода (в пределах месяца) обусловлены характером осеннего периода: либо ранним (ещё в августе) наступлением холодов, либо затягиванием безморозного периода, в течение которого продолжается протаивание грунтов, накопление торфа, процессы роста и развития растений.

Осенью переход к отрицательным температурам происходит быстрее, чем весной к положительным. Отдельные дни с переходом через 0° наблюдаются в августе; в сентябре число их приближается к 50%, а в октябре преобладают морозные дни; появляется снежный покров.

В таёжной зоне, по сравнению с тундрой, климат имеет более континентальный характер: выше температура и ниже влажность летних месяцев. Усиление Континентальности к югу связано, главным образом, с выносом в передней части циклонов и по

западной периферии антициклонов воздушных масс континентального типа.

Весной погода с переходом температуры воздуха через 0° в течение суток наиболее часто наблюдается в апреле. Переход к суточным положительным температурам выше +5° происходит в середине мая.

Дата перехода средней суточной температуры воздуха осенью через +5° в северной тайге — конец сентября, в средней и южной тайге — начало октября (Анапольская, Гольцберг, Конюкова и др., 1971).

Переход к суточным температурам воздуха выше +10° (начало активной вегетации) в центральной части таёжной зоны наступает в первых числах июня, и к тому времени в среднем прекращаются весенние заморозки. В южной части таёжной зоны температура переходит +10° около середины мая, а заморозки кончаются в конце месяца после начала активной вегетации.

Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха +10° на севере таёжной зоны составляет 80—90 дней, в южной тайге возрастает до 100—120 дней, в подтайге — до 120—125 дней. Безморозный период сильно колеблется по отдельным частям территории. Например, в Ханты-Мансийске он составляет 122 дня, в Угуте — 92 дня (средняя тайга). В некоторые годы безморозный период в северной тайге сокращается до 30—35 дней, а в северной половине южной тайги — до 55— 60 дней. В её южной части он достигает 115—120 дней. В подтайге безморозный период составляет около 120 дней. Соответственно, сумма температур за период активной вегетации в северной тайге не превышает 1100°, в средней тайге возрастает до 1400°—1650°, в подтайге — до 1800°—1900°. Средняя температура воздуха в июле в таёжной зоне составляет +17° (Гольцберг, Конюкова, Мячкова, 1971). Снежный покров в таёжной зоне устанавливается с первой половины октября. Его глубина составляет 60—80 см. К середине ноября среднесуточная температура опускается в основном ниже — 10°. Средняя температура января колеблется в пределах -18° — -22° (Конюкова, Мячкова, Пупков, 1971). Глубина промерзания на большей части таёжной зоны менее 100 см. В её южной части глубина промерзания достигает 100—125 см, в подтайге увеличивается до 125—165 см (Анаполь-

ская, Мезенцев, Тюктик, 1971). Промерзание почв приводит к возникновению сезонно-мерзлого слоя и к созданию временных водоупоров, в значительной степени способствующих обильному увлажнению и заболачиванию.

В лесостепи период со средней суточной температурой +5° на месяц длиннее, чем в таёжной зоне. Он начинается в конце апреля. В середине мая средняя суточная температура превышает 10°, а в начале июня она поднимается до +15°. Наблюдаются в течение лета и жаркие дни со средней температурой выше +20°.

Осень протекает быстро. Переход средней суточной температуры через +10° происходит в конце сентября. В начале октября температура опускается в среднем ниже +5°, а через две недели ниже 0°. В конце октября появляется снежный покров. С конца ноября начинается период устойчивых морозов с температурой в среднем ниже -10°.

Таким образом, средняя продолжительность периода активной вегетации — 125—130 дней. Безморозный период в среднем составляет 110—130 дней. Сумма положительных температур за период активной вегетации превышает 1900° (Мезенцев, 1971). Средняя температура воздуха в июле выше 4-18°. Снежный покров формируется в ноябре и декабре, т. к. в период с января по март преобладает антициклональная погода. Снежный покров на открытых пространствах в среднем не превышает 30 см. В условиях малооблачной антициклональной погоды создаётся опасность глубокого промерзания почвы в местах с недостаточным снежным покровом; тем более, что средний минимум температуры воздуха достигает в это время — 20° (Алисов, 1971). Средняя температура января ниже — 18° (Конюкова, Мячкова, Пупков, 1971). Глубина промерзания достигает 145—165 см (Анаполь- ская, Мезенцев, Тюктик, 1971), что обусловлено менее глубоким (до 50 см) по сравнению с таёжной зоной снежным покровом.

Соответственно изменению теплообеспеченности и увлажнённости изменяется мощность торфяных отложений. Наибольшая средняя глубина торфа (до 3 м) характерна для южной тайги. При этом в отдельных болотах глубина торфа достигает 10— 12 м. По направлению к северу и югу этот показатель уменьшается: в северной тайге глубина торфа снижается до 1,8 м, в лесостепи — до 1,3 м.

При характеристике климата Западной Сибири следует иметь в виду, что в отдельные годы климатические характеристики могут сильно отличаться от средних многолетних данных. Климат неустойчив, в частности, из-за значительных колебаний температурного режима по годам, в течение сезонов, по месяцам и т. п. Это обусловливает нестабильность гидрологических условий территории и её криологических особенностей. Климатические флуктуации усугубляют общую лабильность физико-географической обстановки, усиливая или ослабляя протекание современных геологических процессов, определяют особенности растительного покрова и накопление торфа, динамику мерзлотных явлений. Годичные флуктуации могут составить климатические ритмы большего масштаба.

Существует точка зрения об общем современном тренде к потеплению Субарктики, который может усилиться за счёт тепличного эффекта при повышении концентрации углекислого газа в атмосфере. Но явление это многофакторное, и некоторые климатологи обосновывают иную точку зрения о том, что на протяжении последних нескольких десятилетий высокие широты имеют тенденцию к охлаждению. Нельзя не согласиться с мнением академика Е. К. Фёдорова: «Изменения климата в будущем неизбежны. Они станут заметными и, может быть, необратимыми в ближайшие несколько десятилетий. В связи с этим очевидно, что необходимо было бы выработать некоторую стратегию, т. е. систему заранее спланированных действий, которые обеспечили бы для человечества избежание негативных последствий возможных изменений климата. Каковы основные элементы такой стратегии? Первым и основным является, разумеется, прогноз изменения климата...» (цит. по Будыко, 1980).

К настоящему времени накоплен обширный палеоклимати- ческий материал, который необходим для прогнозов будущих естественных изменений природной обстановки. Знание прежних климатических ритмов позволяет понять и современную природную обстановку.

В течение голоцена (последние 10—12 тыс. лет) неоднократно были периоды потепления, когда граница леса продвигалась в глубь современной тундры. В эти периоды полуостров Тазовский представлял собой таёжную территорию с господством ели, кедра, лиственницы и сосны. Такие продвижения наступали в атлантическом периоде (около 7 тыс. лет тому назад) и в середине суббореального периода (около 4 тыс. лет назад). В эпохи облесения рассматриваемой территории шли характерные для

таёжной зоны процессы развития олиготрофных болот. С похолоданием климата, исчезновением лесов и установлением на их месте тундры развитие олиготрофных болот прекратилось. Ныне в зоне тундры они представляют собой сухие торфяники, приостановившие своё развитие, с редкой мохово-лишайниковой растительностью и следами современных морозных процессов. В IX—X веках н. э. потепление климата вновь привело к некоторому продвижению леса в глубь тундры. Последующее похолодание привело к современному состоянию природной среды. В ближайшее столетие крупных естественных климатических изменений не предвидится. Однако нельзя исключать антропогенные воздействия на состояние климата, которые могут быть катастрофическими. По этой причине климатические условия конца XXI века могут существенно отличаться от климата последних столетий (Будыко, 1980). Но в общем степень предсказуемости климатических флуктуаций очень низка.