Функционирование выработанной и рекультивированной торфяно-болотной экосистемы Гидротермический режим

В годы исследований в торфяной залежи выработанного торфяника уровни болотных вод (УБВ) поддерживались в пределах 43-95 см (табл. 37).

Таблица 37 Динамика уровней болотных вод, см

Наибольшее понижение УБВ наблюдалось в сухой 1999 год (69-95 см от поверхности).

В соответствии с рассмотренными гидрологическими условиями формировался и режим влажности торфяной залежи.

Несмотря на то, что по годам влагообеспеченность вегетационных периодов различается, влажность слоя 0-50 см поддерживалась в пределах 0,6 ПВ-0,8 ПВ, в то время как нижняя полуметровая часть профиля испытывала почти постоянное переувлажнение.

Метровый профиль выработанного торфяника прогревался до активных температур в последней декаде июля - в первой декаде августа, и только в самый сухой год - в первой декаде июня. Летние температуры (более 15 0С) проникали в отдельные годы на глубину от 40 до 100 см и сохранялись на глубине 40 см от 12 до 113 дней, что составляет 9-84% от всего периода наблюдений.

Самый контрастный температурный режим (от 7,2 до 31,4 0С) формировался в поверхностном слое 0-10 см (рис. 40). Рассмотрим особенности температурного режима остаточной торфяной залежи в зависимости от погодных условий.

В условиях недостаточно увлажненного 1998 года температуры более 10 0С распространялись во всем метровом профиле в первой декаде августа. Летние температуры (более 15 0С) опускались на глубину 60 см во второй декаде августа, где сохранялись примерно 20 дней. Продолжительность периода с летними температурами на глубине 20 см и 40 см составила 63 и 52 дня соответственно. В конце сентября наблюдалось закономерное охлаждение торфяной залежи, особенно в верхних слоях, где температура опускается за отметку 10 0С.

Как уже отмечалось выше, вегетационный период 1999 года характеризовался как сухой. В этом году в залежи формировался наиболее контрастный температурный режим.

ратуры этого года достигли глубины 100 см во второй декаде июня и сохранялись 73 дня или 54% от продолжительности периода наблюдений. Летние температуры на глубине 20 и 40 см продолжались в этом году 118 и 113 дней, что на 55 и 61 день больше, чем в предыдущем году.

Прохладная, но сухая погода в сентябре способствовала сохранению в метровом слое температур более 10 0С.

В условиях более влажного 2000 года метровый слой выработанного торфяника прогревался значительно меньше, чем в предыдущем году. Изоплета 10 0С опускается на глубину 100 см только в начале августа. Летние температуры в этом году проникали на глубину 50 см, а продолжительность таких температур на глубине 20 и 40 см была 75 и 21 день, что на 43 и 92 дня меньше, чем в предыдущем 1999 году. По сравнению с 1998 годом продолжительность периода летних температур на глубине 40 см сократилась почти вдвое.

Высокие температуры воздуха в мае влажного 2001 года благоприятствовали прогреванию верхнего 40-сантиметрового слоя до температур более 5 0С. Вместе с тем изотерма в 15 0С опустилась на глубину 30 см только в конце июня. Летние температуры продержались на глубине 20 и 40 см на протяжении 59 и 12 дней соответственно или 46 и 9,3% от всего периода наблюдений и меньше на 16 и 9 дней по сравнению с прошлым годом.

Окислительно-восстановительные условия. В годы исследований ОВП изменяется в метровом профиле в пределах от (-245) до (+ 923) мВ.

В условиях 1998 года в нижней части торфяной залежи до августа отмечаются отрицательные значения ОВП, свидетельствующие об интенсивно восстановительных условиях, которые позднее сменяются на положительные. По-видимому, очень теплая, жаркая погода в июлеавгусте способствовала активности окислительных процессов в торфянике, что привело к повышению значений ОВП. Окислительные условия, сформировавшиеся в слое глубже 40 см в августе-сентябре 1998 года, сохраняются до середины июня 1999 года (рис. 41). В период с последней декады июня до конца июля в нижней избыточно увлажненной полуметровой части профиля отмечаются переходные от окислительных к восстановительным условия (ОВП от +200 до +400 мВ), которые в дальнейшем сменяются на восстановительные и сохраняются до глубокой осени. Как отмечалось выше, это может быть связано с повышением активности микрофлоры при высоких температурах, которая опережала скорость поступления кислорода, при этом происходило накопление недоокисленных продуктов микробиологической деятельности и формировались восстановительные условия.

В течение вегетационного периода достаточно увлажненного 2000 года устойчивые окислительные условия наблюдаются, как и в другие годы, только в верхнем слое (0-40 см). В начале июля толща залежи с хорошо выраженными окислительными условиями увеличивается до 60 см. Во второй декаде июля зона окисления снова возвращается на глубину 40 см. В нижних горизонтах метрового профиля большую часть вегетационного периода значения ОВП поддерживались в пределах 200-400 мВ, что свидетельствует о переходных условиях от восстановительных к окисли-

тельным.

Рис. 41 Окислительно-восстановительный режим остаточного слоя торфяной залежи

Во влажном 2001 году, несмотря на регулярные обильные атмосферные осадки, зона устойчивых окислительных условий по- прежнему охватывает верхний 40-сантиметровый слой. Это объясняется хорошим внутрипочвенным стоком избыточной влаги, который обусловлен легкими подстилающими породами, и поэтому переувлажнения верхней части торфяной залежи и связанного с ним преобладания анаэробных условий не наблюдается. В более глубоких горизонтах до середины июня наблюдаются переменные окислительно

восстановительные условия, которые в дальнейший период сменяются на восстановительные.

Анализ гидротермического и окислительно-восстановительного режимов позволяет сделать вывод, что в исследуемом торфянике в течение четырех лет попеременно господствуют окислительно-восстановительные условия с преобладанием окислительных. Зона устойчивых окислительных условий распространяется на глубину до 40 см. Такие условия благоприятны для деятельности микроорганизмов, следовательно, можно предположить, что торфяная залежь будет характеризоваться повышенной биологической активностью.