Ландшафтная структура болот и их продуктивность

УДК 574.4

Н.П. Косых, А.М. Перегон

Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск

ЛАНДШАФТНАЯ СТРУКТУРА БОЛОТ И ИХ ПРОДУКТИВНОСТЬ

Определена ландшафтная структура олиготрофных болотных массивов северной и южной подзон Западной Сибири. Дана количественная оценка вклада углерода с чистой первичной продукцией в заболоченные почвы исследуемых территорий.

N.P. Kosykh, A.M. Peregon

Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS

Novosibirsk, Russian Federation

LANDSCAPE STRUCTURE BOG AND THEIR PRODUCTION

Defined landscape structure oligotrophic bog North and South of sub-areas of Western Siberia. Describes quantification of carbon contribution with net primary production in peatlands.

Обширность и труднодоступность заболоченных территорий Западной Сибири определяют трудности в оценке площадей болот, которые к настоящему времени значительно устарели, отличаются невысокой точностью и часто не совпадают друг с другом. Основная цель данной работы заключалась в определении площадей различных типов болотных комплексов, которая позволит распространить данные количественной оценкой чистой первичной продукции болотных экосистем на болота подзон в пределах таежной зоны Западной Сибири.

В каждой подзоне в пределах таежной зоны Западной Сибири были заложены ключевые участки, для которых по материалам космической съемки созданы электронные карты, позволяющие оценить соотношение площадей основных типов ландшафтных единиц для выбранной территории. Возможность сравнения полученных результатов по площадным соотношениям ландшафтов и величины продукции обеспечивается наличием единой легенды. Оценка чистой первичной продукции (NPP) растительного покрова сделана по единым методикам, разработанных для определения продукции мхов, надземной и подземной продукции трав и кустарничков (Косых и др., 2003).

Расчетные сочетания микроландшафтов в пределах комплексных ландшафтов, полученные с помощью дистанционного метода, позволяют распространить экспериментальные данные по продукции отдельных видов растительности на всю территорию болотного массива и, в дальнейшем, на всю территорию подзоны. В подзоне северной тайги была создана электронная ландшафтная карта масштаба 1 : 100 000 на основе материалов космической съемки (табл. 1).

Поскольку данные по продукции растительности в грядово-мочажинных комплексах были получены отдельно для гряд и мочажин, необходимо было определить их площадь. Соотношение площадей микроландшафтов в пределах

олиготрофных болотных комплексов Северной тайги в отсутствии материалов дистанционного зондирования высокого разрешения было установлено экспертно (табл. 2).

Таблица 1 Площади основных типов ландшафтов на ключевом участке

«Ноябрьск»

Типы ландшафтов Площадь, га % общей площади %, площади болот и заболоченных лесов

Дренированные территории (автоморфные леса) 51 658 42

Пойменные и долинные леса 4 551 5

Заболоченные леса и лесоболотные комплексы 10 153 8 8

Сосново-кустарничково-сфагновые болота (рямы) 10 263 8 22

Олиготрофные болотные комплексы 11 435 10 43

Болотные комплексы на вечной мерзлоте 19 688 16 17

Мезотрофные болота (с преобладанием атмосферного питания) 3 152 3 7

Мезотрофные болота (амосферное питание и грунтовые воды) 1 661 1 3

Озера 4 028 3

Другие земли 5 430 4

Площадь болот с учетом заболоченных лесов 56 352 46

Общая площадь 122 018 100

Таблица 2 Сочетания микроландшафтов в пределах олиготрофных болотных

комплексов

Типы ландшафтов Площадь экосистем Общая площадь, га

гряд % и га мочажин % и га Озерков, % и га бугров, % и га

Олиготрофные болотные комплексы 42 и 4803 37 и 4182 21 и 2450 - 100 и 11 435

Болотные комплексы на вечной мерзлоте 0 25 и 5002 34 и 6684 41 и 8002 100 и 19 688

Итого: 4 803 9 184 9 132 8 002 31 123

В выделенных микроландшафтах была определена продукция наиболее распространенных экосистем, которая представлена в табл. 3. Продукция рассчитана как средняя величина, определенная за три года наблюдений.

Л

Продукция изменяется на севере зоны от 178 до 480 гС/м в год. Основной вклад в продукцию дают три фракции растительного вещества. Наибольший

вклад в общую продукцию дает фракция подземных органов (BNP) и затем фракция мхов ^^мхов). Вклад надземной продукции ^№трав и кустарничков) не превышает 10 %.

Таблица 3 Продукция основных типов экосистем северной тайги, гС/м2 в год

Экосистема ANP трав и кустарничков ANP мхов BNP подземных органов Всего

Типичный рям (гряда) 68 139 120 327

Низкий рям (бугры) 35 99 147 281

Олиготрофная мочажина 8 98 72 178

Мезотрофная мочажина 38 109 202 349

Долинное болото 45 118 317 480

Пониженные элементы рельефа представлены олиготрофными, мезотрофными мочажинами и мезотрофным болотом с доминированием осок. Низкая трофность в олиготрофных мочажинах приводит к минимальной продукции среди всех экосистем северной тайги. С повышением трофности, в мезотрофных мочажинах и в мочажинах речных долин, увеличивается продукция в 2-2,5 раза. Растительность повышенные элементы рельефа (гряды и бугры), где доминируют кустарнички, дают промежуточную среднюю величину продукции между олиготрофной и мезотрофной мочажинами. На севере лимитирующим фактором продукционного процесса наряду с низким питательным режимом является вечная мерзлота. И на мерзлых буграх продукция

л

снижается до 281 гС/м в год, на грядах же, где происходит протаивание сезонной мерзлоты продукция выше.

В южной тайге были использованы данные космической съемки для ключевого участка “Плотниково” и составлена электронная ландшафтная карта с основными типами ландшафтов (табл. 4).

Таблица 4 Площади основных типов ландшафтов на ключевом участке

«Плотниковой

Типы ландшафтов Площадь на ключевом участке, га %, от общей площади территории %, площади болот и заболоченных лесов

Дренированные территории (автоморфные леса) 8 164 10

Пойменные и долинные леса 2 664 4

Заболоченные леса и лесо-болотные комплексы 21 760 30 40

Сосново-кустарничково-сфагновые болота (рямы) 9 419 12 17

Олиготрофные болотные комплексы 10 902 15 20

Мезотрофные болота (с преобладанием атмосферного питания) 8 335 11 15

Мезотрофные болота (амосферное питание и грунтовые воды) 2 474 3 5

Евтрофные болота 2 523 3 4

Озера 10 0,01

Осушенные болота 6 497 10

Другие земли 2 374 2

В том числе болот и заболоченных лесов 55 413 84

Общая площадь 75 122 100

Таблица 5 Сочетания микроландшафтов в пределах олиготрофных болотных

комплексов

Типы микроландшафта (в пределах олиготрофных болотных комплексов) Площадь гряд % и га Площадь мочажин % и га Площадь озер и озерков, % и га Общая площадь, га

Олиготрофные и мезо-олиготрофные грядово-мочажинные комплексы 22 % 1 472,0 78 % 5 218,98 - 6 691,0

Грядово-мочажинные комплексы с редкими озерками <8 % 309,7 92 % 3 553,2 0,2 7,4 3 870,4

Грядово-мочажинно-озерковые гетеротрофные комплексы 8 % 27,2 71 % 241,8 21 % 71,5 340,5

Итого: 1 809 (16 %) 9 013,9 (83 %) 78,9 (<1) 10 902,0

Таблица 6 Продукция основных типов экосистем южной тайги, гС/м2 в год

АКР трав и АКР мхов ВКР подземных Всего

кустарничков органов

Типичный рям 54 187 354 595

Низкий рям 35 201 151 387

Олиготрофная мочажина 34 125 100 359

Мезотрофная мочажина 82 176 342 600

Евтрофное болото 85 86 1289 1460

Таблица 7 Площади (га) и продукция (тС в год) болотных сообществ

Ключевой участок Ноябрьск Плотниково

Типы сообществ S NPP S NPP

Сосново-кустарничково-сфагновые болота (рямы) 10263 33560 9 419 56043

Сосново-кустарничково-сфагновые сообщества (гряды) 4803 15706 1 809 7001

Кустарничково-сфагново-лишайниковые сообщества на мерзлых буграх 8002 22486 0 0

Олиготрофные мочажины (с преобладанием атмосферного питания) 9184 23374 17 349 62283

Мезотрофные болота (с преобладанием атмосферного питания) 3152 11000 0

Мезотрофные болота 1661 7973 2 474 14844

Евтрофные болота 0 2 523 36836

Озера и озерки 13160 89 0

Общая площадь болот (включая озера) 50226 33663 0

Общая продукция (ЫРР) болот 114099 177007

Таким образом, выполненная работа показывает, что имеющиеся возможности по уточнению площадей и разнообразия болотных экосистем, запасов фитомассы и заключенного в них углерода еще не реализованы полностью. Для повышения достоверности информации о запасах углерода в экосистемах торфяных болот Сибири необходимо дальнейшее уточнение их площадей с учетом депонируемого растительного материала.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Васильев, С.В. Пространственная структура и продуктивность мохового покрова верхового болота средней тайги Западной Сибири /Васильев, С.В., Косых, Н.П., Перегон, А.М., Вологжина, О.В. // Вестн. Томского ун-та, 2002. - № 2. - С. 93-97.

2. Косых, Н.П. Продуктивность болот южной тайги Западной Сибири /Косых, Н.П., Миронычева-Токарева, Н.П., Блейтен, В. // Вестн. ТГУ, 2002. - № 2. - С. 142-152.

© Н.П. Косых, А.М. Перегон, 2010