Почвенно-растительные комплексы экосистем кедрового стланика в условиях Крайнего Северо-Востока России

ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ЭКОСИСТЕМ КЕДРОВОГО СТЛАНИКА В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРО-

ВОСТОКА РОССИИ

Пугачев А.А., Тихменев Е.А.

The results of studying the structure and properties of the basic soil types and vegetation of the Pinus pumila ecosystems on the Extreme North-east of Russia are discussing in the given paper.

Горный характер рельефа, сочетание океанических и континентальных черт климата определили своеобразие растительного покрова и почв региона, явившегося в прошлом одним из основных очагов формирования бореальных, гипоарктических и арктических элементов флоры. Стелющиеся леса кедрового стланика относятся к темнохвойному таежному типу растительности (Сочава, 1956). Ареал кедрового стланика (Pinus pumila (Palas) Regel) включает территорию от Забайкалья и до Сахалина и Камчатки, он как бы продолжает ареал кедра сибирского на восток к морским побережьям. Он занимает огромные площади в горных ландшафтах территории, формируя различные по строению фито-ценозы (Колесников, 1961). На Крайнем Северо-Востоке Азии на долю кедрового стланика приходится до 54% лесопокрытой площади. В лиственничных лесах и редколесьях вид находится в подлеске. По южным склонам и выпуклым участкам водоразделов произрастают изреженные группировки кедрового стланика высотой 1,5-2 м, чередующиеся с пятнами растительности, напоминающие по структуре и составу лишайниковые тундры. По северным склонам и вогнутым участкам располагаются более сомкнутые кедровники, в которых травяно-кустарниковый ярус развит слабо. Здесь широко распространены багульники болотный и стелющийся, рододендрон золотистый, шикша двуполая, мытник судетский, вейник Лангсдорфа и другое разнотравье. В напочвенном покрове преобладают сфагновые мхи и лишайники. На высотах выше 600-700 м кедровый стланик формирует чистые насаждения, проникая в горнотундровый пояс (Пугачев, Тихменев, 2008).

На северном побережье Охотского моря, где континентальность климата смягчается поступлением воздушных масс из Тихого океана, распространены сомкнутые высокопроизводительные кедровостланиковые комплексы 3-3,5 м высоты с примесью березы Миддендорфа и березы тощей (Тихменев и др., 2006). В этих условиях надземная фитомасса стланиковых сообществ достигает 43,0 т/га, что вполне сопоставимо с таким показателем для северо-таежных экосистем Европейской части и ряда типов леса средней тайги в Западной и Центральной Якутии (Поздняков, 1975). Производительность кедровников в зависимости от условий местопроизрастания различны. Запас древесины в сомкну-

-5

тых куртинах кедровников в возрасте 70-80 лет составляет 30-40 м /га, в под-

-5

леске - в среднем 15-20 м /га (Стариков, 1958). Континентальные районы бассейна р. Колыма по общей суровости климата значительно превосходят Северное Охотоморье и, в известной мере, сходны с континентальными частями За-

байкалья и Аляски. В этих условиях кедровый стланик часто не образует четко выраженного высотного пояса, что характерно и для некоторых других территорий Северо-Востока Сибири (Тихомиров, 1949; Юрцев, 1974). В континентальных условиях Верхнеколымского нагорья чистые заросли кедрового стланика развиваются преимущественно на выпуклых элементах рельефа, открытых действию ветров (Докучаева, 1980, 1981). В растительном покрове территории преобладают средневозрастные кедровостланиковые насаждения. Высокие урожаи орешков, значительное содержание в них масла делают вполне реальной возможность создания орехоплодного хозяйства.

В рассматриваемых комплексах широко представлены подзолы иллюви-ально-гумусовые. Сильная каменистость и доминирование в мелкоземе грубо-дисперсных частиц определяют большую фильтрационную способность почв, "провальный" водный режим и господство в профиле окислительных условий. Распределение илистой фракции указывает на формирование двух типов профилей: с элювиально-иллювиальным характером и с накоплением тонкодисперсных частиц в верхнем оподзоленном горизонте. Характер профиля по физико-химическим показателям однотипен. Органо-аккумулятивные и подзолистые горизонты имеют сильнокислую реакцию, большую обменную и гидролитическую кислотность. В горизонтах Bh и ВС значения рH нейтрализуются. Распределение поглощенных оснований имеет четко выраженный аккумулятивный характер. Обращает на себя внимание относительно низкое содержание кальция и магния в органо-аккумулятивных горизонтах (0!, АТ, AОАI). Это объясняется низкой зольностью опадов и интенсивным выщелачиванием оснований из органических остатков в условиях низких температур и промывного водного режима почв.

Групповой и фракционный состав гумуса характеризуется дифференциацией кислотнорастворимой и свободной фракций фульвокислот (1а и 1), которые заметно вынесены из оподзоленных горизонтов. При этом мобилизуется относительно небольшое количество А1203 и Ре203. Преобладание бесцветного или светло-серого гумуса свойственно не только почвам Магаданской и Охото-морской провинций (Наумов, Градусов, 1964), но и многим подзолистым почвам северной тайги и лесотундры Евразиатского Севера (Пономарева, 1964; Таргульян, 1971). Специфической особенностью почв экосистем кедрового стланика является образование своеобразных торфянистых горизонтов в условиях интенсивного поверхностного и внутрипочвенного дренажа, исключающего сколько-нибудь длительное переувлажнение. Несоответствие между низким содержанием ила и аккумуляцией подвижных оксидов в гор.Bhf, по мнению Е.И.Наумова и Б.Н. Градусова (1964), объясняется наличием их в почве как в виде пленок на поверхности крупных частиц, так и в форме органо-минеральных конкреций, которые не разрушаются при гранулометрическом анализе.

Почвы экосистем кедрового стланика пологих шлейфов склонов и межгорных впадин (рис. 1) развиваются на элювии, элювио-делювии и аллювии гранодиоритов и андезито-базальтов. По гранулометрическому составу они представлены супесчаными, легко- и среднесуглинистыми разновидностями.

Их характерной особенностью является низкая сортированность, сильная щеб-нистость (на шлейфах и в подножиях склонов) и большое содержание галечни-кового аллювия (на террасах). Следует отметить, что по накоплению тонкодисперсных частиц рассматриваемые почвы заметно богаче подзолов, развивающихся на склонах. По-видимому, это объясняется как более интенсивным развитием процесса глинообразования, так и суспензионным боковым привносом ила с вышележащих элементов рельефа.

Рисунок 1- Фрагмент микроструктуры почвенно-растительного покрова ландшафтов кедрового стланика: а) склон, б) шлейфы гор

Почвы со слабо выраженной элювиально-иллювиальной дифференциацией ила приурочены к выровненным частям террас и отличаются меньшей мощностью торфянистых горизонтов. Подзолы с четко выраженной дифференциацией профиля по илу обычно распространены на пологих шлейфах склонов или повышенных частях террас. Они характеризуются отсутствием торфянистых и маломощностью перегнойных горизонтов, следствием чего является интенсивный промывной режим, обусловливающий превышение процессов суспензионного выноса над глинообразованием.

Содержание обменных оснований, а также подвижных форм калия и фосфора невелико. Распределение их по профилю у всех исследованных разрезов имеет поверхностно-аккумулятивный характер. Максимум содержания этих элементов приурочен к органогенным горизонтам, в минеральных - количество их резко снижается, а распределение в профиле практически не дифференцировано. Особенно характерным для подзолов является высокое содержание органического вещества во всей минеральной толще. Распределение его в профиле указывает на формирование почв двух типов гумусового профиля: I - иллюви-ально-гумусового и 2 - пропитано-гумусового. При этом обращает на себя внимание различная выраженность иллювиально-гумусового процесса. При этом в равной степени встречаются оба типа распределения гумуса в рассматриваемых почвах.

Интересным представляется факт относительного превышения содержания гуминовых кислот над фульвокислотами в перегнойном горизонте и близкое

соотношение между этими группами гумусовых веществ в подзолистом, что можно рассматривать как своеобразный парадокс, не соответствующий, на первый взгляд, специфике подзолистого почвообразования. Однако изучение органического вещества болотных почв с высокозольными торфами показало, что гуминовые кислоты значительно превышают по содержанию фульвокислоты. Учеты запасов подземной биомассы показали, что в перегнойном и подзолистом горизонтах подзолов надмерзлотно-глеевых накапливается большое количество измельченных органических остатков, а в иллювиальных - содержание их резко снижается. Рассматриваемым почвам свойственна ярко выраженная биогенная аккумуляция фосфора, кальция и калия. Распределение данных элементов в органогенном слое неравномерно. Максимум их приурочен к подстилкам, включающим сравнительно свежий опад хвои стланика и лиственницы; с глубиной содержание элементов-органогенов резко снижается вследствие потребления их растительностью, выщелачивания в нижние горизонты и за пределы почвенной толщи.

Минеральная часть профиля этих почв четко дифференцирована, что соответствует их морфологическому строению. Подзолистые горизонты по сравнению с нижележащей частью профиля резко обогащены кремнеземом и обеднены алюминием и железом. Распределение других оксидов не показательно. В одних разрезах подзолистый горизонт несколько обеднен кальцием и калием, в других - элювиальный минимум этих элементов не выражен, что может быть обусловлено низким содержанием способных к мобилизации веществ в почво-образующих породах. Характерной особенностью данных почв является интенсивное накопление R2O3 в иллювиальных горизонтах. При этом иллювиальные максимумы этих элементов не совпадают. В большей части исследованных разрезов максимум железа приурочен к верхней части гор. Вhf, а алюминия - к нижней. Это вообще свойственно подзолистым почвам и объясняется большей устойчивостью фульватно-алюминиевых соединений, чем гуматно-железистых (Пономарева, 1964).

Несмотря на приуроченность подзолов преимущественно к гумидным приохотским районам, эти почвы имеют заметное распространение и в континентальной горно-тундролесной части региона. По мнению Г.Г. Мажитовой (1987) их распространение контролируется здесь рядом факторов. Необходимым условием являются кислые и ультракислые породы достаточной выветре-лости, свободный внутрипочвенный и поверхностный дренаж, фитоценозы со значительным участием стланика. Процессы криогенного массоообмена слабой и средней интенсивности не препятствуют формированию подзолов. Несмотря на приуроченность подзолов преимущественно к гумидным приохотским районам, эти почвы имеют заметное распространение и в континентальной горно-тундролесной части региона.

Таким образом, для автономных мезоморфных почв песчано-супесчаного и суглинистого гранулометрического состава характерно развитие подзолистого процесса, вызывающего формирование подзолистого А1-Ре-гумусового профиля.

Литература

Докучаева В. Б. 1980. Горно-тундровая растительность хребта Большой Анначаг // Горные тундры хребта Б. Анначаг (верховье Колымы). -Владивосток. -С. 93-109.

Докучаева В. Б. 1981. Биоспектр основных типов растительности бассейна верхней Колымы (Экологическая станция «Абориген») // Биология и экология растений бассейна Колымы. -Владивосток. -С. 63-70.

Колесников Б.П. 1961. Растительность // Дальний Восток. -М.: АН СССР. Т.1. -С.185-

245.

Мажитова Г.Г. О подзолах континентальных районов Северо-Востока Азии // Почвоведение.- 1987.-№7.-С. 5-25.

Наумов Е.М., Градусов Б.П. Особенности почвообразования на северном побережье Охотского моря.-В кн.:Мерзлотные почвы и их режим. -М.: Наука, 1964. - С. 28-29.

Пугачев А.А., Тихменев Е.А. Состояние, антропогенная трансформация и восстановление почвенно-растительных комплексов Крайнего Северо-Востка Азии. -Магадан: СВГУ, 2008. -182 с.

Поздняков Л.К. Даурская лиственница. - М.: Наука. 1975. - 312 с.

Пономарева В.В. Теория подзолообразовательного процесса. Биохимические аспекты.-М.:Л.: Наука, 1964.- 379 с.

Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование (методы и результаты изучения). -Л.: Наука, 1980.- 226 с.

Пугачев А.А., Тихменев Е.А. Состояние, антропогенная трансформация и восстановление почвенно-растительных комплексов Крайнего Северо-Востока Азии. -Магадан: СевероВосточный государственный университет, 2008. - 182 с.

Стариков Г.Ф. Леса северной части Хабаровского края (низовья Амура и Охотское побережье). - Хабаровск, 1961. - 206 с.

Таргульян В.О. Почвообразование и выветривание в холодных гумидных областях. -М.: Наука, 1971. - 268 с.

Тихменев Е.А. 1987. Северовосточная лесорастительная область // Предтундровые леса. М.: Агропромиздат. С. 141-158.

Тихменев Е.А., Тихменев П.Е., Харламов В.И. Лесные ресурсы // Ландшафты, климат и природные ресурсы Тауйской губы Охотского моря. Владивосток: Дальнаука, 2006. - С.313 -330.

Тихомиров Б.А. 1949. Кедровый стланик, его биология и использование. -М.: АН СССР. -126 с.

Хоментовский П.А. Экология кедрового стланика на Камчатке (общий обзор). - Владивосток: Дальнаука, 1995. - 227 с.

Юрцев Б.А. Проблемы ботанической географии Северо-Восточной Азии. - Л.: Наука, 1974. - 157 с.