CC BY
45
ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ЭКОСИСТЕМ КЕДРОВОГО СТЛАНИКА В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРО-
ВОСТОКА РОССИИ
Пугачев А.А., Тихменев Е.А. (ИБПСДВО РАН, г.Магадан, РФ)
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.
