Причины заболачивания лесов
Непосредственной причиной болотообразовательного процесса в почвах, покрытых лесной растительностью, является изменение водно-воздушного режима в поверхностных горизонтах почвы, возникающее на определенной стадии подзолообразовательного процесса, в первую очередь в отрицательных элементах рельефа.
На водоразделах и надпойменных террасах под лесом зольные вещества из верхних слоев почвы (A1—А2) выносятся и накапливаются в более глубоких слоях (В). Вследствие этого на глинистых и суглинистых почвообразующих породах обособляется более тяжелый по механическому составу горизонт вмывания (В), ухудшающий водопроницаемость почвы. На более легких почвах под сосновыми лесами (песчаных и супесчаных) горизонт вмывания часто превращается в малопроницаемую для воды рудяковую прослойку благодаря скреплению его полуторными окислами и органическими соединениями, (выносимыми из верхних горизонтов.
Большое влияние на почвообразование оказывает лесная подстилка. Ее высокая влагоемкость способствует развитию анаэробных процессов. Распад органических остатков в условиях избыточного увлажнения сопровождается восстановительными процессами, которые распространяются на подстилающий минеральный грунт и приводят к образованию в нижних частях почвенного профиля глеевого горизонта с его характерной серовато-сизой или голубоватой окраской.
По мере развития заболачивания увеличивается мощность оглеенного горизонта, распространяющегося постепенно на все генетические горизонты подзолистой почвы.
В растительном покрове изменение экологических условий вызывает смену населяющих заболачивающуюся почву растительных группировок. Среди зеленых лесных мхов появляется кукушкин лен. Он способствует накоплению влаги и дальнейшему усилению заболачивания почвы. Отмирая, кукушкин лен образует грубый торфянистый материал, который, накапливаясь, в дальнейшем создает условия для поселения некоторых видов сфагновых мхов. Сфагновый мох является показателем сильного обеднения почвенного субстрата основаниями. Процесс заболачивания сопровождается прогрессивным нарастанием торфяного слоя — вначале низинного, затем переходного и, наконец, верхового типа.
Лесные насаждения угнетены вследствие ухудшения условий местообитания. Более требовательная ель уступает место сосне, березе и другим видам древесной растительности, меняется также видовой состав подлеска.
Так схематически происходит смена растительности и развитие болота в лесных местообитаниях, бедных зольными элементами пищи растений. На бедных почвообразующих породах, преимущественно легких по механическому составу, и при отсутствии притока зольных элементов со стороны может полностью выпадать стадия развития болота низинного типа. Могут развиваться сразу болота переходного и верхового типов.
На плакорно-водораздельных лесных площадях, где почвообразующая порода представлена моренными суглинками или глинами, иногда карбонатными, смена растительного покрова и болотообразование идут иным путем.
В связи с изменением в ходе почвообразования водного режима почвы и увеличения влаги происходит смена лесных биоценозов (растительных сообществ). Лес изреживается. Некоторые доминирующие породы выпадают. Развиваются травяные, более влаголюбивые лесные сообщества, начинается развитие дернового периода почвообразования. Усиленно накапливается гумус в верхнем горизонте почвообразующей породы (A1). Подзолистый тип почвообразования постепенно сменяется дерновым, а последний болотным. Соответственно изменяется и растительный покров — древесный, травяной и моховой.
Дерновый тип почвообразования на плакорно-водораздельных элементах рельефа может удерживаться очень долго в зависимости от условий водного и питательного режимов биоценозов, характера покровной породы, а также хозяйственной деятельности человека.
Изложенные выше закономерности развития процессов почвообразования в заболачивающихся лесных землях в плакорно-водораздельных условиях существенно нарушаются при различных депрессиях поверхности. Сочетание водного режима, почвообразующих пород, обеспеченность зольными веществами и условия жизнедеятельности биоценозов складываются иначе. В результате могут выпадать отдельные звенья почвообразовательного процесса, характерные для ровных ллакорных участков. Так полностью может выпадать дерново-подзолистый и дерновый типы. В зависимости от характера обводняемости понижения (натечного, грунтового), качества и количества минеральных солей в почвообразующей породе на месте депрессии начинают развиваться низинные (эвтрофные) болота. Они могут быть чисто травяными, кустарниково-травяными и лесными (ольховыми и березовыми).
Эвтрофное направление в почвообразовании в депрессиях продолжается до тех пор, пока нарастание толщи торфа не приведет к уменьшению обеспеченности произрастающей растительности зольными элементами. В дальнейшем идут мезотрофные и олиготрофные процессы почвообразования.
На заболачивание лесов в определенных условиях влияет и деятельность человека (искусственное запруживание рек и ручьев и подтопление окружающих их пространств). К таким же результатам нередко приводит уничтожение древесной растительности. По наблюдениям А. П. Малянова, в местах с благоприятными для заболачивания почвенно-гидрологическими условиями в первые же годы после вырубки леса ухудшаются физические свойства почвы, увеличивается плотность и уменьшается водопроницаемость. Резко уменьшается испарение влаги и, следовательно, больше накапливается ее в почве. Происходит перераспределение воды по площади вырубки и начинают заболачиваться пониженные места.
Как показали специальные исследования, заболачивание лесосек на суглинистых почвах при соответствующих гидрологических условиях идет лишь в первые 5—10—15 лет после вырубки леса. В дальнейшем, по мере развития молодняка различных древесных пород, оно ослабевает и даже полностью прекращается. Здесь сказывается влияние транспирации воды древесной растительностью.
Источник
Временное заболачивание
Что касается заболачивания, протекающего при недостаточно благоприятном водном режиме, то оно длительно задерживается на этой стадии и не всегда приводит к накоплению торфа. А. А. Немчинов, изучавший много лет болотные процессы в лесной зоне, совершенно правильно считает, что заболоченные почвы следует рассматривать как образования не кратковременные, быстро переходящие в болота, а как устойчивые со стабильностью в содержании органического вещества. По его же мнению, указания на прогрессирующее заболачивание почв на севере сильно преувеличены, а ссылка на то, что появление мхов кукушкина льна и сфагнума обеспечивает развитие болота мало обоснованы.
Б. Д. Зайцев также различает длительные процессы заболачивания, под влиянием которых сформировался современный облик лесной зоны, и кратковременные местные процессы, изменчивость которых связана с определенными условиями. Исследования Н. И. Пьявченко и А. А. Ниценко показывают, что широко наблюдающееся в таежной зоне разрастание кукушкина льна на вырубках и гарях далеко не всегда свидетельствует о начавшемся процессе заболачивания, а представляет одну из стадий смены напочвенного растительного покрова под влиянием изменившихся условий среды.
Временное, или периодическое заболачивание весьма широко распространено в лесной зоне. Вместе с заболачиванием предыдущего вида оно производит впечатление чрезвычайно сильной заболоченности северных лесов, из чего, собственно, а черпается материал для обоснования гипотез о якобы неизбежной смене наших лесов сфагновыми болотами. Можно выделить две разновидности временного заболачивания:
Первая разновидность заболачивания наблюдается на боровых террасах рек и отчасти на водоразделах, где в песчаном грунте на небольшой глубине от поверхности находится водоупорный слой суглинка или глины (Пьявченко, 1957). Во влажные периоды многочисленные мелкие понижения переувлажняются атмосферной и отчасти поверхностно-сточной водой и заселяются болотными растениями: осоками, гипновыми мхами, кукушкиным льном и сфагнумом. В случае продолжительности влажного периода в них может образоваться и торфянистый горизонт почвы мощностью 10-20 см. С наступлением сухого периода такие «болота» обычно пересыхают и покрываются лесной растительностью, а в случаях лесных пожаров сухой торф в них полностью выгорает.
К этой же разновидности временного заболачивания следует отнести и хорошо известное явление периодической «вымочки» лесов в блюдцах Западно-Сибирской низменности описанное В. А. Арефьевой и А. О. Кеммерихом и нами (Пьявченко и Кощеев, 1955). Как явления временного заболачивания понижений, так и вымочки леса следует связывать с изменениями влажности климата, вызывающими, по А. В. Шнитникову, внутривековые колебания уровня озер.
Временное заболачивание суши под влиянием уничтожения са в настоящее время довольно хорошо изучено. А. Л. Кощеев еще в начале тридцатых годов нынешнего столетия констатировал обратимость заболачивания вырубок на территории Лисинского леспромхоза Ленинградской области (Буренков, Кощеев, Мальчевская, 1934). Это первое разностороннее исследование позволило сделать вывод о естественном прекращении болотообразовательного процесса под влиянием усиленной транспирации влаги молодым лесом, возобновившимся на вырубке.
В дальнейшем вопрос об обратимости заболачивания был детально выяснен исследованиями самого А. Л. Кощеева, а также А. П. Малянова, И. С. Мелехова, И. С. Мелехова и П. В. Голдобиной, Н. И. Пьявченко 1954, 1955, 1957, 1959), А. А. Молчанова и др.
Как теперь установлено, причиной временного заболачивания вырубок и гарей служит нарушение баланса влаги в верхних горизонтах почвы, вызываемое уничтожением лесной растительности. На это еще указывали в своих работах Г. И. Танфильев, Н. С. Нестеров, В. Н. Сукачев, А. Д. Дубах и др. Однако ранее считалось, что избыточное увлажнение почвы и появление на вырубках болотной растительности, в частности кукушкина льна и сфагнума, ведет к необратимому заболачиванию, т. е. к развитию торфяника вне зависимости от географической широты и условий рельефа.
Наши исследования показывают, что временное заболачивание лесных вырубок и гарей может происходить только в местностях с влажным климатом, преимущественно в понижениях рельефа с водонепроницаемым грунтом или близким к поверхности уровнем почвенно-грунтовой воды, тогда как в других условиях концентрированные рубки леса на больших площадях и лесные пожары не вызывают развития заболачивания.
Как указывает А. Л. Кощеев, временное заболачивание вырубок продолжается 20-30 лет, пока возобновляющийся хвойно-лиственный древостой не перейдет в стадию жерднякам. В названной стадии количество зеленой массы в лесу сильно возрастает и, соответственно, расход влаги на транспирацию почти достигает максимума. В связи с усиленным расходованием почвенной влаги уровень ее понижается и заболачивание прекращается; сфагновые мхи, испытывающие сильное затенение от сомкнутого полога древостоя и неблагоприятное физическое и химическое воздействие большого количества опада листьев и хвои, отмирают, уступая свое место тенелюбивым зеленым мхам и травянистым растениям. О былом заболачивании таких лесов можно судить лишь по маломощной сфагновой прослойке, длительно сохраняющейся под горизонтом лесной подстилки.
В заключение следует сказать, что все явления временного заболачивания мы рассматриваем в свете неизменных современных климатических и геоморфологических условий. Естественно, изменение этих условий в ту или другую сторону может внести существенные коррективы и в динамику болотообразовательного процесса. Например, увеличение влажности климата, происшедшее в силу тех или иных причин и оказывающее свое влияние в течение длительного времени, может превратить временный и обратимый ныне процесс заболачивания в необратимый. К подобным результатам может привести и отрицательное тектоническое движение земной коры.
Источник