Пьявченко H.И., Нестеренко И.М., Чесноков В.А. Мелиорация и природа Севера

Подождите немного. Документ загружается.

Низинное болото

В связи с тем, что точное определение типов болот

(торфа) по растительному покрову (растительным ос-

таткам) часто бывает затруднительно, предлагаем ис-

пользовать для объективной диагностики типов легко

определяемые в лабораториях физико-химические свой-

ства торфа: кислотность (рН) и степень насыщенности

торфа основаниями (катионами кальция и магния). Раз-

личные типы торфа характеризуются следующими свой-

ствами, независимо от состава растительных остатков:

Иилинныи Переходный Верховой

Содержание СаО + MgO, % > 2 1—2 до 0,8—1

Степень насыщенности осно-

ваниями, °о >65 31—G5 до 30

Кислотность (рП солевой вы-

тяжки) > 4,5 3—1,5 2,6-3,5

Таким путем можно определять и промежуточные

типы, а именно: переходно-низинный — по степени на-

сыщенности основаниями (от 61 до 70%) и верхово-пе-

реходный (от 26 до 35%), что имеет важное значение

при сельскохозяйственном и лесоводственном использо-

вании болот и заболоченных лесов.

Как же распределяются болота по современным ста-

диям развития на территории Европейского Севера? По-

всюду на Севере, за исключением Мурманской области,

преобладают болота верхового типа (табл. 2). Болота

переходного типа занимают второе место по своему рас-

пространению, причем наиболее широко они представ-

лены в Мурманской, Архангельской областях и Карель-

ской АССР. Низинные болота играют незначительную

роль в лесоболотных ландшафтах Севера, однако в Мур-

манской области они представлены гораздо шире, чем

в других регионах Севера.

Таблица 2

Распределение болот по типам (по данным учета лесного

мелиоративного фонда)

Области и автономные

республики

Архангельская обл.

Вологодская обл.

Мурманская обл.

Карельская АССР

Коми АССР

Итого

Общая

площадь

болот,

тыс. га

5,963

1,081

2,641

3,62

2,532

15,837

В том числе

низинных переходных

тыс. га

526

699

492

401

2131

тыс. га

2370

155

1790

1190

371

5876

верховых

тыс. га.

3067

913

152

1938

1760

7830

Такое распределение связано прежде всего с бедно-

стью почв и материнских пород Севера карбонатами

кальция, вследствие чего даже при грунтовом питании

слабоминерализованными водами формируются болота

не низинного, а переходного типа. Это же обстоятельст-

во обусловило довольно быструю смену первичных ни-

зинных болот переходными, а последних

—

верховыми.

Все разнообразие заболоченных и болотных лесов

сгруппировано в три экологических ряда, соответствую-

щих типам водно-минерального питания: 1) жестковод-

ногрунтового, евтрофного, 2) атмосферно-грунтового

и мягководногрунтового, мезотрофного, 3) атмосферно-

го,

олиготрофного. Такое подразделение аналогично де-

Таблица

Классификация заболоченных

болотных лесов Севера

Экологический

ряд

(тип

водного питания)

Жестководно-

грунтовый

(ев-

трофный)

Атмосферно-

грунтовый

мягководно-

грунтовый

(ме-

зотрофный)

Тип

лесорастительных

условий

болотнотравный

травяно-сфагно-

вый и мезотроф-

ный

сфагновый

долгомошный

мс-

зотрофный

Группа

и тип

леса

Ельники

зеленомошно-травя-

ной

болотно-травяной

сфагново-травяной

Сосняки

осоково-тростниковый

болотно-травяной

сфагново-травяной

Березняки

осоково-тростниковый

болотно-травяной

Ельники

осоково-сфагновый

сфагновый

кустарничково-сфаг-

новый

Сосняки

осоково-сфагновый

Березняки

осоково-сфагновый

Ельники

долгомошный

долгомошно

- сфагно-

вый

Березняки

долгомошный

долгомошно

- сфагно-

вый

Продолжение таблицы 3

Экологический ряд

(титт водного питания)

Атмосферный

(олиготрофнын)

Тин лесорастительных

условий

ДОЛГОМОШНЫЙ

олиготрофнын

сфагновый

олиготрофный

Группа и тип леса

Сосняки

ДОЛГОМОШНЫЙ

долгомошно - сфагно-

вый

Сосняки

кустарничково - сфаг-

новый

пушицево-сфагновый

лению болот на низинные, переходные и верховые

(табл. 3).

Каждый экологический ряд включает в себя от од-

ного до нескольких типов лесорастительных условий,

различающихся главным образом по строению и химиз-

му почвы и особенностям водного режима. Это находит

отражение в преимущественном развитии тех или иных

групп растении в напочвенном покрове, например: бо-

лотных трав, зеленых или сфагновых мхов и т. д.

С типами лесорастительных условий связаны группы

типов заболоченных и болотных лесов, близкие в эколо-

гическом отношении, но различающиеся по породному

составу древостоев. Например, сфагновый тип лесорас-

тительных условий, связанный с бедными почвами вер-

хового болота, может объединять сосняки.

Группы объединяют типы леса, характеризующиеся

однородностью состава древесного яруса, подлеска

и травяно-мохового покрова, почвенных и гидрологиче-

ских условий, а также производительности древостоя.

При использовании приведенной классификации для

проектирования осушительных и лесохозяйственных ме-

роприятий в большинстве случаев достаточно брать

в расчет тип лесорастительных условий и группу типов

леса, например болотно-травяные ельники или травяно-

сфагновые сосняки, поскольку эти характеристики уже

отражают основные экологические особенности лесов.

Условия водно-минерального питания и состав тор-

фообразующей растительности определяют и степень

богатства общим азотом и зольными элементами обра-

зующегося торфа в болотах различных типов (табл. 4).

Таблица 4

Содержание общего азота и зольных веществ в торфяных почвах

различных типов

1 ип торфяной почвы

Низинный

Переходный

Верховой

Зольность,

7,6—12,4

3,5—4,8

1,7—3,5

В почвенном слое (0,5 м), т/га

СаО

19,8

3,7

1,4

MgO

2,4

0,5

0,3

Р^о,

1,54

0,64

0,36

0,55

0,24

азот

общий

15,4

3,5

Для сельскохозяйственного освоения наиболее при-

годны торфяные почвы низинного типа, меньше нуж-

дающиеся в известковании, богатые азотом и иногда

фосфором. При недостатке или отсутствии торфяников

низинного типа успешно используются и почвы переход-

ного типа, но при условии известкования и регулярного

внесения удобрений. Наши древесные породы (ель, сос-

на, береза) мало требовательны к богатству почвы и ее

кислотности, вследствие чего леса из этих пород хорошо

растут после осушения и на низинных, и на переходных

болотах.

ВЛИЯНИЕ БОЛОТООБРАЗОВАНИЯ НА ПРИРОДНЫЕ

ЛАНДШАФТЫ СЕВЕРА

Спорово-пыльцевой анализ разрезов глубоких тор-

фяников и залегающих под торфом озерных осадков

(сапропелей), произведенный для многих районов Ка-

релии, показывает, что

8—7,5

тысячи лет назад на тер-

ритории южной и средней Карелии господствовали бе-

резовые леса с различным участием сосны. В многочис-

ленных озерах того времени накапливались толщи

сапропеля, а в приозерных низменностях были распро-

странены заросли водно-болотной растительности. На-

чало атлантического периода характеризуется усилени-

ем торфообразования. Одновременно в окружающих

болота ландшафтах увеличиваются сосновые и березо-

во-сосновые леса, появляются ель, лещина (орешник),

черная ольха и широколиственные породы

—

липа, вяз,

дуб.

7—4 тысячи лет назад были распространены леса

из сосны и ели с участием березы и широколиственных

пород, происходило интенсивное накопление торфа

в мелководных озерах и заболачивание понижений на

суше среди лесов. Климат тогда был теплее современно-

го,

что позволило липе, вязу, клену, лещине, черной

ольхе и даже дубу распространяться на

3—4°

севернее

их современной границы.

В последующие периоды голоцена в лесных ланд-

шафтах Карелии довольно сильно возросло лесообразу-

ющее значение ели. Однако к настоящему времени оно

снова существенно снизилось за счет распространения

сосны. Участие широколиственных древесных пород со-

кратилось до незначительной примеси в лесах самых

южных районов Карелии. Накопление мощных толщ

торфа обусловило переход многих болот в стадию атмо-

сферного питания и формирование торфяников верхово-

переходного и верхового типа.

Вполне вероятно, что падение лесообразующего зна-

чения ели и усиление роли сосны в современных лесных

ландшафтах Карелии связано с длительным выщелачи-

ванием во влажном климате бедных кальцием слабогу-

мусовых почв, сформировавшихся на кислых коренных

и ледниковых отложениях. Кроме того, сильное разви-

тие сфагнового болотообразования привело к заторфо-

выванию пониженных элементов рельефа и даже пло-

ских водоразделов с более богатыми почвами, на кото-

рых ранее произрастали еловые леса. На возникших

же переходных и верховых болотах ель, естественно,

уступила место сосне.

Таким образом, в результате непрерывного болото-

образовательного процесса, протекающего в течение

7—8 тысяч лет, произошли существенные изменения

в лесных ландшафтах Карелии, которые можно полно-

стью отнести и к другим регионам Севера. Под влияни-

ем торфонакопления произошло заметное выполажива-

ние мезорельефа. Многочисленные озера заполнились

отложениями сапропеля и торфа, а углубления поверх-

ности и переходы между ними превратились в торфяни-

ки различной мощности. Возник новый, болотный тип

почвообразования, и сформировались толщи торфяни-

ков,

накапливающие в себе огромные массы воды, орга-

нического вещества и химических элементов, которые

выключаются благодаря этому из круговорота в при-

роде.

Изменился прежний характер водного режима тер-

ритории: множество озер превратились в торфяники,

уменьшился сток и возросло испарение влаги в атмо-

сферу. Существенно уменьшилась площадь лесов из-за

смены их болотами, и на вдвое большей площади леса

потеряли хозяйственное значение в связи с низкой про-

дуктивностью, обусловленной заболачиванием. Возникли

новые лесоболотные ландшафты со своей спецификой

гидротермического режима и круговорота веществ

в природе.

За период интенсивного болотообразования, исчис-

ляемый в 7 тысяч лет, площадь болот и заболоченных

лесных земель Севера Европейской России ежегодно

увеличивалась в среднем на 6200 га. Если даже в на-

стоящее время интенсивность заболачивания в южных

районах Севера несколько уменьшилась, в северных она

по-прежнему протекает в широком масштабе. Под влия-

нием заболачивания лесного фонда систематически

уменьшаются запасы ликвидной древесины в лесах. Во

многих случаях болота образуют громадные болотные

системы, перемежающиеся с заболоченными лесами

и участками незаболоченных земель. При наличии та-

ких болотных систем и слабом развитии дорожной сети

возникают значительные препятствия для промышлен-

ного освоения Севера, организации лесозаготовок

и сельскохозяйственного использования земельных фон-

дов.

Это свидетельствует о безусловной необходимости

проведения на Европейском Севере СССР осушитель-

ных мелиорации как важнейшего мероприятия по пре-

образованию его природы, улучшению условий жизни

и производственной деятельности людей.

МЕЛИОРАЦИЯ И ПОВЫШЕНИЕ

ПРОДУКТИВНОСТИ ЗЕМЕЛЬ СЕВЕРА

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ МЕЛИОРАЦИЯ

Территорию Карельской АССР, как и других обла-

стей Европейского Севера, относят обычно к зоне избы-

точного или достаточного увлажнения (табл. 5). Зна-

чительная вытянутость республики с севера на юг

определяет зональный характер климата. Выделяются

следующие основные мелиоративные (сельскохозяйст-

венные, лесохозяйственные) зоны: северная холодная

(сумма температур более

10° —

менее 1200°), средняя

умеренная (1200—1400°) и южная умеренно теплая (бо-

лее 1400°). Основная часть территории Европейского

Севера СССР относится к умеренному поясу, прохлад-

ному подпоясу ранних культур, для которых необходи-

ма сумма активных температур 1000—1600°.

Влагообеспеченность основных сельскохозяйственных

культур составляет 80—100% в среднем. Однако за мно-

голетний период возможная повторяемость лет с осад-

ками за год, близкими к норме (500—600 мм),— около

45%.

Один раз в 10 лет наблюдаются как избыточно

влажные, так и острозасушливые годы, когда осадки за

год более чем в 1,3 раза выше или ниже нормы. При

норме за лето 200 мм один раз в 10 лет наблюдаются

осадки более 300 мм.

Такова же повторяемость и лет с осадками менее

115 мм, когда сельскохозяйственные культуры и в усло-

виях Карелии в отдельные периоды могут испытывать

недостаток во влаге. Данные по гидрометеорологической

станции Вяртсиля показывают, что повторяемость двух

или трех сырых сезонов подряд (весна—лето, лето—

осень) составляет один раз в 7 лет. Отношение осадков

за год к испарению (коэффициент увлажнения) для

всех областей Европейского Севера более

—1,5.

Это

и определяет условия значительного заболачивания тер-

ритории.

В условиях Севера вопросы осушительной мелиора-

ции являются первоочередными. В Карелии для каждо-

го хозяйства являются важными задачи, решаемые по-

средством мелиорации, а именно: расширение площади

пашни, кормовых угодий, оптимальное регулирование

Таблица

Основные

характеристики климатических условий Европейского

Севера

СССР

Области

Автономные республики

Показатели

j Г j

Мурманская

Вологодская

Архангельская

Карельская

Коми

Среднегодовая температура воз-

духа,

°С -2

1,4

1,4+2,8

-1,4+1,5

0,1+3 -6,3+1

Безморозный период,

дней

. . .

67—119

100—120

80—100 80—130 70—105

Период

со

среднесуточной темпе-

I I I I I

ратурой

воздуха,

дней:

выше

0°

136—193

197-204

158-197

175-210

150—197

выше

5°

82—129 152—161 115—152 125—160 110—152

выше

10°

22—85 109—115 70—106 70—125 64—106

Сумма

активных температур выше

10°,

°С

200—1100 1500—1700

900-1550

900—1600

800—1550

Осадки

за год, мм

340—640

520—600

450—600 450—650 400—600

Осадки

за

период активной веге-

* _ .

тации,

мм

60—160 240—290 90—240

120-225

100—230

Испарение

за год, мм

150—250 300—450 200—450

200-450

150—400

Испарение

за

V—VIII,

мм . . . 209

254-300

230-355

180—320

134-252

Среднегодовая влажность возду-

ха,

% 78-80

79—81 78—84 79—76 76—82

Модуль стока,

л/(с

-км

)

.... 12 9 7—14 8—14 7—15

Средний слой

стока,

мм ... . 368 287 316 320 342

Средняя

из

наибольших декадных

высот

снежного покрова,

см . .

40—100 50—60 40—70 35—70 60—70

Средлий

из

наибольших запасов

воды

снеге,

мм

100-180

120—140 120—160 90

—160

140—180

Глубина

промерзания, средняя

из

наибольших,

см

123—200 48—82 56—106 40—70 51—92

Радиационпый

баланс, ккал/'см

. |

19—27 26—32 20—28 28—32 18—26

водно-воздушного режима почв путем применения наи-

более совершенных методов и способов осушения, осво-

ение и окультуривание земель, рост урожайности сель-

скохозяйственных культур.

При увеличении площади пашни и лугов нужно пра-

вильно выбирать объекты осушения, на которых при

наименьших затратах может быть в короткий срок по-

лучена наибольшая отдача. Тогда быстрее окупятся

значительные капиталовложения на мелиорацию земель.

Переход на закрытый дренаж, строительство хороших

подъездных путей и дорог на объектах осушения, при-

менение железобетона, проектирование природоохран-

ных мероприятий — все это, обеспечивая капитальность,

надежность и эффективность мелиоративных систем, не-

избежно ведет к увеличению стоимости осушения каж-

дого гектара.

Но резервы снижения сметной стоимости имеются.

Это

—

строительство совмещенной дорожной и водопро-

водящей сети на граничащих объектах сельхоз- и лесо-

мелиорации, предварительная (до осушения) сводка

леса совхозами и лесозаготовительными организациями

с использованием ценной древесины в дело, правильный

выбор способов осушения в соответствии с рекоменда-

циями научных организаций, оптимальные объемы зем-

ляных работ, а также работ по дорожному полотну,

применение железобетонных труб-переездов расчетного

диаметра.

Первоочередными для строительства закрытого дре-

нажа являются старопахотные земли, достаточно хоро-

шо окультуренные песчаные, супесчаные и суглинистые

почвы, а также торфяные, на которых необходимо про-

вести реконструкцию старой открытой осушительной

сети после окончания срока амортизации ее. Рекон-

струкцию старопахотных земель проводить легче, чем

осушать новые земли, и затраты на гектар меньше. Од-

нако наложение новых затрат на еще не окупившиеся

капиталовложения, если сеть работает менее 10—15 лет,

приводит к росту амортизационных отчислений, суще-

ственному росту себестоимости продукции. Там, где

возможен небольшой текущий или капитальный ремонт

с незначительными затратами и где сеть может

действовать еще десятки лет, не следует спешить с ре-

конструкцией.