Потери массы торфа при экспериментальной деструкции в болотах Западной Сибири в связи с локальными условиями и широтной зональностью

Аннотация

Цель исследования. Выявить особенности изменения массы торфа в ходе экспериментальной деструкции с учётом инициального выщелачивания в зависимости от качества субстрата, элемента микрорельефа и широты местности.

Место и время проведения. Полевой эксперимент проводили на болотах, расположенных в разных зонах и подзонах Западной Сибири – от лесостепи до лесотундры. Во всех болотных комплексах эксперимент закладывали одновременно в повышенных (сосново-кустарничково-сфагновых микроландшафтах, грядах грядово-мочажинных комплексов – ГМК, мерзлотных буграх) и пониженных (обводнённых мочажинах и топях) элементах микрорельефа. Начало полевого эксперимента на разных болотах охватывало период с 2006 по 2012 гг., длительность эксперимента составила от трёх до шести лет.

Методы. Потери массы торфа оценивали традиционным методом сетчатых мешочков. Образцы помещали в торфяную почву на глубину 5–10 и 25–30 см, в отдельных случаях – на 45–50 см. Торф, извлечённый из залежи повышенных и пониженных элементов микрорельефа, закладывали в почву тех же локаций, где его отбирали, либо в аналогичные сообщества других биогеографических поясов. Отбор образцов проводили через определённые промежутки времени в 4–8-кратной повторности. В повышенных элементах микрорельефа использовали верховой фускум-торф, а в пониженных – мочажинный торф верхового или переходного типа с разной степенью разложения. Для сравнения скорости деструкции в разных биоклиматических зонах использовали торф, отобранный в Бакчарском болоте. Скорость деструкции оценивали, рассчитывая процент потери массы и константу скорости разложения. Статистическая обработка включила расчёт основных статистических показателей и тестирование значимости разницы между выборками.

Основные результаты. Медианы инициального выщелачивания торфа составили 0–19,5% от исходной массы; в одних и тех же сообществах выщелачивание значимо различалось в разные годы начала эксперимента. Константы разложения с учётом выщелачивания и без него различались в среднем в полтора раза. Максимальные потери массы выявлены в поверхностном слое залежи повышенных элементов микрорельефа лесостепи, южной и средней тайги (40–55%), меньшие потери – на обеих глубинах обводнённых понижений рельефа южной тайги (31–33%); после достижения этого уровня потери массы перестали меняться. Потери массы в нижележащем слое повышенных элементов микрорельефа южной части Западной Сибири и в болотах ее северной части остались на уровне инициального выщелачивания. Характерной особенностью потерь при деструкции торфа было наличие периода начальной задержки, который увеличивался от южных к северным болотам, достигая длительности до пяти лет. В одних и тех же элементах рельефа потери массы торфа с более высокой степенью разложения оказались больше по сравнению с торфом с низкой степенью разложения и чаще оставались в рамках инициального выщелачивания. В пределах одного болотного комплекса потеря массы одного и того же вида торфа значимо различалась в аналогичных местообитаниях: между рямом и грядой ГМК, топью и мочажиной ГМК в сфагновом олиготрофном болоте, сфагновой кочкой и лишайниковым понижением на мерзлотном бугре.

Заключение. Закономерности деструкции торфа являются слабоизученным, но важным направлением исследований, способствующим прогнозированию поведения болотных экосистем при естественных и антропогенных воздействиях (климатических изменениях, пожарах, осушении), ведущих к понижению уровня болотных вод и возникновению аэробных условий в катотельме. Проведенный эксперимент по деструкции вдоль широтного градиента показал, что в болотах южной части Западной Сибири торф быстрее включается в процесс биологического разложения. Необходимы дальнейшие исследования, включающие проведение длительных многолетних экспериментов, определение химического статуса субстрата перед началом инкубации и на разных её этапах, выявление состава сообщества деструкторов, что позволит приблизиться к пониманию механизмов, управляющих скоростью и траекторией деструкции торфа.