Трансформация торфяной залежи и накопление углерода на постпирогенных верховых болотах таёжной зоны Западной Сибири

Аннотация

Цель исследования. Оценка трансформации водно-физических свойств торфяной залежи и интенсивности торфонакопления на постпирогенных участках осушенных верховых болот таёжной зоны Западной Сибири.

Место и время проведения. Полевые исследования проведены в 2022 году на верховых Бакчарском (участок гидролесомелиорации, 7 площадок) и Усть-Бакчарском (участок, осушенный для добычи торфа, 3 площадки) болотах, расположенных в Томской области.

Методы. Отбор проб торфа проведён из двух скважин на каждой площадке в понижении и повышении микрорельефа. Шаг отбора составлял 5 см, глубина отбора 45–90 см. Методом конверта в девяти точках на каждой площадке выполнен отбор образцов торфа в слое 0–30 см с шагом 10 см для лабораторного определения влажности. Торф охарактеризован по следующим параметрам: влажность (ГОСТ 11306-2013), зольность (ГОСТ 11306-2013), степень разложения и ботанический состав (ГОСТ 28245-89), степень гумификации и насыпная кислотности торфа. Расчёт запасов углерода в верхнем слое торфяной залежи проведён с использованием значений зольности и плотности образцов торфа.

Основные результаты. Торфяная залежь верхних горизонтов образована преимущественно сфагновыми торфами с преобладанием в составе растительных остатков Sphagnum fuscum. Выявлены различия в свойствах торфа между положительными и отрицательными формами, проявляющиеся до глубины 5–15 см от поверхности понижений. Выгорание понижений привело к трансформации всех свойств торфа до глубины 10–15 см, но в большей степени выражено в увеличении зольности, значения которой в слое 0–5 см в 1,5–9 раз выше в сравнении с фоновым участком. Трансформация свойств торфа на положительных формах рельефа – моховых подушках – в меньшей степени проявляется в верхнем слое 0–5 см, но характеризуется большей глубиной, достигающей 30 см. Трансформация выражена, главным образом, в увеличении зольности, за счёт миграции зольных элементов с поверхности горелых понижений, и плотности, вследствие проседания моховых подушек с погибшим сфагновым мхом. При схожих средних значениях влажности между постпирогенными и фоновыми площадками, составляющими 90–91% в слое 0–30 см, наблюдаются различия в распределении значений по формам микрорельефа. Для постпирогенной площадки на Бакчарском болоте характерно снижение влажности в понижениях и на положительных формах; максимальные значения наблюдаются на высоте около средней поверхности. На Усть-Бакчарском болоте влажность уменьшается от отрицательных форм к положительным. На Бакчарском болоте через 30 лет после пожара аккумуляция торфа происходит только на положительных формах; толщина слоя, сформировавшегося после пожара, достигает 35 см. С учётом неоднородности микрорельефа аккумуляция углерода в период после пожара оценивается в 1,9 кг С/м² или 60 г С/м² в год. На Усть-Бакчарском болоте аккумуляция торфа происходит значительно медленнее и отсутствует на большей части поверхности. Среднее значение оценивается в 7 г С/м² в год.

Заключение. Выгоранию наиболее подвержены отрицательные формы микрорельефа. Через 6–8 лет после пожара его последствия проявляются в обсыхании верхнего слоя торфяной залежи, что препятствует интенсивному зарастанию сфагновыми мхами. На участке лесомелиорации на Бакчарском болоте аккумуляция торфа через 30 лет после пожара на положительных формах сопоставима по интенсивности с невыгоревшими участками.