Автор: Г. М. Платонов
Изменению растительности под влиянием осушения посвящено много работ, относящихся в основном к болотам Европейской части СССР.
Большинство исследователей уделяли главное внимание вопросу влияния осушения на древесную растительность. Динамика растительного покрова нижних ярусов рассматривается в сравнительно немногих работах. Из них лишь в работе В. М. Елисеевой рассмотрено одно низинное болото Западной Сибири, в остальных же — болота Европейской части СССР. Следует добавить, что растительный покров осушенных болот изучался всегда через большой промежуток времени после осушения: 10 лет и более. Характер же изменений в первые годы после осушения остается до сего времени слабо изученным.
Мы проводили изучение смен растительности под влиянием осушения на Еловочном болоте (Тимирязевский леспромхоз Томской области) с 1964 г. Болото осушено в 1960—1964 гг. на площади около 150 га. Описание растительности и торфяной залежи Еловочного болота до осушения было сделано автором в 1960 г. В связи с организацией стационарных комплексных исследований Н. И. Пьявченко заложил постоянные пробные площади и провел их геоботаническое описание. Всего было заложено восемь пробных площадей, из которых две (5 и 6) на ранее естественно дренированном участке болота, у его восточной окраины; пять (7, 8, 9, 10, 11) на участке, осушенном в период 1960—1964 гг., и одна (пробная площадь 12) на неосушенной части болота.
Общая площадь болота около 500 га. Оно вытянуто с юго-запада на северо-восток на 5 км, при ширине от 0,8 до 2 км. Данные нивелировки показывают, что поверхность болота имеет уклон с юго-запада на северо-восток и с юга на север.
Болото залегает в межгривном понижении, представляющем собой древнюю пойму р. Еловки. Речка берет начало за пределами Еловочного болота; на болоте русло ее теряется и воды разливаются по всей поверхности, усиливая процесс болотообразования. Лишь у восточной границы болота вновь появляется русло, принимающее воду с поверхности. В настоящее время новым руслом Еловки служит магистральный канал. Южная часть Еловичного болота относится к переходному типу, а центральная и северная — к низинному. До осушения болото характеризовалось высокой степенью обводненности.
Микрорельеф и растительный покров болота неоднородны. Южный край болота, прилегающий к суходолу, представляет собой узкую полосу заболоченного сосняка сфагнового с примесью березы и кедра. В микрорельефе хорошо выражены невысокие сфагновые подушки из Sphagnum warnstorfianum, Sph. centrale, Sph. angustifolium, Sph. magellanicum, Sph. rubellum. Травяно-кустарничковый ярус довольно разнообразен. Наиболее распространены багульник (Ledum palustre), клюква (Oxycoccus quadripetalus), осока шершавоплодная (Carex lasiocarpa), вахта (Menyanthes trifoliata), местами встречается тростник (Phragmites communis), белокрыльник (Calla palustris) и др.
Южная часть болота, относящаяся к переходному (мезотрофному) типу, покрыта редким древостоем из березы пушистой (Веtula pubescens) и сосны высотой не более 5—7 м. По характеру растительности мезотрофный участок неоднороден. Более обводненная восточная часть его имеет слабо выраженный микрорельеф, представленный мочажинами и редкими невысокими сфагновыми подушками. Здесь господствует ассоциация Carex lasiocarpa — Sphagnum angustifolium. В травяно-кустарничковом покрове широко распространены осока шершавоплодная, клюква, мирт болотный (Chamaedaphne calyculata), сабельник (Comarum palustre) вахта; реже встречаются багульник, подбел (Andromeda polifolia), вех ядовитый (Cicuta virosa), пушица узколистная (Eriophorum angustifolium) и влагалищная (Е. vaginatum), горичник болотный (Peucedanum palustre) и др. В мочажинах формируется ассоциация Carex limosa — Sphagnum dusenii.
В моховом покрове этой части болота кроме доминирующего Sphagnum angustifolium распространены подушки Sphagnum magellanicum, а между ними и в мочажинах Sph. balticum и Sph. jensenii. Реже встречаются осоково-гипновые мочажинные группировки, в которых доминирующая роль в моховом покрове принадлежит Drepanocladus vernicosus.
Западная часть мезотрофного участка болота менее обводнена и более облесена (береза пушистая и единичная примесь сосны). Вначале открытое болото переходит в рединный березняк осоковосфагновый, сменяющийся далее березняком осоково-сфагновым. Микрорельеф кочковато-бугристый, образованный сфагновыми подушками различного размера. Крупные подушки в основании стволов достигают высоты 50 см и имеют 1—2 м в диаметре. Они образованы Sphagnum fuscum и Sph. magellanicum. Более мелкие, высотой до 20 см и до 1 м в диаметре, образованы Sphagnum magellanicum. В понижениях между подушками растут Sph. angustifolium и Sph. balticum. Травяно-кустарничковый ярус представлен теми же видами, что и в восточной части болота.
К северу растительность мезотрофного характера сменяется ивняками осоковыми или березняками осоково-разнотравными. Микрорельеф сильно кочковатый, пространство между кочками залито водой. На кочках растет береза; наиболее распространена ива пепельно-серая (Salix cinerea). В травяном покрове растут осоки: вздутая (Carex inflata), пузырчатая (С. vesicaria), своеобразная (С. appropinquata) и др.; кроме того, распространены хвощи топяной (Equisetum heleocharis), болотный (Е. palutsre), таволга (Filipendula ulmaria), тростник, вахта, сабельник, вербейник обыкновенный (Lysimachia vulgaris), кизляк кистецветный (Naumburgia thyrsiflora), горичник болотный и др. Моховый покров слабо развит, главным образом по кочкам около деревьев.
Северо-восточная окраина болота (пробная площадь 5) представляет собой болотно-травяную согру с преобладанием кедра. Кроме него, в древостое распространены сосна, ель и береза пушистая. Микрорельеф кочковато-бугристый, пространство между буграми весной залито водой. В травяном покрове — таволга, осоки (Carex inflata, С. appropinquata, С. caespilasa и др.), вахта, сабельник, дудник лесной и др. Мхи, встречающиеся лишь на микроповышениях, представлены зелёными лесными и болотными видами.
Торфяная залежь неоднородна. На мезотрофном участке она представлена топяно-лесными видами, на низинном лесо-топяными и лесными. Максимальная мощность торфа достигает 5 м. Торфяная залежь мезотрофного участка как на осушенной площади (пробные площади 7, 8, 10, 11), так и на неосушенной (пробная площадь 12) сложена в верхней части топяными торфами со степенью разложения до 30%. Преобладают осоковые торфа низинного типа, и лишь близ поверхности появляется сфагновый торф переходного типа. Нижняя половина залежи образована лесо-топяными и лесными торфами, содержащими минеральную примесь и имеющими высокую степень разложения.
Торфяная залежь естественно дренированного участка (пробная площадь 5 и 6) сложена в основном лесо-топяными и лесными торфами согрового характера, довольно высокой степени разложения, с большей или меньшей примесью минеральных веществ.
Осушением охвачена восточная часть мезотрофного участка (пробные площади 7, 8, 10, 11) и узкая полоса (около 100 м) низинной части болота, к северу от магистрального канала. В результате осушения резко понизился уровень грунтовых вод, произошло уплотнение верхнего горизонта торфа и несколько повысилась степень его разложения.
О степени осушения можно судить по изменению уровня почвенно-грунтовых вод и влажности торфа. Наиболее низкие уровень почвенно-грунтовых вод и влажность торфа наблюдаются на пробной площади 10, заложенной в западной части осушенного участка, где расстояние между канавами очень невелико. Несколько менее осушен участок в районе пробной площади 7 и еще менее — в районе пробной площади 8, которая находится в 50 м от дренажной канавы.
Влажность поверхностного слоя торфяника зависит от количества выпадающих осадков. Глубже 10 см влияние осадков мало сказывается, и влажность торфяной толщи связана здесь в основном с динамикой почвенно-грунтовых вод.
Особое положение занимает кедровая согра в районе пробной площади 5. В течение многих лет она испытывает влияние естественного дренажа, осуществляемого несколькими промоинами, а с 1960 г. и воздействие магистрального канала, прорытого вдоль ее южного края. Поэтому верхний слой торфяной почвы в согре характеризуется наименьшей влажностью. Тем не менее уровень почвенно-грунтовых вод в начале лета здесь выше, чем на пробных площадях 7 и 8. Это отчасти объясняется медленным таянием снега под пологом леса, но главным образом подтоком почвенно-грунтовой воды со слабо осушенного участка, лежащего севернее магистрального канала. Однако во второй половине лета уровень почвенно-грунтовых вод и здесь сильно понижается.
Наиболее высокий уровень воды (от 0 до 22 см) и самая высокая влажность поверхностного слоя торфа (94—92%) наблюдались на неосушенной части мезотрофного участка болота (пробная площадь 12).
Таким образом, интенсивность осушения болота уменьшается с востока на запад, что связано с увеличением расстояния между магистральной и ловчей канавами и небольшой глубиной осушителя второго порядка, отграничивающего осушенную часть от неосушенной.
Верхний слой торфа (до глубины 30 см) характеризуется слабокислой реакцией (pH 5—6,5), невысокой степенью насыщенности основаниями и несколько повышенной зольностью.
До осушения пробные площади 7, 8 и 10 имели однородный растительный покров, образованный ассоциацией Carex lasiocarpa — Sphagnum angustifolium + Sph. magellanicum. Древесная растительность была представлена редкими экземплярами сосны и березы пушистой.
Микрорельеф характеризовался слабо выраженными моховыми кочками со Sphagnum magellanicum и небольшими мочажинами, в травяном покрове которых доминировала осока топяная (Carex limosa). Почвенно-грунтовые воды выступали на поверхность болота, которая имела характер зыбуна.
Пробная площадь 11 представляла собой еще более обводненный участок с растительным покровом, представленным ассоциацией Carex lasiocarpa — Sphagnum dusenii + Sph. angustifolium. Единично встречались кочки, образованные осокой дернистой (Carex caespitasa).
За четыре года с начала осушения резких изменений в травяном покрове не произошло, исчезли лишь (топяные виды: осока топянная (Carex limosa), пушица (Eriophorum angustifolium, Е. vaginatum). Наиболее сильным изменениям подвергся моховой покров.
В первые годы после осушения выпадают гидрофильные виды цветковых, а затем сфагновые мхи. Различные виды болотных растений реагируют на осушение неодинаково. Одни быстро отмирают, другие испытывают явное угнетение и отмирают постепенно. Но встречаются виды болотных растений, которые развиваются даже лучше, и количество их заметно увеличивается. К ним относятся кипрей болотный (Epilobium palustre), горичник болотный (Peucedanum palustre), вех ядовитый (Cicuta virosa).
К наиболее стойким, удерживающимся в травяном покрове в течение нескольких лет, относятся осока шершавоплодная, мирт болотный, клюква (Oxycoccus guadripetalus). Эти виды в первые два-три года после осушения даже увеличивают рост, но не плодоносят. Дальнейшее состояние их зависит от степени осушения болота. При слабом осушении они могут сохраняться, вероятно, до десяти лет и более. Гузлена (1963) отмечает, что в Прибалтике на восьмой год после осушения сохранились Carex lasiocarpa и Carex inflata, а также Comarum palustre.
Сильнее всего осушение сказалось на нешироких приканавных полосах болота. Вследствие этого здесь наблюдается и лучшее разложение верхнего слоя торфа. На таких полосах хорошо заметна смена растительного покрова. Первичный травяно-кустарничковый покров сильно изреживается и в него внедряются другие виды. Одним из первых появляется в массовом количестве вейник ланцетный (Calamagrostis lanceolata). Вначале он поселяется вдоль канав, а затем, по мере отмирания первичной растительности, постепенно заселяет весь осушенный участок. Так, на левом берегу р. Еловки в районе пробной площади 5 вейник образовал густую заросль высотой 140—150 см; средний урожай его сухой надземной массы составил 20 ц/га. Кроме вейника здесь кое-где растут бодяк нолевой (Cirsium arvense), тростник (Phragmites communis), мирт болотный, шлемник обыкновенный (Scutellaria galericulata).
На интенсивно осушенной пробной площади 11 константировано полное отмирание сфагнового покрова и появление таких видов, как кипрей болотный, вейник ланцетный, горичник болотный, ежа сборная (Dactilis glomerata). Около канав возникли группировки сорняков: бодяка (Cirsium arvense), осота (Sonchus arvensis) и чертополоха курчавого (Carduus crispus).
На пробных площадях 10, 8 и 7 еще продолжается господство прежней растительности — осоки шершавоплодной и кустарничков. В небольшом количестве сохраняются вахта, сабельник и др. Но и здесь уже наблюдается значительное изменение в составе напочвенного покрова. Исчезают некоторые осоки (Carex limosa, С. chordorrhiza), пушица (Eriophorum angustifolium,. Е. vaginatum).
Происходит изреживание травяного покрова и постепенное отмирание осоки шершавоплодной и кустарничков, более сильно выраженное на пробной площади 10. Появляются новые виды, отсутствовавшие до осушения болота, в частности, ивы (Salix xerophila, S. myrtilloides), кипрей болотный, горичник болотный.
Осушение болота в первую очередь вызывает интенсивное отмирание сфагновых мхов. В первую очередь отмирают Sphagnum dusenii, Sph. balticum и Sph. angustifolium. Поэтому на осушенном болоте Sphagnum magellanicum из согосподствующего вида превращается в господствующий. На наиболее сухой пробной площади 11 мхи уже полностью отмерли. На пробной площади 10 их сохранилось около 50%, на площади 7 — 75% и лишь на наименее осушенной пробной площади 8 — до 90 %. Сохранившиеся мхи находятся в сильно угнетенном состоянии; так, средний за вегетацию прирост мха Sphagnum magellanicum на осушенных участках колеблется от 5 до 20 мм, а на неосушенных от 42 до 48 мм. Прирост Sphagnum angustifolium варьирует для осушенных площадей в пределах 12—33 мм и для неосушенных 45—57 мм.
На общее состояние мхов и их прирост влияет не только степень осушенности болот, но и сомкнутость травяного яруса. При большой густоте травяного покрова и накоплении в связи с этим значительной массы отмерших остатков травянистых растений мхи испытывают сильное угнетение и дают малый прирост. Особенно сильно угнетается Sphagnum magellanicum.
Отмирание мохового покрова наблюдалось и на естественно-дренированном лесном участке Еловочного болота (пробная площадь 5). Здесь болотные мхи почти полностью исчезли. Общее проективное покрытие мхов не превышало 10—15; они представлены главным образом лесными видами: Hylocomium splendens, Pleurozium schreberi, Dicranum undulatum, Sphagnum squarrosum, Sph. centrale, Mnium и печеночным мхом Marchantia polymorpha. Как правило, мхи растут лишь там, где травяной покров или отсутствует, или сильно изрежен. Существенные изменения на пробной площади 5 произошли и в травяном покрове, в котором доминируют теперь такие виды, как Filipendula ulmaria и Calamagrostis lanceolata.
Большой интерес для лесоводства представляет процесс облесения осушенных низинных и переходных болот. Наблюдения показали, что древесные породы поселяются в первую очередь на обнаженном торфе откосов и бровок осушительной сети. Уже на следующий год после сооружения канав на обнаженном торфе появляются всходы сосны, березы пушистой и березы бородавчатой. Количество всходов сосны зависит, конечно, от урожая семян названной породы. Однако на откосах и бровках магистрального канала всходы сосны почти не появляются. Причина этого заключается, вероятно, в смыве семян бурным потоком воды, переполняющей магистральный канал весной.
Всходы других древесных пород, в частности, лиственницы и кедра, растущих в небольшом количестве на суходоле, примыкающем к болоту, а также и на самом болоте — в согре, почти не встречаются. Были обнаружены только два экземпляра всходов кедра на отвале одной боковой канавы, проложенной осенью 1963 г.
На осушенных участках с хорошо развитым травяно-кустарничковым ярусом и довольно мощным покровом сфагновых мхов, всходов и подроста древесных пород не наблюдается. Очевидно, появлению всходов древесных пород препятствует здесь главным образом сильное пересыхание рыхлого слоя сфагновой дернины.
Изучение изменения растительного покрова болот после осушения как в Европейской части СССР, так и в Западной Сибири показывает, что через 10 лет и более открытые безлесные болота могут покрыться древесной растительностью. На низинных болотах при высокой и средней степени осушения образуются березняки. На переходных осоково-сфагновых, пушицево-осоково-сфагновых и пушицево-сфагновых болотах образуются сосновые, березовые и смешанные сосново-березовые молодняки. Можно предположить, что открытые низинные и переходные болота в районе нашего исследования через 10—15 лег после осушения будут также заняты лесом. Важное значение в облесении осушенных болот приобретает искусственная посадка древесных пород. Опыты показали, что на низинных и переходных болотах (Еловочное, 76 квартал) с успехом можно высаживать сосну, кедр и лиственницу.
Выводы
На основании проведенного исследования смен растительного покрова болота в первые три-четыре года действия осушительной сети мы можем сделать лишь некоторые предварительные выводы.
1. Хорошо заметное влияние осушительных канав сказалось на расстоянии не менее 50 м в обе стороны, вызвав более или менее существенные изменения в составе прежнего растительного покрова. Особенно резкое положительное влияние осушения отмечено в приканавных полосах шириной 10—20 м.
2. В первую очередь из травяного покрова болота выпадают гидрофильные виды цветковых растений (топяная осока, пушица) и топяные сфагновые мхи. На сильно осушенных участках наблюдается даже полное отмирание сфагново-мохового покрова. Более стойкими к осушению являются корневищная осока (Carex lasiocarpa), вахта (Menyanthes Irifoliata), сабельник (Comarum palustre) и болотные кустарнички, включая клюкву, а из мхов — сфагнумы.
3. На место выпадающих из покрова растений приходят менее влаголюбивые болотные или мезофильные луговые виды, среди которых основную роль играет вейник ланцетный. Для сухих откосов канав характерны иван-чай и сорные полевые растения из семейства сложноцветных: чертополох, бодяк и осот. Из древесных растений по краям канав появляются ивы, всходы березы и осины, за исключением участков с пересушенным торфом. На самой осушенной поверхности болота условия для естественного залесения в первые годы после осушения неблагоприятны вследствие значительной рыхлости и быстрого пересыхания верхнего слоя неразложившейся осоково-сфагновой дернины. Для скорейшего превращения осушенных болот с такими свойствами верхнего почвенного слоя в лесные угодья необходимо проведение лесокультурных мероприятий.