Ñèáèðñêèé ýêîëîãè÷åñêèé æóðíàë, 3 (2010) 445451 ÓÄÊ 543.8 Èçìåíåíèå ìàññû òîðôà â ïðîöåññå åãî ðàçëîæåíèÿ íà áîëîòàõ Ïîëüøè è Çàïàäíîé Ñèáèðè Í. Ã. ÊÎÐÎÍÀÒÎÂÀ, Ñ. Â. ØÈÁÀÐÅÂÀ Èíñòèòóò ïî÷âîâåäåíèÿ è àãðîõèìèè ÑÎ ÐÀÍ 630099, Íîâîñèáèðñê, óë. Ñîâåòñêàÿ, 18 E-mail: [email protected] ÀÍÍÎÒÀÖÈß Ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû ïîëåâîãî ýêñïåðèìåíòà ïî äåñòðóêöèè òîðôà â òîðôÿíûõ çàëåæàõ áîëîò Çàïàäíîé Ñèáèðè è Ïîëüøè. Âûÿâëåíî äâà îñíîâíûõ ôàêòîðà, âëèÿþùèõ íà äèíàìèêó ìàññû òîðôà: ïîëîæåíèå â ðåëüåôå è ó÷àñòèå ïîäçåìíûõ îðãàíîâ òðàâÿíèñòûõ ðàñòåíèé.  ðÿìå, ïîâûøåííîì áîëîòíîì ìèêðîëàíäøàôòå, â âåðõíåì ñëîå òîðôà ïîëó÷åíû ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ ïîòåðè ìàññû òîðôà, â íèæíåì ñëîå ïîòåðè ìèíèìàëüíûå. Âî âñåõ òîïÿíûõ ýêîñèñòåìàõ, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ ïîíèæåííûìè ìèêðîëàíäøàôòàìè, íà ðàçíîé ãëóáèíå ïîëó÷åíû ñõîäíûå çíà÷åíèÿ ïîòåðü ìàññû òîðôà.  áîëîòíûõ ýêîñèñòåìàõ ñ áîëüøèì ó÷àñòèåì òðàâ â ôèòîöåíîçå çàïàñ òîðôà â âåðõíåì ïîëóìåòðîâîì ñëîå çàëåæè ïîïîëíÿåòñÿ îòìèðàþùèìè ïîäçåìíûìè îðãàíàìè ðàñòåíèé. Êëþ÷åâûå ñëîâà: âåðõîâîå áîëîòî, äåñòðóêöèÿ, òîðô, ñòåïåíü ðàçëîæåíèÿ òîðôà, æèâûå ïîäçåìíûå îðãàíû ðàñòåíèé.  íàñòîÿùåå âðåìÿ âåðõîâûå áîëîòíûå ýêîñèñòåìû àêòèâíî èññëåäóþòñÿ â ñâÿçè ñ èõ ðîëüþ â ãëîáàëüíîì öèêëå óãëåðîäà. Ðàçëîæåíèå ðàñòèòåëüíûõ îñòàòêîâ ÿâëÿåòñÿ ñîñòàâíîé ÷àñòüþ êðóãîâîðîòà âåùåñòâ â áîëîòíûõ ýêîñèñòåìàõ. Äåñòðóêöèÿ ðàñòèòåëüíîãî âåùåñòâà èçó÷åíà íåäîñòàòî÷íî, èìåþòñÿ çíà÷èòåëüíûå ðàñõîæäåíèÿ â ïîëó÷àåìûõ ðåçóëüòàòàõ ïðè äåñòðóêöèè îäíîãî è òîãî æå âèäà [14]. Áîëüøàÿ ÷àñòü ðîññèéñêèõ è çàðóáåæíûõ ðàáîò ïîñâÿùåíà èçó÷åíèþ áîëîò Êàðåëèè è Êàíàäû [1, 58], â ýòèõ ðàáîòàõ ïîêàçàíî, ÷òî ñôàãíû ðàçëàãàþòñÿ çíà÷èòåëüíî ìåäëåííåå, ÷åì ñîñóäèñòûå ðàñòåíèÿ.  òî æå âðåìÿ ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ëèøü 10 16 % îò ÷èñòîé ïåðâè÷íîé ïðîäóêöèè áîëîò, ãäå îñíîâíûå ïðîäóöåíòû ñôàãíû, ó÷àñòâóåò â òîðôîîáðàçîâàíèè, à îñòàëüíîå ìèíåðàëèçóåòñÿ [1, 9]. Êîðîíàòîâà Íàòàëüÿ Ãåííàäüåâíà Øèáàðåâà Ñâåòëàíà Âàñèëüåâíà Äàííûå ïî ðàçëîæåíèþ òîðôà ïîëó÷åíû â îñíîâíîì â ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëÿõ, è ýòè îöåíêè íèçêè. Ïðè ïîñòðîåíèè ìîäåëåé ïîëàãàåòñÿ, ÷òî îñíîâíîå ðàçëîæåíèå ðàñòèòåëüíîãî ìàòåðèàëà ïðîèñõîäèò â âåðõíåì àýðîáíîì òîðôÿíîì ñëîå, à íèæå óðîâíÿ áîëîòíûõ âîä (ÓÁÂ) èíòåíñèâíîñòü äåñòðóêöèè êðàéíå çàìåäëåíà [9].  ìîäåëè äèíàìèêè òîðôà âåðõîâûõ áîëîò, ïîñòðîåííîé Frolking ñ ñîàâò. [10], ïîêàçàíî ó÷àñòèå ïîäçåìíûõ îðãàíîâ ñîñóäèñòûõ ðàñòåíèé â òîðôîîáðàçîâàíèè. Åñòü ëèøü íåáîëüøîå ÷èñëî ðàáîò, ãäå ìèíåðàëèçàöèÿ òîðôà èçó÷àëàñü â ëàáîðàòîðíûõ è ïîëåâûõ èññëåäîâàíèÿõ [11, 12].  ýòèõ ðàáîòàõ ñêîðîñòü ìèíåðàëèçàöèè òîðôà îïðåäåëÿëàñü ïî ýìèññèè óãëåêèñëîãî ãàçà, îíà ñîñòàâèëà 59 140 ìêã óãëåðîäà íà 1 ã òîðôà â äåíü [11]. Öåëü äàííîé ðàáîòû îïðåäåëèòü èçìåíåíèå ìàññû òîðôà ïðè åãî ðàçëîæåíèè âûøå è íèæå óðîâíÿ áîëîòíûõ âîä â ïîëåâîì ýêñïåðèìåíòå íà áîëîòàõ Ïîëüøè è Çàïàäíîé Ñèáèðè. ""# áîëîòíîì êîìïëåêñå íà ãëóáèíó 510 è 25 30 ñì îò ïîâåðõíîñòè ñôàãíîâîãî ïîêðîâà â òîïÿíûõ ýêîñèñòåìàõ. Íà ðÿìå çàêëàäêà ñäåëàíà ñ ó÷åòîì íàíîðåëüåôà: íà ãëóáèíó 5 10 ñì íà êî÷êàõ è 2530 ñì â ìåæêî÷üÿõ. Íà áîëîòå Ïàëüìèðà îáðàçöû òîðôà çàêëàäûâàëè íà ãëóáèíó 2530 è 5560 ñì, ïîñêîëüêó â ãîä çàêëàäêè áîëîòíûå âîäû ñòîÿëè íèçêî. Çàêëàäêà îáðàçöîâ òîðôà ïðîâîäèëàñü ñ 11 ïî 15 èþíÿ 2006 ã. íà Áàê÷àðñêîì áîëîòå è 8 àâãóñòà 2006 ã. íà áîëîòå Ïàëüìèðà. Îòáîð ïðîá ïðîèçâîäèëñÿ â Ïîëüøå ÷åðåç 0,5; 1,5; 2,7; 9,6 è 12 ìåñ., íà Áàê÷àðñêîì áîëîòå ÷åðåç 0,5; 1,5; 2,5; 3,7; 12 è 27 ìåñ. â ïîâòîðíîñòè 58 øò. Èç ïðîá âûáèðàëè æèâûå êîðíè è êîðíåâèùà, ïðîðîñøèå â òîðô îò ðàñòóùèõ òðàâ è êóñòàðíè÷êîâ. Ôðàêöèè êîðíåé è òîðôà áåç êîðíåé îòäåëüíî âûñóøèâàëè è âçâåøèâàëè.  ìåñòàõ çàêëàäêè ïðîá óñòàíàâëèâàëè äàò÷èêè òåìïåðàòóðû, êîòîðûå ôèêñèðîâàëè åå øåñòü ðàç â ñóòêè. ÎÁÚÅÊÒÛ È ÌÅÒÎÄÛ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß Â Çàïàäíîé Ñèáèðè èññëåäîâàíèå ïðîâîäèëîñü â áîëîòíûõ ýêîñèñòåìàõ Áàê÷àðñêîãî áîëîòíîãî êîìïëåêñà, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ ÷àñòüþ Áîëüøîãî Âàñþãàíñêîãî áîëîòà, â Ïîëüøå íà áîëîòå Ïàëüìèðà [13]. Õàðàêòåðèñòèêà îáúåêòîâ ïðèâåäåíà â òàáë. 1. Íà Áàê÷àðñêîì áîëîòå ïàðàëëåëüíàÿ çàêëàäêà îáðàçöîâ òîðôà ñäåëàíà â òðåõ áîëîòíûõ ýêîñèñòåìàõ: òðàíçèòíîé ìåçîîëèãîòðîôíîé òîïè (äàëåå òîïü), êðàåâîé, ïåðåõîäíîé ê ðÿìó ÷àñòè ýòîé òîïè (äàëåå êðàé òîïè) è íà ðÿìå. Òîïÿíûå ýêîñèñòåìû ÿâëÿþòñÿ ïðåäñòàâèòåëÿìè ïîíèæåííûõ áîëîòíûõ ìèêðîëàíäøàôòîâ, ðÿì ïðåäñòàâèòåëåì ïîâûøåííîãî ìèêðîëàíäøàôòà.  êàæäîé èç äàííûõ ýêîñèñòåì èçâëå÷åí áîëüøîé ìîíîëèò òîðôà ñ ãëóáèíû 4060 ñì. Òîðô ïåðåáèðàëè âðó÷íóþ äëÿ óäàëåíèÿ êðóïíûõ îáúåêòîâ: êîðíåâèù, êóñî÷êîâ äðåâåñèíû è ò. ï. Çàòåì êàæäûé âèä òîðôà âûñóøèâàëè â ñóøèëüíîì øêàôó ïðè òåìïåðàòóðå 80 °Ñ. Îáðàçöû òîðôà ïîìåùàëè â êàïðîíîâûå èëè íåéëîíîâûå ìåøî÷êè ñ ðàçìåðîì ÿ÷åè 0,20,3 ìì ïî 2 ã. Ìåøî÷êè ñ òîðôîì ïîìåùàëè âûøå è íèæå óðîâíÿ áîëîòíûõ âîä: íà Áàê÷àðñêîì ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ È ÈÕ ÎÁÑÓÆÄÅÍÈÅ Ïðîãðåâàíèå òîðôÿíîé çàëåæè çà ëåòíèé ïåðèîä. Áîëîòî Ïàëüìèðà ïðîãðåâàëîñü ëó÷øå Áàê÷àðñêîãî (òàáë. 2), ãäå íà áîëüøîé ãëóáèíå (60 ñì) ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà â èþíå Ò à á ë è ö à 1 Õàðàêòåðèñòèêà îáúåêòîâ èññëåäîâàíèÿ Ïàðàìåòð . Ïîëüñêîå áîëîòî, 54° ñ. ø. 23° â. ä Çàïàäíî-ñèáèðñêîå áîëîòî, 56° ñ. ø. 82° â. ä. Òîïü Äîìèíèðóþùèå âèäû Sðhagnum fallax, Êðàé òîïè Ðÿì Sðhagnum fallax, Ìî÷àæèíû Sðhag- Carex rostrata num fallax, Eriop- Chamaedaphne ca- tum, Chamaedaphne horum vaginàtum; lyculata, Pinus syl- calyculata, Betula sp. êî÷êè Sðhagnum vestris Erioðhorum vaginà- Sðhagnum fuscum, angustifolium, Chamaedaphne calyculata Ïðîåêòèâíîå ïîêðû- 90 80 30 5 1,35 1,52,0 1,52,0 2,0 4560 2030 1015 510 òèå òðàâ, % Ãëóáèíà òîðôà, ì Ñòåïåíü ðàçëîæåíèÿ òîðôà íà ãëóáèíå 4060 ñì, % Áîòàíè÷åñêèé ñîñòàâ Îñòàòêè S. fallax, Îñòàòêè S. fallax, Îñòàòêè S. fallax, Îñòàòêè S. fuscum, òîðôà íà ãëóáèíå îñòàòêè Er. vaginà- îñòàòêè C. rostrata, æèâûå êîðíè æèâûå êîðíè 4060 ñì, % tum, æèâûå êîðíè æèâûå êîðíè è êîð- Er. vaginàtum êóñòàðíè÷êîâ Er. vagin atum íåâèùà C. rostrata ""$ Ò à á ë è ö à 2 Ñðåäíåìåñÿ÷íûå òåìïåðàòóðû, °Ñ Ìåñÿö Ïîëüñêàÿ òîïü 30 ñì Èþíü Àâãóñò 10 ñì 30 ñì 10 ñì 30 ñì 14,6 14,9 12,7 11,8 9,0 17,6 14,6 17,1 9,4 13,4 12,0 12,5 9,0 Íåò äàííûõ 15,1 Ñèáèðñêèé ðÿì 60 ñì 18,3 Èþëü Ñèáèðñêàÿ òîïü 11,2 ñîñòàâèëà ïî÷òè 15 °Ñ. Íà Áàê÷àðñêîì áîëîòå â ëåòíèé ïåðèîä íàèáîëåå ïðîãðåòûìè (äî 1218 °Ñ) áûëè âåðõíèå ñëîè òîðôà, çäåñü æå íàáëþäàëàñü âûðàæåííàÿ ñóòî÷íàÿ àìïëèòóäà òåìïåðàòóð (ðèñ. 1). Íà ãëóáèíå 30 ñì òîðôÿíàÿ çàëåæü ïðîãðåâàëàñü ëåòîì äî 9 15 °Ñ, ñóòî÷íàÿ àìïëèòóäà òåìïåðàòóð íå íàáëþäàëàñü. Ìîðôîëîãè÷åñêèå èçìåíåíèÿ ïðîá òîðôà.  òîïÿíûõ ýêîñèñòåìàõ Ïîëüøè è Çàïàäíîé Ñèáèðè âèäèìûõ èçìåíåíèé îáðàçöîâ òîðôà ñ òå÷åíèåì âðåìåíè íå íàáëþäàëîñü. Ïðîáû òîðôà áûëè ðàâíîìåðíî îêðàøåíû ïî âñåìó îáúåìó è âèçóàëüíî íå îòëè÷àëèñü îò îêðóæàþùåé òîðôÿíîé çàëåæè. Ñòåïåíü ðàçëîæåíèÿ íå ìåíÿëàñü.  ðÿìå â íèæíåì ñëîå òîðôÿíîé çàëåæè ìîðôîëîãè÷åñêèõ èçìåíåíèé îáðàçöîâ òàêæå íå íàáëþäàëîñü.  âåðõíåì ñëîå ðÿìà îòìå÷åíû ñëåäóþùèå èçìåíåíèÿ. ×åðåç ãîä ïðîèçîøëî èçìåëü÷åíèå òîðôà. Çàòåì ïî ïåðèôåðèè ïðîá ïîÿâèëèñü ó÷àñòêè òåìíî-êîðè÷íåâîãî öâåòà, ìàæóùèå (ñòåïåíü ðàçëîæåíèÿ ñîñòàâèëà 4050 %), ãóñòî Ðèñ. 1. Àìïëèòóäà òåìïåðàòóð (°Ñ) â òå÷åíèå ïÿòè äíåé (15 èþëÿ 2006 ã.) íà ðàçíûõ ãëóáèíàõ â êðàåâîé ÷àñòè òîïè è íà ðÿìå ïðîíèçàííûå æèâûìè êîðíÿìè êóñòàðíè÷êîâ. ×åðåç 27 ìåñ. íåêîòîðûå ïðîáû ñòàëè òàêèìè ïî âñåìó îáúåìó. Íàäî îòìåòèòü, ÷òî òîðôÿíîé î÷åñ ðÿìà, êóäà áûëè ïîìåùåíû äàííûå ïðîáû òîðôà, íå èìåë ïðèçíàêîâ ðàçëîæåíèÿ, åãî ñòåïåíü ðàçëîæåíèÿ íå ïðåâûøàëà 5 %. Èçìåíåíèå ìàññû òîðôà áåç ó÷åòà æèâûõ êîðíåé.  ïåðâûå äíè èíêóáàöèè òîðôà åãî ìàññà çàìåòíî ñíèçèëàñü íà îáåèõ ãëóáèíàõ (ðèñ. 2). Äàëüíåéøèé õîä êðèâîé äëÿ âåðõíåãî ñëîÿ ñõîæ äëÿ òîïåé Ïîëüøè è Çàïàäíîé Ñèáèðè. Ïîòåðè ìàññû òîðôà â ýòèõ ýêîñèñòåìàõ ìàëî ðàçëè÷àëèñü íà ðàçíûõ Ðèñ. 2. Èçìåíåíèå ìàññû òîðôà (áåç ó÷åòà æèâûõ êîðíåé) â õîäå ýêñïåðèìåíòà, % ""% Ò à á ë è ö à 3 Ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ ìàññû òîðôà (ã ñóõ. âåùåñòâà â ñóòêè íà 100 ã òîðôà) Ýêîñèñòåìà è ãëóáèíà Ïåðâûå 2,5 íåä. çàêëàäêè ïðîá 2006 ã. Ëåòî 2006 ã. Îñåíüâåñíà 20062007 ãã. Ëåòî 2007 ã. Îñåíü 2007 îñåíü 2008 ã. Áàê÷àðñêèé ðÿì: 10 ñì 0,750 0,225 0,014 0,076 0,028 30 ñì 0,306 +0,005 0,008 0,052 +0,030 Áàê÷àðñêàÿ òîïü: 10 ñì 0,167 0,110 +0,028 0,214 0,005 30 ñì 0,222 0,055 +0,012 0,038 +0,008 30 ñì 0,406 0,033 +0,146 60 ñì 0,669 0,022 +0,127 Ïîëüñê.àÿ òîïü: ãëóáèíàõ. Íà ðÿìå â âåðõíåì àýðèðóåìîì ïðîãðåòîì è âëàæíîì ñëîå íàáëþäàëèñü çíà÷èòåëüíûå ïîòåðè ìàññû òîðôà â ñâÿçè ñ îïòèìàëüíûìè óñëîâèÿìè æèçíåäåÿòåëüíîñòè ðåäóöåíòîâ.  íèæíåì ñëîå ðÿìà ïîòåðè ìàññû òîðôà áûëè ìèíèìàëüíûå. Ñêîðîñòü ïîòåðè ìàññû òîðôà áûëà íàèáîëüøåé â ïåðâûå 2,5 íåä. èíêóáàöèè è ìàêñèìàëüíîé íà ðÿìå (òàáë. 3). Çàòåì ñêîðîñòü äåñòðóêöèè ñíèçèëàñü, à â îñåííå-âåñåííèé ïåðèîä â áîëîòå Ïîëüøè è â ëåòíèé ïåðèîä â òîïè Çàïàäíîé Ñèáèðè ïðîèçîøëî óâåëè÷åíèå ìàññû òîðôà. Ïðè÷èíû óâåëè÷åíèÿ ìàññû òîðôà â îòäåëüíûå ïåðèîäû áóäóò ðàññìîòðåíû äàëåå. Ïîëó÷åííûå äàííûå ïî ïî- òåðÿì ìàññû òîðôà ñõîäíû ñ òàêîâûìè äëÿ áîëîò Êàíàäû [11], õîòÿ ìåòîäû îïðåäåëåíèÿ ñêîðîñòè ðàçëîæåíèÿ áûëè èíûìè. Äèíàìèêà ìàññû òîðôà, êîðíåé è òîðôÿíûõ ïðîá âìåñòå ñ êîðíÿìè.  òîïÿõ Ïîëüøè è Çàïàäíîé Ñèáèðè, ãäå ðîëü òðàâ â ôèòîöåíîçå âåëèêà, íàáëþäàëàñü ÷åòêàÿ îáðàòíàÿ çàâèñèìîñòü ìåæäó èçìåíåíèåì ìàññû êîðíåé è òîðôà áåç êîðíåé: ïðè óâåëè÷åíèè ìàññû îäíîé ôðàêöèè ìàññà äðóãîé óìåíüøàëàñü, è íàîáîðîò (ðèñ. 3). Ïðîðàñòàþùèå â ìåøî÷êè êîðíè òðàâ ñî âðåìåíåì îòìèðàëè è ïîïîëíÿëè çàïàñ òîðôà. Êîãäà êîðíè àêòèâíî ðîñëè, çàïàñû òîðôà íå ïîïîëíÿëèñü è åãî ìàññà óìåíüøàëàñü â ðåçóëüòàòå ðàçëî- Ðèñ. 3. Äèíàìèêà ìàññû òîðôà è êîðíåé â ïðîáàõ, çàëîæåííûõ â âåðõíåì ñëîå ""& æåíèÿ. Ïðè ýòîì îáùèé çàïàñ òîðôÿíîé ìàññû ñ êîðíÿìè ìåíÿëñÿ ìàëî.  êðàåâîé ÷àñòè òîïè Áàê÷àðñêîãî áîëîòà, ãäå ïðîåêòèâíîå ïîêðûòèå òðàâ çíà÷èòåëüíî íèæå (ñì. òàáë. 1), ìàññà ïðîðàñòàþùèõ êîðíåé â ïðîáàõ íåâåëèêà è îòíîñèòåëüíî ïîñòîÿííà, à èõ âêëàä â ïîïîëíåíèå çàïàñà òîðôà òàêæå íåâåëèê.  ðÿìå ìàññà ïðîðàñòàþùèõ êîðíåé â ïðîáàõ òîðôà áûëà ìèíèìàëüíîé, èõ îòìèðàíèå íå êîìïåíñèðîâàëî ïîòåðè òîðôà ïðè ðàçëîæåíèè, ïîýòîìó îáùèé çàïàñ òîðôÿíîé ìàññû ñî âðåìåíåì óìåíüøàëñÿ. Ïîäñ÷èòàíû ïðèðîñò è óáûëü ìàññû æèâûõ êîðíåé è òîðôà çà ðàçíûå ïåðèîäû âðåìåíè.  ýêîñèñòåìàõ Áàê÷àðñêîãî áîëîòà âûäåëåíû ñëåäóþùèå ïðîöåññû ïî ïåðèîäàì (òàáë. 4).  òîïÿíûõ ýêîñèñòåìàõ: • íà÷àëî ëåòà: â îáåèõ òîïÿíûõ ýêîñèñòåìàõ ïðîèñõîäèëè ìèíåðàëèçàöèÿ òîðôà è ïðèðîñò êîðíåé, êðîìå íèæíåãî ñëîÿ òîïè, ãäå ìàññà òîðôà òàêæå óâåëè÷èâàëàñü; • âòîðàÿ ïîëîâèíà ëåòà è îñåíü: äåñòðóêöèÿ êîðíåé è òîðôà, ëèáî ïîïîëíåíèå òîðôà çà ñ÷åò îòìèðàþùèõ êîðíåé; • çèìà âåñíà: òîðô ïîïîëíÿëñÿ çà ñ÷åò îòìèðàþùèõ êîðíåé, âåñíîé îòðàñòàëè êîðíè; • ëåòî îñåíü ñëåäóþùåãî ãîäà: â êðàåâîé ÷àñòè òîïè ïðîèñõîäèëè ìèíåðàëèçàöèÿ òîðôà è êîðíåé, â öåíòðàëüíîé ÷àñòè íàîáîðîò, íåêîòîðûé ïðèðîñò ýòèõ ôðàêöèé. Çà ãîä: ïî÷òè âî âñåõ ýêîñèñòåìàõ íà îáåèõ ãëóáèíàõ ïðîèñõîäèëè äåñòðóêöèÿ òîðôà è ïðèðîñò êîðíåé, ïðè÷åì â íèæíåì ñëîå òîïÿíûõ ýêîñèñòåì ïðèðîñò êîðíåé ïðåâûøàë óáûëü òîðôà. Íà ðÿìå â âåðõíåì ñëîå ïðîèñõîäèëà ìèíåðàëèçàöèÿ òîðôà, íàèáîëåå àêòèâíî ïðîòåêàâøàÿ â ïåðâûé ëåòíèé ïåðèîä. Ïîòåðÿ ìàññû òîðôà â íèæíåì ñëîå íåâåëèêà. Ïðèðîñò è óáûëü êîðíåé áûëè ìàëû è ïðîÿâëÿëèñü íà âòîðîé ãîä ýêñïåðèìåíòà.  ïîëüñêîì áîëîòå òàêæå ïîäñ÷èòàíà äèíàìèêà çàïàñîâ êîðíåé è òîðôà ïî ïåðèîäàì (òàáë. 5): • îñåíü: êîðíè îòìèðàëè è ïîïîëíÿëè òîðô; • çèìà âåñíà: äåñòðóêöèÿ òîðôà è âåñåííèé ïðèðîñò êîðíåé; • ëåòî îñåíü: êîðíè îòìèðàëè è ïîïîëíÿëè òîðô. Çà ãîä: ïðîèñõîäèëî îòìèðàíèå êîðíåé, ìàññà òîðôà ìåíÿëàñü ìàëî â âåðõíåì ñëîå òîðô ìèíåðàëèçîâàëñÿ, â íèæíåì ïðèðàñòàë çà ñ÷åò îòìèðàþùèõ êîðíåé. Ò à á ë è ö à 4 Äèíàìèêà ìàññû êîðíåé è òîðôà â áîëîòàõ Áàê÷àðñêîãî ìàññèâà, ã ñóõ. âåùåñòâà íà 100 ã èñõ. îáðàçöà Ãëóáèíà Ôðàêöèÿ Èþíü èþëü Èþëü 2006 ã. îêòÿáðü 2006 ã. Íîÿáðü 2006 ã. Èþíü îêòÿáðü ìàé 2007 ã. 2007 ã. Ãîä (îêòÿáðü 2007 ã. ñåíòÿáðü 2008 ã.) Ðÿì 10 ñì 30 ñì Òîðô +3,0 23,5 3,5 8,0 11,5 Êîðíè 0 0 +0,3 +2,0 +2,3 Òîðô 1,0 +1,5 2,0 5,5 7,5 Êîðíè 0 0 +0,3 0,2 +0,1 Êðàé òîïè 10 ñì 30 ñì Òîðô 2,5 4,4 +7,0 4,0 +3,0 Êîðíè +3,5 3,0 +0,2 0,1 +0,1 Òîðô 2,8 +2,6 +3,0 4,0 1,0 Êîðíè +2,3 3,1 +2,0 0,7 +1,3 Òîïü 10 ñì 30 ñì Òîðô 5,3 +2,3 +6,5 9,3 2,8 Êîðíè +3,6 2,3 2,6 +2,9 +0,3 Òîðô +7,0 6,4 +5,5 +0,4 0,7 Êîðíè +2,5 0,9 +3,7 +0,4 +4,3 ""' Ò à á ë è ö à 5 Äèíàìèêà ìàññû êîðíåé è òîðôà â ïîëüñêîé òîïè, ã ñóõ. âåùåñòâà íà 100 ã èñõ. îáðàçöà Ãëóáèíà 30 ñì 60 ñì Ôðàêöèÿ Òîðô Ñåíòÿáðü Íîÿáðü 2006 ã. Èþëü íîÿáðü 2006 ã. èþëü 2007 ã. ñåíòÿáðü 2007 ã. +2,3 12,2 +9,2 2006 ã. ñåíòÿáðü 2007 ã.) 0,7 Êîðíè 2,3 +8,0 8,7 3,0 Òîðô +5,0 11,6 +8,0 +1,4 Êîðíè 5,0 +6,2 7,8 6,6 Òàêèì îáðàçîì, â áîëîòíûõ ýêîñèñòåìàõ ñ ðàçâèòûì òðàâÿíûì ïîêðîâîì çàìåòíóþ ðîëü â òîðôîîáðàçîâàíèè èãðàþò êîðíè ñîñóäèñòûõ ðàñòåíèé.  òîïÿíûõ ýêîñèñòåìàõ ñêëàäûâàëèñü ïîõîæèå óñëîâèÿ íà îáåèõ ãëóáèíàõ â ñâÿçè ñ îáâîäíåííîñòüþ è ïðîíèêíîâåíèåì êèñëîðîäà â êîðíåîáèòàåìóþ çîíó [10]. Ïîýòîìó â òîïÿõ äèíàìèêà ìàññû òîðôà è êîðíåé ïðîèñõîäèëà ñõîäíî íà îáåèõ ãëóáèíàõ.  ðÿìå âåðõíèé è íèæíèé ñëîè òîðôà çíà÷èòåëüíî ðàçëè÷àëèñü ïî ãèäðîòåðìè÷åñêèì óñëîâèÿì è îáåñïå÷åííîñòè êèñëîðîäîì. Ïîýòîìó çäåñü ïîëó÷åíû ðàçíûå çíà÷åíèÿ ïîòåðè ìàññû òîðôà è ïðèðîñòà êîðíåé â àýðîáíîé è àíàýðîáíîé çîíå. ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ Ïðè ïðîâåäåíèè äàííîãî ýêñïåðèìåíòà âûÿâëåíî äâà îñíîâíûõ ôàêòîðà, âëèÿþùèõ íà äèíàìèêó ìàññû ðàçëàãàþùåãîñÿ òîðôà. Âî-ïåðâûõ, ðàçëîæåíèå òîðôà ðàçëè÷àåòñÿ â ïîâûøåííûõ è ïîíèæåííûõ áîëîòíûõ ìèêðîëàíäøàôòàõ.  âåðõíåì ñëîå ðÿìà, ïðåäñòàâèòåëÿ ïîâûøåííîãî ìèêðîëàíäøàôòà, ñêëàäûâàþòñÿ áëàãîïðèÿòíûå óñëîâèÿ äëÿ ðåäóöåíòîâ: çäåñü òåïëî, âëàæíî è äîñòàòî÷íî êèñëîðîäà. Ïîýòîìó çäåñü ïðîèñõîäèò ìèíåðàëèçàöèÿ òîðôà.  íèæíåì, àíàýðîáíîì è ïëîõî ïðîãðåâàåìîì ñëîå òîðôÿíîé çàëåæè ðÿìà ïîòåðè ìàññû òîðôà áûëè ìèíèìàëüíûå.  òîïÿíûõ ýêîñèñòåìàõ, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ ïîíèæåííûìè áîëîòíûìè ìèêðîëàíäøàôòàìè, âñå ñëîè òîðôà íàñûùåíû âîäîé, ãèäðîòåðìè÷åñêèå óñëîâèÿ ñõîäíû, ïîýòîìó ðàçëîæåíèå òîðôà ïðîèñõîäèò àíàëîãè÷íî íà ðàçíûõ ãëóáèíàõ. Âî-âòîðûõ, â ýêîñèñòåìàõ ñ áîëüøèì ó÷àñòèåì òðàâ â ôèòîöåíîçå (ïîëüñêàÿ è ñèáèðñêàÿ òîïè) âåëèêà ðîëü êîð"# Ãîä (ñåíòÿáðü íåé è êîðíåâèù â òîðôîîáðàçîâàíèè. Ïîäçåìíûå îðãàíû îñîê è ïóøèö äèàìåòðîì äî 2 3 ìì ïðîíèêàþò â ìåøî÷êè è ðàçðàñòàþòñÿ â ïðîáàõ, à ïîñëå îòìèðàíèÿ çàìåòíî ïîïîëíÿþò çàïàñ òîðôà. Áåç ó÷åòà ìàññû êîðíåé îöåíêà ðàçëîæåíèÿ òîðôà çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàåòñÿ.  òîïÿíûõ ýêîñèñòåìàõ ïîñòóïëåíèå òîðôà îñóùåñòâëÿåòñÿ íå òîëüêî ñâåðõó, íî è â åãî òîëùå â çîíå ðàñïðîñòðàíåíèÿ êîðíåé çà ñ÷åò îòìèðàíèÿ ïîäçåìíûõ îðãàíîâ ñîñóäèñòûõ ðàñòåíèé.  ýêîñèñòåìàõ ñ íåáîëüøèì ó÷àñòèåì òðàâ âêëàä ïîäçåìíûõ îðãàíîâ â òîðôîîáðàçîâàíèå íåâåëèê. Òàê, â ðÿìå, ãäå ó÷àñòèå òðàâ â ôèòîöåíîçå ìàëî, â ïðîáû òîðôà ïðîíèêàþò ïðåèìóùåñòâåííî ìåëêèå ñîñóùèå êîðíè êóñòàðíè÷êîâ äèàìåòðîì ìåíåå 0,3 ìì, êîòîðûå, íåñìîòðÿ íà áîëüøîå êîëè÷åñòâî, äàþò ìàëåíüêóþ ñóììàðíóþ ìàññó è íå ó÷àñòâóþò â ïîïîëíåíèè çàïàñà òîðôà. Êðîìå òîãî, â âåðõíåì ñëîå ðÿìà, ãäå ãèäðîòåðìè÷åñêèå óñëîâèÿ áëàãîïðèÿòíû äëÿ ðåäóöåíòîâ, ïîñëå îòìèðàíèÿ ìåëêèå êîðíè êóñòàðíè÷êîâ, ñêîðåå âñåãî, áûñòðî ìèíåðàëèçóþòñÿ. Òàêèì îáðàçîì, â òîëùå òîðôà îäíîâðåìåííî ïðîèñõîäèò íåñêîëüêî ïðîöåññîâ: ïðèðîñò êîðíåé, èõ îòìèðàíèå, ïåðåõîä â òîðô è èõ ìèíåðàëèçàöèÿ, à òàêæå ìèíåðàëèçàöèÿ òîðôà.  ýêîñèñòåìàõ ñ ðàçâèòûì òðàâÿíûì ïîêðîâîì ýòè ïðîöåññû íàáëþäàþòñÿ ïî âñåé çîíå ðàñïðîñòðàíåíèÿ êîðíåé, êîòîðàÿ ìîæåò ïðîñòèðàòüñÿ çíà÷èòåëüíî íèæå óðîâíÿ áîëîòíûõ âîä. Äèíàìè÷åñêîå ðàâíîâåñèå ýòèõ ñâÿçàííûõ ìåæäó ñîáîé ïðîöåññîâ îáåñïå÷èâàåò ïîñòîÿíñòâî çàïàñîâ ðàçíûõ êîìïîíåíòîâ è ñîçäàåò âïå÷àòëåíèå íåèçìåííîñòè òîðôÿíîé çàëåæè è çàòîðìîæåííîñòè ïðîöåññîâ â íåé. ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ 1. Êîçëîâñêàÿ Ë. Ñ. è äð. Äèíàìèêà îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà â ïðîöåññå òîðôîîáðàçîâàíèÿ. Ë., 1978. 173 c. 2. Turetsky M. R. Contemporary carbon balance in continental peatlands affected by permafrost melt // Òîðôÿíèêè Çàïàäíîé Ñèáèðè è öèêë óãëåðîäà: ïðîøëîå è íàñòîÿùåå: ìàòåðèàëû Ìåæäóíàðîäíîãî ïîëåâîãî ñèìïîçèóìà (Íîÿáðüñê, 1822 àâãóñòà 2001 ã.). Íîâîñèáèðñê: ÎÎÎ Àãåíòñòâî Ñèáïðèíò, 2001. Ñ. 133135. 3. Ïàðøèíà Å.Ê. Ðàçëîæåíèå ðàñòèòåëüíîãî âåùåñòâà â ëåñîòóíäðå // Ñèá. ýêîë. æóðí. 2007. ¹ 5. Ñ. 781787. 4. Ïàðøèíà Å. Ê. Ðàçëîæåíèå ðàñòèòåëüíûõ îñòàòêîâ íà âåðõîâûõ áîëîòàõ ñðåäíåé òàéãè // Òîðôÿíèêè Çàïàäíîé Ñèáèðè è öèêë óãëåðîäà: ïðîøëîå è íàñòîÿùåå: ìàòåðèàëû Âòîðîãî Ìåæäóíàð. ïîëåâîãî ñèìï. (Õàíòû-Ìàíñèéñê, 24 àâãóñòà 2 ñåíòÿáðÿ 2007 ã.). Òîìñê: Èçä-âî ÍÒË, 2007. Ñ. 119121. 5. Bartsch I., Moore T. R. A prelimin ary investigation of primary production and decomposition in four peatlands near Schefferville, Quebec // Can. J. Bot. 1985. Vol. 63. P. 12411248. 6. Verhoeven J. T. A., Toth E. Decomposition of Carex and Sphagnum litter in fens: effect of litter quality and inhibition by living tissue homogen ates // Soil Biol. Biochem. 1995. Vol. 27. P. 271275. 7. Waddington J. M., Rochefort L., Campeau S. Sphagnum production and decomposition in a restored cutover peatland // Wetl. Ecol. Man ag. 2003. Vol. 11. P. 8595. 8. Hobbie S. E., Gough L. Litter decomposition in moist acidic and non-acidic tundra with different glacial histories // Oecologia. 2004. Vol. 140. P. 113124. 9. Clymo R. S. The limits to peat bog growth // Philos. Trans. Rl Soc. London. 1984. Series B. Vol. 303. P. 605 654. 10. Frolking S. et al. Modelling northern peatland decomposition and peat accumulation // Ecosystems. 2001. Vol. 4. P. 479498. 11. Louis V. L. ST. et al. Mineralisation rates of peat from eroding peat islands in reservoirs // Biogeochemistry. 2003. Vol. 64. P. 97110. 12. Turetsky M. R. Decomposition and organic matter quality in continental peatlands: the ghost of permafrost past // Ecosystems. 2004. Vol. 7. P. 740750. 13. Áèåíüêîâñêè Ï. è äð. Èçìåíåíèå ýëåìåíòíîãî ñîñòàâà ôèòîìàññû ñôàãíîâûõ ìõîâ â ïðîöåññå òîðôîîáðàçîâàíèÿ // Âåñòíèê Òîì. ãîñ. ïåä. óí-òà. 2008. ¹ 4. Ñ. 3034. Peat Mass Changing During Decomposition in the Mires of Poland and Western Siberia N. G. KORONATOVA, S. V. SHIBAREVA Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS 630099, Novosibirsk, Sovetskaya, 18 E-mail: [email protected] In the article, results of field experiment on peat decomposition in peat deposits of mires in Western Siberia and Poland are presented. Two princi pal factors determining the dyn amics of peat mass changing are revealed: position in a relief and contribution from the underground organs of grassy plants. The maximal values of peat mass loss were obtained for the raised bog, an upland mire microlandscape, the upper layer of peat; the mass loss was minimal in the deeper layer. In all the fen ecosystems which are the lowland microlandscapes, similar values of peat mass losses at different depths were obtained. In mire ecosystems with the high share of grasses in phytocenosis, the peat deposit in the upper half-meter layer is replenished with dying off underground plant organs. Keywords: ombrotrophic mire, decay, peat, degree of peat decomposition, living underground plant organs. "#