Morphogenetic Litter Types of Bog Spruce Forests

СИБИРСКИЙ ЛЕСНОЙ ЖУРНАЛ. 2015. № 1. С. 58–73 УДК 631.472.51 МОРФОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ ПОДСТИЛОК БОЛОТНЫХ ЕЛЬНИКОВ © 2015 г. Т. Т. Ефремова, А. Ф. Аврова, С. П. Ефремов Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН 660036, Красноярск, Академгородок, 50/28 E-mail: , , Поступила в редакцию 21.10.2014 г. Впервые для заболоченных межгорных котловин Кузнецкого Алатау получено представление о морфолого-генетическом строении моховых подстилок долинно-приречных и приручейных ельников. В обобщенном виде подстилки зеленомошно-гипнового ельника можно охарактеризовать как среднемощные (9–17 см) с высокими запасами органической массы (77–99 т/га), отличающиеся нейтральными условиями среды (рН 6.8–7.0) и высокой зольностью (11–28 %). Выявлены типы подстилкообразования, обусловленные содержанием минеральных примесей в органогенном субстрате и степенью его дренированности. Выполнена дифференциация подгоризонтов подстилки, охарактеризованы визуальные диагностические признаки слоев ферментации и разработаны дополнительные (индексы) для указания их специфики. Выделены: торфяно- и торфянисто-ферментативный, гумифицированно-ферментативный и перегнойно-ферментативный слои. Торфянои торфянисто-ферментативные слои характеризуются содержанием плитовидных торфяных макроагрегатов грубого растительного состава, наличием обильного грибного мицелия и почвенных животных, первичных деструкторов – многоножек, брюхоногих моллюсков. Гумифицированно-ферментативные слои определяются по включению новообразованных аморфных гумусоподобных веществ, ореховато-зернистых структурных отдельностей гумусовой природы и почвенных животных-гумификаторов – энхитреид и дождевых червей. Перегнойно-ферментативные слои диагностируются сходными признаками с гумифицированно-ферментативными, но отличаются от них глинисто-гумусовым составом ореховато-зернистых отдельностей сизоватой побежалости. На основе диагностических признаков слоев ферментации разработана номенклатура и выполнена классификация моховых подстилок – торфяные, торфянистые, торфянистые редуцированные, перегнойно-торфянистые, перегнойно-торфянистые редуцированные. Методом дискриминантного анализа установлено, что физико-химические свойства, главным образом зольность и степень разложения, растительного субстрата объективно характеризуют своеобразие типов моховых подстилок, их подгоризонтов и слоев ферментации. Такие результаты подтверждают целесообразность использования для целей классификации морфологогенетического строения подстилок, отражающего скорость круговорота веществ, парцеллярную структуру и продукционный потенциал лесных торфяных почв. Полученные материалы важны для прогноза трансформации лесных заболоченных котловин Кузнецкого Алатау в связи с глобальными и локальными флуктуациями климата. Ключевые слова: болотные ельники, морфолого-генетические типы моховых подстилок, типодиагностические подгоризонты. ВВЕДЕНИЕ способность лесных почв. Мощность, запасы, фракционный состав и строение подстилки, отражающие скорость метаболизма растительных остатков в естественных условиях, положены в основу морфолого-генетических классификаций лесных подстилок, которые касаются преимущественно авто- Подстилка – один из главных компонентов лесных экосистем. Регулируя гидротермический и пищевой режим, интенсивность микробиологических и биохимических процессов, она обеспечивает продуцирующую 58 Морфолого-генетические типы подстилок болотных ельников морфных лесов и практически не затрагивают леса гидроморфного ряда развития. В болотных лесах изучение скорости круговорота древесного и травяно-мохового ярусов в основном проводится в модельных полевых и лабораторных опытах (Титлянова и др., 1995; Domisch et al., 2000; Инишева, Дементьева, 2000; Инишева, Головацкая, 2002; Limpens, Berendse, 2003; Laiho et al., 2004; Миронычева-Токарева и др., 2007; Bragazza et al., 2007; Косых и др., 2009; Straková et al., 2011; Вишнякова и др., 2012). С морфологогенетических позиций подробно изучены в последнее время подстилки болотных березняков Западной Сибири (Ефремова и др., 2009, 2010, 2013а–в). В сукцессионном ряду на градиенте крупнотравные – сфагново-мертвопокровные типы леса, приуроченные к различным гидрологическим условиям, выделено шесть типов подстилки: сильно- и среднеразложившаяся, корневищная, торфянистая, торфяная и оторфованная. Обоснована целесообразность изучения подстилок не по типам болотных березняков, а по группам типов леса. Установлены высокоинформативные кислотно-щелочные показатели – обменные (Ca+Mg) и общая потенциальная кислотность, различающие генетические ассоциации подстилок со 100%-й вероятностью. Практически не исследованными остаются подстилки мшистых групп типов леса как болотных, так и суходольных местообитаний, не разработаны в полной мере вопросы их классификации, а также морфологические признаки дифференциации моховых подстилок на подгоризонты. Так, среди подстилок сосняков и ельников европейской части страны выделены торфянистая и торфяная подстилки (Кошельков, 1961). Однако их описание выполнено эскизно: верхние подгоризонты подстилок слагаются отмершими слоями сфагнума с включением элементов древесного опада, нижние – черной торфяной или торфоподобной массой. В базовой номенклатуре лесных подстилок А. П. Сапожникова (1984) типы торфянистая и торфяная подстилка сохраняются, отмечается торфоподобный характер их сложения и возможность расчленения на несколько генетически неоднородных подгоризонтов по цве- ту, степени разложенности и связности. Однако предлагаемые морфологические признаки дифференциации подстилок слабо детализированы. Согласно классификации Л. Г. Богатырева (1990, 2004), в крайне гидроморфных условиях в результате процессов торфообразования (деструкции, агрегирования, минерализации, выщелачивания, брожения, обугливания, гумификации, гумусообразования, лигнификации) формируются торфянистые и торфяные подстилки. При этом автор признает, что морфологические параметры этих типов подстилок недостаточно изучены, но исключительно важны для разработки самостоятельной классификации (Богатырев и др., 2013). Утверждение справедливо как для лесов болотных, так и суходольных местообитаний. Цель данной работы – разработать морфолого-генетическую классификацию моховых (по составу растительных остатков) подстилок, детализировать номенклатуру и индексацию подгоризонтов. В задачу исследований входило: охарактеризовать особенности строения моховых подстилок болотных ельников, объективно обосновать выделение типодиагностических подгоризонтов и критерии их дифференциации по сумме субстантивных признаков и физико-химических свойств, используя методы многомерного статистического анализа. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ Исследования выполнены в заторфованной долине р. Тунгужуль низкогорной части Кузнецкого Алатау. Торфяной массив мощностью 1.5–2.0 м и шириной около 2 км относится к долинно-приречному и приручейному типу. Питается жесткими щелочными гидрокарбонатно-кальциево-магниевыми водами, а также надмерзлотной верховодкой (табл. 1). В питании массива участвуют алл (...truncated)