Новые сведения о высокопродуктивных экосистемах в криолитозоне Западной Сибири



 
Летом 2019 года коллектив почвоведов лаборатории БиоГеоКлим ТГУ провёл исследования в Ямало-Ненецком автономном округе силами двух экспедиционных отрядов, состоящих как из числа членов научного коллектива, так и студентов, и аспирантов, Томского государственного университета. Первый отряд из 4-х человек провёл трехнедельные исследования в подзоне типичной тундры на полуострове Ямал, в окрестностях посёлка Сё-Яха. Шесть членов второго экспедиционного отряда выполнили двухнедельные полевые работы в северной тайге на ключевом участке Ханымей.
В задачи первого отряда входил поиск и изучение фитоценозов с повышенной продуктивностью, относительно фоновых зональных и интразональных сообществ типичной тундры. Такие экосистемы были найдены как в автономных, так и гетерономных ландшафтно-геохимических позициях. Все выявленные экосистемы с повышенной продуктивностью были травяными, лугами первичной сукцессии, либо рудеральными сообществами. Кратко о некоторых результатах этой экспедиции рассказано в РОЛИКЕ.
Установлено, что умеренные механические нарушения фоновых экосистем в автономных позициях типичных тундру приводят к увеличению участия злаков и разнотравья в сообществе за счёт уменьшения проективного покрытия представителей мохово-лишайникового яруса и ерника. Наиболее яркими представителями таких экосистем, когда предшествовавшие нарушения были сильными, разрушающими почвы, являются байджерахи. Это такие небольшие бугры, которые остаются после вытаивания полигональной сети ледяных жил.

 
Байджерахи Сё-Яхи

Байджерахи чаще всего формируются в местах, длительно использовавшихся оленеводами в качестве временных стоянок, а также постоянных летних дач. Приурочены эти места к бровкам второй и третьей террас. На начальных этапах деградации ледяных жил между самими буграми и понижениями ещё нет значительных различий, однако со временем вытаивание жил может приводить к формированию микроводоёмов и разрушению склона. Более крупные поля байджерахов формируются в местах антропогенных воздействий, в том числе и дорогам.

 
Байджерахи на коренном склоне долины Сеяхи Байджерахи на месте ликвидированной базы
Байджерахи на коренном склоне долины Сеяхи Байджерахи на месте ликвидированной базы
 
 
 
 
 

 









В пределах байджерахов встречены дождевые черви Eisenia nordenskioldi pallida, благодаря чему локально формируются даже горизонты AY с копролитовой структурой.

Дождевые черви байджераха

На участках не столь длительных летних стоянок оленеводов формируются луговины, часто повторяющие контуры мест установки чумов, тропинок. Автономные рудеральные луга распространены по периферии свалки посёлка Сё-Яха.

Мелкая луговина на месте стоянки оленеводов

Луг на свалке

Гетерономные экосистемы в целом разнообразнее. Доминантами в них являются осоки, пушицы, арктофила и, намного реже, хвощ. Самые большие площади травянистых экосистем приурочены к котловинам дренированных термокарстовых озёр. Начиная с 1980-х гг. произошло осушении серии озерных котловин вблизи посёлка. Исходя из опросов оленеводов имеются случаи искусственного осушения в Сеяхинской тундре озёр, в целях получения летних пастбищ. Исходно под этими озёрами отсутствуют талики, поэтому после осушения нет условий для формирования вторичного пучинного микрорельефа. В связи с этим в пределах дренированных озёрных котловин не возникают бугры пучения, а все луга формируются в условиях переувлажнения и частичного затопления, а также влияния прилично-отливных явлений. В самых низких участках котловин формируются остаточные водоёмы.

Молодой хасырей

Продуктивные луга формируются и вдоль ручьев на дне балок, особенно если есть подпитка более минерализованными водами, просачивающимися из вытаивающих жил.

Тундровая ложбина с арктофилой по тальвегу

Одни из наиболее продуктивных гетерономных лугов обнаружены в байджерахово-западинно-микроозерковых ландшафтах, сформировавшихся на месте песчаных карьеров (заложены в 1988 году, добыча длилась недолго), бывшей военной базы и участке со скальпированным почвенно-растительным слоем на бровке террасы у побережья Обской губы. Сильное нарушение поверхности привело к активному вытаиванию ледяных жил, обогащению понижений и микроводоёмов элементами минерального питания растений. Верховодки и потоки, стекающие с байджераховых ландшафтов по ложбинам и вогнутым склонам, имеют повышенную электропроводность, а растительность более высокий индекс NDVI. Высокопродуктивные гетерономные луга встречены и в посёлке Сё-Яха, где приурочены к термопросадкам вокруг жилых домов, к поймам внутрипоселковых водотоков, а также к вездеходным дорогам.

Луга байджерахов

Второй экспедиционный отряд проводил исследования пойм малых рек в северной тайге, в пределах КУ «Ханымей». Выполнялись комплексные биогеохимические исследования в травяных экосистемах пойм рек. Для сравнения пойм с иными экосистемами исследования проведены методом трансекта, который пересекал разные поймы и распространенные между ними плоскобугристые болота.

Пойменный вейниковый березняк

На данном этапе выполнена оценка скоростей олиготрофизации высокопродуктивных экосистем в зависимости от широты, ландшафтных условий, стартовых характеристик субстратов на момент начала первичной сукцессии. Драйвером первичной сукцессии экосистем хасыреев является накопление торфа в котловинах, приводящее к снижению проективного покрытия травостоя и отрыву корневых систем от плодородного седимента. По накопившемуся торфу происходит внедрение сфагнумов. Наиболее быстро этот процесс протекает в типичной тундре, начинаясь уже в первое десятилетие с наиболее сухих и плоских участков. В северной тайге и южной тундре процесс более растянут, начинается с уплощенных мест без весеннего затопления, но при условии приповерхностного залегания верховодки. Как в северной тайге, так и в южной тундре в пределах одной котловины могут сочетаться экосистемы средних и поздних сукцессионных этапов более столетия. В типичной же тундре зафиксированы случае полной олиготрофизации котловины за 15–20 лет. Для каждого ключевого участка была обнаружена и локальная специфика первичной сукцессии: (1) в типичной тундре пойменные хасыреи испытывают влияние приливно-отливных явлений, отчего на участках ежедневного подтопления сукцессия тормозится на начальной травянистой стадии; (2) в южной тундре зафиксирован контрастный растительный покров, что связано со сложным микрорельефом, вызванным благоприятными условиями для формирования бугров пучения; (3) в северной тайге обнаружено активной нарастание сплавины, нетипичное для недренированных озёр, пусковым механизмом чего служит частичный дренаж. Аналогичные закономерности характерны и для пойменных экосистем. Так в типичной тундре травянистые участки в поймах занимают минимальные площади, в то время как наибольше площади достигают в южной тундре.