ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ФИТОИНДИКАЦИИВ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗАБОЛОЧЕННЫХТЕРРИТОРИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (НА ПРИМЕРЕр. КЛЮЧ, ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ) | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2009. № 4 (8).

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ФИТОИНДИКАЦИИВ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗАБОЛОЧЕННЫХТЕРРИТОРИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (НА ПРИМЕРЕр. КЛЮЧ, ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ)

Рассмотрено применение метода фитоиндикации и космоснимковсреднего разрешения для решения гидрологических задач на заболоченных территориях таежной зоны в Западной Сибири. На примере типичного для таёжнойзоны малого водотока Ключ выполнен анализ гидрологических условий. Показано,что тенденция развития процесса болотообразования в таёжной зоне сохранится в ближайшей и среднесрочной перспективе.

APPLICATION OF METHOD PHITOINDICATION IN HYDROLOGICALRESEARCHES OF BOGGY TERRITORIES OF THE WESTERN SIBERIA(BY THE EXAMPLE OF THE SMALL RIVER KLUCH, TOMSK AREA).pdf ВведениеЗападная Сибирь практически полностью соответствует водосборномубассейну р. Обь и представляет собой одну из крупнейших на Земле аккуму-лятивных низменных равнин, значительная часть которой заболочена. Так, пооценкам [1-4], в течение последних 10 000 лет средняя скорость вертикаль-ного прироста торфяной залежи в регионе изменяется от 0,35-0,39 мм/год всредне- и северотаёжной подзонах до 0,59-1,15 мм/год в южнотаёжной под-зоне (в районе крупнейшего в мире Васюганского болота). В настоящее вре-мя заболоченность территории бассейна р. Обь в пределах подзон южной исредней тайги составляет более 30%, причем процесс болотообразованияпрогрессирует. Следовательно, должны увеличиваться ресурсы болотныхвод, что не может не отразиться на составе и строении растительных сооб-ществ и экологическом состоянии рассматриваемой территории. Это опреде-ляет актуальность совместных исследований гидрологического и раститель-ного компонентов заболоченных территорий Западной Сибири. Однако ихПрименение метода фитоиндификации в гидрологических исследованиях 85проведение сопряжено с целым рядом как технических, так и методологиче-ских проблем, начиная с противоречий в понимании сущности болота. На са-мом деле этот объект может рассматриваться с различных точек зрения - какводный объект, геологическое тело, почвенно-растительное образование ит.д. В нашем представлении болото - это самостоятельный природный объ-ект, для которого характерны замедленный водообмен и преимущественнофильтрационный сток в пределах деятельного горизонта, небольшое числовидов растений, являющихся одновременно торфообразователями и строите-лями болотной поверхности, накопление отложений торфа и др.Первоочередной задачей гидрологических и геоэкологических исследованийявляется определение морфометрических характеристик заболоченных водосбо-ров, болот и внутриболотных экосистем в условиях незначительных уклонов по-верхности и сложного, меняющегося во времени рельефа. Одним из эффективныхи наименее затратных способов решения этой задачи, на наш взгляд, является вы-явление связей между отдельными показателями растительности водосбора (био-морфологический и экологический состав доминирующих видов и (или) др.) иотдельными показателями гидрологических условий (интенсивность водообмена,динамика уровня вод и др.). Иными словами, речь идет о возможности использо-вания фитоиндикационного метода в гидрологических исследованиях труднодос-тупных высокозаболоченных территорий Западной Сибири. В данной статье при-менение фитоиндикации рассмотрено на примере одного из малых, типичных длятаёжной зоны водотоков в Обь-Иртышском междуречье - р. Ключ (элемент реч-ной сети: Обь - Чая - Бакчар - Ключ; рис. 1).Рис. 1. Схема расположения района исследований (1)На основе результатов определения горизонтальных границ болотныхландшафтов и границ водосбора р. Ключ, полученных по данным дешифри-рования растительности на космических снимках, также был проведен расчетэлементов месячного водного баланса за многолетний период с целью выяв-ления общих тенденций изменения гидрологических условий на заболочен-ных территориях южнотаёжной подзоны Западной Сибири.В.А. Базанов, 86 О.Г. Савичев, А.А. Скугарев, Ю.А. ХаранжевскаяТеоретические основы фитоиндикацииПри изучении гидрологических условий на болотах с помощью метода фито-индикации нами использовались представления о тесной взаимосвязи фитомасс,под которыми, согласно [5], понимается органическое вещество растений, нако-пленное к данному моменту времени надземной и подземной частями природно-территориального комплекса, с другими компонентами последнего и процесса-ми, в нем протекающими. Фитомассы, по сравнению с объектами атмо-, гидро- илитосферы, характеризуются наиболее выраженным проявлением текстурно-структурных особенностей, отражающим специфику водного режима и историюразвития болотной растительности. В данной работе они рассматриваются пре-имущественно через экологические и биоморфологические признаки растений.Алгоритм применения метода фитоиндикации в гидрологических иссле-дованиях на болотах в общих чертах подразумевает: 1) выявление индикато-ров отдельных гидрологических параметров (объектов индикации);2) обоснование эффективности и надёжности индикаторов; 3) изучение эко-логических связей индикатора и объекта индикации; 4) географический ана-лиз индикационных связей; 5) отражение индикаторов и объектов индикациина картографических материалах при решении прикладных и научных задач[6-9]. Практическая реализация этого алгоритма в определенной степени за-висит от исследуемого объекта. Применительно к болотным ландшафтамспецифика использования метода фитоиндикации заключается в следующем.Во-первых, основным объектом метода фитоиндикации является один и(или) несколько показателей гидрологических условий на болотах.Во-вторых, при исследовании болот выявление индикаторов и индикацион-ных связей базируется на широко используемом в болотоведении выделениитрёх экологических групп растений по типу минерального питания и обеспе-ченности элементами питания эдафической среды - олиготрофов, мезотрофови эвтрофов. Растения первой группы характеризуются низкой требовательно-стью к веществам минерального питания и могут существовать исключительноза счет атмосферных осадков. Растения третьей группы более требовательны кусловиям минерального питания и приурочены к местообитаниям со значи-тельным подземным водным питанием. Растения второй группы по показателюобеспеченности местообитания минеральными веществами занимают среднееположение между олиготрофными и эвтрофными видами.Болотные растения характеризуются широким диапазоном приспособленийфизиологического характера на пространственную неоднородность гидрологи-ческих условий болот. По этому фактору (а именно он на болотах является опре-деляющим с точки зрения жизнеобеспечения) растения, по мнению авторов [10],предлагается объединить в группы пойкилогидрических и гомойгидрических.Пойкилогидрическими являются водоросли, мхи, лишайники, которых отличаетнепостоянство гидратуры и прямая зависимость от условий увлажнения средыобитания. При низкой концентрации влаги эти растения способны переходить всостояние анабиоза, не теряя при этом жизнеспособности. У сфагновых мхов,обитающих на болотах, гидратура поддерживается как отдельными особями,преимущественно за счет анатомо-морфологических приспособлений (наличияПрименение метода фитоиндификации в гидрологических исследованиях 87гиалиновых клеток и др.), так и путем образования различных по плотности,мощности колоний особей в виде ковров и дернин и др. Вторая группа - гомой-гидрические растения - объединяет виды растений, у которых гидратура опреде-ляется механизмами преимущественно анатомо-физиологического характера.В-третьих, болотные растения характеризуются высокой вариабельностью побиоморфологическим признакам (размерам наземных и подземных органов,например у деревьев, кустарничков и др.), а в результате и функциональным зна-чением в структуре болотных экосистем. Растения, близкие по биоморфологиче-ским признакам (независимо от их видовой принадлежности), объединены вклассы, соответствующие формам роста (табл. 1). В центральной части таежнойзоны Западной Сибири нами установлено 16 таких форм роста, в том числе4 формы у деревьев, 4 - у кустарничков, 5 - у трав и 3 - у мхов. Для 7 форм рос-та из 16, выделенных нами в районе исследования, удалось найти подтверждениев литературных источниках [11-13]. Остальные девять вводятся в научный оби-ход на основании собственных исследований.Биоморфологическими свойствами болотных растений в значительнойстепени определяются физико-механические свойства поверхности болота,представляющей собой особую категорию природных фитогенных объектов.Эти свойства обусловлены преимущественно размерами, геометрическимиособенностями и прочностными свойствами подземных органов. Например,крупные корни деревьев выполняют функцию крупных армирующих элемен-тов, а осоковые и пушицевые кочки, протяженные на глубину до 0,5 м ибольше, - соответственно свай. Погруженные в моховую дернину и торф ко-со направленные ветви кустарничков, корневища трав, переплетаясь междусобой, выполняют скрепляющую функцию, упрочняя в целом арматурнуюконструкцию болотной поверхности. Механически непрочные побеги сфаг-новых и гипновых мхов, заполняя пространство между корнями, корневища-ми и другими подземными органами высших растений, формируют особыйтип различных по прочностным свойствам природных образований (в на-стоящей работе они называются дернинами). Прочностные свойства послед-них зависят преимущественно от степени насыщенности их питающими ко-решками сосудистых растений.Т а б л и ц а 1Морфологическая классификация болотных растений центральной частитаежной зоны Западной СибириЖизненнаяформа Форма роста Название вида1 2 3Деревья1а. Топяная: стволы деревьев высотой 5-8 м и диамет-ром 15-20 см; овальная крона занимает 1/4 часть ствола;корневая система поверхностная, корневая шейка распо-ложена на глубине 15-20 смPinus sylvestris f.uliginosa [13]1б. Рямовая (Литвинова): стволы высотой 2-4 (6) м идиаметром 2-8 см; шаровидная крона занимает около1/3 ствола; корневая система поверхностная, корневаяшейка расположена на глубине 35-45 смPinus sylvestrisf. Litvinovii [12]В.А. Базанов, 88 О.Г. Савичев, А.А. Скугарев, Ю.А. ХаранжевскаяО к о н ч а н и е т а б л. 12 31в. Болотная: высота ствола 2-5 м, диаметр 4-12 см;крона кедра цилиндрическая, нижняя часть ствола очи-щена от ветвей; крона берез в виде усеченного конуса,нижняя часть ствола очищена от ветвей; корневая систе-ма поверхностная, корневая шейка расположена на глу-бине 15-25 смBetula pubescens,1 Pinus sibirica1г. Лесная: высота ствола 18-24 м, диаметр его на высо-те 1,2-1,5 м 25-35 смBetula pubescens,Pinus sylvestris,Pinus sibirica2а. Ветвеукореняющиеся вегетативно подвижные кус-тарники и кустарнички: скелетные оси в подземной инадземной средах ориентированы горизонтальноChamaedaphne calyculata,Ledum palustre,Betula nana2б. Ветвеукореняющиеся вегетативно неподвижные кус-тарники и кустарнички: скелетные оси в подземной инадземной средах ориентированы вертикально или сла-бонаклонноChamaedaphne calyculata,Ledum palustre,Salix lapponum,S. myrtilloides2в. Настоящие ползучие кустарнички [11]: вегетативнаяподвижность осуществляется плагиотропными столонами Andromeda polyfoliaКустарникии кустар-нички2г. Вегетативно-подвижные ___________кустарнички шпалерноготипа [11] Oxicoccus palustris3а. Кочки цилиндрические: высота кочек до 0,5 м, диаметрдо 0,35 м Carex caespitosa3б. Кочки полусферические: высота кочек до 0,1 м, диа-метр до 0,2 мEriophorumvaginatum3в. Плотносвязанные дерновины [11]: подземные побеги,узлы кущения и питающие корешки сжаты в плотнуюдерновину; форма характеризуется слабой вегетативнойподвижностьюMenianthes trifoliatа,Carex globularis,C. la-siocarpa,C. rostrata и др.3г. Рыхлосвязанные дерновины [11]: плагиотропныеподземные побеги, узлы кущения и питающие корешкирыхло распределены в почве; растения этой формы веге-тативно подвижныMenianthes trifoliatа,Eriophorum vaginatum,Thelypterispalustris, Scheuchzeriapalustris и др.Травы3д. Длиннокорневищные растения [11]: ортотропныепобеги удалены друг от друга и связаны длинными пла-гиотропными корневищами или столонами; вегетативноподвижныComarum palustre,Menianthes trifoliata,Scheuchzeria palustris,Carex limosa и др.4а. Плотносвязанные дернины: мощность дернин до 20-25 см, стебельки в дернине стоят вертикально и плотносопрягаются друг с другомSphagnum fuscum,S. magellanicum,To-menthypnumnitens и др.4б. Плотносвязанные дернины: мощность дернин до10 см, побеги в дернине ориентированы вертикально илинаклонно и рыхло сопрягаются друг с другомSphagnum fuscum,S. angustifolium, S. wulfianum,S. majus и др.Мхи4в. Несвязанные дернины: мощность дернин около 5 см,побеги мха взвешены в воде и не связаны между собойSphagnum majus,S. balticum и др.В качестве примера специфики строения поверхности болотных экосистемприведен вертикальный профиль болотной лесной экосистемы (рис. 2). Мощная(до 15 см) моховая дернина с вертикально стоящими и плотно прилегающимиПрименение метода фитоиндификации в гидрологических исследованиях 89друг к другу побегами сфагнов узколистного, магелланского и бурого пронизанапо всей толще ветвями кустарничков с густым войлоком придаточных корешкови корнями сосны Pinus sylvestris f. uliginosa. Очес сфагновых мхов этой конст-рукции выполняет роль наполнителя, а сеть корней и корешков - роль арматур-ных элементов, придавая всей конструкции высокую упругость, способную вы-держивать в ряде случаев высокие механические нагрузки (давление снежногопокрова и ветра на кроны деревьев). Молодые гибкие ветви кустарничков служатвертикальными опорами, способствуя увеличению прочности и лучшей связно-сти горизонта и обеспечивая побегам сфагнов возможность вертикального роста.Роль прочных арматурных элементов выполняют горизонтальные корни сосны,расположенные на разных глубинах.Рис. 2. Строение поверхности болотной лесной экосистемы на торфе с низкорослыминасаждениями: P. s. - Pinus sylvestris f. uliginosa (1a), C. g. - Carex globularis (3в),Ch. c. - Chamaedaphne calyculata (2а), Sph. - Sphagnum fuscum (4а);в скобках указана форма роста растений (см. табл. 1)Методика исследованияПрактическое использование метода фитоиндикации так или иначе связанос дешифрированием и анализом данных дистанционного зондирования Земли.Пространственная информация о болотных и лесных экосистемах (размеще-ние, площадь и др.) получена с многозональных снимков искусственных спут-ников Земли Landsat 7 с разрешением 30 м и уровнем обработки, включающимгеометрическую и радиометрическую коррекцию изображений и привязку вкартографической проекции [14, 15]. Дешифрирование космоснимков выпол-В.А. Базанов, 90 О.Г. Савичев, А.А. Скугарев, Ю.А. Харанжевскаянено в системе ENVI 4.0, картографические работы - в ГИС ArcGIS 9.0. В ка-честве топографической основы использована электронная государственнаятопографическая карта масштаба 1:200000. Выделение болотных и лесных эко-систем проводилось на основе анализа и классификации дешифрируемых наснимках изображений данных объектов. Различия изображений разных экоси-стем обусловлены преимущественно такими факторами, как породный состав,высота, сомкнутость крон древесных насаждений, проективное покрытие мо-ховой и кустарничково-травяной растительности и т.д.На основе материалов Росгидрометцентра (увлажнение, по данным метеостан-ции Бакчар, расходы воды р. Ключ - по данным поста у с. Полынянка) и результа-тов определения границ и площадей водосбора р. Ключ, лесных, болотных и внут-риболотных экосистем на водосборе был рассчитан слой водного стока и месяч-ный водный баланс за период с 1973 по 2006 г___________. Общее увлажнение водосбора замесяц t рассматривалось как сумма выпавших жидких атмосферных осадков (ат-мосферные осадки при среднемесячной температуре атмосферного воздуха боль-ше или равной 0°С) и водоотдачи из снегового покрова. При среднемесячной тем-пературе воздуха меньше 0°С атмосферные осадки рассматривались как снег, ко-торый не принимает непосредственного участия в водном питании реки, а идет наформирование снегового покрова. Водоотдача из снегового покрова приближенноопределялась согласно [16-18] при температуре атмосферного воздуха больше илиравной 0°С с учётом стаивания снега в результате выпадения дождей. Расчёт сне-готаяния производился отдельно для залесенной и открытой местности. Общееувлажнение водосбора рассчитывалось как средневзвешенное для увлажнения влесу и на открытых участках. Величина суммарных потерь водного стока опреде-лялась как разность между слоем суммарного увлажнения и стока в текущем ме-сяце. Дополнительно выполнен расчёт суммарного испарения с водосборной тер-ритории по методу В.С. Мезенцева [19].Кроме того, был выполнен анализ многолетних изменений элементов вод-ного баланса р. Ключ, включавший проверку нулевых гипотез о случайностии однородности рядов наблюдений. Проверка на случайность проводилась спомощью критерия Питмена Рk и с использованием линейной модели изме-нения исследуемой функции по годам. Проверка на однородность осуществ-лялась с помощью критериев Фишера Fk и Стьюдента Sk. Вывод о неслучай-ном изменении или нарушении однородности рядов делался при уровне зна-чимости 〈 = 5% в случае, когда расчетная статистика (Pk, Sk, Fk) по модулюпревышала соответствующее критическое значение (Pk〈, Sk〈, Fk〈).Результаты определения границ и морфометрическиххарактеристик водосбора р. КлючВ результате выполненного исследования были уточнены опубликован-ные в [20] данные о площади водосбора р. Ключ, его заболоченности и зале-сённости, причём площадь водосбора возросла более чем в 1,5 раза. Крометого, были выделены участки распространения внутриболотных экосистем сдревесной растительностью (рис. 3, табл. 2).Применение метода фитоиндификации в гидрологических исследованиях 91Рис. 3. Схема распространения внутриболотных фаций в водосборе р. Ключ(номера выделенных участков соответствуют перечню экосистем в табл. 2)Т а б л и ц а 2Морфометрические характеристики водосбора р. Ключ у с. Полынянка№ на Площадьрис. 3 Экосистемы км2 %1Болотные лесные экосистемы на торфе с низкорослыми насаж-дениями Pinus sylvestris f. uliginosa (1a), Carex globularis (3в),Chamaedaphne calyculata (2а), Sphagnum fuscum (4а)21,17 282Болотные безлесные и (или) слабо облесенные комплексныеэкосистемы на торфе с плотно связанными и несвязаннымидерновинами травянистых растений (3в, 3г), а также Sphagnummajus (4в) и др.36,75 48,63Лесные экосистемы на минеральных грунтах высокорослыхнасаждений мелколиственных и хвойных пород деревьевлесной формы роста16,05 21,2Сельскохозяйственные угодья на месте лесов 1,73 2,34 Водосбор в целом (согласно [20], 44 км2) 75,7 100Суммарная заболоченность (согласно [20], 15%) 57,92 76,6Примечание. В скобках указана форма роста растений (см. табл. 1).Одной из главных особенностей рассматриваемой территории является еёочень высокая заболоченность (76,6%) с преобладанием верховых (олиготроф-В.А. Базанов, 92 О.Г. Савичев, А.А. Скугарев, Ю.А. Харанжевскаяных) лесных экосистем на торфе с насаждениями Pinus sylvestris и плотнодер-нинного Sphagnum fuscum, безлесных и (или) редко облесенных комплексныхэкосистем (грядово-мочажинных, осоково-сфагновых, осоково-пушицево-сфагновых и грядово-озерково-мочажинных). Другая особенность территориисвязана с наличием переменных границ водосбора, бессточных участков по кра-ям и внутри него и возможностью стока (в виде фильтрационного потока в дея-тельном горизонте торфяной залежи) при высоких уровнях болотных вод как вр. Ключ, так и в соседние водотоки. С учётом этого установленные границы во-досбора соответствуют среднемноголетним условиям и не отражают спецификиводного стока с заболоченных территорий в периоды очень высокой водности.Характерный профиль поверхности болота, иллюстрирующий сложность выде-ления границы водосбора на участке распространения сосново-кустарничково-сфагновой внутриболотной экосистемы, приведен на рис. 4.Рис. 4. Профиль поверхности болота в юго-восточной части водосбора р. Ключ: I -болотные безлесные и (или) слабооблесенные экосистемы; II - болотныелесные экосистемы с низкорослыми насаждениями Pinus sylvestris;III - болотные комплексные экосистемыМноголетние изменения гидроклиматических условийв бассейне р. КлючАнализ данных метеонаблюдений в с. Бакчар подтвердил выводы о суще-ственном росте температуры приземных слоев атмосферного воздуха в рай-оне исследований [21]. Это увеличение наиболее заметно проявляется в фев-рале, мае и октябре. Кроме того, выявлено увеличение суммы среднемесяч-ных положительных температур воздуха, что с учётом их связи с испаряемо-стью является косвенным свидетельством увеличения последнего. Ещё болеезаметное увеличение установлено для суммы температур воздуха более 10°С(среднее значение за 1973-1989 гг. составляет 51,7°С, а за 1990-2006 гг. -59,8°С), что указывает на определенное улучшение условий произрастаниясреднетребовательной к теплу растительности и, возможно, повышение био-продуктивности экосистемы рассматриваемой территории.IIIIIIВысотная отметка, усл. мПрименение метода фитоиндификации в гидрологических исследованиях 93Статистический анализ данных о водном балансе р. Ключ позволил вы-явить уменьшение общего увлажнения водосборной территории в апреле имае и его увеличение в октябре, причём статистически значимое изменениемесячной суммы атмосферных осадков обнаружено только в мае (уменьше-ние в том же размере, что и для общего увлажнения). Указанное несоответст-вие в октябре связано с ростом среднемесячной температуры воздуха. Это ипривело к увеличению общего увлажнения водосбора за счёт дождей, по-скольку твёрдые атмосферные осадки в целом не участвуют в формированиистока в текущем месяце, а накапливаются в снеговом покрове. В апреле связьмежду изменениями увлажнения и температуры воздуха не столь очевидна.Тем не менее изучение динамики элементов водного баланса позволяет сде-лать вывод о проявлении в указанном месяце эффекта постепенного незначи-тельного снижения к началу весны влагозапасов в снеговом покрове вследст-вие увеличения осенне-зимнего переходного периода.Для слоя водного стока установлено определенное уменьшение в апреле,ноябре и декабре и увеличение - в августе и сентябре (табл. 3).Т а б л и ц а 3Результаты проверки на однородность и случайность месячных и годовыхзначений слоя стока р. КлючРасчётный интервал Период, годы A, мм ⌠, мм Sk/Sk〈 Fk/Fk〈 Pk/Pk〈Январь 1973-2006 0,0 0,1 0,48 - -0,15Февраль 1973-2006 0,0 0,0 - - -Март 1973-2006 0,0 0,0 - - -1973-2006 10,6 12,3 0,67 1,93 -0,88Апрель 1973-1989 13,6 15,7 - - -0,441990-2006 7,7 6,8 - - -0,54Май 1973-2006 36,74 32,4 0,45 0,70 -0,391973-2006 10,8 9,3 0,55 1,86 -0,64Июнь 1973-1989 13,7 11,6 - - 0,191990-2006 8,0 5,1 - - -0,24Июль 1973-2006 3,9 4,8 0,06 0,53 0,211973-2006 3,9 6,5 0,43 1,10 0,60Август 1973-1989 2,3 4,5 - - 0,121990-2006 5,5 7,8 - - 0,071973-2006 3,2 7,6 0,45 1,89 0,33Сентябрь 1973-1989 2,0 4,3 - - 0,081990-2006 4,4 9,9 - - -0,05Октябрь 1973-2006 3,6 7,1 0,31 0,84 0,341973-2006 1,2 3,3 0,65 2,44 -0,50Ноябрь 1973-1989 2,0 4,3 - - 0,101990-2006 0,4 1,7 - - -0,161973-2006 0,5 1,4 0,55 1,72 -0,46Декабрь 1973-1989 0,7 1,7 - - 0,031990-2006 0,2 0,8 - - -0,16Январь - декабрь 1973-2006 74,5 56,3 0,36 0,78 -0,38Примечание. А, ⌠ - среднее арифметическое и среднее квадратическое отклонения; Sk, Sk〈, Fk,Fk〈, Pk, Pk〈 - фактические и критические значения критериев Стьюдента, Фишера и Питмена.В.А. Базанов, 94 О.Г. Савичев, А.А. Скугарев, Ю.А. ХаранжевскаяВыявленные изменения стока соответствуют однонаправленному изменениюувлажнения водосбора только в апреле. В прочие месяцы связь между (месячны-ми) значениями стока и общего увлажнения незначительна (коэффициент корре-ляции для всего периода наблюдений r = 0,28±0,05). С учётом этого было изученоизменение суммарных потерь стока и испарения с поверхности водосбора. Анализполученных данных показал, что суммарные потери стока р. Ключ в летние меся-цы примерно на 2% меньше величины испарения с поверхности водосбора, рас-считанного по методу В.С. Мезенцева (в целом за год r = 0,86±0,01). Нарушениеоднородности выявлено только для рядов суммарных потерь в июне, ноябре и де-кабре (в апреле соотношение фактического и критического значений критерияФишера составило 0,96), рядов испарения по В.С. Мезенцеву - апреле и октябре,причём весной отмечено уменьшение испарения в течение последних 15 лет(предположительно вследствие уменьшения общего увлажнения водосбора), аосенью - увеличение (из-за роста испаряемости).В целом можно констатировать факт весьма слабой зависимости величи-ны слоя водного стока р. Ключ от общего увлажнения водосборной террито-рии и испарения. Это объясняется не только внутригодовым распределениемтеплоэнергетических ресурсов [22], но и регулирующей ролью внутриболот-ных экосистем, в которых происходит накопление и перераспределение запа-сов влаги. При этом важное значение имеют и различие в условиях стока сзаболоченных и незаболоченных территорий в годы разной водности, опи-санное в [23], и возможность образования при высоких уровнях болотных водсплошного водного пространства, охватывающего несколько водосборныхтерриторий со стоком в соответствующие речные системы.ЗаключениеОдной из важнейших особенностей ландшафтного покрова заболоченных во-досборных территорий таёжной зоны Западной Сибири является абсолютноедоминирование лесных и болотных экосистем, характеризующихся повышен-ным гидроморфизмом и специфичным обменом вещества и энергии с окружаю-щей средой. Это значительно усложняет их изучение. Тем не менее выполнен-ные исследования позволили сделать ряд важных выводов, которые могут бытьраспространены на значительную часть таёжной части Западной Сибири.1. Оценка составляющих водного баланса рек с сильно заболоченнымиводосборами должна основываться на результатах полевых исследований ианализа современных аэро- и космоснимков. Применение в гидрологическихрасчетах морфометрических характеристик, полученных в 1950-1960-е гг.,может привести к снижению достоверности результатов расчётов.2. Анализ полученных данных свидетельствует об острой необходимостирасширения исследований функционирования и организации болотных ивнутриболотных экосистем. Эти исследования должны быть ориентированына выявление связей между характеристиками режима водно-минеральногопитания растений, составом и строением доминирующих видов растений.3. В рассматриваемом районе (водосбор р. Ключ) наблюдается перераспреде-ление водного режима, которое характеризуется определенным уменьшением сто-Применение метода фитоиндификации в гидрологических исследованиях 95ка в ноябре и декабре, апреле-июне и увеличением в августе-сентябре. Указанноеизменение связано со статистически значимым уменьшением общего увлажненияводосбора в апреле, постепенным увеличением испарения в осенний период, рос-том продолжительности переходного осенне-зимнего периода и соответствующимсокращением влагозапасов в снеговом покрове в ноябре-декабре.4. В ближайшей и среднесрочной перспективе сохранятся благоприятныеусловия для развития болотных процессов вследствие избыточного увлажне-ния в тёплый период года и улучшения условий существования среднетребо-вательной к теплу растительности, что в достаточно суровых климатическихусловиях с большой вероятностью приведёт к усилению торфонакопления.

Ключевые слова

Western Siberia, water balance, wetlands, phytoindication, vegetative community, Западная Сибирь, водный баланс, болото, растительное сообщество, фитоиндикация

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Харанжевская Юлия АлександровнаСибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства и торфаСО РоссельхозакадемииООО «ИНГЕО-ТЕХ»младший научный сотрудниксотрудникltetomsk@yandex.ru
Скугарев Андрей АнатольевичООО «ИНГЕОТЕХ»главный инженерSkugarev@inbox.ru
Савичев Олег ГеннадьевичТомский государственный университетООО «ИНГЕОТЕХ»доктор географических наук, профессор кафедрыминералогии и геохимии геолого-географического факультетаспециалист-гидрологOSavichev@mail.ru
Базанов Владимир АлександровичНаучно-исследовательский институт биологии и биофизикиТомского государственного университетакандидат биологических наук, старшийнаучный сотрудник лаборатории охраны природыingeotech@mail.ru
Всего: 4

Ссылки

Иванов К.Е. Водообмен в болотных ландшафтах. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 280 с.
Инишева Л.И., Дубровская Л.И., Инишев Н.Г. Гидрологический режим верхового болота // Мелиорация и водное хозяйство. 2008. № 1. С. 54-57.
Адаменко М.Ф., Алехина Н.М., Горбатенко В.П. и др. Региональный мониторинг атмосферы. Ч. 4: Природно-климатические изменения. Томск, 2000. 270 с.
Основные гидрологические характеристики. Т. 15: Алтай, Западная Сибирь и Северный Казахстан. Вып. 1: Верхняя и Средняя Обь / Под ред. Е.П. Шурупа. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 488 с.
Мезенцев В.С. Гидрологические расчёты в мелиоративных целях. Омск: Изд-во Омского сельхоз. ин-та, 1982. 84 с.
Гельфан А.Н. Динамико-стохастическое моделирование формирования талого стока. М.: Наука, 2007. 279 с.
Попов Е.Г. Вопросы теории и практики прогнозов речного стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1963. 395 с.
Виссмен У., Харбаф Т.И., Кнэпп Д.У. Введение в гидрологию. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 470 с.
Проблемы создания региональных геоинформационных комплексов и опыт решения прикладных задач на основе аэрокосмической информации / Под ред. В.В. Лебедева. М.: Наука, 2002. 239 с.
Михайлов В.Я. Об оценке аэроснимков, применяемых для дешифрирования // Теория и практика дешифрирования аэроснимков. М.: Наука, 1966. С. 5-15.
Вальтер Г. Общая геоботаника. М.: Мир, 1982. 261 с.
Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений. М., 1962. 379 с.
Сукачев В.Н. Болота, их образование, развитие и свойства // Избранные труды. Л.: Наука, 1973. Т. 2. С. 97-161.
Аболин Р.И. Опыт эпигенологической классификации болот // Болотоведение. 1915. № 3. С. 3-55.
Березин А.Е., Базанов В.А., Савичев О.Г. Принципы разработки кадастра торфяных болот (на примере районов нефтедобычи Томской области) // Охрана природы: Сб. статей / Под ред. А.Е. Березина. Томск: Изд-во НТЛ, 2005. Вып. 3. С. 13-26.
Базанов В.А., Скугарев А.А., Макушин Ю.В. Экологический мониторинг объектов нефтедобычи Западной Сибири на основе данных ДЗЗ // Технологии ТЭК. 2005. № 1(20). С. 96-100.
Виноградов Б.В. Экологическая компенсация, замещаемость и экстраполяция растительных индикаторов // Растительные индикаторы почв, горных пород и подземных вод. М.: Наука, 1964. С. 210-219.
Беручашвили Н.Л. Геофизика ландшафта. М.: Высшая школа, 1990. 287 с.
Викторов С.В., Востокова Е.А., Вышивкин Д.Д. Некоторые вопросы теории геоботанических индикационных исследований // Растительные индикаторы почв, горных пород и подземных вод. М.: Наука, 1964. С. 7-11.
Пологова Н.Н., Лапшина Е.Д. Накопление углерода в торфяных залежах Большого Васюганского болота // Большое Васюганское болото. Современное состояние и процес- сы развития. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2007. С. 174-179.
Львов Ю.А. Болотные ресурсы // Природные ресурсы Томской области. Новосибирск: Наука, 1991. С. 67-75.
Нейштадт М.И. Проблемы Западной Сибири в связи с её заболоченностью // Влияние перераспределения стока вод на природные условия Сибири. Новосибирск: Наука, 1980. С. 121-124.
Нейштадт М.И. Торфяные ресурсы, их качество и особенности // Научные предпосылки освоения болот Западной Сибири. М.: Наука, 1977. С. 175-180.
 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ФИТОИНДИКАЦИИВ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗАБОЛОЧЕННЫХТЕРРИТОРИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (НА ПРИМЕРЕр. КЛЮЧ, ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ) | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2009. № 4 (8).

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ФИТОИНДИКАЦИИВ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗАБОЛОЧЕННЫХТЕРРИТОРИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (НА ПРИМЕРЕр. КЛЮЧ, ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ) | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2009. № 4 (8).

Полнотекстовая версия