WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 25 | 26 || 28 | 29 |   ...   | 49 |

Основную роль в формировании комплексов при изменении структуры верхнего слоя болота отдают механическим, термическим и т.п.

факторам. В рамках этого подхода выделяют процессы неоднородного промерзания верхнего слоя и выпучивания гряд (Кац и др., 1936), эрозию берегов гряд, нижележащих по склону, льдом промерзших мочажин (Богдановская-Гиенэф, 1928), образование трещин на границе гряд и мочажин (Пьявченко, 1962). Кроме того, характер промерзания поверхности болота может приводить к появлению волнообразной поверхности (Ниценко, 1964). Одним из факторов образования микрорельефа может быть неравномерное распределение снега на поверхности болота (Гришин, 1977). По мнению И. И. Краснова (1943), к образованию комплексов может приводить солифлюкция оттаявшей массы торфа в верхнем слое торфяной залежи. Значительным фактором, который способствует развитию микрорельефа, является неравномерное уплотнение торфа в мочажинах и на повышениях (Кац и др., 1936).

В рамках биохимического подхода можно выделить мнение Л. Я. Смоляницкого (1981) о комплексе как результате разгрузки внутризалежных вод в процессе саморегуляции торфяного болота. В результате происходит поясная евтрофикация поверхности в соответствии с ее формой и направлением стекания вод с болотного массива. Евтрофикация разрушает метаболизм мхов. Это приводит к деградации сфагнового покрова и образованию мочажин.

Основной причиной возникновения грядово–мочажинного комплекса В. К. Бахнов (1986) считает дифференциацию почвенного профиля ложа болота. Сюда можно отнести фактор выхода внутризалежных вод и газов, которые отрицательно влияют на растительный покров, что приводит к его дифференциации. Однако этот фактор никто отдельно не рассматривает. Например, в рамках геологического подхода В. А. Фриш (1978) определяет выход внутризалежных вод и газов как фактор, сопутствующий возникновению дислокаций на поверхности болота и внутри торфяной залежи. Болотный массив рассматривается как торфяной купол, в котором происходят деформации, вызванные напряжением торфяного тела под воздействии массы тела, газообразования внутри залежи и образования вторичных водоемкостей после выхода газа на поверхность (Богдановская-Гиенэф, 1959). Гряды и мочажины в этом случае будут результатом опускания или подъема отдельных блоков торфяной залежи, а их границы являются разломами, по которым выходят на поверхность газы и воды.

Кроме того, в рамках геологического подхода можно указать, что на развитие грядово-мочажинного комплекса оказывает влияние горизонтальная дифференциация торфяной залежи по степени разложения (Богдановская-Гиенэф, 1936; Ларгин, 1973; Кузьмин и др., 1978) и влажности (Ларгин и др., 1982; Смирнов, 1983, 1989), фильтрация воды вдоль остатков древесных растений (Ларгин и др., 1982). Аналогично дифференцированы прочностные свойства торфяной залежи (рис. 5) (Ларгин и др., 1982; Смирнов, 1993). Наличие прослоек под грядами из слабо разложившегося торфа, способствует фильтрации воды (БогдановскаяГиенэф, 1969) из мочажины в мочажины по уклону поверхности.

Указанные причины могут отражать различные стороны развития одного и того же явления и не противоречить друг другу, вступая в процесс развития на разных этапах формирования микрорельефа или существовать параллельно. Поэтому, учитывая, что во всех гипотезах основой является структурно-функциональная связь между отдельными частями:

растительного покрова, растительностью и верхней частью залежи; верхней частью залежи и остальной; остальной залежью и дном болота, предлагается выделить структурно-функциональный подход в решении проблемы развития микрорельефа.

Структурно–функциональная организация микрорельефа и торфяной залежи. Микрорельеф поверхности болота состоит из микроформ: кочек, гряд, мочажин и т.п., которые могут образовывать закономерное чередование на поверхности. Различие микроформ определяется составом и структурой растительности, структурой и функционированием субстрата растительного покрова.

Отрицательные микроформы характеризуются наличием большого линейного прироста мхов – основного строительного материала микрорельефа болот, но меньшим приростом фитомассы. На высоких элементах микрорельефа эта связь обратная (Боч, Мазинг, 1979). В процессе торфонакопления эта разница оказывает влияние на дифференциацию микрорельефа болота в связи с режимом увлажнения, испарения и саморегуляцией сфагновой дернины. Кроме того, продуктивность сфагнового покрова более независима от условий среды, чем линейный прирост (Илометс, 1981). Поэтому, учитывая, что время жизни мхов на повышениях больше (Елина и др., 1984), можно сказать, что повышение микрорельефа более стабильно во времени, и, следовательно, структурнофункциональная связь повышений микрорельефа с торфяным субстратом выше, и они меньше подвержены изменчивости при колебании климатических параметров (Илометс, 1981). Можно предполагать, что повышения микрорельефа оказывают большее влияние на регуляцию роста тор фяного тела, чем понижения, способствуя возникновению и развитию неоднородности торфяной залежи, которая влияет на распределение воды в торфяной залежи.

Влияние гидрологического режима на развитие микрорельефа состоит в том, что для каждого элемента микрорельефа формируется собственный режим увлажнения. В результате в понижении возникает более неуплотненный субстрат. Это приводит к тому, что, в мочажине процесс разложения растительных остатков идет быстрее, торф под грядой более уплотнен из-за меньшей влажности и большей массы над уровнем воды.



Значительное уплотнение добавляется в зимний период. Повышения микрорельефа меньше подвержены колебаниям и образуют более жесткое структурное целое с торфяной залежью, чем понижения. В итоге меняется водопроводимость торфяной залежи и верхнего слоя болота. Возникает подпруживание вод нижележащей по уклону грядой (Богдановская-Гиенэф, 1936; Иванов, 1956; Кац, 1941). Вместе с тем процесс подпруживания объясняется различной ориентацией мхов по разным сторонам гряды (Конойко, 1989) или заилением одной из сторон гряды, которая направлена против потока воды (Ниценко, 1964). Структура и функционирование растительного покрова, и подстилающего его субстрата, взаимосвязаны, имеют преемственность и могут оказывать в совокупности регулирующее действие на режимы местообитаний растений на поверхности болота.

Скоростная фильтрация в верхнем слое торфяной залежи имеет место, когда торфяник перенасыщен водой. В том случае, когда внутри залежи существует определенный дефицит воды и торфяное тело сжимается (Арефьева, 1963), любое поступление воды идет на насыщение торфяного тела. Таким образом подчеркивается механическое значение горизонтального перемещения воды в верхней части болотного массива в механизмах развития и устойчивости болот. Через этот поток происходит регулирование поля механического напряжения всего торфяного тела.

Зарегулированность фильтрационного потока выражается в существовании кривизны зеркала болотных вод (Ниценко, 1964), зависящей от горизонтальной дифференциации деятельного горизонта и торфяной залежи. Способность микрорельефа и, связанная с ним дифференциация торфяной залежи к регулированию водного режима, является основой его устойчивости. Отсутствие между ними связи показывает на низкую устойчивость микрорельефа. Понижения поверхности, вызванные биологическими факторами, необязательно станут устойчивыми микроформами (Богдановская-Гиенэф, 1969). Дифференциация влажности и морфологии субстрата возникает при кооперативном существовании нескольких по вышений и понижений. Для этого необходим внешний импульс, организующий сфагновые дернины микроформ на согласованное поведение.

Из работы И. П. Смирнова (1983) следует, что развитие микрорельефа происходит путем слияния отдельных микроформ. До тех пор, пока величина по ширине отдельных цепочек гряд или мочажин небольшая, цепочки могут разрываться. Происходит постоянная миграция гряд, а особенно мочажин. Если вначале расширение гряд и мочажин идет за счет фоновых сообществ, то последние стадии развития характеризуются слиянием более мелких форм в более крупные. Последние соответствуют современным микроформам. Но внутри контура образовавшейся мочажины по-прежнему происходит дальнейшая миграция мелких микроформ, вызывающих миграцию зон повышенного увлажнения по площади большей мочажины.

В результате появление стабильных микроформ микрорельефа вызывается образованием достаточной протяженности и ширины этих микроформ, что достигается благодаря механическому перемещению сфагновых дернин. Следовательно, процесс эволюции микрорельефа связан с регулирующим воздействием микрорельефа на гидрорежим и развитием горизонтальной дифференциации торфяной залежи.

Эволюция микроформ имеет как непрерывный, так и прерывистый характер. Пульсация границ микроформ в процессе торфонакопления (Карофельд, 1986), направленное смещение границ микроформ без изменения их площади (Лопатин, 1954; Конойко, 1974; Кузьмин и др., 1978) и прерывание развития микроформ на противоположный тип (Богдановская-Гиенэф, 1936; Ларгин, 1973) являются проявлением саморегуляции микрорельефа в условиях меняющейся среды. Каждый из указанных процессов изменения микрорельефа отражает степень изменения среды по отношению к характеру сложившегося микрорельефа.

Учитывая, что болотный массив обладает целостным функционированием, то развитие микрорельефа должно быть согласованным по площади всего массива. В результате развитие микрорельефа находится под контролем особенностей роста болотного массива в целом, а основная причина, определяющая эту связь – механическое перемещение моховых дернин по поверхности торфяного болота.

Определение зонального развития элементов микрорельефа.

Методика проведения плановой съемки опубликована в работе (Панов, 1991). В результате построения геометрических моделей поверхности болота с сечением рельефа через 1,25 см установлены три зоны.

Зона повышения микрорельефа отличается преобладанием Sphagnum fuscum. У нее собственная ориентация перемещения дернин, незави симая от направлений их перемещения в остальных зонах.

Преобразующая зона – ее отличие в ярком характере перемещения дернин ее составляющих. Это связано с тем, что здесь существуют оптимальные условия для развития дернины из S. cuspidatum. Дернины понижения микрорельефа обладают минимальной плотностью мохового покрова. Это зона с повышенным увлажнением и преобладанием линейного прироста особей мха (в данном случае S. сuspidatum) над общей продуктивностью дернины. В результате дернины понижения обладают минимальной конкурентной способностью.

Зоны различаются по морфологическим свойствам, интенсивности и устойчивости перемещения сфагновых дернин, имеют гипсометрическую обусловленность. Поэтому уместно назвать эти зоны морфодинамическими. В зависимости от колебаний гидрорежима будет меняться соотношение этих зон и, соответственно, характер динамики микрорельефа.





Известно (Кузьмин, 1980), что чем больше толщина деятельного горизонта, тем больше амплитуда колебаний уровня воды в сравнении с амплитудой колебаний поверхности болота. Таким образом, аналогично тому, как в элементе микрорельефа выделяются три вида стратегии поведения сфагновых дернин в зависимости от взаимности колебаний поверхности и уровня воды, на поверхности болотного массива выделяются участки поверхности с преобладанием той или иной стратегии движения мха. Таким образом, можно предположить, что в зависимости от преобладания определенной морфодинамической зоны, на поверхности болота формируются участки с преобладанием вертикального роста торфяного тела или участки, которые могут смещаться по поверхности болота. Перемещение отдельных участков поверхности болота отмечали В. В. Кудряшов (1929) и В. А. Фриш (1978).

Причина возникновения симметрии болотного массива. Целостное развитие болота возможно, если обе его границы будут иметь сопряженное развитие. Это выражается в развитии структуры болотного массива, которая отражает преемственность между морфологией подстилающего ложа и морфологией его поверхности. Поэтому симметрия торфяного тела, прежде всего, зависит от формы его ложа и ее ориентации относительно вертикальной оси.

По мнению автора, симметрия торфяного тела является результатом избирательного взаимодействия тела с внешней средой, отражением процессов его саморегулирования и самоорганизации, которые составляют основу устойчивости торфяно–болотной экосистемы. При изменении метеорологических параметров колебание торфяного тела относительно рельефа минерального ложа вызывает его деформацию и структурную дифференциацию. На поверхности болотного массива появляются формы, способствующие регулированию развития и роста болота, что приводит к симметрии торфяного тела.

Основная причина изменения гидрорежима на поверхности болотного массива – это накопление воды в торфянике и изменение его границ в соответствии с характером минерального рельефа, на котором происходит развитие болота.

Форма водного зеркала тоже играет активную роль в «строительстве» поверхности торфяного тела, а не только является функцией формы торфяного тела. До тех пор пока уровень воды не достигнет положения, при котором разница скорости фильтрации под грядой и мочажиной будет сохраняться, будет сохраняться и регулирующая роль микрорельефа в формировании гидрорежима. Подпруживание воды грядой приводит к тому, что возникает кривизна водного зеркала. Концентрическая ориентация гряд будет способствовать формированию уровня воды в плане болота в виде волн. Наличие этих волн способствует устойчивости элементов микрорельефа, а, следовательно, развитию горизонтальной дифференциации торфяной залежи.

Учитывая, что именно в верхнем двухметровом слое торфяной залежи верхового типа отмечены особенности ботанического состава торфа, которые позволяют судить о перемещении микроформ, т. е. о горизонтальной дифференциации залежи (Кузьмин и др., 1978; Смирнов, 1993), то именно этот слой является основой динамического равновесия болотного массива. Следует добавить, что величина этого слоя является относительной. Можно предположить, что он «стремится» к максимальной величине, но, достигая критического соотношения массы и силы всплывания, вызывает периодическое непродолжительное дренирование поверхности болота и появление в последующем прослоек торфа повышенной степени разложения (Руофф, 1934).

Характер границ болотного массива говорит не только о направлении перемещения мохового покрова, но и о его целостности и скоординированности. Для этого отчеркнем купол связанный единым движением горизонтальной линией и получим более или менее симметричный купол (рис. 6).

На рис. 7 показана принципиальная схема последовательного развития микроррельефа. Фрагмент А соответствует ровному ковру из сфагнового мха, в котором выделяется общее направление движения мха. Искривление траекторий движения (Б) вызвано проявлением неоднородностей субстрата в результате его колебаний и уплотнения, и появлением на них дернин консервативного движения. То, что при зарождении микро рельефа часто не наблюдается видового различия мхов, отмечала И.Д.

Богдановская-Гиенэф(1969). Благодаря этим искривлениям постепенно могут возникнуть замкнутые спиралевидные траектории дернин (В).

Возникает переувлажненное понижение с последующим возможным образованием дернин неустойчивого перемещения дернин. Рост дифференциации элементов микрорельефа отражает зарегулированность гидроре- Рис. 6. Разномасштабный профиль Локотенского болота (справа представлен масштаб поверхности болота в метрах (м), слева – минерального дна болота (м); сфера показывает морфологическую целостность области единого движения мхов) жима в продольном и поперечномнаправлениях с постепенным вытеснением дернин устойчивого перемещения из-за предельной кривизны их траекторий и их дроблением), а также с ростом дифференциации амплитуды колебаний понижений и повышений микрорельефа (Г, Д, Е, Ж). В последний момент кривизна водного зеркала и возвышение над ним гряд достигают своего максимума.

Рис. 7. Примерная последовательность развития микрорельефа (А-Л).

Pages:     | 1 |   ...   | 25 | 26 || 28 | 29 |   ...   | 49 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.