Глава 4. Мониторинг техногенного воздействия на почвенно-растительный покров и животный мир

4.1. Почвы и растительный покров

В почвенном покрове северных регионов четко прослеживается широтная зональность, на фоне которой наблюдается большая дифференциация различных видов и подвидов почв. Такое разнообразие вызвано действием различных факторов: характера материнских пород, формами рельефа, климатическими особенностями, степенью увлажненности, типами растительности и составом животного мира.

Для территории Крайнего Севера наиболее характерны типично тундровые почвы, представленные своеобразным комплексом поверхностно-глеевых с остаточно глеевыми (или скрыто глеевыми) почвами. Формирование таких почв обусловлено развитием поверхностного оглеения под влиянием периодически сильного переувлажнения верхних горизонтов почвы, сменяемого процессами механического перемещения почвенных масс под влиянием вымораживания и выпучивания.

Там, где четвертичные отложения увенчаны песчаными наносами, господствуют подзолы, на суглинках – глеево-подзолистые почвы. На плоских малодренированных поверхностях располагаются торфяные болотные почвы, часто окаймленные торфяно-подзолисто-глеевыми почвами или торфянистыми иллювиально-гумусовыми подзолами. Глеево-подзолистые почвы не имеют торфянистого покрова, и аккумулятивный горизонт их представлен только сравнительно маломощной (около 10 см) мхово-лишайниковой подушкой с грубыми корнями болотных полукустарничков и малоразложившимися элементами «опада» хвойных пород.

Процесс почвообразования в тундре протекает при избытке влаги и недостатке тепла. Микробиологическая деятельность в почвенных слоях замедленна и как бы подавлена суровыми гидротермальными условиями, несколько более активна она на самом верхнем горизонте почвы. Ослабленный темп биологической деятельности вызывает в почве крайне слабый круговорот веществ. Избыток влаги создает условия анаэробиозиса, ведущие к образованию оторфованного горизонта с наличием в нем грубого, кислого гумуса, богатого нерастворимыми перегнойными веществами. Перегнойный горизонт достигает лишь 2-3 см и содержит 1-1.5% гумуса, реже несколько больше. В оторфованных почвах перегноя значительно больше. Почвы тундры очень слабо дифференцированы морфологически.

В зоне тайги основными видами почв являются подзолистые. В северной тайге на хорошо дренированных участках, сложенных суглинками и песками, формируются соответственно глее-подзолистые почвы и железо-гумусовые подзолы. На плоских водоразделах преобладают болотно-подзолистые почвы, а также обширные торфяники. В средней тайге широко распространены сильно подзолистые почвы и железистые подзолы. В низинах наиболее часто встречаются болотно-подзолистые и болотные почвы. На юге региона, в местах интенсивного развития сельского хозяйства, типичные подзолистые почвы переходят в дерново-подзолистые, а на известняках и в карбонатные.

Растительный покров также проявляет четко выраженную широтную поясность и во многом зависит от тех же факторов, что и формирование почв. Тундровая растительность в основном представлена кустарниками, кустарничками, травами, мхами и лишайниками. Многие виды являются олиготрофами, способными к нормальному развитию на бедных кислых почвах. По сравнению с другими типами растительности наиболее значительную роль в тундрах играют лишайники и особенно мхи – каждая из этих групп включает обычно более трети флористического состава сообществ. В арктических тундрах наряду со мхами значительно участие цветковых растений.

Флора тундровой области относительно бедна. Видовая насыщенность сообществ может существенно варьировать в зависимости от их географической и экологической приуроченности. Флоры сосудистых растений, характерные для подзоны арктических и северных тундр Европейского Севера, насчитывают порядка 150-200 или чуть больше видов. Господствующими семействами являются злаки, сложноцветные, осоковые, гвоздичные и крестоцветные, причем злаки значительно преобладает над остальными. Десять ведущих семейств охватывают не менее 70% всей флоры. На о. Колгуев встречается 44 вида моховидных и 32 вида лишайников. Флоры сосудистых растений, характерные для южных тундр, насчитывают 200-300 видов, преобладающими при этом являются семейства злаки, осоковые и сложноцветные, почти не различающиеся по числу видов. Десять ведущих семейств составляют 60-65% всей флоры.

Многолетняя мерзлота вызывает широкое развитие нано- и микрорельефа, обусловливают значительную неоднородность растительного покрова. Наиболее распространены сочетания тундрового и болотного типов растительности, образующих устойчивые характерные комплексы. Отдельные участки пойм рек и приморские низменности занимает луговая растительность.

Арктические тундры расположены на архипелаге Новая Земля и о. Вайгач, западное побережье которых находится в зоне воздействия при освоении северной части ТПНГП. Продолжительный период низких температур, недолгое и холодное лето являются причиной короткого вегетационного периода. Вместе с такими неблагоприятными факторами, как многолетняя мерзлота, сильные порывистые ветры, солифлюкция и снежная корразия определяют бедность видового состава и слабое развитие растительного покрова.

Особенностью арктических тундр является крайне низкое значение или отсутствие типичных для более южных подзон кустарничков. Вместо них в состав сообществ входят арктоальпийские кустарнички шпалерного типа, биоморфологически существенно отличающиеся от первой группы.

Типичными сообществами являются пятнистые тундры. Лишайники здесь образуют лишь небольшую примесь – от 1 до 7%. На Новой Земле и Вайгаче, вследствие повсеместного существования каменистых грунтов, широко распространены мохово-лишайниковые сообщества, сильно варьирующие по видовому составу.

Точных данных о продуктивности растительных сообществ в зоне арктических тундр до сих пор не существует. Несомненно, она может сильно варьировать и существенно различаться в тундровых и болотных ценозах. По данным [10], при среднем объеме фитомассы до 50 ц/га величина продуктивности не превышает 10 ц/га.

Северные тундры распространены в западной и центральной частях о. Колгуев и фрагментарно в южной части о. Вайгач. На материке южная граница этих тундр проходит от устья р. Хыльчую, пересекает долину р. Черной в ее среднем течении и простирается до побережья Хайпудырской губы и далее до полуострова Югорский. Как и в зоне арктических тундр, на характер растительности влияют недостаток тепла, короткий вегетационный период, наличие мерзлоты и неравномерное распределение снежного покрова, однако решающее значение для развития растений имеет бóльшая продолжительность вететационного периода. В растительном покрове преобладают низкорослые формы, которые используют тепло приземного слоя. Корневые системы растений смыкаются и сплошь пронизывают почву.

Растительность северных тундр представлена травяно-моховыми, кустарничково-моховыми, кустарничково-лишайниковыми и редкоивняковыми сообществами, часто образующими разнообразные пространственные комбинации, постоянным элементом которых являются также травяно-гипновые болота.

Сообщества лишайниковой группы занимают вершины и склоны небольших возвышенностей, но встречаются и на морских террасах. Кустарничково-лишайниковые тундры не имеют столь широкого распространения, как предыдущие группы. Характерным типом растительности в северных тундрах являются редкоивняковые тундры, особенно распространенные в Большеземельской тундре. Встречаются они в основном на водоразделах рек с суглинистыми и супесчаными почвами. Кустарниковый ярус слабо сомкнут и составляет не более 20-30 % проективного покрытия.

По сравнению с арктическими тундрами, объем фитомассы в северных тундрах значительно выше – от 50 до 200 ц/га; продуктивность увеличивается до 10-25 ц/га [10]. Северные тундры имеют большие запасы зеленых кормов и в теплые сезоны года используются под оленьи пастбища.

Южные тундры занимают всю территорию Малоземельской тундры, а также центральную и южную части Большеземельской тундры. Зональным типом сообществ здесь являются кустарниковые тундры. В сообществах данного типа господствуют карликовая березка и несколько видов ивы, образующие различные по структуре и физиономическому облику ерниковые и ивняковые тундры. Растительные сообщества южных тундр отличаются бóльшим разнообразием.

К этому типу тундр принадлежат сообщества, образованные различными комбинациями нескольких видов ивы, нередко с незначительным участием березки. Кустарниковый ярус достигает высоты 1-1.5 м. Особое положение занимают ивняковые заросли ложбин стока, приозерных и речных террас с постоянно или временно избыточным проточным увлажнением, занимающие очень ограниченные площади.

Запасы фитомассы в сообществах этой зоны возрастают до 300 ц/га, а ее ежегодный прирост – до 40 ц/га [10]. В южных тундрах, где имеются большие запасы ягельных и веточных кормов, расположены основные массивы зимних, весенних и осенних оленьих пастбищ.

Практически на всей территории НАО находятся оленьи пастбища. Основу рациона оленей в течение девяти месяцев составляет ягель – различные лишайники, которые благодаря отличному обонянию олени находят даже под толстым слоем снега. Всего насчитывается более 60 видов подобных лишайников, из которых наиболее ценными в кормовом отношении являются 25 видов кустистых лишайников. В зимнее время в корме оленей ягель составляет 60-80% при суточной норме не менее 5-6 кг на одну голову.

В целом олени крайне неприхотливы к корму и могут довольствоваться любой растительной пищей. Особенно это относится к домашним оленям, которые вынуждены кормиться теми растениями, которые дикие олени могут и не использовать. Несмотря на значительные запасы ягельных кормов, необходимые для зимнего питания, чрезмерное использование местности в качестве пастбища приводит к изменениям естественных растительных сообществ. Например, лишайниковая тундра с карликовой березкой может сменяться багульниковой мохово-лишайниковой мелкокочковатой тундрой, а также сообществами с преобладанием осок, злаков и морошки. Перевыпас может вызвать значительные повреждения лишайникового покрова, который восстанавливается лишь через 5-10 лет. На всем протяжении тундровая растительность сочетается с сообществами болотного и лугового типов.

Болота. Своеобразие болотных массивов, их морфологическая структура и сложение растительного покрова связаны с уровнем залегания мерзлоты и в значительной степени обусловлены характером криогенных явлений. Микрорельефом болот вызваны комплексность и мозаичность их растительного покрова.

Северотундровые полигональные болота встречаются в озерных впадинах, на плоских участках водоразделов. Полигоны заняты сообществами с господством багульника, морошки, а в напочвенном покрове – лишайников и зеленых мхов.

Растительность плоскобугристых болот характеризуется однородным растительным покровом на всем протяжении бугра. По его краю может формироваться бордюр из кустарников и кустарничков, в два-три раза превосходящих по росту растения, находящиеся на вершине бугра. У ряда видов обилие в нижней части бугра также увеличивается. Это характерно для переходных между типичными плоскобугристыми и крупнобугристыми болотами, встречающимися в зоне лесотундры.

Травяно-гипновые болота образуют устойчивые сочетания с заболоченными травяно-моховыми тундрами. Они распространены на приморских низменностях, в долинах рек и ручьев, в озерных котловинах. Для таких болот характерна однородность состава травостоя и слабое развитие мохового покрова. Небольшие участки занимают кустарничково-травяно-сфагновые и травяно-сфагновые болота.

Луговая растительность занимает отдельные участки пойм рек и приморские низменности. Основные массивы пойменных лугов располагаются в дельте р. Печоры; встречаются они также в низовьях рек, впадающих в Чешскую губу и Поморский пролив, а также в нижнем течении р. Коратаихи. Приморские луга встречаются фрагментарно на побережье от полуострова Канин до западного входа в Паханческую губу, а также узкой полосой на островах Колгуев, Варандей и Вайгач. Наибольшую площадь приморские луга имеют вокруг Болванской губы.

Формирование растительного покрова приморских лугов происходит в условиях постоянного или периодического влияния соленых морских вод. Видовой состав приморских лугов не имеет аналогов в материковых тундрах. Составляющие их растительные сообщества весьма специфичны, так как способны существовать в условиях сильного засоления почв. Приморские луга играют важную роль как оленьи пастбища в весенне-летний период.

На береговых склонах в долинах северных рек и ручьев встречаются пестрые по составу склоновые луга из многих видов трав. На юге тундровой зоны в луговых сообществах наблюдаются хвощи, чина луговая, золотарник и другие бореальные виды. По долинам рек они проникают далеко на север.

В местах большого скопления снега развиваются так называемые приснежные луга, которые занимают небольшие участки у основания склонов, встречаясь почти повсеместно. Здесь произрастают многие арктические и аркто-альпийские виды растений. Приснежные луга отмечаются вплоть до лесотундры.

Предтундровые редколесья образуют переходную полосу между тундрой и тайгой. Распространение редколесий носит островной, мозаичный характер. Предтундровые редколесья встречаются, главным образом, в южных районах НАО, но по хорошо дренированным водоразделам с песчаными почвами, склонам к долинам и террасам рек могут продвигаться достаточно далеко в северном направлении. В целом северная граница притундровых лесов к западу от Печоры проходит по широте Нарьян-Мара, в Большеземельской тундре она опускается почти до границы НАО и Республики Коми.

В состав редколесий входят представители как таежной, так и тундровой растительности. Для редколесий свойственна сильная изреженность и низкий бонитет древесного яруса, состоящего из ели, берез. Средняя высота ели 4-6 м, иногда до 10 м, при диаметре ствола 9-16 см; возраст может достигать 200 лет. Высота березы в среднем 3-5 м при диаметре ствола 4-6 (10) см. На древних аллювиях низовьев Печоры в редколесьях иногда встречается лиственница. В таких сообществах почти отсутствует кустарниковый ярус, а в кустарничковом обычна вороника. В напочвенном покрове наряду с зелеными мхами имеются лишайники. На юго-западе НАО редколесья постепенно сменяются северотаежными темнохвойными еловыми лесами. Участки редколесий служат зимними оленьими пастбищами и как места с наиболее благоприятными микроклиматическими условиями используются в период отела оленей.

Большую часть ЕСР занимает тайга. Для северной тайги наиболее характерны ельники-черничники, местами с пихтой. Много заболоченных еловых лесов. Широко распространены сосновые леса, как сухие, так и заболоченные. Местами к ним примешивается лиственница, но может образовывать и чистые насаждения, например, на Беломорско-Кулойском плато. На юге региона распространены лиственные леса. Частично они образовываются на местах вырубок хвойных лесов.

Вследствие глобального потепления климата, как показали расчеты по нескольким атмосферным моделям, уже в ближайшее десятилетия произойдет смещение границ природных зон. Граница распространения лесов сдвинется резко на север и может достигнуть побережья Баренцева и Карского морей.