ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2007, № 3, с. 26-38
УДК 581.524.3+551.21+56.074.6 (571.66)
ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИЗВЕРЖЕНИЙ 1996 ГОДА В КАРЫМСКОМ ВУЛКАНИЧЕСКОМ ЦЕНТРЕ, КАМЧАТКА
© 2007 г. В. Г. Дирксен, О. В. Дирксен
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, 683006
Поступила в редакцию 26.12.2005 г.
Сделаны оценки степени и характера поражения растительности в результате фреатомагматиче-ского извержения 1996 г. в кальдере Академии Наук и установлены механизмы ее постэруптивного восстановления. Выявлены основные закономерности первичной сукцессии на п-ве Новогодний. Охарактеризовано состояние растительного покрова до извержения 1996 г. Определено влияние на растительность пеплопадов извержения 1996-2003 гг.
2 января 1996 года в Карымском вулканическом центре, после 14-летнего перерыва, заработал вулкан Карымский, и одновременно произошло извержение в акватории Карымского озера, расположенного в кальдере Академии Наук. Это уникальное событие вызвало огромный интерес и инициировало публикацию многочисленных работ, посвященных различным его аспектам: предвестникам извержения; его ходу и составу изверженных продуктов; деформациям земной поверхности и т.д. [10, 13 и др.]. В то же время, экологические последствия извержения и его влияние на окружающую среду, в частности, на почвенно-растительный покров территории, до
сих пор изучались мало [1, 20]. Предлагаемая работа является попыткой оценить степень и характер воздействия извержения 1996 г., и в первую очередь, извержения в Карымском озере, на растительность района и выявить основные закономерности ее постэруптивного восстановления.
Общая характеристика района работ. Карымский вулканический центр расположен в 120 км к северо-востоку от г. Петропавловска-Камчатско-го (рис. 1А). Он представляет собой сложный геологический узел, состоящий из множества вулканических построек различного состава и наложенных на них разновозрастных кальдер [8]. Самая молодая из кальдер, Карымская, возникла
Рис. 1. Расположение района исследования.
А - схема Карымского вулканического центра, с изменениями по [8]: 1 - вулкан Карымский; 2 - плейстоценовые вулканы; 3 - уступы кальдер (а - голоценовые, б - плейстоценовые); 4 - лавовый поток извержения 1996 г.; 5 - центр извержения в Карымском озере. Б - северный борт кальдеры Академии Наук и п-ов Новогодний (фото В.В. Иванова): 6 - геоботанический профиль; 7 - местоположение точек наблюдений и их номера.
около 7900 14С л.н. [3], и в ней около 5300 14С л.н. [2] начал свое формирование вулкан Карымский (54°03'с.ш., 159°27' в.д.). Он является одним из самых активных вулканов Камчатки; его частые извержения сформировали постройку с абсолютной высотой около 1500 м и относительным превышением над днищем кальдеры около 700 м. Предыдущий цикл активности вулкана отмечался в 19621982 гг.
Возраст кальдеры Академии Наук составляет порядка 30 тыс. лет [8]. В отличие от Карымской кальдеры, вулканическая активность в кальдере Академии Наук за последние 10000 лет была гораздо менее интенсивна: к настоящему времени достоверно известно одно извержение, произошедшее около 6500 14С л.н. [2]. Его центр был расположен вблизи истоков р. Карымская, в непосредственной близости от того места, где в 1996 г. возник новый эруптивный центр. Вулканическая активность здесь обусловлена наличием крупного меридионального глубинного разлома, по которому осуществлялась подача магмы [10]. Непосредственно перед извержением 6500 14С л.н. (или в самом его начале) произошел крупный обвал в истоках р. Карымская, который перегородил реку, вызвав тем самым поднятие уровня озера [2]. В результате этого сформировалась озерная терраса с относительной высотой тылового шва около 80 м, хорошо прослеживающаяся в настоящее время по периметру озера.
Климат района сравнительно мягкий, со средней месячной температурой января около -14°С, июля - около+10°С. Среднегодовая сумма осадков составляет 1500 мм, половина из них выпадает зимой. Высота снежного покрова на восточных наветренных склонах достигает 2 м и более [7].
Растительный покров района практически не изучен, его краткая общая характеристика дана в [6, 20]. Пояс каменноберезовых (БвШ1а егтапп) лесов начинается от берега Тихого океана и поднимается до 400-500 м над у. м. Выше располагается субальпийский пояс стланиковых кустарников, представленных преимущественно ольховником (Л1пш fruticosa). В верхней части пояса на пологих склонах древних вулканических построек встречается кедровый стланик (Ртш ритНа). В интервале высот от 900 до 1100 м преобладают горные кустарничковые и лишайниковые тундры. В пределах лесного и субальпийского поясов встречаются инверсионные тундры, занимающие выровненные поверхности в межгорных впадинах.
Извержение 2 января 1996 г. началось одновременно из двух центров: в новом кратере, сформировавшемся в привершинной части вулкана Карымский, и в северном секторе Карымского озера. Основные его характеристики приводятся по данным, опубликованным в [10, 13].
Извержение вулкана Карымский, эксплозивное в течение первых 13 дней, перешло затем в эффузивно-эксплозивную фазу, продолжающуюся до настоящего времени. Лавовые потоки преимущественно андезитового состава спустились по южному, практически лишенному растительности, склону конуса вплоть до борта кальдеры. На 03 января 1997 г. объем лавы составил около 11 млн. м3. Тефра первых дней извержения выпадала в юго-западном и юго-восточном секторах на расстоянии до 50 км от вулкана; впоследствии пеплопады наблюдались, в основном, в восточных секторах, в соответствии с преобладающими направлениями ветров. По имеющимся оценкам [1], мощность пепла, выпадавшего за пределами Карымской кальдеры, составляла в среднем около 3-6 мм в год.
Фреатомагматическое извержение в Карым-ском озере было гораздо менее продолжительным - уже 3 января вулканическая активность прекратилась. Высота эруптивной колонны достигала 5-8 км. Мощные эксплозии сопровождались образованием базисных пирокластических волн и волн цунами, которые обрушились на борта кальдеры Академии Наук. По имеющимся оценкам, температура пирокластических волн составляла порядка 300-400°С [10]. Пепловое облако распространилось преимущественно в юго-восточном направлении. В результате извержения в северной части озера сформировался новый полуостров (названный Новогодний), перекрывший исток р. Карымской (рис. 1Б), что привело к повышению уровня воды в озере более чем на 3 м. Растительный и животный мир озера был полностью уничтожен. Кроме того, очень сильному воздействию подвергся наиболее близкий к эруптивному центру борт кальдеры Академии Наук, покрытый до извержения сомкнутой растительностью. Именно этот участок борта кальдеры был выбран нами для дальнейшего изучения.
Основными поражающими агентами фреато-магматического извержения 1996 г. выступали: 1) базисная пирокластическая волна; 2) тефра; 3) цунами. В качестве дополнительного вулканического агента необходимо учитывать периодические маломощные пеплопады, связанные с эруптивной активностью вулкана Карымский начиная с 1996 г.
ПОДХОДЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Изучение растительности проводилось в 2003 г. на основе геоботанических описаний растительных сообществ в экотопах с различной степенью и характером вулканического влияния. Геоботанический профиль был заложен на северном борту кальдеры Академии Наук (рис. 1Б), где достаточно сильное, локализованное и единовременное воздействие фреатомагматического извержения
Таблица 1. Геоботанические описания на профиле
Номера точек профиля 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Высота над у.м. (м) 624 632 640 644 653 678 697 719 756 754
Общее проективное покрытие (%) + 1 2 1 + 45 55 70 90 95
Проективное покрытие мхов (%) + +
Calamagrostis purpurea Вейник пурпурный + + 1 1 + 3 3 4 4 1
Rorippa palustris Жерушник болотный + + + +
Chamerion angustifolium Хамерион узколистный, иван-чай + + 3 2 3 3
Poa malacantha Мятлик мягкоцветковый + 1 + + +
Artemisia opulenta Полынь пышная + + +
Tanacetum borealis Пижма северная + 1
Oxyria digyna Кисличник двухстолбиковый +
Carex koraginensis Осока карагинская + + +
Heracleum lanatum Борщевик шерстистый + + 1 2
Salix arctica Ива арктическая + 1
Alnus fruticosa Ольховник + + 1 2 2 3
Spiraea beauverdiana Таволга Бовера + + +
Veratrum oxycepalum Чемерица остродольная + + + +
Artemisia arctica Полынь арктическая 2
Geranium erianthum Герань волосистоцветковая + 1
Saussurea pseudo-tilesii Соссюрея ложно-Тилезиева 1 1
Castillea pallida Кастиллея бледная +
Pedicularis resupinata Мытник перевернутый +
Bistorta vivipara Змеевик живородящий +
Thalictrum minus Василистник малый +
Senecio cannabifolius Крестовник коноплелистный +
Sorbus sambucifolia Рябина бузинолистная + 4 4
Pinus pumila Кедровый стланик + + 4
Maianthemum dilatatum Майник широколистный + 1
Trientalis europaea subsp. arctica Седмичник арктический + +
Aruncus dioicus Волжанка двудомная +
Streptopus amplexifolius Стрептопус стеблеобъемлющий +
Примечание. Показатели обилия видов, сопряженные со степенями проективного покрытия, соответствуют следующим градациям шкалы Друде: + - менее 1% (un); 1 - 1-5% (sol); 2 - 5-10% (sp); 3 - 10-25% (cop-1); 4 - 25-50% (cop-2). При определении проективного покрытия кустарников учитывались только живые растения. Виды мхов не определялись.
1996 г. проявилось наиболее отчетливо. Профиль был заложен от уреза воды Карымского озера вблизи края эксплозивного кратера до водораздела за пределами кальдеры в диапазоне абсолютных высот 624-756 м. Серия геоботанических описаний была выполнена на п-ове Новогодний (рис. 1Б). На пробных площадях 10 х 10 м оценивалось общее проективное покрытие, покрытие растительных ярусов и каждого отдельного вида сосудистых растений в ярусах (виды мхов и лишайников не определялись). Кроме того, фиксировалось состояни
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.