Материалы гляциологических исследований, вып. 102
Динамика растительности и почв в долине ледника Бильченок после дегляциации
М.П. Вяткина1, Н.В. Казаков1, Я.Д. Муравьев2
камчатский филиал Тихоокеанского института географии Дальневосточного отделения РАН, Петропавловск-Камчатский; 2Институт вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения РАН, Петропавловск-Камчатский
Представлены результаты геоботанических исследований в долине пульсирующего ледника Бильченок в Ключевской группе вулканов, имеющего развитый моренный комплекс. Выделены этапы формирования почв и растительности на моренах, связанные с процессами деградации его языка.
Введение
Оледенение в вулканических районах имеет ряд особенностей, которые проявляются как в режиме ледников, так и в динамике формирования почв и растительности на ледниковых моренах. Камчатка — один из крупнейших центров современного оледенения северо-восточной Евразии, насчитывающий 448 ледников суммарной площадью 906 км2 [12].
До сих пор ботанико-географические исследования гляциальной и перигляциальной зон Камчатки ограничивались изучением пространственного распространения основных растительных формаций и оценкой влияния вулканизма на растительность [3, 4, 6 и др.]. Исследования почв немногочисленны и представлены в основном данными маршрутных наблюдений, выполненными при составлении карт в целях лесного и сельского хозяйства [5, 8]. Влияние совре-
менного оледенения на процессы почвообразования и формирования растительного покрова остается до настоящего времени практически неизученным.
В 1998 г. были проведены почвенно-ботаничес-кие исследования в перигляциальной зоне Ключевской группы вулканов на Центральной Камчатке (рис. 1). Здесь находится один из крупнейших очагов оледенения на полуострове, насчитывающий 32 ледника общей площадью 246,3 км2 [12]. Определяющие экологические факторы этого района — современный вулканизм и тесно связанная с ним интенсивная флювиогляциальная деятельность. Почвы относятся к лесным сезонно-мерзлотным и лесотундровым типам [5]. И.А. Соколов [8] выделил Ключевскую группу вулканов как зону активных вулканических пеп-лопадов, для которой характерно формирование сло-исто-пепловых вулканических почв.
\i/
2
4
Рис. 1. Район исследований. Ключевская группа вулканов и ледник Бильченок: 1 — ледник, 2 — коренной склон, 3 —
гребни морен, 4 — линия профиля, 5 — временные водотоки Fig. 1. Study area. The Bilchenok Glacier in Klyuchevskaya volcanic group: 1 — glacier, 2 — slope of glacier valley, 3 — crestline morainic ridge, 4 — profile line, 5 — temporal brook
- 178 -
В соответствии с геоботаническим районированием [10], район находится в горно-вулканическом округе тундр и субальпийских тундролесий восточной горно-прибрежной каменноберезовой тундролесной провинции, а климат относится к умеренно-континентальному типу с холодной относительно малоснежной зимой и теплым летом. На высотах более 900 м появляются островки многолетнемерзлых пород.
В настоящем сообщении приведены первые результаты изучения динамики растительного и почвенного покрова, сформировавшегося при отступании одного из ледников на вулкане Ушковском в Ключевской группе вулканов.
Объект и методы исследований
Ледник Бильченок вытекает из вершинной кальдеры Ушковского вулкана в северо-западном направлении и занимает диапазон высот 3900—750 м над ур. моря (рис. 2). Этот один из крупнейших ледников Камчатки относится к пульсирующему типу с периодом между подвижками около 23—25 лет. Недавние быстрые продвижения его языка наблюдались в 1959-1960 и 1982-1983 гг. [1, 2, 7]. Боковые морены имеют от 3 до 4 гряд хребтов, выраженных в разной степени сохранности на протяжении последних 5 км долинной части ледника. Непосредственно к леднику примыкают молодые морены, появившиеся после подвижек 1959 и 1982 гг., далее к склонам долины — более древние. Ниже к подножию вулкана Ушковский до высот 240 м располагаются также ко-
нечно-моренные образования голоценового возраста и последнего гляциала. Всего современный язык ледника обрамляют морены шести генераций, возраст которых определен по наличию в них пеплов маркеров. Кроме двух молодых и плейстоценовой морен уверенно выделяются еще три голоценовые морены — следы наступания ледника около 1, 3 и 8 тыс. л.н. [13]. Интересно, что отсутствует морена малого ледникового периода, которая перекрыта мореной подвижки ледника Бильченок 1959-1960 гг.
Отличительные черты растительного покрова обусловлены здесь влиянием вулканической деятельности и наличием оледенения, а также особенностями мезо- и микрорельефа склонов. Так, отсутствует лесной хвойный пояс, низко расположена верхняя граница леса. Лиственница Каяндера (Larix cajanderi), довольно широко распространенная на западных, юго-западных склонах вулканов Ключевской группы, постепенно исчезает из горных лесов северо-западного и северного макросклона вулкана Ушковский. Верхняя граница леса снижается до 500-700 м над ур. моря по сравнению с западным склоном, где она достигает 900-1050 м. Структура высотной дифференциации растительности представлена лесным, субальпийским и альпийским поясами.
Основная лесообразующая порода лесного пояса (до 600 м) — каменная береза (Betula ermanii) с примесью других лиственных пород: тополя душистого (Populus suaveolens), чозении толокнянколистной (Chosenia arbutifolia), рябины сибирской (Sorbus aucu-
- 179 -
Материалы гляциологических исследований, вып. 102
<3^,1 ^ .2 JW-* з
Рис. 3. Схема размещения растительности на поперечном профиле в долине ледника Бильченок (см. рис. 3): 1 — ольховый стланик, 2 — кустарники и кустарнички, 3 — сообщества луговых мезофиллов, 4 — горно-тундровые сообщества, 5 — сообщества олуго-велых тундр, 6 — разреженные растительные группировки, 7 — ледник, 8 — номера почвенных разрезов. I — зона молодых морен, сформированных в 1980-х годах; II — зона морен 30—40-летнего возраста, подвижка ледника в 1959—1960 гг.; III — зона древних морен от 300 лет и страрше; IV — зона коренных склонов долины ледника Fig. 3. Schematic illustration of vegetation distribution at the profile line: 1 — Alnus fruticosa, 2 — shrub and undershrub, 3 — meadow mesaphilous communites, 4 — moumtain tundra community, 5 — moumtain meadow community, 6 — sparce plant community, 7 — glacier, 8 — number of soil profiles. I — zone of young moraines which were formed during change of the glacier in 80-s; II — zone of moraines of 30—40 years old; III — zone of ancient moraines; IV — zone of primary wall of glacier valley
paria L. subsp sibirica), ольхи волосистой (Alnus hirsuta), березы плосколистной (Betula platyphylla) и др. В субальпийском поясе (700—900 м) господствующее положение занимает ольховый стланик (Alnus fruticosa), заросли которого чередуются с участками субальпийских разнотравных лугов в нижней части пояса, а на верхнем пределе распространения образуют комплекс с горнотундровыми и горнолуговыми сообществами. Кедровый стланик (Pinus pumila) встречается здесь в небольшом количестве, заселяя в основном бровки и гребни крутых склонов. Альпийский пояс представлен комплексом высокогорной растительности, который образован сообществами горных и олуговелых тундр, нивальных луговин, разреженных растительных группировок скал и осыпей.
Исследуемый участок долины ледника Бильченок расположен на высоте 600—1000 м, т.е. в переходной зоне от верхней границы распространения ка-менноберезняков и стлаников до горной тундры. Почвенный покров формируется в зоне бореальной и горно-тундровой растительности, относительно большого количества осадков, короткого теплого периода и в условиях влияния пеплопадов частых извержений вулканов Ключевской, Безымянный и Шивелуч. Как и в обычных горных районах, почвообразование находится в тесной зависимости от форм рельефа, возраста поверхности и типа растительности.
Для выявления закономерностей распределения растительных сообществ в ледниковой долине были разбиты опорные профили и маршруты с закладкой
пробных площадей и описаны почвенные разрезы. Поперечный профиль заложен через долину ледника в пределах высот 925—975 м (см. рис. 1). Изученные поверхности дифференцированы на 4 зоны: 1) молодых морен, которые сформировались в 1980-х годах после отступания ледника; 2) морен 30—40-летнего возраста (подвижка ледника 1959—1960 гг.); 3) древних морен; 4) коренных склонов долины ледника. Каждой из них соответствуют определенные этапы формирования почв и развития растительных сообществ (рис. 3 и 4).
На ключевых участках профиля в 10 шурфах изучен почвенно-пирокластический чехол и выполнены геоботанические описания на пробных площадках размером 10x10 м (рис. 4 и 5). Поскольку для Ключевской группы вулканов почвенно-пироклас-тический чехол хорошо изучен и датирован [11], по наличию тех или иных горизонтов пеплов-маркеров в отложениях, перекрывающих материнский субстрат, можно определить время освобождения поверхности ото льда.
20
40
60
80
100
120
140
160
см
Р,12
1
2
3 • ••i
ш 4 5 11
У/Л 6
Р,06
Рис. 4. Строение почвенных профилей на боковых моренах ледника Бильченок (см. рис. 3): 1 — подстилка, 2 — гумусовый горизонт, 3 — крупный песок, 4 — песок, 5 — мелкий песок, 6 — супесь, 7 — вулканический шлак, 8 — пепел вулкана Шевелуч, 9 — моренные отложения, 10 — гравийно-песча-ные отложения, 11 — двучленный пепел Fig. 4. Columnar sections of soil profiles on the lateral moraines at the Bilchenok valley: 1 — litter, 2 — humus horizons, 3 — coarse sand, 4 — sand, 5 — fine sand, 6 — loamy sand, 7 — scoria, 8 — Shiveluch ash, 9 — morainic deposits, 10 — gravel-sand deposits, 11 — displaced ash
180
Рис. 5. Схема размещения почвенных разрезов и точек ботанических описаний: 1 — ледник, 2 — морены подвижки ледника 1982—1983 гг., 3 — морены подвижки ледника 1959—1960 гг.; 4 — древние морены (от 300 лет и более), 5 — коренной склон долины ледника, 6 — бровка склона долины, 7 — временный водоток, 8 — пробные площади ботанических описаний, 9 — почвенные профили Fig. 5. A scheme of sample plot location: 1 — glacier, 2 — crestline morainic rid
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.