CC BY
57УДК 556.5.04 Ахметьева Н.П.
Ахметьева Нина Петровна, с. н. с., к. г.-м. н., лаборатория гидрогеологических проблем охраны окружающей среды ИВП РАН, 119333, г. Москва, ул. Губкина, 3. nakhmeteva@rambler.ru.
Михайлова А.В.
Михайлова Алла Владимировна, с. н. с., к. х. н., лаборатория инструментальных методов и органических реагентов. ФГБОУН «Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского» Российской академии наук (ГЕОХИ РАН). 119991, ГС. П-1, Москва, ул. Косыгина, 19. xemafiltra@yandex.ru.
Кричевец Г.Н.
Кричевец Геннадий Николаевич, с. н. с., к. г.-м. н., лаборатория гидрогеологических проблем охраны окружающей среды ИВП РАН, 119333, г. Москва, ул. Губкина, 3. gkrich@yandex.ru.
Беляев А.Ю.
Беляев Алексей Юрьевич, старший научный сотрудник, к. ф.-м. н. Лаборатория гидрогеологических проблем охраны окружающей среды ИВП РАН, 119333, г. Москва, ул. Губкина, д. 3. believ@aqua.lazer.ru.
ТРАНСФОРМАЦИЯ АНТРОПОГЕННО НАРУШЕННЫХ ТОРФЯНЫХ БОЛОТ В НОВЫЙ ТИП ЛАНДШАФТА В ЦЕНТРАЛЬНЫХ РАЙОНАХ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
Аннотация. Представлен фактический материал по данным 2015-2018 гг. - результатам полевых экспедиций, натурных наблюдений и лабораторных экспериментов на антропогенно нарушенных торфяниках. Их осушение было проведено с различными целями: для торфодобычи или сельскохозяйственных работ, большое влияние на торфяники оказали пожары. Исследование посвящено вопросу изменения болотных ландшафтов после добычи торфа (Озерецко-Неплюевское), от пожаров (Галицкий мох) и от сельскохозяйственного использования (Журавлиная Родина). На изменение болотного ландшафта, независимо от использования, указывают такие факторы как увеличение аэробной зоны в профиле почвы, изменение гидрологического режима и появление неболотной растительности.
Ключевые слова: выработанные торфяники, антропогенное влияние, торфяные пожары, новый ландшафт, центр Европейской части РФ.
Akhmet'eva N.P.
Akhmetyeva Nina Petrovna, Ph.D., Senior Research of Environmental Hydrogeology Laboratory, Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Gub-kina, 3. nakhmeteva@rambler.ru.
Mikhailova A.V.
Mikhailova Alla Vladimirovna, Ph.D. (analytical chemistry), Senior Research, Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Kosyigina, 19. xemafiltra@yandex.ru.
Krichevets G.N.
Krichevets Gennadiy Nikolaevich, Ph.D. (Candidate of geo-logical-mineralogical sciences), Senior Research of Environmental Hydrogeology Laboratory of Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Gubkina, 3. gkrich@yandex.ru.
Belyaev A.Yu.
Belyaev Alexey Yuryevich, Ph.D. (Physics and Mathematics), Senior Research of Environmental Hydrogeology Laboratory, Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Gubkina, 3. beliaev@aqua.lazer.ru.
TRANSFORMATION OF ANTHROPOGENIC DISTURBED PEAT BOGS INTO A NEW TYPE OF LANDSCAPE IN THE CENTRAL REGIONS OF THE EUROPEAN PART OF RUSSIA
Abstract. Data on anthropogenically affected peat-lands are presented, which have been collected in 2015-2018 in field expeditions and observations, as well as laboratory analyses. These peatlands have been drained for different purposes, including peat production or agricultural operations; some areas show a strong effect of fires. The study is focused on changes in landscapes in abandoned peatlands (Ozeretsko-Neplyuevskoe), as well as peatlands affected by fires (Galitskii Mokh) and agricultural fertilizers (Zhuravlinaya Rodina). The changes in the bog landscape, whatever the previous use, can be seen in the following factors: a change in the conditions to aerobic, the impossibility of restoration of the hydrologi-cal regime that is typical of bogs, and the appearance of new vegetation, often weed or not typical of bogs.
Keywords: developed peatlands, anthropogenic influence, peat fires, new landscape, center of the European part of the Russian Federation.
Введение
В центральной части европейской России площади болот составляют ~8 млн. га, из них на 1 млн га велись торфоразработки [1]. Первые торфоразработки появились под Санкт-Петербургом в начале XVIII века. В XIX веке они действовали в Псковской, Смоленской и Московской областях. Наиболее крупные из них появились в середине XX века для снабжения топливом крупнейших тепловых электростанций областных городов. С 1970-х гг. станции стали переходить на использование газа и мазута. В связи с прекращением закупок торфяного сырья для нужд сельского хозяйства в 1990-е гг., поставки торфа и его добыча стали сокращаться, все большие площади торфоразработок оставляли.
В 1960-80-е гг. XX века активно проводились работы по осушению торфяных болот под лесоводство.
Большое влияние на трансформацию торфяных болот оказали торфяные пожары, охватившие центральные области страны в 1972 г., затем в 2002, 2007, 2010 и 2014 гг. [2, 3, 4, 5].
В результате антропогенной деятельности на болотах происходит снижение их поверхности, перераспределение влаги в профиле торфяной залежи, минерализация верхних слоев торфа, изменение растительности и формирование нового типа ландшафта. Определение оставленных торфоразработок как типов промышленных ландшафтов - торфяно-болотные пустоши [6], авторы считают не полным.
В настоящее время большинство бывших торфоразработок, осушенных площадей под сельское хозяйство и горевших торфяников являются брошенными землями, на которых регулярно возникают пожары. На некоторых площадях происходит естественное восстановление болот (в основном это верховые болота], небольшая часть бывших болот восстанавливается человеком, а на некоторых площадях происходит их трансформация в новый тип ландшафта - заболоченный луг или культурный ландшафт (садово-огородные участки, поселки и даже части города, построенные на территории прежних торфяников].
В настоящее время ведутся дискуссии о роли болотных угодий, их возможном использовании, необходимости восстановления заброшенных торфяников, о возможности их естественного восстановления и о том, при каких условиях это может происходить [7,8, 9,10,11].
Цель работы - на примере многолетних полевых исследований и наблюдений на выработанных торфяниках Журавлиная Родина, Га-лицкий мох и Озерецко-Неплюевское показать
изменения их ландшафта по физико-химическим параметрам торфа, торфяных и зольных вытяжек, болотных вод, а также по растительному покрову. На этом основании выдвинуть предположение о дальнейшей смене этих ландшафтов.
Объекты исследований и результаты наблюдений
Экспедиционные наблюдения проводились в течение последних 18 лет. Площадки наблюдений выбраны таким образом, чтобы возможно было проследить изменения от главных факторов влияния торфоразработок и антропогенного воздействия: 1 - от пожаров на Га-лицком мхе [2, 12, 13, 14, 15], 2 - от осушения под сельхозугодья на Журавлиной Родине [16, 17, 18] и 3 - от влияния торфодобычи на Озе-рецко-Неплюевеком болоте [19].
На болоте Галицкий мох наши наблюдения проводились в близи поселка Радченко, расположенного у автодороги Москва-Санкт-Петербург. Долгое время этот осушенный и выработанный участок болота находится в состоянии самовосстановления. Летом 2010 г. здесь произошел сильный пожар, торф тлел практически до ноября. В представленной работе приводятся данные, полученные за 2016 и 2018 гг.
Комплекс охраняемых территорий заказника «Журавлиная Родина» находится на территории известного с 1920-х гг. XX века Дуб-ненского болотного массива Талдомского района Московской области.
Озерецко-Неплюевский торфяник расположен у пос. Озерки в Конаковском районе Тверской области в составе городского поселения Изоплит рядом с национальным парком «Завидово». Торфопредприятие существовало с 30-х по 90-е гг. XX века. Это был большой болотный массив с озерами, родниками, ручьями и реками.
На площадках наблюдения отбирали болотную воду из шурфов, образцы торфа по профилю залежи до подстилающих пород. Экспериментальные результаты представлены в таблицах.
Химический анализ образцов выполнен в филиале ИВП РАН - химической лаборатории Иваньковской научно-исследовательской станции в г. Конаково.
Галицкий мох (ГМ). Здесь на сгоревшей части торфяника площадью ~1 тыс. м2 авторы статьи в течение 8 лет (2010-2016 и 2018 гг.] проводили наблюдения за изменением разреза торфа, качеством болотной воды, гидрологическим режимом участка, восстановлением растительности, развитием микробного сообще-
ства и появлением нового типа беспозвоночных животных (дождевые черви семейства ЪитЬпсш) в пирогенном торфе. Наблюдения проводились ежегодно во второй половине августа перечисленных лет, химические анализы почвенной вытяжки (золы, пирогенного и термически измененного торфа) и болотной воды выполнены в гидрохимической лаборатории Институт водных проблем (ИВП РАН). Исследуемый участок до пожара представлял собой участок мезотрофного в исходном состоянии участка болота общей площадью 4 тыс. га, осушенного под торфоразработки.
Работа началась 26 августа 2010 г. на участке, который еще горел в отдельных местах. Упавшие деревья на участке сгорели полностью. Сразу после пожара поверхность площадки ГМ была с отдельными углублениями до 30 см (места выгоревшего торфа). Сверху образовался горелый торф с тонкими пластинками черных углей размером 1,5-2 мм. Цвет слоя почти черный, структура рассыпчатая. Глубже торф становился более пластичным. Не повсеместно на поверхности или на глубине 0,1-0,2 м залегала торфяная зола ярко рыжего цвета мощностью 1-1,5 см, в основании зольного горизонта встречались небольшие черные угли. Цвет слоя залежи под золой оставался почти черным, а с глубиной он менялся на коричневый. Мощность торфа - 0,8 м, подстилающие породы - суглинки, местами супеси. Повышен-
ная температура породы сохранялась ниже поверхностного слоя. Так, образцы торфа с глубины 0,4 м оплавляли полиэтиленовые мешочки, а газетные листы, приготовленные для их отбора, воспламенялись. Торф на глубине 0,7 м был теплым на ощупь, подстилающая порода была холодной. В лабораторных условиях были определены коэффициенты фильтрации различных слоев торфа на месте пожара.
Верхний слой обгоревшего торфа (со спекшейся структурой) имел коэффициент фильтрации до 100 м/сут. Расположенный ниже черный торф с глубины 0,4 м-4,8 м/сут., а коричневый торф под ним с глубины 0,7 м-1,9 и 3,3 м/сут., притом, что коэффициент фильтрации аналогичных торфов в естественном залегании, как известно, составляет 0,016-0,06 м/сут.
Относительное содержание влаги переходного торфа, исследуемой площадки составляло 70-90 % даже в засушливые годы. В целом гидрологический режим участка Галицкого мха до пожара 2010 г. приближался к естественному (мелиоративные канавы 1960-х гг. не оказывали значительного влияния). Уровень болотных вод (УБВ) в мае-июне располагался в близи поверхности, а в июле-сентябре каждого года снижался до 0,6-0,8 м.
В послепожарный период слои торфа приобрели аэробные условия, за счет чего ускорились процессы минерализации органического вещества (ОВ).
Таблица 1. Результаты химического анализа природной болотной воды, отбор проб - июнь 2016 г.
Table 1. The results of chemical analysis of natural bog water samples, June 2016
Определяемая характеристика, ед. изм. Наименование МВИ Участки болота
Журавлиная Родина Галицкий мох
Верховой Переходный Низинный Переходный горелый
Водородный показатель, ед. рН ПНДФ 14.1:2:3:4.121-97 4.1 + 0.2 6.3 + 0.2 7.5 + 0.2 6.8 + 0.2
Удельная электрическая проводимость, мкС/см РД 52.24.495-2005 6.7 + 0.7 42.6 + 2.1 65.8 + 3.3 51.8 + 3.1
Цветность, мг/дм3 ПНДФ 14.1:2:4.207-04 1200 + 120 300 + 30 350 + 35 150 + 15
Жесткость, мг-экв./дм3 ГОСТ 31954-2012 0.32 + 0.05 4.8 + 0.7 6.8 + 0.9 5.1 + 0.8
Сухой остаток, здесь и далее в мг/дм3 ПНДФ 14.1:2.114-97 185 + 19 374 + 34 516 + 49 398 + 36
Сульфаты ПНДФ 14.1:2.159-2000 2.3 + 0.6 50.4 + 5.5 114+13 113 + 12
Хлориды ПНДФ 14.1:2.96-97 <10 <10 <10 <10
Азот аммонийный ПНДФ 14.1:2.1-95 0.9 + 0.3 1.9 +0.4 0.8 +0.3 0.08 + 0.03
Азот нитратный ПНДФ 14.1:2.4-95 1.5 + 0.3 1.6 + 0.3 1.3 + 0.2 1.6 + 0.3
Фосфаты ПНДФ 14.1:2.112-97 <0.05 <0.05 0.77 + 0.11 <0.05
Железо общее, растворенное (Ре+П) РД 52.24.358-2005 0.9 + 0.1 0.33 + 0.04 1.04 + 0.14 0.36+0.04
Кремний РД 52.24.433-2005 2.6 + 0.3 5.1 + 0.5 2.3 + 0.3 4.0 + 0.4
Марганец (Мп+2) ПНДФ 14.1:2.103-97 <0.05 0.16 + 0.04 0.09 + 0.04 <0.05
Сравнивая полученные в 2016 и 2018 гг. данные (табл. 1) по ГМ с фоновым содержанием водорастворимых компонентов в верхнем горизонте залежи этого же болота, можно отметить, что значения в основном сравнялись с фоновыми. Остаются несколько повышенными со-
Наибольшие изменения произошли в зольном горизонте (табл. 2). Здесь содержание зольных минеральных частиц составляет 42-86 %, а содержание ОВ снизилось до 14-58 %, повысилось содержание ионов кальция и фосфат-ионов. К 2018 г. в верхней части разреза появилась хорошо развитая дернина - слабо влажная, рыхлая, мощностью до 20 см. В ее основании был встречен дождевой червяк Еще несколько ниже залегает прослой плотно слежавшейся золы желтого цвета. Ниже залегает торф черный, хорошо разложившийся, с глубины 0,6 м окраска меняется на бурую или темно-коричневую.
По мнению авторов статьи, на исследуемом участке ГМ создались условия для формирования новой почвы - промывной водный режим, доступ кислорода воздуха, наличие травяного покрова и молодого лиственного леса. При этом отмечается исчезновение некоторых видов растений, характерных для болотного ландшафта, - печеночных, гипновых и сфагновых мхов, осоковых. Листовой опад осины, березы, ивы и ольхи снабжает характерными для почв основными минеральными и органическими веществами, формирующими новый тип почв. По-видимому, главной причиной развития нового типа почв, а вслед за этим и нового
держания фосфора, сильно завышены содержания сульфат-ионов и ионов кальция, а также железа, содержание нитрат-ионов снизилось (по-видимому, из-за интенсивного поглощения азота растениями, появившимися к моменту исследований).
типа ландшафта, является изменившийся гидрологический режим территории.
На бывшем болоте ГМ медленно и неуклонно идет процесс сокращения площади болота и превращения ее в заболоченный луг или заболоченный лес, а при активном вмешательстве человека - в культурный ландшафт (садово-огородные или дачные участки). Болото со стороны пос. Радченко и пос. Редкино уже освоены, на них построены дома, участки засажены сельскохозяйственными культурами, в некоторых хозяйствах содержится скот. Следует отметить, что пос. имени Радченко возник в 1920-1930 гг. на болоте. В настоящее время это современный поселок с 2- и 5-этажными благоустроенными домами и сосновым парком.
По мнению автора работы [20], исследуемая система движется в направлении геобиоценоза иного типа, не связанного с восстановлением болота. Критерием является структура фитоценоза за 2010-18 гг. Болотная экосистема имеет всегда четкие растения-индикаторы, доминирование которых стабильно отражает характерные для болот условия.
После пожара 2010 г. наблюдается тенденция заселения участка травянистой раститель-
Таблица 2. Результаты химического анализа торфа и золы и их вытяжки болота Галицкий мох (июнь 2016 г.] Table 2. The results of chemical analyses of peat, ash, and their aqueous extracts of the Galitskii Mokh mires, June 2016
Определяемая характеристика, единицы измерения Наименование МВИ, ГОСТ Результаты анализа по разрезу
Поверхность 0,05-0,25 м [зола") 0,3-0,4 м (торф] 0,4-0,5 м (торф]
Удельная электрическая проводимость, мС/м ГОСТ 26423-85 12.1 + 0.9 33.9 + 1.7 9.9 + 0.7 11.2 + 0.8
рН водной вытяжки, ед. рН То же 7.4 + 0.1 7.6 + 0.1 6.5 + 0.1 6.7 + 0.1
рН солевой вытяжки (КС1], ед. рН То же 7.3 + 0.1 7.2 + 0.1 6.0 + 0.1 6.2 + 0.1
Железо трехвалентное, мг РегОз/ЮО г почвы ГОСТ 27395-87 0.51 + 0.05 0.61 + 0.05 27.6 + 0.1 223.9 + 0.1
Железо двухвалентное, мг Ре0/100 г почвы 5.36 + 0.05 11.51 + 0.05 203.1 + 0.1 265.5 + 0.1
Железо общее, мг Реп+/100 г почвы 5.87 + 0.05 12.12 + 0.05 230.7 + 0.1 489.4 + 0.1
Хлориды в водной вытяжке, % ГОСТ 26425-85 -0.007 -0.004 -0.004 -0.006
Бикарбонаты в водной вытяжке, % ГОСТ 26424-85 0.36 0.4 0.26 0.27
Сульфаты в водной вытяжке, мг/100 г почвы ГОСТ 26426-85 46.6+ 4.7 374.1 + 28.1 110 + 11 127.9 + 12.8
Азот нитратный, мг N/100 г почвы ПДНФ 16.1:2:2.3.67-10 3.1 + 0.2 2.6 + 0.2 4.6 + 0.3 10.5+0.8
ностью. Первыми появились крапива (указывающая на высокое содержание азота в почве), подмаренник настоящий, малина обыкновенная, полынь. Появились осока острая и осока двудомная, но в незначительных количествах. В последующие годы стали развиваться астровые и злаки. Данный фитоценоз характеризуется как разнотравно-злаковый луг, и переход его в болотный фитоценоз слабо вероятен.
На ГМ пожар вызвал значительные изменения в структуре и активности бактериального сообщества болота. Появились новые группы бактерий, не типичные для естественного ме-зотрофного болота, они могут стать причиной разрушения некоторых устоявшихся биосферных закономерностей данной экосистемы [2,13]. Следует также отметить, что во вновь образующейся почве в 2018 г. были обнаружены дождевые черви, которые в болоте не встречаются.
Заказник «Журавлиная Родина». Другим примером трансформации болота в другой тип ландшафта являются мезотрофный и евтроф-ный участки болота рядом с заказником «Журавлиная Родина».
В 1970-80-е годы в нечерноземной зоне нашей страны широко проводились работы по осушению болот под нужды сельского хозяйства. На олиготрофных, мезотрофных и евто-трофных болотах на правом берегу р. Дубна близ д. Леоново были прорыты десятки километров мелиоративных осушительных каналов (земли животноводческого совхоза Северный). И сейчас, в начале XXI в., осушенные в 1980-е годы мезотрофные и евтрофные болота справа и слева от дороги на д. Окаемово используются под сеяные травы (бывшие мезотрофные болота) и овощные культуры - морковь, картофель, капусту и свеклу (бывшие низинные болота).
Летом 2011 г., а также в 2014, 2015 и 2016 гг. авторы работали в заказнике «Журавлиная Родина», стараясь выявить изменения в физико-химических характеристиках почвенных разрезов, химическом составе болотных вод, в проведении мероприятий по обводнению и подтоплению некоторых болот.
На осушенном мезотрофном болоте была проведена плантажная вспашка глубиной до 0,8 м, при которой выкорчевываются корни деревьев. Практически каждой весной вносились азотно-фосфорно-калийные минеральные удобрения. В настоящее время на полях сверху залегает сухой торф с глубокими трещинами рассыхания, торф средней степени разложения, пластичный.
На глубине 0,2-0,7 м торф травяного состава становится более светлой окраски с включениями слабо разложившейся древесины. Ниже
0,7 м торф становится влажным, УБВ устанавливается на глубине около 1,0 м. С глубины 1,4 м залегают пески кварцево-полевошпато-вые водонасыщенные, которые постепенно переходят в суглинки и сапропели.
В северной части описываемого участка в начале 2000-х гг. были пробурены три скважины для наблюдения за УБВ. По данным наблюдений в течение года было установлено, что уровень воды колеблется от 0,4 м в весенний период до 1,2-1,6 м в период летней межени, в зимний период уровень стоит на глубине 1,0-1,8 м. Значения естественной влажности пород в верхнем 40 см слое в летний период составляет 30-50 % (минимальное значение в 28,6 % было зафиксировано в 2010 г. в торфе мезотрофного болота), тогда как в ненарушенном мезотрофном болоте эта величина составляет около 90 % по всему разрезу залежи торфа, независимо от погодных условий.
Таким образом, благодаря проведению весенней вспашки, внесению удобрений, засеиванию территории кормовыми травами, проведению некоторых, хотя и нерегулярных сельскохозяйственных работ, на участке сформирован промывной гидрологический режим, отличающийся от болотного застойного режима и ведущий к изменению почвы.
Ближе к р. Дубна, справа от дороги на д. Окаемово располагаются осушенные низинные болота, используемые совхозом Северный под посадку картофеля и посевы моркови, свеклы и других культур. Поля ежегодно распахивают, вносят минеральные удобрения, летом проводят прополку, окучивание картофеля, рыхление земли. Осенью при сборе урожая почвенный слой снова подвергается нарушению структуры. В 2016 г. нами была пробурена скважина № 3 (рис. 1) глубиной 2,5 м (до подстилающих материнских пород).
Порядок залегания слоев следующий: 0,0-0,2 м - пахотный слой, представленный темно-серой почвой пылеватой структуры, без видимых остатков торфяных растений;
0,2-0,6 м - почва становится более плотной, листоватой структуры, более темной окраски, пластичной;
с глубины 0,6 м - почва представлена торфом влажным, пластичным, местами рыхлым, более светлой окраски;
на глубине 1,2 м - залегает сапропель, светло-серый, содержит мелкие белые раковины моллюсков диаметром до 5-6 мм. Вскрытая мощность сапропелей 0,8 м.
УБВ установился на глубине 2,0 м. Химический состав болотной воды торфоме-сторождений представлен в табл. 1.
На правом берегу р. Дубна осушались под сельское хозяйство все типы болот - оли-готрофные, мезотрофные и евтрофные.
В настоящее время олиготрофные болота не осушены и не используются, тогда как мезотрофные и евтрофные, осушенные в 1980-е годы, используются до сих пор. Сельскохозяйственные поля протянулись на несколько километров вдоль правого берега р. Дубна до д. Нушполы. Урожай сельскохозяйственных культур достаточно высокий. Можно сделать вывод, что мезотрофные и евтрофные болота на правом берегу р. Дубна превращены человеком в новый тип ландшафта - пашню, выпас для скота, заболоченный луг, с типом почвы -окультуренные торфяные.
Озерецко-Неплюевское болото может служить примером трансформации в связи с добычей торфа. Освоение торфяного месторождения началось в 1930-х гг., но только в 1951 г. был построен пос. Озерки и налажено производство торфяной продукции, в том числе и для работы Калининской ТЭЦ. В 1961 г. было освоено производство торфо-минеральных аммиачных удобрений для сельского хозяйства. Добыча торфа за период 1930-1982 гг. составила 27 459 тыс. тонн. Добыча торфа завершилась в начале 1990-х гг.
Озерецко-Неплюевское болото в основном евтрофного типа с глубоким залеганием УБВ -в 1,3-3,0 м. Торф имеет зольность 8-10 %, значение рН водной вытяжки составляет ~6, с глубиной значение повышается до 7,0-7,5, что объясняется подпитыванием напорными водами известняков карбона, для которых характерны указанные значения. Мощность оставшегося слоя торфа ~2 м (0,5-5 м). Подстилающими породами являются сапропели, иногда суглинки, отличающиеся очень низкой водопроницаемостью.
Порядок залегания слоев торфяной залежи
следующий:
0,0-0,15 м - дерн;
0,15-0,4 м - торф черный, рыхлого сложения, с редкими растительными остатками трав, слабо влажный (ш = 55-56 %);
0,4-1,0 м - торф черный, однородной окраски, пластичный, слабо влажный (ш = 56-70 %);
1,0-1,5 м - торф черный, липкий, однородный, без растительных остатков, влажный (ш = 74-81 %);
с глубины 1,5 м - суглинок светло-серый, пластичный, влажный.
УБВ установился на глубине 1,3 м.
Результаты анализа торфа и водной вытяжки представлены в табл. 3 и 4 соответственно. Изучение химического состава Озе-рецко-Неплюевских торфяников приводит авторов к следующим выводам.
Показатели химического состава антропогенно нарушенных торфяников имеют схожие черты с дерново-подзолистыми почвами центральной части России, а именно - их кислотность нейтральная или слабо щелочная, содержание поглощенного азота высокое, значительно выше, чем в торфяных почвах, высоко содержание поглощенного фосфора (по Кирсанову) - 4,16-41,4 мг Р2О5/ЮО г почвы вверху разреза и до 3 мг/100 г на глубине более 0,3 м. Содержание Са и М§ также достаточно высокое (кальция 30-105 мг-экв/100 г почвы, а в естественном низинном торфе 0.4-0.6 мг-экв/100 г, магния до 2 мг-экв/100 г). Следует отметить высокую степень насыщенности основаниями в 77-100 % (в естественном торфе 20-30 %). Относительно органического вещества во вновь формирующейся почве можно сказать, что гумусовый горизонт еще маломощный (3-7 см), плохо сформировавшийся. Следует отметить, что на площадке Галицкий мох и на пахотных землях правобережья реки Дубны наблюдается такая же закономерность.
Таблица 3. Результаты химического анализа торфа Озерецко-Неплюевского торфяника за сентябрь 2014 г. и октябрь 2015 г. Table 3. The results of chemical analyses of peat of the Ozeretsko-Neplyuevskoe mires, September 2014 and October 2015
Глубина отбора, м рн Железо, мг Fen+/100 г почвы ГОСТ 27395-87 Азот-NH4+ поглощенный, мг N/100 г почвы Зольность, % Фосфор, мг р205/ 100 г почвы Обменные, мг-экв/100 г почвы Степень насыщенности основаниями, % Сумма поглощенных оснований Гидролитическая кислотность
Н20 КС1 Fe2+ Fe3+ Fen+ общее Са2+ Mg2+ мг-экв/100 г почвы
2014 год
Поверхность, до 0,15 8.7 8.2 0.37 Н.О.* - 1.2 96 1.6 32.7 7.3 -100 495 <0.01
ДО 0,2 7.7 7.5 226 235 461 6.3 н.о. 41.4 30 6.9 86.8 50.5 7.7
ДО 0,3 7.5 7.2 37 498 535 9.1 69 31 71.5 10 91.6 114 10
ДО 0,5 6.8 6.5 61 25 86 1.5 н.о. 10 10.4 3.4 76.9 35 11
* - не определяли
Таблица 4. Результаты химического анализа водной вытяжки образцов Озерецко-Неплюевского торфяника за сентябрь 2014 г. и октябрь 2015 г.
Table 4. The results of chemical analysis of aqueous extracts from peat samples taken from Ozeretsko-Neplyuevskoe peatbog in September 2014 and October 2015
Глубина отбора, м рн Железо, мг Fen+/100 г почвы ГОСТ 27395-87 Азот-NH4+ поглощенный, мг N/100 г почвы Зольность, % Фосфор, мг Р2О5/ 100 г почвы Обменные, мг-экв/100 г почвы Степень насыщенности основаниями, % Сумма поглощенных оснований Гидролитическая кислотность
Н20 КС1 Fe2+ Fe3+ Fen-общее Са2+ Mg2+ мг-экв/100 г почвы
2015 год
Поверхность, до ОД 7.9 7.7 0.03 0.38 0.41 4.6 69.9 1.64 93.7 3.4 98.9 350.6 3.8
до 0,15 6.8 5.9 13 199 212 3.2 11.5 6.7 105 10.3 85.8 181.3 30.1
до 0,3 6.1 5.3 98 63 161 4.1 52.6 3.0 64.5 8.8 83.6 135.8 26.6
Глубина отбора, м Удельная электрическая проводимость, мС/м Перманга-натная окис-ляемость, мгС/100г Цветность, град. Pt-Co шкалы Сухой остаток, % Азот нитратный, мг N/100 г Сульфаты, мг/100г Бикарбонаты, % Хлориды, % Са2+ | Mg2+
мг-экв/100 г
2014 год
0-0,15 54 21.4 41 1.8 5.7 1460 0.4 0.004 24.3 2.0
ДО 0,2 73.6 46.5 765 0.4 0.74 46.9 0.1 0.001 3.1 0.4
ДО 0,3 20.9 114 180 1.0 2.5 106 0.5 0.007 9.7 1.2
ДО 0,5 6.5 13.3 202 0.1 0.5 12.6 0.03 0.001 0.5 0.2
2015 год
0-0,1 10.5 н.о. н.о. 0.3 1.9 42.5 0.3 0.004 4.79 0.68
до 0,15 7.2 н.о. н.о. 0.3 4.0 48.9 0.2 0.008 2.74 2.05
ДО 0,3 3.1 н.о. н.о. 0.02 2.4 24.6 0.09 0.009 1.74 1.24
Наши работы велись на площадке, нетронутой пожарами, хотя в целом особенностью этого болота является его высокая пожаро-опасность. Торфяные пожары здесь случаются практически каждый год из-за глубокого залегания УБВ и особого водного режима бывшего болота. В жаркие летние месяцы происходит иссушение верхних слоев торфа до 35-40 %.
В настоящее время торфопредприятие закрыто. Выработанные торфоразработки заброшены, нерекультивированы. Они представляют собой весьма неприглядную пожароопасную картину. Правительством Тверской области принято решение провести обводнение болота, создать на его месте зону отдыха для жителей окружающих деревень и городов [19].
Заключение
Болота при их интенсивной эксплуатации теряют свою главную роль в природе - быть регулятором водного режима рек, озер и водохранилищ, а также быть основным депонентом углекислого газа из атмосферы. По данным экспериментальных исследований болота в среднем поглощают 40 г/м2 в год углерода с учетом эмиссии углекислого газа и метана [21, 22].
Формирование новых типов ландшафта на освоенных болотах ведет к созданию ситуаций повышенного техногенного риска. По мнению авторов, на таких участках в основном создаются условия, близкие для формирования традиционных дерново-подзолистых почв. Благодаря возникновению травянистой растительности на поверхности антропогенно нарушенных торфяников, развивается дернина, под ней - гумусовый горизонт, еще ниже в связи с промывным гидрологическим режимом формируется горизонт вымывания (количество Са, К, Р2О5, и соединений азота несколько убьгвает), но с глубиньг 0,5-0,7 м их количество вновь возрастает (горизонт вмьгва-ния). Материнская порода залегает на глубине 0,8-1,3 м там, где располагается УБВ. Время формирования нового ландшафта занимает не менее 40-50 лет. За это время лишь при благоприятных условиях и на отдельньгх площадях формируется устойчивьгй культурный ландшафт.
Для сохранения болот как самостоятельного типа ландшафта и снижения их пожароопасное™ территории нарушенных болот нуждаются в рекультивации или принудительном подтоплении выработанных торфяных массивов. Интересен опыт их использования для выращивания влаголюбивой растительности.
В Тверской области впервые стали применять выращивание тростника для изготовления пеллет как альтернативного вида топлива. Найти компромисс между использованием торфа (очень нужного в некоторых районах страны) и сохранением болот в случае заботы об их экологическом состоянии - основная задача современных болотоведов.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ (проект 14-05-00555).
Авторы выражают благодарность коллегам, принимавшим участие в работах по болотам в различные годы - Лапиной ЕЕ, Кудряшовой В.В., Ерощенко С.А, Букреевой О.П., Войтехову В.Я.
Библиографический список
1. Каменнова И.Е., Минаева Т.Ю. О проекте «Восстановление торфяных болот в России в целях предотвращения пожаров и смягчения изменений климата» / В сб.: IX Галкинские Чтения. Материалы конф. Изд-во: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина). СПб. 2018. С. 89-92.
2. Ахметьева Н.П., Белова С.Э., Джамалов Р.Г., Ку-личевская И.С., Лапина ЕЕ, Михайлова А.В. Естественное восстановление болот после пожаров / Вод. ресурсы. 2014. Т. 41. № 4. С. 343-354.
3. Ахметьева Н.П., Лапина Е.Е., Михайлова А.В. Изменение химического состава болотных вод после пожаров 2010 года (на примере водосбора Иваньковского водохранилища) / Труды Инсторфа: научный журнал. 2011. Т. 57. № 4. С. 12-16.
4. Панов В.В., Цымлякова С.С. Пространственная структура пожаров и гари на техногенно нарушенных торфяных болотах / Известия Русского географического общества. 2013. Т. 145. № 1. С. 80-90.
5. Ахметьева Н.П., Михайлова АВ., Федорова Л.П. Восстановление растительности и почвенного покрова на начальной стадии зарастания гарей на выработанных торфяниках / Лесоведение. 2018. № 2. С. 119-129.
6. Мильков Ф.Н. Общее землеведение. М.: Высшая школа, 1990. 336 с.
7. Инишева Л.И., Порохина Е.В. Болота и торфяные ресурсы России и направления их использования / Использование и охрана природных ресурсов в России. 2018. № 2 (154). С. 3-9.
8. Панов В.В., Мисников О.С. Тенденции развития торфяной отрасли России / Горный журнал. 2015. № 7. С. 108-112.
9. Синюткина А.А., Гашкова Л.П., Малолетко А.А., Магур М.Г., Харанжевская Ю.А. Трансформация поверхности и растительного покрова осушенных верховых болот юго-востока Западной Сибири / Вестник Томского государственного университета. Биология. 2018. № 43. С. 196-223.
10. Сирин А А, АрустовЭ.А, Гильденскиольд С.Р. К итогам по обводнению пожароопасных торфяников и восстановлению болотных экосистем на территории Московской области / Сб.
мат. науч.-практической конф. «Законодательство в области охраны окружающей среды: 25-летний опыт реализации и перспективы развития», в разделе «Охрана растительного и биологического разнообразия: тенденции развития государственной политики». М.: РИД «Российский писатель». 2018. С. 24-27.
11. Minaeva T.Yu., Bragg О.М., Sirin A.A. Towards ecosystem-based restoration of peatland biodiversity / Mires and Peat. 2017. Vol. 19 (1). P. 1-36. Doi: 10.19189 / Map. 2013. OMB. 150.
12. Ахметьева H.П., Беляев А.Ю., Гринченко О.С., Кричевец Г.Н., Кудряшова В.В., Лапина ЕЕ, Михайлова A.B. Заказник Журавлиная Родина: современное состояние и охрана от торфяных пожаров на осушенном болоте «Дубненский массив» / Труды Института торфа: научный журнал. 2016. Т. 14. № 67. С. 12-21.
13. BelovaS.E'., Kulichevskaya IS., DedyshS.N., Akhmet-eva N.P. Shifts in a bacterial community composition of mesotrophic peatland after wildfire / Microbiology. 2014. Vol. 83. № 6. PP. 813-819.
14. Глухова T.B., Сирин A.A. Потери почвенного углерода при пожаре на осушенном лесном верховом болоте / Почвоведение. 2018. №5. С. 580-588.
15. Зайдельман Ф.Р., Шваров А.П. Пирогенная и гидротермическая деградация торфяных почв, их агроэкология, песчаные культуры, земледелие, рекультивация. М.: Изд-во МГУ, 2002.164 с.
16. Беляев А.Ю., Кричевец Г.Н., Ахметьева Н.П. Методы теории фильтрации в задачах, возникающих при обводнении болотных массивов / Вод. ресурсы. 2018. Т. 45. № 4. С. 385-395.
17. Государственный природный заказник «Журавлиная Родина». Официальный сайт CraneLand.ru (дата обращения: 17.04.2019).
18. Гринченко О.С. Журавлиная Родина: очерки о природе и людях. М.: Российская программа Wetland International, 2009.160 с.
19. Пилотный проект «Озерецко-Неплюевское». 2017. Российская программа Wetlands International (https://russia.wetlands.org/ru/npoeKTbi] (дата обращения: 19.04.2019).
20. Кравец К.Ю. Определение направления эволюции нарушенной болотной экосистемы посредством оценки изменений в фитоценозе. В сб. трудов X Междунар. научной конф. молодых и талантливых студентов «Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность». М.: ИВП РАН, 2016. 230 с. / Отв. ред. H.H. Митина. Секция 5. С. 205-207. [URL: https: / www.iwp.ru/about/news/opublikovan-sbornik -trudov-kh-mezhdunarodnoy-nauchnoy-konferentsii-molodykh-uchenykh-i-talantlivykh] (дата обращения: 19.04.2019).
21. Паников H.C., Титлянова A.A., Палеева M.В., Семенов A.M., Миронычева-Токарева Н.П.Дубинин Е.В., Ефремов С.П. Эмиссия метана из болот юга Западной Сибири / ДАН. 1993. Т. 330. № 3. С. 388-390.
22. Пьявченко Н.И. Биологическая продуктивность и круговорот веществ в болотных лесах Западной Сибири / Лесоведение. 1967. № 3. С. 28-36.
