CC BY
66
УДК 581.5
БЕЛЯЕВ Владимир Васильевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры географии и геоэкологии Института естественных наук и биомедицины Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Автор 140 научных публикаций, в т. ч. двух монографий (одна в соавт.)
СТАРИцыН Вадим Владимирович, аспирант, младший научный сотрудник лаборатории глубинного геологического строения и динамики литосферы Института экологических проблем Севера Уральского отделения РАН (г. Архангельск). Автор двух научных публикаций
ВЛИЯНИЕ ТЕКТОНИЧЕСКИХ УЗЛОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ ЧЕРНИКИ (VACCINIUMMYRTILLUS Ь)
И БРУСНИКИ (VACCINIUM VITIS-IDAEA Ь)
В АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
В статье приводятся результаты изучения влияния узлов пересечения тектонических дислокаций, которые территориально совпадают со статичными минимумами атмосферного давления, на характер выпадения осадков в летний период, содержание микроэлементов в почве. Предварительно установлено, что в центре тектонических узлов ресурсы основных видов ягодников значительно меньше.
Ключевые слова: узлы пересечения тектонических дислокаций, продуктивность, ягодники, осадки, микроэлементы.
Растительные ресурсы Европейского Севера России - это основа экономики региона как в настоящее время, так и, вероятно, в обозримом будущем, учитывая возможность их восстановления. В Российской Федерации среди недревесных ресурсов леса пищевые занимают особое место. Биологические запасы основных видов ягод превышают 8 млн т. Биологические запасы черники и брусники составляют 5639,5 тыс. т. По данным Егошиной Т.Н., по запасам брусники и черники Архангельская область относится территориям с наиболее высокими запасами: биологический запас брусники составляет 35,8 тыс. т, эксплуатационный - 8,9; биологический запас черники - 98,8 тыс. т, эксплуатацион-
ный - 40,5 [1]. Степень освоения пищевых лесных ресурсов очень низка - менее 10 % биологического запаса. В то же время спрос на эти виды как внутри страны, так и за рубежом постоянно растет. Объем экспорта плодов и ягод - 10-12 тыс. т. Среди ягод в наибольших объемах вывозится черника, брусника и клюква [2]. Экономическое и социальное развитие Европейского Севера в значительной мере зависит от степени пользования природными ресурсами, в частности недревесной продукцией леса, имеющей кормовое, лекарственное и пищевое значение [3]. Исследование продуктивности ягодников обусловлено необходимостью периодически переоценивать запасы пищевых растений по причине возникновения
© Беляев В.В., Старицын В.В., 2012
лесных пожаров, естественной возрастной динамики древостоев и хозяйственной деятельности [4]. Наряду с общеизвестными и детально изученными экологическими факторами (местопроизрастание, сомкнутость крон, климат, погода), влияющих на плодоношение ягодников, существует ряд менее изученных геоэкологических факторов, таких как глубинные разломы, узлы пересечения тектонических дислокаций, зоны контакта геоморфологических структур, степень влияния которых на биоту нуждается в изучении и оценке.
Проведенные исследования по влиянию конвективного теплового потока Земли (КТП) на лесные экосистемы показали, что данный фактор существенно изменяет температуру верхнего (30 см) слоя почвы и приземного слоя воздуха, частоту и интенсивность заморозков и, как следствие, продуктивность биогеоценозов. Например, лесные насаждения, произрастающие в зонах с разной величиной КТП, хотя имеют сходный тип леса, возраст и состав древостоя, очень существенно отличаются по продуктивности (различия в запасах древесины достигают 70 м 3 на 1 га) [5].
Наиболее активным структурообразующим элементом геологической среды являются тектонические разломы. С увеличением числа пересекающихся разломов степень раздробленности, проницаемости и глубинности тектонического узла возрастает. Возникает вертикальная высокопроницаемая область, которая обеспечивает коро-мантийное взаимодействие и постоянный приток флюидов и глубинных газов, т. е. возникает глубинный стволовой канал повышенного тепломассобмена [6]. Кроме того, установлено, что над тектоническими узлами располагается стационарный минимум атмосферного давления. Последнее обстоятельство мы и учитывали, начи-
ная исследования по влиянию тектонических узлов на биоту. Методика исследований сводилась к следующему: в период экспедиционных исследований (июль - сентябрь 2006-2011) находясь практически в центре тектонического узла (рис. 1), мы ежедневно фиксировали, сколько раз выпадали осадки в центре и на периферии.
Рис. 1. Места проведения исследований (Вельский, Устьянский районы): 1, 3 - места взятия почвенных
образцов, 2 - места установки осадкомеров, 4 - изолинии плотности разрывных нарушений, 5 - населенные пункты
В начале наблюдений результаты визуальных наблюде ний уточнялись путем устного (телефонного) опроса работников лесничеств, расположенных на периферии тектонического узла. Одновременно с этим в центре и на периферии узла на открытом месте в 4 повторностях были установлены сосуды площадью 69,4 см2 каждый. Места их расположения имеют координатную привязку (GPS Garmin Ш Plus). Раз в пять дней осадки из них сливались и взвешивались, затем помещались в отдельные емкости и в конце периода наблюдений были снова взвешены [7]. Обобщенные результаты представлены в табл. 1.
Таблица 1
ПОКАЗАТЕЛИ ОСАДКОВ ЗА ПЕРИОД НАБЛЮДЕНИЙ (УСТЬЯНСКИЙ, ВЕЛЬСКИЙ РАЙОНЫ)
Год наблюдений Количество осадков, раз Количество осадков, кг/м2
Центр Периферия Центр Периферия
2007 34 53 129,5 175,7
2008 25 52 94,1 110,0
2009 20 38 59,2 81,0
2010 8 20 62,5 85,5
2011 21 39 105,5 153,0
Полученные результаты показали, что в центре узла осадки выпадали практически в два раза реже, а их количество до 38 % меньше (табл. 1). Кроме того, различия существенно возрастают в более засушливые летние периоды. Наглядное подтверждение этого - лето 2010 года. Кроме того, в пределах узла количество осадков увязывается с атмосферным давлением. Естественно, что такое распределение осадков неизбежно влияет и на растительные сообщества.
На территории этого же узла в направлении от центра к периферии были отобраны образцы 30-сантиметрового слоя почвы в сосняках лишайниково-брусничных. В лабораторных условиях в данных образцах определено содержание важнейших микроэлементов*: предварительные результаты показывают, что оно существенно различается между центром и периферией (рис. 2).
Г П|ГМнк, Ч
1 ею
11н 1|: 11нг1
VI и Э ОГбйцЗ |рФб
1.2 * 1
1 С.; I ^
" С 2
э
1 .1^
нн| :■ I I- |:н: н-г Н||
Месть от£о;г пйоб
(.ода<рч:эн-и К.■ и I по<-п<,Ч
2Т ; ДО
1.1-Н1П Пнил^+Т 1лн
Моею отоога прой
Рис. 2. Содержание микроэлементов в 30-сантиметровом слое почвы в центре и на периферии тектонического узла
В данной работе приведены результаты исследований изменения урожайности дикорастущих ягодников на территории Плесецкого тектонического узла на северной окраине Ке-нозерского национально парка Архангельской области (рис. 3).
Объектом изучения выбраны черника и брусника, что объясняется тем, что данные виды активно используются и широко распространены на территории области. Нами в течение двух полевых сезонов оценивалась урожайность и количественные показатели ресурсов.
*Химические анализы почв выполнены в ЦКП «Арктика» САФУ имени М.В. Ломоносова.
Рис. 3. Расположение пробных площадей по учету брусники (Уасстшт у^-ісіаеа L.) в Плесецком районе: 1 - пробная площадь, 2 - изолинии плотности разрывных нарушений, 3 - реки и озера, 4 - дороги, 5 - населенные пункты
Методика полевых исследований разработана на классических методах лесоводства. На каждый участок составлялась лесоводственно-геоботаническая характеристика. Первичные данные были обработаны в программе Ехе1. Полученные статистические результаты представлены в табл. 2.
Установлено, что в центре узла урожайность брусники составляет 2,32±0,41 г/м2, черники - 5,92±0,96 г/м2; что значительно меньше, чем на периферии - 10,88±1,24 и 17,44±2,52 г/м2 соответственно. Аналогично изменяется и количество ягод: в центре брусники обнаружено 9,32± 1,44 шт./м2, черники - 22,32±3,61 шт./м2; на периферии - 54,68±8,49 и 76,48±9,41 шт. /м2
соответственно. Так, урожайность брусники на 1 м2 в центре на 79 % выше, чем на периферии, черники - на 66 %; количество ягод брусники на 1 м2 в центре на 82 % выше, чем на периферии, черники - на 71 %.
В результате предварительно установлено, что в центре тектонических узлов ресурсы основных видов ягодников значительно меньше. Возможно, это объясняется существенным различием в количестве осадков, особенно в засушливые годы и меньшим содержанием микроэлементов в почве.
Растительные ресурсы, особенно леса Европейского Севера России, - это основа экономики региона как в настоящее время, так и, вероятно,
УРОЖАЙНОСТЬ ЯГОД БРУСНИКИ И ЧЕРНИКИ,
ИХ КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ОПЫТНЫХ УЧАСТКАХ
№ заросли Урожайность, г/м2 Количество ягод, шт./м2
Брусника
1 10,88±1,24 54,68±8,49
2 16,24±1,36 100±8,57
3 2,32±0,41 9,32±1,44
Среднее значение 9,81±1,00 54,67±6,17
Черника
1 17,44±2,52 76,48±9,40
2 15,64±3,35 50,20±9,16
3 5,92±0,96 22,32±3,61
Среднее значение 12,99±2,28 49,67±7,39
Примечание. Нумерация зарослей по направлению от периферии тектонического узла к его центру
в обозримом будущем, учитывая возможность их восстановления. Проведенные исследования по влиянию геоэкологических условий среды (конвективный тепловой поток Земли (КТП), узлы пересечения тектонических дислокаций, статичные минимумы атмосферного давления) на лесные экосистемы показали, что данные факторы существенно изменяют температуру верхнего (30 см) слоя почвы и воздуха, частоту и интенсивность заморозков, характер выпадения осадков и, как следствие, - продуктивность биогеоценозов. Например, лесные насаждения, произрастающие в зонах с разной величиной КТП, хотя имеют сходный тип леса,
возраст и состав древостоя очень существенно отличаются по продуктивности (различия в запасах древесины достигают 70 м 3 на 1 га) [8]. При оценке влияния эндогенного тепла Земли на лесные экосистемы мы исходили из того, что в первую очередь его влияние должно проявиться через температурный режим почв. В период с июля по сентябрь проводилось измерение температуры почвы на глубине 30 см и приземного слоя воздуха на территориях с повышенным и с пониженным КТП в пределах северной и средней подзон тайги. Их результаты показали достоверные различия в течение периода наблюдений.
Список литературы
1. Егошина Т.Л. Недревесные растительные ресурсы России. М., 2005.
2. Курлович Л.Е., Косицын В.Н. Пищевые ресурсы леса - резерв экономического развития регионов России // Новости МЦПХЛ (СпБ ГЛТУ). 2011. Т. 1, № 13. С. 113-114.
3. Лукин И.С. Пользование ресурсами недревесной продукции леса. Архангельск, 1988.
4. Биоресурсный потенциал географических ландшафтов северо-запада таежной зоны России (на примере Республики Карелия). Петрозаводск, 2005. С. 15.
5. Беляев В.В., Дровнина С.И., Левачев А.В. Влияние конвективного теплового потока Земли на условия роста лесных и сельскохозяйственных растений Архангельской области. Архангельск, 2007.
6. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б. Разломно-блоковая тектоника и ее роль в эволюции литосферы // Литосфера и гидросфера Европейского Севера России. Геоэкологические проблемы. Екатеринбург, 2001. С. 68-113.
7. Влияние узлов тектонических дисклокаций на характер выпадения осадков в лесных экосистемах / В.В. Беляев, Ю.Г. Кутинов, З.Б. Чистова и др. // Вестн. Помор. ун-та. Сер.: Естеств. и точ. науки. 2009. № 2. С. 45-50.
8. БеляевВ.В., БурлаковП.С. Особенности распространения высокопродуктивных хвойных лесов в таежных ландшафтах Европейского Севера // Вестн. Помор. ун-та. Сер.: Естеств. и точ. науки. 2006. № 1(9). С. 49-53.
Belyaev Vladimir Vasilyevich
Northern (Arctic) Federal University named after M.V Lomonosov, Institute of Natural Sciences and Biomedicine Staritsyn Vadim Vladimirovich Postgraduate Student of the Institute of Ecological Problems of the North of the Ural Branch
of the Russian Academy of Sciences (Arkhangelsk)
EFFECT OF TECTONIC JUNCTIONS ON CHANGES IN BLUEBERRY (VACCINIUM MYRTILLUS L.)
AND COWBERRY (VACCINIUM VITIS-IDAEA L.) YIELDS IN THE ARKHANGELSK REGION
The article presents the results of studying the effect of junctions of tectonic dislocations, which geographically coincide with the static minimum of atmospheric pressure, on the nature of precipitation in summer and microelement content in the soil. It had previously been detected that resources of basic berry-bearing plants are considerably less in the center of tectonic junctions.
Key words: junctions of tectonic dislocations, yield, berry-bearing plants, precipitation, microelements.
Контактная информация: Беляев Владимир Васильевич e-mail: [email protected] Старицын Вадим Владимирович e-mail: [email protected]
Рецензент - Феклистов П.А., доктор сельскохозяйственных наук, заведующий кафедрой экологии и защиты леса Лесотехнического института Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова
