Лекции для студентов

Индикационная геоботаника — ИНДИКАЦИЯ СОСТАВА ПОВЕРХНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

ИНДИКАЦИЯ СОСТАВА ПОВЕРХНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Индикация состава поверхностных отложений может производиться по характеру растительности и особенностям ее размещения по рельефу, что для труднодоступных тундровых просторов чаще всего осуществляется при помощи дешифрирования аэрофотоснимков.

Индикация морских и прнбрежно-морских поверхностных отложений. Морские и прибрежно-морские поверхностные отложения наиболее распространены в тундровой зоне, встречаются и в лесотундровой. Они состоят преимущественно из глинистых и суглинистых мерзлых пород, а также песчаных и супесчаных. Верхнечетвертичные морские и прибрежно-морские глинистые и суглинистые отложения индицируются развитием кустарнич-ково-моховой пятнистой тундры на плоских слаборасчлененных поверхностях водоразделов. Доминируют лишайниково-моховые сообщества на выпуклых участках микрорельефа, которые окружены ложбинками, занятыми кустарничками. Песчаные и супесчаные отложения, характерные для террас, индицируют кустарничково-лишайниковые тундры с несомкнутым растительным покровом (табл. 6). В качестве индикатора этих отложений можно использовать и особенности образования в них оврагов с характерными крутыми стенами, а также места не занятых растительностью песчаных надувов.

Таблица 6

Индикация верхнечетвертичных морских и прибражно-морских поверхностных отложений в тундрах

Индикаторы Ннднкаты

глины и суглинки пески и супеси

Кустарничково-моховые пятнистые тундры Кустарничково-лишайниковые тундры

Индикация верхнечетвертичных и современных озерно-бо-лотных и болотных отложений. На озерно-аллювиальных равнинах под полигональными болотами развиты верхнечетвертичные и современные озерно-болотные и болотные отложения с различной мощностью торфа. Так, валиково-полигональные болота центральных и южных тундр, где на валиках высотой 0,3-0,8 м и шириной 1-1,5 м размещаются кустарничково-зеленомошные сообщества, а в трещинах длиной несколько сотен метров — осоково-пушицевые фитоценозы, индицируют торф малой мощности — не более 1 м. Внутри полигоны заполнены водой. Полигональные болота в тундрах и лесотундрах, для которых характерно размещение в центральных частях крупных полигонов осоково-сфагновых и осоково-гипновых сообществ, а по ложбинам — осоково-пушицевых, являются индикаторами очень малой мощности торфа — 0,3-0,5 м. Торф значительной мощности (1-5 м), подстилаемый песками и супесями, в тех же ландшафтах указывают плоскобугристые торфяники со сфагново-кустарничково-лишайниковыми сообществами на полигонах и сфагново-осоково-пушицевыми по трещинам.

В лесотундре выпуклобугристые торфяники с кустарничково-лишайниковыми фитоценозами на буграх и мохово-лишайниковыми по склонам, а в мочажинах с осоково — пушицево-сфагновыми ассоциациями, индицируют мощность торфа 5-6 м и более, подстилается торф обычно суглинками.

Хорошо заметные достоверные индикаторы песков и супесей озерно-аллювиальных отложений в лесотундре — березово-лиственничные редколесья с развитием лишайников в напочвенном покрове, а суглинков и супесей — кустарничковые сообщества с редкой лиственницей.

Индикация современных аллювиальных отложений. Достоверно индицируются поймы рек и состав аллювиальных современных отложений по развитию лесных насаждений, которые по речным долинам заходят в тундру. Так, высокая пойма с относительным превышением 3-7 м в южной тундре занята ивняками, а в лесотундре — березово-лиственничными мшистыми лесами. Эти типы лесов индицируют тонкозернистые и крупнозернистые пески с линзами гравия и гальки. Низкая пойма с превышением до 3 м обнаруживается по отсутствию растительности; заливные луга — в южной тундре арктофиловые, а в лесотундре злаково-разнотравные — указывают мелкозернистые пески, чередующиеся с иловатыми супесями и илами

Арктофиловые, осоковые и пушицевые фитоценозы и осоково-гипновые болота индицируют в поймах тундры супеси, иловатые суглинки, а илы — в поймах лесотундры. К этим же отложениям в лесотундре приурочены осоково-сфагновые и пушицево-осоковые болота, которые служат их индикаторами (табл. 8).

Растительные индикаторы имеют своеобразный рисунок на аэрофотоснимках и хорошо дешифрируются по контурам и фону. Кустарничково-моховые пятнистые тундры на аэрофотоснимках выглядят в виде сливающихся серых округлых пятен и мелкой полосчатости из тонких темных извилистых линий.

Четкий полигональный рисунок в виде сети широких светлых линий, обрамляющих полигоны серого и светло-серого тона, дают на аэрофотоснимках валиково-полигональные болота. Кустарничково-лишайниковые тундры отображаются светло-серыми пятнами разных размеров на сером фоне, чередующимися с темно-серыми полосами. Полигональные болота хорошо дешифрируются по четкой сети светлых линий полигонального рисунка на темно-сером фоне всего снимка. Плоскобугристые торфяники изображаются пятнами светло-серого тона полигонального рисунка (^)угры), разделенными сетью темных ломаных линий (трещины). Выпуклобугристые болота изображаются на аэрофотоснимках как скопления округлых пятен светлосерого и серого тона, иногда пятна окружены светлыми кольцами — это обнажения торфа на вершинах бугров. Березово-лиственничные лишайниковые редины дают светло-серый тон с мелким полигонально-сетчатым рисунком. Тонкие темные линии, расширяясь, образуют пятна. Кустарничковые сообщества изображаются ячеисто-пятнистым рисунком серого тола с разветвленной сетью более темных полос.

Речная сеть четко выделяется на аэрофотоснимках, а контуры растительности определяют ширину и характер поймедной террасы. Ивняки, развитые в поймах южной части тундры, и березово-лиственничные леса в поймах лесотундры, занимающие, обычно более повышенные гривы, изображаются серым и светло-серым тоном веерообразных и извилистых очертаний, дающих представления о рисунке грив. Арктофиловые, осоковые и пушицевые сообщества в южнотундровой пойме и осоково-сфа-гновые болота, пушицево-осоковые болота лесотундры выглядят на аэрофотоснимках в виде серых и темно-серых извилистых или веерообразных пятен, кроме того, обычно видны старицы. Отсутствие растительности показывают пятна светло-серого тона — это обычно песчаные косы. Пятна серого цвета обозначают заливные луга, среди них часто видны пятнами расположенные соры.

Индикация морозобойного растрескивания и морозного пучения. Широко развитые специфические для тундры процессы морозобойного растрескивания и морозного пучения поверхности создают своеобразные тундровые ландшафты. Индикатором этих явлений служит прежде всего форма рельефа поверхности, и лишь второстепенную роль играет растительность. Так, сеть морозобойных трещин на торфяниках, иногда слабая и теряющаяся, но образующая плоские полигоны, указывает на полиго-нально-трещинный процесс, на морозобойное растрескивание поверхности и образование повторно-жильных льдов. Образование полигонально-валикового рельефа в центральной тундре также указывает на морозобойную трещиноватость поверхности, причем внутренние части полигонов заполнены водой. Процессы морозного пучения на минеральных грунтах обнаруживают скопления бугров и гряд высотой 2-6 м, разделенные заболоченными понижениями, а на торфяниках — скопления торфяных бугров округлой и округло-вытянутой формы высотой 1-6 м, т. е. крупнобугристые и выпуклобугристые торфяники.

Пучение при промерзании замкнутых таликов указывает один, реже несколько бугров высотой от 3-6 и до 15-20 м при диаметре основания бугра от нескольких десятков до нескольких сотен метров. На вершинах таких бугров имеются воронки.

Морозобойное растрескивание и морозное пучение хорошо дешифрируются на аэрофотоснимках. Морозобойное растрескивание с образованием полигональной трещиноватости на аэрофотоснимке изображается прерывистой сетью тонких темных линий полигонального рисунка на общем от светло-серого до темно-серого тоне фотоснимка. Полигонально-валиковое растрескивание часто отражается на аэрофотоснимке сетью широких светлых линий полигонального рисунка на общем сером или темно-сером тоне.

Морозное пучение также отчетливо проявляется на фотоизображении в виде четких крупных пятен. Пучение минерального грунта изображают округлые пятна светло-серого тона, а пучение торфяников — скопления округлых и округло-вытянутых светлых пятен на общем сером фоне. При пучении, возникающем в таликах, на аэрофотоснимках видны округлые пятна более светлого тона, чем окружающая поверхность замкнутой котловины.

Индикация высоты снежного покрова. Сплошной снежный покров лежит на поверхности почвы лишь в самом начале зимы. Сильные ветры обычно сдувают снег в микропонижения рельефа, остается снег и на склонах, защищенных от прямых холодных и сильных ветров. Все части растений, оказывающиеся над поверхностью снежного покрова, отмирают, как бы срезанные ветром в результате морозного иссушения. Поэтому по высоте надземных побегов растений можно судить о мощности снежного .покрова в различных участках ландшафтов тундры. Наиболее «теплыми» оказываются поверхности, наклоненные под углом в 45°, лучше всего улавливающие косые лучи низкостоящего солнца и защищенные от прямых ветров. Эти участки индицируются по развитию цветковых растений, образующих так называемые «тундровые цветники». Здесь значительная высота надземных частей растений указывает на большую мощность снегового покрова, а глубина распространения корневых систем растений — на несколько более глубокий слой прогревания и оттаивания почвы.

Глубина слоя сезонного протаивания. Глубина протаивания почв и грунтов — чрезвычайно важный фактор для поселения растений в тундре и лесотундре. Так, в подзоне типичных тундр, на морской равнине, под мелкокочковатыми кустарничково-лишайниковыми тундрами пески и супеси, перекрытые торфом мощностью меньше 0,5 м, оттаивают всего на 0,3-0,5 м, а суглинки и супеси под пятнистыми кустарничково-моховыми и кус-тарничково-мохово-лишайниковыми тундрами — на 0,7-0,8 м.

В подзоне южных тундр на водоразделах пятнистые тундры с осоково-кустарничковыми и моховыми фитоценозами индицируют протаивание суглинков и супесей под маломощным слоем торфа всего на глубину 0,6-1,0 м. В лесотундре торфяники болот протаивают летом только на 0,4-0,6 м, однако по долинам рек и по логам ивняки указывают протаивание суглинков на 1,2-1,4 м. В лиственнично-еловых редколесьях, развитых на песчаных и супесчаных почвах, протаивание почв и грунтов происходит на глубину 1,0-1,5 м, а под лиственничными зла-ково-хвощовыми рединами — на 2,5-3 м.

Индикация термокарстовых явлений. Явления термокарста в тундре и лесотундре широко развиты и являются показателями не только современных экзогенных геологических процессов, но и особенностей льдистости отложений. Проявление процессов термокарста, образование термокарстовых провалов, связано с неустойчивостью температуры льдистых отложений. Изменения в сторону потепления климата, обусловленные его вековой периодичностью и краткоциклическими проявлениями, ведут к изменению термического состояния многолетнемерзлых пород, их протаиванию и образованию карстовых форм поверхности.

Различные формы термокарстовых западин и провалов позволяют судить о размерах ледяных залежей и иногда о литологическом составе поверхностных отложений.

Индикаторами различных явлений термокарста служат прежде всего формы термокарстовых образований. Так, мелкие формы — западины, блюдца, округлые и овальные, — указывают на протаивание отдельных линз на крупных ледяных залежах, в то время как полигонально-термокарстовые образования связаны с протаиванием повторно-жильных льдов. Глубококотлованные карстовые провалы служат указателями протаива-ния крупных пластовых залежей инъекционных и погребенных льдов (табл. 9).

На аэрофотоснимках явления термокарста хорошо выражены. Так, полигонально-термокарстовые образования изображаются многоугольными пятнами темно-серого тона на общем сером фоне. Пятна обрамлены узкими светло-серыми полосами. Глубококотлованные формы термокарста изображаются крупными темно-серыми пятнами на общем сером или светло-сером фоне. Пятна состоят из нескольких субконцентрических колец темно-серого, серого и светло-серого тона.

Индикация глубины залегания многолетней мерзлоты. Растительность может служить индикатором глубины залегания многолетней мерзлоты и особенностей ее сезонного протаива-ния. Различные тундровые сообщества довольно четко коррелируют с глубиной сезонного протаивания мерзлоты. В пятнистых и бугристых тундрах многолетняя мерзлота находится на глубине 10-20 см от поверхности почвы. Развитие фитоценозов из зеленых мхов — гилокомиума, аулакомниума болотного, осок, пушицы, карликовой березки и некоторых полярных ив — служит индикатором глубины сезонного протаивания на 0,3-0,5м для суглинистых почв, а группировка куропаточьей травы указывает на такую же глубину протаивания песчаных и супесчаных почв.

Протаивание глинистых почв на глубину 0,5-1,0 м указывают фитоценозы с доминированием зеленых мхов, греч-ишки живородящей, мытника пестроцветного и пушицы, а на глубину 0,7-1,0 м песчаных и супесчаных почв — сообщества из карликовой березки, под пологом которой развит ковер сфагновых мхов. Довольно большую глубину протаивания многолетне-мерзлых почв и пород (1,5-2 м) индицируют сообщества из хвоща полевого, вероники альпийской, фиалки двухцветной, а также ерники и заросли кустарничков — брусники,багульника, черники.