Саяно-Шушенский заповедник

1.6. Почвы

       Попытки проведения почвенных исследований на территории заповедника «Столбы» предпринимались неоднократно. В 50-х годах двадцатого века исследованиями почв заповедника занимались М.И. Орлова (1954 г., 1956 г.) и С.А. Коляго (1957 г. – 1959 г.).

         В 2001 г. Е.В. Бажковой совместно со студентами и сотрудниками кафедры геоэкологии КрасГАУ были начаты крупномасштабные почвенно-инвентаризационные работы в заповеднике «Столбы». К настоящему времени установлено, что почвенное разнообразие на данной территории гораздо выше, чем предполагалось первыми исследователями. В составе почвенного покрова преобладают горные дерново-подзолистые, горные дерновые лесные и дерново-карбонатные почвы с незначительным участием серых лесных и интразональных почв (ряд аллювиальных почв, болотные и луговые почвы). Процесс оподзоливания в почвах заповедника развит, как правило, в незначительной степени, а ведущим почвообразовательным процессом является дерновый. Однако почвенный покров среднегорного и низкогорного поясов несколько отличается.[5] Почвенный покров среднегорного пояса менее контрастный, и представлен в основном слабо дифференцированными дерновыми почвами. Слабое проявление подзолообразования связано со спецификой почвообразующих пород: на высоких водораздельных пространствах довольно часто обнажаются основные и карбонатные горные породы, которые при малой мощности почвенной толщи успешно нейтрализуют органические кислоты, поступающие из подстилок. Наиболее высокую часть катены занимают дерново-литогенные почвы. Они характеризуются маломощностью профиля. Органогенный горизонт (подстилка)– 3-4 см, дерновый– 10, переходный горизонт– 9-10 см, а часто имеет зачаточное состояние. Почвенный профиль характеризуется высоким (40-60%) содержанием щебня с поверхности и среднесуглинистым гранулометрическим составом. Содержание углерода в подстилке 25-10%, в минеральном гумусово-аккумулятивном горизонте 9-10% и на всем протяжении профиля остается высоким, постепенно снижаясь в материнской породе до 5,2-0,62% и по принятым критериям оценивается как высокое. Сумма обменных оснований 34-21 мг экв/100 г почвы, реакция почвенного раствора слабокислая. В органогенном горизонте рН водн. 5,7, в минеральной толще 6,3-6,4. Запасы гумуса в маломощном профиле дерново-литогенных почв 85-100 т га и оценивают как средние. Основная (73-80%) доля его сосредоточена в аккумулятивной части профиля. Отношение С: N широкое, что свидетельствует об обедненности гумуса азотом. Степень гумификации органического вещества оценивается как высокая (39,8) и средняя (28,9-22,6). [12]

       Дерново-лесные почвы занимают относительно пологие склоны различной экспозиции. Профиль этих почв также маломощный и от дерново-литогенных они отличаются более четкой выраженностью морфологических горизонтов, содержанием значительно меньшего (10-20%) количества скелета в аккумулятивной части профиля. По актуальным свойствам они также близки дерново-литогенным почвам, но лучшая сортированность и выветренность почвообразующей породы способствовала закреплению органического вещества в гумусово-аккумулятивном горизонте.             Органогенный горизонт среднемощный. По гранулометрическому составу почва тяжело и среднесуглинитая. Характер проявления влияния подстилки на минеральную толщу эндоморфный. Темно-серые лесные почвы располагаются на пологих склонах различной экспозиции под лесными сообществами. Профиль хорошо развит, дифференциация на горизонты хорошо выражена. По гранулометрическому составу почвы относятся к среднему и тяжелому суглинку. Органогенный горизонт средней мощности, эндоморфного распределения. Содержание гумуса в аккумулятивной части профиля 8-10% и оценивается как высокое, постепенно убывающее.

        На пологих склонах различной экспозиции и плакорных понижениях под древесной хвойной растительностью сформировались дерново-подзолистые почвы. Профиль почв хорошо развит, генетические горизонты четко выражены.[7]

1.7. Растительность и флора заповедников

          Заповедник находится нациклоническом северо-восточном макросклоне северо-западных отрогов Восточного Саяна, по широтной климатической зональности вся территория которого принадлежит степной зоне на юге и лесостепной–на севере (Куминова, 1965). Этот район влажных горнотаежных и светлохвойных лесов территориально относится к Манскому-Канскому округу горно-таежных и подгольцово-таежных кедровых лесов (Смагин и др., 1980; Поликарпов и др., 1986). Однако положение заповедника на самой окраине округа обусловило большое своеобразие его растительного покрова.[12]

         В растительности заповедника представлены два высотных пояса: низкогорный светлохвойный подтаежный в высотных пределах 200-500 м над у. м. и среднегорно-таежный темнохвойный с высотами 450-800 м (Буторина, 1961). Граница между поясами на южном склоне основного водораздела Базаиха – Мана поднимается местами до 600, а на северном – опускается до 400-450 м. Между двумя высотными поясами растительности довольно хорошо выражена переходная полоса, образованная смешанными светлохвойными лесами из Сосны сибирской(Pinus sibirica Du Tour.), Лиственница сибирская(Larix sibirica Ledeb.) с примесью Пихты(Abies sibirica L.) и многих других темнохвойных пород, Кедр сибирский (Pinus sibirica Du Tour.), ель обыкновенная(Picea obovata L.). Кроме того, в пределах среднегорного пояса выделяется массив интразональных сосновых(Pinus sylvestris L.) лесов. Растительный покров неоднороден, решающим фактором в его характере и распределении является сильно расчлененный рельеф. К тому же природный облик растительности, особенно по окраинам заповедника, значительно нарушен (рубки и многократные пожары). Центральная, горнотаежная, часть изменена меньше, но там совершенно ясно выступают процессы смены лиственничных насаждений темнохвойной тайгой, что, по-видимому, обусловлено общеклиматическими причинами. Низкогорный пояс выражен в окраинной части заповедника и представляет узкую полосу (не шире 6-7 км) с сильно рассеченным рельефом. Здесь безраздельно господствуют светлохвойно-лиственные леса из ели обыкновенной, лиственницы сибирской, белой березы, березы повислой, осины, очень типичные для всей Средней Сибири. Они занимают все местообитания от сухих до влажных. Преобладают светлохвойные леса умеренно влажных местообитаний, которые склоны всех экспозиций, за исключением прямых северных и крутых южных. В этих светлых лесах хорошо развит подлесок из Спирей(Spiraea sp.) шиповников(Rosa sp.) и др.  В травяном покрове господствует лесное разнотравье Подмаренник северный(Galium boreale), Чина Фролова(Lathyrus frolovii), Герань лесная(Geranium sylvaticum), Герань Крылова(G.krylovii), Герань ложносибирская(G. pseudosibiricum) и Осока большехвостая(Carex macroura) (Буторина, 1963, 1966). [9]

Рис.5. Подмаренник северный(Galium boreale)   Рис.6. Герань лесная(Geranium sylvaticum)

Рис.7. Осока большехвостая(Carex macroura)        Рис.8. Герань Крылова(G.krylovii)   

Нижних частях склонов  с возрастанием влажности и мощности почв заметную роль в травяном покрове  играет лесное крупнотравье, тогда как на пологих шлейфах, где несколько затруднен сток, заметно увеличивается роль Вейник притупленный(Calamagrostis obtusata). На северных склонах и в верховьях логов разнотравные леса сменяются крупнотравными с редким подлеском из Спирей(Spiraea sp.), образующих на отдельных участках сплошной ярус, Черемухи обыкновенной(Padus. avium), Смородины колосистой(Ribes spicatum), Малины обыкновенной(Rubus idaeus).По слабым лощинам крутых южных склонов и их нижней части обычны остепненные боры – переходное звено от разнотравных лесов к степным фитоценозам. [9]

      Главная лесообразующая порода — Пихта сибирская(Abies sibirica), лишь в долинах ручьев и рек делящая господство с Елью обыкновенной(Picea abies), а в нарушенных насаждениях уступающая место Осине(Populus tremula). Другие древесные породы имеют подчиненное значение, встречаясь лишь в виде примеси к пихте сибирской, а если и образуют небольшие участки самостоятельных насаждений, то постоянное наличие в них пихтового подроста подчеркивает роль пихты, как прогрессивного эдификатора в лесах горной части. Пихта сибирская(Abies sibirica), как главная лесообразующая порода, пришла здесь на смену Лиственнице сибирской(Larix sibirica), o бывшем господстве которой свидетельствуют лишь редкие перестойные деревья в верхнем ярусе пихтовых лесов.

          Под пологом этих лесов в нарушенных местообитаниях возобновляются сосна и мелколиственные породы, тогда как подрост лиственницы практически отсутствует. В живом напочвенном покрове лесное разнотравье и крупнотравье вытесняются вейниками: Вейник тросниковый(Calamagrostis arundinacea) – в разнотравных ценозах, Вейник притупленный(C.obtusata) – в крупнотравных и Вейник наземный(C.epigeios) – в остепненных. На более поздних стадиях восстановления в покрове начинает господствовать Коротконожка перистая(Brachypodium pinnatum) (Буторина, 1947). Сочетание этих злаков с коренными формами покрова позволяет судить о степени нарушенности растительного сообщества.[2]

Рис.9.Вейник тросниковый                                  Рис.10. Вейник наземный(C.epigeios)

(Calamagrostis arundinacea)

      Небольшие (до 3 га) степные островки – языки Красноярской лесостепи – представлены фрагментами настоящих дерновинных, кустарниково-полынных и луговых разнотравных степей (Положий, Смирнова, 1971). Степи, занимающие в заповеднике менее 1% площади, включают треть видов заповедной флоры.

        Избыточное проточное увлажнение и богатые почвы этих местообитаний способствуют развитию под пологом кустарников мощного крупнотравного покрова, особенно буйно разрастающего на разреженных участках (его средняя высота 1,2-1,5 м, максимальная – более 2 м). Типичные представители – Кочедыжник женский(Athyrium filix-femina), Страусник обыкновенный(Matteuccia struthiopteris), Таволга вязолистая(Filipendula ulmaria), Бодяк разнолистный(Cirsium heterophyllum), Крестовник дубравный(Jacobaea nemorensis) (Буторина, 1963).[1]

          При нарушении древесного полога рубкой или пожаром, в состав его вклинивается осина, а в живом покрове начинает господствовать лесное крупнотравье и возникают крупнотравные осинники. Но вообще район горной темнохвойной тайги меньше других в заповеднике затронут деятельностью человека. Только в устье Мокрого Калтата, в результате пожара 1928 года, уничтожившего леса, обширные площади заняты россыпями сиенита или поросли мелким осинником.

 - Район горных сосновых боров. Северная часть заповедника — Столбинское нагорье и его отроги — Веселая гривка, Откликные и юго-западный участок между pp.Кандалак и Сарала. В тех же высотных пределах, что и район темнохвойной тайги, отличаясь от него значительной расчлененностью рельефа и близостью к поверхности кристаллических пород — сиенитов, которые в северном участке района выходят на поверхность в виде отдельных скал («Столбов»), многочисленных камней и россыпей.[3]

            Сильная расчлененность рельефа, положение между двумя высотными поясами и значительная нарушенность лесов человеком, приводит к большой пестроте растительного покрова района. По вершинам грив на слабоподзолистых, маломощных сильно-хрящеватых почвах, вблизи выхода на поверхность сиенитовых скал обычно тянутся, заходя в верхние части южных склонов, боры-брусничники. Ниже по склону на почвах средне-подзолистых и более мощных их сменяют боры-черничники. Эти последние леса имеют наиболее широкое распространение в районе, занимая увалы и пологие склоны всех экспозиций за исключением северных. На юго-западных склонах в этих борах часто обилен подлесок зеленой ольхи, так что образуется особая разновидность сосняка-черничника — бор ольшанниково-черничник. В нижних частях склонов при возрастании степени оподзоливания и мощности почвы, сосняки-черничники сменяются пихтово-сосновыми черничниками.

           По северным склонам с более мощными сильно подзолистыми почвами растут пихтарники-зеленомошники (кисличники), выше по склону, на границе с сосняками, переходящие в пихтарники-черничники. Вдоль ручьев и речек протянулись полосы прирученной елово-пихтовой тайги. Долины речек в этом районе нигде не разработаны, узки и поэтому долинно-вейниковая елово-пихтовая тайга встречается лишь разорванными, незначительными участками. Лугов в этом районе нет совершенно.

           В северном участке района многочисленные выходы сиенитов на поверхность со своеобразной скальной растительностью увеличивают пестроту растительного покрова.[6]

          Северный участок горных боров «Столбы» свыше 100 лет посещался многочисленными любителями и до революции совершенно не охранялся. Поэтому растительность района значительно изменена деятельностью человека — вырубками и многократными пожарами. Большая часть боров-черничников превращена в злаково-черничниковые сосняки, в древесный ярус которых вклинилась береза, иногда в таком значительном количестве, что насаждения превратились в березняки. Точно так же большинство боров-брусничников превращено в разнотравно-брусничные сосняки. Значительные участки пихтарников-зеленомошников пожарами превращены в пихтарники крупнотравные, которые на протяжении десятка метров многократно чередуются с нетронутыми палом участками. Часть пихтарников верховыми пожарами превращена в крупнотравные осинники, в которых повсюду поднимается обильный пихтовый подрост.

           В 1942 году сильный пожар охватил большую часть Столбинского нагорья и Откликных. В результате этого в растительном покрове района появилось значительное количество вейниковых и кипрейных гарей. Особенно изменена пожарами растительность хребта «Откликные», южные склоны которого представляют собою в настоящее время сплошные россыпи камней, голых или поросших гарево-вейниковыми осинниками.

- Район светлохвойно-лиственных вторичных лесов предгорий. Предгорная периферийная часть заповедника, сложенная осадочными породами: песчаниками, сланцами и известняками кутень-булукской свиты. Мелко расчлененный увалисто-горный рельеф в высотных пределах 250-500 м. Иное высотное положение и различие в геологическом строении обусловили также резкое различие растительного покрова района от двух предыдущих. Темнохвойные породы — пихта, кедр, ель — совершенно чужды этому району, не входя ни в состав, основного древостоя, ни в состав подроста. Светлохвойные же породы — сосна и лиственница — делят господство с лиственными — березой и осиной, первые преимущественно в коренных, а вторые — в производных насаждениях.

        Участки зеленомошных боров-черничников и брусничников протянулись лишь узкими полосами по вершинам грив в непосредственной близости к району горных сосновых боров, в остальном же леса района представлены различными травяными типами.

         Зональным типом растительности здесь являются светлохвойные — сосново-лиственничные разнотравные леса, покрывающие склоны всех экспозиций, за исключением прямых северных и южных. Под этими лесами подзолистые и дерновые почвы, развитые на элювии глинистых сланцев, или перегнойно-карбонатные выщелоченные почвы на элювии карбонатных пород. Мощность почвы увеличивается в нижней части склона, и соответственно этому возрастают бонитеты насаждения; увеличение влажности приводит к возрастанию роли крупнотравья в травяном покрове, но тип леса повсюду сохраняет свой характер. Только на северных склонах и в верховьях логов с почвами большей мощности, большей степени оподзоливания или выщелачивания (для перегнойно-карбонатных почв) разнотравные светлохвойные леса сменяются крупнотравными осинниками. Район предгорий не является таким абсолютно лесным, как предыдущие. Наряду с лесным здесь получил развитие и травяной тип растительности, не только в виде лесных полян, но и участков степей и лугов. На южных крутых склонах с маломощными хрящеватыми почвами лесная растительность резко сменяется степной — разнотравно-кустарниковыми и дернисто-злаковыми каменистыми степями — последними языками стенной растительности Красноярской котловины. По слабым лощинам вдоль этих склонов и в их нижней части обычно растут остепненные боры, связанные с кустарниковой степью постепенными переходами.[4]