УДК 577.4 (235.33)
Роль морфогенетических характеристик рельефа в распределении растений М.А. Желамская ©2011
Рис. 1. Картосхема: расположение стационара Контакт в бассейне Правого Итрикана.
|
Исследуемая долина руч. Контактовый расположена в низкогорном районе среднего течения р. Кулу (рис. 1; фото 1, 2, 3). Максимальные отметки абсолютных высот - 1500-1700 м. Для территории этого района характерно северное-северо-западное простирание горных гряд и основных водотоков. Выделяются участки с различной степенью расчленения: сильно расчлсненный рельеф на абсолютных отметках 1100-1700 м, средне расчлененный -1000-1100 м, слабо расчлененный - 700-1000 м. Преобладание двух последних, а также развитие ассиметричкмх речных долин, большая мощность аккумулятивного материала, малое число крутых, прямолинейных склонов свидетельствует о слабых неотектонических движениях. Изучение данной территории картографическим методом ("скользящего окна") выявило наличие отдельных учстков, испытывающих вертикальные движения. Применение метода сводилось к следующему: четырехугольная палетка передвигалась по карте, для каждого окна высчитывались осредненное значение абсолютной высоты и разность этого значения и отметки центральной точки. Таким образом была построена карта отклонений от осредненного фона. В результате можно предположить, что территория испытывает опускание, на фоне которого идет поднятие отдельных структур (рис. 2).
Долина руч. Контактовый находится о зоне опускания, но борта ее вовлечены в неоднородные положительные движения. Долина имеет тектоническое происхождение, являясь контактовой зоной между пермскими сланцами и интрузивными породами юры. Подобные зоны в большинстве случаев на исследуемой территории фиксируются седловинами водоразделов, распадками и т.п. Большую роль в формировании рельефа играют современные отложения, занимающие значительные площади. Они представлены главным образом склоновыми коллювиальными солифлюкционными, а также аллювиальными отложениями. Выделяются генетические типы: структурно-денудационный эрозионный и аккумулятивный. Каждый генетический тип был классифицирован на морфологические виды (табл. 1). На основе этого составлена морфогенетическая карта рельефа (рис. 3). |
Рис. 2. Фрагмент картосхемы отклонении от осредненного фона. Пунктирная линия - изобазиты отрицательных отклонений, сплошная - положительных
|
Характеризуя каждый тип, можно сделать следующие выводы.
1. Субгоризонтальные выпуклые поверхности структурно-денудационного рельефа представляют собой вершинные поверхности структур, сложенных гранитоидами. Основная особенность этого вида - ступенчатое, террасированное положение в пространстве. Часто эти поверхности образуют комплекс из 2-4 уровней, при этом морфологический облик каждой из них подобен другим. Для этой поверхности характерна небольшая выпуклость за счет интенсивных денудационных процессов сверху (пснепленизация) и сбоку (педипленизация). Кроме зтого высотное положение (абсолютные отметки, как правило, 1200-1400 м) обусловливает сильное воздействие криогснных процессов. Граниты, состоящие из крупных зерен минералов, имеющих различные физические характеристики, достаточно легко разрушаются, вследствие этого поверхность часто оказывается под покровом гранитных обломков. Эти процессы приводят к формированию неоднородного рельефа: кочковатого увлажненного, с частыми пятнами, буграми пучения среди валунника и глыб. На фоне основных денудационных процессов идет развитие суффозии: вымывание и выщелачивание горных пород. Суффозионныс бороздки, идущие от центральной линии перегиба к бровке поверхности, достигают ширины 3-8 м, а выносимый материал представлен дресвой, рыхлой алевритовой и щебнистой массой. Суффозия ускоряет морозное выветривание, способствует образованию термокарстовых западин, заполненных водой во влажные периоды. В краевых частях поверхности наблюдаются участки сильно лимонитизпрованного валунника (0,6-0,7 м), дресвы. В местах близкого залегания коренных пород, хорошо сцементированных, встречаются сухие выположенные участки, к которым обычно приурочены кустарнички и лишайники.
Ступенчатое расположение поверхностей определяет особенности гидротермического режима. Так, участки тыловых швов характеризуются более влажным (застойным) режимом, так как именно здесь происходит концентрация стекающих поверхностных вод. Этим можно объяснить наличие влажных моховых полос вдоль тыловых швов.
В целом растительность тундровая в виде евтрофных нивальных и полунивальных сообществ. Преобладают мхи, лишайники и кустарнички. Детальная характеристика растительного покрова дана в описании пробных площадсй NN 15, 23, 28-31 (Антропова, Докучаева, 1989). |
Таблица 1
|
Субгоризонтальные вогнутые поверхности, представля собой вершинные поверхности структур, сложенных породами контактовых зон (роговики, кварцевые и полевошпатовые жилы и т.п.) Для них характерна небольшая волнистость, обусловленная смещением денудированного материала (вывстрелый щебень, обломки) по оси водораздела. Основные процессы здесь - это аккумуляция, направленная к центральной оси по оси водораздела, и денудация, направленная главным образом от оси - формируют микрорельеф от увлажненного кочковатого до хорошо дренируемого уплощенного. Этим объясняется наличие здесь редких угнетенных лиственниц, единичных кустов кедрового стланика, хорошо развитого травяно-кустарничкового (кассиопа вересковидная, остролодочник чукотский и др.) яруса и лишайникового покрова - пробные площади NN 25, 26, (Антропова, Докучаева, 1989).
Необходимо отдельно выделить купольные поверхности структур, сложенных гранитами. Микрорельеф этого типа определяется аналогично микрорельефу субгоризонтальных выпуклых поверхностей. Сопоставляя эти типы, можно сделать вывод о том, что купольные поверхности формируются на более ранней стадии развития рельефа, когда эндогенные процессы преобладают над экзогенными.
Плоскокупольные поверхности фиксируют вершинные поверхности структур, сложенных осадочными породами. Характер этих поверхностей, несмотря на небольшую выпуклость, сильно отличается от субгоризонтальных поверхностей на гранитах. Если сравнить площадные размеры этих плоскокупольных поверхностей (1 - 0,5 км, в среднем 0,1 - 0,05 км -), то можно определить различный уровень денудационных и криогенных процессов на них.
|
Сланцы разрушаются медленнее гранитов, но, учитывая их более древний возраст, можно говорить об одинаковой степени разрушения. Однако обломочный материал различен, и поэтому характер размещения его по поверхности, скорость сноса также различны. Необходимо обратить внимание и на такой фактор, как геологическое положение, т.е. угол падения пород. Если гранитные массивы характеризуются беспорядочным, хаотичным растрескиванием, выпиранием глыб, то сланцы разрушаются интенсивнее в тех случаях, когда горизонты залегают под большими углами. Таким образом, процессы денудации, резко усиливающиеся под влиянием криогснеза, идут на различных участках плоскокупольных поверхностей неодинаково. В результате формируется особый микрорельеф, для которого характерно наличие трех видов плотных коренных выходов: первая степень денудации скоплений щебнистого сланца; промежуточная степень денудации пятен, медальонов, бугров пучения; третья степень, когда физическое выветривание усиливается химическим. Преобладание того или иного вида свидетельствует о различных состояниях рельефа. Для первого вида характерно распространение лишайников, для второго - распространение лишайников и кустарничков, для третьего - трявяно-кустарничковой растительности и пятен зеленых мхов.
Рис. 3. Морфогенетическая картосхема рельефа бассейна руч. Контактовый: 1 - линии (гребневые), 2 - точки (вершинные), 3 - субгоризонтальные выпуклые поверхности, 4 - субгоризонтальные вогнутые поверхности, 5 - купольные поверхности, 6 - плоскокупольные поверхности, 7 - линейно-выпуклые поверхности, 8 - наклоненные крутые поверхности, 9 - наклоненные поверхности средней крутизны, 10 - наклоненные пологие поверхности, 11 - наклонные крутые поверхности, 12 - линии (тальвеги), 13 - субгоризонтальные выровненные поверхности, 14 - субгоризонтальные волнистые поверхности, 15 - наклонные пологие поверхности. |
Линейно-выпуклые поверхности представляют узкие (от 10 до 30 м) водоразделы структур, сложенных сланцами. Для них характерно довольно плотное, сцементированное основание, преобладающими в таких местах являются криогенные процессы (сильное, промерзание). В этих условиях основными синузиями растительности являются лишайники и кустарнички.
|
Фото 1. Тенькинская трасса в районе Итриканской гряды. Лиственичные леса и заросли кедрового стланика. Фото Игоря Томаса, Дмитрия Штукенберга и Олега Шахова с сайта: http://ruskiller-nsk.narod.ru/trips/kolyma-2008/kolyma-2008.htm |
Фото 2. Ручей Правый Итрикан. Пойменный тополево-лиственичный лес. Фото Игоря Томаса, Дмитрия Штукенберга и Олега Шахова с сайта: http://ruskiller-nsk.narod.ru/trips/kolyma-2008/kolyma-2008.htm |
Наклонные поверхности структурно-денудационного рельефа фиксируют склоновые поверхности. Последние делятся на различные виды по двум критериям: величине уклона, характеру рельефообразующих процессов. Сопоставляя эти две классификации, можно отметить, что поверхности большого уклона (больше 35 градусов) приурочены к осыпным, солифлкжционно-осыпным, обвально-осыпным склонам; поверхности средней крутизны (20-35 градусов) - к разнообразным видам; пологие - преимущественно солифлюкционно-делювиальным (табл. 2). Следует учитывать изменение рельефообразующих процессов по вертикали. Говорить, например, о собственно осыпной поверхности нельзя. Так, на северо-восточном склоне г. Южная верхняя часть склоновой поверхности сложена коллювием (щебнистый сланец), средняя - частично коллювием, но здесь развиты как солифлюкционные, так и суффозионные процессы, которые формируют за счет слабого накопления денудированного материала слабо террасированную поверхность. Третья, нижняя, часть - солифлюкционно-делювиальная, так как в нижней части происходит накопление сносимого материала, воды, а также увеличение сезоннотающего слоя. Изменение процессов по склону читается как на крупномасштабных аэрофотоснимках, так и при полевых наблюдениях, поскольку рассматриваемые части склона различны по цвету: верхняя - темная (сланцы), средняя - светлая (лишайники), нижняя буровато-рыжая (влажные мхи).
|
Можно отметить и распределение лиственницы по поверхности: в верхней части - редкие одиночные деревья, ниже - разреженный лиственничник.
Развитие солифлюкционно-курумных склонов идет следующим образом: денудированныс породы (граниты, так как сланцы не образуют крупных обломков) вследствие гравитации, а также миграции воды в подвижном сезоннотаюшем слое перемсшаются по склону. Образование мелкозема, состоящего из обломков - продуктов разрушения - гранитов (кварц, слюда и т.д.) и органики, перемещение под действием солифлюкционных процессов приводят к формированию неоднородного микрорельефа. Выделяются участки с достаточной степенью увлажненности и накопленным рыхлым материалом, для которых характерно развитие сфагновых мхов, трав, кустарничков, разреженного древостоя лиственницы, а также участки плотного накопления курумов покрытых лишайниками. Кедровый стланик, встречающийся редкими куртинами, приурочен к увлажненным ложбинкам, и поскольку последние часто фиксируют геологические зоны нарушений, то полосы стланика могут в ряде случаев служить индикаторами. Характеристика растительности на этих поверхностях дана в описании 16-й пробной площади (Антропова, Докучаева, 1989).
Крутые поверхности представлены не только курумными осыпными, но и солифлюкционными склонами. Однако, как был показано выше, большую роль играет высотный фактор. Солифлюкционные процессы преобладают в нижних частях, и в зависимости от степени уклона поверхности, экспозиции, залегания горизонтов пород соотношение различных по характера рельефообразующих процессов участков различно. |
Фото 3. Район исследования. Вид из космоса. Фото из Googl
|
При дешифрировании аэрофотоснимков солифлкжционные склоны хорошо читаются благодаря характерным подковообразным линиям, беспорядочно расположенным (бугристые терраски). Размеры террасок не превышают 5-10 м. Солифлюкционно-осыпные склоны выделяются на аэрофотоснимках мелкопятнистым фоном, так как размеры террасок значительно меньше. Солифлюкционно-делювиальные склоны на снимках выглядят полосообразными участками, чередующими темные (влажные, доминируют мхи, кустарники) и светлые (дренируемые, доминируют лишайники).
Характерные особенности в распределении растительности по склоновым поверхностям определяются их устойчивостью, которая, в свою очередь, зависит от морфогенетических характеристик склонов. Таким образом, для неустойчивых (крутых - осыпных и т.д.) склоновых поверхностей характерно преобладание лишайников, для слабо устойчивых (средней крутизны, пологих) - характерна растительность, предпочитающая рыхлый грунт и увлажненные места (мхи, кустарники и т.д.).
Выделение линий (гребней водоразделов) и точек (пикообразных вершин) связано с морфологическим обликом структурных элементов. Генетическая природа их - останцы. Само это понятие предопределяет основной процесс - денудацию. Разумеется, что развитие растительности здесь затруднено. Большую роль играют лишайники, встречаются редкие одиночные особи высших растений.
2. Выделение эрозионного типа рельефа неоднозначно, поскольку во многих случаях сложно говорить отдельно о структурно-денудационных элементах рельефа и об эрозионных. Но в данном случае под эрозионным рельефом подразумевается только тот рельеф, происхождение которого связано с линейно водной эрозией, вырабатывающей долины, овраги. |
Наклонные крутые поверхности эрозионного типа, фиксируют склоны эрозионных ложбин. Подстилающий материал представлен рыхлой, сильно увлажненной массой мелкозема, органики, обломков, щебня. Это предопределяет распространение кедрового стланика, ольховника, березы и других кустарников. Значительное место занимают кустарнички, травы, видовой состав которых разнообразен.
Линии (тальвеги) обозначают долины ручьев, распадки, ложбины стока на склонах. Видимо, при более крупномасштабном картировании следует говорить об этих элементах, как об имеющих ширину, морфологическую характеристику. В настоящем случае приходится принять эту условность.
Рис. 3. Морфологический профиль пойменных террас с элементами растительности (правый берег руч. Контактовый)
|
Основными компонентами растительности являются злаки, редкие кустарнички, зеленые мхи, для которых постоянная миграция воды и обломков горных пород в русле не создает особых трудностей в развитии. Характеристика растительности дана в описании 13-й пробной площади (Антропова, Докучаева, 1989).
3. Аккумулятивный тип рельефа представлен субгоризонтальными, выровненными и волнистыми, и наклонными пологими поверхностями. Изучение этого типа крайне затруднено, так как преобладающие процессы криосолифлюкции сглаживают границы между видами.
Выровненные субгоризонтальные поверхности представляют поверхности пойменных (молодых) террас. Ширина их в среднем 40-60 м, высота над урезом воды 1-1,5м. Это хорошо дренируемые участки, к которым приурочен густой лиственничник, являющийся индикатором при дешифрировании. В целом растительность представлена различными видами кустарников (береза Миддендорфа, кедровый стланик, ольховник), кустарничков, мхов и лишайников (рис.3).
Волнистые субгоризонтальные поверхности представляют площадки старопойменных и надпойменных террас, прошедших более долгий срок воздействия криосолифлюкционных процессов, находящихся в промежуточной полосе между склоновыми и пойменными поверхностями. Вследствие этого растительность, несмотря на похожесть по видовому составу, отличается по характеру распространения. Так, лиственничник чаще всего встречается разреженный. Наклонные пологие поверхности фиксируют шлейфовые Участки. Распределение и характер растительности здесь определяется тремя основными факторами: аккумуляцией, криогенезом и солифлюкцией. Формируется сильно увлажненный кочковатый микрорельеф, для которого характерно распространение кустарничков {багульник, голубика, рододендрон золотистый и др.), осок, зеленых и особенно сфагновых мхов. Важную роль играет тот факт, что поверхность шлейфа; всегда находится в медленном движении сверху вниз, вызванном подталкиванием сносимого материала со склонов и миграцией воды. Отчасти этим можно объяснить распространение редкостойного лиственничника, наклон деревьев и гибель некоторых из них.
Таким образом, выделение генетических типов рельефа с последующей морфологической классификацией даст некоторое представление о распределении растительности. Но, видимо, в дальнейшем следует более детально рассматривать морфологию поверхностей, отталкиваясь не от генетической характеристик а от современного состояния геоморфологических процессов.
Можно отметить, что во многих случаях распределение растительности определяется характером процессов. Так, для древесных видов существенным барьером являются процессы денудации, усиленные криогенезом. Аккумуляция создает благоприятные условия, но формирование различных комплексов микрорельефа определяет неоднородность растительного покрова на уровне мезокомбинаций.
В целом рельеф является результатом взаимодействия многих процессов, и выявление его морфологических и генетических (связанных с генезисом, а не с генами!) характеристик позволяет определить направление и характер этих процессов. Только на основе четкой классификации элементов рельефа возможно изучение его динамики, а следовательно, и характера распределения растительности, как важнейшего компонента локальных экосистем - биогеоценозов. В этом плане рельеф является ведущим фактором экологического процесса. |
От редактора сайта: К сожалению, эта работа не имела продолжения.
Прекращение финансирования академических институтов в начале 90-х не позволило молодым исследователям продолжить учебу в аспирантуре.
Марина Александровна ушла из науки. Эта ее статья - начало ее исследований по теме кандидатской диссертации - так и не была закончена.
Начатые в 1986 г., комплексные мониторинговые экологические исследования в 1992 г. были свернуты, а в 1994 г. вообще прекращены.
Оказался разрушенным неплохой стационар "Контакт", организованный Ю.Б. Королевым и другими сотрудниками лаборатории ботаники
Института биологических проблем Севера ДВО АН СССР.
|
