Физико-географические условия еловых лесов

Физико-географические условия и растительный покров территории достаточно подробно освещены и проанализированы с экологической точки зрения в публикации «Структура и продуктивность еловых лесов южной тайги» и в работе Н.А. Миняева, Г.Ю. Конечной. Поэтому ограничимся здесь краткими сведениями о природных условиях территории.
Стационарные исследования проводились па территории Центрально-лесного государственного заповедника, расположенного на главном Каспийско-Балтийском водоразделе Русской равнины в юго-западной части Валдайской возвышенности (56°26'—56°31' с. ш. и 32°29'—33°01' в. д.). Еловые леса этого крупного резервата па значительной площади еще сохранили свой первобытный облик, структуру, первичные экологические связи с ландшафтами территории. Эти леса развиваются в условиях слабо расчлененной водораздельной равнины с абсолютными отметками 230—270 м над ур. м. В геологическом отношении равнина представляет собой структурную часть более древнего плато, сложенного серпуховскими известняками. Коренные породы покрыты мощным плащом четвертичных отложений, сглаживающих древние формы рельефа. Верхняя толща моренных отложений представлена валунными карбонатными суглинками легкого и тяжелого механического состава. Карбонатная морена покрыта светло-бурыми пылеватыми покровными суглинками, супесями и песками мощностью от 0.5 до 2.0 м. Очень часто покровные моренные отложения отделены от карбонатной морены прослойками водно-ледниковых песков, супесей, ленточных глин. Все крупные депрессии заполнены толщей межледниковых и межстадиальных озерно-болотных отложений глин, илов, торфов, достигающих 7 м мощности.
Климадиаграммы Госсена—Вальтера, построенные по средним многолетним данным и за годы наших исследований, ясно показывают, что еловые леса развиваются и функционируют в условиях высокой влагообеспеченности и избыточной увлажненности территории (рис. 1). Средняя многолетняя сумма осадков в 640 мм превышает суммарное испарение с водной поверхности, что в условиях слабо расчлененного рельефа и низкой водопроницаемости моренных суглинков приводит к постоянной аккумуляции и положительному балансу влаги в экосистемах равнинных участков и депрессий мезорельефа. Как показали исследования А.А. Роде, уровень почвенно-грунтовых вод в еловых лесах заповедника высок и во многих экотопах залегает близко к поверхности почвы в течение всего года. Только на дренированных участках мезорельефа он опускается па глубину 2—3 м.

Климатические условия территории в основном определяются господствующими здесь влажными и теплыми воздушными массами атлантического происхождения, которые часто вытесняются и сменяются потоками холодного арктического воздуха. Поэтому многие экологически важные метеофакторы и погодные условия здесь крайне неустойчивы. Действительно, приводимые климадиаграммы показывают высокую изменчивость соотношений между температурой воздуха, осадками и фиксируют цикличность гидротермического режима территории. Так, например, в засушливые годы сумма осадков может снижаться здесь до 350 мм в год. В циклах лет с умеренным и недостаточным атмосферным увлажнением отчетливо прослеживаются кратковременные летние засухи (рис. 1). В годы повышенного атмосферного увлажнения сумма осадков может достигать 1200 мм в год, что сочетается с пониженной температурой воздуха, повышенной влажностью его приземных слоев, большим числом дней со сплошной и переменной облачностью. Такие сезоны вегетации характеризуются продолжительной переувлажненностью и недостаточной аэрацией почв многих сообществ еловых лесов территории. Более полная характеристика климата приводится в других разделах работы, посвященных анализу реакций древостоев ели на флюктуацию метеофакторов и цикличность погодных условий. В целом еловые леса заповедника произрастают в условиях умеренно теплой зимы и достаточно влажного лета.
Структура почвенного покрова и режимы почвенно-грунтовой среды находятся в полном созвучии с геоморфологическими и гидротермическими особенностями территории. В условиях слабо дренированной равнины преобладают почвы подзолистого и подзолисто-болотного генезиса. Пространственное распределение почв теснейшим образом связано с рельефом и отражает прежде всего перераспределение влаги и особенности водного режима почв различных экотопов. На сравнительно плоской равнине и пологих ее склонах со слабо развитым рельефом широко распространены комплексы сильноподзолистых почв, оторфованных подзолов, торфянисто- и торфяно-подзолистых глеевых почв, маломощных торфяников. В нижних частях склонов с более расчлененным рельефом и развитой системой узких проточных ложбин, долин небольших ручьев преобладают дерново-подзолистые почвы с маломощным гумусовым горизонтом и сильной степенью оподзоленности. Они чаще всего формируются в условиях близкого залегании карбонатной морены и в зоне подтока почвенно-грунтовых вод, обогащенных кальцием, магнием и органическими веществами.
Для еловых лесов заповедника характерна мозаичность почвенного покрова и неоднородность контуров почв в границах одного сообщества. В пределах сообщества могут встречаться локальные пятна различных видов почв, иногда значительно отличающихся по строению и физико-химическим характеристикам от основной почвы фитоценоза. Внутриценозная мозаичность почв обусловливается не только неоднородностью почвообразующей породы, микрорельефа, локальных режимов среды, но и особенностями структурной организации и развития сообществ.
Экологические режимы еловых лесов в ландшафтах слабохолмистых моренных равнин центральной части Русской равнины изучены со значительной степенью конкретизации и детализации. В частности, установлено, что структура экологических рядов и дифференциация на типы сообществ в границах таких ландшафтов определяются главным образом режимами почвенно-грунтовых вод и условиями аэрации различных элементов рельефа. Именно эти факторы ответственны за процессы почвообразования и регулируют динамику таких функционально важных для ели условий среды, как кислородный, питательный и водный режимы почвы. Имеющиеся у нас данные позволяют утверждать, что на территории заповедника мы сталкиваемся с довольно типичными экологическими ситуациями, которые прослеживаются и в других районах центральной части Русской равнины.