Исследование растительного покрова и микрорельефа поверхности торфяного месторождения

Одновременно с полевым определением строения торфяной залежи, на пунктах стратиграфического бурения по геопроходам или в местах отбора проб для лабораторных анализов, производится исследование и описание растительного покрова и микрорельефа. Это описание ведется с подробностью, необходимой для определения типов поверхности, позволяющей затем определить объем работ по подготовке торфяного месторождения к эксплуатации.



Растительность торфяных месторождений подразделяется на три типа: низинный, переходный и верховой.

Низинный тип растительности встречается в условиях богатого грунтового или намывного водного питания, при зольности залежи свыше 5%.

Переходный тип растительности возникает при питании торфяного месторождения обедненными грунтовыми водами и при зольности залежи 4—5%.

Верховой тип растительности свойственен торфяным месторождениям бедного, в основном атмосферного питания, с незначительной зольностью торфа (2—4%).

Каждый тип растительности характерен всегда определенным составом растений-торфообразователей.

Низинный тип отличаясь значительным разнообразием, в зависимости от различных источников питания, имеет богатый видовой состав растений-торфообразователей.

В древесном ярусе встречаются: береза пушистая (Betula pubescens), сосна (Pinus silvestris), ольха черная (Alnus glutinosa), ель (Piceaexcelsa). Кустарниковый ярус образован: березой приземистой (Betula humilis), ивой пепельной (Salix cinerea), ивой лапландской (Salix lapponum), ивой розмаринолистной (Salix rosmarinifolia).

В состав травянистых растений входят: осока шершавоплодная (Garexlasiocarpa), осока бутыльчатая (Carexrostrata), осока своеобразная (Carex paradoxa), осока дернистая (Саrех caespitosa), тростник обыкновенный (Phr.agmites communis), вейник (Calamagrotis), хвощ (Equisetum), сабельник болотный (Comarum palustre), вахта (Menyanthes trifoliata), таволга (Filipendula ulmaria) и некоторые другие виды.

Моховой покров образован зелеными мхами: Drepariocladus, Calliergon, Camptothecium и видами низинных сфагновых мхов: Sphagnum subbicolor, Sphagnum subsecundum, Sphagnum teres и др.

Переходный тип растительности характеризуется сочетанием растений низинного и верхового типов. Из древесных растений встречаются сосна и береза, примерно в равных количествах; из кустарничков — багульник (Ledum palustre), голубика (Vaccinium uliginosum), клюква (Oxycoccos palustris).

В состав травянистых растений входит: пушица (Eriophorum vaginatum), осоки. В моховом покрове — сфагновые мхи, типичные для верховых болот, как Sphagnum medium, Sphagnum parvifolium, и сфагновые мхи, характерные для низинных болот.

В растительности верхового типа древесный ярус представлен сосной, а в районах Восточной Сибири — лиственницей.

Кустарничковый покров составляют: болотный вереск

(Cassandra calyculata), подбел (Andromeda polifolia), багульник (Ledum palustre), голубика (Vaccinium uliginosum), клюква (Oxycoccos palustris).

Из травянистых растений характерными являются: пушица (Eriophorum vaginatum), шейхцерия (Scheuchzeria palustris), очеретник (Rhynchospora alba).

Моховой покров образуют верховые сфагновые мхи: Sphagnum medium, Sphagnum fuscum, Sphagnum parvifolium, Sphagnum Dusenii и другие.

Число видов растений верхового типа — наименьшее из всех типов. Древесный ярус разрежен и угнетен: сосна встречается в виде болотных форм. Эти формы связаны с условиями увлажнения и минерального питания верхового месторождения и различаются высотой ствола, диаметром, характером кроны и размерами шишек. Всего выделяются четыре болотные формы сосны:

1. Форма uliginоsa. (Pinus silvestris f. uligincrsa). Дерево высотою от 8 до 15 м, чаще 10—12 м, с более или менее прямым стройным стволом. Диаметр ствола 15 — 20 см. Крона занимает верхнюю треть или четверть ствола.

Эта форма сосны растет по окрайкам торфяных месторождений или на массивах, находящихся в условиях значительного дренажа (фиг. 9—10).

2. Фopмa Litwinowii (Pinus silvestris f. Litwinowii). Дерево высотой от 1 до 6 м, чаще

2—4 м, с более или менее прямым стволом. Диаметр ствола 4—8 см. Крона занимает верхнюю половину или треть ствола.

Растет в условиях постоянной влажности верхнего горизонта торфяной залежи (фиг. 9—11).

3. Форма Willkoramii (Pinus silvestris f. Willkommii). Дерево высотою от 1 до 3 м. Диаметр ствола у его. основания от 4 до 10 см. Характерной особенностью формы является ветвление, начинающееся обычно от основания ствола, что придает дереву вид тупого конуса.

Условия существования этой сосны сходны с условиями описанной ранее формы Litwinowii с той лишь разницей, что она растет разбросанно, единичными экземплярами, являясь пионером заселения открытых пространств (фиг. 9—12).

4. Форма putnila (Pinus silvestris f. pumila), Кустарник высотою от 0,75 до 1 м, считая от корневой шейки. Весьма часто весь куст погребен под нарастающим мхом и на поверхности видны лишь концы ветвей.

Это — форма наиболее угнетенной сосны, встречающаяся в центральных частях особенно оводненных участков месторождений (фиг. 9—13).



На торфяных месторождениях описанные выше растения низинного, переходного и верхового типов образуют определенные сочетания видов. Такое постоянное сочетание видов растений, сложившееся в результате взаимодействия со средой, обладающее определенными физиономическими признаками и повторяющееся в сходных экологических условиях, называется фитоценозом или растительной группировкой.

При описании растительного покрова нет необходимости делить его на мелкие, дробные единицы. В растительном покрове следует выделять фитоценозы, откладывающие определенные единицы торфа. Эти фитоценозы, отражаемые видами торфа и положены в основу классификации растительности.

Структура фитоценозов может быть различна.

Встречаются чистые заросли, состоящие, например, из одного только тростника (Phragmites communis) или хвоща (Equisetum heleocharis), это одноярусные простые фитоценозы.

Чаще фитоценозы построены более сложно и образованы несколькими ярусами растительности. Так, в растительном покрове верховых месторождений наблюдается, как правило, трехъярусное строение: древесный ярус, кустарничково-травяной и моховой.

В силу того, что факторы среды в их взаимном сочетании различны, на отдельных месторождениях и на разных участках одного и того же месторождения можно наблюдать большое количество разнообразных группировок болотной растительности, которые, однако, должны быть при исследовании приведены в систему и отнесены к определенному фитоценозу. Все разнообразие торфяно-болотных фитоценозов можно свести в определенную классификационную систему.

Вместе с постоянным видовым составом растений и определенным увлажением верхнего слоя торфяной залежи, фитоценозы характеризуются также определенным микрорельефом.



Полевое исследование растительного покрова и микрорельефа, как было указано ранее, производится на всех пунктах стратиграфического бурения или на пунктах отбора проб, путем заложения пробных площадок. На площадке ведется описание растительности по ярусам: древесному, кустарниковому, кус-тарничково-травяному и моховому.

Для описания древесного и кустарникового ярусов закладывается площадка 10х10 м, на которой производится пересчет всех деревьев по породам, определяется их средняя высота, отмечается колебание высоты деревьев, определяется их средний диаметр и указываются колебания диаметра.

Для сосны отмечают ее экологические формы. Если сосна угнетенной формы и высота ее не больше 2—3 м, то для нее диаметр определяется на уровне мохового покрова.

В том случае, если древесный ярус образован несколькими породами, то указывается процент участия каждой породы.

Если древесный ярус вторичного происхождения, т. е. возник после рубки и носит порослевый характер, то при учете деревьев суммируются все отдельные древесные стволы. Учитывается также подрост из молодых деревьев верхнего яруса, а также наличие сухостоя.

При описании подлеска из высоких кустарников, куда относятся, например, ивы, крушина, черемуха и некоторые другие виды, отмечают состав его по породам, высоту и диаметр кустарника, определяют процент покрытия площади каждым видом.

Для описания кустарничково-травяного и мохового ярусов на пробной площадке 10х10 м закладывается дополнительная площадка меньшего размера 2х2 м.

Все виды растений, образующие кустарничково-травяной ярус, куда входят кустарнички из семейства вересковых (Ericaceae), вносятся в описание с указанием процента покрытия площади каждым видом.

Если при описании встретятся неизвестные растения, то они вносятся в описание под каким-либо условным названием или номером и отбираются в гербарий для последующего определения при камеральной обработке.

При описании мохового яруса перечисляются все виды встретившихся мхов с указанием процента покрытия площади каждым из них.

Неизвестные виды мхов также должны быть отобраны в гербарий для последующего определения.

Описание растительного покрова дополняется описанием микрорельефа.

При описании микрорельефа должно быть отмечено следующее: а) общий характер его форм, т. е. наличие ясно выраженных повышений — кочек, бугров и гряд, или — понижений — ложбин, мочажин и т. д.; б) размеры элементов микрорельефа — длина, ширина (средняя, а также крайние пределы) для понижений, а для повышений — их высота над понижениями; в) соотношение площадей, занятых каждой формой микрорельефа в процентах; г) направление расположения элементов микрорельефа — перпендикулярно или параллельно к длинной оси торфяного месторождения.

Кроме микрорельефа дается оценка оводненности фитоценоза. Оводненность оценивается по трем группам: ниже-средняя, когда вода стоит ниже уровня поверхности и не прожимается при ходьбе; средняя, когда вода стоит близ поверхности и прожимается при ходьбе, и выше-средняя, когда вода стоит на поверхности.

Описание растительности вносится в полевой журнал. На основании описания растительности тот или иной исследованный участок относится к определенному фитоценозу.

При проведении полевых геоботанических исследований ведется и междупунктный абрис растительности, т. е. по проходу точно отмечается смена одних фитоценозов другими, с указанием привязки к существующей сети.

Ведение абриса растительности с уточнением границ фитоценозов помогает установить типы поверхности торфяного месторождения.



Тип поверхности определяется по данным исследования и описания растительности и микрорельефа, полученным в результате проведения подробных геоботанических исследований при детальной разведке.

Под типом поверхности понимаются природные единицы, различающиеся рядом определенных признаков: характером развития древесного, яруса, микрорельефом, мощностью очесного слоя, степенью увлажнения поверхностного слоя торфяной залежи и наличием мертвого пня.

В основу классификации типов поверхностей положено расчленение растительного покрова на. фитоценозы.

Всего для низинного, переходного и верхового типов торфяных месторождений выделено 20 типов поверхности (фиг. 9—14).

Различаются следующие типы поверхности:

Из перечисленных типов поверхности, 13 являются облесенными, 7 — безлесными.

Облесенные типы поверхности торфяных месторождений без учета древесного яруса, характеризуются следующими основными признаками:

1. Грядово-озерный. В растительном покрове: вересковые кустарнички — подбел (Andromeda polifolia), водяника (Empetrura nigrum) с покрытием 20%; в травяном ярусе — пушица (Eriophorum vaginatum) и шейхцерия — покрытие до 20%; моховой ярус образован сфагновыми мхами. На грядах из сфагновых мхов преобладает Sphagnum fuscum, реже распространен Sphagnum medium; в мочажинах — Sphagnum, Dusenii, Sphagnum cuspidatum и Sphagnum balticum.

Площадь покрытия буграми и кочками составляет 30% всей поверхности. Высота бугров 0,6 м, ширина гряд или диаметр кочек 3,5 м, длина гряд 20 м. Большинство понижений между кочками и грядами имеет характер озерков с открытой водной поверхностью. Толщина мохового очеса 0,3 м.

2. Грядово-мочажинный. Из кустарничков встречаются: подбел (Andromeda polifolia), болотный вереск (Cassandra calyculata), клюква (Oxycoccos). Общее покрытие кустарничков, — 30%.

В травяном ярусе — пушица (Eriophorum vaginatum), очеретник (Rhynchospora alba) с покрытием — 20%.

Моховой ярус представлен сфагновыми мхами.

На грядах преобладает Sphagnum fuscum, реже — Sphagnum medium. В мочажинах произрастает Sphagnum Dusenii, Siphagnum balticum и по склонам гряд Sphagnum parvifolium. Площадь покрытия кочками и грядами составляет 40% поверхности; высота кочек и град 0,5 м, ширина гряд или диаметр кочек 5 м и длина гряд 15 м. Между буграми — мочажины глубиной 0,4 м, шириной 2—3 м, длиной 15 м; мощность очесного слоя 0,3 м, оводненность высокая.

3. Фускум. Кустарнички — болотный вереск (Cassandra calyeulata), водяника (Empetrum nigrum) и подбел (Andromeda polifolia), покрывающие до 20% площади.

В травяном ярусе — пушица (Eriophorum vaginatum) и морошка (Rubus Chamaemorus); в сумме они составляют 30% покрытия. В моховом ярусе — Sphagnum fuscum, покрывающий до 90% всей площади, образует бугры и гряды; Sphagnum medium и Spliagnum parvifolium по межкочьям составляют 10% покрытия. Высота гряд и кочек 0,4 м„ ширина гряд или диаметр кочек 5 м, длина гряд 10 м. Мощность очесного слоя 0,4 м. Оводненность средняя.

4. Сосново-сфагновый (медиум). Из кустарничков встречаются: болотный вереск (Cassandra calyeulata), багульник (Ledum palustre) и подбел (Andromeda polifolia), покрывающие до 50% площади.

В моховом покрове преобладает Sphagnum medium — 60 %, Sphagnum parvifolium — 30% и кукушкин лен (PoIytrichum strictum) — 10% покрытия.

Кочки и гряды занимают половину площади. Высота кочек 0,2 м, ширина или диаметр 5 м, длина гряд 10 м. Мощность очеса 0,2 м. Оводненность средняя.

5. Сосново-кустарничковый. Хорошо развитый кустарничковый ярус образован багульником (Ledum palustre) и болотным вереском (Cassandra calyсulata), составляющими до 60% покрытия, а также голубикой (Vaccinium uliginosum) — 10% покрытия; встречается брусника (Vaccinium vitis-idaea).

В травяном ярусе — единичные экземпляры пушицы.

В моховом покрове — Sphagnum medium — 40% покрытия и Sphagnum parvifolium — 20% покрытия.

Поверхность почти ровная. Толщина сфагнового очеса 0,1 м. Оводненность слабая.

6. Вторичные верховые березняки. Кустарничковый ярус образован голубикой (Vaccinium uliginosum) с покрытием—30%. болотным вереском (Cassandra calyсulata) — 30%, багульником (Ledum palustre) — 20%. В травяном ярусе — пушица (Eriophorum vaginatum).

В моховом покрове — кукушкин лен (Polytrichum strictum), занимающий до 70% площади, и Sphagnum medium. — 20%. Микрорельеф почти ровный, мощность очеса 0,1 м. Оводненность слабая.

7. Лесной — переходный. Из кустарничков встречаются; болотный вереск (Cassandra calyeulata) и клюква (Oxycoccos, palustris), с покрытием 10%, из кустарников — ива розмаринолистная (Salix rosmarinifolia) — 30%. В травяном ярусе — осока нитевидная (Carex lasiocarpa) — 20%,осока, бутыльчатая (Carex rostrata) — 10%, пушица (Eriophorum vaginatum) — 10% и разнотравие, составляющее 20% покрытия.

Моховой ярус представлен сфагновыми мхами: Sphagnum medium и Sphagnum subbicolor — 30%, Sphagnumobtusum — 20%, Sphagnum parvifolium — 10%, Sphagnumsquarrosum — 10%.

Кочки занимают 20% площади; высота кочек 0,2 м, ширина 1,0 м и длина 2 м.

Толщина очеса 0,1 м. Оводненность высокая.

8. Ивняки осоковые. В травяном ярусе: осока стройная; (Carex gracilis) — 20%; осока нитевидная (Carex lasiocarра) — 30%; осока своеобразная (Carex paradoxa) — 10%. В моховом покрове — единичные экземпляры гипновых мхов. До 20% площади занято небольшими кочками. Толщина очеса 0,1 м. Оводненность средняя.

9. Ивняки-заросли. Низкие кустарнички и моховой ярус отсутствуют; травяной ярус представлен осоками: осокой своеобразной (Carex paradoxa), покрытие 20%; осокой стройной (Carex gracilis) — 20% и осокой сжатой (Carex stricta) — 10%. Оводненность слабая.

10. Древесно-осоковый разнотравный. В травяном ярусе: осока своеобразная (Carex paradoxa) — 20%, тростник (Phragmites communis) — 30%, вахта (Menyanthes trifoiiata) — 20%, вейник (Calamagrostis) — 20%.

В моховом покрове — гипновые мхи, занимающие 20% площади. Половина площади занята кочками высотой 0,5 м и диаметром 2 м. Толщина очеса 0,1 м. Оводненность слабая.

11. Древесно-кустарниковый. Из кустарников — низкие ивы: ива розмаринолистная (Salix rosmarinifolia) и ива черничная (S’alix myrtilloides), покрывающие до 20% площади.

В травяном ярусе: осока своеобразная (Carex paradoxa) — 20%, сабельник (Comarum palustre), вахта (Menyanthes trifoiiata) и хвощ (Equisetum limosum), составляющие до 30% покрытия.

В моховом покрове — гипновые мхи: Aulacomnium palustre и Camptothecium trichoides, покрывающие до 70% площади, и Sphagnum Warnstorfii, составляющий 20% покрытия. Половина площади занята кочками высотой 0,4 м, диаметром 1,0 м. Мощность очеса 0,1 м. Оводненность средняя.

12. Березняки. Низкорослые кустарники и моховой ярус отсутствуют. В травяном ярусе: осока своеобразная (Carex paradoxa) и осока дернистая (Саrех caespitosa), имеющие 20% покрытия; сабельник (Comarum palustre), вахта (Menyanthes trifoiiata) и хвощ (Equisetum palustre), составляющие 40% покрытия.

Половина площади занята кочками высотой 0,3 м, диаметром 1,0 м. Толщина очеса 0,1 м. Оводненность слабая.

13. Ольшанники. Кустарники — ива пепельная (Salix cinerea), рябина (Sorbus aucuparia), крушина (Rhamnus frangula), встречаются в единичных экземплярах; в моховом покрове — гипновые мхи — 20%; в травяном ярусе: осока своеобразная (Carex paradoxa) — 20%; осока дернистая (Саrех caespitosa) — 10%, осока ложносытьевидная (Carex pseudocyperus) — 10% и разнотравие — таволга (Filipendula ulmaria), папоротник (Dryopteris), вейник (Calamagrostis) с покрытием 30%. Половина площади занята кочками, высотой 0,4 м, диаметром 0,5 м, толщина очеса 0,1 м. Увлажненность переменная.

Безлесные типы поверхности торфяных месторождений характеризуются следующими основными признаками:

14. Сфагновые топи. В кустарничковом ярусе — болотный вереск (Cassandra calyeulata) и подбел (Andromeda polifolia) с покрытием 20%. В травяном ярусе — пушица (Eriophorum vaginatum) — 30%, шейхцерия (Scheuchzeria palustris) — 20%; редко осока топяная (Carex limosa).

В моховом покрове — Sphagnum medium, Sphagnum parvifolium, Sphagnum Dusenii, Sphagnum fuscum, Sphagnum balticum и Sphagnum cuspidatum при преобладающем покрытии Sphagnum Dusenii.

Поверхность почти ровная, толщина мохового очеса 0,3 м. Оводненность высокая.

15. Осоково-сфагвовый. Из кустарников — единичные экземпляры ивы; в травяном ярусе — осока нитевидная. (Саrех lasiocarpa) и осока бутыльчатая (Carex rostrata), с покрытием 30%; вахта (Menyanthes trifoliata), хвощ (Equisetum limosum) и пушица (Eriophorum angustifolium) составляют 10%. Из мохового яруса: Sphagnum obtusum, — 40%, и Sphagnum subsecundiun — 20% покрытия; изредка встречается Sphagnum teres.

Поверхность ровная, толщина очеса 0,2 м. Оводненность высокая.

16. Осоковые топи. Кустарнички отсутствуют. В травяном ярусе господствуют осоки — осока нитевидная (Сагех lasiocarpa) 40% покрытия и осока бутыльчатая (Carex rostrata) — 40%; встречаются пушица (Eriophorum angustifolium) и вахта (Menyanthes trifoliata).

Моховой ярус представлен единичными экземплярами гипновых и сфагновых мхов. Поверхность ровная, толщина очеса 0,2 м. Оводненность повышенная.

17. О соковые кочкарники. Кустарничковый и моховой ярусы отсутствуют. В травяном ярусе: осока сжатая (Carex stricta) и осока стройная (Carex gracilis), составляющие до 80% покрытия; осока своеобразная (Carex paradoxa) — 10%. Высота кочек 0,3—0,5 м, диаметр 0,2—0,3 м. Оводненность средняя.

18. Тростниковые топи. Кустарнички отсутствуют. Тростник покрывает 70% поверхности, остальная площадь занята осоками — осокой бутыльчатой (Carex rostrata), составляющей 20% покрытия, и осокой нитевидной (Carex lasioсаrра) — 10%. Моховой покров из гипновых мхов — Drepanocladus — развит слабо. В микрорельефе имеются незначительные понижения до 0,2 м.

19. Осоковый переходный. Из кустарничков — подбел (Andromeda polifolia), покрытие — 10%. В травяном ярусе пушица (Eriophorum vaginatum) — 10%, шейхцерия и осоки — 10%.

Моховой покров образован сфагновыми мхами: Sphagnum obtusum — 60%, Sphagnum medium и Sphagnum parvifolium, покрывающими 20% площади.

Поверхность ровная, толщина очеса 0,1 м. Оводненность высокая.

20. Осоково-гипновый. До половины площади занято низкорослыми видами ив: ивой розмаринолистной (Salix rosmarinifolia) и ивой черничной (Salix myrtilloides). В травяном ярусе— осока бутыльчатая (Carex rostrata), составляющая 30%, осока нитевидная (Carex дasiocarpa) —20% и осока топяная (Carex limosa) — 10% покрытия.

Моховой ярус образован гипновыми мхами Drepanocladus, покрывающими 50% площади.

Микрорельеф кочковатый или слабо волнистый. Высота кочек 0,2 м, диаметр 0,2—0,3 м. Толщина очеса 0,1 м. Оводненность высокая.

В соответствии с особенностями подготовки поверхности торфяных месторождений для эксплуатации все 20 типов поверхности объединены в шесть схем:

Схема 1-я — сосново-кустарничковый, древесно-осоковый разнотравный, древесно-кустарниковый, березняки, ольшанники;

Схема 2-я — вторичные верховые березняки, лесной переходный, сосново-сфагновый;

Схема 3-я — ивняки осоковые, ивняки — заросли;

Схема 4-я — грядово-озерный, грядово-мочажинный, фускум, сфагновые топи;

Схема 5-я — осоково-переходный, осоковые топи, тростниковые топи, осоково-гипновый, осоково-сфагновый;

Схема 6-я — осоковые кочкарники:

Для каждой из этих схем установлен состав и очередность работ, связанных с подготовкой поверхности торфяного месторождения для его эксплуатации.

На естественный растительный покров торфяного месторождения влияют в значительной степени вторичные факторы: пожары, осушка, пастьба скота, вырубка леса.

На месте выгоревших участков на месторождениях верхового, а иногда и переходного типов, возникают вторичные березняки с обильным участием в моховом покрове кукушкина льна. Осушение верхового месторождения приводит к обильному разрастанию в древесном ярусе березы, к угнетению мохового покрова. Осушение низинного месторождения способствует лучшему росту древесного яруса. Влияние пастьбы скота отражается на микрорельефе и на составе травостоя.

Все это необходимо учитывать при производстве работ по разведке и изучении типов поверхности торфяного месторождения.