Ботанический журнал, 2023, T. 108, № 3, стр. 210-227

ТИПИЗАЦИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ЕДИНИЦ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ПРИМЕРЕ ТЕРМОКАРСТОВЫХ МАССИВОВ ОСТРОВА КОТЕЛЬНОГО (НОВОСИБИРСКИЕ ОСТРОВА)

О. И. Сумина^*

Санкт-Петербургский государственный университет
199034 Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9, Россия

Поступила в редакцию 21.06.2022
После доработки 06.02.2023
Принята к публикации 28.02.2023

EDN: VRLVQO
DOI: 10.31857/S0006813623030110

Аннотация

В Арктике таяние многолетней мерзлоты и подземных льдов – одна из современных проблем, требующая постоянного мониторинга. В районах распространения мощных полигонально-жильных льдов вследствие термокарста возникают территории, занятые группами бугров-останцов, разделенных ложбинами-просадками на месте вытаявших ледяных жил. Растительность подобных участков (массивов) представлена территориальными единицами первых уровней размерности с внутри- (мозаичность сообществ) и надфитоценотической (микро- и мезокомбинации: комплексы, их совокупности и ряды) гетерогенностью. Форма, размеры и растительность бугров и ложбин изменяются под влиянием термоденудации, меняется и растительность массива в целом, поэтому она может служить индикатором активности процессов, формирующих массив. Термокарстовый рельеф характерен для ландшафтов Новосибирских островов. По данным описаний 38 массивов, сделанных на о. Котельный в 1974–1975 гг., впервые проведена их типизация как территориальных единиц растительности. Всего выделено и охарактеризовано 7 типов массивов, относящихся к 2 классам: собственно массивы байджарахов (с минеральными буграми) и массивы с торфяными буграми (включает 1 тип массивов). Первый класс объединяет 2 группы типов: слабодифференцированные массивы (микрокомбинации) и дифференцированные массивы (мезокомбинации). В первой группе – 2 типа массивов, во второй – 4. Выделенные типы массивов байджарахов соответствуют последовательным этапам трансформации массива. Гетерогенность растительности массива со временем усложняется, а при его разрушении вновь упрощается: зачаточные массивы представлены микрокомбинациями, группа развитых (дифференцированных) массивов – мезокомбинациями, разрушающиеся массивы – микрокомбинациями. Разработанная типология массивов байджарахов удобна для практической работы и использования при дистанционном мониторинге состояния криолитозоны в целях оценки интенсивности термокарста в различающихся по флоре и растительности районах Арктики.

Ключевые слова: термокарст, байджарахи, торфяники, гетерогенность растительности, территориальные единицы, фитоценохоры, Арктика

Климатические изменения и связанная с ними активизация термокарста и других процессов термоденудации, отмечаемые в последние годы в Арктике (Mel’nikov, Drozdov, 2015; Fraser et al., 2018; Frost et al., 2018; Lara et al., 2019; Lewkowicz, Way, 2019; Selroos et al., 2019; Vasil’ev et al., 2020), могут привести к непредсказуемому каскаду экологических последствий (Fraser et al., 2018). Термокарст в районах распространения подземных льдов становится причиной разрушения зданий, дорог, трубопроводов и других сооружений. В результате таяния мощных полигонально-жильных льдов дневная поверхность над ними проседает и образуется сеть ложбин, оконтуривающих бугры-останцы из вмещавших льды отложений. Такие бугры, сложенные минеральным грунтом, называют байджарахами. Они всегда встречаются группами, вместе с ложбинами образуя массив байджарахов – хорошо отграниченный от окружающей тундры участок со сложным растительным покровом, гетерогенность которого проявляется на внутри- и надфитоценотическом уровнях: от мозаики микрогруппировок в пределах сообществ отдельных бугров или ложбин (Sumina, 1977b, 1979) до сложной комплексности целых массивов (Sumina, 2022). Растительность массивов байджарахов – образец фитоценохор первых уровней размерности. Иерархическая схема ее гетерогенности (Sumina, 1977a, b, 2022) включает следующие уровни: 1) микрогруппировки на элементах нанорельефа; 2) сообщества элементов микрорельефа (бугров и ложбин); 3) комплексы сообществ (растительность элементарных массивов); 4) сочетания комплексов (растительность массивов в целом). Форма и растительность отдельных бугров и ложбин изменяются под воздействием термоденудации, при этом меняется и растительный покров целых массивов (Sumina, 1975, 1977a, b, 2020). Территорию любого из них можно разделить на “элементарные массивы” – участки с однотипными буграми и соответствующими им ложбинами (одного или нескольких типов)¹ ¹ – в пределах которых начало, скорость и интенсивность термоденудации примерно одинаковы. Каждый элементарный массив – это дву- или многочленный комплекс – единица уровня микрокомбинации (Isachenko, 1969). Обычно массив байджарахов объединяет несколько элементарных массивов и представляет собой совокупность комплексов или их поясной ряд, т.е. мезокомбинацию (Isachenko, 1969).

Растительность массива байджарахов – индикатор активности формирующих его процессов термоденудации (Sumina, 2020), поэтому в рамках решения актуальной проблемы мониторинга состояния криолитозоны России (Brushkov et al., 2020) может быть привлечена типизация массивов байджарахов, что позволит сравнивать их в разных районах Арктики.

Задача данной работы, продолжающей ранее опубликованный (Sumina, 2022) анализ гетерогенности растительного покрова массивов байджарахов, – создание их типологии как территориальных единиц растительности на примере массивов о. Котельный.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В основу статьи легли материалы, собранные на юго-западном побережье о. Котельный (от 74°44' с.ш. и 138°21' в.д. до 74°40' с.ш. и 138°54' в.д.) в 1974–1975 гг. Район исследований входит в Восточносибирскую провинцию северной полосы подобласти арктических тундр (Aleksandrova, 1980). Зональная растительность – полигональные мохово-лишайниковые арктические тундры (Kruchinin, 1963) с общим проективным покрытием не более 50%: пятна голого грунта окружены мохово-лишайниковой дерниной, в которой преобладают мхи Ditrichum flexicaule² ², Sanionia uncinata, Hylocomium splendens, лишайники Thamnolia vermicularis, Cetraria ericetorum, Flavocetraria cucullata, Peltigera rufescens, Dactylina arctica и др. Из сосудистых растений доминирует Salix polaris, с ивой содоминируют: Alopecurus alpinus, Luzula confusa, Poa alpigena, Deschampsia borealis; обычны Oxyria digyna, Papaver polare, Potentilla hyparctica, Saxifraga cespitosa и др. (Sumina, 1977b).

Термокарстовые формы рельефа характерны для ландшафтов Новосибирского архипелага. На о. Котельный массивы байджарахов распространены на водоразделах, по склонам долин рек, ручьев и оврагов, на термоабразионных морских берегах (рис. 1). Кроме того, в широких долинах рек и крупных ручьев встречаются нарушенные термокарстом древние торфяники (рис. 2); некоторые геоморфологи считают их “плосковершинными байджарахами, сложенными торфянистыми отложениями” (Sisko, 1968: 131).

Рис. 1.

Байджарахи, о. Котельный, 1974 г.

Fig. 1. Baydzharakhs, Kotelny Island, 1974.

Рис. 2.

Плоскобугристый торфяник, о. Котельный, 1974 г.

Fig. 2. Flat-mound peatland, Kotelny Island, 1974.

Всего обследовано около 40 термокарстовых массивов (байджарахов и торфяников) площадью 750–10000 м², в которых от 25 до 70% территории занимают бугры (высотой 0.5–5.0 м и диаметром в основании 3–10 м), окруженные ложбинами шириной 2–10 м.

Описание конкретного массива включало: данные о его размерах, положении в рельефе, соотношении площадей бугров и ложбин, особенностях их растительности, наличии термокарстовых водоемов (челбаков)³ ³ и особых отличительных признаков. Для ряда массивов составляли картосхемы растительности методом инструментально-глазомерной съемки в масштабе 1 : 500. Характеризуя растительный покров массива, в качестве основной единицы принимали растительные сообщества бугров и ложбин. Для первых геоботанические описания делали в их границах, для вторых – на прямоугольных площадках около 30 м², что совпадало со средней площадью бугров. В описании отмечали: положение бугра (или ложбины) в пределах массива, увлажнение, особенности нанорельефа, процент пятен грунта или иных эродированных участков и степень их зарастания, физиономические черты сообщества, общее проективное покрытие, проективное покрытие сосудистых растений, мхов и лишайников, проективное покрытие каждого вида.

В дальнейшем была проведена типизация растительных сообществ бугров и ложбин (Sumina, 1977a, b) по эколого-фитоценотическому принципу и выделено 10 и 8 типов сообществ соответственно (табл. 1). Выделенные типы бугров можно рассматривать как ряд стадий их преобразований под влиянием термоденудации (Sumina, 1977a, b, 2020, 2022): тундровый (моховой или лишайниковый) → тундровый эродированный → конусовидный эродированный → разнотравно-лишайниковый → нивальный (это последняя стадия разрушения бугра, рис. 3). На пологих склонах процесс идет несколько иначе: бугры полностью не разрушаются, а зарастают травами – так формируются бугры луговинного типа. Сообщества торфяных бугров относятся к 3 типам, которые образуют следующий ряд: вейниково-моховой → разнотравно-вейниковый → торфяной эродированный.

Таблица 1.

Типы сообществ бугров и ложбин: основные характеристики Table 1. Types of thermokarst mound and trench communities: main parameters

Название типа сообществ Name of community type	Краткое название типа Short name of type	Проективное покрытие, % Plant cover, %					Внутрифитоценотичес- кая гетерогенность Intraphytocoenotic heterogeneity
		Общее Total	Сосудистые Vascular plants	Мхи Mosses	Лишайники Lichens
		Общее Total	Сосудистые Vascular plants	Мхи Mosses	Все All lichens	Накипные Crustose
Бугры / Thermokarst mounds
Ожиково-злаково-ивково-лишайниково-моховой Mosses-lichens-Salix polaris-Alopecurus alpinus-Luzula confusa	Тундровый моховой Tundra-like with mosses dominating	50–60	30–40	40–50	10–20	10–15	РЦМ
Пестроразнотравно-лисохвостово-ивково-лишайниковый Lichens-Salix polaris-Alopecurus alpinus-forbs	Тундровый лишайниковый Tundra-like with lichens dominating	60–70	30–50	5–20	50	40–45	РЦМ
Пестроразнотравно-злаково-лишайниковый эродированный Lichens-graminoids-forbs, eroded	Тундровый эродированный Eroded tundra-like	20–30	7–20	1–5	3–15	3–15	СПМ
Разнотравно-злаково-эпигейнолишайниковый эродированный Crustose lichens-graminoids-forbs, eroded	Конусовидный эродированный Eroded conical	35–40	5–15	5–10	15–35	15–35	МРМ
Разнотравно-фиппсиево-эпигейнолишайниковый Crustose lichens-Phippsia algida-forbs	Нивальный Nival community-like	70–80	20–30	15–20	40–50	40–50	НМ
Ожиково-ивково-кисличниково-злаково-лишайниковый Lichens-graminoids-Oxyria digyna-Salix polaris-Luzulaconfusa	Луговинный Meadow-like	60–80	50	10–40	30–50	20–40	НМ
Пестроразнотравно-эпигейнолишайниковый Crustose lichens-forbs	Разнотравно-лишайниковый Forbs and lichens dominating	60–80	20–30	20–25	50–70	45–60	НМ
Ивково-вейниково-ожиково-лишайниково-моховой Mosses-lichens-Luzula nivalis- Calamagrostis holmii-Salix polaris	Вейниково-моховой Mosses and Calamagrostis holmii dominating	50–95	50–60	40–90	15–40	15–30	НМ
Пестроразнотравно-вейниково-лишайниковый Lichens-Calamagrostis holmii-forbs	Разнотравно-вейниковый Forbs and Calamagrostis holmii dominating	40–70	20–40	5–25	20–50	20–40	НМ
Разнотравно-вейниково-лишайниковый эродированный Lichens-Calamagrostis holmii-forbs, eroded	Торфяной эродированный Peat eroded	20	3–5	+	20	15	СПМ
Ложбины / Trenches
Лисохвостово-ивково-лишайниково-моховой Mosses-lichens-Salix polaris-Alopecurus alpinus	Лисохвостовый тундровый Tundra-like with Alopecurus alpinus	60–100	40–55	50–95	15–50	7–30	РЦМ
Лисохвостово-ожиково-ивково-лишайниково-моховой Mosses-lichens-Salix polaris-Luzulaconfusa-Alopecurus alpinus	Ожиковый тундровый Tundra-like with Luzula confusa	60–100	30–60	60–95	10–55	7–45	РЦМ
Лисохвостово-моховой Mosses-Alopecurus alpinus	Лисохвостовый Alopecurus alpinus dominating	90–100	20–50	80–100	7–20	7–20	НМ
Кисличниково-моховой Mosses-Oxyria digyna	Кисличниковый Oxyria digyna dominating	90–100	20–50	90–95	15–30	15–30	НМ
Злаково-пестроразнотравно-мохово-эпигейнолишайниковый Crustose lichens-mosses-forbs- graminoids	Разнотравно-лишайниковый Forbs and lichens dominating	95	30–50	45–70	30–60	30–60	НМ
Фиппсиево-разнотравно- эпигейнолишайниковый Crustose lichens-forbs-Phippsia algida	Нивальный Nival community-like	15–20	5	7–10	2–7	2–7	НМ
Разнотравно-моховой Mosses-forbs	Челбачный Chelbaks	100	7–15	100	+	+	ГП
Дюпонциево-моховой Mosses-Dupontia fisheri	Дюпонциевый Dupontia fisheri dominating	95–100	30–40	95–100	–	–	ГП

Примечание: Названия типов мозаичности приведены по Н.В. Матвеевой (Matveyeva, 1998): РЦМ – Регулярно-циклическая мозаика; СПМ – Cпорадично-пятнистая мозаика; НМ – Нерегулярная мозаика; МРМ – Микропоясный ряд микрогруппировок; ГП – гомогенный покров.

Note. The types of mosaic according to Matveyeva (1998): РЦМ – Regular-cyclic mosaic; СПМ – Sporadically spotted mosaic; НМ – Irregular mosaic; МРМ – Micro-belt row of patches; ГП – Homogeneous cover.

Рис. 3.

Последняя стадия разрушения байджараха – размытый нивальный бугор.

Fig. 3. The last stage of the baidzharakh destruction – a washed-out nival mound.

При типизации массивов основным критерием было разнообразие типов сообществ бугров и ложбин, отражающее гетерогенность его растительности (наличие одного или нескольких элементарных массивов) и степень развития термоденудации. В один тип объединяли массивы с близким набором растительных сообществ бугров и ложбин; сходным образом расположенные в рельефе (на водоразделах, склонах, в долинах); характеризующиеся примерно одинаковой стадией денудации.

Геоботанические названия сложных территориальных единиц растительности формируются по-разному, но, как правило, они довольно громоздки (Lavrinenko, 2020). Называя типы массивов, мы отказались от геоботанических наименований, так как разделяем мнение, что “название – это символ, а не определение” (Kuminova, 1974: 32) – оно должно указывать на основные признаки объекта. При наименовании типов массивов использовали следующий подход: название дается по типу сообществ бугров, характерному для данных массивов, либо сохраняется то название, под которым подобные массивы ранее были описаны в литературе. Использование краткого, а не полного геоботанического названия типов сообществ бугров (табл. 1) удобнее с практической точки зрения. С одной стороны, оно проще и подчеркивает, как уже сказано, основную их особенность; с другой – применение предложенного подхода другими исследователями могло бы облегчить сравнение массивов из разных районов Арктики. Анализ литературы показывает, что в разных районах байджарахи обладают внешним сходством. Авторы публикаций чаще всего описывают бугры с тундровой дерниной, растительностью луговинного типа и эродированные⁴ ⁴. В то же время, сообщества бугров, относящиеся к одной стадии развития (например, луговинные), по видовому составу в разных районах могут существенно различаться, так что по геоботаническим названиям, учитывающим локальные особенности, не всегда можно судить о сходстве позиции сообществ в динамическом ряду (т.е. о степени развития термоденудации).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Термокарстовые массивы острова Котельного (табл. 2) образуют 2 крупных кластера (классы типов массивов): собственно массивы байджарахов и массивы с торфяными буграми. Различаются они по набору типов сообществ бугров и ложбин, что зависит от субстрата (минерального грунта или торфа). Первый из классов включает 2 группы типов массивов байджарахов: слабодифференцированные (дву- или многочленные комплексы, т.е. микрокомбинации) и дифференцированные (поясные ряды комплексов или их совокупности – мезокомбинации). Группы типов массивов различаются, в первую очередь, по разнообразию сообществ бугров. Массивы из первой группы образованы буграми одного типа, т. е. совпадают с элементарным массивом; сообщества ложбин в них представлены 1–2 типами, причем один из них сходен с растительностью бугров. Такие массивы соответствуют либо началу термокарста, либо последней стадии разрушения массива. Вторая группа типов объединяет массивы с более сложной гетерогенностью растительного покрова, состоящие из нескольких элементарных.

Таблица 2.

Выделение типов массивов с учетом набора сообществ бугров и ложбин Table 2. Massif types identification taking into account the set of mound and trench communities. (The names of the massif types, and mound and trench communities in English see in the Note, under the letters A–G and numbers 1–18)

Название типа массивов Name of the massif type	Зачаточный массив (A)						Массив с луговинными буграми (B)						Массив с тундровыми эродированными буграми (C)					Термокарстовый комплекс (D)					Байджараховый цирк (E)					Массив с ниваль- ными буграми (F)		Плоскобугристый торфяник (G)
№ п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36	37	38
Типы сообществ бугров / Types of the thermokarst mound communities
Тундровый моховой (1)	+	+	+	+
Тундровый лишайниковый (2)					+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+						+	+
Тундровый эродированный (3)											+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Конусовидный эродированный (4)																		+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Нивальный (5)																							+	+	+	+	+	+	+
Луговинный (6)							+	+	+	+	+	+
Разнотравно-лишайниковый (7)												+						+	+
Вейниково-моховой (8)																														+	+	+	+	+	+	+	+	+
Разнотравно-вейниковый (9)																														+	+	+	+	+	+	+	+
Торфяной эродированный (10)																															+	+	+	+	+	+		+
Типы сообществ ложбин / Types of the trench communities
Лисохвостовый тундровый (11)	+	+	+	+	+	+				+	+	+	+	+	+	+		+	+											+	+		+	+
Ожиковый тундровый (12)	+						+	+	+	+	+	+	+				+						+
Лисохвостовый (13)		+	+	+			+	+	+	+		+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+							+	+	+	+	+	+	+	+	+
Кисличниковый (14)									+	+	+	+	+						+	+		+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Разнотравно-лишайниковый (15)																+		+	+			+	+		+
Нивальный (16)																							+	+	+	+	+	+	+
Челбачный (17)																		+	+	+	+	+								+	+	+
Дюпонциевый (18)																															+	+	+	+	+	+	+	+
Число типов бугров Number of mound types	1	1	1	1	1	1	2	2	2	2	3	4	2	2	2	2	2	3	3	2	2	2	4	4	3	3	3	1	1	2	3	3	3	3	3	3	2	2
Число типов ложбин Number of trench types	2	2	2	2	1	1	2	2	3	4	3	4	4	2	2	3	2	4	5	3	2	4	5	2	3	2	2	2	2	4	5	4	3	3	2	2	2	2

Note: Names of massif types: (A) – Embryonal massif; (B) – Massif with meadow-like mounds; (C) – Massif with eroded tundra-like mounds; (D) – Thermokarst complex; (E) – Baidzharakh circus; (F) – Massif with nival community-like mounds; (G) – Massif with flat peat mounds. Names of mound and trench communities: (1) – Tundra-like with mosses dominating; (2) – Tundra-like with lichens dominating; (3) – Eroded tundra-like; (4) – Eroded conical; (5) – Nival community-like; (6) – Meadow-like; (7) – Forbs and lichens dominating; (8) – Mosses and Calamagrostis holmii dominating; (9) – Forbs and Calamagrostis holmii dominating; (10) – Peat eroded; (11) – Tundra-like with Alopecurus alpinus; (12) – Tundra-like with Luzula confusa; (13) – Alopecurus alpinus dominating; (14) – Oxyria digyna dominating; (15) – Forbs and lichens dominating; (16) – Nival community-like; (17) – Chelbaks; (18) – Dupontia fisheri dominating.

Ниже приведены систематический перечень и описания выделенных типов массивов.

Термокарстовые массивы о. Котельного:

Класс типов массивов: Собственно массивы байджарахов

Группа типов массивов: Слабодифференцированные массивы

Тип массивов:

1. Зачаточный массив

2. Массив с нивальными буграми

Группа типов массивов: Дифференцированные массивы

Тип массивов:

3. Массив с тундровыми эродированными буграми

4. Термокарстовый комплекс

5. Байджараховый цирк

6. Массив с луговинными буграми

Класс типов массивов: Массивы с торфяными буграми

Тип массивов:

7. Плоскобугристый торфяник⁵ ⁵

Класс типов массивов: Собственно массивы байджарахов

Группа типов: Слабодифференцированные массивы (табл. 2, 3 )

Таблица 3.

Основные характеристики массивов байджарахов, входящих в группу типов “Слабодифференцированные массивы” Table 3. Main parameters of the baidzharakh massifs belonging to the group of types “Weakly differentiated massifs”

Тип массивов Type of massifs	Зачаточный массив Embryonal massif				Массив с нивальными буграми Massif with nival community-like mounds
№ массива в Таблице 2 № of the massif in Table 2	1	2	3	4	28	29
Площадь массива, м² Massif area, m²	1750	1200	3500	10000	1500	1500
Площадь бугров, % Area of thermokarst mounds, %	40	40	40	50	25	50
Типы сообществ бугров, % / Types of the thermokarst mound communities, %
Тундровый моховой Tundra-like with mosses dominating	100	100	100	100
Нивальный Nival community-like					100	100
Типы сообществ ложбин, % / Types of the trench communities, %
Лисохвостовый тундровый Tundra-like with Alopecurus alpinus	50	60	60	70
Ожиковый тундровый Tundra-like with Luzula confusa	50
Лисохвостовый Alopecurus alpinus dominating		40	40	30
Кисличниковый Oxyria digyna dominating					5	30
Нивальный Nival community-like					95	70
Число типов бугров Number of mound types	1	1	1	1	1	1
Число типов ложбин Number of trench types	2	2	2	2	2	2

1. Зачаточный массив

Такие массивы в литературе были описаны как начальная стадия их формирования: “зачаточные, эмбриональные байджарахи” (Tikhomirov, 1956, 1959; Mitt, 1959; Karavaeva, 1965). Иначе их можно назвать “массивы с тундровыми буграми” (Sumina, 1977a, b), так как последние представляют собой инициальный этап образования бугров. Такие массивы приурочены к водоразделам и пологим (5–10°) склонам речных долин, встречаясь преимущественно в их верхней части (Mitt, 1959; Sisko, 1968; Sumina, 1977b). Характерно наличие сообществ бугров 1 типа (тундрового мохового или тундрового лишайникового) и ложбин 1–2 типов (лисохвостового тундрового или ожикового тундрового, а также лисохвостового). Невысокие (0.5–0.8 м) бугры диаметром 5–8 м занимают около 40–50% площади массива. Ложбины по характеру растительности мало отличаются от них. Данный тип массивов широко распространен в районе исследований.

2. Массив с нивальными буграми

В литературе подобные массивы не описаны, это заключительная стадия их разрушения. Массивы этого типа приурочены к небольшим глубоким оврагам. Общий вид массива определяют темно-серые нивальные бугры и такие же нивальные ложбины. Сообщества бугров – 1 типа, ложбин – 2 (нивального и кисличникового). На бугры (высота 0.4–1.0 м, диаметр 4–7 м) приходится 25–50% площади. В районе исследований этот тип массивов встречается редко, нами был отмечен только дважды.

Группа типов: Дифференцированные массивы (табл. 2, 4 )

Таблица 4.

Основные характеристики массивов байджарахов, входящих в группу типов “Дифференцированные массивы” Table 4. Main parameters of the baidzharakh massifs belonging to the group of types “Differentiated massifs”

Тип массивов Type of massifs	Массив с луговинными буграми Massif with meadow-like mounds					Массив с тундровыми эродированными буграми Massif with eroded tundra-like mounds			Термокарстовый комплекс Thermokarst complex			Байджараховый цирк Baidzharakh circus
№ массива в Таблице 2 № of the massif in Table 2	7	8	9	10	12	13	14	17	22	20	21	24	26	27	25
Площадь массива, м² Massif area, m²	3000	10000	1500	1500	6500	5000	3500	5000	2000	900	750	4200	2500	1900	17000
Площадь бугров, % Area of thermokarst mounds, %	30	35	45	40	35	40	40	50	40	30	40	40	40	30	45
Типы сообществ бугров, % / Types of the thermokarst mound communities, %
Тундровый лишайниковый Tundra-like with lichens dominating	30	55	45	75	35	40	50	5				25
Тундровый эродированный Eroded tundra-like					30	60	50	95	80	80	55	20	30	30	5
Конусовидный эродированный Eroded conical									20	20	45	10	40	20	90
Нивальный/Nival community-like												45	30	50	5
Луговинный/Meadow-like	70	45	55	25	30
Разнотравно-лишайниковый Forbs and lichens dominating					5
Типы сообществ ложбин, % / Types of the trench communities, %
Ожиковый тундровый Tundra-like with Luzula confusa	40	85	45	5	35	10		10
Лисохвостовый тундровый Tundra-like with Alopecurus alpinus				5	50	20	90
Лисохвостовый Alopecurus alpinus dominating	60	15	40	40	10	15	10	90	40	50	50
Кисличниковый Oxyria digyna dominating			15	50	5	55			50	30		30	15	5	50
Разнотравно-лишайниковый Forbs and lichens dominating									7						10
Челбачный/Chelbaks									3	20	50
Нивальный/Nival community-like												70	85	95	40
Число типов бугров Number of mound types	2	2	2	2	4	2	2	2	2	2	2	4	3	3	3
Число типов ложбин Number of trench types	2	2	3	4	4	4	2	2	4	3	2	2	2	2	3

3. Массив с тундровыми эродированными буграми

Похожие массивы были описаны на Восточном Таймыре в районе бухты Прончищевой (Sumina, 1979); это следующая, после зачаточного массива, стадия развития термокарста. Массивы этого типа приурочены к умеренно крутым (10–15°) склонам. Характерны тундровые эродированные бугры; благодаря светлому незадернованному суглинку на их вершинах массивы хорошо видны издалека. Сообщества бугров представлены 2 типами (тундровым лишайниковым и тундровым эродированным), ложбин – 2–4 (обычны лисохвостовый тундровый и лисохвостовый типы). На бугры высотой 1.0–1.2 м и диаметром 6–8 м приходится 40–50% площади. Элементарные массивы, в зависимости от их расположения, образуют совокупность комплексов или короткий поясной ряд комплексов (тогда в верхней части склона находятся тундровые лишайниковые бугры, а тундровые эродированные – ниже). Этот тип массивов широко распространен в районе исследований.

4. Термокарстовый комплекс

Под этим названием В.Д. Александрова (Aleksandrova, 1963, 1968) описала такие массивы на о. Большой Ляховский; упоминаются они и в работах других исследователей (Gorodkov, 1956; Kruchinin, 1963; Mikhaylov, 1971). Первоначально мы называли этот тип “челбачный массив” (Su-mina, 1977b), чтобы подчеркнуть его особенность и избежать возможной терминологической путаницы. Данные массивы приурочены к слабонаклонным поверхностям водоразделов. Характерно размещение массива в неглубокой (1–1.5 м) котловине с крутыми осыпающимися стенками, в центре которой вокруг термокарстового водоема-челбака, располагаются конусовидные эродированные бугры (рис. 4). По краю котловины всегда есть бугры, не оформившиеся до конца: одной стороной они причленяются к стенке котловины, их плоская вершина лежит вровень с окружающей тундрой. Обычно котловина не замкнута – на участке, где уклон поверхности больше, ее стенку размывают талые воды. Для массивов характерны конусовидные эродированные бугры и ложбины челбачного типа. Сообщества бугров представлены 2–3 типами (преимущественно это тундровый эродированный и конусовидный эродированный), ложбин – 3–5 (повсеместно представлены челбачный и лисохвостовый типы). Бугры высотой до 1.5 м и диаметром до 5 м занимают 30–40% площади. Массив включает несколько нерегулярно расположенных элементарных массивов, которые формируют совокупность комплексов. Этот тип массивов довольно часто встречается в районе исследований.

Рис. 4.

Термокарстовый комплекс.

Fig. 4. Thermokarst complex.

5. Байджараховый цирк

Под этим названием массивы описаны в литературе (Sisko, 1968, 1971; Korotkevich, 1972 и др.), реже используется термин “термокарстовый цирк” (Kruchinin, 1963). Все авторы рассматривают такие массивы как пример максимального разрушения дневной поверхности процессами термоденудации, как наиболее развитую форму “байджарахового рельефа” (рис. 5). Массивы этого типа занимают крутые (более 15°) склоны округлых котловин термокарстового происхождения, поперечник которых составляет 50 м и более. По дну котловины сочится вода, которая, собираясь в ручей, прорезает стенку котловины и впадает в более крупный водоток. Если соседние котловины сливаются, массив занимает огромную территорию. Характерно максимальное разнообразие типов сообществ бугров (3–4) и ложбин (2–5) по сравнению с другими типами массивов. Облик массивов определяют крупные конусовидные эродированные (высотой до 5 м, диаметром до 12 м) и нивальные бугры. Среди типов сообществ ложбин преобладают нивальный и кисличниковый. Бугры занимают 30–45% площади массива и формируют наиболее полно и ясно выраженный пространственно-временной ряд, отражающий стадии их развития: от тундровых – до нивальных (Sumina, 2020, 2022). Элементарные массивы, полосами вытянутые поперек склона, образуют поясной ряд комплексов. Этот тип массивов широко распространен в районе исследований.

Рис. 5.

Байджараховый цирк.

Fig. 5. Baidzharakh circus.

6. Массив с луговинными буграми

Как целое, такие массивы в литературе не описаны, хотя нередко упоминаются бугры-байджарахи, растительность которых близка к луговинному типу (Tikhomirov, 1938; Dorogostayskaya, 1959; Aleksandrova, 1963; Zanokha, 1995; Telyatnikov et al., 2017 и др.). Массивы данного типа соответствуют стадии затухания термокарста. Они встречаются на пологих склонах широких долин с благоприятными условиями снеговой защиты и увлажнения, которые способствуют обильному разрастанию трав. Густой ярко-зеленый травостой на буграх хорошо заметен издали и определяет облик массивов. Сообщества бугров представлены 2–4 типами (обычны луговинный и тундровый лишайниковый), ложбин – также 2–4 (преимущественно ожиковый тундровый, лисохвостовый и кисличниковый типы). На бугры высотой до 1.2 м и диаметром 4–7 м приходится 30–45% площади. Элементарные массивы располагаются довольно четкими полосами поперек склона (образуют поясной ряд комплексов), реже – нерегулярно (совокупность комплексов). Данный тип массивов в районе исследований встречается нечасто.

Класс типов массивов: Массивы с торфяными буграми (табл. 2, 5 )

Таблица 5.

Основные характеристики массивов, входящих в класс типов “Массивы с торфяными буграми” Table 5. Main parameters of the massifs belonging to the class of types “Massifs with peat mounds”

Тип массивов Type of massifs	Плоскобугристый торфяник Massif with flat peat mounds
№ массива в Таблице 2 № of the massif in Table 2	30	31	32	33	34	35	38	37
Площадь массива, м² Massif area, m²	1500	2100	5000	4500	15000	7000	1750	2100
Площадь бугров, % Area of thermokarst mounds, %	60	55	65	65	40	50	65	70
Типы сообществ бугров, % / Types of the thermokarst mound communities, %
Вейниково-моховой Mosses and Calamagrostis holmii dominating	95	90	50	70	52	80	25	20
Разнотравно-вейниковый Forbs and Calamagrostis holmii dominating	5	25	50	20	33	5		80
Торфяной эродированный Peat eroded		25	15	10	15	15	75
Типы сообществ ложбин, % / Types of the trench communities, %
Лисохвостовый тундровый Tundra-like with Alopecurus alpinus	50	13		65	10
Лисохвостовый Alopecurus alpinus dominating	8	25	35	15	50	2	80	70
Кисличниковый Oxyria digyna dominating	40	35	10
Челбачный Chelbaks	2	2	5
Дюпонциевый Dupontia fisheri dominating		25	50	20	40	98	20	30
Число типов бугров Number of mound types	2	3	3	3	3	3	2	2
Число типов ложбин Number of trench types	4	5	4	3	3	2	2	2

По признакам растительности торфяники хорошо отличаются от массивов байджарахов. Для них характерны сообщества влаголюбивых видов (Dupontia fisheri, Eriophorum scheuchzeri, Caltha arctica, Arctophila fulva, Cardamine pratensis, Ranunculus hyperboreus, Saxifraga foliolosa) в ложбинах и доминирование Calamagrostis holmii и Luzula nivalis в сообществах торфяных бугров.

7. Плоскобугристый торфяник

Плоскобугристые торфяники подробно описаны Н.И. Пьявченко (P’yavchenko, 1955); для Новосибирских островов сведения о них приводят Б.Н. Городков (Gorodkov, 1956), В.Д. Александрова (Aleksandrova, 1966) и Р.К. Сиско (Sisko, 1968). Массивы этого типа приурочены к поймам рек, широким долинам ручьев и низким побережьям лагун. Их облик определяют столообразные торфяные бугры, которые, благодаря слагающему материалу, долго сохраняют свою форму. Наличие торфяных эродированных бугров с плоскими черно-коричневыми верхушками делает массивы заметными издали. Еще один физиономический признак – ярко-зеленый аспект ложбин дюпонциевого типа. В каждом массиве представлены 2–3 типа сообществ бугров (вейниково-моховой, разнотравно-вейниковый, торфяной эродированный) и 2–4 типа ложбин (чаще всего дюпонциевый и лисохвостовый). Торфяные бугры занимают 40–70% площади массива, обычно они имеют больший диаметр (8–10 м), чем байджарахи, а их высота редко превосходит 1 м. Только вдоль глубоких (2–2.5 м) ложбин основного стока, напоминающих узкие коридоры, бугры более высокие. Плоскобугристый торфяник включает несколько элементарных массивов, образующих совокупность комплексов.

Таким образом, собственно массивы байджарахов в районе исследований довольно разнообразны (табл. 6). Шесть выделенных типов отражают динамику преобразований ландшафта под влиянием термоденудации (рис. 6). Важно отметить, что со временем горизонтальная структура растительного покрова массива усложняется, а при его разрушении вновь упрощается: зачаточные массивы представлены микрокомбинациями, группа дифференцированных массивов – мезокомбинациями, массивы с нивальными буграми – микрокомбинациями.

Таблица 6.

Общие характеристики выделенных типов массивов байджарахов Table 6. Main parameters of distinguished baidzharakh massif types

Тип массивов Type of massifs	Площадь, м² Massif area, m²	Площадь бугров, % Area of mounds, %	Число типов бугров Number of mound types	Число типов ложбин Number of trench types	Горизонтальная структура растительности Pattern of vegetation cover	Уровень гетерогенности Heterogeneity level
Зачаточный массив Embryonal massif	1200–10000	40–50	1	1–2	Дву- или многочленный комплекс Two- or multicomponent complex	Микрокомбинация Microcombination
Массив с тундровыми эродированными буграми Massif with eroded tundra-like mounds	3500–5000	40–50	2	2–4	Поясной ряд комплексов или совокупность комплексов Belt row of complexes or aggregate of complexes	Мезокомбинация Mesocombination
Термокарстовый комплекс Thermokarst complex	750–2000	30–40	2–3	2–5	Совокупность комплексов Aggregate of complexes	Мезокомбинация Mesocombination
Байджараховый цирк Baidzharakh circus	1900–17000	30–45	3–4	2–5	Поясной ряд комплексов Belt row of complexes	Мезокомбинация Mesocombination
Массив с нивальными буграми Massif with nival community-like mounds	1500	25–50	1	2	Дву- или многочленный комплекс Two- or multicomponent complex	Микрокомбинация Microcombination
Массив с луговинными буграми Massif with meadow-like mounds	1500–10000	30–45	2–4	2–4	Поясной ряд комплексов или совокупность комплексов Belt row of complexes or aggregate of complexes	Мезокомбинация Mesocombination

Рис. 6.

Этапы развития массива байджарахов.

Fig. 6. Stages of baidzharakh massif development.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предложенная типология массивов, образованных буграми и ложбинами, возникшими в результате термокарста и меняющимися под воздействием термоденудации, – это первая попытка систематизировать их разнообразие как территориальных единиц растительности. Сложная гетерогенность растительного покрова массивов байджарахов отражает их динамические изменения. Отказ от геоботанических названий при наименовании типов массивов и использование кратких названий типов сообществ бугров и ложбин позволяет подчеркнуть важные их особенности, но при этом избежать излишней детализации (упоминания конкретных видов и иных индивидуальных признаков сообществ). В результате, предложенный подход может быть удобен для практической работы – при дистанционном мониторинге и оценке интенсивности термокарста и других процессов термоденудации путем сравнения массивов в различающихся по флоре и растительности районах Арктики.

Список литературы

[Aleksandrova] Александрова В.Д. 1963. Очерк флоры и растительности о. Большого Ляховского. – Тр. Арктич. и Антарктич. НИИ. 224: 6–36.
[Aleksandrova] Александрова В.Д. 1966. К истории растительности Новосибирских островов в послеледниковое время. – Бот. журн. 51 (11): 1580–1592.
[Aleksandrova] Александрова В.Д. 1968. Динамика растительности термокарстовых комплексов в арктической Якутии. – В кн.: Материалы по динамике растительного покрова. Владимир. С. 144–146.
Aleksandrova V.D. 1980. The Arctic and Antarctic: their division into geobotanical areas. Cambridge, London, New York. 247 p.
Andreev M.P., Kotlov Yu.V., Makarova I.I. 1996. Checklist of the lichens and lichenicolous fungi of the Russian Arctic. – The Bryologist. 99 (2): 137–169. https://doi.org/10.2307/3244545
[Brushkov et al.] Брушков А.В., Дроздов Д.С., Дубровин В.А., Железняк М.Н., Садуртдинов М.Р., Сергеев Д.О., Горобцов Д.Н., Остарков Н.А., Гулидов Р.В., Малкова Г.В., Бадина С.В., Фалалеева А.А., Шелков Я.Ю. 2020. О создании системы государственного геокриологического мониторинга. – В газете “Вестник инженерных изысканий”. 16 ноября 2020. № 91.
[Dorogostayskaya] Дорогостайская Е.В. 1959. О сменах растительности в связи с термокарстом на севере Якутии. – Изв. Сиб. отд. АН СССР. 12: 91–100.
Fraser R.H., Kokelj S.V., Lantz T.C., McFarlane-Winchester M., Olthof I., Lacelle D. 2018. Climate sensitivity of High Arctic permafrost terrain demonstrated by widespread ice-wedge thermokarst on Banks Island. – Remote Sensing. 10 (6). Paper number: 954. https://doi.org/10.3390/rs10060954
Frost G.V., Christopherson T., Jorgenson M.T., Liljedahl A.K., Macander M.J., Walker D.A., Wells A.F. 2018. Regional patterns and asynchronous onset of ice-wedge degradation since the mid-20th century in Arctic Alaska. – Remote Sensing. 10 (8). Paper number: 1312. https://doi.org/10.3390/rs10081312
[Gorodkov] Городков Б.Н. 1956. Растительность и почвы о. Котельного (Новосибирский архипелаг). – В кн.: Растительность Крайнего Севера СССР и ее освоение. Вып. 2. М.–Л. С. 7–132.
[Ignatov, Afonina] Игнатов М.С., Афонина О.М. 1992. Список мхов территории бывшего СССР. – Arctoa. 1: 1–85. https://doi.org/10.15298/arctoa.01.01
IPNI: The International Plant Names Index. 2021. http://www.ipni.org (Accessed 14.06.2022).
[Isachenko] Исаченко Т.И. 1969. Сложение растительного покрова и картографирование. – Геоботаническое картографирование. С. 20–32. https://doi.org/10.31111/geobotma/1969.20
[Karavaeva] Караваева H.А. 1965. Почвенный покров арктической тундры о. Бол. Ляховского (Северная Якутия). – Почвоведение. 2: 11–25.
[Korotkevich] Короткевич Е.С. 1972. Полярные пустыни. Л. 420 с.
[Kruchinin] Кручинин Ю.А. 1963. Физико-географические наблюдения на острове Котельном. – Тр. Арктич. и Антарктич. НИИ. 224: 143–165.
[Kuminova] Куминова А.В. 1974. Классификация растительности и дробное геоботаническое районирование. – В кн.: Тезисы докл. IV Всес. совещ. по классификации растительности. Львов. С. 31–33.
Lara M.J., Chipman M.L., Hu F.S. 2019. Automated detection of thermoerosion in permafrost ecosystems using temporally dense Landsat image stacks. – Remote Sens. Environ. 221: 462–473. https://doi.org/10.1016/j.rse.2018.11.034
[Lavrinenko] Лавриненко И.А. 2020. Типология и синтаксономический состав территориальных единиц растительности: новый подход на примере изучения арктических маршей. – Растительность России. 39: 100–148. https://doi.org/10.31111/vegrus/2020.39.100
Lewkowicz A.G., Way R.G. 2019. Extremes of summer climate trigger thousands of thermokarst landslides in a High Arctic environment. – Nature Communications. 10. Paper number: 1329. https://doi.org/10.1038/s41467-019-09314-7
[Matveyeva] Матвеева Н.В. 1998. Зональность в растительном покрове Арктики. СПб. 220 с.
[Mel’nikov, Drozdov] Мельников В.П., Дроздов Д.С. 2015. Криогенные риски арктических территорий. – В кн.: Труды Междунар. конф. “Арктика, Субарктика: мозаичность, контрастность, вариативность криосферы”. Тюмень. С. 243–246.
[Mikhaylov] Михайлов И.С. 1971. Анализ пространственной структуры некоторых ландшафтов арктической зоны. – Тр. Арктич. и Антарктич. НИИ. 304: 147–163.
[Mitt] Митт К.Л. 1959. К геоморфологической характеристике Анабаро-Оленекской приморской низменности. – Вопросы физ. географии полярных стран. 2: 186–195.
[P’yavchenko] Пьявченко Н.И. 1955. Бугристые торфяники. М. 280 с.
Selroos J.O., Cheng H., Vidstrand P., Destouni G. 2019. Permafrost thaw with thermokarst wetland-lake and societal-health risks: dependence on local soil conditions under large-scale warming. – Water. 11 (3). Paper number: 574. https://doi.org/10.3390/w11030574
[Sisko] Сиско Р.К. 1968. Геоморфологическая характеристика о. Столбового (Новосибирские острова). – Тр. Арктич. и Антарктич. НИИ. 285: 123–142.
[Sisko] Сиско Р.К. 1971. Физико-географическое районирование и внутриландшафтное деление Новосибирских островов. – Тр. Арктич. и Антарктич. НИИ. 304: 164–186.
[Sumina] Сумина О.И. 1975. Растительность байджарахов о. Котельного (Новосибирские острова). – Бот. журн. 60 (9): 1311–1319.
[Sumina] Сумина О.И. 1976. Особенности растительности бугров-байджарахов в связи с их географическим распространением. – Бот. журн. 61 (5): 682–690.
[Sumina] Сумина О.И. 1977а. Растительность массивов байджарахов о. Котельного (Новосибирские острова). К изучению неоднородности растительного покрова в тундровой зоне: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Л. 21 с.
[Sumina] Сумина О.И. 1977b. Растительность массивов байджарахов о. Котельного (Новосибирские острова). К изучению неоднородности растительного покрова в тундровой зоне: Дис. … канд. биол. наук. Л. 215 с.
[Sumina] Сумина О.И. 1979. Растительность байджарахов в окрестностях бухты Марии Прончищевой (Северо-Восточный Таймыр). – В кн.: Арктические тундры и полярные пустыни Таймыра. Л. С. 118–132.
[Sumina] Сумина О.И. 2020. Классификация растительности массивов байджарахов в двух районах подзоны арктических тундр Сибирского сектора Российской Арктики. – Растительность России. 39: 75–99. https://doi.org/10.31111/vegrus/2020.39.75
[Sumina] Сумина О.И. 2022. Гетерогенность растительного покрова массивов байджарахов (о. Котельный, Новосибирские острова). – Бот. журн. 107 (6): 523–535. https://doi.org/10.31857/S0006813622060102
[Telyatnikov et al.] Телятников М.Ю., Троева Е.И., Пристяжнюк С.А., Черосов М.М. 2017. Растительность западной части кряжа Прончищева и прилегающей равнины (подзона арктических тундр Якутии). – Turczaninowia. 20 (3): 72–94. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.20.3.8
[Tikhomirov] Тихомиров Б.А. 1938. О растительности бугров-байджарахов на севере Якутии. – Природа. 11–12: 94–100.
[Tikhomirov] Тихомиров Б.А. 1956. О происхождении бугров-байджарахов в связи с термокарстом и динамикой растительности на севере Сибири. – В кн.: Тезисы и планы докл. 7 Междувед. совещ. по мерзлотоведению. Ч. 2. М. С. 22–24.
[Tikhomirov] Тихомиров Б.А. 1959. О происхождении бугров-байджарахов в связи с термокарстом и динамикой растительности на севере Сибири. – В кн.: Материалы по общему мерзлотоведению. М. С. 162–167.
[Vasil’ev et al.] Васильев А.А., Гравис А.Г., Губарьков А.А., Дроздов Д.С., Коростелев Ю.В., Малкова Г.В., Облогов Г.Е., Пономарева О.Е., Садуртдинов М.Р., Стрелецкая И.Д., Стрелецкий Д.А., Устинова Е.В., Широков Р.С. 2020. Деградация мерзлоты: результаты многолетнего геокриологического мониторинга в западном секторе российской Арктики. – Криосфера Земли. 24 (2): 15–30. https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2020-2(15-30)
[Zanokha] Заноха Л.Л. 1995. Классификация луговых сообществ тундровой зоны полуострова Таймыр: ассоциация Saxifrago hirculi-Poetum alpigenae. – Бот. журн. 80 (5): 25–35.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Ботанический журнал

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал

Ботанический журнал, 2023, T. 108, № 3, стр. 210-227

ТИПИЗАЦИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ЕДИНИЦ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ПРИМЕРЕ ТЕРМОКАРСТОВЫХ МАССИВОВ ОСТРОВА КОТЕЛЬНОГО (НОВОСИБИРСКИЕ ОСТРОВА)