Динамика восстановления растительного покрова кальдерного комплекса Ксудач (Камчатка): влияние современных геоморфологических процессов на восстановление экосистем после извержения вулкана

Оценка динамики восстановления растительного покрова в кальдерном комплексе Ксудач (Камчатка) за последние десятилетия демонстрирует небольшие скорости и пространственную неравномерность процесса, что во многом обусловлено весьма активным геоморфологическим фоном. Соответствующее исследование было опубликовано в «Journal of Mountain Science» группой ботаников Института морской геологии и геофизики ДВО РАН (Южно-Сахалинск) под руководством Анны Копаниной. В работе по оценке современного геоморфологического состояния одного из самых крупных и сложно устроенных вулканических центров Камчатки приняла участие сотрудница лаборатории геоморфологии Института географии РАН Екатерина Лебедева. Полевые работы проводились при поддержке российско-белорусского проекта «Мониторинг-СГ-1.3.1.2».

Последнее мощное эксплозивное извержение в кальдере Ксудач произошло 28 марта 1907 г., когда было выброшено до 2 км3 пирокластического материала, а в кальдере и к северу от нее сформировался обширный покров дацитовых пемз мощностью до трех метров. Это существенно изменило ландшафт и имело катастрофические последствия для растительности. Каменноберезовые леса, заросли ольховника, горнотундровая и нивальная растительность были уничтожены на площади более 600 км2, а их повреждение произошло на территории втрое больше. Удаленность и труднодоступность кальдеры Ксудач обусловили тот факт, что первые исследования растительности здесь были проведены ботаниками (группа С. Гришина) только спустя 84 года после извержения – в 1991 г., а геоморфологические процессы не изучались вообще. Обследование территории 2016 г. показало, что восстановление растительности проходит здесь крайне неравномерно, что во многом обусловлено активностью современного рельефообразования.

«Исследование характера геоморфологических процессов в кальдере Ксудач было проведено нами впервые, – говорит Екатерина Лебедева. – Тонкий вулканический материал постоянно перемещается здесь под воздействием ветра, воды и силы гравитации. Среди процессов, которые замедляют поселение и приживаемость растений на пирокластическом чехле, наиболее значимыми оказались эрозия, дефляция, лахарообразование, оплывание и осыпание пирокластического материала. Негативно влияет на восстановление растительности и дефицит влаги. Такая обстановка сложилась в западной части кальдеры, где до сих пор проходит начальная стадия первичной сукцессии. Эта территория занята пемзовой пустыней, слабо заселенной пионерными видами растений и некоторыми кустарничками, – продолжает эксперт. – Сравнение результатов исследований 1991 и 2016 гг. показало, что, несмотря на относительно небольшую мощность пирокластики (0.3-1.0 м), восстановление растительности здесь идет гораздо медленнее, чем предполагалось исследователями 25 лет назад. Другие же части кальдеры – в особенности южные склоны вулкана Штюбеля – уже покрыты горно-тундровыми сообществами, а в пологих ложбинах, характеризующихся благоприятными микроклиматическими и эдафическими условиями, встречаются заросли ольховника».

Ученые установили, что за период 1991-2016 гг. общая площадь горно-тундровых сообществ в пределах кальдеры увеличилась в 1.3 раза, а ольховника – в 1.9. «Это очень небольшие скорости восстановления растительности, – говорит Анна Копанина. – Кроме того, мы обнаружили, что кустарничковые и стланничковые формы древесных растений кальдеры имеют целый комплекс структурных особенностей коры и древесины стволиков, позволяющих этим растениям быть пионерными колонизаторами ювенильных вулканических субстратов».

Ряд особенностей коры древесных растений, в том числе ее толщина, могут быть успешно использованы в качестве функциональных признаков для оценки экологического благополучия (уровня стресса) различных природных систем. «Результаты исследования позволили нам выдвинуть гипотезу о том, что тонкокорые кустарники, кустарнички и стланнички (Loiseleuria procumbens, Vaccinium uliginosum, Empetrum nigrum и др.) адаптированы к стрессовым условиям – недостатку влаги, высоким концентрациям широкого спектра химических элементов субстрата, значительным суточным перепадам температур вулканических ландшафтов, – говорит Анна Копанина. – Древесные растения с широкой корой (Betula ermanii, Sorbus sambucifolia, Alnus fruticose или Duschekia fruticose и др.) становятся поселенцами в таких условиях значительно позже».

27/07/2020 - 10:00