Основные направления изменения природных комплексов в пределах выработанного торфяника (на примере участка болота Оршинский Мох, Тверская область)

В настоящее время осушенные и выработанные торфяники занимают большие площади в различных субъектах Российской Федерации, и большинство из них заброшено. Они представляют собой пожароопасные участки территории, а также участки эмиссии парниковых газов.
После того, как болото выработали и забросили участки между канав оказываются практически однородными (практически ровная поверхность, с примерно одинаковой мощностью торфа). Но в настоящее время мы видим разнообразие фитоценозов на этих участках. Современное разнообразие фитоценозов на торфянике не случайно и напрямую связано с историей его развития. Зная его современное состояние, можно будет узнать какие процессы происходили на нем в прошлом и спрогнозировать, что будет в будущем.
Именно изменения состояния (направления сукцессий) оказывают существенный вклад в реакцию участков торфяника. При планировании управления торфяником важно учитывать не только его текущее состояние, но и историю развития.
В качестве участка для отработки был выбран участок болота Оршинский мох, за пределами проектов обводнения, реализованных ранее. Был выбран участок площадью 1680 га в пределах нулевой границы торфяного месторождения.
На этом участке не проводилось обводнение, и на нем присутствует широкий набор фитоценозов, характерных не только для Оршинская мха, но и других болот региона. Большая часть участка была выработана. В краевых частях находятся естественные фитоценозы, испытывающие эффект долговременного осушения.
На этом участке разработка фрезерным способом началась в 1930-40 х годах, наиболее активное время торфодобычи 1960-1980 годы, с 1990х годов участок был по большей части заброшен.
Целью работы был оценить какие природные комплексы сформировались на участке в настоящее время, и каким образом они сформировались.
Материалы и методы:
В качестве основных материалов, позволяющих проследить историю развития природных комплексов выступали космические снимки и полевые описания.
Выбирались лучшие космические снимки за разные характерные периоды развития выбранного участка. Всего было подобрано 10 сроков наблюдения (1964-2021, Corona-Landsat 5, 7,8, Sentinel).
Снимки 1964, 1979, 1985, 2001, 2014, 2021 являлись базовыми для анализа. На их основе проводилось основное дешифрирование. Они были выбраны из-за их качества, отсутствия облаков и характеристики объекта в ключевые периоды. Снимки 1966, 1992, 1997, 2005 были выбраны как дополнительные. Высокодетальный снимок 2018 г. служил опорным, для верификации эталонов и дешифровочных признаков.
Контура природных комплексов были получены на 2021 год с помощью методов классификации и сегментации с экспертной верификацией. И далее для каждого контура фиксировался статус за каждый период мониторинга.
Результаты:
Участки открытого и слабо задернованные торфа имели наибольшее распространение в 1979 году, и с 1997 года начинается их активное зарастание. Происходит увеличение площади мелколиственных лесов, самое резкое увеличение площади относится к периоду 1997-2001 гг. После 1979 года идет плавный рост площадей тростниковых ассоциаций. В период 1997-2001 год также отмечается их резкий рост. Участки, занятые сосновыми посадками, участки открытой воды, занимают относительно небольшие территории.
Было установлено, что в 1999 году на территории исследования и многих прилегающих осушенных болотах были катастрофические пожары. Восточная часть участка значительно выгорела. Именно в этой области произошло массовое появление тростниковых ассоциаций и участков открытого зеркала воды.
Самый значимый по площади тип перехода (траектория) - это зарастание открытого торфа мелко лиственными лесами (23% площади). Можно предположить, что основным механизмом является появление на поверхности торфа первичной растительности, начиная от картовых канав, растительность формирует покров, который позволяет закрепится семенам деревьев, и далее деревья разрастаются. Период прохождения описанного процесса составляет 10-15 лет.
Вторым по площади являются зарастание тростниковыми ассоциациями (14%), из них 9% возникли после пожара, а 5% после искусственного обводнения. Можно предположить (вслед за другими исследователями), что торф выгорает в результате пожара, и УБВ оказывается выше поверхности. Формируется полузатопленный комплекс, в котором формируются благоприятные условия для появления тростника. Для 7% территории характерно появление тростниковых ассоциаций, которые затем начинают зарастать сфагновыми мхами.
Также значительным процессом является появление участков низинных болот (занятых ивой в первую очередь), такие участки также характерны для 5% территории.
Исследование выполнено в рамках государственного задания.