Среди лесных массивов южной тайги господствуют высокоствольные насаждения высокой производительности (150-200 и до 400-500 м3/га). Здесь встречаются леса разных типов. Для восточных районов особенно характерна, например, темнохвойная тайга (урман) из пихты, ели и кедра. Широко распространены также березовые леса, занимающие до 40% лесопокрытой площади. Среди них есть и первичные березняки (бельники) из березы Крылова (Betula krylovii), местами достигающей 25-30 м высоты, и вторичные березовые леса, сменившие тайгу после пожаров. На речных террасах встречаются сосновые боры таежного типа и небольшие острова низкорослых липовых лесов (из Tilia sibirica), распространяющиеся на восток до рек Парабель и Тара. Высота липы не превышает 10-12 м (чаще 3-4 м), поэтому она обычно образует лишь подлесок березовых лесов или темнохвойной тайги.
Большие площади в речных долинах занимают луга, главным образом пойменные; в долинах Оби и Иртыша они иногда тянутся полосой до 10 км ширины. Травостой этих лугов образован мезофильным лесным разнотравьем и луговыми злаками: вейником (Calamagrostis langsdorffii), луговой овсяницей (Festuca pratensis), тимофеевкой (Phleum pratense), лисохвостом (Alopecurus pratensis). В составе травостоя обычно много бобовых, что повышает кормовые качества лугов. На юге встречаются и некоторые лесостепные виды: красоднев (Hemerocallis flava), анемоны (Anemone dichotoma), астры (Aster discoides).
Самая южная подзона — сосново-мелколиственных лесов — уже не имеет таежного характера. В ее пределах преобладают дерново-подзолистые и серые лесные (нередко осолоделые) почвы, формирование которых связано с процессами интенсивного выщелачивания и оподзоливания. Палеоботанические данные указывают, что березовые и березово-сосновые леса существуют здесь на протяжении очень длительного времени. Об этом же свидетельствует и распространение своеобразных вторичноподзолистых почв, имеющих отчетливо выраженный второй гумусовый горизонт в средней части своего профиля.
Наиболее типичны для этой подзоны березовые высокоствольные леса. На юге они сменяются редкостойными парковыми березняками с разреженным древостоем и прекрасно развитым травянистым покровом из лесостепного разнотравья и злаков. Лучшие леса подзоны — березняки-кисличники и березняки кислично-хвощовые из березы Крылова. Они занимают около 55% лесопокрытой площади. Широко распространены также леса из пушистой и бородавчатой березы (Betula pubescens и B. verrucosa) с травянистым покровом из борца (Aconitum volubile), сныти (Aegopodium podagraria), вейников (Calamagrostis langsdorffii, C. arundinacea) и других луговых растений. Кроме березняков в подзоне много сосновых боров, есть небольшие массивы сибирской пихты, кедра и осиновые леса. Немало здесь и болот, на долю которых приходится 22% площади подзоны.
1.3 Животный мир
Фауна лесоболотной зоны Западной Сибири состоит из лесных видов, обитающих во всей Европейско-Сибирской подобласти Палеарктики. Наиболее типичны из них бурый медведь (Ursus arctos), рысь (Lynx lynx), росомаха (Gulo gulo), ласка (Mustela nivalis), куница (Martes martes), выдра (Lutra lutra), колонок (Kolonocus sibiricus), соболь (Martes zibellina); из копытных здесь обитают лось (Alces alces) и сибирская косуля (Capreolus pygargus). Характерны также различные грызуны, в том числе белка — наиболее важный промысловый зверек тайги; встречаются летяга (Pteromys volans), бурундук, ондатра.
Большинство таежных птиц относится к дендрофильным. Из них особенно типичны тетеревиные — глухарь (Tetrao urogallus) и рябчик (Tetrastes bonasia), а также рыжеголовая сойка (Garrulus glandarius brandtii), кукша (Cractes infaustus), кедровка (Nucifraga caryocatactes), черный дятел — желна (Dryocopus martius). Перелетных птиц сравнительно немного.
Глава 2. Особенности геохимии ландшафтов
Таежный тип ландшафта образует единую таежную зону от западных до восточных границ в России и Канаде.
2.1 Биологический круговорот
По Н.И. Базилевич, биомасса в тайге не намного уступает влажным тропикам и широколиственным лесам. В южной тайге Б превышает 3000 ц/га и только в северной понижается до 500—1000 ц/га. Более половины биомассы представлено древесиной, состоящей из клетчатки (около 50%), лигнина (20—30%), гемицеллюлозы (более 10%), в меньшей степени из смол, дубильных веществ, других органических соединений. Специфичны фитонциды, создающие аромат хвойного леса.
Число видов высших растений приблизительно вдвое меньше, чем в широколиственных лесах (около 1000 для крупных флористических районов). Зеленая часть обычно не менее 3% от биомассы (часто 5—7). По этому показателю тайга ближе к влажным тропикам (8%), чем к широколиственным лесам (1%).
Ежегодная продукция П в южной тайге почти такая же, как в широколиственных лесах (85 ц/га против 90 в дубравах), в северной тайге — вдвое меньше (40—60 ц/га). Однако по величине К — соотношению логарифмов П и Б северная и южная тайга близки (0,53—0,55) и отличаются от широколиственных лесов (0,58—0,60). Растительный опад в южной тайге меньше, чем в дубравах (55 ц/га против 65), еще меньше он в северной тайге — 35 ц/га. Ряды биологического поглощения для ельников европейской России почти такие же, как и для широколиственных лесов.
Как и в широколиственных лесах, подобный характер рядов определяет возможность биогенного накопления в почвах S, Р, Мn, К, Са, Mg, многих редких элементов.
Для тайги характерна низкая зольность прироста: в северной тайге ниже 1,5%, в средней и южной — 1,6—2,5% (в широколиственных лесах 2,6—3,5%). Таким образом, хвойные деревья беднее золой, чем лиственные. Особенно важны различия зольности хвои и листьев, так как хвоя играет ведущую роль в опаде деревьев (более 50%). Зольность хвои — 2—3,5%, листьев широколиственных пород — 5—8%. Еще важнее различия в качественном составе золы: в хвое большую роль играет SiO2 и меньшую Са. Клеточный сок хвои ели, сосны и лиственницы содержит свободные органические кислоты, его рН 4,5—6,5; рН таежных трав также нередко кислый (кислица и другие травы). Следовательно, уже в растениях создается характерная геохимическая особенность таежного ландшафта — кислая среда.
Зоомасса в тайге очень мала — n ц/га и в южной тайге составляет лишь 0,01% Б. Характерно изменение величины зоомассы по сезонам и в разные годы, в связи с сезонностью размножения, кочевками, зимним оцепенением. Зимой активная часть населения составляет 0,1 летнего обилия. В отдельные годы из-за неурожая семян резко сокращается число семяноедов (например, белок) и наоборот. Возможны и массовые миграции.
С опадом в тайге ежегодно возвращается значительно меньше водных мигрантов, чем в широколиственных лесах. Если в дубравах этот показатель близок к 200 кг/га, в бучинах — 270, то в ельниках южной тайги — 85, в северной тайге — 52 кг/га. По Базилевич, для тайги характерен азотный тип химизма бика (N>Ca), в то время как в широколиственных лесах — кальциевый (Ca>N). В холодной тайге разложение органических веществ протекает медленнее, чем в широколиственных лесах, микроорганизмы работают не столь энергично, время их деятельности в году короче, некоторые группы бактерий отсутствуют. Масса подстилки более чем в 10 раз превышает опад зеленой части. Этим тайга резко отличается от других типов лесных ландшафтов.
"Подстилочный индекс" в тайге равен 6—20. Он свидетельствует о заторможенности бика (во влажных тропиках 0,1—0,2 — бик весьма интенсивный).
В растительном опаде елового леса эквиваленты кислотных органических соединений в десятки раз превышают эквиваленты катионов золы и N, дающих основания. Низкое содержание сильных оснований (Са, Mg, Na, К) в золе при отсутствии их подвижных форм в горных породах обуславливает кислый характер почвенных растворов: часть органических кислот существует в свободной форме, обеспечивая кислую реакцию лесной подстилки и верхних горизонтов почвы (рН 3,5—4,5).
В.В. Пономарева выделила три направления в разложении растительных остатков: минерализация (образование СО2 и других полностью окисленных соединений), собственно гумификация и образование водорастворимых органических соединений. В тайге минерализация и гумификация ослаблены (в отличие от степей), энергично идет образование фульвокислот (отношение гуминовые кислоты/фульвокислоты = 0,6—0,8). Нейтрализация фульвокислот происходит, главным образом, за счет Fe и А1 почвенных минералов. Так, в почвах возникают фульваты Fe и А1, создается возможность кислого выщелачивания, которая реализуется на всех бескарбонатных породах, где формируются ландшафты кислого (Н) и кислого глеевого (H-Fe) классов. По Д.С. Орлову, запасы гумуса в дерново-подзолистых почвах южной тайги приблизительно вдвое меньше, чем в широколиственных лесах (70—100 и 100—270 т/га в полуметровом слое). Часть органических веществ входит в состав глинистых минералов.
Итак, главное геохимическое отличие бика тайги от бика широколиственных лесов состоит в специфическом консервативном соотношении Б и П, в меньшей скорости разложения органических веществ, меньшем количестве водных мигрантов, вовлекаемых в бик и поступающих с опадом, более кислом характере продуктов разложения, меньшей роли биокосной отрицательной обратной связи. По ряду особенностей бика таежные ландшафты ближе к влажным тропикам, чем к широколиственным лесам (табл. 7.2).
Хвойные леса появились на Земле в середине пермского периода около 250 миллионов лет назад. По Н.М. Страхову, это была хвойно-гингковая тайга. Ее бик благоприятствовал кислой миграции и сильному выщелачиванию почв. В современной кайнофитной тайге сохранились многие черты этой мезофитной влажной тропической тайги. Интенсивность кислого выщелачивания в обоих случаях близка, различие заключается в емкости процесса. Если во влажном и теплом климате мезофита кислое выщелачивание распространялось на всю почву и кору выветривания, то в холодном климате современной тайги эти процессы охватывают лишь верхние десятки сантиметров почвенного профиля — горизонты А1 и А2 (обычно менее 0,5 м, а в северной тайге местами даже менее 0,1 м).