2.2. Ресурсы органического вещества зоны затопления Богучанского водохранилища
Для оценки поступления органических веществ из ложа в воду Богучанского водохранилища определялись запасы надземной и подземной фитомассы лесной растительности и травяно-луговых растительных сообществ, запасы органики, содержащейся в почвах и торфах болотных залежей.
Растительный покров. Согласно данным лесоинвентаризации 2007 г. будет затоплено 127471 га лесных земель, из них покрытая лесом площадь составит 118486 га. Площадь, занятая продуктивными насаждениями, составит 115942 га с общим запасом фитомассы 9066,7 тыс.м3. Общий запас древесно-кустарниковой растительности, включая кустарники и непродуктивные насаждения, составляет 9559.2 тыс.м3. В таблице 2.3 показаны запасы насаждений по породному составу для продуктивных насаждений. Наибольший вклад в суммарный запас стволовой древесины приходится на сосну 27,1 %, доля лиственницы составляет 14,2 %, ели и пихты – 27,1 %, березы – 15 и осины – 5 %.
На основе данных, полученных во время экспедиции Института леса в 2007 году, по продуктивности наиболее репрезентативных растительных сообществ были рассчитаны валовые запасы надземной фитомассы мохово-лишайникового и травяно-кустарничко-вого яруса в лесных сообществах и определена продуктивность фитиоценозов нелесных земель (необлесенные болота и луга) (таблица 2.4).
Почвы. Наземная часть органического вещества представлена лесной подстилкой, опадом лесного полога, дерновым горизонтом почв. Подземная часть органики состоит из почвенного гумуса и корневых систем древесно-кустарниковых пород. Значительная доля органических веществ надземной и подземной частей находится в растворенном виде в почвенных и болотных водах (Горбачев, 1982; Попова, 1975).
Таблица 2.3 - Распределение запасов насаждений в лесхозах по породному составу
Показатели
|
Красноярский край
|
Иркутская область
|
Всего
|
В %
|
Кодинский
|
Илимский
|
Северный
|
Площадь, га
|
102524
|
2295
|
11123
|
115942
|
|
корневой запас, тыс. м3
|
7886.7
|
250
|
930
|
9066.7
|
100
|
в т.ч. лиственница
|
877.9
|
88
|
326
|
1291.9
|
14.2
|
Ель и пихта
|
1815.3
|
28
|
102
|
1945.3
|
21.5
|
кедр
|
0
|
0
|
20
|
20
|
0.2
|
сосна
|
2169.8
|
74
|
225
|
2468.8
|
27.1
|
Итого хвойных
|
4863.0
|
190
|
673
|
5726
|
63.0
|
береза
|
1234.4
|
22
|
104
|
1360.4
|
15
|
осина
|
443.7
|
|
|
443.7
|
5.0
|
Итого лиственных
|
1678.1
|
22
|
104
|
1804.1
|
20
|
Таблица 2.4 - Запасы фитомассы живого напочвенного покрова наиболее распространенных растительных сообществ, тонн
(Отчет по результатам полевых работ …, Институт леса СО РАН, Красноярск, 2007).
|
|
|
Лесные земли
|
Сосняки разнотравно-зеленомошные
|
357,12
|
0,2
|
Сосняки бруснично-разнотравные, бруснично-зеленомошные
|
265,4
|
35,1
|
Сосняки мелкотравно-брусничные, бруснично-лишайниковые
|
123,5
|
24,7
|
Лиственничники разнотравно-зеленомошные
|
102,3
|
8,0
|
Ельники травяно-зеленомошные, травяно-болотные
|
76,8
|
52,8
|
Производные насаждения (березовые, осиновые) крупнотравные, разнотравно-зеленомошные
|
197,7
|
1,3
|
Непокрытые лесом (редины, пустыри)
|
180,0
|
5,4
|
Итого:
|
|
127,5
|
Нелесные земли
|
Злаковый луг
|
236,7
|
14,5
|
Крупнотравный луг
|
170,9
|
3,9
|
Болота
|
235,2
|
6,5
|
Итого:
|
|
24,9
|
Всего:
|
|
152,4
|
Для почв зоны затопления поверхностные запасы органического вещества сосредоточены в слое 5-20 см, максимальная мощность гумусового горизонта по данным экспедиционных исследований не превышает 32 см. Предполагаемую массу растительных остатков рассчитывали по данным мощности и объёмной массы подстилки (таблица 2.5). Мощность подстилки различных типов почв взяты из морфологических описаний почв, сделанных в зоне строительства. Показатели объемной массы приняты по литературным данным (Углерод в экосистемах…, 1994): оторфованная подстилка – 0,22 г/см3, подстилки в моховых группах типов леса – 0,075 г/см3, в разнотравных группах типов леса – 0,035 г/см3.
Согласно прогнозным расчетам, при затоплении ложа водохранилища в водную толщу попадает 7366 тыс. т органического вещества только из подстилки. Более половины данного количества (65%) поступит с поверхности почв глубоководной зоны, в.т.ч. 53% с поверхности торфяных, 30% аллювиальных и 12% дерново-подзолистых почв.
Основная масса лесной подстилки в мелководной зоне формируется за счет торфяных почв (74%), на долю аллювиальных приходится 13%.
Более интенсивное разрушение почвенного покрова может происходить на мелководных участках. Анализ особенностей строения и свойств почв данной территории позволил предположить, что при волновых процессах на мелководье будет происходить не только разрушение подстилки, но и взмучивание, перенос почвенных агрегатов гумусового горизонта.
Предполагается, что минеральная толща почв не будет подвержена размыву из-за значительной плотности сложения иллювиального горизонта (В), который, как правило, выступает в качестве водоупора.
Таблица 2.5 - Масса растительных остатков подстилки, попадающая в воду при заполнении водохранилища, тыс. т
Группа почв
|
Глубоководная зона
|
Мелководная зона
|
Итого
|
мин
|
мах
|
ср.
|
мин
|
мах
|
ср.
|
Аллювиальные
|
661
|
2203
|
1432
|
154
|
514
|
334
|
1766
|
Дерново-подзолистые
|
227
|
907
|
567
|
93
|
371
|
232
|
799
|
Дерновые и серые лесные
|
103
|
308
|
205
|
40
|
120
|
80
|
285
|
Подзолистые
|
19
|
78
|
49
|
8
|
33
|
20
|
69
|
Торфяные
|
2275
|
2882
|
2578
|
1649
|
2089
|
1869
|
4447
|
Всего
|
3285
|
6378
|
4831
|
1944
|
3126
|
2535
|
7366
|
Расчёт массы мелкозёма, который согласно прогнозам перейдет в «подвижное» состояние, производили (таблица 2.6), принимая, что объёмная масса песчаных почв составляет 1,46 г/см3, суглинистых – 1,24 г/см3, супеси и глины – 1,34 г/см3. Мощность гумусовых горизонтов определялась в процессе полевых работ и отражена в морфологических описаниях почв.
Таблица 2.6 - Масса мелкозёма почвы, которая перейдет в «подвижное» состояние на мелководных участках
Группы почв
|
Мощность гумусового горизонта, см
|
Запас мелкозёма, т/га
|
Запас мелкозёма, тыс. т
|
мин
|
макс
|
мин
|
макс
|
мин
|
макс
|
среднее
|
Аллювиальные
|
7
|
32
|
1022
|
4672
|
14997
|
68558
|
41778
|
Дерново-подзолистые
|
10
|
12
|
1240
|
1488
|
15316
|
18379
|
16848
|
Дерновые и серые лесные
|
12
|
19
|
1608
|
2546
|
9211
|
14585
|
11898
|
Подзолистые почвы
|
1
|
3
|
146
|
438
|
340
|
1020
|
680
|
Торфяные
|
22
|
24
|
2728
|
2976
|
13632
|
14871
|
14252
|
Итого
|
|
|
6744
|
12120
|
53496,8
|
117414
|
85455
|
Учитывая то, что на долю органической составляющей мелкозёма гумусового горизонта, взмученного или смытого водами водохранилища, приходятся в зависимости от типа почв от 3 (подзолистые) до 13% (аллювиальные), рассчитана масса органического вещества, которая поступит в воду при затоплении почв ложа водохранилища (таблица 2.7).
Таблица 2.7 - Количество органического вещества в почвах ложа водохранилища, тыс.т.
Группы почв
|
Мелководная зона
|
Глубоководная зона
|
Итого
|
подстилка
|
гумусовый горизонт
|
подстилка
|
гумусовый горизонт
|
Аллювиальные
|
334
|
5849
|
1432
|
6815
|
14429
|
Дерново-подзолистые
|
232
|
1179
|
567
|
1564
|
3452
|
Дерновые и серые лесные
|
80
|
952
|
205
|
1653
|
2890
|
Подзолистые почвы
|
20
|
27
|
49
|
4
|
100
|
Торфяные
|
1869
|
428
|
2578
|
1201
|
6076
|
Итого
|
2535
|
8435
|
4831
|
11237
|
27038
|
Таким образом, при затоплении почв глубоководной и мелководной зон водохранилища Богучанской ГЭС в воде будет погребено более 27 млн. т. органического вещества. Наименьший вклад в поступление органики в воду окажут подзолистые почвы, имеющие мощность гумусового горизонта 1-3 см и незначительное распространение в ложе водохранилища, наибольший – аллювиальные почвы. Более 27% от всей почвенной органики, находящейся в ложе будущего водохранилища, будет составлять лесная подстилка, которая начнет разрушаться с момента наполнения водохранилища и будет являться постоянным источником поступления органики на всех стадиях заполнения водохранилища.
|
