Быкасов В. Е. Шлаково-пепловый чехол извержения 1975 г. и поражение растительности Толбачинского дола // Вулканология и сейсмология. 1981. № 1. С. 76–78.
Быкасов В. Е.
ШЛАКОВО-ПЕПЛОВЫЙ ЧЕХОЛ ИЗВЕРЖЕНИЯ 1975 Г. И ПОРАЖЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ТОЛБАЧИНСКОГО ДОЛА
Природные особенности областей современного активного вулканизма определяются воздействием вулканических процессов и явлений на все ландшафтные компоненты – рельеф, литологическое строение, почвы, фито- и биоценозы и даже климат. Это повсеместное и постоянное влияние вулканизма приводит к необходимости выделения оригинальных ландшафтных комплексов, обособляемых в азональный вулканогенный тип ландшафтов [Быкасов, 1979].
Характерными особенностями вулканогенных ландшафтов являются: 1) парагенетическое единство, обусловленное первичными – вулканическими и вторичными – денудационными
76
процессами поступления, переноса, аккумуляции и переотложения вулканогенного вещества; 2) радиально-концентрическое (кольцевое) морфологическое строения большинства из них; 3) высоким динамизмом и образования, развития и преобразования.
Частным примером высокой динамичности преобразования вулканогенных ландшафтов является поражение и уничтожения растительного покрова Толбачинского дола в результате извержения Северного прорыва Большого трещинного Толбачинского извержения в июле-сентябре 1975 г. [Федотов и др., 1977].
Основными факторами поражения и уничтожения растительности в результате интенсивных шлакопеплопадов и образования мощного, покрывшего большую площадь, шлаково-пеплового чехла (ШПЧ) являются: механическое погребение мощной толщей шлаков и пеплов, тепловое воздействие горячего рыхлого материала (тефры) и, особенно масштабно, химическое отравление растений водно-растворимыми веществами, в обилии содержащимися в тефре.
Дополнительными факторами поражения растительного покрова являются вторичные эоловые процессы перемещения и переотложения шлаков и пеплов, а также условия геохимической миграции элементов и соединений, вымываемых из тефры, в свою очередь зависящих от рельефа подстилающей поверхности и литологических особенностей (водопроницаемость погребённых почво-грунтов, условия стока и дренажа, обводнённость) конкретных урочищ и фаций.
Дело в том, что сильными, до 35–40 м/с, зимними ветрами, чаще юго-восточных румбов, связанных с прохождением очередных циклонов, на территории Толбачинского дола к весне 1976 года было снесено, перенесено и переотложено, по нашим приблизительным подсчётам, около 0,2 км3 шлаков и пеплов. И только за счёт этого площадь ШПЧ с мощностью отложений от 10 см и более увеличилась до 480–500 км2, против первоначальных 400 км2. При этом эоловая деятельность привела как к формированию ветровых форм микро- и нанорельефа на поверхности самого ШПЧ, так и исключительно сильному вторичному погребению и поражению растительности. При этом наиболее интенсивным вторичное погребение оказалось во всякого рода западинах и котловинах, поскольку в них даже на расстояниях в 3–5 км от центра извержения мощность наносных шлаковопепловых отложений достигала 2–3 и более метров.
Первичное и вторичное погребение первую очередь привело к уничтожению мелкотравной, кустарничковой и мохово-лишайниковой растительности урочищ горных тундр и субальпийских лугов. И только при мощностях ШПЧ от 40 см и более произошло полное уничтожение кустарниковых ивок (Палласа, сетчатой и др.), шиповника, рододендрона золотистого, жимолости и приземистых куртинок кедрового и ольхового стлаников.
Тепловое поражение растительного покрова, вызванное выпадением горячей и тёплой тефры, происходило лишь во время самого извержения на территории, непосредственно прилегающей к действующим конусам (до 3–4 см в радиусе от них), и ограничивалась мощностями выпавшей тефры в 60–80 см в зависимости от направления господствующих ветров.
И всё же наиболее масштабным для растительного покрова, особенной для каменной берёзы и кедрового стланика, оказалось химическое поражение. Так, во время самого извержения, обильные осадки промывающие огромное газово-пепловое эруптивное облако, представляли собой насыщенный раствор кислот (pH 2–3), разнообразных солей и микроэлементов (содержание, например, фтора доходило до 50 мг/л – Чирков, 1976). И при их выпадении происходило первичное химическое поражение растительности на расстояниях до 10–15 км от действующих конусов. Но ещё более интенсивным и внешне значительно заметным, оказалось вторичное геохимическое поражение в вегетационные периоды 1976 и 1977 годов, когда дождевые и, в основном, талые воды усиленно промывали новообразованную шлаково-пепловую толщу и поступали в корни растений.
В летние периоды 1976 и 1977 годов были проведены специальные наблюдения с целью выявления взаимосвязи между мощностью ШПЧ и степенью поражения и сохранности растительности. Для этого в каждой из 260 точек, расположенных по горизонтали 900 метров, отмечалось наличие или отсутствие основных видов растений, а также характер их поражения и восстановления (см. таблицу). Одновременно с этим в каждой точке металлическим щупом определялись (как среднеарифметическое из десяти замеров) мощность ШПЧ. В отдельных случаях и для контроля делались прикопки.
Таблица 1
Характер поражения растительности Толбачинского дола шлакопеплопадами
в 1975 г. и её восстановления на лето 1977 г. (в баллах)
Мощность | шлака и пепла | (в см) | |||
Растительность | 60–40 | 40–20 | 30–10 | 15–5 | ≤ 5 |
Горные тундры Кедровый стланик Ольховый стланик Горные леса Каменная берёза Лиственница Тополь Ивы древовидные Шиповник Жимолость Рододендрон золотистый Голубика Багульник Ивки кустарниковые Вейник Лангсдорфа Чемерица Кипрей узколистный Колосняк Мхи Лишайники | 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/0 5/0 | 5/1 5/1 4/2 5/2 5/1 4/2 5/1 5/2 5/2 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/1 5/2 5/0 5/0 | 4/2 4/2 3/3 4/3 4/1 3/3 4/1 4/3 4/3 4/2 5/1 5/1 5/1 4/2 5/3 5/2 5/2 5/3 5/0 5/0 | 3/3 4/3 2/4 3/3 3/2 2/4 3/2 3/4 3/4 3/4 4/3 4/3 4/2 3/4 4/4 3/4 4/4 4/4 5/1 5/1 | 3/4 3/3 1/5 2/4 2/3 1/4 2/4 1/5 1/5 1/5 2/4 2/5 2/4 2/5 2/4 1/4 2/4 2/5 5/1 5/1 |
Примечание. Поражение (в числителе): 1 – слабое, 2 – умеренное, 3 – сильное, 4 – очень сильное, 5 – катастрофическое (полное уничтожение. Восстановление (в знаменателе): 1 – отсутствует, 2 – единичное, 3 – слабое, 4 – хорошее, 5 – благотворное воздействие.
77
Горизонталь в 900 метров была выбрана исходя из следующих соображений. Во-первых, она проходит через основание новообразованных конусов, что позволило проследить мощность ШПЧ от 6–8 метров возле их подножий до 2–3 см в 12–15 километров от центра извержения. Во-вторых, высота в 900 метров в районе Толбачинского дола соответствует границе произрастания горных лесов. А в этих экстремальных для древесной растительности условиях воздействие аномального вулканогенного фактора (шлакопеплопадов) проявляется в наиболее чистом виде. И, в-третьих, при одинаковых эдафических свойствах вулканогенных продуктов Толбачинского дола, сложенного однотипными базальтовыми лавами, перемежаемыми прослоями тефры, набор точек на одной и той же абсолютной высоте в значительной мере исключает различия высотно-климатических условиях на степень поражения, сохранности и восстановления растительности.
Выводы
- В пределах территории с мощностями ШПЧ до 5 см происходило сильное (до 50–60%) уничтожение мохово-лишайничковой растительности урочищ горных тундр, а также существенное поражение каменной берёзы и кедрового стланика. Месте с тем отмечается благотворное (за счёт поступления минералов из свежевыпавшего пепла) влияние (в форме гигантизма листьев, побегов, цветков и плодов) пеплопадов на ивы (сахалинская, Гмелина), тополь душистый, ольху, шиповник, жимолость и некоторые другие виды растений.
- При мощности ШПЧ от 5 до 10 см отмечалось очень сильное (до 70%) поражение каменной берёзы и кедрового стланика (практически полный опад листвы и постепенный опад и замена хвои), заметное поражение (усыхание вершинных побегов) лиственницы и ольхового стланика и почти полное (до 80%) уничтожение горно-тундровой растительности.
- В границах территории с мощностью ШПЧ от 10 до 20 см отмечалось заметное химическое поражение (опад хвои и листвы) лиственницы, тополя душистого и древесных ив, значительное (до 70–80%) усыхание каменной берёзы и кедрового стланика и полное уничтожение (погребение) горно-тундрово-луговой растительности.
- На территории с мощностью ШПЧ от 20 до 30 см произошло полное усыхание каменноберезняков и массивов кедрового стланика; почти полное усыхание тополя душистого, древесных ив, а также шиповника, жимолости и прочих кустарников и сильное (усохло до 60–70%) лиственницы и ольхового стланика.
- Граница полной гибели растительного покрова достаточно чётко определяется мощностью тефры в 40–60 см.
Таким образом, в районе извержения более всего пострадали урочища горных тундр, мохово-лишайничковая растительность которых особенно чувствительна к механическому и, особенно, химическому воздействию пеплопадов. Из древесных пород наименее стойкими к химическому поражению оказались каменная берёза и кедровый стланик, а наиболее стойкими – лиственница, разнообразные ивы и ольховый стланик.
ЛИТЕРАТУРА
Быкасов В. Е. Вулканогенные ландшафты Тихоокеанского «огненного кольца» и проблемы ландшафтоведения // Тезисы доклада 14 Тихоокеанского научного конгресса. Комитет С.Д. М.: Наука, 1979. С. 106.
Федотов С. А., Чирков А. М., Андреев В. Н., Гусев Н. А., Разина А. А., Хренов А. П. Краткое описание хода трещинного Толбачинского извержения в 1975 г. // Бюллетень вулканологических станций. № 53. 1977. С. 3–12.
Чирков А. М. Толбачинское извержение // Природа, 1976, № 7, с. 80–92.
Институт вулканологии Поступила
ДВНЦ АН СССР 24.VI.1980 г.