Образование и развитие болот

Болотом называется природное образование, представляющее собой отложения на поверхности минеральных пород органического материала, насыщенного водой,— торфа, толщина которого не менее 30 см и на котором произрастает специфическая болотная растительность, приспособленная к условиям обильного и слабопроточного увлажнения. Территории, на которых толщина торфа менее 30 см, называются заболоченными землями.

Часто болота и заболоченные земли расположены рядом, между ними нельзя провести точной границы, и они представляют единое ландшафтное целое (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Профиль через болото (по М. И. Нейштадту). 1 — сосна, 2 — береза, 3 — ольха, 4 — осока и тростник, 5 — сфагновые мхи, 6 — осоковый торф, сфагновый торф, 7 — вода

Торф образуется в результате неполного разложения ежегодно отмирающей массы растений и обладает своеобразными физическими и химическими свойствами, резко отличающими его от минеральных грунтов. Болото-образовательные процессы зависят от двух основных причин: общей увлажненности территории и количества поступающего тепла.

Главной причиной накопления органического материала на поверхности почвы является постоянный избыток влаги, который, вызывая недостаток кислородного обмена и затрудняя доступ воздуха в поры почво-грунтов, обусловливает неполное окисление отмирающих органических остатков: растений, образование гуминовых кислот и консервацию органического материала.

Последний, постепенно уплотняясь и деформируясь под действием собственного веса и капиллярного давления влаги и в порах, превращается в органическую породу — торф, отличающуюся большой водоудерживающей способностью и высоким содержанием воды.

Исследованиями установлено, что торф в естественном состоянии содержит воды от 87 до 97 % по объему, сухого вещества — от 10 до 2 %;и газов от 1 до 7 %.

Участок земной поверхности, занятый болотом в пределах одного замкнутого контура, проведенного по границе залежи торфа, называется болотным массивом. По периферии болотный массив часто переходит в заболоченные земли.

Растительный покров болот представлен различными видами древесных, моховых, травяных и кустарничковых растений, произрастающих в различных сочетаниях. Конкретное сочетание растений, свойственное данным условиям местообитания, называется фитоценозом.

В растительном покрове болот встречаются как простые, так и сложные фитоценозы. Различные участки одного и того же болотного массива могут быть заняты разными типами фитоценозов, расположение которых зависит от водного режима.

При установлении связи между гидрологическим режимом, физическими свойствами болотных массивов и характером болотной растительности в основу кладут понятие о болотной фации, или болотном микроландшафте. Болотный микроландшафт - часть территории болота, в пределах которой сохраняется одинаковая структура растительного покрова, его видовой состав и одинаковый микрорельеф поверхности болота.

Растительность болотного микроландшафта может быть представлена какой-либо растительной ассоциацией или группой близких по флористическому составу и строению растительных ассоциаций или комплексов из различных ассоциаций.

Растительные ассоциации состоят из видов растений (мхи, древесная, кустарничковая, травяная и кустарниковая растительность), относящихся к различным жизненным формам. В каждой такой форме различают виды растений, требовательные к условиям водно-минерального питания и нетребовательные. Первые произрастают в условиях минерализованных вод, и образуемые ими фитоценозы называются евтрофной растительностью.

Вторые способны расти в условиях очень малого содержания в воде растворенных солей, и образуемые ими фитоценозы называются олиготрофной растительностью. Фитоценозы, состоящие из видов растений, занимающих промежуточное положение к условиям питательности среды, называются мезотрофной растительностью.

Первичными местами заболачивания территории являются водоемы или участки суши, с которых начинается процесс отложения и накопления торфа.

Заболачивание водоемов является естественным процессом их развития и протекает в зависимости от степени проточности их вод, размеров, характера рельефа дна, крутизны склонов и климатических условий.

Озера с пологими подводными склонами и глубинами, постепенно увеличивающимися к центру, заболачиваются путем зарастания болотной растительностью, окаймляющей озеро концентрическими зонами (рис. 6.2). Каждая зона характеризуется определенным видом растительности, которая развивается в зависимости от освещенности воды, глубины, температуры и т. д.

Рис. 6.2. Схема зарастания водоема. а — с пологими берегами: 1 — осоковый торф, 2 — тростниковый и камышовый торф, 3 — сапропель, 4 — сапропелит; б — с крутыми берегами: 1 — торф сплавины из остатков различных растений, 2 — пелоген, 3 — сапропелевый торф, 4 — сапропелит

На берегу и в мелководной прибрежной зоне с глубиной до 1 м появляются осоки, стрелолист, ситник, лютики, незабудки и другие растения. Они находятся в воде не постоянно, а при повышении уровня. Далее до глубины 2 м располагается зона камышей, тростников, рогоз, стебли которых могут возвышаться над водой.

Следующую зону глубиной до 3 м образуют полупогруженные растения: белые кувшинки, желтые кубышки, водяная гречиха и др., листья и цветы которых плавают на поверхности воды; глубина 3—5 м — зона погруженных растений — широколистных рдестов. К центру озера на глубине 5—12 м размещаются растения, не требовательные к свету, образуя зону подводных лугов, состоящих из водяных мхов и сине-зеленых водорослей.

Отмирающая растительность, опускаясь на дно, почти не разлагается вследствие недостатка в воде кислорода и накапливаясь повышает дно котловины; озеро постепенно мелеет. При уменьшении глубин в той или иной зоне происходит перемещение растительных зон, которые, сменяя одна другую, продвигаются от берегов к центру озера, способствуя его полному зарастанию и превращению в болото.

Отмершая растительность образует на дне озера слоистые залежи различного вида торфа: осокового, камышового и т. п. Отмерший планктон образует серо-коричневый ил, называемый гиттией.

Озера с крутыми подводными склонами превращаются в болото путем нарастания, т. е. надвигания от берега к середине водоема растительного ковра, стелящегося по воде и называемого зыбуном или сплавиной. Основу сплавины составляют белокрыльник и сабельник, имеющие длинные корневища, горизонтально стелющиеся по воде.

На сплавине поселяются мхи, кустарники и кустарнички (багульник, голубика, клюква), отмершие остатки которых заполняют промежутки между корневищами. Сплавина нарастает в толщину, все более погружаясь в воду, и распространяется постепенно по всей поверхности водоема. Растительные остатки сплавины, оседая на дно, заполняют котловину. Сверху сплавины может образоваться почвенный покров, на котором поселяются деревья (сосна, береза).

Заболачивание суши происходит при определенных физико-географических условиях, способствующих замедленному стоку или даже застою вод на земной поверхности и переувлажнению почвогрунтов. Длительное переувлажнение приводит к ухудшению кислородного и минерального питания растений и развитию болотной растительности.

Образование болот на суше происходит в следующих случаях:
1. При залегании водоупора вблизи поверхности земли и наличии значительного количества атмосферных осадков происходит избыточное увлажнение верхнего слоя почвы. В этих условиях в хвойных лесах появляются зеленые мхи, сменяемые затем белыми. Последние удерживают в себе значительное количество воды, затрудняя доступ кислорода к отмершим остаткам, в результате чего происходит накопление торфа. Насыщенный водой слой торфа и живых мхов прекращает доступ кислорода в почву, корни деревьев «задыхаются», заболевают и гибнут.

2. Интенсивное заболачивание происходит в местах лесных вырубок и пожаров, расположенных не только в низинах, но и. на возвышенных местах. Лесосека покрывается злаками, образуя плотную дернину, которая способствует задержанию влаги. Через несколько лет появляется мох-сфагнум и образуется моховое болото.

3. Заболачивание происходит вследствие затрудненного стока весенних вод с речных долин в русла рек из-за малых уклонов или наличия береговых валов овражных выносов.

4. Небольшие болота формируются у подножия склонов речных долин при наличии выхода грунтовых вод и развития болотной растительности.

5. На водоразделах болота могут образоваться в мелких впадинах, в местах выноса грунтовыми водами из-под слоя глины растворимых солей или мелкопесчаного грунта.

6. Интенсивное заболачивание земель наблюдается в районах многолетней мерзлоты. Она является водоупорным слоем, над которым происходит переувлажнение грунта за счет скапливающихся почвенных вод. Сравнительно высокая температура вегетационного периода и влажный летний климат способствуют развитию травяной растительности, содействующей заболачиванию.

7. На заболачивание земель существенное влияние могут оказывать различные формы хозяйственной деятельности человека, вызывающие изменения водного режима рек и увлажненности различных территорий суши. Например, строительство плотин на реках и создание подпоров уровней воды и искусственных водохранилищ вызывает подъемы грунтовых вод на прилегающих территориях, следствием чего является ухудшение естественного дренажа земель и отвода избытка влаге из почв.

Прокладка дорожных насыпей, переброска воды каналами и строительство различных коммуникаций, нарушая поверхностный и почвенный сток по склону местности, вызывают подпоры почвенных и грунтовых вод и подтопление местности, что также является причиной заболачивания.

В последние Десятилетия в густо населенных районах площадь болот стала уменьшаться благодаря осушительным мелиорациям земель и использованию их под сельскохозяйственные угодья.