Ботанический анализ торфяных отложений

Природные условия образовании болот, на основе появляющейся исходной растительной группировки, генетически связаны с формированием ботанического состава и свойствами генетических горизонтально залегающих слоев торфяных отложений.

Минеральная геологическая среда, ее строение, вещественный состав и свойства являются средой формирования природного болотного биогеоценоза и последующего развития болотообразовательного процесса на территории суши, где на первоначальном этапе имели место природные геологические процессы и явления как результат прямого соприкосновения и активного взаимодействия литосферы, атмосферы и гидросферы при последующей максимальной насыщенности органической жизнью в условиях избыточного увлажнения территории. Под геологической средой понимаются любые горные породы и почвы, находящиеся непосредственно на поверхности и в приповерхностной части Земли, которые рассматриваются как один из компонентов окружающей среды, где активно действуют природные геологические и техногенные процессы, оказывая огромное влияние как на формирование самой литосферы, так и на деятельность человека. Оптимальная глубина залегания грунтовых вод, при которой пористая минеральная горизонтально слоистая геологическая среда с поверхности становится избыточно увлажнённой, определяется прежде всего высотой капиллярного поднятия. При этом, за счет подвижного горизонта капиллярной каймы (ПГКК), устанавливаются условия возникновения и развития болото- и торфообразовательного процесса на отдельных участках поверхности суши при неглубоком залегании грунтовых вод [18 – 22].

Функциональную структуру болотного биогеоценоза определяют его материальный компонентный состав; проявление, участие и действие каждого компонента в общей системе биогеоценоза [17]. Функционирование и развитие болотных биогеоценотических систем в сильной степени зависит от хозяйственной деятельности человека (осушительная мелиорация; разработка торфяных месторождений; инженерные изыскания; возведение инженерных сооружений; свалки мусора, бытовых и промышленных отходов и т.д.). С экогеологической точки зрения на поверхности суши начало развития процесса торфонакопления (атмоземного почвообразования), прежде всего, связано с наличием ПГКК [19, 22]. В динамической части залежи образующегося болота, в одинаковой обстановке среды, единовременно протекают два процесса: развитие и рост живых болотных растений и разложение отмершей растительной массы с формированием торфяных отложений. При зарастании водоемов процесс болотообразования и торфонакопления также связан с ПГКК, где одновременно получает развитие атмоземное почообразование в береговой зоне водоема и гидроземное почвообразование в водоеме. В зависимости от природных факторов и характера зарастания водоема, формирование состава и стратиграфии залежного слоя болота определяет соотношение скоростей торфонакопления (по горизонтали) и сапропеленакопления (по вертикали). С геологической точки зрения по условиям образования болот природные факторы подразделяются на основные и второстепенные (рис. 9.1, 9.2 ). В качестве основного принят геолого-гидрогеологический, связанный с ПГКК вблизи поверхности суши. Ко второстепенным отнесены: геолого-геоморфологический, природный гидрохимический, климатический и лесной биогеоценотический. Второстепенные факторы определяют состояние, состав и свойства ПГКК. Геолого-геоморфологический определяет подвижность горизонта капиллярной каймы (см. рис 9.1). Климатический и лесной биогеоценотический факторы, вызывая изменение положения уровня грунтовой воды (УГВ), обуславливают проявление подвижности горизонта капиллярной каймы. Природный гидрохимический фактор определяет степень трофности среды болотообразования и процесса торфонакопления.

Растения-торфообразователи в составе фитоценоза растительного покрова болот образуют два типа (две составляющие) – эвтрофный (Э) и олиготрофный (О). Сам фитоценоз подразделяется на три типа: эвтрофный (низинный Э = 100%), мезотрофный (переходный Э + О = 100 %), олиготрофный (верховой О = 100 %). При преобразовании в торфяные отложения в их составе появляется третья составляющая – степень разложения R (разложившаяся растительная масса, %) и торфяные отложения приобретают трехкомпонентый состав (Э + О + R = 100 %). В залежном слое болота по характеру естественного залегания они представляют собой совокупность генетически связанных между собой нормально залегающих горизонтальных слоев, самые нижние из которых имеют древний возраст.

В общем виде процесс болотообразования и торфонакопления начинается с эвтрофной стадии развития, при котором откладываются торфяные отложения, нацело состоящие из эвтрофных растительных остатков

Э = 100 % (рис. 9.3). В последующем в его составе появляются олиготрофные растительные остатки О при доминирующем содержании эвтрофных Э. На определенном этапе наступает переломный момент (выделяется горизонтальный контакт), при котором залежный слой из эвтрофной стадии развития переходит в олиготрофную стадию развития и в составе торфа начинают доминировать олиготрофные растительные остатки О > Э. На завершающем этапе развития залежного слоя торфяные отложения уже нацело состоят из олиготрофных растительных остатков О = 100 % (см. рис.9.3). Процесс торфонакопления болот может начинаться с любой стадии и этапа развития.

Ботанический анализ торфа начинается с подготовки препарата [4]. В начале образец торфа промывается и отмучивается струей воды через сито с размером ячеек 0,25 мм. Гумифицированная часть и мелкие частицы тканей уходят вместе с водой и на сите остаются крупные растительные остатки, сохранившие анатомическое строение, и семена.

С_МБА – процентное содержание растительного остатка в торфе по результатам ботанического анализа под микроскопом (по отдельно взятому виду, группе и типовой принадлежности), %;

R – степень разложения торфа (определяется методом центрифугирования, по ГОСТ 28245-89 и др.), %.