География, особенности, хозяйственное использование и экологическое состояние болот

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Возникновение болот и география их распространения

1.1 Условия возникновения болот

1.2 Географическое распространение болот

Глава 2. Классификация болот

2.1 Исследование классификации болот отечественными и зарубежными учеными

Глава 3. Основные направления использования болот в хозяйственной деятельности

Глава 4. Экологический состав и функции болот

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

Полюби эту вечность болот:

Никогда не иссякнет их мощь.

Этот злак, что сгорел - не умрет.

Это куст - без толщ.

Эти ржавые кочки и пни…

А. Блок

С древнейших времен болота для человека были чуждой, опасной средой и неразгаданной тайной. Люди «населяли» болота легендами и преданиями. Потом они поняли, что болота - источник горючего топлива - торфа. Но отношение к болоту оставалось скорее негативным. Исследования природы болот начал ещё М.В. Ломоносов, большой вклад внёс советский ботаник В.С. Доктуровский, создатель руководства по болотоведению.

Болото - это участок суши (или ландшафта), характеризующийся избыточным увлажнением, повышенной кислотностью и низкой плодородностью почвы, выходом на поверхность стоячих или проточных грунтовых вод, но без постоянного слоя воды на поверхности. [4, с. 61]

Болота чаще встречаются в Северном полушарии, в лесах. В России распространены на севере Европейской части, в Западной Сибири, на Камчатке. В Белоруссии и на Украине болота сконцентрированы в Полесье (так называемые Пинские болота). Болота - одна из интереснейших туристических достопримечательностей Беларуси. В нашей стране сохранились крупнейшие в Европе открытые низинные болота. Давно осушившие свои топи европейцы даже окрестили Полесскую низменность европейской Амазонкой.

Самые древние болота Беларуси - полесские. Их возраст - около 11 тысяч лет. В Витебской области болота моложе - им «всего» 5-6 тысяч лет. Зато на Витебщине топи глубже - до 9 метров, а на полесских болотах толщина слоя торфа чаще всего не превышает полутора метров. Для сравнения: в Греции есть болота 30-метровой глубины, а бездонные китайские топи в пять раз старше белорусских - образовались более 50 тысяч лет назад. По нашим болотам не бродили доисторические звери. Зато первые люди на территории современной Беларуси селились именно на болоте. Одну из стоянок времен мезолита археологи нашли недалеко от деревни Заосье, родины Адама Мицкевича. Тысячи лет назад первобытные люди основали здесь свайное поселение. Еще одно селение людей, живших до нашей эры, найдено на Витебщине, близ деревни Осовец.

Актуальность исследования: Практически во всех странах мира есть торфяные болота. Торфяные ресурсы - богатейший природный материал. Но торфяные болота - это и это и уникальные природные образования, выполняющие важную роль в биосфере. Они консервирую огромные запасы пресной воды, депонируют углеводород, в существенной мере определяют водный и гидрологический режимы территории, служат гигантскими естественными фильтрами, поглощающими токсичные элементы из атмосферы. Поэтому проблема изучения болотных экосистем очень актуальна.

Цель исследования: изучение географии, особенностей, хозяйственное использования и экологического состояния болот.

Объект исследования: болота.

Предмет исследования: география, особенности, хозяйственное использование и экологического состояние болот.

Задачи исследования:

- изучить условия возникновения болот и географию их распространения;

- рассмотреть классификацию болот;

- рассмотреть использование болот в хозяйственной деятельности;

- изучить экологический состав болот.

Болота - легкие Земли. Они поглощают углекислый газ и вырабатывают кислород, формируют климат и поддерживают биологическое равновесие. Ученые подсчитали, что один гектар естественных болотных угодий способен поглотить около тонны парниковых газов. В Беларуси на каждого жителя ежегодно приходится 6 тонн парниковых газов. В Германии - 11 тонн, в США - 25.

Болота защищали от врагов, болота кормили - они богаты и дичью, и ягодами, болота лечили - в болотистой местности всегда растет много целебных трав. В благодарность люди каменного века приносили болотам жертвы.



Глава 1. Возникновения болот и география их распространения

1.1 Условия возникновения болот

Участки земной поверхности, избыточно увлажненные пресной или соленой водой, называют болотами. Вода болот может частично покрывать почву, но может и просто только пропитывать почву. В подавляющем большинстве случаев болота бывают покрыты своеобразной растительностью. Последнее обстоятельство дает основание некоторым авторам называть болотами пространства, занятые особой растительностью, обладающей большой влагоемкостью и малой способностью испарять воду. Понятно, что среди болотной растительности могут быть также и участки воды. [6, с. 63]

Болота возникают двумя основными путями:

- путем заболачивания водоемов;

- путем заболачивания суши.

Заболачивание водоёмов может происходить по вине человека, например, при возведении дамб и плотин для прудов и водохранилищ. Заболачивание иногда вызывает и деятельность бобров. Преобладающим является последний процесс.

Заболачивание суши -- следствие определенного сочетания физико-географических условий, способствующих замедленному стоку вод при условии насыщения влагой поверхностных слоев почво-грунтов и частичной аккумуляции ее на земной поверхности. Вследствие этого в верхних слоях почво-грунтов создается постоянное или периодическое, но длительное переувлажнение, которое приводит к ухудшению кислородного и минерального питания растений. В новых условиях развивается специфическая болотная растительность. Недостаток кислорода ухудшает не только питание растений, но и нарушает нормальные биохимические процессы разложения отмерших частей растений.

Полуразложившиеся остатки растений, накапливаясь и уплотняясь, превращаются в особую органическую породу -- торф. Появление торфа превращает поверхность суши вначале в заболоченный участок, а затем при дальнейшем росте толщины торфяного слоя в болото. [6, с. 68]

Непременным условием образования болот является постоянная избыточная влажность. Одна из причин избыточной увлажнённости и образования болота состоит в особенностях рельефа -- наличие низин, куда стекаются воды осадков и грунтовые воды; на равнинных территориях отсутствие стока -- все эти условия приводят к образованию торфа. В избыточно увлажненной зоне умеренного климата переувлажнение почво-грунтов и заболачивание имеют место как в замкнутых котловинах, так и при равнинном характере рельефа на водоразделах. В этой зоне процесс заболачивания начинается в местах со слабым оттоком избытка влаги из поверхностных слоев почво-грунтов, обычно в понижениях на плоских и даже слабовыпуклых формах рельефа. Затем, когда слой торфа в отрицательных формах рельефа достигает значительной толщины, а поверхность болота -- отметок окружающей местности, болотные массивы развиваются вширь, постепенно захватывая и более высокие участки местности. Первоначально изолированные болотные массивы, образовавшиеся в депрессиях, постепенно сливаются в один болотный массив. Таким путем образовались, например, болота на обширных плоских водоразделах Западно-Сибирской равнины и северной части Европейской равнины. [7, с. 88]

Большое значение в процессе развития болот имеет положение уровня грунтовых вод в торфяной залежи и прилегающих суходолах. С ростом торфяной залежи и повышением уровня грунтовых вод в болоте, занимающем пониженные пространства, уменьшаются уклоны поверхности грунтовых вод и в болотном массиве, и на прилегающих суходолах. Это приводит к замедлению потока грунтовых вод, направленного к болоту, и общему повышению их уровня в окружающей болото местности. В результате процессы заболачивания распространяются на большие пространства.

Значительная часть торфяных болот Севера возникла на месте прежних сосновых и еловых лесов. На некоторой стадии выщелачивания лесных почв древесной растительности начинает не хватать питательных веществ. Появляется не требовательная к условиям питания моховая растительность, постепенно вытесняющая древесную. Нарушается водно-воздушный режим в поверхностных слоях почвы. В результате под пологом леса, особенно при ровном рельефе, близком залегании водоупора и влагоемких почвах, создаются благоприятные для заболачивания условия. Предвестниками заболачивания лесов часто являются зеленые мхи, в частности кукушкин лен. Их сменяют различные виды сфагнового мха -- типичного представителя болотных мхов. Возникает процесс торфонакопления. Старые поколения деревьев постепенно отмирают, на смену им приходит типичная болотная древесная растительность.

Нередко заболачивание начинается в местах, где был вырублен лес, и на лесных пожарищах. В этих случаях сведение лесного полога уменьшает в первые годы потери на транспирацию. Разрастающийся травяной покров создает плотную дернину; ухудшаются условия для инфильтрации. Возникает переувлажнение, что влечет за собой появление влаголюбивой растительности. Содействует заболачиванию, кроме того, часто наблюдающееся в данном случае повышение уровня грунтовых вод.

Болота могут образоваться на месте пойм, занятых естественной луговой растительностью. При заболачивании лугов большую роль играет естественная эволюция самой растительности. Интенсивное развитие этой растительности приводит к созданию плотной дернины, затрудняющей доступ кислорода к почве, особенно на сильно увлажненных участках. Луговая растительность гибнет, ее сменяют менее требовательные к условиям питания осоки и мхи. Начинается процесс торфообразования, в результате чего возникает травяное болото. [7, с. 91]

Заболачивание, как правило, неразрывно связано с торфонакоплением. Торфонакопление представляет собой результат процесса ежегодного прироста органической массы в растительном покрове и процесса разложения отмерших частей растений. Интенсивный рост торфяной залежи происходит при преобладании ежегодного прироста новой органической массы над количеством ежегодно разлагающегося растительного материала. Наиболее благоприятные условия для болотообразования и накопления торфа создаются в зоне избыточного увлажнения умеренного климата. Толщина торфяной залежи в болотах этой зоны наибольшая. Так, в болотах центральной и южной полосы лесной зоны максимальная толщина торфа достигает 8--9 м, а в некоторых впадинах и в бессточных понижениях -- еще больших величин. К северу и югу от этой зоны мощность торфяной залежи уменьшается: к северу -- вследствие понижения прироста растительной массы в условиях холодного климата, к югу -- вследствие более интенсивного распада органических остатков растений по сравнению с увеличением годового прироста растительного материала. Не имеет широкого распространения процесс торфообразования и в условиях тропического климата. Здесь интенсивный прирост растительной массы компенсируется интенсивным процессом распада тканей отмерших частей растений. [7, с. 103]

Таким образом, для развития процессов заболачивания и торфонакопления необходимы благоприятные сочетания водного и теплового режима. Вот почему среди разнообразных причин болотообразования ведущее место принадлежит климатическим и гидрологическим особенностям территории, создающим благоприятные для заболачивания сочетания тепла и влаги.

1.2 Географическое распространение болот

Болота встречаются во всех широтах, но наибольшего развития достигают в лесной зоне умеренного пояса и зоне тундр. Площадь, занимаемая болотами, до сих пор точно неизвестна. Каждой географической зоне соответствует определенная степень заболоченности и свой характер болот.

Европейские торфяные болота занимают около 24% всей площади. Здесь с севера на юг протягиваются следующие болотные зоны: бугристые, аапа-комплексы, верховые и низинные болота. Наиболее высокой степенью заболоченности отличается Северная Европа: Финляндия- 10 млн. га (30,6% территории), Швеция- 7 млн. га (14% территории). В Средней Европе (Польша, Германия и другие) степень заторфованности территории умеренная, около 3-5%. В южной части Европы (страны Пиренейского, Аппенинского, Балканского полуостровов) заторфованность ничтожная.

Крупнобугристые и аапа-болота развиты на севере Финляндии, Швеции и Норвегии. В южной Финляндии, а также на юго-востоке Швеции развиты выпуклые верховые болота с грядово-мочажинными, грядово-озерковыми комплексами. На грядах господствуют Sphagnum fuscum, вереса, лишайники. Встречаются также и лесные низинные болота (еловые, березовые). По мере продвижения в юго-западном направлении на болотах Швеции Sphagnum Fuscum постепенно сменяются Sphagnum magellanicum, а вереса уступают место западному виду- ерике (Erica tetralix).[23, с. 115]

Своеобразны болота Норвегии. На их развитие большое валяние пока оказывает горный рельеф. Из 3 млн. га болот около 1 млн. га приходится на горные районы. Здесь представлены болота разных типов - аапа, выпуклые олиготрофные и эфтрофные. Преобладают верховые плащеобразные торфяники. Для них характерна мощная торфяная залежь. Почти повсеместно на верховых болотах встречается мох Grummia hupnodies.

В Дании, Бельгии, Голландии, Германии болота в естественном состоянии сохранились на очень ограниченных площадях, так как почти все они осушены и освоены. Ранее здесь были представлены выпуклые верховые, а так же переходные сосново-березовые, низинные лесные черноольховные, еловые, ивовые, травяные (тростниковые, осоковые и др.) болота.

Крайне мало болот в Испании и Португалии. В приморских районах развиты высокотравные, преимущественно тростниковые болота, на которых встречаются такие растения как лабазник, виды осок, пушиц, триостренник болотный. Для Португалии характерны погребенные торфяники общей площадью около 1500 га. Погребенный торф отлагается на глубине 0,5-0,7 метров, но встречаются на глубине 8-10 метров. Во Франции заболоченность территории составляет 0,7%. Преобладают низинные болота, приуроченные к долинам рек, впадающих в Атлантический океан, а также к низменностям. Болота очень разнообразны по растительному покрову: тростниковые, осоковые, шейхцериевые, тафельдивые.

Заторфованность азиатского региона незначительна- 1,2%. Однако природное разнообразие встречающихся болот очень велико, хотя преобладают низинные травяные, нередко лишенные торфа. Сфагновые и переходные очень редки, находятся главным образом в горах. Значительные площади болот отмечаются лишь в трех государствах: Индонезии- 26,0 млн. га (13,6% площади страны), Малайзии-2,36 млн. га (7% площади страны), КНР- 4,16 млн. га (0,43% площади страны). В остальных государствах площадь торфяных болот небольшая - 0,002 (Пакистан) до 0,3 млн.га (Бангладеш, Япония). В Китае, в условиях умеренного климата, наибольшие площади болот находятся на северо-востоке страны (низовья рек Сунгари, Амура, озеро Ханка и др.). Преобладают низинные вейниковые, разнотравно-осоково-вейниковые болота. Для равнинных и горных пустынь Монголии, Китая, Тибета и юго-западной Азии (Ирано-Туранской области, Аравии, юго-восточного Ирака, южного Ирана, часть Пакистана), а также степей Северо-восточного Китая, Северной и Средней Монголии характерны солончаковые и травяные болота. Большим своеобразием отличаются болота тропической материковой Азии (Индия, Индокитай и юго-восточный Китай). Среди них различают лесные и травяные. По берегам рек Ганга и Брахмапутры в Индии и Бангладеш развиваются тростниковые болота, которые иногда тянутся на несколько километров. Большим разнообразием отличаются болота в тропической островной Азии (Индонезия, Малайзия, Филиппины и др.). Особенно много болот на островах Суматра, Калимантан, Ява. Форма поверхности болот нередко выпуклая, и в этом отношении они близки к выпуклым приморским болотам Европы. [23, с. 121]

Северная Америка занимает третье место после Европы и Азии. Площади торфяных болот (около 23 млн. га, или 0,95 территории). Невысокая степень заторфованности обусловлена сухим и холодным климатом умеренного пояса, а также тем, что большая площадь Северной Америки занята прериями, пустынями и горными хребтами. Сильно заболоченные равнинные и пустынные пространства по арктическому побережью Аляски (у хребта Брукса), почти вся территория Лавринтийской низменности, Гудзонова залива, района великих озер, острова Ньюфаундленд, Приатлантическая и Примексиканская низменность, окраины полуострова Флориды. С севра на юг в Северной Америке протягиваются следующие болотные зоны: полигональных, бугристых, верховых выпуклых и низинных болот.

Бугристые и встречающиеся с ними аапа-болота занимают лесотундру и север таежной зоны. Южнее протягивается зона выпуклых сфагновых болот в виде узкой полосы на тихоокеанском побережье и более широкой на атлантическом, но не выраженная в центре. Мощность торфяной залежи колеблется от 0,7 до 4 метров, иногда до 8 и более 10 метров, нередко с прослойками извести, наносами песка и глины.

Болота Южной Америки недостаточно полно изучены. По сведениям Н.Я. Каца, болота, марши и аллювиальные почвы занимают 127 млн. га, т.е. около 7% площади. Природное разнообразие болот этого материка, протягивающегося через всю тропическую зону до субантарктической, очень велико. В бассейнах рек Амазонки и Ориноко и их притоков развиты заливаемые травяные тропические болота (варзеа), занимающие наиболее низкие части долин у озёр. Очень разнообразны в Южной Америке сезонные травяные болота. Они развиваются в районах, где выражен сухой сезон (саванны). На низменных морских побережьях развиваются солоноватые мангровые болота, относительно бедные по видовому составу. Под ними накапливается небольшой слой торфа (до 0,5 м). Большим разнообразием и своеобразием отличаются болота горной системы Анд. В Колумбии и Эквадоре на высоте 3500 м над уровнем моря известны болота с древовидными сложноцветными с папоротниками, вейником. Мощность залежи достигает 1 м. В самой южной части материка в условиях холодного океанического климата заболоченность и заторфованность территории резко возрастают. В отдельную болотную провинцию выделяется остров Огненная Земля. Болота здесь приобретают выпуклую форму поверхности, нередко с грядами и мочажинами. Торфяная залежь глубокая, до 8 м. [16]

Площадь торфяных болот в Африке невелика (2,9 млн. га). Большая часть территории расположена в поясах слабого (заторфованность 0,01-1,0%) и ничтожного (менее 0,01%) торфонакопления. Лишь только приэкваториальные области (бассейн реки Конго) расположены в поясе интенсивного торфонакопления, болота приурочены к дельтам и долинам рек, понижениям озёр и высокогорным районам. Особенно характерны болота, густо поросшие папирусом (вдоль Нила, Конго, оз. Чад, по Нигеру и др.). В высокогорных районах (Восточная и Центральная Африка и др.) на больших высотах (2000-4500м) формируются своеобразные по растительному покрову торфяные болота, питаемые грунтовыми и поверхностно-сточными водами. Они не велики, но отличаются глубокой залежью (более 7 м).

Согласно данным М. Никонова и В. Слуки, в Австралии площадь болот составляет 4 млн. га (0,4% площади материка). Торфяные болота сосредоточены главным образом в узкой приокеанической низменной полосе. Несколько шире эта полоса на севере (залив Карпентария) и далее на западе. Здесь развиты тропические болота (марши, дельтовые, мангровые). В целом болота равнинной Австралии разнообразны. Среди них преобладают, по-видимому, пресноводные травяные.

В Беларуси под болотами 2,5 млн. га (вместе с осушенными) - 14,1 % площади страны, с запасом торфа-сырца 30,4 млрд куб. м; наибольшая мощность торфяного пласта 10,5 м (болото Ореховский Мох). Распределены болота на территории страны неравномерно. В зависимости от условий водного питания и характера растительности подразделяются на верховые, переходные и низинные. Верховые болота развиваются в местах, где преобладает атмосферное питание (Полоцкая низина, Друть-Березинское междуречье и др.). В местах, где преобладает грунтовое водное питание, болотные массивы почти полностью низинные (Гродненская и большая часть Брестской обл.). В других районах соотношения распределения низинных и верховых болот различны (Минская и Могилёвская обл.) Самые большие болота в Брестской обл. -- Выгонощанское болото, Поддубичи, Великий лес, Обровское болото. [17, с. 82]

Распространение болот подчинено определенной закономерности. Эта закономерность теснейшим образом связана с соотношением элементов водного баланса. Чем больше выпадает осадков, и чем меньше потери их на испарение, тем больше, при прочих равных условиях, заболоченность. Отсюда, следовательно, можно сделать вывод, что распространение болот должно быть подчинено определенной климатической зональности. В целом же развитию болот будет благоприятствовать равнинный рельеф, характеризующийся малыми уклонами, слабая дренированность поверхности водотоками, наличие труднопроницаемых грунтов. Наоборот, условия, благоприятные для стока поверхностных вод или их фильтрации в грунт, даже при резком преобладании осадков над испарением не могут вызвать процессов заболачивания и последующего возникновения болот.



Глава 2. Классификация болот

2.1 Исследование классификации болот отечественными и зарубежными учеными

Разнообразие болотных массивов весьма велико. Их можно различать по положению в рельефе, растительному покрову, условиям водного и минерального питания, структуре поверхности, химизму среды и пр. Вопросами классификации болот с позиций ландшафтов занимались многие отечественные и зарубежные учёные. Начиная с XIX в. было предложено несколько классификаций болот, основанных на тех или иных признаках. Рассмотрим некоторые из них.

Классификация болот, разработанная немецкими болотоведами под руководством К. Вебера подразделяла болота на две большие категории:

1) Плоские болота, залегающие в понижениях, имеющие более или менее плоскую поверхность и питающиеся водой, богатой минеральными веществами, которые делятся на низинные болота с очень богатым водным питанием, где сфагновые мхи почти не встречаются, и переходные болота с менее богатым водным питанием, в растительном покрове отмечаются сфагновые мхи;

2) Верховые болота, имеющие выпуклую поверхность и питающиеся атмосферной водой, в растительном покрове господствуют сфагновые мхи;

Эта классификация болот на верховые, переходные и низинные стала традиционной. Она используется для установления определённого типа питания. [14 с. 72]

B.Н. Сукачев дополнил классификацию Вебера, подразделив все болота на две группы:

1) грунтового питания;

2) атмосферного питания.

К первой группе он отнес плоские болота Вебера, ко второй -- верховые. Болота низинного типа были поделены им на травяные, гипновые и лесные, а переходного -- на травяно-переходные и лесные переходные. (рис. 1).

Переходное болото Низинное болото Верховое болото

Рисунок 1. Классификация болот

Низинные болота приурочены к понижениям, которые постоянно или временно (периодически) затопляются водой. Чаще всего это или умершие озера, или понижения, затопляемые речной, озерной или грунтовой водой. Высокое стояние грунтовых вод здесь определяется не только рельефом, но также высоким положением водоносного горизонта.

Верховые болота отличаются тем, что они всегда располагаются выше горизонта грунтовых вод и питаются преимущественно атмосферными осадками. Между первыми и вторыми существуют переходы, которые иногда выделяют в особый тип переходных болот.

К травяным болотам относят те, которые зарастают осоками, тростниками, рогозом и др. Травяные болота чаще всего бывают низинные. Моховые болота, наоборот, чаще являются верховыми. Мхи подобно губке впитывают воду атмосферных осадков, в силу чего они могут возникать на равнинах, водоразделах и даже на склонах. Мхи постепенно нарастают, причем нижние слои мхов, сплошь пропитанные водой, но лишенные света и воздуха, отмирают. Однако отмершие части при недостатке кислорода не сгнивают, а сохраняют свою клетчатую структуру, что делает их прекрасными хранителями влаги. В результате ежегодного нарастания и отмирания нижних слоев получаются мощные торфяные толщи, которые почти сплошь состоят изо мхов (торфяных мхов). Моховые болота и торфяники особенно широко распространены в лесной зоне. В пределах таежной зоны Западной Сибири, особенно в Васюганье, мощность торфяных покровов достигает 5-8 и даже 10 м. Кроме различных торфяных мхов, на моховых болотах растут багульники, черника, брусника, клюква и др.

Болота, имеющие смешанную растительность (травяную и моховую), чаще всего относятся к болотам переходного типа. Здесь мы найдем и осоки, и камыши, и заросли чахлых берез, а также значительное количество торфяных мхов, вытесняющих луговую растительность. [20]

Болота, как и озера, не остаются неизменными. Низинные болота по мере накопления растительных остатков теряют характер понижений, превращаются в кочкарники, мокрые луга или участки лесной растительности. Верховые болота также эволюционируют, превращаясь в мощные торфяники, поверхность которых высыхает и покрывается лесной растительностью. Наряду с этим торфяные мхи могут захватывать новые незаболоченные участки и превращать их в болота. Таким образом, болота в процессе своего развития превращаются сначала в торфяники, а потом в зависимости от условий -- в участки луговой или лесной растительности. В болотах, кроме торфа, может образоваться болотная руда, серный колчедан, вивианит и др. Но последние составляют только сравнительно небольшие примеси к мощным торфяным массам.

В.С. Доктуровский также делит болота на три группы:

1) гипново-травяные;

2) лесные (переходный тип), как с гипновыми, так и со сфагновыми мхами;

3) сфагновые.

Болота каждой группы подразделяются далее по господствующему растительному покрову: осоковые, тростниковые, ольшаники, березняки, сфагновые, осоково-сфагновые и др. Для каждой из трех групп дана оценка степени богатства.

Из приведённого перечня классификаций видно, что это классификации отдельных частей болот, близким по объёму к фациям (болотным микроландшафтам), а не массивам. Классификации болотных массивов менее разработаны и основаны на разных критериях. Известны ботанико-географические и фитоценотические классификации болотных массивов, в основу которых положены закономерности распределения участков с различными растительным покровом и торфяной залежью. [24, с. 102]

Н.Я. Кац (1941), касаясь типологии болот, считает достаточно обоснованным разделение их на:

1) низинные;

2) выпуклые (верховые);

3) переходные, поскольку такое подразделение базируется на столь существенных признаках, как характер растительности и торфа, форма поверхности, положение в рельефе, характер питания.

Помимо этого, он различает еще классификацию болотных фитоценозов, отмечая при этом, что она не может заменить классификацию болот, поскольку последние характеризуются не только растительностью, но и рядом других важных признаков. Н.Я Кац выделяет следующие фитоценозы:

- евтрофные намывного питания;

- евтрофные моховые грунтового питания;

- мезотрофные сфагновые;

- олиготрофные сфагновые;

- олиготрофные лишайниковые;

- олиготрофные лишайниково-дикрановые. [10, с. 113]

А.К. Каяндер классифицировал болота по характеру растительного покрова и особенностям увлажнения:

1) Беломошники - сильно обводненные безлесные сфагновые болота;

2) Буромошники - умеренно обводненные гипновые болота;

3) Кустарничковые болота - слабообводненные болота со стоячей или медленно текущей водой, в растительном покрове доминируют кустарнички и угнетённая сосна;

4) Лесные болота - болота проточного типа, в растительном покрове доминируют древесные породы (ель, берёза и др.), сфагновые и зелёные мхи.

Классификация Каяндера широко используется в Финляндии и в настоящее время, но основные типы детализированы по особенностям растительного покрова. [12, с. 33]

Т.К. Юрковская в 1970-1992 гг. разработала ботанико-географическую классификацию болотных массивов Европейской части России и сопредельных с ней государств.

В отличие от других классификаций она более детализирована и содержит 4 таксономические единицы: тип болотного массива, подгруппу, группу и класс типов. Всего установлено 5 классов: сфагновые болота, травяно-лишайниково-моховые (полигональные и бугристые), травяно-сфагново-гипновые (аапа-болота), травяные и травяно-гипновые, лесные болота.

Следующая единица классификации - группа типов болотных массивов - выделяется по особенностям флористического состава, структуры растительности в меридианальном направлении.

Основной критерий при установлении группы состоит в наличии или отсутствии дифференцирующих видов, принадлежащих к определённому спектру геоэлементов.

Третья классификационная единица - подгруппа типов болотных массивов - устанавливается по смене основных эдификаторов болот.

Наименьшей единицей классификации выступает тип болотных массивов. Для его установления используются различные особености растительного покрова: динамичность и гетерогенность, морфологические типы болотных комплексов, преобладающие группы ассоциаций и т. д. Всего в классификации Т.К. Юрковской выделяется 28 типов болотных массивов, объединённых в 9 подгрупп, 11 групп и 5 классов. [25, с. 46]

Классификация болотных массивов Е.А. Галкиной принята сейчас очень многими болотоведами, в частности болотоведами-практиками, и специалистами иного профиля, связанными с исследовами болот: строителями, геологами, нефтяниками, лесохозяйственниками, агрономами.

В основе своей данная классификация является геоморфологической, тем не менее, в ней большое значение придаётся не только одному признаку (болотной впадине, ложу болот), но и гидрологическим условиям, растительному покрову, причём все эти природные особенности рассматриваются в развитии.

Эта классификация разработана для болот северо-запада Европейской России. Е.А. Галкина различает в природе 3 хода развития болотных массивов:

1) Центрально-олиготрофный;

2) Периферически-олиготрофный;

3) Смешанный.

Типичные торфяники, выделенные А.Н. Ниценко, Е.А. Галкина подразделяет на 7 классов. Классы болотных мезоландшафтов выделяются по форме болотной впадины, от которой зависит и форма болотного массива. Рассмотрим основные типы развития на примере болотных массивов Карелии.

1) Болота замкнутых котловин.

2) Болота сточных котловин.

3) Болота проточных котловин.

4) Болота проточных или сточных логов.

5) Болота котловин склонов.

6) Болота речных плёсов.

7) Приозёрные и дельтовые болота. [16]

Таким образом, основные группы болот выделяются по богатству водно-минерального питания, а растительный покров занимает подчинённое положение.

болотный география экологический торфяной



Глава 3. Использование болот в хозяйственной деятельности

3.1 Основные направления использования болот в хозяйственной деятельности

Болота - аккумуляторы значительных количеств пресной воды, питающей окружающие и вытекающие из болот реки, озера. Болота - это и особые торфяные почвы, на которых можно выращивать ряд сельскохозяйственных культур после осушения и освоения болот.

Болота - это и щедрые дары природы, витаминные ягоды: клюква, черника, голубика, морошка. Сфагновый мох можно использовать как отличный подручный перевязочный материал, в нем нет вредных микробов. Надо отметить, что среди болотных растений есть и лекарственные (череда трех раздельная, сабельник болотный, черника и др.), однако встречаются на болотах и ядовитые (вех ядовитый, чемерица Лобеля). Много на болотах и растений, поедаемых домашним скотом, - кормовых растений (различные виды злаков, осок), поэтому болота являются угодьями побочного кормового использования: в засушливые годы на них накашивают сено, а то и выпасают скот.

Существует два подхода к использованию болот:

- использование болот в их естественном состоянии с сохранением самого болота (используют растений или торфа); после заготовки торфа болото видоизменяется и остается так называемый выработанный торфяник, с небольшим, до 30 см, слоем донного торфа;

- освоение болот путем их осушения, сведения лесокустарниковой и моховой растительности, да и всей прочей болотной растительности, распашки верхнего горизонта торфа, выравнивания поверхности и использования такой площади в качестве сельскохозяйственного угодья (пашни или луга); применение данного подхода завершается фактически ликвидацией болота. [22, с. 61]

Широкое применение в сельском хозяйстве находит торф: из него готовят органические удобрения, торфяные горшочки под рассаду, субстратные торфоблоки, подстилку для скота, торфодерновые ковры, субстрат для газонов и т.д. Для широкого использования торфа в сельском хозяйстве имеется ряд веских оснований. Торф позволяет эффективно обеспечить круговорот питательных веществ, сохраняет высокое плодородие почв, играет важнейшую роль в охране окружающей среды и здоровья работников сельского хозяйства.

Слаборазложившийся верховой торф -- прекрасная подстилка для скота. Такой торф отлично поглощает и удерживает питательные вещества - аммиак, ионы калия, кальция, магния. Подходит для коров, свиней, птицы, лошадей и пушных зверей. При стойловом содержании из торфа легко формируется удобная, мягкая и тёплая подстилка, которая интенсивно впитывает мочу и кал животных.

Самой лучшей подстилкой в стойле является торф в смеси с соломой. Кроме того, торфяная подстилка обладает антисептическими свойствами: благодаря кислой реакции торфа и наличия в нем соединений-антибиотиков она препятствует развитию болезнетворных микробов.

Торфяной навоз, с применением подстилки из верхового торфа, представляет собой ценное органическое удобрение, которое по своим свойствам намного превосходит обычный соломистый. Следует отметить, что при использовании торфа в качестве подстилки, его требуется значительно меньше, чем других влагопоглощающих материалов. Торф - подстилка наиболее выгодная и по своей цене. Торф доступен круглый год. Это подстилка, которую рекомендуется использовать в современных условиях ведения сельского хозяйства. [22, с. 68]

Использование торфа - надежная основа для создания чистого и продуктивного животноводческого предприятия. Торф - прекрасный материал для укрытия емкостей с навозной жижей. При хранении навозной жижи без укрытия наблюдаются огромные потери аммиачного азота - 0,65-0,72 кг с 1 кв. м. Применение различных видов укрывного материала заметно снижает эти потери. Укрытие навозной жижи сфагновым торфом (слоем 9 см) в 2 раза эффективнее, чем измельченная солома. По эффективности укрытия сфагновый торф несколько лучше, чем пленка из ПХВ или 9-сантиметровый слой из шунгита. При этом стоимость торфяного укрытия намного меньше.

Наиболее целесообразно использовать низинный торф для приготовления компостов. Компосты - это удобрения, получаемые в результате разложения смеси различных органических веществ. Питательные элементы компоста находятся в легко-усваиваемой для растений форме и не теряются из почвы. Компостирование торфа с навозом является одним из основных приемов увеличения выхода органических удобрений. Оно сокращает потери содержащегося в навозе азота и переводит часть азотистых соединений торфа в более доступную для растений форму. При компостировании резко уменьшается кислотность торфа. Для приготовления компостов можно использовать все виды торфа: верховой, переходный или низинный. Торф находит широкое применение и для приготовления торфорастительных компостов на садово-огородных участках.

Рациональное использование торфа является одним из резервов развития сельскохозяйственного производства. Дальнейшее использование выработанных торфяников зависит от типа выработки, мощности оставленного слоя торфа и его качества, водного режима и т.д. Оно должно проектироваться за несколько лет до завершения добычи торфа.

Для сельскохозяйственного использования наиболее пригодны и экономически целесообразны выработанные фрезерные поля. Они представляют собой выравненные участки в виде отдельных карт, разделенные дренажными каналами. Мощность оставляемого слоя торфа обычно не превышает 10-50 см. На отдельных участках торфяной слой может отсутствовать вовсе.

Рекультивацию выработанных торфяников для сельскохозяйственных целей проводят в два этапа. Первый этап технический включает устройство осушительной сети, уничтожение кустарников и мелколесья, планировку поверхности и строительство дорог. Этот этап выполняется предприятием, ведущим разработку торфяного месторождения. Биологический этап рекультивации - это комплекс мелиоративных и агротехнических мероприятий, направленный на восстановление плодородия выработанных торфяников. Сюда относится осушение с двусторонним регулированием водного режима, первичная и предпосевная обработка почвы, известкование.

Естественное плодородие выработанных торфяников очень низкое. Поэтому в первые годы освоения необходимо вносить все виды удобрений: органические, минеральные, бактериальные и микроудобрения. Осушают выработанные торфяники сетью открытых канав, закрытым дренажем или сочетанием этих методов. [21, с. 158]

На выработанных торфяниках выращивают полевые культуры, особенно многолетние и однолетние травы, а также овощные и ягодные культуры. Возможно также выращивание непищевых продуктов - например, газонных ковров. Выработанные торфяники с мощностью торфа до 30 см, а также невыработанные окраины болот, могут быть объектами лесохозяйственного освоения. Они зачастую даже лучше подходят для произрастания леса, чем глубокие торфяные залежи.

После первичной обработки почвы здесь высаживают различные породы деревьев. В Белоруссии лучшим посадочным материалом для рекультивации выработанных торфяников были сеянцы сосны, ели, березы, а также укоренившиеся черенки тополя.

В Финляндии смешанные сосново-ольховые насаждения оказались значительно эффективнее, чем чистые сосновые. Значительная часть выработанных торфяников может использоваться для добычи торфа на прилегающих территориях - там проходят временные дороги, находятся склады готовой продукции, бурты и т.д. Западины и карьеры, затопляемые водой, оставляют как искусственные водоемы, угодья для рыбоводства и рыбной ловли.

Резкое увеличение стоимости традиционных видов топлива (угля, мазута, солярки), выравнивание их отпускной цены с мировыми стандартами, постепенное повышение цены на природный газ, стоимость которого в ближайшие годы также будет доведена до мировых цен, заставляет регионы всё больше обращаться к местному топливу, одним из которых является торф. Несмотря на постоянное снижение удельного веса торфа в топливно-энергетическом комплексе, надо полагать, что в будущем он не будет полностью вытеснен другими видами топлива.

С использованием торфяного топлива решается ряд проблем - социальных, экологических, экономических. Использование торфяного топлива создаёт дополнительные рабочие места, что особенно важно для небольших городов, посёлков, деревень, где в настоящее время имеется избыток рабочей силы.

Торф наиболее чистое по экологическим показателям топливо и уступает в этом отношении только газу. Кроме того, торф позволяет окусковывать отходы лесодобывающей и лесоперерабатывающей промышленности, угольную пыль и штыба, бытовые органические отходы. [21, с. 160]

Торф в подавляющем большинстве экологически чистый материал вследствие своих высоких адсорбционных свойств: наличие активных функциональных групп является основой для получения целой группы продукции природоохранного назначения, спрос на которую постоянно расширяется. Подготовлены к производству и выпускаются мелкими партиями следующие виды продукции на основе торфа: мелкозернистый сорбент, торфяные маты, волокнистый высокопористый фильтрующий материал, торфодерновые ковры и т.д. Эти материалы применяются в системах доочистки сточных и ливневых вод от нефтепродуктов, взвешенных веществ, ионов железа и других тяжелых металлов. Они используются в локальных очистных сооружениях, гидротехнических сооружениях, для изготовления бонов сорбционного типа и биофильтров для очистки газовых выбросов в атмосферу, для локализации аварийных разливов нефтепродуктов на водной поверхности и на почве, для предотвращения загрязнений пляжей и береговых линий.

Вместе с тем использование торфа весьма эффективно в разных отраслях сельскохозяйственного производства.

В земледелии:

- мелиоранты (известкующие, улучшители водно-физических свойств легких почв, адсорбенты тяжелых металлов),

- поликомпонентные органические и органоминеральные удобрения целевого назначения с заданными свойствами (торфяная биотехнология). Это могут быть: органические удобрения, насыщенные подвижными NPK и микроэлементами, непосредственно направленные на получение сельскохозяйственной продукции; органические удобрения с содержанием трудногидролизуемых форм, определяющие активизацию процесса гумификации и изменение потенциального плодородия почв. Качественный состав гумуса в торфе близок к почвенному гумусу. Функционирование же почв в экосистемах - результат сложнейшего комплекса биохимических и биофизических механизмов, обуславливающих образование гумуса. За счет торфяных удобрений есть возможность сохранить и улучшить баланс гумуса в почвах. Возможно моделирование удобрений разного состава за счет биотехнологических добавок.

В растениеводстве:

- биостимуляторы и ростовые вещества,

- бактериальные препараты и ингибиторы,

- продукция для тепличных хозяйств (полые торфяные горшочки, прессованные таблетки и брикеты для рассады; удобрительные смеси, питательные грунты, торфяные субстраты),

- средства защиты растений.



В животноводстве:

- кормовые дрожжи, меласса, углеводные кормовые добавки, стимуляторы, антиоксиданты, подстилка для скота.

В ветеринарии: - лечебные препараты из торфа.

Перечень торфяной продукции для хозяйств сельскохозяйственного профиля (питательные брикеты, горшочки, грунты, парники, стимуляторы и т.д.) постоянно растёт, так как требует незначительных капитальных вложений, которые быстро окупаются и на которые имеется значительный спрос. Необходимо дальнейшее увеличение ассортимента продукции с учётом потребностей отдельных групп растений и видов почв. Очень большое значение имеет культура использования торфяной продукции, её обязательная сертификация, наличие квалифицированных инструкций по её использованию. [18, с. 61]

Итак, рассмотрим схему комплексного использования торфа (Рис. 2.)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2. Схема комплексного использования торфа

Таким образом, с одной стороны, болота - это опасность, сложности, но с другой стороны, они же - природный объект, ценный для людей.



Глава 4. Экологический состав и функции болот

Болото - это экосистема с определенным набором растений, со своим микроклиматом и гидрологией. Болота «специализированы» природой: есть ягодники, есть заселенные лекарственными травами. Естественные фильтры из растительности и микроорганизмов постоянно очищают воду, что и создает особый оздоровительный климат на территории, примыкающей к болотам.

Действительно, ведь болотные массивы - это довольно ценные открытые природные системы, которые развиваются во взаимодействии с окружающей природной средой: рельефом, геологическим строением, климатическими и гидрологическими факторами. Таким образом, болота являются важным звеном в цепи взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов окружающей нас среды, и в результате того или иного воздействия находят отражение в процессе преобразования этой среды. Благодаря болотам в единое целое связывается растительный и животный мир.

Болота выполняют большое количество экологических функций и, кроме того, являются крупными резервуарами пресных вод суши. Например, только в болотах Западной Сибири удерживается до 1000 км воды. Водорегулирующая роль болот состоит в высоком содержании воды испарение с них идет примерно как с открытой водной поверхности, и при низкой обводненности потери влаги в атмосферу резко снижаются, отсюда, во влажные годы ослабляются паводки на питаемых болотами реках и в сухие годы несколько увеличиваются меженные расходы. Крупные болота выполняют важную противопожарную функцию, так как могут останавливать продвижение огня. [2, с. 64]

Еще не в полной мере оценены биогеосферные функции болот, как природных экосистем. Болотные экосистемы, словно гигантские губки, впитывают атмосферную влагу, а вместе с ней взвешенные вещества, оксиды серы, азота, углерода и радионуклиды. Особая роль торфяно-болотным экосистемам отводится в связи с проблемой глобального потепления климата на планете. Научными расчетами показано, что только на верховых (олиготрофных) болотах России содержится 28 млрд. тонн углерода, а на низинных 0,8 млрд. тонн. Они связывают один из основных парниковых газов - диоксид углерода, но продуцируют метан, тем самым, регулируя микроклимат. Итоговый баланс углерода биоты всех болот России показывает, что они ежегодно связывают порядка 16 млн. тонн углерода. Если учитывать, что за этот период предприятиями и другими техногенными источниками выбрасывается в атмосферу более 6 млрд. тонн СО2, то можно видеть какую роль играют здесь болота, занимающие площадь 21,6% от всей территории суши России и около 6% - планеты. [19, с. 121]

Болота оказывают косвенное влияние на ход геолого-геоморфологических процессов в пределах обширной окружающей территории, уменьшая интенсивность эрозионных процессов. С одной стороны, они поддерживают экологический баланс территории, с другой - это истоки рек и хранители пресной воды. Ослабляя инфильтрацию поверхностных вод в подстилающие грунты, болота увеличивают горизонтальный сток в речную сеть. Поэтому устойчивость болотных систем должна рассматриваться как составная часть проблемы устойчивости ландшафтов Земли. Болота играют важную роль как регуляторы гидрологического режима территории. В период избытка влаги - в осеннее ненастье и когда тают снега, - болота накапливают воду, а в сухое время года постепенно отдают ее ручьям, которые, сбегая в реки, поддерживают их водность.

Болота - санитары сельскохозяйственных экосистем. Стекающая в них вода содержит удобрения, остатки пестицидов, разлитые нефтепродукты, навозные стоки, а вытекающие из болота ручьи полностью очищены от этих примесей.

Болота являются аккумуляторами не только влаги, но еще и солнечной энергии, которая «спрессована» в виде торфа. Торфом можно обогреваться, используя его как топливо; идёт он на удобрение и для улучшения состава почв. Торф может быть ценным химическим сырьём для микробиологической промышленности, для производства кормового белка, витаминов для животноводства, физиологически активных веществ и многого другого. Торф -- прекрасный теплоизоляционный материал: под торфяным покровом хорошо сохраняются фрукты, рыба, мясо, лёд. [15, с. 96]

Основа торфа -- мох сфагнум. Биология сфагнума необычна, как и многое другое в жизни болот. Но прежде чем раскрыть секреты сфагнума, нужно рассказать, какие бывают болота. Уже в самом названии мха имеется указание на его свойства: сфагнум созвучен с греческим словом «сфагнос», что означает «губка». Мох, подобно губке, впитывает воду. Не случайно торф содержит 90% воды. Сфагнум образует очень плотный моховой покров. Растения расположены так близко друг к другу, что сплетаются своими боковыми веточками и множеством листьев. На поверхности видны только верхушки мха, а чтобы увидеть его стебли, нужно раздвинуть ковер, плотно сотканный из сотен пышных головок сфагнума. Самая яркая у растения только верхушечная часть, находящаяся на свету. Дальше цвет постепенно бледнеет и из зеленого становится коричневым -- это отмирающая часть мха, который все время тянется к солнцу. Корней у сфагнума не существует. Тонкие стебли сфагнума птицы используют для строительства гнезд, а звери выстилают им норы. Так лесные жители «убивают двух зайцев», ведь сфагнум, кроме того что обладает теплоизоляционными свойствами, является хорошим антисептиком благодаря содержанию в нем фенольных и дубильных веществ. [15, с. 104]

Растения болот, используя энергию солнца, потребляют углерод, воду и минеральные соли. В результате ежегодно они производят фитомассу: надземную и подземную. На болотах, казалось бы, растениям совсем плохо, но они здесь растут и дают часто неплохой прирост.

Болота -- излюбленное местообитание стрекоз. Эти крылатые хищники большую часть времени проводят в полёте, охотясь на комаров, мошек и других мелких насекомых. Не теряя времени, стрекоза тут же на лету съедает насекомых, набившихся между жёсткими волосками её длинных ног.

В жаркий день их наполняют ароматы трав и кустарничков, источающих эфирные масла. Подбел, болотный багульник, мирт, брусника, клюква -- всё это вечнозеленые кустарнички, не сбрасывающие на зиму листву. Их субтропические предки, некогда населявшие древние болота, были величиной со среднее дерево, так что выражение «развесистая клюква» -- не такая уж и бессмыслица. Листья этих уникальных по приспособляемости растений имеют строение, защищающее кустарнички от избытка солнечной радиации на открытом пространстве в условиях переувлажнения. Из-за острого дефицита минерального питания на верховых болотах подбел, мирт, болотный багульник должны предохранять себя от излишнего потребления воды и, следовательно, противостоять ее испарению с поверхности листа. Поэтому их листья плотные, кожистые с защищенными устьицами. Чтобы уменьшить испарение, у подбела устьица погружены в мякоть листа, поверхность которого покрыта восковым налетом, способным отражать солнечные лучи. Листья багульника болотного имеют войлочное опушение, а у болотного мирта имеются отражающие серебристые чешуйки, которые настолько малы, что разглядеть их можно только при остром зрении или с помощью увеличительной оптики. Листья кустарничков обладают также способностью поворачиваться ребром к плоскости падения солнечных лучей, что также способствует уменьшению испаряющей поверхности.

Болота кормят человека и братьев его меньших. Это богатейшие ягодные плантации, плодоносящие с начала лета до глубокой осени. Первым созревает урожай морошки -- янтарной ягоды с изысканным вкусом. За ней следует голубика, а с сентября кочки покрываются россыпью спелой клюквы. Ближе к осени поспевает шикша и тяготеющая к болотам очень ароматная приворотная ягодка княженика. Кроме того, многие растения болот обладают лекарственными свойствами. Широко известны вахта трёхлистная, сабельник болотный, белозор болотный. [15, с. 124]

До усиления антропогенной деятельности устойчивость болот поддерживалась самой природой. А сегодня ученые вынуждены активно обсуждать методы поддержания «устойчивости болот», понимая под ней часто возникающие различные негативные явления и ситуации. Одни считают, что устойчивость болот - это степень сохранения болотной системой структуры, основных ее функций и свойств. Другие понимают под устойчивостью болот способность поддерживать значение своих параметров в пределах, не превышающих некие критические величины, и сохранять определенный характер функционирования при воздействии на болото возмущающих факторов. Третьи выделяют растительный покров как показатель и основу устойчивости болота. Словом, идет дискуссия. А тем временем большие площади болот вовлекаются в сферу хозяйственной деятельности человека, они становятся объектами для строительства различных инженерных сооружений, используются для нужд лесного и сельского хозяйства, топливной и химической промышленности.