У каждого из болот свое прошлое, своя история. Среди них есть и старые-престарые, насчитывающие тысячелетия своего существования, и молодые, едва лишь зародившиеся. ? О своем прошлом рассказывают сами болота. Ученые научились читать эту интересную страницу жизни природы, и теперь она доступна каждому.
Растительность болота
Изучая растительность болота , исследуя его торфяные толщи, ученые-болотоведы выясняют перемены, которые происходят на болоте в процессе его развития, а также причины этих перемен, определяют возможности хозяйственного использования болот и другие вопросы. Но болото прежде всего это биологическое сообщество, (подробнее: ), то-есть такое естественное образование, в котором между организмами, его населяющими, возникли определенные, нередко очень сложные жизненные связи.Изучение образования болота
Для изучения образования болота необходимо знать, как возникают различные взаимоотношения между растениями, его населяющими, как жизнь одних видов этих растений отражается на жизни других, как изменяются связи между ними и как это, в свою очередь, влияет на дальнейшую судьбу болота, то-есть как болото постепенно изменяется и наконец сменяется другим сообществом. На основе такого изучения можно установить общие закономерности в развитии и исчезновении болот во времени, определить законы их жизни. Болота возникают, развиваются, исчезают. Они могут возникнуть на месте луга, на месте вырубленных лесов, в местах, где образуется избыток влаги; многие болота образовались на месте озер. На Европейской территории болота стали возникать, когда эпохи оледенения сменились климатическими условиями, близкими к современным. Это произошло около 10 000- 12 000 лет назад. Ледник отступал к северу, северо-западу, оставляя после себя обширные низины, бессточные впадины, заполнившиеся водой и образовавшие многочисленные озера. В этих местах и зародились болота. Создались они, конечно, не сразу, а по мере расселения по территории, освобождавшейся от ледника, растений и животных. В процессе этого расселения и возникли между организмами отношения, характеризуемые как биологические сообщества (биоценозы); к числу их относятся и болота. Мы рассмотрим жизнь растений болота, как растительное сообщество, не касаясь болотных животных. Наиболее простой способ образования болота - на месте озера .
Превращение озера в болото.
Озеро, как и болото, не только водоем, но и биологическое сообщество, в котором происходят беспрерывные изменения: изменяются взаимосвязи между населяющими его организмами, а следовательно, изменяется и само озеро.
Ветер приносит много легких семян, и по берегам озера и в самой воде появляются растения, раньше здесь отсутствовавшие. Много семян водных болотных растений приносят на лапках и перьях водоплавающие птицы - утки, кулики и другие. Бывает, что птицы приносят их в желудках: есть семена, которые не теряют всхожести даже после того, как они пройдут через кишечник.
Немало растений и их семян приносится талыми водами. Поэтому год от года число растений-переселенцев увеличивается. Сначала может показаться, что заселение озера идет беспорядочно и случайно. Но это не так. Каждое закрепившееся здесь растение приспособлено к жизни во влажной среде, но в разной степени и по-разному: одни развиваются на сыром берегу, другие - в воде на мелком месте, вблизи берега, третьи - на больших глубинах.
Если то или иное растение поселилось в не совсем свойственных ему условиях, например глубоководное - на мелководье, оно постепенно будет оттеснено мелководными растениями на более глубокие места. В результате каждый вид займет наиболее благоприятные для его существования участки.
Известно, что растение, попав в несколько иную обстановку жизни, может изменяться. Однако это изменение происходит значительно медленнее, чем процесс зарастания озера, поэтому непосредственно наблюдать его в естественных условиях обычно трудно. Лишь изучая жизнь живой природы на протяжении длительного времени, можно установить, что происходит изменение видов во времени.
Процесс зарастания озер
Какие же растения непосредственно участвуют в процессе зарастания озера ? Их много, но мы остановимся лишь на некоторых, наиболее обычных в средней Европейской полосе.- На самой каемке отлогого берега озера, у воды, разрослись разные осоки с узкими жесткими листьями. Некоторые из них переходят даже с берега в мелкую воду. Появление осок свидетельствует о наличии в почве большого количества влаги.
- Из семечка-пушинки, принесенного, быть может, откуда-то издалека, выросли и довольно быстро разрослись высокие заросли рогоза - прибрежного растения с длинными узкими листьями и соплодиями, состоящими из огромного количества семян, окруженных пушком. Эти семена далеко разносятся по воздуху ветром, и нередко можно наблюдать какую-нибудь случайную, заполнившуюся водой яму, заросшую по краям рогозом, хотя вблизи нигде нет рогозовых зарослей. Разрастается рогоз благодаря мощным многолетним корневищам, дающим из года в год новые побеги.
- Тут же, у берега, расположились изящные желтые касатики (ирисы). Некоторые их виды за красоту цветов разводят в цветниках как декоративные растения.
- Здесь же можно увидеть и темнозеленые заросли топяного хвоща , так не похожего на другие наши зеленые растения.
- Неподалеку от них обосновались стрелолисты с оригинальными, похожими на стрелы надводными и длинными ремневидными подводными листьями: интересный пример изменения формы листа у растения в зависимости от условий их образования - в воздухе и в воде. Все эти и подобные им растения жмутся к берегу, не удаляясь на более глубокие места озера.
- шумит тростник;
- колышутся и шуршат даже от слабого движения воздуха чуткие камыши;
- плавают большие круглые листья желтой кубышки и белой кувшинки, называемой в обиходе белой водяной лилией;
- на еще больших глубинах разрослись подводные заросли различных рдестов с просвечивающими оливково-зелеными листьями. Это уже растения, почти полностью погруженные в воду. Из нескольких встречающихся у нас видов рдестов лишь у одного - рдеста плавающего - листья находятся на поверхности водоема, у остальных же из воды показываются лишь соцветия;
- и совсем уже не выходят на поверхность воды различные многоклеточные водоросли , относящиеся к низшим, споровым растениям.
Сплавина
Очень большое значение в процессе заболачивания озера имеют: и такие растения, как лекарственная вахта , сабельник, белокрыльник и другие. Плавающие многолетние корневища этих растений, переплетаясь между собой, образуют нечто вроде настила - сплавину . С каждым годом постепенно разрастаясь, она все больше наползает на озеро, медленно уменьшая зеркало воды. На сплавину ложатся перенесенные ветром листья, пыль и т. п. Со временем она переходит в зыбун, выдерживающий уже тяжесть животного и человека. На нее перебираются прибрежные осоки и другие береговые травы, а в дальнейшем кустарники и даже деревья (тальник, ). Приходит время, когда озеро совсем зарастает сверху, но под не толстым зыбучим покровом могут долго еще сохраняться большие глубины. От зеркала воды местами остаются лишь небольшие окна, но и они со временем исчезают и остаются лишь красивые яркозеленые площадки - чарусы .Весело выглядит издали такая чаруса, широко, раздольно расстилаясь среди красноватых сосен и темнохвойных елей. Ровная, гладкая, она густо заросла сочной зеленью и усеяна бирюзовыми незабудками. Луговина так и манит к себе путника... Но изумрудная чаруса - лишь тонкий травяной покров, раскинутый над поверхностью озера... (Мельников-Печерский, «В лесах»).
Образование болота в результате появления мхов
Важнейший этап образования болота - появление мхов . Это прежде всего мхи из рода гипнум , которые обычно называются зелеными мхами .
Образование мхов.
По мере развития болота гипнум и другие мхи постепенно вытесняют многие растения. Но даже в период, когда преобладающими растениями являются мхи, значительную, роль играют еще и другие растения. Местами болото издали кажется покрытым снегом от большого количества пушицы
- ее снежнобелые султанчики покрывают иногда значительные площади. Кое-где колышутся метелки вейника
.
Низинные болота
Там, где когда-то было водное прибрежье озера, растут уже кусты тальника, корявые березы, черная ольха. Их корни страдают от избытка влаги и недостатка кислорода в почве, поэтому со временем эти древесные растения должны отмереть, но все же и они дают материал для торфообразования и влияют на качество торфа.
Низинное болото.
Пушица, вейник и другие подобные растения иногда дают большие накопления органического вещества, поэтому различают и такие виды торфа, как пушицевый, вейниковый
и т. д. Но главным растением в этот период развития болота являются все же блестяще зеленые гипнумы.
Болота, в которых преобладают остатки тростника, осок, мхов, в том числе гипновых, носят названия низинных болот.
Верховое болото
Гипнум, изменяя условия жизни на болоте, подготовляет приход нового торфообразующего растения - белого торфяного мха сфагнума . Сфагнум - мох верхового болота .
Мох верхового болота.
Гипнум развивается в основном в воде содержащей достаточное количество минеральных солей.
Сфагнум, - в воде, почти не содержащей солей. Не переносит присутствия извести в воде.
Сфагнуму обязательно нужна мягкая вода, в то время как гипнум довольствуется жесткой. Самая лучшая вода для сфагнума - дождевая. К тому же сфагнум требует воды очень много.
Сфагнум - белый мох. Это название мха объясняется его клеточным строением. Он содержит клетки двоякого рода. Мелкие зеленые клетки - с хлорофиллом и крупные, пустые, сообщающиеся между собой, не содержащие хлорофилл и придающие мху сероватый оттенок. Именно в них накапливается вода. Если высушить на воздухе сфагнум, а потом опустить его в стакан с водой, он впитает ее раз в двадцать больше, чем весит сам.
Другие же мхи заглушаются белым мхом, они оказываются в худших условиях из-за недостатка минерального питания. В связи со сменой растений низинное торфяное болото
переходит в верховое
.
В верховом болоте при благоприятных условиях влажности и температуре может существовать кукушкин лен, очень долго, распространяясь вширь и нарастая кверху. Торф, образующийся на таком болоте, очень высокого качества - он обладает большой теплотворной способностью и содержит значительно меньше золы, чем торф низинных болот.
Заболачивание леса и луга
Сфагновое болото, разрастаясь, может вызвать заболачивание леса, луга и превращение их в болото.
Заболачивание леса.
Вам, вероятно, приходилось бывать в еловом лесу - зеленомошнике, (подробнее: )? Называется он так потому, что земля под пологом этого леса сплошь покрыта зеленым мхом. Нога тонет в пышном слое кукушкина льна и гипнумов.
Каково состояние деревьев такого сыроватого леса?
Местами они уже прекратили рост в высоту: корням дерева не хватает воздуха. По пням видно, насколько мал прирост дерева в толщину - наружные кольца древесины едва заметны. Даже молодые, не затененные деревья находятся в угнетении.
Такой лес из елей, разукрашенных длинными космами лишайника-бородача, мог бы существовать еще долго, если приостановить процесс заболачивания.
Но процесс этот обычно продолжается и даже усиливается. Посмотрите: среди блестящих зеленых гипнумов и кукушкина льна то здесь, то там уже обосновался сфагнум. Это значит, что условия корневого питания деревьев по мере разрастания белых мхов будут еще больше ухудшаться. В конечном счете они погубят и зеленые мхи и деревья.
Лес постепенно сменится открытым болотом. Только в слое образовавшегося торфа могут сохраниться пни и корни росшего здесь когда-то елового леса. Легко заболачиваются и луга. Один из основоположников научного почвоведения - В. Р. Вильяме писал, что луг деятельностью луговых растений может превратиться в болото.
Некоторые луговые злаки с плотной корневой системой год от года уплотняют дерн. Влаги в этих местах будет задерживаться все больше, луг становится сыроватым. Теперь здесь поселяются осоки, мелкие виды зеленых мхов. Это еще более усиливает заболачивание, и с течением времени, если не принять меры к осушению луга, он перейдет в новое растительное сообщество - моховое болото. Исчезнут луговые травы, сменяясь растениями болот, и, наконец, все сообщество сменится другим.
Болото - биологическое сообщество
С болотом связано представление о неподвижности, застое. Но это только кажется, на самом деле биологическое сообщество - болото - живет своей постоянно изменяющейся жизнью. Если сохраняется достаточная влажность климата, болото растет в ширину, захватывая прилегающие площади и заболачивая леса и луга. При недостатке влаги оно начнет постепенно уменьшаться и может исчезнуть совсем. Сфагнумовое болото растет не только в стороны, но и в высоту. Условия роста белого мха на большом болоте в центральной его части и по краям неодинаковы. Рост сфагнума на более благоприятной для жизни центральной части болота может идти быстрее. Образуется некоторая выпуклость, высота которой достигает иногда 3-8 метров и более. В этом случае она становится хорошо заметной на глаз. Бывает, что болото, разрастаясь, встречает небольшое возвышение, но процесс заболачивания и здесь не всегда приостанавливается. При благоприятных условиях влажности болото может медленно распространяться и вверх по склону. Интересно проследить прошлое болота по составу торфяного массива, образовавшегося на протяжении длительного времени - иногда нескольких тысячелетий. В глубине торфяного слоя почти отсутствует гниение, так как здесь нет благоприятных условий для жизни гнилостных бактерий. Поэтому в торфе иногда находят не разложившиеся трупы животных, погибших когда-то в болоте. Очень хорошо сохраняются в торфе споры, а также пыльца цветковых растений. Под микроскопом можно определить, к каким видам растений они относятся, и таким образом выяснить, какие растения существовали в данной местности в далеком прошлом. Вот почему болото является хорошим архивом прошлого. Нередко в торфяных толщах обнаруживается так называемый пограничный слой из остатков древесных пней и корней. Присутствие такого слоя во многих старых торфяниках указывает на то, что это не случайное явление. Были общие причины, в результате которых развитие торфяного болота задержалось, болото высохло и на его месте выросли леса. Это могло произойти вследствие некоторого изменения климата в сторону большей сухости. Но затем условия опять изменились, и болото вновь начало разрастаться, захватывая лесные массивы, особенно по низким местам. Лес погибал. Сгнивая, падали лесные великаны. Постепенно стволы их разрушались. Лишь скрытые мхом корни и пни сохранились в образовавшихся слоях торфа. Конечно, длительность такого процесса определяется многими столетиями. По этим данным установлено, например, что около 5000 лет назад на территории Европейской части началось потепление и увеличение сухости климата. Затем, спустя около двух с половиной тысяч лет, климат вновь стал более влажным в прохладным и постепенно приблизился к современному. Изменения, происшедшие в результате этого потепления, привели к смене одних сообществ другими и оставили след в виде пограничного слоя в старом болоте. Таким образом, изучение старых торфяников дает ценный материал о природных условиях нашей страны в отдаленные от нас времена.Растения торфяного болота и условия их жизни
Известно, что заболачивание приводит к гибели древесное население. Однако при этом не все деревья гибнут одинаково быстро. Раньше других погибает и исчезают , затем , береза, ольха. Самое живучее дерево на моховом болоте - . У нее очень широкий размах приспособляемости к различным условиям жизни: она хорошо растет на песках, встречается почти на голых скалах, где проникает корнями в трещины твердых пород и находит необходимые условия для жизни, растет и на торфяном болоте.
Болотная сосна.
Конечно, в разных условиях жизни сосна внешне выглядит по-разному. Особенно значительны эти изменения у форм, растущих на болоте.
Кто не видел чахлых болотных сосен
-карликов? Высота дерева всего 3-4 метра, толщина ствола 4-5 сантиметров, однако сосна уже достигла предельного возраста. Срежьте такую сосенку у основания и попытайтесь по годовым кольцам древесины определить ее возраст. Без сильной лупы это вряд ли удастся - так часты слои!
Оказывается, что дереву 50-80 лет и более. В северных областях болотные сосны бывают еще меньше - они скорее похожи на кустарник, чем на дерево. Сравните такого карлика с сосной, выросшей в сосновом бору.
Корни болотной сосны совсем не похожи на корневую систему боровой сосны. У последней корень идет далеко вглубь, дерево прочно держится на земле. Если налетит буря, она скорее сломает дерево, чем вырвет его с корнем. У болотной же сосны корни идут не вглубь, а в стороны, как у ели: здесь в приповерхностных слоях почвы больше воздуха для дыхания корней, чем в глубине торфяных залежей. По мере нарастания слоя торфа условия жизни растения постепенно ухудшаются.
Сосны, растущие на болоте, плодоносят редко, хотя света здесь много и расстояние между деревьями большое. Однако изредка у них появляются шишки с семенами. Семена такой сосны пробовали высевать в обычных условиях. Из них развивались стройные, высокие сосны. Следовательно, условия жизни на болоте изменяют сосну, но наследственная природа ее оказывается очень постоянной и изменяется очень медленно.
Все же лесоводы считают, что не безразлично, из каких сосновых лесов брать семена для новых посадок, чтобы выращиваемые деревья были более высокорослыми и прямыми.
И поэтому некоторые специалисты-лесоводы различают отдельные формы болотных сосен, у которых такие признаки, как низкорослость, особенности строения кроны, ствола, шишек, описываются как устойчивые для данной формы, то-есть рассматриваются уже как наследственная природа этих растений, возникшая под влиянием условий жизни на болоте в течение многих поколений.
Сосна распространена очень широко - она является обычным деревом в самых различных ландшафтах. Однако число видов сосны очень невелико: их насчитывается всего около десяти.
Можно предположить, что причина сравнительно небольшого числа видов сосны заключается в том, что род сосна
сформировался очень давно, еще в среднюю (мезозойскую) эру. Сосна, пройдя очень длительный путь существования в условиях значительных физических изменений, приобрела ту живучесть, гибкость приспособления, которая характеризует современную сосну.
Приспособляемость к различным условиям существования стала признаком сосны, то-есть составляет наследственную ее природу. Это и помогло ей не только сохраниться до нашего времени, но и занять огромные площади.
Болотные деревянистые кустарники
Сосна может жить на болоте благодаря большой приспособляемости к жизни в различных условиях, но есть растения, которые тесно привязаны к болоту и вне его существовать не могут.
Деревянистые кустарники - клюква.
Сюда прежде всего относятся некоторые небольшие деревянистые кустарники
, встречающиеся, кроме севера, почти исключительно на торфяных болотах, реже - в заболоченных лесах.
- Таковы кассандра и подбел - вечнозеленые кустарнички с плотными, покрытыми восковым налетом листьями, сохраняющимися на зиму;
- багульник с сильным, одуряющим запахом и с такими же плотными, как у подбела, завернутыми по краям и покрытыми снизу пушком листьями;
- на болоте, растет и голубика (гонобобель) со съедобными, покрытыми сизым налетом голубоватыми ягодами, и стелющаяся по поверхности болота клюква;
- в более сухих местах прилегающего к болоту леса, растут брусника и черника, а также вереск с очень мелкими листочками и красивыми кистями лиловых мелких цветков.
Борьба болотных растений за влагу
Болотные растения обладают некоторыми особенностями, которые помогают им в их борьбе за влагу . Но ведь болота как раз и богаты влагой! Это верно, но тем не менее растения торфяного болота очень страдают именно из-за ее недостатка. Дело в том, что вода болот в течение всего лета очень холодна и поэтому плохо поступает в корни растения и используется им. Если даже в жаркий летний день опустить руку под моховой покров - вам покажется, что вы опустили руку в ключевую воду. В этом температурная особенность торфяных болот. Объясняется она тем, что моховой покров мешает нагреванию лежащих ниже слоев. Болотные растения можно сравнить с пловцами, оказавшимися в открытом море с ничтожным запасом пресной воды: кругом вода, а жажду утолить нечем; приходится расходовать имеющиеся запасы очень экономно. Одинаковую биологическую задачу - экономно расходовать влагу, но в разных условиях, природа нередко решает одинаковыми средствами: естественный отбор и в том и в другом случае идет в одном и том же направлении. Так, вереск, например, встречается и в очень сухих местах и на болоте.
Вереск болотный.
И там и здесь это растение - сухолюб, то-есть может существовать при очень небольшом количестве влаги (на сухом месте воды мало, на болоте она недоступна растению из-за низкой ее температуры)
У вереска поэтому, независимо от того, растет ли он на торфяном болоте или в песках, очень резко выражены признаки сухолюбов: устьиц, через которые происходит испарение влаги, очень мало, причем находятся они на внутренней, нижней, поверхности иногда почти в трубочку свернутых листочков, защищенных часто пушком, - это также уменьшает испарение, (подробнее: ). Листьев у вереска хоть и много (до 60 000-70 000), но они чрезвычайно мелки.
Наконец, растет это низкорослое растение, как правило, не в одиночку, а большими скоплениями, что также уменьшает отдачу влаги.
Борьба болотных растений за азот
Другим весьма важным вопросом для жизни растения торфяного болота является борьба за азот . Как известно, азот необходим растению для образования белков. В растение он поступает через корень в виде водных растворов азотных соединений. Однако в почвенной среде мохового болота азотных соединений ничтожно мало: из-за отсутствия микробов гниения разложение органического вещества осуществляется здесь или очень медленно, или совсем прекращается. Казалось бы, растения болот должны непрерывно страдать от недостатка азота. Но это не так. В снабжении азотом некоторым растениям болота помогают простейшие грибы . Они существуют в виде тонкой нити, которая оплетает корешки вересковых и даже проникает в ткань корня. В процессе жизнедеятельности грибы добывают из органического вещества почвенной среды соединения азота в таком количестве, что растение, используя только часть из них, вполне удовлетворяет свои нужды в азоте. Но и зеленое растение не остается в долгу: грибы используют органические вещества, создаваемые растением в процессе фотосинтеза. Таким образом, растения торфяных болот обеспечивают себя азотом, находясь в симбиозе с грибами.Азотное питание росянки
Но на торфяном болоте у растений выработались и другие способы добывания азота. Очень интересно, например, происходит азотное питание у небольшого травянистого растения болот - росянки . Листья, как известно, - орган воздушного питания углекислым газом. У росянки они наряду с этой функцией выполняют и другую - добывают азот.
Растение росянка.
Росянка ловит листьями живых насекомых и питается содержимым в них белком. Это растение не без оснований иногда называют хищником.
Интересно наблюдать, как происходит это питание. Росянка - травянистое растение с розеткой листьев. Она развивает в центре розетки стебелек с невзрачными, мелкими, белыми цветками. Каждый лист похож на плоскую ложечку, по краям которой находятся похожие на волоски выросты с блестящими утолщениями на концах, напоминающими капельки росы. Отсюда ее название - росянка.
Каждый листок росянки - своеобразная ловушка насекомых. Вот маленькая мошка опустилась на лист и пристала к нему: он весь покрыт клейкой жидкостью, выделяемой клетками. Изо всех сил бьется мошка, пытаясь освободиться, но это ей редко удается: окружающие пластинку листа волоски наклоняются к мошке и своими утолщениями прижимают ее к листу. Теперь мошке не вырваться. Она погибнет.
Между тем клетки листка росянки, поймавшего мошку, выделяют жидкость, действующую подобно пищеварительным сокам животных - белки тела мошки в этой жидкости растворяются, а затем всасываются клетками и идут на питание растения. Когда насекомое «съедено», волоски расправляются и ловушка вновь готова к действию.
Подобные приспособления к питанию растений насекомыми не единичны. Причем растения, имеющие их, далеки по своему происхождению. Это покалывает, что однородные приспособления, даже самые сложные, могут возникнуть у различных организмов при наличии каких-то сходных условий развития.
Рост болотных растений в высоту
Третья особенность жизни растений в торфяных болотах вытекает из его свойства при благоприятных условиях год от года нарастать в высоту . Рост болота определяется ростом сфагнума, поэтому между сфагнумом и другими растениями устанавливается прямая зависимость: последние постоянно находятся под угрозой быть похороненными под нарастающим слоем торфа. Чтобы избежать этой участи, растения должны обладать какими-то приспособлениями для защиты. И действительно, в результате естественного отбора они приобрели такие приспособления. Росянка, например, каждый год весной образует на уровне поверхности мохового болота розетку листьев. Если осторожно раскопать скрытые в моховом покрове остатки росянки прошлых лет, то даже можно установить, с какой скоростью нарастало болото за последние несколько лет (следы розеток, оставшиеся в моховой толще, сохраняются иногда довольно долго). Постоянно выбирается на поверхность болота и клюква, образуя на стебле придаточные корни. Растет мох, и с такой же скоростью растет клюква, оставаясь в то же время стелющимся карликом. Многие вересковые, по мере нарастания торфа, также дают новые корни на заболоченной части стеблей. Даже лиственница на торфяном болоте постоянно уходит от заболачивания, давая новые придаточные корни. Поэтому на болоте она долговечнее сосны, не обладающей этим свойством. У растений, живущих на торфяном болоте, имеется и много других приспособлений.Жизнь под зеленым покровом торфяного болота
Говоря о торфяном болоте , мы касались лишь его поверхностного слоя, населенного зелеными растениями. Торфяное же болото представляет нередко очень мощную массу, достигающую в глубину десяти метров и более. И здесь, в этой толще, протекает сложная жизнь бактерий и грибов. Если в процессе фотосинтеза зеленого растения образуется органическое вещество - консервы Солнца, то процесс торфообразования можно назвать консервированием органического вещества. Известно, что органическое вещество непрочно - оно легко разрушается, и разрушителями его являются прежде всего различные микроорганизмы - бактерии и грибы. Значение деятельности торфяных микробов, участвующих в процессе торфообразования, в том и заключается, что они препятствуют развитию микробов - разрушителей органического вещества. Микробы против микробов! В чем заключается этот интересный процесс? Прежде всего в том, что микробы - созидатели торфа выделяют вещества в виде различных органических кислот, которые вредны для микробов, разрушающих органическое вещество. Кроме того, в торфяном слое почти отсутствует свободный кислород, а микробы, разрушающие органическое вещество, нуждаются в нем. Наоборот, микробы задерживающие разложение органического вещества, живут при отсутствии свободного кислорода. Но, несмотря на консервацию, органическое вещество болота не останется постоянным: под действием различных торфяных микроорганизмов оно изменяется. Исследуя толщу торфа на болоте, нетрудно установить, что физические и химические свойства торфяной массы разных возрастов различны. Чем ближе слой торфа к поверхности, тем он обычно моложе и поэтому более рыхлый. В нем простым глазом различаем части растений, из которых он образовался. Иногда понятно, какие виды растений дали эти остатки. Однако, чем старше слой, тем это определение будет все более трудным. В глубоких слоях лишь с помощью микроскопа можно обнаружить кое-какие остатки растений, например пыльцу, споры.Торф
Более старый торф нередко представляет землистую массу разных оттенков - от темнобурого до почти черного.
Торф на болоте.
Он вязкий, в нем уже не различишь отдельных частичек. Если мы возьмем горсть торфа из верхних рыхлых слоев и сильно сожмем его, он отдаст некоторое количество воды. Но если то же самое проделать со старым, глубинным торфом, - воды не будет.
Просушивая рыхлый, поверхностный, молодой торф, удаляем из него значительную часть воды, но если снова смочить этот торф, он впитает воду и примет прежний вид. Если же просушить торф старых слоев, а затем так же смочить его водой, то уже не получится торф прежнего вида. Значит, по мере того как торф все больше и больше разлагается, изменяются и его физические свойства.
Химический состав торфа
С глубиной изменяется и химический состав торфа . Причиной этих изменений может быть разнообразие материала, из которого образовался торф, но есть и общие причины изменения его химического состава. Они объясняются прежде всего особенностями питания разных видов торфяных микробов, в результате чего процентное содержание углерода в торфе повышается. Чем старше торф, тем больше углерода в нем содержится . Следовательно, теплотворная способность глубинных слоев торфа будет выше, чем более поверхностных. Такова в самых общих чертах картина торфообразовательного процесса.Мы дознались, что торфа в этом болоте хватит для работы большой фабрики лет на сто. Вот какие богатства скрыты в наших болотах! М. ПришвинТорфяное болото - это колоссальная копилка энергии. Подсчитано, что общее количество углерода, законсервированного в торфяных болотах, составляет на всем земном шаре около 400 миллиардов тонн!
— избыточно увлажненные участки суши со своеобразной болотной растительностью и слоем торфа не менее 0,3 м, поэтому характеризуются затрудненным обменом газов. Болота обычно содержат от 87 до 97 % воды и лишь 3-13 % сухого вещества (торфа).
При меньшей мощности торфа или его отсутствии избыточно увлажненные территории называются заболоченными землями.
Болота формируются при зарастании водоемов или при заболачивании местности.
Основной путь образования болот — заболачивание, которое начинается с появления периодического, а затем постоянного переувлажнения почвогрунтов. Этому способствует климат. Избыток влаги из-за обилия осадков или слабого испарения, а также высокий уровень грунтовых вод, характер грунта — плохо проницаемые породы; «вечная мерзлота», рельеф — плоские участки при неглубоком дренаже или понижения с замедленным стоком; продолжительные половодья на реках и т. д. Леса в условиях избытка влаги, а значит, анаэробных условий и кислородного голодания погибают, что способствует большему заболачиванию из-за сокращения транспирации.
На переувлажненных землях поселяется влаголюбивая растительность, приспособленная к недостатку кислорода и минерального питания, — мох и др. Моховая дернина, хорошо впитывающая и задерживающая влагу, напоминающая мокрую губку, способствует еще большему заболачиванию суши. Так что в дальнейшем именно растительности принадлежит ведущая роль в заболачивании. В условиях недостатка кислорода происходит неполное разложение растительных остатков, которые, накапливаясь, образуют торф. Поэтому заболачивание практически всегда сопровождается торфонакоплением.
Наиболее благоприятные условия для накопления торфа существуют в лесах умеренного пояса, особенно Западной Сибири, где в пределах лесоболотной зоны заболоченность составляет иногда более 50 % территории, мощность торфа 8-10 м. К северу и югу от лесной зоны мощность торфяной залежи сокращается: к северу вследствие уменьшения прироста растительной массы в условиях холодного климата, к югу — из-за более интенсивного разложения растительных остатков в теплом климате. В условиях жаркого влажного климата огромный прирост биомассы компенсируется интенсивным процессом распада отмерших растений, и болот немного, хотя вечнозеленые экваториальные леса переувлажнены.
Строение торфяной залежи болот, возникших на месте озер или суходолов, различно. Торфяники, образовавшиеся в результате заболачивания озер, имеют под слоем торфа озерный ил — сапропель, а при заболачивании суши торф залегает непосредственно на минеральном грунте.
Болота развиваются в различных климатических условиях, но особенно характерны для лесной зоны умеренного пояса и тундр. На их долю в Полесье приходится 28 %, в Карелии — около 30 %, а в Западной Сибири (Васюганье) — свыше 50% территории. Резко уменьшается заболоченность в степных и лесостепных зонах, где меньше осадков, а испаряемость усиливается. Общая площадь, занимаемая болотами, составляет около 2 % площади суши Земли.
Типы болота
По характеру водного питания и растительности болота подразделяют на три типа: низинные, верховые и переходные.
Низинные болота образуются на месте бывших озер, в долинах рек и в понижениях, которые постоянно или временно затопляются водой. Питаются они преимущественно грунтовыми водами, богатыми минеральными солями. В растительном покрове господствуют зеленые мхи, различные осоки и злаки. На более старых болотах появляются береза, ольха, ива. Эти болота отличаются слабой заторфованностью — мощность торфа не превышает 1 — 1 ,5 м.
Верховые болота формируются на плоских водоразделах, питаются в основном атмосферными осадками, для растительности характерен ограниченный видовой состав — сфагновые мхи, пушица, багульник, клюква, вереск, а из древесных — сосна, береза, реже кедр и лиственница. Деревья сильно угнетены и низкорослы. Сфагновый мох лучше произрастает в середине болотного массива, на окраинах он угнетается минерализованными водами. Поэтому верховые болота несколько выпуклые, их середина возвышается на 3-4 м. Торфяной слой достигает 6-10 м и более.
Переходные болота , или смешанные представляют переходную стадию между низинными и верховыми. В низинных болотах происходит накопление растительных остатков, поверхность болота повышается. В результате этого грунтовая вода, богатая солями, перестает питать болото. Травяная растительность отмирает и заменяется мхами.
Таким образом, низинные болота превращаются в верховые, а последние покрываются затем кустами или луговой растительностью, превращаясь в суходольные луга. Поэтому в природе редко встречаются моховые или травяные болота в чистом виде.
Болота имеют большое хозяйственное значение. Так, торфяные болота — источник топлива для промышленности. Первая тепловая электростанция в мире, работающая на торфе, была построена в России в 1911 г. (в г. Электроугли).
Торф низинных болот — хорошее органическое удобрение. Поэтому частично низинные болота осушают и превращают в плодородные угодья. Но не все болота подлежат осушению, часть из них надо сохранять, чтобы не нарушить сложившиеся в природе взаимосвязей.
Болота увлажняют воздух местности, являются местами произрастания ценных видов растений (клюквы, морошки, голубики) и обитания многих видов животных, особенно птиц, являются природными резервуарами воды, которые питают реки.
БОЛОТО, участок земной поверхности, характеризуемый избыточным увлажнением, гидрофильностью напочвенного растительного покрова, особым типом почвообразования (смотри Болотные почвы) и наличием торфа. Болото отличают от заболоченных земель; формальным признаком их различия служит толщина слоя торфа: в России и ряде других стран для неосушенных болот - не менее 30 см. При меньшем слое торфа или его отсутствии избыточно увлажнённые участки относят к заболоченным землям. Наука о болотах - болотоведение.
Болота распространены от арктических до тропических широт. Их учёт затруднён из-за различий критериев отнесения земель к болотам (толщина слоя торфа, его зольность) и недоступности территорий. Считается, что в мире на долю болот приходится от 2 до 5,7 миллион км 2 , 85-90% из них находятся в бореальном поясе. Примерно треть болот мира приходится на Россию, где они занимают около 1,4 миллиона км 2 (или 8% территории). Отдельные болота при определённых условиях соединяются с соседними, образуя болотные системы, охватывающие десятки тысяч км 2 . Громадные площади болот встречаются в Западной Сибири, на прибрежной низменности Гудзонова залива, приморских равнинах Юго-Восточной Азии, в бассейне Амазонки.
Образование болот начинается либо с заболачивания суши (большинство болот), либо с зарастания водоёмов и накопления в них минеральных и органических осадков, в том числе сапропеля. Скорость их формирования зависит от рельефа местности, конкретных условий водно-минерального баланса, колебаний климата и других факторов. Развитие болот обусловлено вертикальным ростом слоя торфа с последовательным изменением типа водно-минерального питания от грунтового к атмосферному, чему способствуют затруднённый сток вод, произрастание влагоёмких мхов, замедление разложения торфа.
Экосистемы болот занимают промежуточное положение между водными и наземными. Флора может быть представлена как типично болотными (сфагновые и гипновые мхи), так и прибрежными (тростник, рогоз, осоки), луговыми (кровохлёбка, купальница, валериана) и лесными (древесные породы, травы, зелёные мхи) видами. При общем функциональном сходстве болота в различных климатических условиях могут иметь совершенно разный облик по морфологии поверхности почвы, структуре растительного покрова, животному миру и другим признакам.
Болота характеризуются способностью увеличивать на протяжении тысячелетий запас органического вещества, накапливая его в виде торфа; на его образование идёт в среднем 5-20% годичного прироста фитомассы, которая после опада в анаэробной среде не успевает разложиться. Вертикальный прирост слоя торфа в среднем за время существования болота бореальной зоны (8-11 тысяч лет) обычно составляет 0,1-0,8 мм в год. В условиях южной тайги толщина слоя торфа может достигать 10 метров; в тундре, в области вечной мерзлоты в Восточной Сибири - около 1 м; в зонах с умеренным климатом, в субтропиках, где возраст болот значительно больше, известны случаи, когда торфяные отложения измеряются десятками метров.
Природное разнообразие болот . Исходя из содержания минеральных веществ в питающих болото водах их принято подразделять на три экологические группы - болота грунтового, атмосферно-грунтового, атмосферного водного питания. Им соответствуют названия болот: по типу растительности - эвтрофные (с фитоценозами, отличающимися высокой требовательностью к минеральному питанию), мезотрофные (с растениями средней требовательности), олиготрофные (с растительностью, приспособленной к очень бедным минеральными элементами почвам); по местоположению на рельефе - низинные, переходные и верховые.
Болота грунтового водного питания (низинные, эвтрофные) располагаются в понижениях рельефа (местах высокого уровня грунтовых вод) - на пологих склонах при близких водоупорных слоях, в притеррасных частях пойм, в долинах рек, в зоне напорного подъёма вод и т.п.; их поверхность вогнутая или плоская. Богатый минеральный состав (100-300 мг/л) грунтовых вод, включающий карбонат и гидрокарбонат кальция, обеспечивает нейтральную реакцию почвенной среды, а торфы имеют повышенную зольность (6-15%). Такие условия благоприятны для развития почвенных беспозвоночных и микроорганизмов, обеспечивающих повышенную степень разложения торфа. Для таких болот характерны чёрная ольха, ель, берёза (в Сибири - кедр, лиственница); в напочвенном покрове - осока, тростник, рогоз, хвощи, гипновые мхи. Здесь обитают кабаны, водяные крысы, полёвки, много птиц (кулики, болотные курочки, коростели и др.). В России низинные болота обычны в дельтах Волги, Дона и Кубани.
Болота атмосферно-грунтового водного питания (переходные, мезотрофные) имеют меньшую минерализацию вод, характеризуются слабокислой реакцией среды, обеднённым составом растительности, пониженной зольностью торфа (4-5%). В древесном ярусе преобладают сосна и берёза, в напочвенном покрове - сфагновые мхи, сабельник, пушица и другие растения.
Болота атмосферного водного питания (верховые, олиготрофные) располагаются на водоразделах. Они питаются только за счёт атмосферной пыли и влаги, обеднённой элементами минерального питания (от нескольких до десятков мг/л); это создаёт условия для повышения кислотности почвенной среды и образования торфов низкой степени разложения и малой зольности (1-3%). Сток с этих болот осуществляется преимущественно через верхний (до 30-70 см), или «деятельный», слой, водопроницаемость которого значительно выше расположенной под ним «инертной» толщи. Запас влаги в ней может уменьшаться в основном за счёт испарения и мало влияет на питание рек. В широко представленных в таёжной зоне верховых болотах прирост торфа более интенсивен в середине, чем на их периферии (так называемый центрально-олиготрофный тип); при этом формируется выпуклый торфяник, возвышающийся на 2-7 м. На зрелых стадиях развития верховых болот по грядам и микроповышениям произрастают низкорослая сосна, лиственница, кустарнички (багульник, хамедафне болотная, карликовая берёза, вереск, подбел), а в понижениях и между кочками (мочажинах) - некоторые виды сфагновых мхов, шейхцерия, очеретник. Центральные части таких болот нередко доходят в своём развитии до так называемых дистрофных стадий с мертвопокровными участками, явлениями эрозии и образованием большого количества вторичных озерков и озёр. На склонах и окраинах таких болот долго сохраняются мезо- и эвтрофные фитоценозы.
Биосферная роль болот. Основной запас органического вещества болот размещается в водной среде: торфяник на 80-95% объёма состоит из воды, 5-20% полуразложившихся растительных остатков и небольшого количества газов. По некоторым данным, в торфе содержится запас углерода, приблизительно равный атмосферному. На территории России более трети почвенного углерода сосредоточено в торфе, что значительно превышает его содержание в фитомассе лесов. По современным оценкам, болота, наряду со связыванием диоксида углерода атмосферы, могут выделять в неё метан и диоксид азота, обладающие существенно более сильным парниковым эффектом.
Использование болот традиционно связано с их биологическими ресурсами - ягодами (клюква, голубика, морошка), грибами, лекарственными растениями, сфагновым мхом (использовался в сельском строительстве и в качестве подстилки для скота). Болота являются также ценными охотничьими угодьями. Низинные и пойменные болота при мелиорации и окультуривании превращаются в ценнейшие земли для выращивания сельскохозяйственных культур, а также в высокопродуктивные сенокосы и пастбища. Значительные площади лесных болот осушались для повышения продуктивности лесов. Наконец, болота - объекты научных исследований биоразнообразия, экологии и тому подобное. Все эти виды использования являются наиболее щадящими и долгосрочными. В районах большой заболоченности нередко размещены промышленные объекты и транспортная инфраструктура (дороги, трубопроводы), ведётся индивидуальное строительство. Но самое «жёсткое» использование болот связано с добычей торфа для получения энергии, приготовления торфокомпостных смесей и удобрений, использования в качестве технического сырья (например, в медицине, химической промышленности). Выработанные торфяные залежи трудно поддаются рекультивации в сельскохозяйственные, лесные угодья, рыбоводческие пруды и др. Естественное же восстановление торфяника требует тысячелетий. Поэтому торф является практически невосстановимым природным ресурсом. Для северной и северо-западной областей Европейской России, где заболоченность охватывает 30-40% территории, осушение в сельском и лесном хозяйствах - необходимая мера для дорожного строительства. Однако в России значительные в прошлом мелиорированные площади без должного содержания и восстановления осушительной сети через 30-50 лет обычно оказываются вторично заболоченными; в Европе около 20% болот совсем исчезли, а более 50% не продуцируют торф. В Дании и Нидерландах в естественном состоянии сохранилось менее 1% болот, в Финляндии 60% болот осушено в целях лесоводства.
Заповедание болот в России отражает сложившуюся систему территориальной охраны природы. Как часть ландшафта они охраняются в государственных заповедниках (например, в Астраханском, Болоньском, Водлозёрском, Рдейском, Юганском), национальных парках и других особо охраняемых природных территориях. Фауна болот охраняется или ограничена в пользовании в пределах охотничьих заказников. Около 10% площади водно-болотных угодий, имеющих статус международного значения в рамках Конвенции по охране местообитаний водоплавающих птиц (Рамсар, 1971), приходится на торфяные болота (с залежью торфа свыше 50 см). Верховые болота таёжной зоны и северных районов, где они занимают большие площади, значительно лучше представлены в качестве заповеданных, чем болота хвойно-широколиственной, лесостепной и степной зон. В двух последних большинство естественных болот трансформировано в хозяйственно используемые площади различного назначения.
Лит.: Сукачев В. Н. Болота, их образование, развитие и свойства. 3-е изд. Л., 1926; Галкина Е.А. Болотные ландшафты и принципы их классификации. Л., 1946; Кац Н.Я. Типы болот СССР и Западной Европы и их географическое распространение. М., 1948; Иванов К. Е. Водообмен в болотных ландшафтах. Л., 1975; Clymo R.S. The limits to peat bog growth // Phylosophical Transaction of the Royal Society. Ser. В. 1984. Vol. 303; Вомперский С. Э. Роль болот в круговороте углерода // Биогеоценотические особенности болот и их рациональное использование. М., 1994.
Наверняка вы находитесь на седьмом небе от счастья, если думаете, что нашли свое личное счастье. И совершенно неважно, сколько времени ваша пара существует: две недели, полгода или 8 лет. Если вы оба считаете, что брак - это лучшее продолжение ваших отношений, зачем тянуть с решением?
С точки зрения науки
Существует ли срок, который является своеобразным водоразделом в отношениях? Как долго нужно ждать, прежде чем надеть друг другу обручальные кольца? И есть ли смысл в этом ожидании? Исследователи из университета Эмори опросили более 3000 американцев, которые состоят или состояли в браке, относительно разных аспектов их отношений. Ученых интересовало, как проходило знакомство, когда прошла помолвка, сколько денег было потрачено на свадьбу и сколько времени длился брак.
Анализ результатов
В итоге ученые выяснили, что если со дня знакомства до дня предложения руки и сердца прошло не более года, и еще не более года до официальной церемонии бракосочетания, то существенно снижалась вероятность развода. Супруги, у которых длительность отношений на момент свадьбы составляла 2 года, на 20 процентов реже разводились в сравнении с теми, кто рискнул зарегистрировать брак вскоре после знакомства. Если же партнеры ждали до официальной церемонии не менее трех лет, вероятность разрыва уменьшалась на 50 процентов. Это говорит о том, что для влюбленных полезно "проверить отношения", проведя друг с другом несколько лет до вступления в брак.
Это условие разумно не для всех
Однако следует учитывать, что это условие работает не для всех пар. Очень часто решающим факторам, влияющим на продолжительность брака, становится возраст брачующихся. Например, если влюбленным на момент свадьбы не более 21 года, исход их отношений будет иным в сравнении с партнерами, которые на 10 лет старше. Сегодня все больше людей предпочитают жениться или выходить замуж за друзей, и это существенно повышает их шансы на крепкий и плодотворный союз. А вот партнеры, которые на момент знакомства не разделяли общих интересов и испытывали друг к другу только страсть, рискуют по истечении определенного количества времени испытать отчуждение.
Выводы на основе субъективных суждений
В целом было найдено, что если влюбленные до свадьбы "очень хорошо" друг друга узнали, они уменьшили вероятность развода, по крайней мере, на 50 %. Отметим, что все эти выводы были сделаны на основе субъективных суждений. Поэтому вместо того, чтобы сосредотачиваться на том, сколько времени необходимо встречаться до официальной церемонии бракосочетания, рассмотрите другие факторы, которые дадут вам понять, насколько вы готовы к браку.
Рассматриваете ли вы свадьбу как "перезагрузку" отношений?
Свадьба может быть волшебным опытом (особенно для невест), тем событием, которое молодожены с нетерпением ждут и на которое возлагают большие надежды. Иногда партнеры с помощью пышной церемонии и приобретения нового социального статуса планируют произвести своеобразную "перезагрузку" отношений. Однако волшебство заканчивается после медового месяца, и уже после двух лет официального брака супруги начинают испытывать резкое снижение удовлетворенности отношениями. Психологи предупреждают, что нельзя рассматривать свадьбу как панацею для нестабильных отношений, зашедших в тупик. Штамп в паспорте не имеет возможностей волшебной палочки, которая в одночасье поменяет характер партнера.
Хорошо ли вы знаете характер друг друга?
Одна из проблем, которая поможет вашей паре задать правильное направление движения, - это приобретение новых знаний о партнере. Прежде чем вступать в брак, спросите себя, знаете ли вы, как ваш избранник привык вести учет финансов, какие ценности он исповедует, как относится к своим родителям, хочет ли он иметь детей или делает акцент на построении карьеры. Ответив на эти и другие вопросы, вы сможете предотвратить некоторые распространенные источники конфликтов в дальнейшем.
Каковы ваши ожидания?
Последние научные исследования в области брака показывают, что ожидаемое удовлетворение от совместного будущего заставляет партнеров работать над своими отношениями в настоящем. Ваше личное желание счастья в браке связано с глубинными процессами, которые вы осуществляете прямо сейчас для того, чтобы сказка стала былью.
Существуют ли качества в партнере, которые сводят вас с ума?
Иногда то, что привлекает вас в конкретном человеке, может в конечном итоге стать тем, что сводит с ума. Исследования, которые рассматривали так называемые "смертельные аттракционы, обнаружили, что крайние формы различий в чертах характера могут изменять отношения к ним. Если поначалу вам нравится энтузиазм партнера, то впоследствии это может сильно утомлять. Перед принятием долгосрочных обязательств необходимо делать поправку на кардинальные различия в менталитете.
Много ли между вами конфликтов?
Перед тем, как задуматься о регистрации отношений, не лишним будет проанализировать частоту и интенсивность конфликтов. И снова многие пары пребывают в заблуждении относительно того, что новый статус позволит снизить количество ссор. Как показало научное исследование, проведенное в 2001 году, ссоры, которые случались в самом начале отношений, с большей долей вероятности будут продолжаться и впредь. Ученые утверждают, что в целом пары имеют стабильный уровень негатива, а с течением времени увеличиваются разочарование и отчуждение.
Хотите ли вы проверить отношения?
Часто современные пары начинают жить вместе, не вступая в официальный брак. Люди хотят убедиться в том, что их выбор действительно верный. Однако когда пары используют сожительство в качестве проверки или живут вместе из-за финансовой выгоды, между ними, как правило, меньше преданности и меньше доверия. Переходный характер брака зачастую приводит к снижению удовлетворенности семейной жизнью. А вот пары, которые живут вместе до брака по другим соображениям (например, из-за желания проводить больше времени друг с другом) не испытывают проблем после регистрации отношений.
