какие условия необходимы для образования болота
Болота и заболоченные земли. Урок 23
В отличие от других чудес, созданных водой, болота со своими топями и трясинами всегда пугали людей. Издавна их «населяли» отрицательными сказочными персонажами — кикиморами и водяными. Это правда, на них лучше не ходить в одиночку, но не из-за вымышленной нечистой силы. Действительные обитатели болот не так и страшны, а сами они являются важной частью гидросферы и природы вообще.
Разнообразие определений понятия «болото»
Одни учёные отождествляют болота с типом растительности, не придавая значения другим факторам, другие больше рассматривают его с позиции геологов — как участок земной поверхности, где происходит напластование торфа. Это не раскрывает сущности болот, так как многие из них пересыхают под влиянием глубинной эрозии и утрачивают такие свойства, как увлажнение и накопление торфа. Они покрываются луговой, лесной, а иногда и степной растительностью, и их уже нельзя называть болотами, хотя мощность трансформированного торфа в них может быть значительной.
Есть односторонние определения, в основу которых положено только увлажнение, согласно им болота — это переувлажнённые участки суши (независимо от характера растительности и наличия торфа). Это суждение не делает разграничения между озером и болотом.
Со времени научных работ Р. И. Аболина (1914) и до настоящих дней в определении болот большинство исследователей придерживаются ландшафтно-географического подхода. Согласно ему болото — это закономерно складывающийся и «живущий» географический ландшафт. Его основные признаки:
Сторонники этой точки зрения делятся на две группы. Одни придерживаются мнения, что торф — обязательный признак болота, другие рассматривают отложение торфа как частный случай, потому что в определённых условиях он может не накапливаться. Например, в поймах крупных рек торф не образуется, потому что растительные остатки погребаются под мощным слоем аллювия.
Образование болота — очень сложное природное явление, являющееся объектом изучения различных дисциплин. Поэтому основные понятия о болоте в процессе познания периодически изменяются. Разночтения в понятиях «торфяные месторождения», «торфяные болота», «заболоченные земли» проявляются в дальнейшем расхождениями в количественных оценках площадей болот.
Термин «торфяник»— не синоним термину «болото». Торфяник — это дренированное или осушенное болото, утратившее такие естественные свойства, как обильное увлажнение и влаголюбивая растительность. Когда от болота остаётся лишь торфяная залежь. Торфяники характерны для тундры (мёртвые реликтовые торфяные образования), а также лесостепи, где некоторые болота вследствие глубинной эрозии погребаются минеральными наносами.
Крупнейшая сезонная заболоченная земля мира — это Пантанал. Он занимает 200 тыс. км² территории Бразилии, Боливии и Парагвая. Эта местность лежит на высоте всего в 50 м. над уровнем моря. С севера, востока и юго-востока её впадина резко ограничена поднятиями Бразильского плоскогорья. С его уступов в Пантанал стекают воды многочисленных рек. Уникальная природа этих мест включена в число объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Классификация болот по месту расположения и характеру питания
В зависимости от характера питания и условий расположения в рельефе местности чаще всего болота делят на:
Некоторые специалисты считают их разобщёнными во времени стадиями единого болотообразовательного процесса. Нечто вроде детства, юности и зрелости у человека. Как ребёнок, подрастая, превращается во взрослого, так и молодые (низинные) болота, развиваясь, трансформируются в верховые.
Низинные болота
Низинные болота чаще встречаются в понижениях местности, реже на водоразделах. Они появляются на затапливаемых суходолах, озёрах и старицах. Но грунтовые воды, богатые минеральными веществами, там всегда близко подходят к поверхности. Для низинных болот характерна разнообразная растительность — древесная, кустарниковая, травянистая и моховая. Сфагновые мхи здесь встречаются редко, а из тех видов, которые тут всё же поселяются, преобладают более требовательные к питанию.
Низинное болото.
Автор: Хиллебранд Стив, общественное достояние
Здесь обитают многочисленные травы:
Деревья: ель, сосна, ольха чёрная, белая бородавчатая, реже пушистая, иногда ясень. Некоторые кустарники: ивы — пепельно-серая, пятитычинковая, лопарская, розмаринолистная и др. Торфяная залежь образована остатками этих растений.
Низинные болота вогнутые или плоские, с обычными для них древесными или осоковыми кочками и мочажинами — понижениями. В мочажины выходит грунтовая вода.
Мочажины и и осоковые кочки
Верховые болота
К верховым относятся болота, которые увлажняются водами, бедными химическими элементами. Питание этих болот обеспечивается в основном атмосферными осадками и пылью. Они, как правило, располагаются на повышениях, чаще на водоразделах. Однако начальные стадии их образования всегда связаны с понижениями рельефа. По мере развития их поверхность приобретает выпуклую форму.
Для них характерен мощный слой кислого, бедного питательными веществами, слабо разложившегося торфа. Верховые болота отличаются однообразием и бедностью видового состава растений. Это объясняется недостатком не только минеральных веществ, но и воды. Приобретая выпуклую форму, оно своей поверхностью сильно отдаляется от грунтовых вод. Середина его может возвышаться над краями на 4-5, а то и на 10 м. Влага на такую высоту поступает слабо.
Самое парадоксальное в этой ситуации то, что болотная линза бывает переполнена водой. Она даже может лопнуть под её напором. Один из таких случаев описывает известный французский географ Жан Жак Элизе Реклю. Произошёл он в 1821 году в Ирландии. Большое торфяное болото в центре равнины внезапно прорвало окружающие его мшистые валы и стало растекаться по окрестностям. Потоками грязи были снесены дома и затоплены леса на площади в 12 км². Возможно, что толчком к прорыву послужили какие-то подземные силы. Ведь прежде чем лопнуть, поверхность болота долгое время волновалась, как море, и из глубин его доносились глухие раскаты наподобие подземного грома.
Кроме самых нетребовательных к питанию и кислотности сфагновых мхов тут растут травы — пушица влагалищная, очеретник белый, шейхцерия, морошка, водяника, росянка (круглолистная, английская и др.), а также кустарнички — багульник, вереск, клюква, голубика, кассандра, подбел. Из деревьев встречаются главным образом сосны.
Микрорельеф верхового болота в большинстве бугристый: пушицевые кочки, моховые бугры и гряды с пронизывающими их побегами кустарников. Наиболее высокие из них увенчаны стволиками хилых сосёнок.
Клюква растёт на переходных и верховых болотах.
Автор: Keith Weller, общественное достояние
Вода болота может быть пресной, солоноватой или морской. Крупнейшие в мире болота (или заболоченные земли?) расположены вдоль крупнейших рек, таких как Амазонка, Парагвай, Конго, Миссисипи.
Причины образования болот
Общая площадь торфяных болот в мире равна 176 млн. га. Большая их часть расположена в Северном полушарии в условиях прохладного и влажного климата.
Факторы болотообразования (Бамбалов, Ракович, 2005)
Сочетание избыточного увлажнения и невысокой температуры — это не единственные условия появления торфяных болот. Важную роль в этом процессе играют также:
В степи количество осадков компенсируется их испарением и транспирацией растениями, поэтому там болота не образуются. При таком же количестве осадков в тундре они распространены повсеместно. Тундра отличается низкими температурами, а значит низкой степенью испаряемости, коротким вегетационным периодом, а следовательно и низкой транспирацией. Также для тундры характерно наличие водоупорного слоя из мерзлотных грунтов. Много болот есть в тайге и лесах умеренного пояса.
Вода накапливается в грунте, заполняет его поры и вытесняет атмосферный кислород, создавая анаэробные условия. Разрушение органики почти прекращается. Происходит накопление закиси железа и других элементов, которое становится причиной оглеения грунта. Так как в анаэробных условиях не могут существовать микроорганизмы, разлагающие остатки растений, они накапливаются и превращаются в торф.
Васюганские болота — одни из крупнейших в мире и самые большие в России
В тропических широтах высокая температура воздуха, испарение там идёт очень активно. К тому же там вся органика слишком быстро разлагается, не успевая превращаться в торф. Для долин крупных рек экваториального и тропического поясов характерны заболоченные местности. Однако в отдельных районах тропиков, где условия благоприятны для заболачивания (поймы рек, океанические береговые полосы, тектонические впадины) интенсивность болотообразования и торфонакопления (до 6 м. и более) может быть весьма значительной. Наиболее заболоченные районы отмечаются на Кубе, в Шри-ланке, Индонезии.
В областях с очень большим количеством осадков (более 1000 мм.), например, в Англии, болота настолько сильно разрастаются, что заполняют не только впадины, но и склоны и даже вершины холмов сплошным плащом торфяных отложений. Их назвали «торфяниками-плащами». Образования болот в условиях обильных осадков объясняется не только прямым, но и косвенным влиянием осадков. Почва в таких условиях настолько сильно переувлажнена и выщелочена, что создаёт наиболее благоприятные условия для поселения олиготрофных болотных растений, особенно сфагновых мхов, и для роста не только в основании склонов, но и в средних и верхних частях вплоть до вершин холмов.
Процессы образования болот
Известны два пути болотообразования: заторфовывание водоёмов и заболачивание суши. Первым путём болота возникали преимущественно в начале голоцена, когда заполнению органо-минеральными осадками и зарастанию подвергались многочисленные водоёмы, оставленные отступившим ледником. В более глубоких из них сначала шло отложение сапропелей, а затем с развитием растительности происходило и накопление торфа.
Заболачивание водоёмов происходит разными путями:
В озёрах с пологими берегами болотные растения, пользуясь отложениями сапропеля как почвой, надвигаются на озеро с берегов, образуя зелёное кольцо по краю озера. При этом в смене растительности в этом кольце отмечается определённая закономерность, определяемая глубиной водного слоя.
Таким же образом происходит заторфовывание ручьёв и речек при замедленном их течении. Мелководные водоёмы, минуя стадию сапропелеобразования, зарастают водно-болотной растительностью и превращаются в торфяные болота.
Заболачивание суши — это сложный, внутренне противоречивый процесс, в основе которого лежит нарушение связей и взаимодействия между компонентами лесной или луговой экосистемы под влиянием гипертрофии водного компонента. Заполняя поры почвы, вода препятствует проникновению в них атмосферного кислорода, что нарушает газовый режим, вызывает развитие восстановительного процесса, накопление в почве закисных соединений железа и других элементов и связанное с этим оглеение грунта.
Глееобразование — обезжелезнение мелкозёма, реализуется только в условиях анаэробного сбраживания органического вещества и активного воздействия на минеральный субстрат агрессивных органических кислот. Морфологически выражается синеватым, серым, голубым цветом.
Эти изменения подавляют жизнедеятельность аэробных микроорганизмов-сапрофагов, что ведёт к накоплению мало разложившихся растительных остатков, т.е. торфа. В результате происходят и другие изменения в фитоценозе и почве, приводящие к резкому нарушению нормального обмена веществ в экосистеме и его замене заторможенным, аккумулятивным обменом, свойственным болотным экосистемам.
Роль болот в природе
Болота есть почти во всех странах мира, и это несомненное богатство. По некоторым данным они обогащают атмосферу кислородом значительно активнее, чем все леса Земли. Кроме того они:
В торфе сосредоточена значительная часть ценных палеонтологических остатков. Что только не обнаруживали в этом холодном органическом могильнике! Пыльцу, споры и части вегетативных органов растений; остатки различных животных и человека, а также многочисленные орудия их быта; следы древних дорог, мостов, свайных построек, гидросооружений и многое другое.
Постоянно низкие температуры, малое содержание кислорода в болотной воде и грунте, вплоть до полного его отсутствия, обеззараживающие свойства сфагнума, присутствие дубильных веществ и других природных антисептиков — вот основные факторы, которые способствовали длительной и надёжной консервации предметов, попавших в своё время в топи болот.
Вам будет интересно
Термин «Океания» был придуман датско-французским географом и историком Конрадом Мальте-Бруном ещё в 1812 году. Он…
Происхождение названия
Кельты называли болота «вратами духов». Они считали, что там, где почва уходит из-под ног, открываются врата в мир божеств и могут быть разгаданы многие тайны. Сюда эти древние язычники приходили с жертвенными дарами. Народы ханты и манси верили, что мир рожден из «жидкой земли». В болотах дельты Нила прятала своего сына Хора египетская богиня Исида. Получается, болото не такое уж гиблое место. Что известно о нём современной науке? Каково происхождение и особенности экосистем?
У слова «болото» балто-славянское происхождение, недаром родиной славян считаются болотистые места между Полесьем и Балтийским морем. Название Балтика также происходит от этого слова. В результате контакта с румынами и молдаванами оно распространилось дальше («балтэ»). Согласно определению в словаре Фасмера слово имеет славянские корни и родственно литовскому «балтас» (белый). Однако основная его связь с английским pool (лужа) остается под сомнением.
В литературе кроме слова болото можно встретить другие обозначения глухих и гиблых мест. Близкие термины звучат загадочно и волнуют воображение:
Причины образования
Болота формируются в результате переувлажнения почвы или зарастания водоемов. Большое влияние на их образование оказывает рельеф местности, а также деятельность бобров и людей, которые перекрывают естественный водообмен путем строительства плотин. Застой воды практически всегда наблюдается в низинах, куда стекаются осадки и грунтовые воды.
На переувлажненных землях поселяются влаголюбивые растения, которые приспособлены к недостатку кислорода и минералов (например, мхи). Моховая дернина впитывает влагу и задерживает ее внутри, что способствует еще большему заболачиванию. Впоследствии не полностью разложенные органические останки накапливаются и образуют торф (рыхлую осадочную породу).
Формирование торфа не наблюдается в степных и пустынных зонах: из-за сухого воздуха останки органики в этих районах быстро распадаются. В приморских областях его накоплению препятствуют соленые воды, а в речных заводях — избыток кислорода и подводные течения.
На процесс заболачивания оказывают влияние такие факторы: климат, обилие осадков, наличие и уровень грунтовых вод, характер почв, присутствие вечной мерзлоты. В результате избытка влаги на равнинной местности с плохим стоком начинают развиваться анаэробные бактерии, что приводит к гибели леса. Процесс выведения влаги из почв еще больше ухудшается, что связано с отсутствием больших деревьев, способных впитывать влагу корнями и испарять листьями.
Для заболоченных областей характерны скудные кислые почвы, скопления неразложившейся органики, из которой со временем образуется торф. К болотам относят участки, где слой торфа превышает 30 см, остальные территории — болотистые земли. Вопреки распространенному мнению, вода в них не застойная. Ее обновление происходит каждые 5 лет, в то время как в реках этот процесс занимает до 17 лет.
Многие озера также со временем заболачиваются. Процесс идет тысячелетиями. Отсутствие обновления воды и обилие солнечного света приводят к постепенному зарастанию водоемов и образованию трясин. Исключение составляют Великие Африканские озера и Байкал. Они расположены во впадинах земной коры и постепенно расширяются за счет непрерывных геологических процессов.
Классификация и описание
Болота бывают верховые, низинные и переходные. Низинные находятся в поймах рек и местах выхода подземных вод. Их почвы богаты минералами, растительность представлена осокой, ольхой, березой и травами, мхов практически нет. География — зона полесий, Западная Сибирь, территории в дельтах Кубани, Волги, Дуная.
По мере накопления торфа области трансформируются в верховые. В переходной стадии на территории болот поселяются растения, которые нетребовательны к качеству почвы. Травы не так обильны, зато присутствуют мхи (зеленые, сфагнум). Как правило, такие болота расположены в области лесов.
Верховые встречаются в регионах с повышенной влажностью. Растения отделены от почвы скоплениями торфа, поэтому минералы они получают только с водой во время осадков. Здесь мало представителей флоры, главным обитателем является сфагнум. Помимо классификации по условиям питания болота различают по таким признакам:
Роль болот
Болота — переходный этап между суходолами и водоемами. Их рассматривают как озера со связанной водой или как островки суши с содержанием менее 10% сухого вещества. То, какую роль в природе играют болота, полностью не изучено:
Есть у заболоченных территорий не только польза, но и отрицательные стороны. Здесь невозможно строить города, развивать сельскохозяйственное производство. Места опасны для жизни людей и животных: известно много случаев их гибели в трясинах. Кроме того, здесь массово размножаются кровососущие насекомые и возможны пожары. Торф может гореть неделями, его очень тяжело потушить, поскольку огонь находится внутри плотной органической прослойки.
Распространенность на планете
Первые болота на Земле возникли примерно 400 млн лет назад. Современным экосистемам всего 12 тысяч лет. Они распространены практически на всех континентах, занимают общую площадь не менее 98 тысяч кв. км, что хорошо заметно на географических картах. Больше всего таких областей находится в тайге, тундре и пойме Амазонки.
Самое большое болото в мире — низменность Пантанал, расположенная к югу от Анд в бассейне реки Парагвай. В летний период (декабрь — февраль в Южном полушарии) здесь идут дожди, которые заполняют впадину водой, после чего она становится похожей на гигантское озеро. Это время активности местных обитателей.
С июля до декабря солнце испаряет влагу, и регион представляет собой чередование очагов жижи, растительности, небольших озер, густых травянистых участков. Постепенно образуется саванна, территорию которой покрывают свежие травы. В декабре начинается новый сезон дождей, потом все повторяется. Пантанал считается самой богатой экосистемой мира: здесь встречается около 3,5 тыс. видов растений и 325 видов рыб. Количество краснокнижных кайманов превышает 20 млн особей.
В России заболоченные земли занимают около 12% территории. Крупнейшие массивы сосредоточены в Западно-Сибирской равнине, где толщина торфа достигает местами 10 метров.
Большие области затронуты в Мончетундре, Чунатундре (Мурманская область), Мещерской и Полесской низменностях. Их максимально зарегистрированная глубина — 190 метров.
Растительный и животный мир
Флора и фауна болот определяются типом климатической зоны. Повышенная влажность создает привлекательные условия для жизни амфибий и рептилий. Водоросли и плотная растительность — рай для моллюсков, рачков, беспозвоночных. В таких местах обожают селиться:
Растительный мир во многом зависит от вида болота. Здесь можно найти немало полезных ягод и лекарственных трав, десятки видов удивительных цветов. Главные представители флоры — осоковые травы (камыш, пушица), ситниковые и злаки. Среди других известных растений можно выделить кувшинки, тростник, лекарственную валериану, чемерицу, желтую кубышку, белокрыльник. На заболоченных местах издревле собирают сочную клюкву, морошку (болотный янтарь), бруснику, голубику. Здесь произрастает росянка, которая из-за недостатка минералов в почве занимается ловлей насекомых.
Основные свойства
Близкое знакомство с болотами восхищает многообразием красок и запахов. Летом мхи и осока выглядят сочно-зелеными и изумрудными, а в засушливую пору — белыми. Осенью преобладают буро-коричневые, желтые и винные тона. На фоне мохового ковра то и дело показываются розоватые колокольчики, изысканно-сиреневый вереск, белоснежный багульник, красные початки белокрыльника.
В жаркие дни воздух здесь наполнен ароматами трав и кустарников, насыщен целебными эфирными маслами.
В теплые темные ночи над водной гладью наблюдается свечение голубоватых огоньков, которые кружат в танце, описывают сложную траекторию. Их возникновение объясняют внезапным возгоранием фосфористого водорода, который выделяется при гниении органических останков.
Болота обладают мумифицирующим свойством. В их водах повышено содержание кислот фтора, что препятствует размножению бактерий и разрушению утонувших тел органического происхождения. Сочетание недостатка кислорода, низкого уровня температуры и PH объясняет хорошую сохранность и тёмно-коричневый цвет найденных останков. За последние годы в болотах найдено немало человеческих мумий возрастом около 2 тысяч лет. Наиболее известны — человек из Толлунда и женщина из Эллинга, открытие которых имело важное значение для научного мира.
Охранные меры
Возрастающие темпы освоения новых территорий и изменения природных ландшафтов ведут к крупным сдвигам в болотных экосистемах. Люди проводят принудительное осушение проблемных территорий, что нарушает гидрохимический баланс, влагооборот, приводит к исчезновению накопленных органических отложений. Погибают редкие виды кустарников, трав, остаются без дома животные. Установлено, что произойдет с планетой, если на Земле не станет болот:
Защиту биома взяли на себя IMCG — Международная группа по охране болот и Международные болотные угодья. В России разработаны методические указания при обследовании экосистем во время инженерно-геологических изысканий. Охранять болота принято на республиканском, региональном и местном уровнях. Контроль за мероприятиями возложен на Минприроды, областные и районные инспекции.