Открыть меню

Источники энергии – Болота

 

БолотаИздавна о болотах шла слава как о «гиблых», поганых, бросовых местах, где нет ничего хорошего. Но такое представление в корне неверно. Огромное значение для народного хозяйства имеет накапливающийся в низинных болотах торф. В нем много питательных веществ, и он используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения.

Сфагновый торф верховых болот — прекрасное топливо. На нескольких крупных электростанциях нашей страны, в том числе на Шатурской, под Москвой, получают электроэнергию, сжигая в топках торф. Кроме того, торф идет на изготовление теплоизоляционных плит, и из него получают путем сухой перегонки ценные химические продукты. Наконец, осушение болот и лесных топей превращает их в плодородные пашни, огороды или луга, покрытые сочной травой. Болота приносят огромную пользу не только как кладовые ценного и возобновляемого топлива, но и как уникальные экосистемы, а также как «консерваторы» информации об окружающей их биосфере. На болотах произрастает множество ягод – черника, клюква, морошка, и т.п., которые не только очень вкусны, но и полезны.

Влияние болот на формирование экосистемы довольно велико, поскольку болота в нашей стране занимают значительные площади, а их формирование происходит непрерывно и с большой скоростью. Старые болота зарастают, новые – зарождаются, непрерывно пополняя ресурсы торфа и питательной среды для растений и микроорганизмов. Но людей интересует жизнь и тех болот, которые еще дремлют в первобытном, не тронутом человеческой рукой виде. Очень интересна история возникновения болот, интересна покрывающая их растительность.

Болота образуются в пониженных местах — в котловинах, где застаивается вода, в зарастающих озерах, прудах, медленно текущих реках. Обилие влаги определяет характер болотной растительности. Она состоит из так называемых гигрофильных, т. е. влаголюбивых, растений. Листья у них большей частью широкие, не приспособленные к уменьшению испарения. Корневая система поверхностная. В воде значительно меньше газообразного кислорода, чем в почве. Поэтому в стеблях и корнях гигрофильного растения образуются полости, воздушные ходы, по которым в его подводные части проникает атмосферный кислород.

Ежегодно растения болот отмирают. Обилие влаги и недостаток кислорода мешают полному разложению их остатков, и эти остатки из года в год накапливаются. Из них-то и образуется торф. На севере, особенно в тундре, торфа на болотах нет из-за слабого прироста растений. Не образуется он и в южных районах, где болота летом подсыхают, и разложение растительных остатков идет быстрее. Но и в тундре, и на юге, так же, как и в средней полосе, на болоте развивается только влаголюбивая растительность.

Болота распространены на Земле повсюду, где климат достаточно влажен. Они есть во всех растительных зонах, кроме пустынь и полупустынь. Но больше всего их на севере лесной зоны – северные болота, и в тундре. Если в озере, речной старице, в пруду нет течения или оно очень слабое, в водоеме поселяются растения болот и постепенно затягивают всю его поверхность. Остатки отмирающих растений падают на дно; за многие десятки и сотни лет они заполняют котловину и превращают водоем в болото.

Растения болот. Экосистема болота

В водоемах с пологими, мелкими берегами болотная растительность располагается концентрическими кругами. В местах наибольшей глубины (свыше 6 м) экосистема болота представлена различными водорослями — сине-зелеными, диатомовыми, нитчатыми зелеными (кладофора, вошерия). Эти места называются поясом микрофитов (от «микрос» — мелкий). На меньших глубинах пояс микрофитов переходит в пояс макрофитов (от «макрос» — крупный). Здесь растут под водой более крупные растения болота: зеленые водоросли — хара, нителла, мхи и некоторые цветковые растения — рдест узколистный, роголистник.

Ближе к берегу на глубине болота не меньше 3 м располагается пояс широколистных рдестов. Кроме рдестов, здесь растет уруть с сильно рассеченными листьями, распластан-ными в толще воды. За этим поясом идет пояс кувшинок. Здесь раскрывают свои нежные лепестки белоснежные красавицы водяные лилии, скромные кубышки с желтыми цветками, слегка покачивается на прибрежной волне рдест плавающий. У растений пояса кувшинок корневища скрыты в иле на глубине болота от 2,5 до 4 м, а листья — обычно широкие, с длинными черешками — плавают на поверхности воды.

На меньших глубинах — от 1,5 до 3 м — развивается пояс камышей. Камыши, тростники и хвощи образуют здесь сравнительно плотную травянистую массу. Еще ближе к берегу идут пояс крупных осок и пояс мелких осок. В этих двух поясах вода сильно прогревается и растения болот более разнообразны. Кроме осок, здесь растет стрелолист, сусак, ежеголовка, частуха, ситняг, лютик, ирис болотный. У некоторых из этих растений листья на различной глубине принимают разные формы — подводную, плавающую и надводную. Пояс мелких осок примыкает к самому берегу. Дальше идет уже наземная растительность.

Образование болот

Ежегодные отложения остатков отмерших растений обмеляют водоем. Растительные пояса сменяют друг друга, передвигаются от берега к центру, сжимая открытую водную поверхность все более тесным кольцом. В конце концов, наступает время, когда на месте бывшего водоема остается один пояс мелких осок. Так происходит образование осокового болота из стоячего водоема.

Водоемы со спокойной, защищенной от ветра поверхностью или те водоемы, которые у берегов очень глубоки, часто заболачиваются нарастанием сплавины. Прибрежный моховой ковер, состоящий из различных зеленых мхов или одного торфяного мха -сфагнума, образует плавающую на воде более или менее плотную дернинку. Она разрастается к центру водоема и постепенно покрывает его поверхность. На дернинке поселяются некоторые болотные растения, чаще всего вахта, блокрыльник, шейхцерия. Длинные корневища этих растений скрепляют дернинку и тянут под водой к открытой поверхности, так как там больше питательных веществ. Рост корневищ ускоряет нарастание сплавины. Когда толщина дернинки достигает 5—10 см, на ней поселяются пушица и клюква, а за ними и болотные кустарнички — Кассандра, андромеда, пахучий багульник, морошка. Когда толщина сплавины доходит до 1—1,5 м, на ней мог расти даже деревья — береза, а затем и сосна. Нередко на колеблющейся под ногами сплавине встречаются «окна» — не заросшие, или затянутые тонкой растительной пленкой участки над ключами или наибольшими глубинами. В «окно» легко провалиться и утонуть.

От сплавины постоянно опадают на дно водоема растительные остатки, частицы торф Опускаются на дно даже целые куски сплавин. Постепенно котловина заполняется торфом, водоем превращается в торфяное болото. Иногда в одном и том же водоеме идет одновременно и зарастание болотной растительностью, и образование сплавины.

Поверхность мохового сфагнового болота редко бывает совершенно ровной. Чаще всего, она покрыта кочками, образующимися, например, около старых пней. В жаркий солнечный день поверхность кочек сильно нагревается, но стоит погрузить руку в воду или в моховую толщу, как рука ощутит холод. Это объясняется тем, что торф очень плохой проводник тепла. Недаром, на Руси его традиционно использовали для утепления построек.

Но торфяное болото может образоваться не только из водоема. В средних и северных широтах часто происходит заболачивание участков суши — лесов, лугов, тундры. Иногда при избытке влаги заболачиваются луга: на лесных полянах, вдоль ручьев и речек, у выхода ключей. Особенно часто заболачиваются лесные вырубки и гари. В лесу грунтовые воды располагаются на большой глубине, так как деревья корнями вы-сасывают их из поверхностных слоев почвы и испаряют через кроны. После вырубки леса или пожара уровень грунтовых вод повышается. Происходит образование болота. На влажной почве появляются сначала зеленые болотные мхи, а затем и сфагновые. Нижние части моховых дернин отмирают, но полностью разложиться не могут: в увлажненной почве мало кислорода, много кислот, и бактерии, разлагающие растительные остатки, здесь развиваются плохо. Под моховой дерниной постепенно образуется торф. На моховом ковре поселяются травянистые болотные растения, затем кустарниковые и, наконец, деревья.

 

Формирование болот

Как бы болото ни формировалось — из заросшего водоема или из заболоченной суши, вначале оно снабжается грунтовыми водами, богатыми минеральными солями. Обычно это низинные (низовые) болота. У болот этого типа — плоская поверхность, и они заполняют впадины, низины. На ковре зеленых мхов здесь растут различные осоки, хвощи, болотные растения с широкими листьями — сабельник, вахта. На более старых моховых болотах появляется лес: березы, ивы, ольха.

Нарастание торфа идет быстрее на кочках и вокруг пней. Формирование болота происходит за счет постепенного повышения поверхности низинного, низового болота. Понемногу, оно отрывается от питания грунтовой водой. Возвышенные участки болота получают питание водой лишь из атмосферы. В такой бедной питательными веществами воде почти нет солей. Не всякое растение может с этим мириться. Поэтому происходит смена растительности. На возвышениях поселяются сфагновые мхи и сопутствующие им растения, например пушица, клюква, Кассандра. Такое торфяное болото называется переходным сфагновым болотом, или болотом смешанного питания, потому что в низинах между кочками оно еще питается грунтовыми водами.

Постепенно все большая часть болотной поверхности отрывается от грунтовых вод, пока, наконец, все болото не переходит на атмосферное питание. Происходит формирование верхового болота. Поверхность болота этого типа — выпуклая, его середина возвышается над окраинами на 2, а иногда и более чем на 5 м. Торфяной слой достигает здесь 6—10 м. На верховых болотах сплошной сфагновый ковер, поэтому их называют также сфагновыми.

При дальнейшем нарастании торфа его верхние участки не могут получить достаточного увлажнения и постепенно разрушаются. Поверхность болота начинает расчленяться на возвышенные участки (гряды, кочки) и пониженные (мочажины, веретья). На возвышенных, более сухих участках поселяются низкорослая, иногда даже карликовая сосна и болотные кустарнички.

На обводненных мочажинах и веретьях уже нет деревьев и кустарников. Вместо них — сплошной сфагновый ковер, на котором растут болотные травы: осоки, шейхцерия, ринхоспора, и др. Формирование такой смены типов болот характерно для болот в северной и средней зоне России. На юге лесной зоны встречаются главным образом низинные болота и редко переходные, в лесостепи и степной зоне — только низинные.

Торф болот

Наиболее ценный торф образуется в верховых болотах из мха сфагнума. Из 350 видов сфагнума, известных на Земле, в России встречается 43 вида, которые распространены главным образом в лесной зоне.

У сфагнума своеобразное строение, которое обеспечивает ему быстрое всасывание и накопление воды. На верхушке стебелька сфагнума густым пучком расположены почковидные веточки, ниже на стебле — мутовки более длинных и узких веточек, идущих от стебля горизонтально. В каждой мутовке есть еще свисающие веточки, плотно окружающие стебель и одевающие его как бы чехлом. Все веточки несут спирально расположенные листья, обычно ланцетной, реже овальной формы. Листья сфагнума состоят из двух видов клеток: узкие зеленые содержат хлорофилл; крупные, широкие и бесцветные заполнены водой, легко и быстро проникающей внутрь клеток через отверстия (поры) в оболочке клеток. На долю водоносных клеток приходится до 3/4 поверхности листа, этим и объясняется необычайно большая влагоемкость сфагнума. Многие виды его могут впитать воды в 37,5 раза больше своего веса!

Происхождение болот

Поверхность сфагнового болота ежегодно повышается. В средней полосе сфагнум за год вырастает на 4—8 см. Быстро растущая дернина может захоронить в себе цветковые растения, поэтому все они так или иначе приспособились, чтобы не отставать в росте от сфагнума. У многих болотных кустарничков — у вереска, кассандры, андромеды — в любом месте стебля могут возникать придаточные корни. Нижние части кустарничка, захороненные в торфе, отмирают, а на верхних — образуются новые корни. Другие растения, например клюква, стелются длинными плетями по поверхности сфагнового ковра. Корневища у пушицы, некоторых осок, сабельника растут косо вверх. Весной из корневищ этих многолетних растений вырастают стебли, и они оказываются выше сфагнума. У росянки ежегодно образуется розетка листьев, лежащая на поверхности сфагнового ковра. Раскапывая дернину сфагнума, можно обнаружить розетки росянки за 5—10 лет и, отмерив длину межрозеточных расстояний, определить быстроту нарастания сфагнового ковра.

Те же из растений, которые не обладают соответствующими приспособлениями, постепенно погребаются в толще торфа и погибают. К ним относится и сосна. У сосны нет на стволе придаточных корней. Поселившись на сфагновом болоте, она обрастает торфом. Через несколько лет ее корни оказываются на большой глубине и не могут подавать достаточного количества воды к листьям (иглам). Сосна чахнет, засыхает и гибнет. Распилив ствол сосны в области корневой шейки, можно определить быстроту нарастания торфа и возраст происхождения болота. Для этого надо разделить толщину торфяного слоя, наросшего от корней сосны до поверхности болота, на число годичных колец, видимых на срезе ствола. Прирост торфа на верховых болотах Европейской части России, измеренный таким способом, оказался равным 0,75—1,00 см в год.

Верховые болота получают влагу из атмосферных осадков, бедных минеральными веществами. Растения особенно остро ощущают нехватку азотистых солей. В обычной почве большая часть таких солей образуется в результате разложения остатков отмерших растений. Но в болоте эти остатки не могут разложиться полностью. Некоторые болотные растения восполняют нехватку азота, улавливая насекомых и растворяя их тела в своем соке.

Отложения болот. Танки в болоте. Настилы через болото

Все предметы, попавшие в торф и захороненные в его толще, сохраняются многие века почти без изменений. Торф хорошо консервирует органические остатки, которые долго в нем не гниют. Так, в Германии в одном из баварских болот в отложениях был найден средневековый рыцарь в доспехах. В Австрии на Лайахском болоте были обнаружены на глубине 1,2 м остатки бревенчатой дороги (настила через болото), проложенной римлянами, а на дороге — римская монета с изображением императора Тиберия Клавдия, датированная 41-м годом н. э. В торфяных отложениях болот находят остатки доисторического человека, предметы его домашнего обихода, свайные постройки и настилы и т. п. Часто в болотах находят танки, прекрасно сохранившиеся с Великой Отечественной Войны.

Наибольший интерес для науки представляют сохранившаяся в торфе пыльца деревьев и кустарников, споры мхов и папоротников. Распознав под микроскопом эти споры и пыльцу, можно определить, какая растительность окружала болото в различные периоды и какая пришла ей на смену. Таким образом, можно судить, что после ледникового периода климат в Европе изменялся неравномерно. На северо-западе Европейской части России сразу же после отступления ледника стали формироваться болота северного, тундрового типа. Здесь в придонных слоях торфяников найдены остатки тундровых растений — карликовой березки, куропаточьей травы. Климат в те времена был суровым и холодным. Из деревьев росли здесь лишь сосна и береза. Только их пыльца и встречается в придонных слоях торфяника. Выше в отложениях болот появляется пыльца ели, но вскоре снова пропадает. Еще выше сохранилась пыльца теплолюбивых деревьев и кустарников — дуба, липы, клена, вяза, орешника и др. Теперь широколиственные леса, состоящие из таких деревьев, расположены значительно южнее.

Следовательно, в то время климат на северо-западе Европейской части России был намного теплее современного. В этих же средних слоях торфа попадаются крупные пни сосны. Очевидно, болота тогда пересыхали и на них росли высокоствольные сосны. В верхних слоях торфяников пыльца теплолюбивых деревьев совсем исчезает, но зато появляется пыльца ели и березы. Это свидетельствует о том, что за последние 2000— 2500 лет средняя температура на северо-западе понизилась, а климат стал более влажным.

Пыльцевой метод также дает возможность установить и абсолютный возраст торфяников: в средней полосе Европейской части России — от 5 до 8 тыс. лет. Таким образом, у наших болот не только своя сложная история, они сами представляют собой природную летопись, на страницах которой сохранились сведения о растительности и климате прежних эпох.


Просто о сложном – Болота

  • Галерея изображений, картинки, фотографии.
  • Болота, растения, торф как источники энергии – основы, возможности, перспективы, развитие.
  • Интересные факты, полезная информация.
  • Зеленые новости – Болота, растения, торф как источники энергии.
  • Ссылки на материалы и источники – Болота.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2017 Чистая энергия · Копирование материалов сайта без разрешения и установки прямой обратной ссылки запрещено.