Болота (низинные, переходные, верховые). Биологические особенности болот

Методы повышения биологической продуктивности агрофитоценозов.

Агроцено́з (от греч. ἀγρός, читается agros - «поле», κοινός, читается koinos - «общий») - биогеоценоз, созданный человеком (искусственная экосистема). Обладает определённым видовым составом и определёнными взаимоотношениями между компонентами окружающей среды. Их высокая продуктивность обеспечивается интенсивной технологией подбора высокоурожайных растений, удобрений.

При создании агроценозов человек применяет комплекс агротехнических приёмов: различные способы обработки почвы (вспашка, боронование, дискование и другие), мелиорацию (при избыточном увлажнении почвы), иногда искусственное орошение, посев (посадка) высокоурожайных сортов растений, подкормку, борьбу с сорняками, вредителями и болезнями растений.

Повышение продуктивности агроценозов . Создаются агроэкосистемы – спланированные территории, на которых кроме агроценозов высокое биологическое разнообразие поддерживается за счет чередования полей, лугов, лесов, перелесков, лесополос, водоемов. Необходимо максимальное следование экологическим законам в сельскохозяйственной практике.

Боло́то (также топь , трясина ) - 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. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф . Слой торфа в болотах не менее 30 см, если меньше, то это заболоченные земли. Болота являются составной частью гидросферы. Болота возникают двумя основными путями: из-за заболачивания почвы или же из-за зарастания водоёмов. 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 равнинныхтерриториях отсутствие стока - все эти условия приводят к образованию торфа.

Возникают в понижениях рельефа при заболачивании суши жесткими грунтовыми водами. В этих условиях создается относительно благоприятный режим питания растений. На низинных болотах развивается довольно разнообразная влаголюбивая растительность – осоки, злаки, зеленые мхи, а с древесных пород – ива, черная ольха, береза и др. При нарастании слоя торфа происходит постепенный отрыв верхней части его от жестких грунтовых вод, и питание растений ухудшается. Это ведет к смене состава растительности, к эволюции типа болота – низинное превращается в переходное . По составу растительности оно занимает промежуточное положение между низинным и верховым.

Болотные почвы могут образовываться и путем зарастания водоемов (озер, сажелок и т.п.) и образования торфа. Процесс этот продолжительный и сложный. Водоем при этом постоянно заполняется минеральным илом, зоофитопланктоном – образуется органо-минеральная масса – сапропель. Активную роль в зарастании водоемов играет водная и прибрежно-водная растительность – остатки ее заполняют мелководье; плавающие растения образуют довольно мощную плотную диван-сплавину. При заторфовывании водоемов мощность торфяников может достигать 15 м.

Строение профиля болотной почвы:
Аd (Оч) + Т +G.
Ad – дернина влаголюбивого разнотравья или мох сфагновый (Оч) соломисто-желтого цвета, мощностью до 10–15 см.
Т – торфяной горизонт коричнево-черного или желтовато-бурого цвета в зависимости от типа болота, разной степени разложения и разного ботанического состава. Может подразделяться на Т1, Т2 и т.д.
G – глеевый горизонт голубовато-серого цвета.
В зависимости от мощности торфяного слоя под разделяются на торфянисто-глеевые (мощность торфа до 30 см), торфяно глеевые (до 50 см), торфяные на мелких (до 100 см), средних (100–200 см) глубоких (>200 см) торфах.

Как видно из таблицы 1, болотных почв находятся в тесной зависимости от типа болота. Так, почвы низинного болота характеризуются слабокислой или близкой к нейтральной реакцией, содержат значительные количества азота, высокозольны. Торф верховых болот сильнокислый, с низким содержанием золы, но имеет высокую влагоемкость. переходных болот по своим свойствам занимают промежуточное положение между почвами верховых и низинных болот.

Болотные почвы – ценный земельный фонд. После осушения, проведения технических и агрохимических мероприятий могут быть преобразованы в высокопродуктивные угодья – пахотные земли, сенокосы, пастбища. Нуждаются в фосфорных, калийных и медьсодержащих удобрениях. В первые годы освоения болотных почв необходимо вносить и азотные удобрения.

По уровню потенциального торфяно-болотные верховые почвы значительно уступают торфяно-болотным низинным. В сельском хозяйстве могут использоваться только после коренных мелиорации – осушения, известкования, внесения полного набора минеральных удобрений и биологически активных веществ. Верховой торф широко используют в качестве подстилочного материала в животноводческих помещениях. Перспективным является выращивание на верховых болотах крупноплодной клюквы.

Низинный торф – ценное сырье для приготовления органических удобрений – торфонавозных компостов. Торф этих болот в смеси с фосфорными и калийными удобрениями – хорошее мелиорирующее средство для дерново-подзолистых песчаных почв: повышает их влагоемкость, поглотительную способность, снижает водопроницаемость.

В экологическом плане болота в своем естественном состоянии представляют собой сложный природный комплекс (экосистему) со специфическим банком биоразнообразия флоры и фауны. Являются резервуарами влаги, воздействуют на водный режим нередко больших территорий. Болота – запасники органического вещества – носителя потенциального плодородия почв.

Осушение болот с целью их интенсивного использования в сельском хозяйстве вызывает коренные изменения практически всех компонентов этого природного комплекса. Изменяются прежде всего его водно-воздушные и тепловые свойства, состав и структура биоценоза. Процессы, протекающие после осушения и ведущие к уменьшению мощности торфяной залежи, называются сработкой торфа. Она связана с минерализацией и дефляцией торфа. Средняя величина сработки торфа осушенных почв в условиях Беларуси может достигать ежегодно нескольких сантиметров его мощности. Особенно энергично идет минерализация при возделывании на торфяных почвах пропашных культур. При сельскохозяйственном использовании осушенных торфяно-болотных низинных почв торфяники с мощностью торфа менее 1 м рекомендуется занимать только под посевы многолетних трав. Другие варианты торфяных почв целесообразно использовать в системе зерно-травяных севооборотов, в структуре посевной площади которых многолетние травы должны занимать не менее 50 %.

Предотвращение возможных нежелательных воздействий осушения на природу – одна из важнейших экологических задач. Поэтому составной частью любого проекта мелиорации земель является раздел «Охрана природы».

По способу питания водой обычно выделяют три основных типа болот: низинные, переходные и верховые.

Низинные болота располагаются в основном в низинах и иных понижениях рельефа: по берегам озер, рек и в долинах ручьев. Многие низинные болота имеют ключевое происхождение; они обычно располагаются на склонах (а в горах иной раз и близ вершин) там, где на поверхность выходят грунтовые воды или часть поверхностного стока. Самое главное отличие низинных болот - способ их питания водой. Различают два основных типа питания низинных болот. Первый тип - напорное грунтовое, которое происходит в основном за счет выхода грунтовых вод, богатых минеральными веществами и насыщенных кислородом. Такие болота часто расположены на склонах, в древних поймах или проточных понижениях. К грунтовым водам здесь часто добавляется поверхностный сток и осадки. Другой тип питания низинных болот - застойными водами. Таковы сплавинные болота на некоторых материковых и пойменных озерах.

Низинное болото в пойме р. Дубны, Талдомский р-н Московская обл. Фото Скородумовой С.

По характеру растительности среди низинных болот различают лесные (черноольховые леса и мари с хвойными породами), тростниковые, осоковые и ключевые.

По сравнению с другими болотами флора низинных болот отличается относительно высоким видовым разнообразием. Здесь растут те представители растительного мира, которые требовательны к содержанию питательных веществ. На лесных болотах - это ольха черная и серая, различные осоки, белокрыльник болотный, крапива двудомная, черная смородина, таволга вязолистная, хмель и другие, а на ключевых и травяных болотах - это камыш лесной, некоторые виды осок, особые, специфические виды гипновых мхов, богатое разнотравье (сердечники горький и зубчатый, герань болотная, мытник болотный, многие виды наших орхидных). По типу питания низинные болота относятся к эвтрофным (от греческих слов ephto - скудный, trophe - питание), то есть богатым питательными веществами. Торф на этих болотах в основном образован отмершими корнями растений и остатками стволов и веток, так как листовой опад на поверхности такого болота довольно быстро разлагается за счет проточного режима и относительного богатства верхних слоев кислородом. Мощность торфяного слоя обычно не превышает здесь 1 метра, хотя возраст болота может достигать 9-10 тысяч лет.

Переходные болота часто образуются при изменении гидрологического режима низинных болот. По мере накопления плохо перегнивших остатков растений и формирования торфяной залежи к корням болотных растений перестают поступать относительно богатые элементами минерального питания грунтовые воды. Это ведет к тому, что одни виды растений заменяются другими, которые не столь требовательны к содержанию этих питательных веществ. Поселяются зеленые, а затем и сфагновые мхи, за счет которых торфонакопление еще более усиливается. И болото приобретает уже другой вид. Переходные болота, вода которых по сравнению с низинными относительно бедна питательными веществами, имеют и свое второе название - мезотрофные (от греческих слов mesos - середина, trophe - питание).

Верховые болота образуются в результате прогрессирующего нарастания торфяной залежи на низинных и переходных болотах. По внешнему виду верховое болото резко отличается от низинного. Низкие сосны, кустарнички с кожистыми листьями и моховые кочки - такого на низинных болотах вы не увидите. Если посмотреть на верховое болото с большого расстояния и несколько сбоку, то оно будет иметь несколько выпуклую форму. То есть, по сути, это болото-холм! Как же с этого «холма» не стекает вода? Воду на верховых болотах удерживает толстая подушка гигроскопичного торфа и мха-сфагнума, который покрывает полностью всю их поверхность. Сфагнум способен удерживать количество воды, в 100 раз превышающее по массе его вес. Через такой мощный слой торфа к корням растений уже не проникают грунтовые воды, а все питание такое болото получает только за счет атмосферных осадков - снега и дождя, а это практически дистиллированная вода. Поэтому тип питания верховых болота называется олиготрофным (от греческих слов oligos - немногий, незначительный, trophe - питание).Сфагнум выделяет в болотную воду гуминовые кислоты, которые сильно закисляют ее. Но растения верховых болот (клюква, багульник, мирт, подбел, пушица и др.) за многие годы эволюции приспособились жить в условиях кислой среды и недостатка питательных веществ в грунте.

Верховое болото. Заказник «Журавлиная родина». Талдомский р-н, МО. Фото И. Подгорного

Текст Т.Минаевой. По материалам сборника «Экскурсии на болото. Материалы в помощь учителям»

Основными признаками классификации болот являются условия заболачивания и особенности питания растений. По особенностям питания болотной растительности различают: верховые, переходные, низинные болота.

Наиболее распространенный тип болот в России – верховые или олиготрофные, они встречаются в разных зонах, от южной тундры до лесостепи. Наибольшее количество верховых болот сконцентрировано в таежной зоне.

Описание

Верховые болота обычно не связаны с грунтовыми водами, заболачивание территории происходит за счет застаивания верховых вод на понижениях водоразделов, подстилаемых глиной или другими водонепроницаемыми породами. Существование болота поддерживается за счет воды, поступающей с атмосферными осадками. Корни растений располагаются в толще не достигая минерального грунта. Источниками питания растений служит пыль, оседающая из атмосферы, а также разлагающиеся органические остатки.

На верховых болотах господствуют сфагновые мхи, развитие которых определяет особенности строения и структуры болота. Быстрее всего мхи нарастают в его средней части, вследствие чего на болоте образуется выраженная вершина, возвышающаяся над окраиной на 2–8 м. В зависимости от особенностей расположения вершины различают:

• пологовыпуклые;
• резковыпуклые болота.

Для верховых болот характерен специфический микрорельеф с понижениями и нерегулярными повышениями в виде гряд и кочек. Понижения называют мочажинами или озерками в зависимости от наличия зеркала воды и типа растительного сообщества, обитающего в понижении.

Поглощают около 40 % углекислого газа, поступающего в атмосферу, активно образуют органическое вещество. На заболоченных территориях аккумулируются значительные запасы пресной воды, питающие озера и реки, которые вытекают из болота или находятся вблизи от него.
Болота являются источником торфа и средой обитания ряда ценных лекарственных растений.

– геологически юные образования, они появились на планете примерно 12 тысяч лет назад. Это косвенно подтверждается тем, что сфагнофильных видов животных и растений, способных обитать при недостатке кислорода, бедном минеральном питании, низких температурах и высокой кислотности среды сравнительно немного.

Растения верховых болот

К типичным сфагнофилам относят ряд растений семейства вересковых: клюква мелкоплодная, вереск, голубика, черника.

В верховых болотах встречаются багульник, кассандра, андромеда (подбел),шейхцерия. По мере продвижения на север кустарнички вытесняются карликовой березой.

В болотных озерках могут обитать кувшинки. Среди типичных ценозообразователей верхового болота наряду со сфагновыми мхами пушица и осока топяная.

В верховых болотах встречаются некоторые виды лишайников и зеленых мхов. На болотах обитают необычные представители флоры – хищные растения из семейств росянковые и пузырчатковые.

Для восполнения недостатка азота эти растения пассивно охотятся на мелких беспозвоночных: росянки ловят насекомых, пузырчатка – рачков.