Московский Государственный Университет

Инженерной Экологии

Курсовая работа.

На тему: Болота.

Преподаватель: Буланов С.А.

Студент: Иванов А.Е.

Группа: И-31.

Москва 2005

Содержание

1. Определение и сущность болот 3

2. Условия формирования болот 5

3. Классификация болот 9

4. История исследования болот 12

5. Распространение болот 15

5.1. Основные закономерности географического распространения

болот 17

6. Динамика и прогнозирование болот 23

7. Деятельность человека и её экологические последствия для болот 28

8. «Кладовая не только солнца» 31

Заключение 33

Приложение 35

Список литературы 36

1. Определение и сущность БОЛОТ.

Что такое - болото? Учёные не раз делали попытки давать этому, казалось бы, известному всем явлению определения. По принятому на Всесоюзной конференции в 1934 году определению, болото — это избыточно увлажненные участки земной поверхности, по­крытые слоем торфа глубиной не менее 30 см в неосушенном и 20 см в осушенном виде. [1]

Следуя Р.И.Аболину и В.Н.Сукачеву, более точное определе­ние дает Н.И.Пьявченко: "Болото есть географический ланд­шафт, закономерно возникающий и развивающийся под влия­нием взаимодей­ствия факторов среды и раститель­ности, которое оп­ределяется посто­янной или перио­дической избыточ­ной влажностью и проявляется в гид-рофильности над­почвенного расти­тельного покрова, болотном типе почвообразова­тельного процесса и накоплений торфа" (Пьявченко, 1963). [1]

В 1966 г. в дис­куссии на специ­альном терминологическом совеща­нии болотоведов в г. Ленинграде было принято следую­щее определение: "Болото — тип земной поверхности, постоянно или длительное время обильно увлажненной, покрытой специфической растительностью и характеризующей­ся соответственным почвообразовательным процессом" (Боч, Мазинг, 1979). [1]

Но наиболее удачным, возможно, является следующее: болото – своеобразная и сложная природная система взаимосвязей компонентов биогеоценозов, формулирующаяся в условиях обильного увлажнения. [5]

Это определение нуждается в расшифровке. Прежде всего, что такое - биогеоценоз?

Известный советский эколог, академик В. Н. Сукачёв, в 1904 году впервые предложил этот термин. Он писал, что биогеоциноз это “совокупность на известном протяжении Земной поверхности однородных природных явлений: атмосферы, растительности, животного мира, мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий, имеющая свою особую специфику взаимодействия этих слагающих её компонентов и определённый тип обмена веществом и энергией их между собой и с другими явлениями природы и представляющее собой внутреннее противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии”. Или: биогеоценоз – это растительное сообщество (фитоценоз) вместе с населяющем его животным миром (зооценозом) и соответствующим участком земной поверхности – с его особыми свойствами атмосферы (микроклимата), геологического строения почвы и водного режима. Все эти компоненты составляют единый взаимообусловленный комплекс. [5]

Первая особенность, отличающая болотные биогеоценозы от других (лесных, степных, пустынных и т.д.), - постоянное или застойное длительное или обильное слабопроточное увлажнение. [5]

Другая их особенность – своеобразный растительный мир, представляющий сочетание различных экологических и жизненных форм. Тут и влаголюбивые растения – гигрофиты и водные – гидрофиты, и те, что приспособились к жизни в условиях среднего водоснабжения – мезофиты, и хорошо переносящие засуху – ксерофиты и холодостойкие растения умеренных влажных поясов – психрофиты. В состав этих экологических групп входят деревья, кустарники, травы, мхи, лишайники. [5]

Третья особенность болотных биогеоценозов – болотный тип почвообразования. В болотах может отлагаться ил, органо-минеральные грязи, может происходить оглеение минеральной почвы (превращение окисных соединений, главным образом железа, в закисные, при котором почва принимает голубоватую или бледно- серую окраску). Часто происходит процесс, характерный исключительно для болот: образование и накопление торфа. Если болотообразование – интразональный процесс, охватывающий почти все географические зоны земного шара, то торфообразование – процесс с ярко выраженным зональным характером. [5]

Наличие торфа – не обязательный признак болота. Например, нет торфа на затопляемых в период разлива рек пойменных лугах, в болотах степей и пустынь – остатки растений там быстро распадаются в условиях сухого воздуха и высоких температур. [1]

Нет торфа и во многих болотах тропиков – в них отлагается ил и грязи; там тоже слишком быстро идёт разложение остатков растений. [1]

В приморских болотах быстрому разложению способствует солёная вода, в дельтах и речных заводях – проточность, насыщенность воды кислородом. Значит, торфяные болота – это частичный случай, но в условиях умеренного и холодного климата избыток влаги почти всегда ведёт к образованию торфа. Таким образом, понятие «болото» шире, чем понятие «торфяное болото», «торфяник». Болото могут быть с торфом и без него. [5]

2. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ БОЛОТ.

Образование болот возможно практически на любом участке суши, если на нем нарушается равновесие между общим при­ходом влаги и ее расходом (испарение, сток), сопровождающе­еся заполнением влагой почвенных горизонтов или выходом грунтовых вод на поверхность. Поэтому болотообразователь­ные процессы наблюдаются фактически во всех климатичес­ких зонах — от холодной арктической до субтропической и тропической, отличаясь лишь интенсивностью накопления тор­фа на поверхности минеральных пород. Интенсивность роста торфяной массы зависит от двух основных причин: общей ув­лажненности той или иной территории суши и количества теп­ла. Наиболее благоприятные условия развития болот отмеча­ются в зоне избыточного увлажнения умеренного климата. [1]

Что же определяет степень заболоченности каждой отдель­ной территории? Непосредственной причиной возникновения болот является накопление на поверхности горных пород орга­нического материала, насыщенного водой, — торфа. В свою очередь, главной причиной накопления органического матери­ала на тех или иных участках суши является постоянный из­быток влаги в почве и на ее поверхности, который при условии слабой проточности вод и замедленном общем водообмене вы­зывает снижение скорости разложения растительных остат­ков. Иными словами, степень заболоченности территории на­ходится в прямой связи с условиями ее обводнения. [1]

В целом переувлажнение земель и образование болот определяется суммарным воздействием комплекса физико-географических факторов. Основными факторами являются: климат, геоморфологические и гидрогеологические условия. [1]

Широко известно, что распространение болот носит четко выраженные черты зональности, определяемые зональными причинами переувлажнения (климат). Но тип болота, площадь и глубина торфозалежи, характер водного питания и водного режима болота, место его расположения, стадия развития и интенсивность болотообразования и прочие особенности каждого конкретного болота в значительной мере зависят от местных факторов (геоморфологические, гидрологические, гидрогеологические и почвенные условия, геолого-структурные особенности, растительность, антропогенная деятельность). Рассмотрим роль отдельных факторов. [1]

а) Климатические условия — количество атмосферных осадков, их распределение во времени, испарение и другие факторы оп­ределяют общее увлажнение территории. В зоне избыточного увлажнения среднее многолетнее значение годовых осадков значительно превышает испарение с суши, обуславливая более или менее постоянное увлажнение верхних горизонтов почво-грунтов. [1]

За пределами зоны избыточного увлажнения роль климатических условий в заболачивании менее значительна. Наличие переувлажненных земель обусловлено исключительно сочета­нием специфических местных факторов. Источниками излиш­ней влаги при этом могут быть зоны разгрузки подземных вод, саккумулированный поверхностный сток с окружающей тер­ритории. Болота при этом располагаются лишь в отрицатель­ных формах рельефа (котловинах, речных поймах, подножиях речных террас), где затруднен сток поверхностных вод или про­исходит разгрузка подземных вод. [1]

Наличие благоприятных климатических условий в зоне из­быточного увлажнения не означает, что она полностью заболо­чена. Климатические условия определяют общее увлажнение местности, а фактическая степень заболоченности зависит от рельефа территории, естественной дренированности ее речной сетью и водопроницаемости слагающих пород. [1]

б) Геолого-структурные особенности территории определяют ре­льеф местности, условия питания и разгрузки подземных вод. Крупные болотные системы расположены в глубоких геологических понижениях (депрессиях), в которые поступают с приподнятых окружающих участков поверхностные и подзем­ные воды. Тектонические движения земной коры, вызываю­щие опускание поверхности земли, способствуют заболачива­нию. На развитие процессов заболачивания оказывает влия­ние состав подстилающих ложе болота горных пород. [1]

в) Геоморфологические условия — рельеф поверхности, степень естественной дренированности (густота речной сети, глубина вреза русла рек и пр.), уклоны поверхности земли — определя­ют степень ее переувлажненности. В районах с горным и всхол­мленным рельефом, хорошо развитой речной сетью не наблю­дается возникновение болот, поскольку избыточная влага уда­­ляется в виде поверхностного и грунтового стока. При равнин­ном рельефе с малыми уклонами избыток влаги из поверхнос­тных почво-грунтов отводится чрезвычайно медленно и созда­ются благоприятные условия для переувлажнения почвы зас­тойными водами. В соответствии с этим в зоне избыточного увлажнения болота могут располагаться на любых слабодрени­рованных элементах и формах рельефа — на водоразделах и пологих склонах, на речных и озерных террасах, в поймах рек. [1]

г) Гидрологические условия — режим уровней, стока, русло­вых процессов рек, озер и самих болот — определяют условия водного питания переувлажненных земель, их затопление и подтопление. [1]

д) Гидрогеологические условия местности определяют степень участия подземных вод в водном питании болот. [1]

е) Почвенные условия влияют на формирование избыточной влаги на поверхности и в почвенном слое, а также грунтовых вод. Почвы и подстилающие их грунты могут быть охарактеризованы следующими количественными показателями: водопроницаемостью и водовместимостью почво-грунтов, степенью однородности по глубине, слоистостью и наличием слабоводопроницаемых слоев. Среди переувлажненных земель наиболее распространены глины, тяжелые и средние суглинки, торфяники, реже встречаются легкие суглинки, супеси и пески, когда они подстилаются слабоводопроницаемыми грунтами. [1]

Растительность оказывает влияние на приходные (снегоза­держание, уменьшение поверхностного стока и др.) и расход­ные (испарение) элементы водного питания земель. С измене­нием растительности связано, например, заболачивание выру­бок и лесных гарей (деревья обладают высокой испарительной способностью). [1]

3. Классификация БОЛОТ.

Поскольку болота — сложные экосистемы, то и клас­сифицируют их с позиций той науки, которая их изучает: ботаники — по растительности, почвоведы и торфоведы — по торфу, гидрологи — по характеру питающих вод, геологи — по приуроченности к тому или иному рель­ефу и особенностям их ложа. Но есть классификация, которая в какой-то мере удовлетворяет и теоретиков, и практиков. В ней все болота делятся на три крупные группы: низинные, пере­ходные и верховые. [3]

Низинные болота питаются богатыми грунтовыми или подземными водами. Поэтому на них могут расти евтрофные растения, требующие обильного минераль­ного питания (греческое ев, или еу, — «хорошо», трофо — «пища»); отсюда и второе название низинных болот — евтрофные. Среди обитателей этих болот обычны осоки, вахта, тростник, хвощ, пушица многоколосковая, вейник, гипновые мхи. Часто встречаются горец змеиный, сабельник, вех ядовитый, таволга вялолистная. Есть и деревья (сосна, береза пушистая, ель, ольха черная), и некоторые кустарники. Но, естественно, не все перечислен­ные растения встречаются вместе; они образуют различные сочетания — растительные сообщества (фитоценозы). Одно поколение растений сменяет другое, и постепенно накапливается торф, богатый элементами минерального пита­ния, слабокислый и довольно хорошо разложенный. Такой торф также называют низинным. Он объединяет 24 вида: сосновый, березовый, осоковый, вахтовый, гипновый и др. Раньше, в начале века, в понятие «низинное болото» вкладывали другой смысл — местоположение болота в низком месте (у реки, у озера). Теперь, как видим, это болота с евтрофной растительностью и низинным торфом.

Верховые болота называют также олиготрофными (греческое олиго — «незначительный»). Растения, живущие на них, получают совсем мало питательных веществ, ровно столько, сколько поступает с ат­мосферными осадками — дождем и снегом. Какие же ра­стения могут выдержать такую бедность? Их не так мало. Но главные — сфагновые мхи. На олиготрофных болотах обычно 10 видов сфагнов. Кроме того, здесь много кустарничков: багульник, вереск, кассандра, вороника, береза карликовая. Есть и травы: пушица, шейхцерия, пухонос, очеретник, росянка круглолистная. Из олиготрофных растений и торф образуется бедный — верховой. Но под слоем верхового торфа может быть более богатый, пере­ходный, а еще ниже — низинный. Но случается и другое сочетание: прямо на низинном торфе — верховой. Верхо­выми болота стали называть когда-то потому, что они часто встречаются на водоразделах, наверху. Верховой торф объединяет 11 видов: сосново-пушицевый, сосново-сфагновый, пушицевый, шейхцериевый, сфагновый мочажинный и др. Их общая особенность — бедность минеральными солями, высокая кислотность, слабая степень разложения.

Переходные, или мезотрофные, болота (греческое мезо — «средина») совмещают черты низинных и верховых, так как в их питании участвуют и грунтовые воды, и атмосферные осадки. Но встречаются мезотрофные болота, питающиеся только грунтовыми водами, правда мягкими, обедненными. Поэтому на мезотрофных болотах есть евтрофные, олиготрофные и типично мезотрофные растения. Вместе они образуют переходный торф, ниже которого залегает низинный. Но болото может начинаться и с мезотрофной стадии, тогда в нем будет только переход­ный торф. В карельских болотах переходный торф встре­чается значительно более часто, чем в других регионах. Сейчас в нем насчитывают 23 вида, тогда как в ранних классификациях отмечали только 8 видов. К самым частым видам переходных торфов относятся древесный и древесно-пушицевый, пушицевый и пушицево-сфагновый, осоковый и осоково-сфагновый. Качественные их показатели — промежуточные между верховыми и низинными. [2]

Рис. 1. Три основных типа болот. [5]

Все многообразие болот, естественно, не исчерпывается низинными, переходными и верховыми болотами. Каж­дое из них объединяет ряд типов, в которых учитываются эдификаторы растительного покрова, характер микрорельефа, торф и еще ряд признаков. Например, совершенно уникальны «висячие» болота, которые на­зываются так потому, что они как бы висят на довольно крутых склонах рельефа (рис. 2). Богатые грунтовые воды выклиниваются на болоте, растекаются по нему и обеспечивают требовательные растения минеральными со­лями и кислородом. Поэтому растительность на таких бо­лотах чаще всего древесная или травяная евтрофная.

Что же уникального в таких болотах? Оказывается, сила напора подземных вод может быть так велика, что пробивает не­сколько метров торфяной залежи — и вода в виде ключа изливается на поверхность болота. В месте выхода ключа обычно образуется 2—3-метровый бугор. Поперечник его может быть от 3 до 15 м. Как пестрые ярко-зеленые клумбы возвышаются ключевые бугры над ровным, блеклым по окраске болотом. И растительность на нем совершенно другая, чем на остальной части болота. Здесь встречается много специфических растений, которые называют индикаторами за их особенность указывать места с выходом под­земных вод. Это красавец венерин башмачок, или башма­чок настоящий, занесенный в Красную книгу СССР; дремник, роскошные желто-коричневые цветки которого собраны в пушистую кисть; камнеломка с ее ярко-желтыми цветками; мытник царский скипетр с огромными цветоч­ными стрелками, и многие другие интересные и необычные растения. [3]