Жизнь болот

 

 

Роль болот в формировании газов атмосферы      

 

 

 

Существенна роль болот в формировании газов атмосферы. Их растительный покров суммарно вырабатывает ежегодно 1,6Х'108 т кислорода. Такие цифры могут показаться преувеличенными, но они совершенно реальны, потому что на болотах, в отличие от лесных и других растительных сообществ, кислород очень мало расходуется на разложение органического вещества. Для биосферы в целом и человеческого общества в частности это не менее важно, чем упомянутое накопление пресной воды.

 

Согласно данным, приведенным в статье О. П. Добродеева (1977), на сжигание угля, нефти и газа ежегодно тратится 2Х1010 т свободного кислорода. И эта цифра непрерывно растет. Уже сейчас получается, что фактическая приходная статья баланса свободного кислорода только на порядок меньше расходной. Соответственно увеличивается значение и компенсирующих процессов, происходящих в болотной толще.

 

До вмешательства человека в биосферу основным поставщиком кислорода в нее был умеренный пояс северного полушария. Леса, болота, озера, а также океанские отмели (шельф) занимают в нем наибольшую площадь. К сожалению, сейчас многие страны стали активными потребителями кислорода. Гигантское количество горючих веществ сжигается в США, Канаде, в Западной Европе и др. Приостановить бесконечный рост пожирания кислорода промышленностью и транспортом может лишь одно: ограниченность запасов горючих ископаемых в недрах земной коры. Истребив их, люди будут вынуждены искать новые источники энергии, и можно надеяться, что они окажутся более безвредными для биосферы.

 

Издревле люди основательно потрудились над тем, чтобы сократить зеленый убор Земли. Но пока благодаря жизнедеятельности зеленых растений — лесных, луговых, болотных, водных — в атмосферу ежегодно поступает около 3,2X1011 т свободного кислорода —в десять раз больше того, что пожирает промышленность и транспорт. Но есть и другие пути использования кислорода. Немало его уходит на естественные процессы окисления, происходящие в биосфере, особенно активные в экваториальных, субэкваториальных, а также в засушливых областях, где скорость окисления возрастает пропорционально повышению температуры. В таких условиях отмирающие органические вещества обычно характерны для умеренных и субарктических областей. Они сохраняются не только в болотах, но и на дне озер, в поймах рек и в почвенной подстилке. Этому способствует наличие низких температур. Как известно, 99% запасов торфа сосредоточены именно здесь.

 

Сохраняется органическое вещество —происходит заметная экономия свободного кислорода, безотказно вырабатываемого растениями в процессе фотосинтеза. Звучит парадоксально, но в жарких областях даже лесные массивы не служат поставщиками живительного газа. Они только мощные ускорители круговорота веществ. Под покровом тропического леса атомы кислорода непрерывно отщепляются от молекул воды, но они тут же участвуют в реакциях окисления отмирающего органического вещества.

 

Болота не только поставщики кислорода в атмосферу Земли. Они играют немалую роль в очищении ее от ненужных, зачастую вредных примесей. Работы ученых-гигиенистов подтверждают, что мелкие частицы, взвешенные в воздухе (пыль, а вместе с ней микроорганизмы), передвигаются, особенно при штиле, в сторону пониженной температуры. Подобное явление носит название термофореза. Благодаря ему частицы поглощаются поверхностью болот. Собственно, так и обеспечивается минеральное питание растений олиготрофных (верховых) болот. Масса пыли, исчезающей в болоте, нередко может быть значительной -—до 3000 кг/га.

 

В ней содержатся и вещества, нужные растениям: соединения азота, калия, фосфора, серы и др. Толстый влажный моховой ковер буквально как пылесос вытягивает из воздуха загрязняющие его частицы. Пылевые частицы, попавшие в кислую воду верхового болота, легко распадаются на ионы. Часть их усваивается растениями, часть передвигается по сфагновой дернине к ее краю, особенно если верховое болото выпуклое. Нерастворимые вещества и неусвоенные растениями ионы постепенно выводятся из круговорота и поглощаются толщей торфа по мере нарастания мохового покрова. Эта способность болота к очищению атмосферы дает основание считать их естественными геохимическими барьерами в природе.

 

Крупные олиготрофные массивы болот, образующие иногда целые сложные системы, успешно справляются с. довольно значительным химическим загрязнением, снова и снова восстанавливая свою олиготрофность.

Что касается небольших болот, то при значительном повышении минерального питания могут произойти заметные изменения в растительности покрова. В сущности на этом основан принцип так называемого биологического осушения болот, когда вносятся удобрения и олиготрофные растения начинают вытесняться более требовательными к минеральным солям, но зато и более конкурентноспособными формами. Так без насилия над окружающей средой болота можно превратить в кормовые угодья. При условии, что их использование компенсирует потерю-урожая ягод.

 

Замена болотной растительности менее влаголюбивыми видами ускоряется еще тем, что олиготрофы просто не в состоянии переносить резкое обогащение почвы минеральными веществами. Особенно губительным для них оказывается кальций. Он связывает в нерастворимые соединения находящиеся в болоте в малых дозах соединения фосфора, необходимые для нормального течения жизненных процессов. Для полной гибели пышного сфагнового ковра достаточно концентрации кальция не более 0,3% от общего веса растительной массы.

 

Болотные системы, как всякие биогеоценозы, не только чутко реагируют на изменения окружающей среды, но и сами непрерывно влияют на нее, находятся с ней в тесном взаимодействии. Роль болот в формировании ландшафта прямо пропорциональна их массе, а она может достигать просто колоссальных размеров. Болота только центральной части Западной Сибири, если считать и торфяную залежь, и покрывающую их растительность, «весят» около 100 млрд. т. Такая гигантская обильно увлажненная толща не может не влиять на физико-географическую обстановку.

 

 

Болота могут оказывать влияние на формирование теплового, радиационного баланса. Например, величина радиационного баланса любого участка земной поверхности в первую очередь зависит от его отражательной способности (альбедо). Чем меньше альбедо, тем больше поглощается солнечной радиации. Огромные площади верховых сфагновых болот отличаются небольшой величиной альбедо (порядка 15%), значительно меньшей, чем суходолы. Именно это свойство болот в значительной степени может влиять на континентальность климата Западной Сибири в сторону ее смягчения, потому что испарение с их поверхности достаточно велико. В районах, где болота занимают 40% от общей площади и более, испарение с них составляет основную долю в круговороте влаги.

 

Степень испарения во многом зависит как от географического расположения болотного массива, так и от типа болота. Обилие лишайников в растительном покрове тундры и лесотундры, присутствие многолетней мерзлоты, вплотную прилегающей к корнеобитаемому слою,— все это значительно уменьшает отдачу влаги в атмосферу. На одних и тех же выпуклых олиготрофных сфагновых болотах средние многолетние показатели этого процесса колеблются от 316 до 434 мм. Разница между минимальными и максимальными величинами почти в полтора раза.

 

Выше упоминалось о своеобразии водного режима сложных болотных систем, очень типичном для крупных болот с рельефом, получившим название грядово-мочажинного. Возвышенные участки — гряды, как вы помните, регулярно чередуются со значительно более увлажненными понижениями-мочажинами. В понижениях могут располагаться мелкие озерки. Так вот, мочажины и озера испаряют примерно одно и то же количество влаги. Но испарение с гряд, густо покрытых мхом, травами и болотными кустарничками, может превосходить испарение с открытой водной поверхности.

В Западной Сибири пояс максимального испарения (350 мм) совпадает с подзоной южной тайги. Конечно, этому способствует немалое количество атмосферных осадков (500 мм), но несомненно важную роль играет и сильная заболоченность территории. Замечено, что повышенная относительная влажность создается не только над поверхностью болот, но и над прилегающими к ним лесами и лугами. А это очень важный фактор успешного роста и развития растений. В таких условиях происходит большое накопление органических веществ не только лесной и болотной растительностью, но и сельскохозяйственными культурами. Дополнительное увлажнение, создаваемое болотами, постоянно снижает отрицательное воздействие нередкой атмосферной сухости воздуха в таежной зоне и приходящих с юга суховеев в лесостепи.

 

Однако будем объективными. Не следует забывать и об отрицательных последствиях чрезмерного переувлажнения почвы. Ведь этому неизменно сопутствует уменьшение в почве количества кислорода, ухудшающее условия роста растений. По-видимому, нет нужды доказывать необходимость мелиоративных работ на таких территориях. Речь о другом: их организация должна быть рациональна. Только тогда появляется надежда избежать отрицательных последствий в окружающем ландшафте.

 

Сотрудниками Государственного гидрологического института в течение ряда лет изучалось влияние на окружающую среду крупномасштабных осушительных мелиораций. В частности, работы велись на севере Западной Сибири, где особенно важно предугадать возможные изменения теплового режима многолетней мерзлоты. Оказалось, что заболоченные пространства в этой зоне осушают разными методами. Оптимальный вариант тот, при котором остается нетронутым растительный покров. Он защищает слой многолетней мерзлоты, и значительного изменения гидрологического режима не происходит.

Но если растительный покров при мелиоративных работах не сохраняется, то неизбежно увеличивается глубина сезонного оттаивания, не исключено развитие термокарста, эрозии, солифлюкции. В результате может произойти разрушение рельефа, в первую очередь возвышенных участков: холмов, террас. А вместо осушенного пространства вновь возникнут непроходимые болотные топи. Выпустить джинна из бутылки легко, а чтобы воспрепятствовать его сокрушительной деятельности, придется приложить массу сил и средств, которые могли бы иметь более разумное применение.

 

Следует также учитывать то, что районы распространения вечной мерзлоты имеют ярко выраженную специфику. Невнимание к ней может привести к разрушению капитальных сооружений и превращению значительных территорий в непригодные земли, недоступные для освоения в течение длительного времени.

При планировании широких осушительных мероприятий в любом районе страны непременно должны учитываться возможные изменения водно-теплового режима. В первую очередь это касается почвы. Резкие перемены в обычной для нее физико-химической обстановке отрицательно отражаются на ее продуктивности. Между тем актуальность освоения переувлажненных территорий становится все более острой. Хотя бы в той же Западной Сибири. После открытия в ее недрах нефти и газа население края значительно возросло. Естественно, возникла неотложная задача расширения местной продовольственной базы, что во многом связано с созданием площадей, пригодных для выращивания культурных растений. Природные условия Сибири суровы, и в ряде районов возделанные участки не составляют и сотой доли от общей территории.

 

Сейчас предпринимаются меры по превращению ряда участков зоны БАМа в сельскохозяйственные угодья. Здесь это еще более важно. Население районов, объединяемых новой магистралью, растет очень быстро, а площадей, пригодных для освоения, только в западной части зоны насчитывается свыше 120 тыс. га.

Рациональное использование болот — одна из задач Продовольственной программы. Культурные растения должны давать устойчивые урожаи там, где простираются заболоченные пространства. Но природа болот различна, различна и многовековая история их формирования. Ее надо знать, чтобы учесть даже мелкие особенности при попытках хозяйственного освоения. Только тогда можно добиться успешных, действительно положительных результатов без нарушения многовековых закономерностей формирования современных ландшафтов.

 

Авторы этих строк не случайно уделяют столько внимания рассмотрению мелиорации заболоченных пространств. «Совершенно очевидно,— пишет известный гидролог К. Е. Иванов,— что любое преобразование компонентов естественных ландшафтов, производимое в крупных масштабах на больших территориях и связанное с тем или другим видом производства и использования, не может осуществляться без учета той роли, которую выполняют эти компоненты в общем физико-географическом процессе».

Действительно, любой природный объект, подвергающийся антропогенному воздействию, динамически устойчив, пока сохраняются его многочисленные связи, его полное единство с окружающим ландшафтом. К нарушению существующего равновесия требуется подходить с необычайной осторожностью. Иначе, если даже отбросить неисчерпаемый ущерб, приносимый природе, само мероприятие окажется убыточным для народного хозяйства. Особенно опасны непродуманные решения и действия, когда люди касаются такого важнейшего компонента биосферы, как водные ресурсы. В полной мере сказанное относится и к теме нашего повествования — болотам.

 

Конечно, бережного' отношения заслуживает любое природное образование, но все, что связано с вторжением в сферу водного режима, нуждается в особо деликатном подходе. Болота осваивать нужно. Нельзя, чтобы такие естественные богатства не нашли в народном хозяйстве всестороннего применения. Но разнообразие болотных систем, различие в их структуре и тех функциях, которые они выполняют в тех или других климатических зонах, заслуживают самого пристального внимания. Учет их — основа для рационального освоения, охраны и оценки устойчивости к тем или иным внешним воздействиям. К. Е. Иванов считает, что нельзя приступать к разработке болотных пространств без целого комплекса предварительных мероприятий. Мы позволим себе перечислить некоторые из них.

 

Основной путь для предельно разумного подхода к болотным образованиям различных типов — детальное познание их природных свойств и потенциальных возможностей. Очень важно, в каком районе страны находится болото и какие хозяйственные задачи ставятся при его освоении. Огромное количество болот в нашей стране вынуждает к составлению их кадастра. С ним связано проведение экономической оценки болотного фонда СССР, установление современных ресурсов болот, направления их использования в обозримом будущем, опять-таки с учетом особенностей различных типов.

 

В постановлении Центрального Комитета КПСС и Совета Министров СССР «О плане мелиорации земель на 1976—1980 гг. и мерах по улучшению использования мелиорированных земель» (1976 г.) строго указывается, что подобные работы могут выполняться только «с учетом влияния... на экологические, физико-географические и социально-экономические процессы».

 

Сохранение и разумная эксплуатация болотных ландшафтов— проблема важнейшая, особенно в нашей стране, располагающей более чем 2/з заторфованных площадей земного шара. Сейчас претворяется в жизнь план повышения сельскохозяйственной продуктивности Нечерноземной зоны РСФСР. В этом регионе свыше 50 млн. га болот, с полным основанием относимых к бросовым и ненужным землям, хотя бы потому, что болотные ягодники, особенно в северных районах, используются максимум на одну пятую. Остальной урожай сгнивает на корню. Освоение болот — важная составляющая в повышении общей продуктивности Нечерноземья. При этом нельзя забывать, что болота — неотъемлемая часть биосферы, географический фактор, в значительной степени определяющий экологическое равновесие среды.

 

Эти мысли далеко не новы, поскольку высказывания в защиту болот прозвучали еще в конце прошлого века. Но серьезное внимание охране болотных ландшафтов стало уделяться лишь за последнее десятилетие. Отрадно видеть, что далее те организации, которые непосредственно занимаются составлением схем и планов мелиоративных работ, намечают, какие из них необходимо охранять, причем безотлагательно, в первую очередь.

 

Трудности, с которыми сталкивается мелиоратор, сопровождают его в течение всей работы. Даже самые незаметные промахи, допущенные вначале при освоении болотного массива, со временем могут стать серьезным препятствием на пути устранения нежелательных гидрологических изменений. Проведение мелиорации заболоченных пространств нуждается в очень большой осторожности. По-видимому, сам термин «осушение» нуждается в уточнении. Ведь цель таких работ не механическое удаление влаги, а создание водно-воздушного режима почвы, наиболее благоприятного для роста и развития растений. Из освоения любого заболоченного пространства можно извлечь максимальную пользу лишь при учете природных закономерностей и сохранения возможностей воспроизводства ресурсов биосферы.

 

В нашей стране, где леса заболочены минимум на четверть, осушение почв вызывается необходимостью более полного использования лесных богатств. Мелиорация — важнейшая отрасль лесозаготовительной практики. Но обязательность ее не избавляет от возможных ошибок. Известны примеры, когда бурное строительство осушительных каналов ведется без сооружения подъездных путей и мелиорированные участки становятся недоступными для эксплуатации. На осушенных болотах возникают пожары, сухая торфяная почва легко воспламеняется. Попробуйте быстро ликвидировать очаг возгорания, если к нему можно добраться лишь по воздуху. В итоге затраты на мелиорацию не окупаются, а вдобавок создаются новые трудности.

 

 

 

Смотрите также:

 

Планета Земля состоит из земной коры, мантии и ядра.

Земную кору покрывают гидросфера – жидкая оболочка (она не сплошная) и атмосферагазовая оболочка.
Совокупность всех водных объектов земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежных покровов образует...

 

Средообразующие функции живого вещества. Энергетическая...

2. Газовая - способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.
Это, в частности, делает практически безжизненными глубинные слои болот, а также значительные придонные толщи воды (например, в Черном...

 

Экологические параметры продуктивности. Продукция и биомасса...

Здесь основными очагами накопления органики являются болота.
В крайне сухих (аридных) условиях круговорот прерывается чаще всего недостатком влаги.