Какой мох является обязательным компонентом верховых болот
Обновлено: 05.10.2024
Все верховые болота объединяет тот факт, что они не могут подпитываться грунтовыми водами, хотя те и залегают не очень глубоко под землёй. И основное своё водное питание болота получают с осадков, которые отличаются наличием слишком малого количества минеральных веществ.
Поэтому можно сказать, что верховые болота - это те, которые питаются за счёт атмосферных осадков.
Причины образования
Образование верховых болот происходит на тех участках земной поверхности, которые отличаются застаиванием воды. Казалось бы, влага должна впитываться в землю, но этого не происходит по нескольким причинам: наличие в толще земли водонепроницаемых пород (как глина), а также большое количество сфагновых мхов, которые впитывают и удерживают влагу. Вот так и получается, что вода в верховых болотах не впитывается, но понемногу испаряется. Однако, с осадками влаги поступает немного больше, чем испаряется.
Растения верховых болот
Из-за отсутствия качественного минерального питания, растительный мир болот не очень развит, а сами растения выглядят угнетёнными. Особенно хорошо это заметно по деревьям, которые, в среднем, немного ниже нормы. Также можно обратить внимание на практически полное отсутствие травянистых растений, земля во многих местах устелена сфагновыми мхами. Также встречается здесь много кустарников, в том числе и ягодных: клюква, голубика, морошка. Деревья же представлены, в основном, соснами и берёзами.
Особенности
Верховые болота содержат большое количество торфа (почти половина мирового запаса торфа находится в верховых болотах). Толщина слоя этого полезного ископаемого может превышать 5 метров. А поскольку образование торфа необходимо для поддержания экологического баланса (связывает углекислый газ), то такие болота представляют большую ценность. Это уж если не вспоминать про то, что добыча полезного ископаемого в таких весьма сухих местах довольно проста и выгодна.
Поскольку накопление торфа происходит относительно быстро, то болота со временем могут становиться выпуклыми. То есть, они наращивают торфяной слой, в результате чего немного возвышаются над прилегающими территориями.
Заключение
Верховые болота представляют собой довольно сухие участки земной поверхности (насколько это возможно для болот), покрытые скудной растительностью, представленной, в основном, мхами, кустарниками и деревьями. Они содержат большое количество торфа, а также полезных ягодных растений. Всё это привело к тому, что верховые болота ценятся и оберегаются людьми.
Низинные болота
Низинными именуют те болота, которые располагаются в понижениях земной поверхности.
Переходные болота
Особенностью переходных болот является наличие у них свойств как верховых, так и низинных болот.
Введение. Болото представляет собой биогеоценоз, образованный тремя важнейшими компонентами: растительностью, водой и торфом [4].
На территории Архангельской области широко распространены верховые (олиготрофные) болота: выпуклые сфагновые грядово-мочажинные и плоские сосново-кустарничково-сфагновые [6]. Верховые, или олиготрофные болота встречаются, как правило, на водоразделах. Переувлажнение почвы происходит за счет атмосферных осадков. Минеральное питание на верховых болотах обеспечивается также осадками, поэтому на них произрастают олиготрофные растения, нетребовательные к условиям минерального питания. Древесный ярус верховых болот составляют различные болотные формы сосны. Типичными видами, слагающими кустарничковый ярус, являются: подбел многолистный ( Andromeda polifolia ), болотный мирт ( Chamaedaphne calyculata ), багульник болотный ( Ledum palustre ), водяника черная ( Empetrum nigrum ), клюква болотная и мелкоплодная ( Oxycoccus quadripetalus , O . microcarpus ). Травяной ярус образуют пушица влагалищная ( Eriophorum vaginatum ), очеретник белый ( Phynchospora alba ), шейхцерия болотная ( Scheuchzeria palustris ), различные виды осок ( Carex limosa , C . pauciflora ) [ 4 ]. В моховом покрове абсолютными доминантами являются сфагновые мхи [ 6 ]. Общее количество видов на верховых болотах довольно небольшое – около 20 видов.
Основным фактором, определяющим условия произрастания растений на болотах, является влажность. За этим фактором следуют и другие: слабая аэрация и плохая прогреваемость субстрата. На верховых болотах плотный моховой покров предохраняет корни растений от нагревания, в то время как верхние части кустарничков и трав сильно нагреваются. Поверхностные слои торфяной залежи при высоких температурах очень сухие, в то время как более глубокие насыщены влагой. Ежегодное нарастание мохового покрова вверх постоянно поднимает уровень субстрата над минеральным ложем и уровнем грунтовых вод. Все эти особенности болотных экосистем заставляют произрастающие здесь растения приобретать ксероморфные черты строения. Болотные растения хорошо приспособлены к недостаточной аэрации почвы, а также все они являются многолетними. Торф на таких болотах слагается за счет разложения мхов рода Sphagnum , поскольку именно они преобладают в растительном покрове [4].
Сфагновые мхи. Все сфагновые мхи объединены в семейство Sphagnidae , которое включает в себя всего один род – Sphagnum , к которому относят более 350 видов. Широко распространены на торфяных болотах, покрывают почву белым фоном с желтыми, зелеными, красными, бурыми оттенками.
Стебель сфагнума состоит из сердцевины, центрального цилиндра и коры. Веточные и стеблевые мхи образованы одним слоем клеток, одни из которых живые, содержащие хлорофилл, а другие – мертвые, водоносные, с порами в оболочке. Через эти поры всасывается огромное количество воды. Произрастание мхов плотными сплошными коврами обеспечивает уменьшение испарения. Наличие мертвых клеток без живого содержимого является приспособлением растений к недостаточной аэрации болотных почв. Корней нет, вода поглощается всей поверхностью растения.
Ежегодный прирост стебля сфагнового мха составляет примерно 7 см [4]. Температура воздуха в летнее время оказывает большее влияние на рост сфагнов, чем влажность. Прирост сфагнов осуществляется верхушечно и неограниченно [ 2 ]. Нижние части растений отмирают и в бескислородных условиях образуют слой полуразложившихся остатков [4].
Сфагновые мхи обладают высокой способностью к регенерации, а также являются индикаторами экологических условий [2].
Объект исследования: сфагновые мхи верховых болот Архангельской области.
Предмет исследования: определительные признаки сфагновых мхов.
Материалы и методы. Отбор образцов сфагновых мхов для определения видовой принадлежности осуществлялся на верховых болотах Архангельской области: Иласское болото в Приморском районе и Овечье и Дикое в Холмогорском районе.
Затем образцы прокрашивались с использованием раствора метиленового синего. Определялась видовая принадлежность каждого образца, после чего были сделаны микрофотографии, фиксирующие такие определительные признаки как форма веточных и стеблевых листьев, особенности клеток веточных листьев. Также были сделаны фотографии внешнего вида растений.
Результаты. В ходе камеральной обработки образцов были определены 9 видов сфагновых мхов. В статье приводим только самые важные определительные признаки и краткую экологическую характеристику:
Sphagnum medium (magellanicum)
Растения красные, реже зеленые. Стеблевые листья удлиненно языковидные, веточные листья удлиненно яйцевидные [3]. Образует широкие ковры и низкие кочки [1] .
Sphagnum papillosum
Растения от желтых до коричнево-бурых. Стенки хлорофиллоносных клеток веточных листьев со сторон, обращенных к гиалиновым клеткам, гребневидно-папиллозные [3]. Образует плотные ковры и кочки [1] . Болотный вид [5] .
Sphagnum compactum
Маленькие коричнево-зеленые растения, никогда не бывают красными [1]. Стеблевые листья меньше веточных, стеблевые листья треугольно-языковидные, вогнутые, на верхушке могут быть бахромчатыми. Отстоящие веточки короткие, толстые, смотрят вверх, формируют плоскую головку [3]. Растет низкими компактными подушками [ 1 ].
Sphagnum lindbergii
Растения крупные, желто-оранжевые, оранжево-бурые, редко грязно-зеленые. Склеродермис стебля имеет темно-коричневый цвет. Стеблевые листья широко шпателевидные или языковидные, верхушка бахромчатая [ 3 ]. Образует коричневые ковры [ 1 ]. Болотный вид [5] .
Sphagnum jensenii
Довольно крупные желтовато-бурые растения. В веточных листьях мелкие поры в 1-2 ряда [3]. Растет на кочках и мочажинах [1]. Болотный вид [5] .
Sphagnum majus
Крупные растения, зелено- и желто-бурые. Поры в веточных листьях крупные [3]. Образует ковры в мочажинах [1]. Болотный вид [5] .
Sphagnum cuspidatum
Крупные растения, зеленые и желто-зеленые. Стеблевые листья острые и вытянутые, равнобедренно-треугольные. Клетки веточных листьев узкие, с единичными порами [ 3 ]. Растет в мочажинах [ 1 ].
Sphagnum capillifolium
Растения средних размеров, красноватые, пестрые (красный с зеленым). Головка круглая. Стеблевые листья треугольно-языковидные с заостренной верхушкой [ 3 ]. Образует ковры и коричневые подушки [ 1 ].
Sphagnum fuscum
Имеет бурую или буро-зеленую окраску, но никогда не бывает красным. Образует плотные дерновинки. Стеблевые листья языковидные, с широко закругленной или широко заостренной верхушкой [3].
На основе микро- и макрофотографий описанных выше сфагновых мхов планируется составить мини-определитель сфагновых мхов верховых болот Архангельской области.
Выводы. Сфагновые мхи имеют ряд определительных морфологических признаков (как микроскопических, так и макроскопических), позволяющих различать близкие виды.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
The Intricate Beauty of Sphagnum Mosses – a Finnish Guide to Identification [Text] / Laine J. [et all]; University of Helsinki. – Helsinki: Department of Forest Ecology Publications, 2009. – 190 p.
Грабовик С. И. Рост и продуктивность ценопопуляций сфагновых мхов на естественных и трансформированных болотах Карелии [Электронный ресурс] / Грабовик С. И., Кузнецов О. Л. // Труды Карельского научного центра РАН. – 2016. - №4. – С. 59-69. – Электрон. дан. – DOI : 10.17076/ eco 290, свободный доступ – Загл. с экрана.
Игнатов М. С. Флора мхов средней части европейской России [Текст]. В 2 т. Т. 2. Sphagnaceae – Hedwigiaceae / Игнатов М. С., Игнатова Е. А. – М: КМК, 2003. – 608 с.
Попов С. Ю. Ценотическое распределение и экологические предпочтения сфагновых мхов ( Sphagnaceae ) в северной тайге европейской России (Пинежский заповедник, Архангельская область) [Электронный ресурс] / Попов С. Ю., Федосов В. Э. // Труды Карельского научного центра РАН. – 2017. - №9. – С. 3-29. – Электрон. дан. – DOI : 10.17076/ eco 610, свободный доступ – Загл. с экрана.
Разнообразие и фитоценотическая роль мхов на болотах юго-запада Архангельской области и сопредельных территорий [Электронный ресурс] / Смагин В. А. [и др.] // Труды Карельского научного центра РАН. – 2017. - №1. – С. 75-96. – Электрон. дан. – DOI : 10.17076/ bg 382, свободный доступ – Загл. с экрана.
Задумывались ли вы когда-нибудь, почему среди всего разнообразия ландшафтов нашей зоны (лесов, лугов, полей, болот), болотный, конечно же, самый особенный и неповторимый в своем роде?
Здесь даже у неприметных растений обнаруживается поразительное разнообразие красок: видны головки мхов всевозможных оттенков наподобие узоров персидского ковра. Какая только палитра не наблюдается: винно-красная, зеленая, кофейно-коричневая, бриллиантово-оранжевая, рыжая и даже фиолетовая и черная! А посреди живописного полотна то тут, то там разбросаны розовые пятна вереска, белеют кустики андромеды и пушицы, краснеют куртинки брусники, сизым туманом стелются полянки голубики.
И всё это благодаря крохотным и в то же время таким удивительным существам, как сфагновые мхи.
Первые поселенцы
Но если луг, лес, поле можно сравнительно легко создать: вспахал, посеял травку-зерно или деревья посадил – и готово, то болото не так-то просто. Оно формируется постепенно, из десятилетия в десятилетие, из века в век. Проходят тысячелетия, пока образуется настоящее верховое торфяное болото, или просто торфяник.
Что же служит источником формирования болота, и кто его создает? Установлено, что в этом процессе участвуют болотные растения (пущица, тростник, шейхцерия, хвощ болотный) и древесные породы (сосна, береза, реже ель). Однако основными торфообразователями надо все-таки считать сфагновые мхи. Именно они формируют совершенно оригинальный тип ландшафта, свою, только им присущую среду, – место обитания специфических растений и животных. Достаточно вспомнить насекомоядную росянку, журавля, выпь и, конечно же, надоедливых комаров.
Разрастаясь на огромных площадях, мхи-пионеры (сфагнум большой, варнсторфия плавающая, каллиергон гигантский, гипнум кипарисовый), закладывая начало для целого ряда смен сообществ организмов, превращают лес или водоем в болото.
Дальняя и близкая родня
Все эти виды мохообразных принадлежат к классу листостебельных мхов – самому многочисленному и включающему в себя наиболее высокоразвитые растения тропиков и умеренных широт. Нередко они достигают крупных размеров.
Прежде всего, это бриевые (например, кукушкин лен, типичный лесной житель с высокими, до 20 см, неветвистыми стеблями), утыканные жесткими острыми листьями, и гипновые мхи – обитатели болот. Речушки, пруды облюбовал фонтиналис противопожарный с темно-зелеными или бурыми листиками-монетками. А гедвигия реснитчатая в виде стебелька с уложенными на нем черепицей мелкими серо-зелеными листиками умудряется выживать на голых скалах. К этому классу относятся и сфагновые мхи. Эти крупные многолетники образуют обычно на верховых болотах дерновинки-подушки разного размера. Но есть среди них и жители лесов – сфагнум Гирнезона – и даже лугов – узколистный, дубравный, магелланский.
Сфагны распространены по всему земному шару – от гор тропиков до арктической и субантарктической зон. Но особенно широко они представлены в умеренной зоне Северного полушария. Только в средней полосе произрастает 42 вида сфагнума, а в мире – более 300. Среди них многие мхи удостоены чести носить имена ученых – Вульфа, Онгстрема, Линдбери… Названия других отражают их особые приметы (узколистный, тупой, бахромчатый, извилистый) или окраску (бурый, рыжеватый, красноватый). Величают их и по облику (компактный, большой, блестящий) и по местам обитания (болотный, береговой, пойменный). Попадаются и названные просто так: близкий, красивый, обманчивый.
Вместе дружно мы живем
От главного стебелька во все стороны по спирали пучками отходят боковые веточки-ручки-пальчики, довольно длинные и тонкие. Часть из них направлена более или менее перпендикулярно старшему собрату, остальные, окутывая его, свешиваются вниз. Можно даже принять их за листья. Чем выше по стеблю, тем больше они скучены, а на самой верхушке собираются в характерный пучок-головку.
Запасливый хозяин
У одних сфагнов сильно ветвящийся стебелек может быть плотным и пористым – у других. Но особенно мягок и чуть-чуть упруг моховой ковер после дождя. При длительной же засухе дерновинки сморщиваются, блекнут, грубеют, крошатся. Но стоит им лишь на время оказаться в воде, как они вновь возродятся к жизни.
Ведь эти просто устроенные растения, без каких-либо структур, контролирующих водообмен, всецело зависят от окружающей среды. И даже, если пересадить из мочажины на гряду густоветвистую форму, то количество пучков-ветвей на одном сантиметре длины стебля уменьшится в 2,5 раза.
На удерживание воды рассчитано и внутреннее строение стебля-веточек сфагнума – опять же поражает обилие мертвых водоносных клеток. Помогают им и бесцветные тонкостенные клетки эпидермиса – их поры втягивают и конденсируют пары из воздуха. Да и сами веточки не остаются в стороне: отстоящие впитывают влагу в основном воздушным путем, а свисающие вдоль стебля подтягивают ее снизу.
Почему мох белеет?
А причина отбеливания сфагнума кроется опять-таки в своеобразном строении его листовых пластинок. Носители хлорофилла, светящиеся яркой зеленью, зажаты со всех сторон прозрачными пустыми микроцистернами. И когда мох намокает, эти клетки, занимающие большую часть листа, наполняясь водой, темнеют, окрашивая его в зеленый цвет. Но как только листики высыхают, камеры пустеют и заполняются воздухом, придавая мху беловатую окраску.
Царь болот
Запас воды в живом растении более чем в 8 раз превышает его сухой вес, что делает тонкие гибкие стебельки при отсутствии механической ткани слишком тяжелыми. Поэтому сфагны и растут близко друг к другу, образуя дерновинки, или ковры. Переплетаясь веточками, поддерживают друг друга. Так маленький мох вытесняет высокие деревья, царствуя на громадных территориях и создавая уникальные сообщества растений, грибов и животных. Образует болота – резервуары пресной воды, поддерживая водный баланс на планете и являясь регулятором климата.
Сверху нарастает, снизу отмирает
Под давлением постоянно нарастающей массы мха это месиво (остатки сфагна и других болотных растений) спрессовывается, уплотняется, образуя ценнейший материал – торф. И поверхность болота медленно поднимается – до 1 см в год. Обычно на глубине пары-тройки метров году соответствует слой перегноя в несколько миллиметров, а возраст глубинных слоев составляет несколько тысячелетий.
Как устроено болото?
Таким образом в течение многих лет образуются огромные залежи торфа. Формируется так называемое верховое болото, в которых, как правило, нет трясин, а уровень воды находится на 10-20 см ниже поверхности сфагновой дернины.
Кладовая веществ
Лекарь от природы
Сокровищница знаний
Оказывается, сфагнум не только лечит, согревает (как топлива), выращивает цветы, но и в роли консерватора выступает. И опять-таки благодаря наличию в составе его фенолов, а также из-за высокой кислотности и отсутствия воздуха в торфяной толще.
Из-за замедления процессов гниения то, что сохранилось в многометровой толще торфе, доходит до наших дней в первозданном виде. Наибольший интерес представляют пыльца деревьев и кустарников, споры мхов и папоротников. Нередко в этих своеобразных торфяных сейфах находят остатки растений и части стволов. И даже обнаруживают удивительные археологические находки: то древнего германца, погибшего не менее 3000 лет назад, то извлекут средневекового рыцаря на коне и в доспехах – все бережно сохранено в болоте, не тронутое тленом и разложением. Столетиями лежат лодки, хижины, орудия труда и войны, трупы животных.
Особенно много рассказывают об удивительных находках болота Европы, где человек поселился с незапамятных времен. Так, болота Шотландии хранят в себе остатки культуры первобытных людей, а в торфяной толще немецкого болота была обнаружена бревенчатая дорога и на ней монеты времен римских императоров. Знаменита подобными находками (мумии людей железного века) и Дания.
Благодаря удивительным неутомимым мохообразным труженикам-крохам болота являются как бы сокровищницей, летописной книгой, откуда мы можем черпать сведения и о прошлых ландшафтах, и о нашей истории. Прекрасно сохранившиеся находки помогают воссоздать картину изменения растительного и животного мира, а также климата нашей планеты за последние 10 тысяч лет. Эту книгу можно читать бесконечно, страница за страницей, делая все новые и новые открытия.
А чтобы творцы болот не исчезли с лица Земли навсегда, надо не только охранять места их произрастания, но и лучше изучать их биологию.
Цифры и факты
- Наиболее важная особенность сфагнума – способность впитывать и сохранять воду. Вместимость его водоносных клеток поражает. Насыщенный водой мох в 15-20 (и даже 50) раз тяжелее сухого! В норме он почти на 2/3 состоит из воды.
- Оказывается, сфагнум не так уж и мал: общая длина его стебля составляет более 160 см! Известно, что средний прирост его за год – меньше миллиметра. Выходит, возраст такого мха. около 2000 лет! Вот это древность!
- За год в среднем образуется торфяной слой толщиной всего несколько миллиметров, а зачастую и того меньше.
- Сфагны способны повышать кислотность окружающей их среды, выделяя ионы водорода. В мире встречаются болота, вода в которых кислее лимонного сока.
- Немного найдется микроорганизмов, перед которыми сфагнум был бы бессилен: стафилококкам, стрептококкам и грибкам рядом с ним делать нечего (не стоит рассчитывать на него лишь при заболеваниях проказой, но, к счастью, они случаются редко). Да и сам по себе этот мох не подвержен никаким болезням.
Будьте здоровы!
С врачебной целью употребляется все растение сфагнума. В народе принято считать, что там, где встречается клюква, и есть именно тот мох-целитель. Собирают его все лето, но лучше – с июля по сентябрь, когда в болотах меньше воды. При крайней необходимости возможна заготовка и зимой.
Наружно используется в виде марлево-сфагновых повязок, припарок при лечении гнойных ран и язв; для оказания первой помощи при переломах – обернутые мхом перед наложением шин конечности лучше фиксируются и не затекают.
Внутрь настойку сфагнума употребляют при острых заболеваниях кишечника. Торфяно-моховые ванны назначают также при ревматизме.
Это особый тип ландшафтов тундровой группы. На верховых болотах преобладают сфагновые мхи, здесь также растут андромеда, Кассандра, багульник, голубика, черника, брусника, клюква и другие кустарнички, немногочисленные виды трав. Для многих верховых болот характерна низкорослая угнетенная сосна, а в Восточной Сибири — даурская лиственница.
Верховые болота распространены в тайге, особенно на равнинах Западной Сибири, их также много в южной тундре и подтаежной зоне, небольшими пятнами они встречаются и в лесостепи. Это молодые ландшафты, возникшие в четвертичном периоде, хотя сфагновые мхи на территории России произрастали и ранее.
Верховые болота не связаны с минеральным грунтом (11.2) и, как правило, находятся вне зоны влияния грунтовых вод. Они залегают преимущественно на водоразделах, но встречаются и на террасах, и в котловинах. Эти болота образуются в результате зарастания озер (наиболее мощные торфяники) и заболачивания водоразделов (самые крупные болота). Источником минерального питания верховых болот служат только атмосферные пыль и осадки, что определяет минеральное голодание растений.
Сфагновый мох растет очень медленно — 1—4 см в год, его выделения имеют сильнокислую реакцию (рН = 4—4,5, местами до 3,2), которая позволяет мху разлагать пылинки и извлекать из них растворенные минеральные соединения. Сфагновый мох — кальциефоб, т.к. карбонатность среды, затрудняя разложение минералов, лишает его единственной возможности минерального питания.
В таблице 11.3 приведен средний состав сфагновых мхов и верхового торфа. Обращает внимание высокое содержание Fe в золе: АРе того же порядка, что и для Са и Mg. Это, вероятно, наследие того периода, когда предки сфагнума существовали на кислом глеевом минеральном грунте. Высокий As (175) связан с поступлением ее с атмосферными осадками (меньшая дефицитность по сравнению с Р).
Средний состав сфагновых мхов и верхового торфа по М.Н. Никонову (% и А^)
Объект анализа Зольность,% РА Si02 К20 S03 СаО MgO Fe20;
Сфагновые 2,3 0,10 0,60 0,50 0,19 0,36 0,17 0,18
Верховой 3,0 0,10 1,50 0,08 0,21 0,30 0,12 0,25
Зола — 4,34 26,04 21,7 8,25 15,62 7,38 7,81
А„ (на 48 0,9 8,6 175 3 3,9 1,6
По Н.И. Базилевич, сосново-сфагновые болота в Васюганье (Западная Сибирь) со столетними соснами характеризуются значительной биомассой — 370 ц/га, из которой 41% приходится на зеленую часть (Ж4), 48 — на многолетнюю надземную часть и 11% — на корни. По биомассе эти болота близки к южной тундре и луговым степям, по относительному количеству зеленой массы — к луговым степям, по количеству корней — к тайге. Ежегодный прирост (П^ здесь того же порядка, что и в южной тундре или сухих степях — 34 ц/га, К = 0,59. Опад (0j) составляет 25 ц/га — 7% от биомассы (Ж2). По этим показателям (0j и К) верховые болота ближе всего к тундре.
Воздух на верховых болотах содержит много фитонцидов, в том числе вредных для человека (запах багульника, голубики и др.). Сфагнум обладает огромной влагоемкостью, он пропитан водой и создает на поверхности почвы "мокрую подушку". В самом верхнем слое вода еще содержит 02, на глубине развиты анаэробные условия. Разложение органических остатков протекает в сильнокислой, почти стерильной среде, т.к. сфагнум выделяет антисептики, которые подавляют деятельность бактерий. Это свойство сфагновых мхов использовали при перевязках ран во время войн.
Отмершие органические остатки сохраняют органоморфную структуру. Велико количество подстилки, которое для торфяников Васюганья превышает 1000 ц/га, т.е. того же порядка, что и в тундре (в тайге — сотни ц/га), и отношение подстилки к опаду такое же, как в тундре. Следовательно, по общей массе живого вещества, ежегодной продукции, соотношению между ними (коэффициенту К), ежегодному опаду и величине подстилки верховое болото также ближе всего к тундре.
Книзу подстилка постепенно переходит в верховой сфагновый торф — массу плохо разложившихся бурых растительных волокон, в которой легко различаются отдельные органы растений. В ходе оторфования увеличивается количество С и снижается О — общая направленность оторфования та же, что и углеобразования. Однако бурый уголь в прошлые геологические периоды формировался в иных условиях и из иной растительности: современный торф не даст угли, идентичные, например, палеогеновым.
При разложении органических остатков Si, Al, Fe почти не минерализуются и остаются в составе органических веществ торфа. Са, Na, Mg и К частично поступают в болотные воды (В.Н. Ефимов). Однако разложение протекает столь медленно, что воды содержат ничтожное количество катионов. Содержание РОВ обычно 0,05—0,1 г/л, вода имеет цвет крепкого чая. Это одни из наименее минерализованных на Земле вод. По П.П. Воронкову, для верховых болот Карельского перешейка характерны воды с 10 мг/л минеральных веществ, в паводок — 5 мг/л. Сильнокислые, с рН местами менее 4, они не содержат НС03". Встречаются и более минерализованные воды. По минерализации воды близки к атмосферным осадкам, которые являются источником С1-, S042- и других ионов. Содержание S042-, N03", NH4+ и К+ в атмосферных осадках больше, чем в болотных водах. Следовательно, эти ионы поглощаются из атмосферных вод растениями и закрепляются в органических соединениях. С атмосферными осадками верховые болота Вологодской области (средняя тайга) получают 8—11 кг N на га. Общее количество атмосферной пыли составляет ежегодно первые сотни кг/га (Н.И. Пьявченко и Э.И. Сибирова).
На верховых болотах организмы находятся в условиях резкого дефицита водных мигрантов и N. Только насекомоядная росянка не испытывает недостатка в азотном и минеральном питании, т.к. обеспечивает себя N, Р, К и другими элементами за счет комаров и других насекомых. Само существование подобных растений служит прекрасным показателем бедности верховых болот элементами минерального питания. Таким образом, если дефицит водных мигрантов в тундре привел к развитию "хищных" привычек у травоядных оленей, то еще больший дефицит на верховых болотах обусловил появление "растений-хищников".
Реки и озера, расположенные среди верховых болот, имеют прозрачную коричневую кислую воду, бедны жизнью. Озерный ил состоит из гумусовых веществ и торфа, сапропеля нет.
Итак, геохимия верхового болота полностью определяется его биком.
Слабое разложение органических остатков на основе отрицательной обратной связи создает незамкнутость (разорванность) бика водных мигрантов, чрезвычайно низкую минерализацию вод, дефицит элементов, замедляет рост растений (карликовые формы у сосны). Верховые болота — высшее выражение автономности, т.к. подстилающие горные породы не оказывают влияния на ландшафт, для которого характерны низкая самоорганизация и слабая централизация.
Биологическая продуктивность и интенсивность бика верховых болот зависит от климата, что позволяет разделить их на отделы и семейства, хотя полного соответствия с отделами и семействами тундры и тайги нет. Значительно яснее вопрос о классах: существует один кислый класс (Н), и этим верховое болото резко отличается от других типов ландшафтов. Разнообразный микрорельеф (грядовомочажинные комплексы и др.) создает основу для выделения родов.
Верховые болота занимают в России огромные площади. Сфагновый торф — топливо, обладающее низкой зольностью (3,5—5%) и высокой теплотворной способностью, он также хороший изоляционный материал, используемый для защиты трубопроводов, ледников и т.д. Из торфа изготовляют плиты и другие строительные материалы, его используют в качестве подстилки в животноводстве, т.к. она эластична, плохо проводит тепло, обладает высокой сорбционной способностью, бактерицидна. Применению верховых торфяников в земледелии препятствует их сильно кислая реакция. Торф верховых болот — ценное сырье для химической промышленности.
Геохимические особенности верховых болот необходимо учитывать при
гидротехническом, дорожном и другом строительстве, так как кислые, богатые РОВ болотные воды обладают высокой агрессивностью, разрушают бетон и другие строительные материалы.
1. Охарактеризуйте бик ландшафтов тундровой группы, сравните его с биком тайги, степей и пустынь.
2. Назовите отделы и семейства тундровых ландшафтов.
3. Охарактеризуйте геохимию мурманских ландшафтов.
4. В чем специфика засоленных ландшафтов тундры, где они распространены?
5. Назовите наиболее яркие признаки минерального голодания у представителей флоры и фауны тундры.
Читайте также: