Болота – интразональный тип биома. Распространение. Типы болот

            Как уже отмечалось, Болота образуются в понижениях, котлованах, где застаивается вода или близко к поверхности залегают грунтовые воды, из зарастающих озер, медленно текущих рек.

              В сильно обводненных почвах недостаток кислорода препятствует развитию грибов и бактерий, которые способствуют разложению растительных остатков. При неполном их разложении накапливаются органические кислоты, еще более задерживающие развитие микрофлоры. В результате накапливается масса полуразложившихся остатков растений — торф. Однако далеко не всегда в болотах накапливается торф. Таковы болота тундр Крайнего Севера, где из-за очень низких температур прирост растений слабый.

             Болота очень разнообразны по составу растений, по строению и характеру торфа, условиям водного питания и способу образования. Объединяющий признак — состав растительности. Болота — это особый тип гигрофильной, т. е. влаголюбивой, растительности. Растения болот не погружены в воду и возвышаются своими вегетативными частями над поверхностью воды. Листья у них большей частью широкие, не приспособленные для уменьшения испарения, корневая система поверхностная. В воде и обводненной почве мало кислорода. Поэтому в стеблях и корнях гигрофильных растений образуются полости, воздушные ходы, по которым в их подводные и подземные части проникает атмосферный кислород.

             Часто болота считают «гиблыми» местами, бросовыми землями. Такое представление не верно. Болота имеют большое водоохранное значение. Накапливая огромные запасы воды, они регулируют водный режим рек. При неправильном использовании болот и лесов резко нарушается водный баланс территории, что влечет за собой резкие изменения всего комплекса природных условий. Торф, накапливающийся в болотах, широко используется человеком.

            Интересна история возникновения и способы образования болот. Различают два основных способа образования болот — путем зарастания водоемов и путем заболачивания суши.

            Зарастание водоемов (озер, стариц рек, прудов) — широко распространенное явление. В водоемах с пологими и круто обрывающимися берегами оно идет несколько различно. В водоемах с пологими, низкими берегами болотная растительность располагается концентрическими кругами. В местах наибольшей глубины (около 6 м) на дне произрастают различные водоросли — синезеленые, диатомовые, нитчатые зеленые. Эти места называют - поясом микрофитов (от греческих слов «микрос» — маленький и «фитой» — растение). На меньших глубинах пояс микрофитов переходит в пояс макрофитов (от «макрос» — большой). Здесь растут под водой более крупные растения: зеленые водоросли — хара, нителла, мхи и некоторые цветковые растения — рдест узколистный, роголистник.

          Зарастающее озеро превращается в болото. 

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

На меньших глубинах — от 1,5 до З м — развивается пояс камышей. Камыши, тростники и хвощи образуют здесь сравнительно плотную травянистую массу. Еще ближе к берегу расположены пояс крупных осок и пояс мелких осок. В этих двух поясах вода сильно прогревается и болотные растения более разнообразны. Кроме осок здесь растут 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.

               Ежегодные отложения остатков отмерших растений приводят к обмелению водоема. 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 водоем превращается в осоковое болото. Водоемы, которые у берегов очень глубоки, или водоемы со спокойной, защищенной от ветра поверхностью часто заболачиваются нарастанием сплавины.

               Прибрежные растения — вахта, сабельник, белокрыльник и другие — нарастают своими корневищами в сторону водоема, так как там больше питательных веществ. Постепенно смыкаясь, они образуют более или менее плотный слой — дернинку, на которой в дальнейшем поселяются мхи, особенно различные виды сфагнума, и ряд других болотных растений. Образуется сплавина, надвигающаяся на водоем и разрастающаяся в толщину. Когда толщина сплавины достигает 5—10 см, на ней поселяются различные осоки (топяная, волосистоплодная), пушица узколистная, а затем и болотные кустарнички: Кассандра, андромеда, багульник, клюква, в северных районах — морошка. Когда толщина сплавины доходит до 1—1,5 м, на ней могут расти даже деревья — береза, а затем и сосна. Нередко на колеблющейся под ногами сплавине встречаются «окна» — незаросшие или затянутые тонкой растительной пленкой участки над ключами или наибольшими глубинами. От сплавины постоянно опадают на дно водоема растительные остатки, частицы торфа. Постепенно котловина заполняется торфом, и водоем превращается в болото.

             Нарастание сплавины. На самом дне лежат минеральные осадки, например мергель (1), поверх него — смесь торфа и глинистых осадков (2). У поверхности воды нарастает от берега сплавина, состоящая из торфяного ила (3). На ней и поселяется болотная растительность.

             В средних и северных широтах часто происходит заболачивание участков суши — лесов, лугов. Особенно часто заболачиваются лесные вырубки и гари. В лесу грунтовые воды располагаются на большой глубине, так как деревья корнями высасывают их из поверхностных слоев почвы и испаряют через кроны. После вырубки леса или пожара уровень грунтовых вод повышается. На влажной почве появляются сначала зеленые болотные мхи, а затем и некоторые сфагновые мхи. Нижние обводненные 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.

             Как бы болото ни образовалось (из заросшего водоема или из заболоченной суши), вначале оно снабжается грунтовыми водами, богатыми минеральными солями. Это уже отмеченные нами низинные болота. Они занимают впадины, низины. Здесь растут различные осоки, хвощи, болотные растения с широкими листьями — сабельник, вахта. В напочвенном покрове растут различные зеленые мхи — дрепанокла-дусы, каллиергон и др. На старых болотах появляются ива, береза, ольха. На низинных болотах вода имеет менее кислую реакцию. Здесь растения не испытывают недостатка в воде и минеральных веществах. Поэтому внешний вид строения низинных болот и отличается от верховых болот. Растения низинных болот часто имеют мощные корневища, которые им позволяют удерживаться в болотистой почве, а так же толстые сочные стебли, например:

           Белокрыльник болотный (Сall palustris) – Многолетнее растение с длинным толстым ползучим корневищем, произрастающее в самых топких и вязких местах низинных болот. Толстые побеги несут блестящие сердцевидные листья, сидячие на длинных черешках, и относительно короткие цветоносы, не превышающие длинные листья. Цветет в мае – июне, привлекая опылителей яркой белой окраской, за что и получил свое название – «белокрыльник».

            Смородина черная (Ribes nigrum) – Кустарник высотой 60- 130 см. На нижней части пальчато-лопастных листьев имеются железки, выделяющие ароматические вещества, характерный приятный запах, который отличает смородину от других кустарников. Цветет в мае – июне. Большинству зверей запах смородины не нравится, и поэтому ее плоды в основном распространяют птиц, в жизни которых обоняние не имеет большого значения. Смородина предпочитает тенистые влажные места.

            Ирис аировидный  (Iris pseudacorus) – многолетнее растение с толстым ветвистым корневищем. Этот вид ириса имеет ярко- желтый околоцветник, поэтому цветки его сильно выделяются на фоне темно-зеленой растительности. По берегам озер, стариц, затонов часто образует плотные крутины.

            Нарастание растений идет быстрее на кочках и вокруг пней. Постепенно поверхность болота повышается, и оно отрывается от питания грунтовой водой. Возвышенные участки болота получают воду лишь из атмосферы (дождь, снег). С осадками поступает ничтожное количество солей. Не всякое растение может с этим мириться. Сначала на возвышениях поселяются сфагновые мхи и сопутствующие им растения, способные мириться с недостатком минеральных веществ, например пушица, клюква, кассандра. Такое болото мы уже назвали переходным или болотом смешанного питания, потому что на ровных местах и в понижениях болото еще питается грунтовыми водами.

           Постепенно все большая часть болотной поверхности отрывается от грунтовых вод, пока, наконец, все болото не переходит на атмосферное питание и становится верховым болотом. Поверхность у такого болота выпуклая, его середина возвышается над окраинами на 1,5—2 м, а иногда и более чем на 5 м. Торфяной слой достигает здесь 6—10 м. На верховых болотах сплошной сфагновый ковер из видов сфагнума, которые могут расти при ничтожном содержании солей. Поэтому такие болота мы называли сфагновыми.

          Мох сфагнум. Род сфагновых  (Sphagnum L.), или торфяных (белых), мхов содержит около 300 видов, распространенных по всему земному шару. Растение не имеет ризоидов, характерных для большинства мхов, и впитывает воду всей поверхностью тела. В тканях сфагнового мха преобладают мертвые пустые клетки, которые и отвечают за впитывание и удержание влаги — уникальную способность этого растения. Благодаря сфагнуму на болотах поддерживаются определенные химические и физические условия. Мох выделяет в воду кислоту, обладающую сильными бактерицидными свойствами. Помимо впитывания воды, сфагнум не позволяет кислороду проникать в торфяную залежь. Все это задерживает разложение остатков растений и животных и способствует торфообразованию, а сам сфагнум является основным растением, участвующим в этом процессе. Линейный прирост сфагновых мхов на лесных болотах Подмосковья может достигать20–30 см в год. Впитывающая и дезинфицирующая способность сфагнума использовалась во время войн. Из него делали гигроскопичные асептические повязки. Сфагнум больше, чем все остальные растения, связывает углекислый газ из атмосферы,

являясь, таким образом, естественным природным регенератором кислорода.

          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, пушица влагалищная. На обводненных мочажинах и веретьях — сплошной сфагновый ковер из более влаголюбивых видов сфагнума, на котором растут болотные травы: осоки, шейхцерия, ринхоспора и др.

          Поверхность сфагнового болота ежегодно повышается.  Сфагнум за год примерно 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 — вереска, Кассандры, андромеды — в любом месте стебля могут возникать придаточные корни. Нижняя часть кустарничка, захороненная в торфе, отмирает, а на верхних образуются новые корни.

          Багульник болотный (Ledum palustre). Растение легко узнать по рыжеватому войлочку из волосков, покрывающих молодые побеги и нижнюю поверхность жестких листьев. Цветет весной, привлекая внимание относительно крупными зонтиками снежно-белых цветков. Все части растения богаты эфирными маслами и имеют резкий, слегка одурманивающий запах (одно из народных названий этого растения — болиголов). Побеги багульники зимуют под снегом с зелеными листьями. Багульник — холодостойкий вид: он встречается в тундрах различного типа, переносит условия вечной мерзлоты, поднимается высоко в горы.

         Болотный мирт, или кассандра (Chamedaephne calycucata)- Растение высотой около 25 см, но иногда вырастающее до 1 метра. Оно имеет мелкие белые цветки, собранные в густые верхушечные соцветия. Как и у багульника, новые побеги у мирта появляются ежегодно только из почек возобновления на верхушках прошлогодних ветвей; благодаря чему длина надземных частей растения увеличивается, а нижняя часть погружается в нарастающий сфагновый покров. Это очень неприхотливое растение, приспособленное к обитанию на бедных субстратах с различной степенью кислотности. Мирт имеет еще одно название — кассандра. Кассандра в мифологии Древней Греции —

дочь царя Трои Приама, которая имела дар прорицания.

        Подбел обыкновенный, или андромеда (Andromeda polifolia). Небольшой кустарничек с тонкими красно-бурыми стеблями и узкими длинными листьями. Края листьев завернуты снизу, а их нижняя поверхность из-за обильного воскового налета

окрашена в голубовато-белый цвет. По сравнению с двумя предыдущими видами предпочитает более обводненные участки. Из-за своей нетребовательности является основным, очень устойчивым и постоянным компонентам растительного покрова

верховых болот. Латинское название подбела (Andromeda) тоже связано с греческой мифологией. В царствование Кефея, царя Эфиопии, появилось морское чудовище, которое опустошало страну, поедая людей. Кефей, чтобы избавиться от наказания

богов, решил принести в жертву свою красавицу — дочь Андромеду. Однако влюбленный в нее Персей победил чудовище, спас девушку и женился на ней. С тех пор расцвела от счастья Андромеда. Подбел цветет с апреля по июнь нежными розовыми колокольчиками, собранными в верхушечные соцветия.

           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 стебель нарастает на некоторую высоту и образует розетку листьев, лежащую на поверхности сфагнового ковра. Раскопав дернину сфагнума, можно обнаружить розетки росянки за 5—10 лет и, измерив длину меж-розеточных расстояний, определить быстроту нарастания сфагнового ковра.

             Черника (Vaccinium myrtillus). Широко распространенный листопадный полукустарник, то есть растение, у которого осенью верхняя часть побегов отмирает. На болотах встречается только по окраинам, где почва лучше дренирована. Ягоды богаты витамином А.

              Голубика (Vaccinium uliginosum). Ветвистый листопадный кустарничек, любящий увлажнение. Голубика обильно разрастается по хорошо дренированным склонам резко выпуклых болот, где вместе с другими кустарничками (багульником, болотным миртом) в сообществах сосны образует густые заросли до 40–50 см высотой. От черники отличается цветом ягод, более светлыми и крупными листьями.

              Клюква болотная (Oxycoccus palustris). Стелющийся вечно зеленый кустарничек с нитевидными ползучими побегами. Растет на моховых кочках. Листья кожистые, мелкие, с завернутыми вниз краями, сверху они темно-зеленые, а снизу — серо-зеленые (а иногда почти белые) от обильного воскового налета. Цветет клюква мелкими розовыми цветочками, похожими на крошечные цикламены. Ягоды содержат много органических кислот и очень богаты витамином С.

             Водяника черная, или  вороника, или  шикша (Empetrum nigrum). Вечнозеленый кустарничек с лежачим стеблем и приподнимающимися ветвями. Плод — черная шаровидная ягода. Водяника — очень нетребовательное растение, которое мирится с предельной бедностью грунта питательными веществами и сильной кислотностью верховых болот. Встречается на высоких буграх, кочках и грядах на открытых, хорошо дренированных участках.

             Росянка круглолистная (Drosera rotundifolia). Невысокое (до 20 см) изящное растение с маленькими (меньше копеечной монеты) округлыми листьями, собранными в прикорневую розетку. Листья росянки покрыты красноватыми железистыми волосками. На конце каждого волоска видно небольшое утолщение, похожее на крохотную булавочную головку, а на каждой такой головке ярко, как роса, сверкает на солнце капелька прозрачной жидкости. Из-за этих блестящих капель эту травку и называют росянкой. Росянка — растение хищник. Она ловит и ест мелких насекомых. В выделениях железистых волосков содержатся соединения, сходные с пищеварительным ферментом пепсином, которые «переваривают» мягкие части тела насекомого, превращая их в химические соединения, доступные для этого растения. Так росянка добывает себе недостающие питательные вещества — различные соли, особенно соединения азота и фосфора, в которых на верховых болотах всегда ощущается острый недостаток. Выделяемые росянкой ферменты настолько сильны, что в прежние времена с их листьями парили крынки из-под молока, чтобы удалить остатки белков из пор глиняных

сосудов.

          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 был найден средневековый рыцарь в доспехах. В Австрии на Лайахском болоте были обнаружены на глубине 1,2 м остатки бревенчатой дороги, проложенной римлянами, а на дороге — римская монета с изображением императора Тиберия Клавдия, датированная 41-м г. н. э. В торфе находят останки древних людей, предметы их домашнего обихода, свайные постройки и т. д.

          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 его жизни и какая пришла ей на смену. Таким образом, можно судить, что на территории России образование болот началось вскоре после окончания ледникового периода. Наиболее старые болота имеют именно такой возраст. Изучая болота разного возраста, остатки растений и пыльцу в торфе ученые установили определенную последовательность развития растительности. Таким образом, у наших болот не только своя сложная история, они сами как бы природная летописная книга, на страницах которой сохранились сведения о растительности и климате прежних эпох.