 |
|
|
ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТА |
Глава 11 ТУНДРОВЫЕ ЛАНДШАФТЫ. Верховые болота
|
Смотрите также:
История атомов и география - Перельман
Биографии геологов, почвоведов
|
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). Таблица 11.3 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 мхи Верховой 3,0 0,10 1,50 0,08 0,21 0,30 0,12 0,25 торф Зола — 4,34 26,04 21,7 8,25 15,62 7,38 7,81 сфагнума А„ (на 48 0,9 8,6 175 3 3,9 1,6 кларк)
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.
Контрольные вопросы
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. 6. Почему верховые болота относят к тундровой группе?
|
|
|
|
К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов
|
Последние добавления:
Шаубергер Виктор – Энергия воды
Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников
Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы