Болота. Типы болот и их режим

Болото –природное образование, представляющее собой переувлажненный участок земной поверхности со слоем торфа и специфическими формами растительности, приспособившимися к условиям избытка влаги, слабой проточности и недостатку кислорода [4].

Таким образом, три основных признака болот:

- Застойное или избыточное увлажнение,

- Наличие специфической болотной растительности,

- Процесс торфообразования.

Территории, на которых корни растений не достигают минерального грунта, называются заболоченными землями.

Для образования болот необходим постоянный избыток влаги в почве и на ее поверхности при слабом водообмене, в том числе с подземными водами. Избыток влаги вызывает недостаток кислорода, затрудняет доступ воздуха

в почво-грунты и происходит неполное разложение (окисление) отмирающих остатков растительности и образование торфа. Торф – сильно обводненный почвенный субстрат, состоящий из не полностью разложившихся останков растений. Торф бывает разной степени разложения. Если степень разложения равна 70 %, это значит, что 70 % отмерших растений разложились, а 30% – нет. Торф характеризуется большой водоудерживающей способностью и высоким содержанием воды – до 97% по объему.

Болота делятся: на низинные (эвтрофные), переходные (мезотрофные) и верховые (олиготрофные), которые имеют вогнутую, плоскую или выпуклую форму поверхности соответственно (смотри рисунок 14).

 

Эвтрофные болота (низинные)

Мезотрофные болота (переходные)

Олиготрофные болота (верховые)

 

Рисунок 14. Фазы развития болотного массива

 

Образование болот может происходить двумя способами:заболачиванияпочвы или зарастанияводоёмов.

1. Заболачиваниепочвы

Непременным условием образования болот является постоянная избыточная влажность. Одна из причин избыточной увлажнённости и образования болота состоит в особенностях рельефа — наличие низин, куда стекаются воды осадков и грунтовые воды; на равнинных территориях отсутствие стока — все эти условия приводят к образованию торфа.

Причиной застоя воды близ поверхности могут быть свойства самой почвы и подстилающих её пород: плотные, непроницаемые для воды субстраты (глины), водоупорные слои известняков и т. д. Наконец, большую роль

в образовании болот играет климат: в странах где выпадает большое количество осадков, воздух влажен, а испарение идёт медленно, заболоченность развита сильнее.

Постоянное избыточное увлажнение обуславливает многие особенности среды, в которой растут растения. Это недостаточность кислорода, более низкая, чем на окружающей территории температура, сниженная активность микроорганизмов — все эти условия приводят к образованию торфа.

Благоприятные условия для заболачивания также возникают:

- на местах лесных пожаров или вырубок леса, (так как в этом случае уменьшается транспирация, развивается травяной покров, уменьшающий фильтрацию в почву, что приводит к повышению уровня грунтовых вод);

- в поймах рек и на горных склонах или у их подножий, а также на склонах речных долин, где на поверхность выходят подземные воды;

- в зоне распространения вечной мерзлоты, т.к. верхняя граница мерзлых пород является водоупором, что способствует процессу заболачивания.

2.Зарастание водоемов

Зарастание озер с плоскими и крутыми берегами происходит по-разному. Озера с плоскими берегами зарастают постепенно. В этом случае образуются вначале низинные (эвтрофные) болота, а потом по мере накопления торфа они переходят в стадию переходных (мезотрофных) и верховых (олиготрофных).

Озера с крутыми берегами зарастают сплавиной (плавающее на поверхности воды сплетение корней и стеблей растений, имеющее толщину

до 1-2 м), т.к. корни растений не достают до дна. Болота при таком типе зарастания озер сразу становятся переходными (мезотрофными) и далее верховыми (олиготрофными).

В зоне избыточного увлажнения заболачивание может происходить как на водораздельных пространствах, так и в замкнутых понижениях. В зоне недостаточного увлажнения болота образуются лишь в долинах и поймах рек, в замкнутых котловинах и отмирающих озерах. В этих районах застойное увлажнение создается в результате притока речных или подземных вод

в количествах превышающих возможные потери на испарение.

Болота различаются по происхождению, форме, размерам, уклонам поверхности, мощностью торфяной залежи и т.д.

Характерными элементами рельефа поверхности болота являются гряды, мочажины, кочки, западины.

Элементы болотной гидрографической сети: внутриболотные озера, водотоки, топи. Растительный покров болот развивается в зависимости

от водно-минерального питания болот.

Толща торфяной залежи делится на два слоя: верхний – деятельный и нижний – инертный. Толщина деятельного слоя равна расстоянию от поверхности болота до отметок среднего многолетнего минимального уровня болотных вод. В пределах этого слоя происходят наиболее значительные колебания уровня болотных вод. Толщина инертного слоя измеряется мощностью торфяных отложений.

Питание низинного болота происходит за счет поверхностного, подземного притока и атмосферных осадков. Поверхность болота имеет вогнутую или горизонтальную форму. Растительность представлена эвтрофными или мезотрофными видами, требовательными к обильному водно-минеральному питанию. Представители – ольха, береза, гипновые зеленые мхи, травы (осока, вейники, тростники), хвощи и.др. Мощность торфа не велика.

При увеличении мощности торфяной залежи, поверхность болота приобретает выраженную выпуклую форму. Принципиально меняется характер водного питания, которое теперь полностью определяется атмосферными осадками. Болото становится верховым. Преобладает олиготрофная растительность, образовавшаяся в условиях бедного водно-минерального питания. В состав растительности входят сфагновые мхи, кустарнички, вереск, багульник, клюква, пушица, а также угнетенная сосна.

В этом случае нарастание мхов и накопление торфа идет быстрее в центральной части болотного массива.

В зоне избыточного и достаточного увлажнения можно наблюдать все формы развития болот, в то время как в зоне недостаточного увлажнения болота они могут быть только низинными и переходными. Образование верхового болота невозможно, так как испарение в таких зонах всегда превышает осадки, а подпитка грунтовыми и речными водами у верховых болот отсутствует.

Уровень воды в болоте не остается постоянным в течение года и

в многолетнем разрезе. Его колебания определяются соотношением элементов водного баланса и зависят от условий питания и расхода влаги в болоте.

Уравнение водного баланса болота в общем виде:

, (27)

где – изменение запасов воды в болоте за рассматриваемый промежуток времени,

– приходная часть уравнения водного баланса,

– расходная часть уравнения водного баланса.

К основным приходным элементам уравнения водного баланса относятсядляверхового (олиготрофного) болота: атмосферные осадки, выпадающие

на поверхность болота, конденсация водяного пара; для низинного (эвтрофного) болота: атмосферные осадки, выпадающие на поверхность болота, конденсация водяного пара, приток подземных вод, поверхностный приток.

Расходная часть уравнения водного баланса дляверхового (олиготрофного) болота: испарение, поверхностный сток; для низинного (эвтрофного)болота: испарение, поверхностный сток, фильтрация.

Наиболее существенной расходной частью водного баланса является испарение с болотного массива. Доля испарения зависит от типа болота и его местоположения и изменяется от 100 % на болотах зоны недостаточного увлажнения до 50% на болотах зоны избыточного увлажнения.

Величина стока с болотного массива зависит от высоты уровня болотных вод и интенсивности фильтрации торфяной залежи. В зимний период болота высоких широт промерзают на несколько десятков сантиметров, осадки выпадают в виде снега, количество воды в болоте уменьшается, уровень воды падает. В периоды таяния снега и выпадения дождей приходная часть уравнения водного баланса увеличивается, следовательно, растет и уровень воды.

Водный режим болотных вод имеет схожий характер с режимом поверхностных и грунтовых вод бассейна, но носит более сглаженный характер.

Болота, таким образом, выполняют в целом регулирующую роль на водосборе (запасают воду в период высоких уровней и отдают – в период низких). Однако их влияние может меняться в зависимости от стадии развития болотного массива. Так в период роста болотного массива сток воды

с водосбора, где находится болотный массив, уменьшается, а при деградации болота (или мелиорации – осушении) сток с территории болотного массива увеличивается.