История болота

История болота

«Утром, выгнав скот на пастбище, Анна долго смотрела на мрачную, топкую низину, растянувшуюся далеко вправо и влево от их усадьбы. Подобно зеленому поясу, рос по краю болота густой ольшаник. За ним раскинулось мрачное пространство с карликовыми сосен­ками, чахлыми березками и низкими кусти­ками на редких болотных островках, к которым вели узкие тропки. Маленькими озерками бле­стела на солнце болотная вода... Тучи комаров носились над топью, а в полдень, свернувшись на кочках, грелись на солнцепеке гадюки...» —так описывал страшное «змеиное» болото извест­ный латышский писатель Вилис Лацис.

Издавна о болотах шла слава как о «гиблых», бросовых местах, где нет ничего хорошего. Но такое представление неверно. Огромное значение для народного хозяй­ства имеет накапливающийся в низинных боло­тах торф. В нем много питательных веществ, и он используется в сельском хозяйстве на удоб­рение. Сфагновый торф верховых болот — пре­красное топливо. На нескольких крупных элек­тростанциях в СССР, в том числе на Шатур­ской, невдалеке от Москвы, получают электро­энергию, сжигая в топках торф. Кроме того, торф идет на изготовление тепло­изоляционных плит, и из него получают путем сухой перегонки ценные химические продукты.

Наконец, болота и лесные топи осушают, превращая их в плодородные пашни, огороды или луга, покрытые сочной травой.

Но людей интересует жизнь и тех болот, которые еще дремлют в первобытном, не трону­том человеческой рукой виде. Очень интересна история возникновения болот, интересна покры­вающая их растительность. Болота образуются в пониженных местах — в котловинах, где застаивается вода, в зарастаю­щих озерах, прудах, медленно текущих реках. Обилие влаги определяет характер болотной растительности. Она состоит из так называемых гигрофильных, т. е. влаголюбивых, растений. Листья у них большей частью широ­кие, не приспособленные к уменьшению испа­рения. Корневая система поверхностная. В во­де значительно меньше газообразного кислоро­да, чем в почве. Поэтому в стеблях и корнях гигрофильного растения образуются полости, воздушные ходы, по которым в его подвод­ные части проникает атмосферный кислород.

Ежегодно растения отмирают. Обилие влаги и недостаток кислорода мешают полному раз­ложению их остатков, и эти остатки из года в год накапливаются. Из них-то и образуется торф. На севере, особенно в тундре, торфа на болотах нет из-за слабого прироста растений. Не образуется он и в южных районах, где боло­та летом подсыхают и разложение раститель­ных остатков идет быстрее. Но и в тундре, и на юге, так же как и в средней полосе, на бо­лоте развивается только влаголюбивая расти­тельность.

Болота распространены на Земле повсюду, где климат достаточно влажен. Они есть во всех растительных зонах, кроме пустынь и полупу­стынь. Но больше всего их на севере лесной зоны и в тундре.

Если в озере, речной старице, в пруду нет течения или оно очень слабое, в водоеме по­селяются растения и постепенно затягивают всю его поверхность. Остатки отмирающих растений падают на дно; за многие десятки и сотни лет они заполняют котловину и превра­щают водоем в болото.

В водоемах с пологими, мелкими берегами болотная растительность располагается кон­центрическими кругами. В местах наибольшей глубины (свыше 6 м) на дне произрастают раз­личные водоросли — сине-зеленые, диатомовые, нитчатые зеленые (кладофора, вошерия). Эти места называются поясом микрофитов (от «микрос» — мелкий). На меньших глубинах пояс микрофитов переходит в пояс макрофитов (от «макрос» — крупный). Здесь растут под водой более крупные расте­ния: зеленые водоросли — хара, нителла, мхи и некоторые цветковые растения — рдест узко­листный, роголистник (см. ст. «Растения прес­ных вод»).

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 белоснежные красавицы водяные лилии, 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 3 м — развивается пояс камышей. Камыши, тростники и хвощи образуют здесь сравни­тельно плотную травянистую массу. Еще ближе к берегу идут 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 обмеляют водоем. 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 со спокойной, защищенной от вет­ра поверхностью или те водоемы, которые у бе­регов очень глубоки, часто заболачиваются нарастанием сплавины. Прибреж­ный моховой ковер, состоящий из различных зеленых мхов или одного торфяного мха — сфагнума, образует плавающую на воде более или менее плотную дернинку. Она разрастается к центру водоема и постепенно покрывает его поверхность. На дернинке поселяются некото­рые болотные растения, чаще всего вахта, бе­локрыльник, шейхцерия. Длинные корневища этих растений скрепляют дернинку и тянутся под водой к открытой поверхности, так как там больше питательных веществ. Рост корневищ ускоряет нарастание сплавины. Когда толщи­на дернинки достигает 5—10 см, на ней посе­ляются пушица и клюква, а за ними и болот­ные кустарнички — Кассандра, андромеда, па­хучий багульник, 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» — не заросшие или за­тянутые тонкой растительной пленкой участ­ки над ключами или наибольшими глубинами. В «окно» легко провалиться и утонуть.

От сплавины постоянно опадают на дно во­доема растительные остатки, частицы торфа. Опускаются на дно даже целые куски сплавины. Постепенно котловина заполняется торфом, и водоем превращается в болото. Иногда в одном и том же водоеме идет одновременно и зараста­ние болотной растительностью, и образование сплавины.

Поверхность мохового болота редко бывает совершенно ровной. Чаще всего она покрыта кочками, образующимися, например, около старых пней. В жаркий солнечный день поверх­ность кочек сильно нагревается, но стоит погру­зить руку в воду или в моховую толщу, как рука ощутит холод. Это объясняется тем, что торф очень плохой проводник тепла. Недаром его используют для утепления построек.

Но болото может образоваться не только из водоема. В средних и северных широтах часто происходит заболачивание участков суши — лесов, лугов, тундры. Иногда при избытке вла­ги заболачиваются луга: на лесных полянах, вдоль ручьев и речек, у выхода ключей. 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 сфагновые. Нижние 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. Обычно это низинные болота. У них плоская по­верхность, и они заполняют впадины, низины. На ковре зеленых мхов здесь растут различные осоки, хвощи, болотные растения с широкими листьями — сабельник, вахта. На более старых болотах появляются березы, ивы, ольха.

Нарастание торфа 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. В такой бед­ной питательными веществами воде почти нет солей. Не всякое растение может с этим ми­риться. Поэтому происходит смена раститель­ности. На возвышениях поселяются сфагновые мхи и сопутствующие им растения, например пушица, клюква, Кассандра. Такое болото называется переходным или боло­том смешанного питания, потому что в низинках между кочками 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 2, а иногда и более чем на 5 м. Торфя­ной слой достигает здесь 6—10 м. На верховых болотах сплошной сфагновый ковер, поэтому их называют также сфагновыми.

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.

На обводненных мочажинах и веретьях уже нет деревьев и кустарников. Вместо них —сплошной сфагновый ковер, на котором растут болотные травы: осоки, шейхцерия, ринхоспора и др.

Такая смена типов болота характерна для северной и средней зон СССР. На юге лесной зоны встречаются главным образом низинные болота и редко переходные, в лесостепи и степной зоне — только низинные.

Наиболее ценный торф образуется в верхо­вых болотах из мха сфагнума. Из 350 видов сфагнума, известных на Земле, в СССР встре­чается 43 вида, которые распространены глав­ным образом в лесной зоне.

У сфагнума своеобразное строение, которое обеспечивает ему быстрое всасывание и накопле­ние воды. На верхушке стебелька сфагнума густым пучком расположены почковидные ве­точки, ниже на стебле — мутовки более длин­ных и узких веточек, идущих от стебля гори­зонтально. В каждой мутовке есть еще свисаю­щие веточки, плотно окружающие стебель и одевающие его как бы чехлом. Все веточки не­сут спирально расположенные листья, обычно ланцетной, реже овальной формы. Листья сфаг­нума состоят из двух видов клеток: узкие зеленые содержат хлорофилл; крупные, широкие и бесцветные заполнены водой, легко и бы­стро проникающей внутрь клеток через отвер­стия (поры) в оболочке клеток.

На долю водо­носных клеток приходится до ³/₄ поверхности листа, этим и объясняется необычайно большая влагоемкость сфагнума. Многие виды его могут впитать воды в 37,5 раза больше своего веса. Поверхность сфагнового болота ежегодно повышается. В средней полосе сфагнум за год 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 — у вереска, кассандры, андромеды — в любом месте стебля могут возникать придаточные корни. Нижние части кустарничка, захороненные в торфе, отмирают, а на верхних образуются новые кор­ни. 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 образуется розетка листь­ев, лежащая на поверхности сфагнового ковра. Раскапывая дернину сфагнума, можно обнару­жить розетки росянки за 5—10 лет и, отмерив длину межрозеточных расстояний, определить быстроту нарастания сфагнового ковра.

Те же из растений, которые не обладают соот­ветствующими приспособлениями, постепенно погребаются в толще торфа и погибают. К ним относится и сосна. У сосны нет на стволе прида­точных корней. Поселившись на сфагновом болоте, она обрастает торфом. Через несколько лет ее корни оказываются на большой глубине и не могут подавать достаточного количества воды к листьям (иглам). Сосна чахнет, засыхает и гибнет. Распилив ствол сосны в области кор­невой шейки, можно определить быстроту на­растания торфа. Для этого надо разделить тол­щину торфяного слоя, наросшего от корней сосны до поверхности болота, на число годичных колец, видимых на срезе ствола. Прирост торфа на верховых болотах Европейской части СССР, измеренный таким способом, оказался равным 0,75—1,00 см в год.

Верховые болота получают влагу из атмос­ферных осадков, бедных минеральными веще­ствами. Растения особенно остро ощущают не­хватку азотистых солей. В обычной почве боль­шая часть таких солей образуется в результате разложения остатков отмерших растений. Но в болоте эти остатки не могут разложиться пол­ностью. Некоторые болотные растения воспол­няют нехватку азота, улавливая насекомых и растворяя их тела в своем соке (см. ст. «Насеко­моядные растения»).

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 годом н. э. В торфе находят остатки доисториче­ского человека, предметы его 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 и какая пришла ей на смену. Таким образом, можно судить, что после ледникового периода климат в Европе изменялся неравномер­но. На северо-западе Европейской части СССР сразу же после отступ­ления ледника стали формироваться болота северного, тундрового типа. Здесь в придон­ных слоях торфяников найдены остатки тундро­вых растений — карли­ковой березки, куропаточьей травы. Климат в те времена был суровым и холодным. Из деревьев росли здесь лишь сосна и береза. Только их пыльца и встречается в придонных слоях тор­фяника. Выше в торфе появляется пыльца ели, но вскоре снова про­падает. Еще выше сохра­нилась пыльца тепло­любивых деревьев и кустарников — дуба, липы, клена, вяза, орешника и др. Теперь широколиственные леса, состоя­щие из таких деревьев, расположены значи­тельно южнее.

Следовательно, в то время климат на се­веро-западе Европейской части СССР был на­много теплее современного. В этих же средних слоях торфа попадаются крупные пни сосны. Очевидно, болота тогда пересыхали и на них росли высокоствольные сосны.

В верхних слоях торфяников пыльца теп­лолюбивых деревьев совсем исчезает, но зато появляется пыльца ели и березы. Это свидетельствует о том, что за последние 2000— 2500 лет средняя температура на северо-западе понизилась, а климат стал более влажным.

Пыльцевой метод также дает возможность установить и абсолютный возраст торфяников: в средней полосе Европейской части СССР — от 5 до 8 тыс. лет.

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.