ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ПРИРОДЫ

Растения болот

Болота распространены на Земле повсюду, где климат достаточно влажен. Они есть во всех растительных зонах, кроме пустыни и полупустыни, но больше всего их на севере лесной зоны и в тундрах. 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 Зм — 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.

Белая кувшинка.

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 так называемые 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.

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, кас-сандра. Такое болото называется переходным или болотом смешанного питания, потому что на ровных местах и в понижениях болото еще питается грунтовыми водами.

У росянки ежегодно образуется новая розетка листьев; по остаткам этих розеток можно определить толщину торфяного слоя, нарастающего ежегодно. Справа — мох сфагнум.

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 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, 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.

Такая смена типов болота характерна для северной и средней полосы СССР. На юге лесной зоны встречаются главным образом низинные болота и редко переходные, в лесостепи и степной зоне — только низинные. Из 350 видов сфагнума, известных на Земле, в СССР встречается 43 вида, которые распространены главным образом в лесной зоне.

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 — вереска, Кассандры, андромеды — в любом месте стебля могут возникать придаточные корни. Нижняя часть кустарничка, захороненная в торфе, отмирает, 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 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.

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 нашей территории 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 на нашей территории. Способом анализа пыльцы (пыльцевой метод) возможно установить и абсолютный возраст торфяников. По этим данным в средней полосе Европейской части СССР наиболее старые торфяники имеют возраст 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.