Походження боліт

Реферат по геології

Передмова

Що таке - болото? У залежно від складу рослинного покриву ботаніки ділять болото на лісові, чагарникові, кустарнічковие, мохові і трав'яні.

Чи можна дати загальне визначення болота як екологічній системі? Вчені не раз робили спроби давати такі визначення; найбільш вдалим, можливо, є наступне: болото -- своєрідна і складна природна система взаємозв'язків компонентів біогеоценозів, формулюється в умовах рясного зволоження.

Це визначення потребує розшифровці. Перш за все, що таке - біогеоценоз?

Відомий радянський еколог, академік В. М. Сукачов, в 1904 році вперше запропонував цей термін. Він писав, що біогеоціноз це "сукупність на відомому протязі Земної поверхні однорідних природних явищ: атмосфери, рослинності, тваринного світу, світу мікроорганізмів, грунту і гідрологічних умов, що вміє свою особливу специфіку взаємодії цих складових її компонентів і певний тип обміну речовиною і енергією їх між собою і з іншими явищами природи і що представляє собою внутрішнє суперечливе діалектична єдність, що знаходиться в постійному русі, розвитку ". Або: біогеоценоз - це рослинне співтовариство (фітоценози) разом з його населяють тваринним світом (зооценозом) і відповідною ділянкою земної поверхні - з його особливими властивостями атмосфери (мікроклімату), геологічної будови грунту і водного режиму. Всі ці компоненти становлять єдиний взаємообумовлених комплекс.

Перша особливість, що відрізняє болотні біогеоценози від інших (лісових, степових, пустельних і т.д.), -- постійне або застійне тривале або рясне слабопроточное зволоження.

Інша їх особливість -- своєрідний рослинний світ, що представляє поєднання різних екологічних та життєвих форм. Тут і вологолюбні рослини - гігрофіти і водні - гідрофіти, і ті, що пристосувалися до життя в умовах середнього водопостачання - мезофіти, і добре переносять посуху - Ксерофіти і холодостійка рослини помірних вологих поясів - псіхрофіти. До складу цих екологічних груп входять дерева, чагарники, трави, мохи, лишайники.

Третя особливість болотних біогеоценезов - болотний тип грунтоутворення. У болотах може відкладатися мул, органо-мінеральні бруду, може відбуватися оглеєні мінерального грунту (перетворення окисних з'єднань, головним чином заліза, в закісние, при якому грунт приймає блакитнувате або блідо-сірого забарвлення). Часто відбувається процес, характерний виключно для боліт: освіта та накопичення торфу. Якщо болотообразованіе - Інтрозональний процес, що охоплює майже всі географічні зони земної кулі, то торфообразованіе - процес з яскраво вираженим зональним характером.

Наявність торфу - не обов'язковий ознака болота. Наприклад, немає торфу на затоплюваних в період розливу річок в заплавних луках, у болотах степів і пустель - залишки рослин там швидко розпадаються в умовах сухого повітря і високих температур.

Ні торфу і в багатьох болотах тропіків - в них відкладається мул і бруду, там же занадто швидко вона розкладається залишків рослин.

У приморських болотах швидкому розкладання сприяє солона вода, в дельтах і річкових заплавах - проточність, насиченість води киснем. Значить, торф'яні болота - це частковий випадок, але в умовах помірного і холодного клімату надлишок вологи майже завжди призводить до утворення торфу. Таким чином, поняття "болото" ширше, ніж поняття "торф'яне болото "," торфовища ". Болото можуть бути з торфом і без нього.

На всій Землі площа, зайнята болотами, обчислюється 350 мільйонами гектарів, а на частку нашої країни від цього припадає 73%, що становить площа п'яти таких держав, як Франція.

Як зароджуються болота.

Перші болота з'явилися 400 мільйонів років тому, в девонського періоду геологічною історією Землі. Найбільшого розквіту вони досягли в кам'яновугільному (карбонової) періоді. Рослинний покрив карбонових боліт - деревоподібні папороті, хвощі, плауни -- був тим матеріалом, з якого утворився кам'яне вугілля. Протягом цього періоду накопичилося вугілля близько 23% від усіх його світових запасів.

У рослинному покриві третинного періоду це останній в історії Землі кайнозойської ери панували хвойні породи - таксодіум, болотний кипарис, нісса. За цей час в надрах Землі утворилося більше половини вугільних запасів. Пізніше, коли почав наступати льодовик, деревні породи третинного періоду зникли з території Європи та Азії. Деякі з них збереглися до теперішнього часу лише на болотах південно-східній частині США та Центральної Америки, де вони ростуть разом зі сфагнові та земельними мохами, осоками.

Академік В.І. Вернадський писав, що за сприятливих геологічних умовах болотні таксодіевиелеса Флориди через довгі тисячоліття могли б дати пласти кам'яного вугілля.

Лише в четвертинному періоді, в плейстоцені - в той час коли наставав льодовик, - вперше виникли болота, на яких переважаючими рослинами і торфообразователямі стали мохи і трави. Відповідно різко змінилися умови водно-мінерального режиму: якщо формування вугілля йшло в лужному середовищі. Багатої натрієм, алюмінієм, кремнієм, то торф зажадав для свого утворення кислого середовища.

Сучасні болотні біогеоценози - результат тривалої еволюції, що тривав мільйони років. Ті з них, що знаходяться в тундрі і тайговій зоні, з'явилися відносно недавно. Їх вік не перевищує 10-12 тисяч років. Останній відрізок четвертинного періоду кайнозойської ери - голоцен (його вік близько 12 тисяч років) - час, коли льодовик почав відступати. Рослинність голоценових боліт пов'язана з рослинністю порід третинного періоду, що утворили поклади бурого вугілля

Болота виникали і виникають у результаті взаємодії багатьох об'єктивних фізико-географічних чинників-кліматичних, геологічних, гідрологічних, грунтових. Процес їх виникнення широко поширений, особливо в помірних широтах, де він представляє особливий тип грунтоутворення-формування торф'янистих або торф'яних грунтів, а надалі потужних торф'яних відкладень.

Протягом голоцену болота виникли внаслідок заболочування суші або заростання водойм. Залежно від водно-мінерального живлення вони стали верховими (не пов'язаними з грунтовими водами, а харчуються виключно атмосферними опадами), низинними (харчуються грунтовими водами, багатими розчином мінеральних солей) або перехідними (у стадії проміжного розвитку: від низинних - до верховим).

Різноманітність типів боліт залежить від їх походження, умов водно-мінерального живлення, географічного та геоморфологічного положення. Вони відрізняються дуг від одного рослинним покривом, будовою і глибиною торф'яної поклади.

Те чи інше поєднання рослин, спільно мешкають на даній території в більш-менш однорідних умовах, носить назву рослинної угруповання, або фітоценозу.

Верхові болота в розрізі нагадують лінзи, просочені водою. Оскільки атмосферні опади, що живлять ці болота, не містять розчинів мінеральних солей, там живуть рослини, пристосувалися до нестачі харчування: сфагнові мохи, чагарники - багно, мирт болотний, вереск ...

Зустрічаються і дерева - сосна, береза, але вони пригнічені і сильно відрізняються зовнішнім виглядом від своїх побратимів в звичайному лісі.

низинні болота, розташовані в місцях виходу на поверхню грунтових вод, ключів; вони приурочені до долин річок та їх заплавах, берегах водоймищ. На них завжди багата рослинність. Особливо їх родючі грунти в прітеррасних частинах річкових заплав.

Болота не залишаються незмінними. Так само, як і всі явища природи, вони в постійному русі і розвитку. Наприклад, при заростання водойм одні рослинні спільнота поступово змінюються іншими. Це призводить до зміни складу і властивостей торф'яних відкладень. Аналогічне явища відбуваються на болотах, що утворюються на суші. Поки верхній шар торф'яних покладів знаходяться у сфері впливу грунтових вод, розвивається незіние болота. Поступово, у міру накопичення торфу, болото зростає вгору і грунтові води вже не досягає верхніх шарів. Живлення рослин йде за рахунок атмосферних опадів, а це викликає зміни в рослинному покриві: з'являються менш вимогливі до мінерального живлення трав'янисті рослини і сфагнові мохи. Низинні болота стає перехідним. Подальше накопичення торфу призводить до повної ізоляції грунтових вод того шару торф'яної поклади, де розташовані корені рослин, і болото вступає в нову стадію - воно стає верховим.

Перевтілення озер

У Московській області збереглося кілька озер - унікальних пам'яток далекій льодовикової епохи.

Озера ці - Круглий і Довгий, що має стоки до річки Клязьмі, озеро Тростенское, через яке протікає річка Озерна, і найдавніше - нерському. У період виникнення вони лежали в безстічних улоговинах. Потім поступово промили стоки.

У післяльодовиковий період озера змінювалися. З навколишніх берегів у них зносилися частки грунту, на дні відкладався мул, вони ставали дрібнішими. Джерела і ключі насичували їх води мінеральними солями, змінювався кисневий режим, і всі ці зміни відображалися на життя що мешкають в них тварин і рослин. У кожного з них була своя доля, і зараз вони знаходяться на різних стадіях заболочування. І вік і глибина їх різні.

Озеро Кругле майже не заболочена, і його оточує прибережна водна рослинність, а довгий частково заторфовано з північного запода, воно наймолодший з льодовикових озер. Тростенское озеро по берегах заросло суцільним вільшняком, який переходить на кордоні з водою в очеретяні зарості. Нерському - цілком укладено в торф'яне кільце і представляє лише залишок стародавнього водоймища. Південна його межа відповідає кордоні торфовища, на півночі кордону болото і стародавнього озера не збігаються. Озеро займає лише не більше однієї п'ятої колишньої водної поверхні; заростання його почалося з півночі і північного заходу. Найбільшої глибини озерні катлавіна досягає в північній частині - 16,7 метра.

Можна заздалегідь передбачити, в яке болото перетвориться згодом озеро нерському ... З нього витікає річка Волгуша, береги озера вкриті вільшняком, значить, на його місці утворюється низинне болото.

Озера першого типу, заростає з берегів такими рослинами, як белокрильнік, частуха, касатік, очерет, та ін, поступово мелее і, зменшуючись, стають надалі колискою низинних боліт. Озера третього типу, з водою багаті органічними речовинами, заболачіваясь, перетворюються на верхові сфагнові болота. Озера ж бідні і мінеральними, і органічними речовинами найменш сприятливі для перетворення на болота.

відмираючи і осідаючи на дно, все тварини і рослинні організми піддаються мікробіологічними і біохімічним процесом розкладання.

До органічним опадів домішуються мінерали (пил з повітря або грунт з навколишніх берегів), пилок дерев, частини прибережних рослин. З цієї осідає на дно маси утворюється сильно розріджений, пухкий шар - так званий пелоген. Пелоген - самий поверхневий шар сапропелю. Він живе, в ньому живуть багато тварини та рослини, селян на дні. Це - "квартира", яка одночасно служить і їжею, і середовищем існування. Пелоген переробляється в травних органах тварин, подрібнюється, перемішується, коли вони копошаться в ньому, завдяки чому змінюється його хімічний склад і аерація. Донні організми, відмирають, осідають на дно, і в свою чергу служать матеріалом для утворення гнилого мулу - сапропелю. Він утворюється у водоймах з застійної або повільно проточною водою і має однорідною структурою і складним хімічним складом. Знову нашаровуються пласти пелогена мало - помалу все більше ізолює сапропель, своїм тягарем ущільнюють його. На певному глибині сапропель стає схожим на желе. Потужність озерних відкладень у деяких глибоководних водоймах досягає декількох десятків метрів (в озері нерському -- до 20 метрів).

У мілководних озерах (і при обміління глибоких) сапропель через ряд проміжних утворень змінюється торф'яними відкладеннями, і часто під шаром торфу можна виявити його досить потужний, у кілька метрів, шар. Залежно від видового складу тварин і рослин, що населяють водойму, сапропель в різних озерах різний. Навіть в одному і тому ж озері, в різних шарах він не однаковий, інколи і в тому випадку, якщо площа порізаного берегами водойми значно і відстані від нього до найближчих берегів - різне.

Нижні шари озерних відкладень відносяться до перших періодах післяльодовикового часу, коли озера після відступу льодовика були заповнені холодної льодовикової водою. Тваринний та рослинний світ цих озер був дуже бідний, на дні відкладалися в основному частки глини та піску. Струмки і води з навколишніх берегів несли в озера розчини крейди, і на дні відкладався вапняний сапропель - мергель.

З часом клімат змінився, потепліло, і видовий і кількісний склад тварин в озерах збільшився.

Змінився і характер озерних відкладень; сапропелі збагатилися органічними речовинами і стали ближче по структурі та хімічним складом до тих, які відкладаються в даний час. Від нижніх шарів до верхніх в сапропелю зменшується кількість мінеральних домішок. Вивчення сапропопелей допомагає відновити не тільки історію окремих водоймищ, але і виявити загальне для всіх озер закономірність їх розвитку.

Кількість органічного мулу в озері збільшується з кожним роком, і дно поступово підвищується. В озерах з пологими берегами болотні і водні рослини користуються сапропелів як грунтом і насуваються на озеро з берегів, облямований дзеркало води широким зеленим кільцем. Кільце це зазвичай складається з ряду поясів. У мілководній поясі (глибиною не більше метра) ростуть осоки, стрілолист, частуха. Зі збільшенням глибини до 2-3 метрів - очерет, комиш і хвощ. Далі - до центру озера - біле латаття і жовті кубушки з листям, плаваючими на поверхні води. А на глибину 4-5 метрів - в поясі широколистні рдесника - до рослин з плаваючим листям приєднується рослина, повністю занурені у воду (під час цвітіння вони піднімають квіти над поверхнею води).

У наступному, більш глибоководному поясі до квітковим, повністю зануреним рослинам - вузьколистий рдесника і роголістніком починають домішуватися мохи і харові водорості. Останні утворюють справжні підводні луки. Ще глибше рослинність складається вже виключно з суперечок: переважають зелені водорості, а там, куди слабо проникає світло, розвиваються синьо-зелених, зелені та діатомові водорості.

Розкладання рослинної тканин йде в умовах схожих на ті, в яких утворюється торф - при менших глибинах доступ кисню полегшений. А мілководна пояс і пояс очеретів відкладає відповідні види торфу ...

Поступово дно піднімається все вище, і озеро міліє. Пояси рослинності змінюють один одного, пересуваючись з мілководних до глибоководним частинами озера, стискаючи водне озеро все більш тісним кільцем. Через деякий час (в залежності від глибини улоговини і площі озера) замість відкритої водної поверхні розстеляється болото. Таким же шляхом заболачіваются струмки і річки, якщо їх протягом повільне.

заболочування суші

У північній половині європейської частині країни болота, в основному, утворилися шляхом заболочення лісів, вирубок, гарей, лугів.

Чому заболачівается ліс?

Основна причина - зміна водно-повітряного режиму в поверхневих горизонтах грунту. На одній зі стадій оподзоліванія в зниженнях рельєфу якої-небудь з грунтових горизонтів стає менш проникним для води. Під час рясних дощів вода довго стоїть над ним, створюючи надмірне зволоження і погіршуючи водно-повітряний режим в вище лежачих грунтових горизонтах. На рівні залягання грунтової води починається процес огліенія грунту. З зусиллям заболочування потужність глейовими горизонту збільшується, він викликає підйом поверхні так званої верховодки - безнапірних грунтових вод.

Оподзаліванія грунту з усіма супроводжуючими його процесами може відбуватися не тільки в лісах, а й на луках.

Зміна екологічних умов неминуче веде до см?чи ж не рослинності. Серед лісових зелених мохів з'являється кукушкин льон. Щільні плоскі подушки Кукушкіна льону надовго затримує воду, і посилюють процес заболочування. Коли цей мох відмирає. Він відкладає шари грубого торфу, на якому, проникаючи між його живими стеблами, поселяється сфагнум. Сфагнум як індикатор показує, що грунтовий субстрат бідний лугами. Сам сфагнум має властивість підкислює середу. З'ясовано також, що географічне поширення верхових сфагнових боліт співпадає з межами грунтів підзолистого типу.

Глибокі торф'яні болота лісовий і більше північної зон виникли в перші періоди післяльодовикового часу. Зараз перехід підзолистих грунтів в болота уповільнений. Протягом двох останніх століть в різні роки в різних областях країни часом катастрофічно швидко розросталися площі окремих боліт, і болотна рослинність насувалася на суходолі.

Можливо, це явище було пов'язане з внутрівековимі коливаннями клімату, перезволоженням дрібних знижень рельєфу на водотривкому горизонті. З настанням більш сухого періоду болота пересихають.

заболочування лісових вирубок і гарей явище теж періодичне. Тимчасове заболочування їх миє відбуватися тільки в місцевостях з вологим кліматом з переважно близьким до поверхні рівнем грунтово-грунтової води, тоді як в інших умовах концентровані рубки лісу на великих площах і лісові пожежі не викликають заболочування. До цього висновку після двадцяти річних досліджень прийшов відомий болотовед Н. І. Пьявченко. Тимчасове заболочування вирубок і гарей відбувається тому, що дерева - відкачує воду насос - знищуються. Років через 20 - 30 молодий ліс, відновився на цих місцях, знову починає випаровувати вологу - і болото зникає. Заболочування лісу може бути результатом природного або штучного перегаражіванія струмків та річок, води яких у цьому випадку починає підтоплювані навколишні території.

Перетворення лісу в болото -- складний процес, в основі якого - порушення взаємодіями між компонентами лісових біогеоценозів.

У процесі заболочування страждають спільноти грунтових мікроорганізмів, пригнічується життєдіяльність аеробних бактерій (існування яких можливе лише в присутності кисню) і грунтових безхребетних. Органічні залишки і що містяться в них хімічні елементи перестають бути доступними для рослин, і вони не розкладаються

У обводненій, позбавленої кисню середовищі пригнічена дихальна та сисних функція коренів рослин, не пристосованих до таких умов. Значна частина дрібних коренів гине, і внаслідок цього падає продуктивність фотосинтезу. Порушується обмін речовин і енергії всередині грунту, між грунтом і фотосинтезом, між ними і атмосферою. Це призводить до зміни фотосинтезу: лісовий або луговий замінюється болотних.

У наступному розвитку болотного фотосинтезу головна роль належить водного харчування, його якості і кількості. Ступінь обводнення регулює інтенсивність болотообразовательного процесу і переважання тих чи інших видів у рослинному покриві.

Взаємовідносини ліси і боліт

Існують два основних типи заболочування суші, що залежать від жорсткості або м'якості води, Жестководное заболочування спостерігається в зниженнях рельєфу з близьким до поверхні водотривких горизонтом. Виклінівающіеся мінералізовані грунтово-грунтові води створюють постійні перезволоження, а це сприяє росту рослин низинних боліт та відкладення торфу. Виникає низинне болото з характерним для нього деревостанів.

У північній і середній підзона тайговій зони і в лісотундрі широко поширене мягководное заболочування. Надлишок вологи тут створюється тому, що кількість атмосферних опадів перевищує випаровування. У таких умовах утворюються перехідні або верхові болота

У природі звичайні поєднання обох типів заболочування. Починається заболочування з жестководного типу і в міру зростання болота вгору і виходу його діяльного шару зі сфери впливу грунтових вод розвивається далі за типом мягководного заболочування. У кожному типі заболочування процес може бути оборотним або не оборотним.

Необоротне заболочування почалося в ранні періоди голоцену в численних зниженнях рельєфу і озерках, що залишилися після відступу льодовика. У міру заповнення їх торфом болота розповзалися в сторони, хоронячи під торфом гинуть лісу. В областях з вологим і прохолодним кліматом цей процес триває й донині. Масштаби його скоротилися в Західній та Східній Європі, ніг і в Західному Сибіру великі болота найчастіше агресивних, хоча і не так сильно, як раніше. Скорочення заболочування відбувається тоді, коли має місце позитивні неотектонічні руху земної кори (підняття рельєфу) і процесу глибинної ерозії.

Існує також цілий ряд причин, що сприяють необоротного заболочування і стимулюють цей процес. До них відносяться негативні неотектонічні руху земної кори (опускання рельєфу), утворення карстових воронок, природний підпір стоку поверхневих і грунтово-грунтових вод, захоплення старими торфовищами нових територій. Але в сучасну епоху масштаб болото освіти помітно зменшився, багато болотні масиви заростають лісом, в тайговій зоні цей процес часто буває оборотним.

Динаміку взаємин лісу і болота в процесі незворотного заболочування можна представити в такий чином: у початковій стадії, коли під впливом перезволоження погіршується аерація грунту, деревна рослинність у лісі уповільнює своє зростання, дерева стають корявими часто суховершінят, а більш старі - відмирають. Лісові рослини нижніх ярусів - чагарники і трави - поступово витісняються болотними.

Процес заболочування не відразу призводить ліс до загибелі. Поступове збільшення потужності торф'яного шару і зростання обводнення веде до зміни лісу, відкритим болотах, на якому деревна рослинність представлена окремими пригнобленими деревами або їх невеликими групами на мікроповишеніях. Взаємовплив ліси та болота -- складний природний процес, в якому вже багато чого прояснилося, але не мало ще належить досліджувати і відкрити.

Охорона боліт

Навіть короткий і не повне знайомство з болотними біогеоценозами земної кулі і, зокрема, з болотними біогеоценозами нашої країни дозволяє отримати поданні про великий їх різноманітності, що залежить від фізико-географічних умов. Охороняти болото абсолютно необхідно, і це особливо стало ясно в останні роки.

Болото є місцем проживання рідкісних та зникаючих видів тварин. У них гніздяться і годуються великі птахи -- журавлі, тетерева, глухарі, рябчики, куріпки. Це - основні місця, де тримаються качки, гуси, лиски, кулики, чаплі, і інші птахи. На лісових озерах з заболоченими берегами селяться бобри, в болотних озерах водяться карась, лин, щука, і інші види риб. Якщо знищити болото, постраждають не тільки ті тварини, які на них мешкають, а й ті, що живуть по близькості і для яких болото служить місцем укриття.

Учені встановили, що чисельність водоплавних птахів знаходиться в прямій залежності від площі водної поверхні. Болота - своєрідний еталон, що дає можливість вивчати природні болотні комплекси і протікающіе в них процеси. Від боліт залежить природний баланс місцевості, вони грають водозахисну і водозахисну роль.

Болото, яка зобов'язана своїм виникненням на початку голоцену комплексу зовнішніх фізико-географічних факторів, після досягнення певного розміру самі стали фактором, в значною мірою формує фізики-географічне середовище, як в межах боліт, так і на великих територіях.

Фактор "маси" боліт впливає і на агресивність процесів заболочування в багатьох районах тайгових зонах. Особливості взаємодії боліт і навколишнього середовища мають як позитивні, так і негативні сторони з точки зору господарської деятелбностн людини.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.studentu.ru/

Використана література

"Лісові болота" О. Л. Лісс; В. Г. Астахова. М./Лісова промисловість.