Размещено на http://www.allbest.ru/

Югорский государственный университет

Факультет природопользования

Кафедра общей и теоретической экологии

Заочное отделение

Курсовая работа

по гидрологии

на тему: Болота ХМАО

г. Ханты-Мансийск 2011г.

Содержание

Введение

1. Болотные экосистемы. Процесс формирования болотных экосистем

1.1 Понятие болот

1.2 Причины заболачиваемости территорий

1.3 Факторы обуславливающие процесс формирование болот

Характерные особенности и классификация болот

2. Морфологические особенности строения болот

2.1 Гидрологический режим болот

2.2 Торф и его состав

2.3 Процесс образования торфа

2.4 Флора и фауна болотных экосистем

Заключение

Литература

Введение

Болотные массивы являются неотъемлемой частью таежных ландшафтов ХМАО. Они занимают в этом регионе значительную часть территории. Хозяйственное освоение болот началось в древности и продолжается до наших дней. болото торф экосистема

Неосвоенные болотные массивы, в ХМАО пользуются большой популярностью у охотников и любителей собирать ягоды. Флора болот весьма своеобразна, здесь произрастают большое количество съедобных ягод (клюква, морошка, голубика) и множество видов других лекарственных растений. Болота являются также средой обитания различных видов животных и птиц.

Таким образом, изучение болот представляется важной научной задачей. Особенности строения торфяной залежи и флора болотных массивов являются объектами исследований множества ученых. Во многих изданиях рассматриваются способы образования и стадии развития болот, однако, именно здесь до сих пор существуют "белые пятна".

Целью исследования является изучение болотного ландшафта как гидрологического объекта. Изучение этого вопроса буду проводить исходя из поставленных задач:

- изучить и классифицировать виды болотных экосистем и структуру их строения;

- определить причины образования болот;

- изучить особенности флоры и фауны.

Для решения поставленных задач раскроем определение болота как особого типа пресноводных экосистем.

1. Болотные экосистемы. Процесс формирования болотных экосистем

1.1 Понятие болот

Болота - особый тип пресноводных экосистем, для которого характерно избыточное увлажнение, наличие влаголюбивой растительности и процесс формирования торфа (не менее 30 см).

Другими словами, болото -- участок земной поверхности, характеризующийся обильным застойным или слабо проточным увлажнением верхних горизонтов почво-грунтов, на которой произрастает специфическая болотная растительность, приспособленная к условиям обильного увлажнения и недостатка кислорода в почве.

Степень продуцирования органического вещества растениями значительно превышает степень их разложения. Для болотных экосистем характерно застойное или слабопроточное увлажнение, определяющее специфический характер растительности и особый болотный тип почвообразования, выражающийся в накоплении торфа. Если мощность отложившегося торфа такова, что корни основной массы растений достигают подстилающего минерального грунта, то в этом случае избыточно увлажненные участки суши относятся к заболоченным землям или к болотам в начальной стадии их развития.

В задачу гидрологии входит изучение гидрологического (и особенно водного) режима болот как в начальных стадиях их образования (заболоченные земли и заболачивающиеся водоемы), так и в последующих фазах развития (болотные массивы).

Деление заболоченных территорий на заболоченные земли и болота в значительной мере является отражением различия в составе растительности. Чисто болотные формы растительных группировок появляются не одновременно с началом процесса заболачивания. Пока толщина торфа невелика и корневые системы основных видов растений не отрываются от минеральной почвы, подстилающей торф, растительный покров включает растения, характерные для условий как болотного, так и неболотного обитания.

В связи с тем, что условием, определяющим существование на избыточно увлажненных территориях тех или других растительных ассоциаций является в первую очередь водный режим, указанное различие между заболоченными землями и болотами в последующей стадии их развития имеет и гидрологическое значение. Помимо определения болота как гидрологического объекта, имеются определения, в которых болото рассматривается как объект добычи торфа, т. е. с точки зрения наличия или отсутствия в нем запасов топлива. [4, cтр.205]

1.2 Причины заболачиваемости территорий

Территория округа характеризуется чрезвычайно высоким заболачиванием. В бассейнах Пима, Лямина, Тромъегана, Конды и на низких террасах средней и нижней Оби заболочено до 70% территории. Площадь болот ежегодно увеличивается на десятки тысяч гектар, поглощая приболотные участки тайги.

Заболачиванию подвергаются неглубокие плоские понижения водоразделов и первых-вторых террас, пойменные притеррасные понижения, участки с подпором стока, окраины существующих болот. Заболачивание происходит: при избытке атмосферных осадков на территориях, сложенных тяжелыми слабоводопроницаемыми породами; при подъёме пресных грунтовых вод на бескарбонатных, чаще легких породах, подстилаемых тяжелосуглинистыми или глинистыми моренными, покровными и озёрными отложениями; при подъёме жестких (минерализованных) грунтовых вод. На первых стадиях формируется оторфованная лесная подстилка, а в нижних горизонтах появляются признаки оглеения.

Болотные почвы формируются под воздействием двух процессов: торфообразования и оглеения. Торфообразование - биохимический процесс накопления на поверхности полуразложившихся растительных остатков вследствие их замедленной гумификации и минерализации в анаэробных условиях. Избыточное увлажнение затормаживает разложение органического вещества и вовлечение зольных элементов и азота в новые циклы биологического круговорота веществ. Оглеение - сложный биохимический восстановительный процесс, протекающий в условиях затруднённого доступа кислорода при обязательном наличии органического вещества, участии анаэробных микроорганизмов или продуктов их деятельности. [1, cтр.98]

В зоне избыточного увлажнения, где среднее многолетнее значение годовых осадков значительно превышает испарение с суши, обусловливая более или менее постоянное увлажнение верхних горизонтов почво-грунтов, процессы болотообразования имеют наиболее широкое распространение. В этой зоне значительная часть влаги, не расходуемая на испарение с поверхности суши, должна удаляться в виде поверхностного и грунтового стока. При равнинном рельефе с малыми уклонами избыток влаги из поверхностных почво-грунтов отводится чрезвычайно медленно.

На обширных площадях создаются благоприятные условия для переувлажнения почвы застойными водами. Только в районах с всхолмленным рельефом и хорошо развитой речной сетью не наблюдается возникновение болот. Напротив, на обширных плоских междуречных пространствах болота не только располагаются в отрицательных элементах рельефа (понижениях местности, котловинах, долинах или оврагах), но часто покрывают их сплошными массивами.

В зоне неустойчивого увлажнения болотные массивы приурочены в основном к котловинообразным бессточным понижениям местности, озерным котловинам и речным долинам. В зоне недостаточного увлажнения болота встречаются редко и располагаются либо в поймах рек, либо в глубоких долинах и впадинах, где избыток влаги создается в результате разливов рек или выходящими на поверхность грунтовыми водами.

Болота могут возникать или путем зарастания водоемов, или вследствие заболачивания водораздельных пространств. Непрерывно продолжающийся процесс выноса в озеро минеральных и органических частиц грунта, смытых с водосборной площади озера, а также отложение отмирающих растений, в большом количестве развивающихся в озере, обусловливают постепенное его обмеление. Вместо высоких камышей и тростников, развиваются мелководные растения -- хвощи, осоки и многие другие водолюбивые растения, отложения которых хотя и поднимаются над поверхностью воды в озере, но затопляются весенними и летними высокими водами, отлагающими принесенные или взмученные частицы ила.

Таким образом, на месте водоема образуется болото, более низкое по положению, называемое поэтому в классификации низинным, по растительности его называют травяным.

Низинные болота имеют плоскую поверхность, формируются при зарастании водоемов, могут располагаться как на междуречьях, так и в долинах рек, на поймах или на террасах

Продолжающиеся отложения отмирающих трав поднимают поверхность торфяных массивов все выше и выше, пока она не перестанет затопляться весенней водой, следовательно, минеральных частиц на нее оседает уже меньше. Поэтому осоки, нуждающиеся для своего роста в минеральных солях, начинают замещаться кустарниковой и древесной растительностью. Болото из стадии травяного переходит в лесное или переходное. Дальнейший процесс накопления органических веществ при отсутствии увеличения минеральных солей обусловливает смену растительного покрова, выражающуюся в исчезновении осок и всего разнотравья, свойственного переходным болотам, и в развитии взамен этого сфагновых мхов.

Поверхность болота благодаря быстрому нарастанию сфагнума поднимается все выше и выше и принимает по отношению к периферии выпуклую форму; болото переходит в стадию сфагнового по характеру основной растительности и верхового по положению поверхности.

Сфагновый покров, разрастаясь в высоту и образуя выпуклую форму болота, распространяется и вширь, выходя за пределы водоема, на котором он первоначально возник. Верховое болото формируется в условиях застаивания поверхностных вод на плоских понижениях водоразделов, подстилаемых водонепроницаемыми породами. Обычно верховое болото не связано с грунтовыми водами и существует за счет поступления влаги из атмосферных осадков. Следовательно, первоначальное продвижение сфагнового покрова от периферии к центру водоема сменяется затем продвижением его за пределы этого водоема с захватом прилегающих суходолов.

В климатических условиях ХМАО осадков выпадает больше, чем расходуется влаги на испарение, поэтому излишек воды скапливается на поверхности болота сначала в форме мочажин, а затем в виде вторичных озер и русел вторичных речек, дно и берега которых образованы торфом.

Таким образом, на месте первоначального водоема образуется в течение долгого времени сначала травяное болото, затем лесное и, наконец, сфагновое, на котором может вновь появиться мелководное озеро с торфяным дном и берегами.

Процесс зарастания озер происходит различно в зависимости от крутизны подводных склонов озера. Процесса зарастания озер при пологих и крутых склонах, приводит к образованию с течением времени на месте озера болота. Нередко болота образуются не путем зарастания водоемов, а непосредственно на минеральном грунте. Этот процесс может осуществиться в следующих различных условиях. [6, cтр.3-4]

1.3 Факторы обуславливающие процесс формирование болот их характерные особенности и классификация

1. Равнинный рельеф и наличие на поверхности или близ нее водонепроницаемого слоя (обычно глины) ведут к постоянному избыточному содержанию влаги в верхнем горизонте грунта. Благоприятным условием для развития болот в этом случае является водонепроницаемость почв, создающаяся часто залегающим под лесом непроницаемым, так называемым ортштейновым слоем, или слоем красной руды из сцементированной материковой породы. Под покровом елового и соснового леса в этих условиях на плодородном грунте появляются обычно зеленые мхи -- первый вестник начинающегося заболачивания. Зеленые мхи постепенно вытесняются сфагнумом, который, облекая стволы деревьев и будучи насыщен водой, прекращает доступ воздуха к их корням, в результате чего лесная растительность гибнет и на месте леса оказывается сфагновое болото.

2. Часто процесс заболачивания развивается на месте вырубленного леса не только в низинах, но и на возвышенных местах. Лесосека покрывается злаками, образующими при благоприятных условиях плотную дернину, которая препятствует возобновлению древесной растительности и способствует застаиванию влаги. Этот процесс способствует развитию влаголюбивой растительности, заглушающей оставшиеся после леса растения. Через несколько лет появляется мох-сфагнум и образуется моховое болото.

3. Заболачивание наблюдается также после лесного пожара. Развивающаяся на пожарище растительность образует основу, на которой затем разрастаются подушки сфагнума, постепенно сливающиеся в сплошной сфагновый ковер.

4. Низинные болота с осоковой растительностью и с малой мощностью отложений торфа могут образоваться в условиях затрудненного стока весенней воды с поймы речных долин в русло реки.

5. Заболачивание приречных низменностей происходит также вследствие поднятия уровня воды в реке в результате устройства плотин; в этом случае одновременно имеет место как затопление водой с поверхности, так и подтопление площади в результате поднятия грунтовой воды. Развивающаяся осоковая растительность способствует накоплению растительных остатков, удерживающих в себе влагу: на этой основе затем развиваются мхи.

6. Часто происходит заболачивание неширокой полосы у подножия склона речной долины вследствие выхода здесь грунтовых вод.

7. Очагами заболачивания водоразделов служат иногда мелкие впадины, возникающие как провалы на местах выноса грунтовыми водами растворимых солей, а также на участках механического выноса мелкопесчаного грунта из-под слоя глины. Образующиеся в провальной западине болота разрастаются и создают сплошные водораздельные массивы.

8. В области тундры причиной заболачивания является весьма малое испарение с поверхности земли и неглубокое залегание слоя вечной мерзлоты. Вечная мерзлота и глина задерживают воду у поверхности земли, а сравнительно высокая температура вегетационного периода и влажный летний климат способствуют развитию травяной растительности, содействующей заболачиванию.

Развитие болотных массивов на минеральных грунтах может осуществляться или путем распространения процесса заболачивания от центральных частей зоны заболачивания к периферии (центрально-олиготрофный ход развития болотного массива), или, наоборот, от периферии к центру (периферически-олиготрофный ход развития болотного массива).

Сочетание растительных ассоциаций, возникающее при обильном водно-минеральном питании, характерном для условий низинных болот, образует так называемую евтрофную болотную растительность, т. е. растительность, нуждающуюся в достаточно обильном питании минеральными солями.

Растительность, развивающуюся на болотах в условиях бедного питания минеральными солями при водном питании за счет атмосферных осадков и весьма слабой проточности вод, что характерно для верховых болот, называют олиготрофной болотной растительностью.

Выделяют еще мезотрофную болотную растительность, объединяющую виды болотных растений, мало требовательных к минерализации болотных вод и произрастающих при обедненных минеральными солями водах в условиях средней и слабой проточности.

Евтрофная, мезотрофная и олиготрофная растительность болот часто называется соответственно низинной, переходной и верховой растительностью.

При центрально-олиготрофном ходе развития болотного массива смена евтрофной растительности на мезотрофную и затем олиготрофную происходит вначале в центральных частях, наиболее удаленных от границ болотного массива. На окраинах массива в месте контакта с суходолом евтрофная и мезотрофная растительность сохраняется часто до поздних стадий развития массива, если проточность вод и минеральное питание на периферии массива уменьшаются незначительно по мере торфонакопления.

При периферически-олиготрофном ходе развития болотного массива смена евтрофной и мезотрофной болотной растительности вначале происходит на периферии массива, а затем лишь в его центральных частях.

Указанное деление болот на верховые, низинные и переходные достаточно четко отражает главнейшие стадии их развития, особенности водного питания и характера растительного покрова, но не затрагивает условия их залегания относительно рельефа местности. Исходя из геоморфологических условий залегания рельефа поверхности и связанных с ними условий водного питания и растительного покрова, болотные массивы, по К. Е. Иванову, можно разделить на две основные группы: первая -- болота водораздельных междуречных пространств и вторая -- болота речных долин.

В состав первой группы входят болотные массивы:

1) плоско-водораздельного залегания,

2) водораздельно-склоновые плоского залегания,

3) котловинного залегания.

Во вторую группу входят болотные массивы:

1) пойменные,

2) террасные,

3) староречий.

Болота плоско-водораздельного залегания характеризуются тем, что они располагаются на обширных плоских водораздельных равнинах, покрывая сплошным слоем торфяных отложений и наиболее высокие точки речных водоразделов. Воды с них стекают в различных направлениях, поступая в разные речные бассейны.

Для болот котловинного залегания , расположенных на междуречных водораздельных пространствах, характерно наличие стекания вод к болотному массиву со склонов котловины, окружающих болото. Такие массивы могут быть расположены в полностью замкнутых и бессточных котловинах, в проточных понижениях, в котловинах, из которых имеется сток вод по одному или нескольким ручьям-водоприемникам при отсутствии впадающих ручьев, и, наконец, в котловинах, впадинах и депрессиях с впадающими в них ручьями, но не имеющих руслового стока.

Пойменные болотные массивы (рис. 1.1), покрывающие поймы рек, характеризуются тем, что стекание вод с таких массивов происходит по всему фронту дренирования их рекой. Эти массивы имеют поверхность, иногда горизонтальную, а чаще слабо наклоненную в сторону русла реки.

Террасные болотные массивы (рис. 1.1) отличаются от пойменных тем, что в силу своего более высокого залегания по отношению к уровню воды в реке они не подвергаются периодическим затоплениям речными водами в периоды половодья и паводков. При широких и плоских террасах такие болотные массивы имеют горизонтальное залегание. В ряде других случаев они залегают на пологих сглаженных склонах террас, а также во впадинах и в понижениях у подножий крутых склонов вышерасположенных террас. В последнем случае террасные болотные массивы называют притеррасными.

Болотные массивы староречий обычно занимают небольшие площади. Они могут располагаться как на древних надпойменных террасах, так и в староречьях современных пойм, представляя в этом случае более молодые образования типа заболоченных водоемов.

Рис. 1.1 Схематический поперечный профиль долины реки с пойменными и притеррасными болотными массивами.

1 -- аллювиальные отложения первой террасы, 2 -- аллювиальные отложения второй террасы, 3 -- постплиоценовые отложения, 4 -- торф.

Болотообразовательные процессы имеют место в условиях как холодного, так и теплого климата на равнинных территориях, в горах и на горных склонах. Однако интенсивность их в разных климатических и орографических условиях различна и зависит от двух основных причин: общей увлажненности территории и количества поступающего тепла. В климатической зоне избыточного увлажнения, где осадки значительно превышают возможное по теплоресурсам испарение, болота могут располагаться на любых элементах и формах рельефа: на водораздельных плато и на пологих склонах междуречий, на речных и озерных террасах и в поймах рек. В зоне недостаточного увлажнения они приурочены только к отрицательным формам рельефа: котловинам, понижениям, депрессиям, речным поймам, подножиям речных террас, где в балансе водного питания болот основную роль играют поверхностный и подземный притоки.

На заболачивание земель существенное влияние могут оказывать различные формы хозяйственной деятельности человека. Например, строительство плотин на реках и создание водохранилищ вызывает подъем грунтовых вод на прилегающих территориях, следствием чего является ухудшение естественного дренажа земель и отвода избытка влаги из почв. Крупные сплошные вырубки лесов при ровном рельефе местности, снижающие транспирацию влаги и ухудшающие инфильтрационную способность почво-грунтов, также могут стать причиной заболачивания почв. Аналогичное действие оказывают лесные пожары, прокладка различных коммуникаций с нарушением поверхностного и подземного стока и т. д. Благоприятные условия для развития болот существуют в области многолетней мерзлоты. [6, cтр.5-15]

Выделяют 3 основных типа болот: низинные, верховые и переходные.

Низинные болота располагаются в долинах рек и по берегам озер. Поверхность их обычно вогнутая или плоская. Питаются они атмосферными осадками, поверхностными и подземными водами. Из растительности господствуют травы и мхи, произрастают ольха и береза.

Верховые болота доминируют в таежных районах и расположены, как правило, на водоразделах. Поверхность их посередине выпуклая. Питаются они только атмосферными осадками. Растительность бедная: сфагновые мхи, кустарнички, багульник, клюква и угнетенная сосна. Мощность торфа в них достигает 6-10 м.

Переходные болота по питанию и характеру растительности занимают промежуточное положение между низинными и верховыми.

2. Морфологические особенности строения болот

Болото является сложным природным образованием. Чтобы иметь возможность исследовать физические свойства и особенности гидрологического режима различных болотных массивов, необходимо выявить основные сравнительно однородные элементы, из сочетания которых в последующем складываются сложные болотные комплексы.

В качестве простейшего болотного образования может быть принята часть болотного массива, однородная по характеру растительного покрова, микрорельефу поверхности и физическим свойствам верхних горизонтов торфяной залежи. Такую элементарную часть болотного массива называют болотным микроландшафтом.

Сочетание болотных микроландшафтов образует простой болотный массив, или болотный мезоландшафт, возникший из одного первичного очага заболачивания и отграниченный от других болотных массивов незаболоченными землями.

Сочетание нескольких болотных мезоландшафтов, сложившееся в результате развития и слияния простых болотных массивов, представляет собой болотный макроландшафт, или сложный болотный массив.

Площади болотных микроландшафтов колеблются в широких пределах: от нескольких гектаров до десятков и даже сотен квадратных километров. В основу существующих классификаций болотных микроландшафтов положены главным образом ботанические признаки. По этим признакам различаются лесные, травяно-лесные, древесно-моховые, травяные, мохово-травяные, моховые и комплексно-моховые микроландшафты с детализацией их по видовому составу растений применительно к низинным (евтрофным), переходным (мезотрофным) и верховым (олиготрофным) болотам. [5, cтр.159-160]

При оценке гидрологического режима болот наибольший интерес представляет выделение микроландшафтов не только по типу растительного покрова, но и по рельефу болота и его гидрографической сети. Такая классификация в настоящее время разработана лишь для верховых болот. Для этих болот в группе комплексно-моховых микроландшафтов различают комплексы:

а) грядово-мочажинные,

б) грядово-озерково-мочажинные,

в) грядово-озерковые,

г) озерково-мочажинные.

2.1 Гидрологический режим болот

Гидрологические свойства болот весьма своеобразны. Это своеобразие определяется тем, что в торфяных болотах содержится от 89 до 94% воды по весу и, следовательно, от И до 6% сухого вещества. Таким образом, торфяные болота являются, несомненно, значительными аккумуляторами влаги. Однако вследствие того что вода в болоте связана сухим веществом торфа, накапливаемые в болоте запасы воды не могут быть использованы как значительный дополнительный источник питания рек. Осушительными канавами и дренами нельзя уменьшить содержание воды в торфяном болоте ниже 85%, и лишь испарение вызывает дальнейшее снижение содержания влаги в торфяном грунте.

При анализе гидрологического режима болот необходимо исследовать вопросы водного питания, испарения, движения воды в торфяном грунте, колебания уровня грунтовых вод, сток с болот и процессы, связанные с замерзанием и оттаиванием болот. Ознакомимся с основными водными свойствами торфяной залежи.

Виды воды, содержащейся в торфе. Содержащаяся в торфяном болоте вода делится на две группы, отличающиеся характером связи ее с залежью торфа:

1) свободная, отделяющаяся от торфа под действием силы тяжести и, следовательно, стекающая по уклону в канавы и реки;

2) связанная с торфяной массой, не отделяющаяся от нее под действием силы тяжести и, следовательно, ее нельзя извлечь из торфа с помощью осушительной сети.

Свободная вода на болоте может находиться в виде постоянно существующих озер и речек или в виде временных скоплений на поверхности болота после сильных дождей, снеготаяния или разливов рек. Свободная вода может находиться в верхнем растительном слое болота (очес) и под торфяным слоем или в виде линз внутри торфяной залежи.

Переходную форму между свободной и связанной образует вода, содержащаяся в промежутках между частицами торфа. Эта вода медленно вытекает из торфяной залежи под действием силы тяжести в направлении уклона местности. Верхняя граница воды, содержащейся в указанных мелких промежутках, образует поверхность уровня грунтовой воды на болоте. Связанная вода делится на следующие виды:

а) капиллярная, находящаяся в узких капиллярных пустотах между волокнами и частицами торфа и передвигающаяся под влиянием капиллярных сил; она может быть удалена из торфяной залежи путем испарения с поверхности торфа и транспирации;

б) коллоидальная, входящая в коллоидную смесь и состоящая из воды и мельчайших частиц торфа; эта вода удаляется при высушивании торфа;

в) осмотическая, находящаяся внутри неразрушенных растительных клеток, которую можно удалить лишь после химического разрушения оболочек этих клеток:

г) гидратная, входящая в вещество торфа как химически составная часть.

2.2 Торф и его состав

"Торф - осадочная порода растительного происхождения; наимение зрелый в химическом и геологическом отношении вид твердых горючих ископаемых. Обводненная волокнистая или пластичная темно-коричневая масса, состоящая из продуктов разложения растительных материалов с сохранившимися остатками растений. Образовался в результате отложения на дне болот остатков отмерших растений и более или менее глубокого разложения их под влиянием деятельности микроорганизмов в условиях повышенной влажности и затрудненного доступа воздуха. Содержит 85-95% влаги; в сухом веществе - не более 50% минеральных примесей; выход летучих веществ около 70% на горючую массу. Торф имеет сложный химический состав, который определяется условиями генезиса, химическим составом растений-торфообразователей и степенью разложения торфа. Элементарный состав торфа: углерод 50-60%, водород 5-6.5%, кислород 30-40%, азот 1-3%, сера 0.1-1.5% (иногда 2.5) на горячую массу. В компонентном составе органической массы содержание водорастворимых веществ 1-5%, бутимов 2-10%, легкогидролизуемых соединений 20-40%, целлюлозы 4-10%, гуминовых кислот 15-50%, лигнина 5-20%."

2.3 Процесс образования торфа

Как же происходит преобразование растительной органики в торф? В торфянике выделяются две зоны: полного насыщения торфяной залежи водой и аэрации. В зоне насыщения находится свободная гравитационная и связанная с твердым скелетом торфа вода. В зоне аэрации вода только связанная. Именно в зоне аэрации происходят практически все микробиологические и химические процессы разложения отмирающей растительной массы. Толщина этой зоны (деятельного слоя) обычно не превышает 60-70 см. Деятельный слой наиболее насыщен микроорганизмами, разлагающими остатки растений и превращающими их в торф; здесь наблюдаются наибольшие суточные и сезонные колебания температуры, происходит впитывание атмосферных осадков, наиболее интенсивная фильтрация воды и поглощение ее корневыми системами растений. В среднем в болотах консервируется в виде торфа 10-20% биомассы растений. Степень разложения торфа оценивается по отношению бесструктурной части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумифицированных остатков растений, к общему количеству торфа. Разложение торфа является сложным биологическим, химическим и физическим процессом.

Основная потеря исходной растительной массы происходит на первых этапах деструкции и обеспечивается интенсивной деятельностью микроорганизмов и выщелачиванием растворимых веществ. В зависимости от исходного материала количество растворимых веществ различно. Так, в древесине современных растений оно не более 5%, а в листьях травянистых растений - 30% и более. Поэтому степень разложения торфа зависит не только от условий, в которых происходит разложение, но и от химического состава растений. Наблюдается прямая зависимость между содержанием в растениях-торфообразователях целлюлозы и степенью разложения торфа, так как целлюлоза разрушается одна из первых и полностью. Степень разложения торфяников древесной, травяной и моховой растительности составляет соответственно 50, 30-40, 25%. При равном содержании целлюлозы степень разложения зависит также от биохимической устойчивости растений. Так, у хвойных защитных веществ больше и степень их разложения значительно ниже, чем у лиственных растений.

Таким образом процесс гумификации торфа обуславливается как ускоряющими, так и тормозящими факторами. К первым относятся высокое содержание целлюлозы, соединений азота, активных минеральных элементов Р2О5, СаО и др. Тормозят процесс разложения антисептики, биохимически устойчивые компоненты, отсутствие в среде кислорода и пр.

В различных климатических условиях процесс разложения торфа протекает по разному. Например, в тропиках, по сравнению с умеренным климатом, гумификация идет интенсивнее и более длительное время, что, несмотря на высокую продуктивность биомассы, приводит к меньшим скоростям и объемам торфонакопления.

В процессе дальнейших преобразований торфа температура и давление изменяют лишь глубину течения химических процессов.

Гумусовое вещество и не разложенные остатки растений представляют собой органическую часть торфа. Другая его часть - минеральная или зола - составляет иногда до 50% массы сухого торфа. Зола поступает в торф из двух источников: из растений-торфообразователей и в виде минеральных частиц, принесенных извне различными путями (ветром, атмосферными осадками, грунтовыми и поверхностными водами). [3, cтр.87-92]

Вывод: Таким образом, накопление торфа является крайне сложным, многофакторным процессом, особенности которого зависят как от условий внешней среды, так и от структуры и состава растительного биоценоза.

2.4 Флора и фауна болотных экосистем

Характерная растительность верховых болот - мох сфагнум, пушица, клюква, багульник, на севере - карликовая береза. Верховые болота часто имеют выпуклую форму, так как мох быстрее нарастает в средней части болота.

Моховые болота трудно проходимы или совершенно непроходимы. Пушицевые и кустарничковые болота проходимы. На многих верховых болотах, особенно крупных, образуется своеобразный микрорельеф - повышения высотой 20-30 см и понижения. Повышения имеют вид нерегулярно разбросанных среди понижений кочек от небольших (10ґ30 см) до более крупных (1ґ3(5) м). Другую форму имеют гряды. Они обычно сильно вытянуты в длину, часто извилистые, шириной от 0,5 до 2,3 м и длиной иногда более 10 м. Между грядами располагаются понижения. Понижения, занятые растительными сообществами с преобладанием сфагновых мхов, называются мочажинами. Нередко в понижениях стоит вода, в которой иногда кое-где плавают кувшинки, - это уже озерки. Закономерное чередование повышений и понижений на болотах называют комплексом.

Различают кочковато-мочажинные, грядово-мочажинные и грядово-озерковые комплексы. Существуют определенные закономерности распределения комплексов по поверхности болота, их связь с различной растительностью, обусловленность движением воды.

Специфика структуры и строения болот обусловлена господством сфагновых мхов. Из-за постоянного нарастания сфагновых мхов вверх и образования мощных слоев рыхлого сфагнового торфа, а также подкисления среды и многих особенностей водного и физического режимов верхового болота мало видов растений способны существовать в столь своеобразной среде.

Кроме высокой кислотности среды живые существа должны приспособиться к низким температурам, недостатку кислорода, бедности минерального питания и многому другому. Растительность представлена в основном еловыми чернично-зеленомошными лесами, а в районах выходов коренных пород кислого состава, не перекрытых моренными отложениями, и в районах распространения флювиогляциальных песков - сосняками лишайниковыми и зеленомошными. Здесь с типичными олиготрофными видами (багульник, вороника, брусника, вереск, подбел) соседствуют мезотрофные (черника, пушица многоколосковая, осоки волосистоплодная и желтая). Практически на всех болотах наряду с отдельными деревьями сосны и березы присутствует (а в некоторых случаях преобладает) ель.

Считается, что процесс приспособления видов растений и животных к сообитанию со сфагновыми мхами еще не закончился. Виды, наиболее

приспособившиеся, называют сфагнофилами. К ним относят, например, клюкву мелкоплодную или росянку круглолистную. Чтобы справиться с недостаточностью азота, росянка добавляет в свой рацион разнообразных насекомых. Некоторые растения своим поведением показывают, что они когда-то были распространены южнее. Пока не ясно, что вынудило их связать свою жизнь с верховым болотом, но совершенно очевидно, что они еще не полностью приспособились к здешним условиям. Например, очень вкусная ягода морошка. Ее урожаи трудно предсказать, т.к. в то время, когда она цветет, на болотах часто бывают заморозки, от которых цветы погибают. Это говорит о том, что ритм жизни этого растения складывался южнее - там, где морозов во время цветения не бывало. Флора болот весьма своеобразна, здесь произрастают большое количество съедобных ягод (клюква, морошка, голубика) и множество видов других лекарственных растений.

Болота являются также средой обитания различных видов животных и птиц. Если вести себя достаточно тихо и осторожно, то можно увидеть и многих животных. На болото приходят лоси, а иногда и медведи, спасаясь от комаров, - здесь, в отличие от леса, обычно дует ветер и разгоняет их. Ряд птиц гнездится и кормится на болоте.

В мочажинах и озерках с помощью приспособлений для ловли планктона можно найти многих удивительных беспозвоночных, особенно ракообразных, насекомых-хищников, питающихся мелкими животными, случайно попавшими на водную поверхность.

К этим насекомым относятся водомерка большая (Gerris rufoscutellatus) и водомерка панцирная (G.thoracicus), а также вертячки (Gуrinus). Эти насекомые имеют водных личинок, развитие которых не обязательно связано именно с данным водоемом. Подтверждением этому служит то, что в болотных озерцах нет подходящих условий для развития упомянутых насекомых. Так, например, личинка вертячки имеет трахейные жабры и обитает в донном субстрате, который в условиях болота сильно обеднен кислородом; водомерка обычно откладывает яйца на листья водных растений, а подходящих для кладок листьев высших водных растений в озерцах нет.

Открытое пространство над болотом - прекрасное место для охоты стрекоз, которые являются активными хищниками, добывающими пищу в полете. Чаще других на болоте можно встретить хорошо заметную крупную стрекозу плоскую (Libellula depressa), а также похожую на нее стрекозу четырехпятнистую (L.quadrimaculatum), имеющую более вытянутое брюшко и незачерненные основания первой пары крыльев. Известно, что все стрекозы проходят личиночную стадию неполного превращения в воде. Дышат личинки растворенным в воде кислородом с помощью внутренних (ректальных) жабр (равнокрылые стрекозы) либо с помощью трех наружных трахейных брюшных жабр (разнокрылые стрекозы). Личинки всех видов стрекоз являются активными хищниками, причем их добычей иногда становятся довольно крупные водные животные - головастики, мальки рыб. Однако в связи с обедненностью воды кислородом и бедностью кормовой базы личинки стрекоз в болотной экосистеме редки.

Рассказ о консументах болотной экосистемы будет неполным, если не упомянуть позвоночных животных. Их видовое разнообразие относительно невелико. Потребителями плавающих у поверхности озерков и летающих насекомых являются прудовые лягушки (Rana esculenta), численность которых в летний период напрямую зависит от биомассы вышеупомянутых насекомых. На некотором расстоянии от кромки воды - на грядах - встречаются два близких вида: лягушка травяная (R.temporaria) и лягушка остромордая (R.аrvalis). Класс пресмыкающихся представлен ящерицей живородящей (Lacerta viviparia).

Неотъемлемой частью болот являются микроорганизмы: бактерии, актиномицеты, грибы. Основная роль в разложении растительного опада принадлежит бактериям. Участие актиномицетов, - группы микроорганизмов, соединяющих в себе черты бактерий и грибов, - и самих грибов в этом процессе слабое.[2, cтр.201-205]

Заключение

Несмотря на широкое распространение в Западной Сибири торфяных болот, фактические данные о богатстве их флоры, растительности, содержании углерода в торфяных залежах весьма ограничены, что препятствует установле-нию их истинной роли в формировании и поддержании биологического разнообразия региона. В последние десятилетия интенсивного хозяйственного освоения территории Западной Сибири торфяные болота региона подвергаются все возрастающей антропогенной трансформации. Поэтому весьма актуальной становиться задача разработки новых методов оценки антропогенного воздействия на болотные экосистемы, а также своевре-менного выявления скоплений редких видов растений, растительных сообществ и организации охраны, наиболее ценных в экологическом отношении, болотных массивов и их систем.

В итоге проделанной работы удалось классифицировать типы болот ХМАО, изучить строение болот, выявить факторы обуславливающие заболачиваемость территорий округа, получить представление о флоре и фауне болотных экосистем. На основании всего изученного, можно сделать вывод: что болота выполняют ряд важнейших экологических функций: накопление и хранение пресной воды, изъятие из атмосферы и накопление углерода, регулирование подземного и поверхностного стока, очищение вод, аккумуляцию загрязняющих веществ, возвращение кислорода в атмосферу, сдерживание эрозии, поддержание биологического разнообразия.

Литература

1. Стадницкий Г.В., Родионова А.И. Экология. СПБ,1999 с 292

2. Кормилицын В.И. и др. Основы экологии.-М.: Интерстиль, 1997

3. http://bio.1september.ru/2000/16/4.htm

4. Толстой М. П., Малыгин В. А. Геология и гидрогеология. М.: Недра, 1998. 317 с.

5. Шварцев С. Л., Пиннекер Е. В. и др. Основы гидрогеологии. Гидрогеохимия, Новосибирск: Недра, 2000. 284 с.

6. Чеботарев А.И. , Болота, М, ЮНИТИ 2001. 15 с.

Размещено на Allbest.ru

...