Заболачивание суши
В северной половине европейской части страны болота, в основном, образовались путём заболачивания лесов, вырубок, гарей, лугов.
Почему заболачивается лес?
Основная причина – изменение водно-воздушного режима в поверхностных горизонтах почвы. На одной из стадий оподзоливания в понижениях рельефа какой-нибудь из почвенных горизонтов становится менее проницаемым для воды. Во время обильных дождей вода долго стоит над ним, создавая избыточное увлажнение и ухудшая водно-воздушный режим в выше лежащих почвенных горизонтах. На уровне залегания грунтовой воды начинается процесс оглиения почвы. С усилием заболачивания мощность глеевого горизонта увеличивается, он вызывает подъём поверхности так называемой верховодки – безнапорных грунтовых вод.
Оподзаливания почвы со всеми сопровождающими его процессами может происходить не только в лесах, но и на лугах.
Изменение экологических условий неизбежно ведёт к смене растительности. Среди лесных зелёных мхов появляется кукушкин лён. Плотные плоские подушки кукушкина льна надолго задерживает воду, и усиливают процесс заболачивания. Когда этот мох отмирает. Он отлагает слои грубого торфа, на котором, внедряясь между его живыми стеблями, поселяется сфагнум. Сфагнум как индикатор показывает, что почвенный субстрат беден щелочами. Сам сфагнум обладает свойством подкислять среду. Выяснено также, что географическое распространение верховых сфагновых болот совпадает с границами почв подзолистого типа.
Глубокие торфяные болота лесной и более северной зон возникли в первые периоды послеледникового времени. Сейчас переход подзолистых почв в болота замедлён. В течение двух последних столетий в разные годы в различных областях страны временами катастрофически быстро разрастались площади отдельных болот, и болотная растительность надвигалась на суходолы.
Возможно, это явление было связано с внутривековыми колебаниями климата, переувлажнением мелких понижений рельефа на водоупорном горизонте. С наступлением более сухого периода болота пересыхают.
Заболачивание лесных вырубок и гарей явление тоже периодическое. Временное заболачивание их моет происходить только в местностях с влажным климатом с преимущественно близким к поверхности уровнем почвено-грунтовой воды, тогда как в других условиях концентрированные рубки леса на больших площадях и лесные пожары не вызывают заболачивания. К этому выводу после двадцати летних исследований пришёл известный болотовед Н. И. Пьявченко. Временное заболачивание вырубок и гарей происходит потому, что деревья – откачивающий воду насос – уничтожаются. Лет через 20 – 30 молодой лес, возобновившийся на этих местах, снова начинает испарять влагу – и болото исчезает. Заболачивание леса может быть результатом естественного или искусственного перегараживания ручьёв и рек, воды которых в этом случае начинает подтоплять окружающие территории.
Превращение леса в болото – сложный процесс, в основе которого - нарушение взаимодействиями между компонентами лесных биогеоценозов.
В процессе заболачивания страдают сообщества почвенных микроорганизмов, подавляется жизнедеятельность аэробных бактерий (существование которых возможно лишь в присутствии кислорода) и почвенных беспозвоночных. Органические остатки и содержащиеся в них химические элементы перестают быть доступными для растений, и они не разлагаются
В обводнённой, лишенной кислорода среде угнетена дыхательная и сосущая функция корней растений, не приспособленных к таким условиям. Значительная часть мелких корней гибнет, и вследствие этого падает продуктивность фотосинтеза. Нарушается обмен веществ и энергии внутри почвы, между почвой и фотосинтезом, между ними и атмосферой. Это приводит к смене фотосинтезов: лесной или луговой заменяется болотным.
В последующем развитии болотного фотосинтеза главная роль принадлежит водному питанию, его качеству и количеству. Степень обводнённости регулирует интенсивность болотообразовательного процесса и преобладание тех или иных видов в растительном покрове.
что происходит после временного заболачивания ?
Накапливая огромное количество воды, торфяник увлажняет и свою лесную периферию, способствуя тем самым ее заболачиванию. Под пологом леса возникает сплошной сфагново-моховой покров с сопутствующими ему гигрофильными травами и болотными кустарничками. Образующиеся травяно-сфагновая дернина и маломощный слой торфа, находясь большую часть вегетационного периода в переувлажненном состоянии, создают анаэробные условия в почве, что приводит к угнетению и усыханию в первую очередь более крупных старых деревьев, которые не могут адаптироваться к болотной среде. Молодые деревья и подрост быстрее реагируют на это: ель — образованием на стволе придаточных корней, а сосна — отрицательным геотропизмом проводящих корней — приближением к поверхности почвы их окончаний. Однако это обеспечивает возможность существования лесных деревьев только при сравнительно медленном нарастании торфа и более или менее регулярном понижении летом уровня почвенно-грунтовой воды, что обеспечивает улучшение кислородного режима в деятельном горизонте торфяной почвы.
В условиях равнинного рельефа разрастание болот вширь происходит довольно быстро.
Но возобновление по количеству и качеству древесных пород очень часто не уступает возобновлению тех же пород на участках, не подверженных заболачиванию. Причина - способность ряда древесных пород, в том числе ели, березы, осины, рябины, крушины, ольхи и др., образовывать на стволе придаточные корни. Чем выше моховой покров погребает нижнюю часть ствола, тем на большей высоте появляются придаточные корни, разветвляющие свои окончания в аэрируемом поверхностном слое почвы.
Пока покров состоит из кукушкина льна, влажность на вырубке и запасы избыточной воды, как правило, относительно небольшие; при смешанном покрове (кукушкин лен и сфагнум) запасы влаги уже заметно больше даже в летнее время, а в стадии господства сфагнума влажность вырубки наибольшая. Поэтому, чем сильнее заболачивается вырубка, тем больше увеличивается количество влагоемкой органической массы и избыточной влаги, удерживаемой мхами.
Периодическое избыточное увлажнение и заболачивание лесов можно подразделить на два варианта: 1) связанный с периодическим колебанием влажности климата и 2) вызываемый нарушением баланса влаги в почве под влиянием уничтожения лесного покрова вырубкой или пожаром на низменных участках с близким к поверхности уровнем почвенно-грунтовых вод.
В различных условиях заболачивания территории может иметь место и иной характер развития и смены болотной растительности.
Оглеение. Термины “глей” и “глееобразование” были введены в научную терминологию Г. Н. Высоцким, который впервые указал на биохимическую природу глееобразования. Под глеем Г. Н. Высоцкий понимал “более или менее плотную суглинистую или глинистую породу серого цвета с зеленоватым оттенком”, формирующуюся в условиях длительного переувлажнения.
При глееобразовании происходит значительное изменение состава и свойств органической и минеральной частей почвы.
При периодическом переувлажнении соединения железа могут находиться то в окисной, то в закисной форме, в зависимости от продолжительности периода увлажнения и периода аэрации.
Болотные почвы, различающиеся по своему генезису, составу и свойствам, также имеют и различную ценность как сельскохозяйственные угодья. Более важными в сельскохозяйственном отношении являются низинные болотные почвы, обладающие высокой зональностью, большим содержанием азота, а также благоприятной реакцией.