Болота и их распространение. Болотный процесс почвообразования. Основные типы заболачивания почв.

Болота и болотные почвы встречаются во всех природных зонах, в основном в бессточных понижениях, при избыточном увлажнении. Однако наиболее широко они распространены в таежно-лесной и тундровой зонах. Болота занимают более 350 млн га. Болото — избыточно увлажненная территория с влаголюбивой растительностью, торфяными, торфянистыми, торфяно-глеевыми или иловато-глеевыми почвами. Их образование связано с избыточным увлажнением за счет атмосферных осадков или грунтовых вод.

Болотные почвы наиболее распространены в тундровой и таежно-лесной зонах. Встречаются они также в лесостепной и других зонах.

Болотные почвы образуются вследствие заболачивания суши или заторфовывания водоемов. Болотный процесс почвообразования характеризуется торфообразованием и оглеением минеральной части почвенного профиля. Развивается он только при условии избыточного увлажнения.

Болотный процесс почвообразования

Болотный почвообразовательный процесс характеризуется накоплением в почве органического вещества в виде торфа и оглеением минеральной части почвы. Формирование и развитие болотных почв неразрывно связаны с избыточным увлажнением, которое возникает вследствие различных причин и может быть вызвано поверхностными и грунтовыми водами.

Торфообразование. В начальной стадии заболачивания появляются влаголюбивые автотрофные травянистые растения, которые в последующие стадии сменяются зелеными мхами, кукушкиным льном и, наконец, белым мхом-сфагнумом. Избыточное увлажнение сказывается не только на составе растительности, но и на темпах и характере разложения растительных остатков.

Разложение органических остатков в анаэробных условиях приводит к накоплению на поверхности почвы полуразложившихся органических веществ в виде торфа, который составляет неотъемлемую часть всякой болотной почвы. Мощность слоя торфа может достигать в отдельных случаях десятка метров и более.

Торфообразование – это боихимический процесс, в котором принимают участие многочисленные микроорганизмы, выполняющие сложные функции по разложению и синтезу органического вещества, приводящие в конечном счете к образованию торфа болотных почв.

В. Р. Вильямс следующим образом раскрывает общую схему постепенной эволюции луговой почвы в болотную. В развитии луговой стадии дернового периода главное значение принадлежит трем типам злаков: корневищным, рыхлокустовым и плотнокустовым. За время господства корневищной и особенно рыхлокустовой злаковой растительности происходит прогрессивное накопление органических остатков и аморфного перегноя в массе почвы. Наибольшее накопление органического вещества происходит в верхних горизонтах почвы. Это обстоятельство приводит к ограничению притока кислорода и к сгущению условий анаэробиозиса в почве, чему особенно способствует большая влагоемкость органического вещества.

Анаэробиозис резко заторможивает разложение органического вещества, а следовательно, и вовлечение зольных элементов и азота в новые циклы биологического круговорота, вследствие чего возникает относительный недостаток элементов зольной пищи и азота для растений. В результате недостатка элементов пищи и кислорода в почве луга, рыхлокустовые злаки вытесняются плотнокустовыми злаками, которые, обладая микотрофным типом питания, могут развиваться и в условиях бедности почвенной среды элементами минеральной пищи. Но в силу своей биологической природы плотнокустовые злаки во все возрастающей степени накапливают органическое вещество на поверхности почвы. В этих условиях корни плотнокустовых злаков, отделяясь от минеральной части почвы, распространяются в массе органического вещества, которое по мере прироста вверх становится все беднее элементами зольной пищи, в результате чего плотнокустовые злаки начинают отмирать. И чем больше прирост органического вещества и его отложение на поверхности почвы, тем сильнее его верхние горизонты обедняются элементами зольной пищи и азотом.

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.

Высоцкий считал, что в процессе оглеения, или глееобразования, главную роль играют явления раскисления окиси железа, превращения его в соединения закиси с последующим ее выщелачиванием.

Раскисление происходит под влиянием разлагающихся органических веществ в условиях затруднения или полоног прекращения доступа кислорода воздуха при участии анаэробных микроорганизмов.

При глееобразовании происходит значительное изменение состава и свойств органической и минеральной частей почвы.

Одной из наиболее характерных особенностей глееобразования является восстановление железа. Соединения окисного железа, восстанавливаясь, переходят в соединения двухвалентного, закисного железа.

При длительном и тем более постоянном избыточном увлажнении в условиях устойчивого развития глеевого процесса ионы закисного железа вступают в реакцию с кремнеземом и глиноземом, образуя с ними, как отмечено выше, вторичные алюмо-ферросиликаты, в состав которых входит закисное железо.

Такие минералы в отличие от минералов, содержащих окисное железо, имеют сизоватую, грязно-зеленоватую или голубоватую окраску. Почвенные горизонты, в которых накапливаются эти минералы, называются глеевыми. Если избыточное увлажнение непродолжительное, то сплошной глеевой горизонт может и не образоваться, а вместо него в почвенном профиле появляются отдельные сизоватые или зелено-голубоватые пятна. Такие горизонты называются глееватыми.

Приобретение глеевыми горизонтами специфической окраски связано также с потерей пленок окисного железа с поверхности почвенных минералов, собственная окраска которых придает характерный цвет глею.

Заболачивание суши

Поверхностное заболачивание атмосферными водами происходит главным образом на тяжелых по механическому составу породах и на выровненных территориях, лишенных значительных уклонов местности. Заболачивание почвы атмосферными осдками имеет ту отличитеольную способность, что атмосферные осадки содержат в своем составе очень небольшое количество минеральных соединений, необходимых для питания растений. В начальный период поверхностного заболачивания атмосферными водами, когда в почве создаются анаэробные условия, происходит замедленное разложение растительных остатков и, как следствие этого, повышение содержания органического вещества в гумусовом горизонте (до 15-20%), которое отличается, как правило, широким соотношением между углеродом и азотом. Наряду с увеличением содержания органического вещества происходит и оглеение верхних горизонтов, приводящее к химическим и морфологическим изменениям, характерным для глееватых горизонтов. При этой начальной стадии заболачивания атмосферными водами в таежно-лесной зоне формируется перегнойно-глеево-подзолистая почва. При дальнейшем заболачивании почвы происходит прогрессивное нарастание торфяного горизонта и усиление процесса оглеения, в результате чего образуется торфянисто- или торфяно-подзолисто-глеевые почвы.

Усиление поверхностного заболачивания приводит к образованию торфяно-глеевой почвы, состоящей из торфяного горизонта мощностью не более 50 см и сплошного глеевого горизонта, залягающего ниже торфяного слоя. В дальнейщем при нарастании мощности слоя торфа торфяно-глеевая почва превращается в болотную торфяную почву.

Пстепенно в верхнем горизонте вследствие замедленного разложения отмершей растительности накапливаются полуразложившиеся растительные остатки и он приобретает характер оторфованного горизонта.

При дальнейшем развитии заболачивания на поверхности дерново-глеевых почв начинает формироваться торфяной горизонт и они переходят в болотную почву низинного болота.

Возникшие в тех или иных природных условиях болотные образования не остаются постоянными во времени, а непрерывно изменяются, переходя из одной стадии развития в другую.

Такую эволюцию болотных почв можно наблюдать в природе, когда почвы низинных болот переходят в почвы переходных, а затем и верховых болот.

Заторфовывание водоемов

Основная часть болот, особенно в северной половине европейской части

России, образовалась в результате заболачивания суши; некоторая часть болот образовалась путем заторфовывания водоемов (озер, прудов, заводей рек, ручьев и пр.). Дно таких водоемов обычно постепенно покрывается минеральным илом, приносимым водными потоками. Одновременно водная толща начинает заселяться водными растительными и животными организмами (водоросли, разнообразные моллюски и др.), составляющими планктон. Ежегодно отмирающая масса планктона опускается на дно водоема и, перемешиваясь с минеральным илом, образует сапропель (гниющий ил), который со временем переходит в более твердую органо-минеральную массу, носящую название сапропелита. По мере заполнения водоема сапропелем на нем, начиная от берегов, поселяются землеводные растения – хвощи, камыш, тростник и другие растения, которые после отмирания заполняют бассейн.

Наряду с глубинным зарастанием водоема очень часто на поверхности образуется плавающий ковер, состоящий из растений (трифоль, сабельник, телорез, ряска, плавающий рдест, осоки, мхи и др.).

Постепенно разрастаясь, эти растения образуют сплавину, нижняя часть которой постепенно отрывается и опускается на дно. Растительные остатки, разлагаясь в анаэробных условиях, постепенно образуют мощные слои органического вещества. В этих случаях заторфовывание водоема идет как сверху, так и снизу. После заполнения органической массой всего водоема на поверхности его поселяется разнообразная болотная растительность, и в дальнейшем болотный процесс при соответствующих условиях может проходить последовательно стадии торфяных почв низинного, переходного и верхового болота.