Стрелолист. Водная (на глубине 1,5—2 м) и надводная формы.
Болота образуются в пониженных местах — в котловинах, где застаивается вода, в зарастающих озерах, прудах, медлительно текущих реках. Обилие жидкости определяет темперамент болотной растительности. Она складывается из так называемых гигрофильных, т. е. влаголюбивых растений. Листья у них большей частью широкие, не приспособленные к уменьшению испарения. Корневая совокупность не сильный, поверхностная. В воде намного меньше газообразного кислорода, чем в земле. Исходя из этого в корнях и стеблях гигрофильного растения образуются полости, воздушные ходы, по которым в его подводные части попадает атмосферный кислород.
Каждый год растения отмирают. недостаток кислорода и Обилие влаги мешают полному разложению их остатков, и эти остатки с каждым годом накапливаются. Из них-то и образуется торф. На севере, в особенности в тундре, торфа на болотах нет из-за не сильный прироста растений. Не образуется они в южных районах, в том месте, где болота летом подсыхают и разложение растительных остатков идет исходя из этого стремительнее. Но и в тундре и на юге, так же как и в средней полосе, начинается на болоте лишь влаголюбивая растительность.
Болота распространены на Земле везде, где климат достаточно мокр. Они имеется во всех растительных территориях, не считая полупустынь и пустынь. Но больше всего их на севере лесной территории и в тундре. В случае, если в озере, речной старице, в пруду нет течения либо оно весьма слабо, в водоеме поселяются растения и понемногу затягивают всю его поверхность. Остатки отмирающих растений падают на дно; за многие сотни и десятки лет они заполняют котловину и превращают водоем в болото.
В водоемах с пологими берегами болотная растительность находится концентрическими кругами. В местах громаднейшей глубины (более 6 м) на дне произрастают разные водоросли — светло синий-зеленые, диатомовые, нитчатые (кладофора, вошерия). Эти места именуются поясом микрофитов. На меньших глубинах пояс микрофитов переходит в пояс макрофитов. Тут растут под водой зеленые водоросли — хара, нителла, мхи и кое-какие цветковые растения — рдест узколистный, роголистник (см. ст. «Растения пресных вод»).
Нарастание сплавины. На самом дне лежат минеральные осадки, к примеру мергель (3), поверх него — смесь глинистых осадков и торфа (2). У поверхности воды увеличивается от берега сплавина, складывающаяся из торфяного ила (1). На ней и поселяется болотная растительность.
Ближе к берегу на глубине не меньше трех метров находится пояс широколистных рдестов. Не считая рдестов, тут растет уруть с очень сильно рассеченными страницами, распластанными в толще воды. За этим поясом идет пояс кувшинок: белые водяные лилии, кубышки с желтыми цветами, рдест плавающий. У растений пояса кувшинок корневища скрыты в иле на глубине от 2,5 до четырех метров, а листья — в большинстве случаев широкие, с долгими черешками — плавают на поверхности воды.
На меньших глубинах — от 1,5 до трех метров — начинается пояс камыше й. Камыши, хвощи и тростники образуют тут относительно плотную травянистую массу. Еще ближе к берегу идут: пояс больших осоки пояс небольших осок. В этих двух поясах вода очень сильно прогревается и болотные растения более разнообразны. Не считая осок, тут растут: стрелолист, сусак, ежеголовка, пастуха, ситняг, лютик, ирис болотный. У некоторых из этих растений листья на разной глубине принимают различные формы —подводную, плавающую и надводную. Пояс небольших осок примыкает к самому берегу. Дальше идет уже наземная растительность.
Цветущая веточка багульника.
Ежегодные отложения остатков отмерших растений обмеляют водоем. Растительные пояса сменяют друг друга, передвигаются от берега к центру, сжимая открытую водную поверхность все более тесным кольцом. В итоге наступает время, в то время, когда на месте бывшего водоема остается один пояс небольших осок — водоем преобразовывается в осоковое болото.
Водоемы со спокойной, защищенной от ветра поверхностью довольно часто заболачиваются нарастанием сплавины. Прибрежный моховой ковер, складывающийся из разных зеленых мхов либо одного торфяного мха — сфагнума, образует плавающую на воде более либо менее плотную дернинку. Она разрастается к центру водоема и понемногу покрывает его поверхность. На дернинке поселяются кое-какие болотные растения, значительно чаще вахта, белокрыльник, шейхцерия. Долгие корневища этих растений скрепляют дернинку и тянутся под водой к открытой поверхности, поскольку в том месте больше питательных веществ. Корневища разрастаются и ускоряют нарастание сплавины. В то время, когда толщина дернинки достигает 5-10 см, на ней поселяются клюква и пушица, а после этого и болотные кустарнички — кассандра, андромеда, багульник, морошка. При толщине же сплавины в 1 —1,5 м на ней появляются и деревья — береза, а после этого и сосна. В то время, когда идешь по таковой сплавине, она под ногами колеблется. Часто на ней видятся «окна» — незаросшие либо затянутые узкой растительной пленкой участки над ключами либо громаднейшими глубинами. В «окно» легко провалиться, в нем кроме того возможно утонуть.
Карликовая сосна на болоте. Горизонтальной линией обозначена поверхность болота.
От сплавины всегда опадают на дно водоема растительные остатки, частицы торфа. Падают на дно кроме того целые куски сплавины. Понемногу котловина заполняется торфом, и водоем преобразовывается в болото. Время от времени в одном и том же водоеме идет одновременно и зарастание болотной растительностью и образование сплавины.
Но болото может появиться не только из водоема. В средних и северных широтах довольно часто происходит заболачивание участков суши — лесов, лугов, тундры. Время от времени заболачиваются луга —в том месте, где имеется избыток жидкости: на лесных полянах, на протяжении речек и ручьёв, у выхода ключей. Особенно довольно часто заболачиваются лесные вырубки и гари. В лесу грунтовые воды находятся на громадной глубине, поскольку деревья корнями высасывают их из поверхностных слоев земли и испаряют через кроны. По окончании вырубки леса либо пожара уровень грунтовых вод увеличивается. На мокрой земле появляется моховой покров —сперва зеленые болотные мхи, а после этого и сфагновые. Нижние части моховых дернин отмирают, но абсолютно разложиться не смогут: в увлажненной земле мало кислорода, довольно много кислот, и бактерии, разлагающие растительные остатки, не смогут развиваться в ней достаточно интенсивно. Под моховой дерниной начинает образовываться торф. На моховом ковре поселяются травянистые болотные растения, после этого кустарниковые и, наконец, деревья.
Как бы болото ни появилось — из заросшего водоема либо из заболоченной суши — сначала оно снабжается грунтовыми водами, каковые богаты минеральными солями. В большинстве случаев это низинные болота. У них плоская поверхность, и они заполняют впадины, низины. На ковре зеленых мхов тут растут разные осоки, образующие кочки, злаки, хвощи, болотные растения с широкими страницами — сабельник, вахта. На более ветхих болотах появляются березы, ивы, ольха.
Схема образования верхового болота: 1 — фаза атмосферного питания; 2 — фаза грунтового питания; 3 — фаза смешанного питания; 4 — грунт.
Нарастание торфа идет стремительнее на кочках и около пней. Понемногу поверхность болота увеличивается, и оно отрывается от питания грунтовой водой. Возвышенные участки болота приобретают воду только из воздуха. В таковой воде практически нет солей, и она бедна питательными веществами. Не всякое растение может с этим мириться. Происходит смена растительности. На возвышениях поселяются сфагновые мхи и сопутствующие им растения, к примеру пушица, клюква, Кассандра. А в низинках, между кочками болото еще питается грунтовыми водами. Такое болото именуется переходным либо болотом смешанного питания.
Мох сфагнум: 1 — неспециализированный вид растения; 2 — часть страницы при громадном повышении: а — хлорофиллоносные клетки, б — водоносные клетки, в — поры.
Понемногу все большинство болотной поверхности отрывается от грунтовых вод, пока, наконец, все болото не переходит на атмосферное питание и делается верховым болото м. Поверхность болота делается выпуклой, и его середина возвышается над окраинами на 2, а время от времени и более чем на 5 м. Торфяной слой достигает в таком болоте 6-10 м.
На верховых болотах целой сфагновый ковер, исходя из этого их время от времени именуют сфагновыми.
При предстоящем нарастании торфа его верхние участки не смогут взять достаточного увлажнения и понемногу разрушаются. Поверхность болота начинает расчленяться на возвышенные участки (гряды, кочки) и пониженные (мочажины, веретья). На повышенных, более сухих участках поселяются не высокий, время от времени кроме того карликовая, болотные и сосна кустарнички.
На обводненных веретьях и мочажинах ни деревьев, ни кустарников нет. Тут целый сфагновый ковер, на котором растут болотные травы — осоки, шейхцерия, ринхоспора и др.
Такая смена типов болота характерна для северной и средней территории СССР. На юге лесной территории видятся в большинстве случаев низинные болота и редко — переходные, в степной зоне и лесостепи — лишь низинные.
Накапливающийся в болотах торф имеет огромное значение для народного хозяйства. В торфе низинных болот довольно много питательных веществ, и он употребляется в сельском хозяйстве на удобрение. Сфагновый торф верховых болот — красивое горючее, поскольку он оставляет при сгорании мало золы. На нескольких больших электростанциях в СССР, а также на Шатурской, невдалеке от Москвы, приобретают электричество, сжигая в топках торф.
Помимо этого, торф идет на изготовление теплоизоляционных плит, и из него приобретают полезные химические продукты методом сухой перегонки (см. ст. «Как образуется и как употребляется торф»).
У росянки каждый год образуется новая розетка листьев. По остаткам этих розеток возможно выяснить толщину торфяного слоя, нарастающего каждый год.
самый ценный торф образуется в верховых болотах из мха сфагнума. На Земле известно более 350 видов сфагнума. В СССР видится 43 вида, распространенных в большинстве случаев в лесной территории.
У сфагнума необычное строение, которое снабжает ему накопление и быстрое всасывание воды. На вершине стебелька сфагнума густым пучком расположены почковидные веточки, ниже на стебле — мутовки более долгих и узких веточек, идущих от стебля горизонтально. В каждой мутовке имеется еще свисающие веточки, хорошо окружающие стебель и одевающие его как бы чехлом. Все веточки несут спирально расположенные листья, в большинстве случаев ланцетной, реже круглой формы. Листья сфагнума складываются из двух видов клеток: узкие зеленые — содержат хлорофилл; большие, широкие и бесцветные — заполнены водой, легко и скоро проникающей вовнутрь клеток через отверстия (поры) в оболочке клеток. На долю водоносных клеток приходится до ? поверхности страницы, этим и разъясняется очень громадная влагоемкость сфагнума. Многие виды его смогут впитать воды в 37,5 раза больше собственного веса.
Поверхность сфагнового болота каждый год увеличивается. В средней полосе сфагнум за год вырастает на 4-8 см. Скоро растущая дернина может захоронить в себе цветковые растения, и все они так или иначе приспособились, дабы не отставать в росте от сфагнума. У большинства болотных кустарничков — у вереска, Кассандры, андромеды — в любом месте стебля смогут появляться придаточные корни. Нижние части кустарничка, захороненные в торфе, отмирают, а на верхних — образуются новые корни. Другие растения, к примеру клюква, стелются долгими плетями по поверхности сфагнового ковра. Корневища у пушицы, некоторых осок, сабельника растут косо вверх. Весной из корневищ этих долгих растений вырастают стебли, и они оказываются выше сфагнума. У росянки каждый год образуется розетка листьев, лежащая на поверхности сфагнового ковра. Раскапывая дернину сфагнума, возможно найти розетки росянки за 5—10 лет и, отмерив длину межрозеточных расстояний, выяснить быстроту нарастания сфагнового ковра.
У сосны нет на стволе придаточных корней. Поселившись на сфагновом болоте, она обрастает торфом. Через пара лет ее корни оказываются на громадной глубине. Распилив ствол сосны около корней, в области корневой шейки, возможно выяснить быстроту нарастания торфа. Для этого нужно поделить толщину торфяного слоя, наросшего от корней сосны до поверхности болота, на число годичных колец, видимых на срезе ствола. Прирост торфа на верховых болотах Европейской части СССР, измеренный таким методом, был равным 0,75 — 1,00 см в год.
Определение прироста торфа по сосне: 1 — поверхность сфагнового ковра; 2 — корневая шейка сосны.
Верховые болота приобретают влагу из осадков , бедных минеральными веществами. Растения особенно остро чувствуют дефицит азотистых солей. В простой земле большинство таких солей образуется в следствии разложения остатков отмерших растений. Но в болоте эти остатки не смогут разложиться абсолютно. Кое-какие болотные растения восполняют дефицит азота, улавливая насекомых и растворяя их тела в собственном соке (см. ст. «Насекомоядные растения»).
Все предметы, попавшие в торф и захороненные в его толще, сохраняются многие века практически без трансформаций. В Германии в одном из баварских болот был отыскан средневековый рыцарь в доспехах. В Австрии в болоте Лейбах 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 годом н. э.
В торфе находят остатки доисторического человека, предметы его домашнего обихода, свайные постройки и т. д.
Громаднейший интерес для науки воображает сохранившаяся в торфе пыльца деревьев и кустарников, споры мхов и папоротников. Выявив под микроскопом эти споры и пыльцу, возможно выяснить, какая растительность окружала болото в разные периоды и какая пришла ей на смену. А следовательно, мы можем делать выводы и об трансформациях климата в этом районе.
Изучением пыльцы в болотах СССР и Западной Европы установлено, что по окончании ледникового периода климат в Европе изменялся неравномерно. На северо-западе Европейской части СССР сразу же по окончании отступания ледника стали формироваться болота северного, тундрового типа. Тут, в придонных слоях торфяников, отысканы остатки тундровых растений — карликовой березки, куропаточьей травы. Климат тогда был жёстким и холодным. Из деревьев росли тут только берёза и сосна. Лишь их пыльца и видится в придонных слоях торфяника. Выше в торфе появляется пыльца ели, но скоро опять исчезает. Еще выше сохранилась пыльца теплолюбивых деревьев и кустарников — дуба, липы, клена, вяза, орешника. Сейчас широколиственные леса, складывающиеся из таких деревьев, расположены существенно южнее. Следовательно, в то время климат на северо-западе Европейской части СССР был намного теплее современного. В этих же средних слоях торфа попадаются большие пни сосны. Разумеется, болота в то время пересыхали, и на них росли высокоствольные сосны. В верхних слоях торфяников пыльца теплолюбивых деревьев исчезает и появляется берёзы и пыльца ели. Это говорит о том, что за последние 2000—2500 лет средняя температура на северо-западе понизилась, а климат стал более мокрым.
Распространение водного растения наяда.
Так, у отечественных болот не только собственная сложная история, они сами — как бы природная летописная книга, на страницах которой сохранились сведения о растительности и климате прошлых эр.Пыльцевой способ разрешает установить и полный возраст торфяников: в средней полосе Европейской части СССР — от 5000 до 8000 лет.