Торфяное болото

Эта статья — о болоте. О других отложениях торфа см. Торфяник.

Торфяное болото

Торфяное болото (иногда торфяник ) — болото со слоем торфа толщиной не менее 20—30 см. Такие болота, как правило, старше обычных болот. Торф является хорошим удобрением и благоприятствует развитию растительности. В результате процесса накопления минерала корневая система основной массы растений располагается в слое торфа, но не достигает минерального грунта.

Общая площадь торфяных болот в мире примерно составляет 3 500 000 км², из них около 50 % — с глубиной торфа более полуметра. Наибольшие территории, занятые торфяными болотами, сосредоточены в Белоруссии, Канаде, Финляндии, США, России.

Как и все болота, торфяники с гидрологической точки зрения являются озёрами, а с точки зрения их использования — сушей. Интерес к изучению болот в России появился в XVIII—XIX веках в связи с добычей торфа и использованию осушенных торфяников в сельском хозяйстве.

Торфяные болота и торфяники

Основная статья: Торфяник

Термин «торфяник» часто употребляют по отношению к торфяному болоту, в частности, его торфяным залежам. Наиболее полно данный термин соответствует ситуации, в которой торфяное болото осушено либо же естественным путём дренировано, в связи с чем оно утратило часть определяющих для болота характеристик — избыточное увлажнение, иногда и специфичность растительного покрова. Хотя понятия «торфяное болото» и «торфяник» часто могут употребляться как синонимы, первое из них шире по своему содержанию, чем второе. Торфяное болото предполагает наличие избыточной влаги, типичной характерной болотной растительности и собственно торфяного слоя, в то время как торфяник может сохранять из этого комплекса признаков только торфяные залежи (торфяником иногда называют торфяное месторождение).

Образование торфяных болот

Торфяные болота образуются в течение длительного времени по мере заболачивания водоёмов (главным образом озер) и низменностей (долины рек, лощины). В нижних слоях торфяников может присутствовать пресноводный ил — сапропель. Простейшая схема заторфовывания местности выглядит следующим образом:

Стадии развития торфяника

• Начальная стадия — заболачивание суши или зарастание водоема: поступает достаточное количество грунтовых вод, формируются низинные болота с богатой растительностью.
• Вторая стадия: происходит нарастание торфа, снижается грунтово-водное питание, в результате образуется болото переходного типа. Первый признак таких болот — появление сфагновых мхов.
• Третья стадия — образование верхового болота. Водопитание здесь осуществляется за счёт атмосферных осадков. Эдификаторы болот — сфагновые мхи (иногда с редким древесным ярусом).

Иногда развитие торфяника идёт по другому сценарию — тогда болото будет состоять преимущественно из переходного, или даже из верхового типа торфов.

По мере накопления торфа образуются торфяные залежи, которые могут иметь прослойки. Развитая торфяная залежь представляет собой органогенное горное образование мощностью 6-8 метров, в отдельных случаях — 10 метров. Современные торфяные залежи представляют собой молодые поверхностные образования возрастом около 12 тысяч лет.

Значение для археологии

См. также: Болотные мумии

Торфяные болота служат источником находок для палеобиологии и археологии — в них находят хорошо сохранившиеся остатки растений, пыльцу, семена, тела древних людей. Благодаря способности торфа консервировать органические остатки (в частности, мягкие ткани животных и человека), которые не сохраняются надолго в минеральных почвах, появился новый источник знаний о древней истории — торфяниковые памятники. К ним относятся различные объекты, имеющие органическую природу

Тело 3-летней девочки, жившей на рубеже нашей эры, которое было извлечено из торфяника в Шлезвиг-Гольштейне

• выполненные из древесины остатки жилищ, орудий труда, предметов быта, предметов искусства и культового значения,
• выполненные из кожи и шкур животных остатки одежды, обуви, плетеных веревок, креплений, полотен хозяйственного назначения,
• выполненные из рога и кости остатки орудий труда и охоты, предметов быта, предметов искусства и культового значения,
• остатки древней растительности,
• останки древних животных,
• мумифицированные останки людей — так называемые болотные мумии.

Консервационные свойства торфяников

Торфяник отличается рядом факторов, способствующих сохранности органических материалов:

• обилие влаги со слабой проточностью замедляет испарение влаги из органики;
• низкая теплопроводность торфа дольше сохраняет низкие температуры;
• бедность торфа минеральными питательными веществами, затрудняющая деятельность растений;
• наличие в ряде слоев антисептических веществ, затрудняющее деятельность разлагающих микроорганизмов;
• наличие в глубинных слоях токсичных веществ, затрудняющее деятельность разлагающих микроорганизмов;
• отсутствие доступа кислорода на глубине свыше 15 сантиметров, затрудняющее деятельность разлагающих микроорганизмов.

Обилие влаги в торфяниках, лишенных доступа грунтовых вод, обусловлено их высокими абсорбентными свойствами и низкой водопроводимостью.

Влажность торфов составляет 90-95 %, несмотря на некоторые колебания, значения которых могут снижаться до 45 %. В торфах различных видов вода в течение 40 суток поднимается не более чем на 15 сантиметров, в то время как в минеральных почвах — более чем на полметра.

Сфагновые мхи имеют капиллярную структуру (гиалиновые клетки) с хорошими абсорбирующими свойствами. Слаборазложившиеся сфагновые торфы способны поглощать до 1700 % влаги от сухой массы, а сильноразложившиеся — до 500—100 %.

Сфагнум обладает высокой гигроскопичностью, стерилизованный, он действует в три раза интенсивнее гигроскопической ваты. Благодаря этому сфагновый торф способен поглощать даже водяные пары.

Недостаток кислорода в торфяниках связан с обилием влаги и её слабым передвижением. По мере накопления воды в торфе вода вытесняет и замещает воздух; иногда при уменьшении уровня воды в торфе образуются безвоздушные полости. Это значительно затрудняет деятельность разлагающих микроорганизмов: актиномицетов, плесневых и дрожжевых грибов, которые относятся к аэробам. Кислород сохраняется лишь в поверхностных слоях, где содержание его незначительно (12 мг/м³). Доступ кислорода к верхним слоям торфа увеличивается в редкие периоды его пересыхания, мощность такого слоя составляет от 0,15 до 1 метра, и уменьшается с течением времени. Отсутствие кислорода препятствует не только разложению органики, но и другим окислительным процессам (образованию ржавчины, патины и т. д.)

Активность аэробных разлагающих микроорганизмов обусловлена также климатическими особенностями. В более сухие периоды жизнедеятельность их становится интенсивнее, они размножаются быстрее, вследствие этого откладываются торфа более высокой степени разложения. Во влажном бореале активность аэробных микроорганизмов была понижена.

Низкие температуры на болотах связаны с моховой растительностью, обладающей плохой теплопроводностью, температура в корневом слое растений всегда ниже на 3-4 градуса. Низкая теплопроводность торфяников ведет к образованию на них ночных заморозков, температура нижних переохлажденных слоев и верхних нагретых — не выравнивается. Весной торф оттаивает медленно, раннее наступление и позднее прекращение заморозков приводит к тому, что существовать на болоте могут только растения с непродолжительными фазами развития, такие как сфагнум.

Наличие в сфагнуме фенолов, которые подавляют деятельность микроорганизмов, ведет к замедлению разложения органики на торфяниках. Антисептическая способность сфагнов такова, что они используются в медицине как перевязочный материал при гнойных ранах.

В целом, процессы разложения в сфагновых торфяниках, несмотря на значительное замедление, не прекращаются даже в глубоких слоях залежи (до 6 м), близких к вечной мерзлоте. Выделение метана из нижних слоев и образование сероводорода свидетельствует о медленных процессах вторичного разложения без участия кислорода. В данном случае деятельность микроорганизмов гораздо менее активна и протекает за счет продуктов раннего разложения органических остатков другими микроорганизмами.

В литературе

• «Кладовая солнца» — сказка-быль русского писателя Михаила Пришвина (1945), в которой действие происходит на торфяном болоте, называемым автором «кладовой солнца».

Литература

• Торфяники // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
• Борис Степанович Маслов. Гидрология торфяных болот. — Томск: Издательство Томского государственного педагогического университета, 2008. — 424 с. — ISBN 978-5-89428-268-8.
• Доктуровский В. С. Торфяные болота. Происхождение, природа и особенности болот СССР. — 2-е изд. — М.—Л., 1935.
• Кац Н. Я. Болота и торфяники: пос. для ун-тов. — Учпедгиз, 1941. — 399 с.
• Пьявченко Н. И. Торфяные болота, их природное и хозяйственное значение. — М.: Наука, 1985. — 152 с.