15. Характерні стадій розвитку болотних масивів

Процес розвитку болотних масивів зовні проявляється в такій послідовності:

1. В поступовому накопиченні торфу, збільшенні його товщини та висоти на поверхні болота відносно початкової поверхні ґрунту або початкового рівня водойми.

2. В розповсюдженні болота в ширину.

3. В поступовій зміні рослинності на поверхні болота.

4. В зміні гідрологічних умов і водного режиму болота.

5. В зміні рельєфу поверхні болота та утворенні особливої гідрографічної мережі.

6. В ерозійних процесах, що призводять до утворення на болотних масивах струмків та озер.

Розвиток болотних масивів на мінеральних ґрунтах може здійснюватися або шляхом поширення процесу заболочування від центральних ділянок зони заболочування до периферії (центрально - оліготрофний хід розвитку болотного масиву), або навпаки, від периферії до центру (периферійно - оліготрофний хід розвитку болотного схилу).

Центрально - оліготрофний хід розвитку властивий болотним масивам, що утворилися в замкнених безстічних або напівзамкнених (стічних) котловинах. Дно котрих характеризується загальним напрямком уклонів від периферії до центру западини.

Периферійно - оліготрофний хід розвитку властивий болотним масивам, що утворилися в умовах сильно пересиченої місцевості, в відносно вузьких долинах, що мають більш - менш значний уклін дна і стік води вздовж долини.

Сукупність рослинних асоціацій, що виникає при надмірному водно-мінеральному живленні, характерному для умов низинних боліт, утворює так звану евтрофну болотну рослинність.

Рослинність, що розвиваються на болотах в умовах бідного живлення мінеральними солями при водному живленні за рахунок атмосферних опадів і слабій проточності вод, що характерно для верхових боліт, називають оліготрофною болотною рослинністю.

Виділяють ще мезотрофну болотну рослинність, що об’єднує води болотних рослин не вимогливих до мінералізації болотних вод, які проростають на збіднених солями водах в умовах середньої та слабої проточності.

Евтофна, мезотрофна і оліготрофна рослинність боліт часто називається відповідно низинною, перехідною та верховою рослинністю.

При центрально - оліготрофному ході розвитку болотного масиву зміна евтрофної рослинності на мезотрофну, а потім оліготрофну проходить спочатку в центральних ділянках, найбільш віддалених від границь болотного масиву, з мінеральними землями.

На окраїнах масиву, в місці контакту із суходолом, евтрофна і мезотрофна рослинність зберігається часто для пізніх стадій розвитку масиву. якщо проточність води і мінеральне живлення на периферіях масиву, зменшується в незначній мірі і мінеральне живлення на периферії масиву зменшується в незначній мірі у процесі накопичення торфу.

При периферійно - олігарфіному ході розвитку болотного масиву зміна евтрофної і мезотрофної болотної рослинності спочатку проходить на периферії масиву, а лише потів в його центральних частинах.

16. Живлення та водний баланс боліт. Рух води в болотах

Болота живляться атмосферними опадами у вигляді дощу або снігу, поверхневими та ґрунтовими водами, а також водами річок і озер. Залежно від кліматичних факторів, рельєфу території, типу болота, форми його поверхні переважає той або інший вид живлення.

Атмосферні опади випадають безпосередньо на поверхню болота, тому верхові болота живляться в основному за їхній рахунок. Поверхневі води, які стікають з підвищених ділянок, живлять низинні та перехідні болота. Ґрунтові води відіграють велику роль у живленні торф'яних відкладів і є основним джерелом живлення боліт усіх типів. Річкові та озерні води надходять на болота в період стояння високих вод. Цими водами живляться заплавні та притерасові болотні масиви.

Атмосферні, поверхневі й ґрунтові води є складовими прибуткової частини водного балансу боліт. У видатковій частині його значна доля припадає на сумарне випаровування, менша — на стік з боліт.

Охарактеризувати співвідношення елементів водного балансу верхових боліт можна такими показниками. Живлення боліт в основному складається з атмосферних опадів (100 %). У теплу пору року (травень - жовтень) у видатковій частині водного балансу на стік припадає біля 20 %, а на випаровування — біля 80 %. Більша частіша вологи випаровується в травні — липні, коли опадів мало, тому зменшується запас вологи в болоті і стік з боліт в цей час становить біля 5 % величини випаровування. Стік з боліт переважає (близько 75 % річної суми) в зимово-весняний період. Запаси вологи в болотах поповнюються восени до замерзання боліт. Сумарне випаровування та режим його з різних типів боліт залежить від транспіруючої здатності мохової, трав'яної і деревної рослинності, висоти стояння рівня води відносно поверхні болота та кліматичних особливостей місцевості.

Якщо позначиш елементи прибуткової частини водного балансу боліт через X — атмосферні опади, — притік поверхневих вод, — притік підземних (ґрунтових) вод, а елементи видаткової частини через — випаровування. — — поверхневий, — — підземній відтік, то рівняння водного балансу можна записати в такому вигляді рівняння:

, (16.1)

де .за інтервал часу у болоті може відбутися накопичення вологи або її витрачання ( ). Для різних типів боліт кількість членів рівняння водного балансу може змінюватись. Наприклад, для верхових боліт члени рівняння , та і (болото живиться лише атмосферними опадами) дорівнюють нулю.

Співвідношення складових водного балансу боліт змінюється в часі. Зміна умов живлення боліт спричиняється до коливання рівня ґрунтових вод, який знаходиться біля поверхні болота і реагує на зміну складових водного балансу, що визначає водний режим боліт (рис. 16. 1).

Рис. 16. 1. Сезонні коливання рівня ґрунтових вод відносно поверхні болота в умовах помірного клімат

Рух води в болотах відбувається залежно від стану, в якому вона знаходиться. Переважна частина води перебуває у зв'язаному стані у вигляді внутрішньоклітинної, адсорбованої, хімічно зв'язаної та капілярної вологи. Вільна вода знаходиться у великих капілярах, порах торфу, а також у руслах болотних струмків, озерцях, трясовинах.

Рух вільної води здійснюється або шляхом фільтрації .в рослинному очосі і торфовій масі, або шляхом вільних потоків по поверхні болота. За водопровідністю болотний масив являє собою дуже неоднорідну масу. Верхній його шар, складений живим рослинним покривом і моховим очосом, мас набагато вищу водопровідність, ніж основна торфова маса, особливо її нижні шари.

За своїми фізичними властивостями (водопроникність, фільтрація тощо), гідрологічними, гідрохімічними та біохімічними процесами верхній шар болотних масивів істотно відрізняється від усього торф'яного відкладу. Це дає можливість виділити в болотному масиві два основних шари (горизонти): верхній — активний, діяльний та нижній — інертний (рис. 16. 2).

Рис. 16. 2. Схема будови торф'яного відкладу (а) та діяльного і інертного шарів (б) верхового болота: 1 — мінеральне дно; 2 — сапропель; 3 — очеретяний торф, 4 — хвощовий торф, 5 — осоковий торф, 6 — лісовий торф, 7 — гіпсовий торф, 8 — шейхцерівво - ефагновий торф, 9 — пухівково - сфагновий торф, 10 — сфагновий торф, 11 — поверхня болота, 12 — рівень ґрунтових вод, 13 — нижній горизонт діяльного шару, 14 інертний шар

Діяльний шар болота характеризується інтенсивним вологообміном з атмосферою та оточуючими болото територіями; періодичними коливаннями в його межах рівнів ґрунтових (болотних) вод і змінним вмістом вологи; високою водопроникністю та водовіддачею і швидкою зміною (зменшенням) їх з глибиною; періодичним доступом повітря в пори, які звільнились від води пріг зниженні рівня ґрунтових вод; великою кількістю аеробних бактерій та мікроорганізмів, котрі сприяють процесам торфоутворення: наявністю рослинного покриву, що складає верхній шар діяльного горизонту.

На відміну від діяльного горизонту, інертний горизонт характеризується постійною кількістю води протягом року; повільним вологообміном з підстилаючою поверхнею, яка складена торф'яними відкладами; низькою водопроникністю торфу; відсутністю доступу повітря в пори торфу відсутністю аеробних бактерій і загальним зменшенням кількості мікроорганізмів.

Межею між діяльним та інертним горизонтами є середнє положення мінімального рівня ґрунтових вод у болоті.

Швидкість руху води у торфовій масі залежить від її водопровіднsсті, показником чого є коефіцієнт фільтрації, який, у свою чергу, залежить від ступеня розкладання торфу. Швидкість фільтрації у верхніх шарах болота може досягати кількох десятків і навіть сотень метрів за добу, тимчасом як в інертному шарі вона становить максимум 6 м на рік. Отже, швидкість витікання води з болотних масивів шляхом фільтрації визначається в основному водопропускною здатністю верхнього шару.

Внаслідок значних величин коефіцієнта фільтрації в діяльному горизонті, дощові води, які випадають на болото, не затримуються на його поверхні, а швидко просочуються до рівня фунтових вод. Тому вода по поверхні болота, як правило, не стікає. Мала водопроникність торфу, котра зумовлює повільний рух в ньому води, спричиняється до того, що деякі типи боліт поглинають воду і витрачають її значною мірою на випаровування, віддаючи на живлення річок незначну частину.

Висота рівня ґрунтових вод та його коливання залежать від тішу болотних мікроландшафтів і рельєфу поверхні болота. Найнижчий рівень ґрунтових вод у лісових болотних мікроландшафтах. Середній рівень ґрунтових вод у знижених елементах рельєфу на 30 … 40 см нижче поверхні болота. Зі зменшенням висоти та густоти дерев середній рівень ґрунтових вод підвищується, а амплітуда коливань зменшується. На мохових болотах (без деревної рослинності) рівень ґрунтових вод найвищий, а амплітуда коливань протягом року найменша.