Болото или болотистая местность — это водно - болотное угодье , которое накапливает торф в виде отложений мертвых растительных материалов — часто мхов , как правило, сфагнового мха. [1] Это один из четырех основных типов водно-болотных угодий . Другие названия болот включают трясину, мхи, трясину и торфяник; щелочные болота называются торфяниками. [необходимо разъяснение] Болото — это еще один тип болота , встречающийся в лесах штатов побережья Мексиканского залива в Соединенных Штатах. [2] [3] Они часто покрыты вереском или кустарниками вереска, укорененными в сфагновом мхе и торфе. Постепенное накопление разложившегося растительного материала в болоте выполняет функцию поглотителя углерода . [4] [5]
Болота возникают там, где вода на поверхности земли кислая и бедная питательными веществами. Болота обычно находятся на пресноводной мягкой губчатой почве, которая состоит из разложившегося растительного материала, известного как торф. Они, как правило, встречаются в более прохладном северном климате и образуются в плохо дренируемых озерных бассейнах. [6] В отличие от болот , они получают большую часть своей воды из осадков, а не из богатой минералами грунтовой или поверхностной воды. [7] Вода, вытекающая из болот, имеет характерный коричневый цвет, который возникает из-за растворенных торфяных танинов . В целом, низкое плодородие и прохладный климат приводят к относительно медленному росту растений, но разложение происходит еще медленнее из-за низкого уровня кислорода в насыщенных болотных почвах. Следовательно, накапливается торф. Большие площади ландшафта могут быть покрыты торфом на много метров в глубину. [1] [8]
Болота характеризуются особыми сообществами видов животных, грибов и растений и имеют большое значение для биоразнообразия , особенно в ландшафтах, которые в противном случае были бы заселены и возделывались.
Болота широко распространены в холодном умеренном климате , в основном в бореальных экосистемах в Северном полушарии . Крупнейшими водно-болотными угодьями в мире являются торфяные болота Западно- Сибирской низменности в России , которые занимают более миллиона квадратных километров. [9] Крупные торфяные болота также встречаются в Северной Америке, особенно в низменности Гудзонова залива и бассейне реки Маккензи. [9] Они менее распространены в Южном полушарии, причем крупнейшим является Магелланово болото , охватывающее около 44 000 квадратных километров (17 000 квадратных миль) на юге Южной Америки. Сфагновые болота были широко распространены в Северной Европе [10], но часто расчищались и осушались для нужд сельского хозяйства. В статье под руководством Грэма Т. Суиндлза в 2019 году показано, что торфяники по всей Европе подверглись быстрому высыханию в последние столетия из-за воздействия человека, включая осушение, вырубку торфа и сжигание. [11] Экспедиция 2014 года, отправившаяся из деревни Итанга, Республика Конго , обнаружила торфяное болото «размером с Англию », которое простирается до соседней Демократической Республики Конго . [12]
Как и все водно-болотные угодья, трудно дать строгое определение болотам по ряду причин, включая различия между болотами, промежуточную природу водно-болотных угодий как промежуточного звена между наземными и водными экосистемами и различные определения в системах классификации водно-болотных угодий. [13] [14] Однако существуют характеристики, общие для всех болот, которые обеспечивают широкое определение: [7]
Поскольку все болота содержат торф, они являются типом торфяников. Как экосистема, производящая торф, они также классифицируются как болота , наряду с низинными болотами. Болота отличаются от низинных болот тем, что низинные болота получают воду и питательные вещества из богатых минералами поверхностных или грунтовых вод, в то время как низинные болота получают воду и питательные вещества из осадков. [7] Поскольку низинные болота снабжаются богатой минералами водой, они, как правило, варьируются от слегка кислых до слегка щелочных, в то время как болота всегда кислые, потому что в осадках отсутствуют растворенные минералы (например, кальций , магний , карбонат ), которые действуют как буфер естественной кислотности атмосферного углекислого газа . [7] География и геология влияют на гидрологию: поскольку содержание минералов в подземных водах отражает геологию коренных пород, может быть большая изменчивость в некоторых распространенных ионах (например, марганец , железо ), в то время как близость к прибрежным районам связана с более высокими концентрациями сульфата и натрия . [15]
С болотной средой обитания связано множество узкоспециализированных животных, грибов и растений. Большинство из них способны переносить сочетание низкого уровня питательных веществ и заболачивания. [1] : гл. 3 Сфагнум, как правило, обилен, наряду с вересковыми кустарниками. [16] Кустарники часто вечнозеленые, что может способствовать сохранению питательных веществ. [17] В более сухих местах могут встречаться вечнозеленые деревья, и в этом случае болото сливается с окружающими просторами бореального вечнозеленого леса. [18] Осоки являются одним из наиболее распространенных видов травянистых растений. Плотоядные растения, такие как росянки ( Drosera ) и кувшинковые растения (например, Sarracenia purpurea ), приспособились к условиям с низким содержанием питательных веществ, используя беспозвоночных в качестве источника питательных веществ. Орхидеи приспособились к этим условиям с помощью микоризных грибов для извлечения питательных веществ. [1] : 88 Некоторые кустарники, такие как Myrica gale (болотный мирт), имеют корневые клубеньки , в которых происходит фиксация азота , тем самым обеспечивая еще один дополнительный источник азота. [19]
Болота признаны значительным/специфическим типом среды обитания рядом правительственных и природоохранных агентств. Они могут служить средой обитания для млекопитающих, таких как карибу , лоси и бобры , а также для видов гнездящихся куликов, таких как сибирские журавли и желтоногие гуси . Болота содержат виды уязвимых рептилий, таких как болотная черепаха . [20] Болота даже имеют отличительные насекомые; английские болота являются домом для желтой мухи, называемой волосатой канареечной мухой ( Phaonia jaroschewskii ), а болота в Северной Америке являются средой обитания для бабочки, называемой болотной медянкой ( Lycaena epixanthe ). В Ирландии живородящая ящерица , единственная известная рептилия в стране, обитает в болотах. [21]
Великобритания в своем Плане действий по сохранению биоразнообразия определяет болотные местообитания как приоритет для сохранения. Россия имеет большую систему заповедников в Западно -Сибирской низменности . [22] Самый высокий статус охраны имеют заповедники ( категория IV МСОП ); Гыданский [23] и Юганский являются двумя яркими примерами. [ необходима цитата ]
Болота — это хрупкие экосистемы, и они быстро приходят в упадок, как недавно обнаружили археологи и ученые. Костный материал, найденный в болотах, начал быстро портиться с первых анализов в 1940-х годах. [24] Было обнаружено, что это происходит из-за колебаний уровня грунтовых вод и повышения кислотности [25] в нижних слоях болот, что влияет на богатый органический материал. Многие из этих участков были пропитаны кислородом до самых нижних уровней, который сушит и растрескивает слои. Были некоторые временные решения, чтобы попытаться исправить эти проблемы, такие как добавление почвы в верхнюю часть находящихся под угрозой участков, но они не работают в долгосрочной перспективе. [24] Причиной, вероятно, являются экстремальные погодные условия, такие как сухое лето, поскольку они снижают количество осадков и уровень грунтовых вод. Предполагается, что эти проблемы будут только усугубляться с повышением глобальной температуры и изменением климата. Поскольку болотам требуются тысячи лет, чтобы сформироваться и создать богатый торф, который используется в качестве ресурса, после их исчезновения их чрезвычайно трудно восстановить. Арктические и субарктические круги, где много болот, нагреваются на 0,6 °C за десятилетие, что вдвое больше, чем средний мировой показатель. Поскольку болота и другие торфяники являются поглотителями углерода, они выделяют большое количество парниковых газов по мере нагревания. [26] Эти изменения привели к резкому сокращению биоразнообразия и популяций видов торфяников по всей Северной Европе. [24]
Болотные местообитания могут развиваться в различных ситуациях в зависимости от климата и рельефа. [27]
Болота можно классифицировать по их топографии, близости к воде, способу пополнения и накоплению питательных веществ. [28]
%E2%80%93Valle_Carbajal_01.jpg/1280px-ARG-2016-Aerial-Tierra_del_Fuego_(Ushuaia)%E2%80%93Valle_Carbajal_01.jpg)
Они развиваются в пологих долинах или ложбинах. Слой торфа заполняет самую глубокую часть долины, а ручей может протекать по поверхности болота. Болота в долинах могут развиваться в относительно сухом и теплом климате, но поскольку они зависят от грунтовых или поверхностных вод, они встречаются только на кислых субстратах. [ необходима цитата ] [ необходима уточнение ]
Они развиваются из озера или плоской болотистой местности, на некислых или кислых субстратах. На протяжении столетий происходит прогрессия от открытого озера к болоту, к низинному болоту ( или, на кислых субстратах, к долинному болоту), к карру , поскольку ил или торф накапливаются в озере. В конце концов, торф накапливается до уровня, где поверхность земли становится слишком плоской для того, чтобы грунтовые или поверхностные воды могли достичь центра водно-болотного угодья. Эта часть, таким образом, становится полностью дождевой (омбротрофной), и полученные кислые условия позволяют развиться болоту (даже если субстрат некислый). Болото продолжает образовывать торф, и со временем неглубокий купол болотного торфа превращается в верховое болото. Купол обычно имеет высоту в несколько метров в центре и часто окружен полосами низинного болота или другой водно-болотной растительности по краям или вдоль берегов ручьев, где грунтовые воды могут просачиваться в водно-болотное угодье.
Различные типы верховых болот можно разделить на:
В прохладном климате с постоянно высоким количеством осадков (более 235 дней в году) поверхность земли может оставаться заболоченной большую часть времени, что обеспечивает условия для развития болотной растительности . В этих обстоятельствах болото развивается как слой, «покрывающий» большую часть земли, включая вершины холмов и склоны. [29] Хотя покрывное болото чаще встречается на кислых субстратах, при некоторых условиях оно может также развиваться на нейтральных или даже щелочных , если обильная кислая дождевая вода преобладает над грунтовыми водами. Покрывное болото может возникать в более сухом или теплом климате, потому что в этих условиях вершины холмов и наклонная земля высыхают слишком часто для образования торфа — в промежуточном климате покрывное болото может быть ограничено территориями, которые затенены от прямого солнечного света. В перигляциальном климате может возникать узорчатая форма покрывного болота, известная как веревочное болото . В Европе эти в основном очень тонкие слои торфа без значительных поверхностных структур распространены на холмах и долинах Ирландии, Шотландии, Англии и Норвегии. В Северной Америке покровные болота встречаются преимущественно в Канаде к востоку от залива Гудзона . Эти болота часто все еще находятся под влиянием минеральных почвенных вод (грунтовых вод). Покровные болота не встречаются севернее 65-й широты в северном полушарии. [14]
Дрожащее болото , schwingmoor или swingmoor — это форма плавающего болота, встречающаяся в более влажных частях долин и верховых болот, а иногда и по краям кислотных озер. Болотная растительность, в основном сфагновый мох, закрепленный осоками (например, Carex lasiocarpa ), образует плавающий мат толщиной примерно в полметра на поверхности воды или над очень влажным торфом. В этом болотном режиме может расти белая ель ( Picea glauca ). Хождение по поверхности заставляет ее двигаться — более крупные движения могут вызывать видимую рябь на поверхности, или они могут даже заставить деревья качаться. Болотный мат может в конечном итоге распространиться по поверхности воды, чтобы покрыть заливы или даже целые небольшие озера. Болота по краям озер могут отделиться и образовать плавающие острова . [30]
Болото с катарактой — редкое экологическое сообщество, образованное там, где постоянный ручей течет по гранитному выступу. Потоки воды поддерживают края скалы влажными, не разрушая почву, но в этом ненадежном месте ни одно дерево или крупный кустарник не могут удержаться на корнях. Результатом является узкая, постоянно влажная среда обитания. [14]
После сушки торф используется в качестве топлива , и он использовался таким образом на протяжении столетий. Более 20% домашнего тепла в Ирландии поступает из торфа, и он также используется в качестве топлива в Финляндии, Шотландии, Германии и России. Россия является ведущим экспортером торфа для топлива, более 90 миллионов метрических тонн в год. Ирландская Bord na Móna («торфяная доска») была одной из первых компаний, которая механически собирала торф, который в настоящее время постепенно выводится из эксплуатации. [31]
Другое важное применение сушеного торфа — в качестве почвенной добавки (продается как моховой торф или сфагновый торф ) для увеличения способности почвы удерживать влагу и обогащать почву. [4] Он также используется в качестве мульчи . Некоторые винокурни , особенно в регионе производства виски Айла , используют дым от торфяных пожаров для сушки ячменя, используемого при производстве шотландского виски . [ требуется ссылка ]
После добычи торфа восстановление водно-болотных угодий может оказаться затруднительным , поскольку накопление торфа — медленный процесс. [4] [32] [33] Более 90% болот в Англии были повреждены или уничтожены. [34] [35] В 2011 году правительство Великобритании объявило о планах по исключению использования торфа из садовой продукции. [4]
Торф в болотах является важным местом хранения углерода. Если торф разложится, углекислый газ будет выбрасываться в атмосферу, способствуя глобальному потеплению. Нетронутые болота выполняют функцию поглотителя углерода . [4] [36] [37] В качестве одного примера, торфяники бывшего Советского Союза, по расчетам, удаляли 52 Тг углерода в год из атмосферы. [22] : 41 Поэтому повторное заболачивание осушенных торфяников может быть одним из наиболее экономически эффективных способов смягчения последствий изменения климата. [38]
Торфяные болота также важны для хранения пресной воды, особенно в верховьях крупных рек. Даже огромная река Янцзы берет начало в торфянике Руоэргай около своих верховьев в Тибете . [1] : рис. 13.8
Черника , клюква , морошка , голубика и брусника собираются в дикой природе на болотах. Мореный дуб , древесина которого частично сохранилась в болотах, использовался в производстве мебели . [ требуется ссылка ]
Болота сфагнума также используются для отдыха на открытом воздухе, включая экотуризм и охоту. Например, многие популярные маршруты для каноэ в северной Канаде включают участки торфяников. Некоторые другие виды деятельности, такие как использование вездеходов , особенно вредны для болот. [ необходима цитата ] [39]
Анаэробная среда и присутствие дубильных кислот в болотах могут привести к замечательной сохранности органического материала. Находки такого материала были сделаны в Словении , Дании , Германии , Ирландии , России и Великобритании. Некоторые болота сохранили болотную древесину, такую как древние дубовые бревна, полезные в дендрохронологии . Они дали чрезвычайно хорошо сохранившиеся болотные тела с неповрежденными волосами, органами и кожей, захороненные там тысячи лет назад после очевидного германского и кельтского человеческого жертвоприношения . Прекрасными примерами таких человеческих образцов являются женщина из Харальдскера и человек из Толлунда в Дании [40] и человек из Линдоу, найденный в Линдоу Комон в Англии. Человек из Толлунда настолько хорошо сохранился, что когда тело было обнаружено в 1950 году, первооткрыватели подумали, что это была недавняя жертва убийства [41], и исследователи даже смогли сказать, что последний раз человек из Толлунда ел перед смертью: каша и рыба. [42] Этот процесс происходит из-за низкого уровня кислорода в болотах в сочетании с высокой кислотностью. Эти анаэробные условия приводят к некоторым из наиболее хорошо сохранившихся мумий и предлагают много археологических знаний об обществе, существовавшем 8000 лет назад. [41] Поля Кейд в графстве Мейо в Ирландии, 5000-летний неолитический сельскохозяйственный ландшафт, был найден сохранившимся под покровным болотом , вместе с полевыми стенами и местами хижин. Одним из древних артефактов, найденных в различных болотах, является болотное масло , большие массы жира, обычно в деревянных контейнерах. Считается, что они были продовольственными складами как масла , так и сала . [43]
