Болото: место обитания растений

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

по геодезии

Болото: место обитания растений

Болота как место обитания растений. Болото как среда обитания для растений отличается рядом особенностей. К ним относятся: обилие влаги, ее застойность или слабая проточность, низкая теплопроводность, бедность торфа элементами минерального питания, а также постоянное нарастание сфагновой дернины и торфа. Обилие влаги на болотах обусловлено высоким уровнем болотно-грунтовых вод, что связано с рядом факторов (годовым количеством осадков, интенсивностью испарения, фильтрацией вод и т. п.). Однако уровень болотно-грунтовых вод на одном и том же участке болота не постоянен. В разные годы и даже в течение года он может меняться в широких пределах: от 0,2 до 1,0 м.

В засушливые годы могут пересыхать мочажины и топи, где в обильные по увлажнению годы вода покрывает поверхность сфагнового ковра. Высокий уровень болотно-фунтовых вод обусловливает повышенную влажность поверхностного слоя торфа, которая также подвержена значительным колебаниям (45-95%), но в целом высокая - 90-95%.

Переувлажненность торфяного субстрата связана и с большой влагоемкостью торфа, о чем будет упомянуто ниже, а также с его плохой водопроводимостью как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Коэффициенты фильтрации на болотах очень низкие и колеблются в пределах 0,0001-0,01 см/с.

В торфах различных видов вода за 40 суток поднимается от 3 до 15 см., в то время как в минеральной почве на 51 см.

Торф хорошо удерживает воду благодаря большому содержанию гидрофильных коллоидов. В силу указанных причин, а также вследствие малых уклонов поверхности болотные воды характеризуются как застойные или слабо проточные.

Высокая водоудерживающая способность торфа определяет высокий коэффициент завядания - 49,7%, в то время как на песчаных почвах он в среднем составляет 1-3%. Таким образом, вода в торфе даже при большом ее содержании труднодоступна для корней.

С обилием влаги и слабым ее передвижением связан и недостаток кислорода. По мере накопления в торфе вода вытесняет и замещает воздух в почве, т. е., в ней создаются анаэробные условия. Кислород сохраняется лишь в поверхностном слое торфа, его содержание незначительно и не превышает 12 мг/л. Аэрация улучшается в периоды временного пересыхания торфа, именно в это время активизируется деятельность микроорганизмов, участвующих в разложении растительных остатков.

Этот наиболее аэрированный слой торфяной залежи получил название «деятельный». В нем наиболее интенсивно осуществляются процессы газо-, водо- и теплообмена. Здесь же происходит накопление воды атмосферных осадков, ее впитывание, фильтрация и всасывание корнями растений.

В этом же слое образуется торф, который приобретает здесь присущие ему свойства. В деятельном слое расположены корневые системы растений, он насыщен многочисленными микроорганизмами, участвующими в разложении растительных остатков, и беспозвоночными животными. Влажность, аэрация, уровень воды в деятельном слое меняются в течение года. На болотах разных типов они также подвержены значительным колебаниям. Толщина деятельного слоя болот разных типов и в разных природных зонах варьирует от 0,15-0,2 до 0,9- 1,0 м. На верховых болотах она редко превышает 0,5 м., на низинных колеблется в пределах 0,3-1,0 м.

В связи с обильным увлажнением и анаэробными условиями корни болотных растений расположены в самых поверхностных горизонтах, иногда в живом слое сфагнового ковра. У сосны корни сначала растут вглубь, но на расстоянии нескольких метров от основания ствола их тонкие окончания поднимаются к поверхности (отрицательный геотропизм) и стелются в слое сфагнового мха. На верховых болотах корни растений расположены на глубине 20-30 см., а на низинных и переходных - на глубине среднего летнего уровня фунтовых вод.

С недостатком кислорода связано и хорошее развитие в корнях и корневищах болотных растений (особенно трав) системы воздушных ходов, полостей, в которые путем диффузии поступает воздух из надземных частей. У большинства болотных растений корневые системы хорошо развиты, имеют большое горизонтальное протяжение, что также обусловлено недостатком кислорода и бедным минеральным питанием.

При усилении проточности воды увеличивается содержание в ней кислорода. На болотах вдоль линий усиленного стока хорошо прослеживаются полосы древесной растительности. Рост деревьев здесь заметно улучшается, хотя насыщенность торфяного субстрата водой остается высокой. Следовательно, на растение влияет не столько избыток влаги, сколько недостаток кислорода в почве.

На болотах создается своеобразный температурный режим благодаря малой теплопроводности торфа. Наиболее низка она у моховых торфов слабой степени разложения. На верховых болотах мощно развитый моховой покров изолирует нижележащие слои торфа от прогревания. Все это приводит к тому, что температура корнеобитаемого слоя всегда понижена (на 2-4°С ниже, чем на соответствующей глубине в минеральных почвах). Летом в дневные часы поверхность болота может сильно нагреваться (до 30-40°С) и температура ее оказывается выше температуры воздуха.

Таким образом, создается несоответствие теплового режима надземных и подземных органов болотных растений. Надземные органы растений сильно нагреваются, и интенсивность транспирации повышается. Подземные же органы (корни, корневища) функционируют в переохлажденном слое торфа. В условиях низких температур поглощение воды корнями растений ослабевает. Вследствие этого процессы транспирации и поглощения воды оказываются неуравновешенными.

Плохая теплопроводность торфа обусловливает возникновение на болоте ночных заморозков, так как температура нижних переохлажденных и верхних нагретых слоев не выравнивается. Весной торф оттаивает медленно, корни растений долго остаются в холодном субстрате, где не могут нормально функционировать. Осенью вода в торфе долго не остывает, поэтому в корнеобитаемом слое сохраняется тепловой режим, достаточный для вегетации растений, в то время как в надземной части жизненные процессы затухают.

В связи с поздним прекращением и ранним наступлением заморозков на болотах вегетационный период непродолжителен. Поэтому на болотах представлены преимущественно раннецветущие виды, способные за короткий период пройти все фазы развития.

Но семенное возобновление на болотах представлено слабо, у большинства видов развито вегетативное размножение. Вечно зеленое, также относится к свойствам, позволяющим болотным растениям развиваться в условиях короткого вегетационного периода.

Торфяные почвы бедны элементами минерального питания, в особенности на верховых болотах, основное питание которых складывается из атмосферных осадков и атмосферной пыли, скапливающейся на поверхности. Богаче питание переходных и низинных болот.

Кроме атмосферных осадков в их питание вносят вклад фунтовые, аллювиальные и поверхностно-сточные воды. Кислотность (рН) верхних слоев торфа на болотах колеблется в широких пределах (2,5-7), наиболее кислые олиготрофные торфа. болотный грунтовой торф

Зольность торфа также подвержена значительным колебаниям: на олиготрофных болотах она не превышает 4%, на низинных составляет 6-12% и более. Сильно варьируют показатели зольных элементов в зависимости от геолого-геохимических, геоморфологических особенностей расположения болотного массива и других условий.

В торфе содержится очень мало таких элементов питания, как соли фосфора и калия (исключение составляют богатые пойменные болота). Некоторые элементы находятся в торфе в труднодоступной форме.

Торф весьма богат азотом, но его большая часть находится в форме органоминеральных соединений, не доступных для растений. Количество доступного азота не превышает 1% его общего содержания. В торфе обнаружены токсичные для растений и микроорганизмов вещества (сероводород, метан и др.). К обитанию на болотах приспособились самые нетребовательные виды растений.

Они содержат в тканях очень мало минеральных солей и поэтому могут существовать в неблагоприятных условиях. К тому же все растения верховых болот - типичные ацидофилы. Субстрат, обедненный азотом, служит причиной появления на болотах насекомоядных растений (росянки, жирянки, венериной мухоловки на болотах Северной Америки). Многие болотные кустарнички и травы (морошка) имеют микоризу. В результате сожительства с почвенными грибами микоризообразователями эти растения получают дополнительное минеральное питание.

Особым фактором, присущим только болотам, выступает нарастание сфагнового покрова и торфа. Особенно резко этот фактор проявляется на верховых болотах. По мере нарастания сфагнового покрова и торфа поверхность болота поднимается над минеральным ложем и уровнем грунтовых вод. На определенной стадии накопления торфа корни растений теряют связь с грунтовыми водами и получают питание в основном с атмосферными осадками, бедными минеральными солями.

Таким образом, по мере нарастания торфяной толщи происходит обеднение минерального питания растений. Кроме того, в результате ежегодного прироста сфагнового покрова и торфа корни и нижние части побегов многолетних растений постепенно погребаются. В этих условиях отмечаются угнетенные формы деревьев (сосны, лиственницы и др.).

Кустарнички, травы «вырабатывают» приспособления, которые позволяют им противостоять нарастанию. Одни виды болотных растений (преимущественно кустарнички) образуют придаточные корни от погребенных частей (ветвей, стволиков, корневищ), другие (росянка, вахта, пушица, морошка) формируют вертикальные и наклонные корневища и ежегодно выносят узлы кущения на поверхность, в соответствии с ежегодным приростом сфагнового покрова.

Таким образом, на болотах создаются жесткие условия, которые ограничивают возможности произрастания многих растений. Болота отличаются многообразием местообитаний, что связано с широкой амплитудой действия экологических факторов.

Как отмечают М.С. Боч, В.А. Смагин, значения факторов на болотах сильно варьируют по сезонам года, в разные годы, а также на болотах разных типов. Многообразие болотных местообитаний позволяет поселяться здесь растениям многих видов и микроорганизмам разных систематических групп и разных жизненных форм.

Размещено на Allbest.ru