Почва на болоте: БОЛОТНЫЕ ПОЧВЫ • Большая российская энциклопедия

Болотные почвы — Развитие земельных и водных ресурсов

Болотные почвы наиболее распространены в тундровой и та­ежно-лесной зонах. Встречаются они также в лесостепной и дру­гих зонах. Общая площадь болотных почв в таежно-лесной и тундровой зонах составляет около 100 млн. га.

Болотные почвы образуются вследствие заболачивания суши или заторфовывания водоемов. Болотный процесс почвообразова­ния характеризуется торфообразованием и оглеением минераль­ной части почвенного профиля. Развивается он только при усло­вии избыточного увлажнения.

Торфообразование происходит при накоплении неразложившихся или полуразложившихся растительных остатков в резуль­тате плохо выраженных процессов гумификации и минерализации растительности. Следствием торфообразования является консерва­ция элементов зольного питания. Она заключается в том, что пи­тательные вещества, поглощенные растениями, по причине слабой минерализации растительных остатков не переходят в доступные для других поколений растений формы.

Оглеение представляет собой биохимический процесс превра­щения окисного железа в закисное и происходит под действием анаэробных микроорганизмов, отщепляющих от окисных форм соединений часть кислорода.

Различают три вида минерального питания болот — атмосфер­ный, атмосферно-грунтовый и аллювиально-делювиальный. В зави­симости от типа питания и условий образования формируются верховые, низинные и переходные болота, различающиеся как составом растительности, так и почвами.

Верховые болота образуются из переходных болот или при непосредственном заболачивании суши атмосферными или мягки­ми грунтовыми водами. Располагаются верховые болота обычно на плоских, плохо дренированных элементах рельефа с бедными почвами. Содержание растворенных в воде верховых болот питательных веществ очень незначительно, поэтому в таких условиях развивается крайне нетребовательная к элементам питания рас­тительность.

Низинные болота образуются в пониженных элементах рель­ефа, при заболачивании суши жесткими грунтовыми водами или заторфовывании водоемов. В таких водах достаточное коли­чество питательных веществ, поэтому на низинных болотах хорошо развиваются злаки, осоки, зеленые мхи, из древесных пород — черная ольха, береза, ива и т. д. В связи с этим различают зелено-мховые, ольшаниковые, осоковые низинные болота и другие.

В процессе развития низинные болота превращаются в другие типы болот. Происходит это потому, что верхняя часть торфа при нарастании постепенно отрывается от жестких грунтовых вод и питание растений начинает осуществляться за счет мягких атмосферных осадков. В связи с этим меняется состав раститель­ности и низинное болото превращается в переходное.

Переходные болота образуются из низинных или формируются, непосредственно при заболачивании суши, когда увлажнение осу­ществляется попеременно жесткими и мягкими водами. По соста­ву растительности переходные болота занимают промежуточное положение между верховыми и низинными, приближаясь больше к верховым. Переходные болота, в свою очередь, при дальнейшем развитии еще больше отрываются от грунтовых вод и превраща­ются в верховые.

Превращение водоемов в болота происходит стадийно. В на­чале заболачивания на дне водоема откладывается ил, который приносится с окружающих возвышенностей талыми снеговыми водами и атмосферными осадками. К этому илу примешивается ил, попадающий в воду при размывании берегов. В результате этих многолетних отложений водоем постепенно мелеет.

На второй стадии водоем заселяется планктонными (взвешен­ными в воде) организмами, преимущественно водорослями и ра­кообразными. После отмирания они смешиваются с илом на дне водоемов, увеличивают общую массу отложений и еще больше способствуют их обмелению.

Одновременно со второй происходит и третья стадия — берега и прибрежные пояса водоемов зарастают растительностью, при­крепляющейся к прибрежным и донным отложениям. После отми­рания растения опускаются на дно, разлагаются в анаэробных условиях и образуют торф.

В связи с отложением торфа происходит постепенное обмеле­ние водоема, растительность все дальше и дальше перемещается от берега к середине, что со временем приводит к полному его зарастанию и заторфовыванию. Наконец, наступает последняя, четвертая, стадия, когда водоем превращается в травяное или осоковое болото.

Заторфовывание происходит тем быстрее, чем мельче водоем и чем спокойнее в нем вода. Процесс образования болот широко распространен в зоне ледниковых отложений, где много мелких озер, ручьев и рек с медленно текущей водой.

Почвы низинных болот имеют нейтральную или слабокис­лую реакцию, содержат большое количество азота, высокозольные, с низкой влагоемкостью. Почвы верховых болот, наоборот, кислые, содержат значительно меньше азота, малозольные, но очень влагоемкие. Почвы переходных болот имеют промежуточные свойства.

Торф низинных болот обладает лучшими физико-химическими свойствами: имеет высокую степень разложения, зольность его достигает 25 % и более, содержание азота — 3—4 %, реакция слабокислая. Содержание фосфора сравнительно невелико и колеблется в широких пределах — от 0,15 до 0,45%. Все торфяные почвы, бедны калием.

Торф верховых болот характеризуется меньшей степенью раз­ложения, его зольность не превышает 5%, он беден элементами питания, реакция сильнокислая.

Торф всех видов болот имеет высокую емкость поглощения, но степень насыщенности основаниями у низинных торфов дости­гает 70—100 %, а у верховых — не превышает 15—20 %. Для тор­фа характерна очень высокая влагоемкость, но особенно она ве­лика у верхового — 600—1200 %. С увеличением разложения вла­гоемкость торфа понижается.

Болотные почвы классифицируют по двум признакам: по при­надлежности к тому или иному типу болота, а в пределах одного типа — по мощности торфяного горизонта. По первому признаку выделяют болотные верховые и болотные низинные почвы, а по второму — торфяно-глеевые и торфяные почвы. Кроме того, в типе верховых болотных почв выделяют род переходные болотные почвы, которые близки по свойствам к вер­ховым и низинным болотным почвам.

Торф и болотные почвы широко используются в сельском хо­зяйстве: торф — как источник органических удобрений, а болот­ные почвы после окультуривания — как сельскохозяйственные угодья. В чистом виде в качестве непосредственного удобрения применяется торф низинный, хорошо разложившийся. Моховой торф верховых болот используется для подстилки в скотных дво­рах. Последующее компостирование с известью, фосфоритной мукой и другими минеральными удобрениями повышает его ка­чество как удобрения.

Наиболее ценны для освоения почвы низинных болот. После осушения и проведения культуртехнических и агротехнических мероприятий они становятся высокопродуктивными сельскохозяй­ственными угодьями, которые используются под пашню, сеноко­сы, пастбища.

3. Болотные почвы

Болотные
почвы распространены на слабодренированных
территориях тундровой зоны Евразии и
Северной Америки. Необходимым условием
формирования болотных почв является
избыточное увлажнение. При накоплении
в почвах у земной поверхности атмосферной
влаги образуются верховые
болота
.
В них на породах тяжелого гранулометрического
состава формируется водозастойный
режим почв. Поскольку атмосферные осадки
очень мало минерализованы, в верховых
болотах не хватает элементов минерального
питания, развивается бедная растительность.
В отрицательных элементах рельефа, на
низменных равнинах, речных террасах и
поймах, при высоком уровне стояния
грунтовых вод развиваются низинные
болота
.

Морфологический
профиль болотных почв имеет следующее
строение:

А0
– очес, состоящий из неразложившихся
остатков мхов и др. растений.

Т
– торфяной горизонт.

G
– глеевый минеральный горизонт.

По
мощности торфяного горизонта выделяют
торфянисто-глеевые, торфяно-глеевые
почвы и торфяники. Почвы верховых болот
кислые (рН 2,5-3,5), сильно ненасыщенные
основаниями (90%). Почвы низинных болот
слабо кислые (рН 5,0-6,5 до 7), степень
ненасыщенности основаниями не превышает
20-40%. Зольность торфа верховых болот
очень низкая, низинных – немного
побольше. Емкость поглощения всех видов
торфа очень высокая – 80 мгэкв
на 100 г почвы.

Образование
болотных почв связано с господством
анаэробных условий. Здесь резко
подавляется деятельность аэробных
микроорганизмов, падает биологическая
активность. Поэтому падают темпы
процессов гумификации и минерализации,
накапливается слаборазложившаяся
масса. Это усугубляется большим
количеством восков и смол в болотной
растительности. Биологический круговорот
имеет тенденцию к сужению.

Минеральный
горизонт болотных почв полностью охвачен
процессами оглеения, связанными с
деятельностью анаэробных микроорганизмов.

Земледельческая
ценность почв низинных болот больше,
чем верховых. После осушения и
обизвесткования они могут осваиваться
как пашни и сенокосы. Торф низинных
болот применяется как удобрение, торф
верховых болот – как топливо.

Подбуры
образуются в кустарниково-тундровых,
лесотундровых и таежных областях Евразии
и Северной Америки, в условиях холодного
или умеренно холодного влажного климата
с коротким летом и суровой зимой. Подбуры
также встречаются у верхнего предела
распространения лесной растительности
в горах тропиков и субтропиков.

Обязательным
фактором образования типичных подбуров
является богатство материнских пород
первичными железосодержащими минералами,
а также их легкий гранулометрический
состав. Материнские породы обычно имеют
элювиальное, гляциальное или
флювиогляциальное происхождение. По
петрографическому составу они могут
быть представлены разнообразными
породами основного состава. Подбуры
обычно занимают выпуклые поверхности
моренных или камовых холмов, а также
достаточно крутые горные склоны, что,
наряду с легким гранулометрическим
составом, обеспечивает хороший дренаж.
Древесные породы, под которыми развиваются
подбуры преимущественно хвойные (ель,
сосна). Это северо- и среднетаежные леса,
стланники, криволесья и редколесья
более высоких широт и горных областей.
В напочвенном покрове широкое участие
принимают мхи, лишайники, кустарнички,
количество трав незначительно.

Профиль
подбуров состоит из следующих генетических
горизонтов:

А0
– органогенный горизонт мощностью
10-20 см; коричневато-серый или
темно-коричневый, состоит из
слаборазложившихся остатков мха,
лишайников, хвои.

А1fBh
– аккумулятивно-иллювиальный горизонт
коричневато-бурого или темно-бурого
цвета с признаками комковатости,
небольшим количеством корней,
слабоуплотненный, по гранулометрическому
составу – песчаный или супесчаный с
каменистыми включениями, мощность 20-30
см.

Bh
– иллювиальный железо-алюмо-гумусовый
горизонт, бурый или охристо-бурый, почти
бесструктурный, легкий, насыщен дресвой,
хрящем и щебнем.

С
– материнская порода, выделяется более
светлой окраской, сильнокаменистая,
бескарбонатная.

Своеобразие
генетического профиля подбуров
заключается в том, что непосредственно
под мощным грубогумусовым горизонтом
залегает бурый горизонт с морфологическими
признаками вмывания вещества.

Содержание
органического вещества очень велико
(от 60% в А0 до 1-2% при переходе к материнской
породе). Отношение CГКФК
в почвенном гумусе сверху вниз меняется
от 0,5-0,7 до 0,1-0,2. Реакция среды кислая во
всем профиле., в горизонте A1fBh
она близка к сильнокислой. Максимальная
степень ненасыщенности ППК основаниями
наблюдается в средней части профиля –
50-60%. Она обеспечивается присутствием
в ППК ионов H+
и Al3+.
Емкость поглощения во всех горизонтах,
кроме А0, малая – до 15 мгэкв/100
г почвы. По валовому химическому составу
подбуры обеднены по сравнению с
почвообразующей породой кремнеземом
и оксидами щелочноземельных металлов.
На этом фоне происходит остаточное
накопление полуторных оксидов железа
и алюминия, особенно в горизонте Bh.
Таким образом, подбуры – это кислые,
умеренно ненасыщенные почвы, существенно
обогащенные органическим веществом, в
составе которого преобладают
полуразложившиеся органические остатки
и фульвокислоты, связанные с железом и
алюминием.

Подобные
свойства оъясняются следующими
особенностями факторов почвообразования
и процессов. В условиях холодного и
влажного климата и поступления на
поверхность относительно трудноразлагаемых
остатков минерализация и гумификация
органического вещества идут в замедленном
темпе. В образующейся мощной подстилке
продуцируются в основном фульвокислоты,
из-за низкой микробиологической
активности доля гуминовых кислот мала.

Основная
масса реакционноспособных кислых
органических веществ поступает в
нижележащую минеральную толщу. Здесь
создается значительно более узкое, чем
сверху, отношение гумусовых кислот к
минеральным компонентам, бурые гуминовые
и фульвокислоты, реагируя с Fe
и Al
почвенных минералов, образуют
алюмо-железо-гумусовые (альфегумусовые)
комплексы, разной степени растворимости.
При этом часть из них становится
неподвижной уже в самой верхней части
минерального профиля (особенно
металоорганические соединения бурых
гуминовых кислот), выпадают в осадок,
покрывая темно-бурыми пленками минеральные
зерна и способствуя агрегации почвы.
Фульваты железа и алюминия выпадают в
осадок несколько ниже, формируя
иллювиальный алюмо-железо-гумусовый
горизонт.

Альфегумусовый
процесс, т.е. процесс образования и
перемещения по профилю алюмо-железо-гумусовых
соединений, является основным, определяющим
генетическое своеобразие подбуров.
Также активно идет процесс выщелачивания
щелочных и щелочноземельных оснований,
поскольку сильному промачиванию почвы
противостоит слабый процесс биологического
захвата элементов.

Подбуры
– малоплодородные почвы. Они практически
не используются в земледелии. Изучение
и охрана этих почв необходима для лесного
хозяйства.

Почвы водно-болотных угодий | Почвы 4 Учителя

Что такое водно-болотное угодье?

Почвы водно-болотных угодий, как следует из названия, влажные. Их можно найти в любой точке мира, от жары до холода, и они могут образовываться даже в пустынях! Везде, где вода или снег находятся на одном месте в течение длительного периода времени, или почвы, которые медленно дренируются, могут быть водно-болотными угодьями.

Климат

Водно-болотные угодья можно найти в любом климате, от тропиков до тундры (летом). Пока почвы остаются влажными, осадков может быть очень мало или много. Если на этом участке растет много растений, они погибают и опускаются на дно воды. Они медленно разлагаются и часто остаются очень темными (черными). В противном случае почва влажная и имеет тусклый серый цвет. Эти почвы часто могут иметь пятна красного, оранжевого, синего или зеленого цвета. Все, что требуется, это низменные участки, которые плохо дренируются. Если этот слой разлагающихся растений достаточно глубок, почва называется гистозолем.

Организмы

Около водно-болотных угодий гнездятся более 200 видов птиц. Они также обеспечивают среду обитания для бобров, насекомых, водолюбивых деревьев (мангровые заросли, кипарисы, болотный клен), аллигаторов и множества рыб. Заболоченные торфяные болота часто собирают и сушат, чтобы получить топливо, которое горит долго и горячо, как уголь. Водно-болотные угодья могут быть пресноводными, солеными или солоноватыми. Каждый отдельный тип имеет разные виды.

 

Рельеф и исходный материал

Водно-болотные угодья представляют собой впадины на поверхности земли, которые плохо дренируются. Исходный материал варьируется в зависимости от местоположения. Однако у большинства из них могут быть органические исходные материалы, полученные путем разложения растений и животных.

 

Время

Водно-болотное угодье может быть создано недавно (из-за строительных работ в другом месте) или иметь многовековую историю.

Особые вопросы по водно-болотным угодьям

Водно-болотные угодья защищают от наводнений, поскольку они впитывают и удерживают дождевую воду, как губка. Во время сильных дождей и ураганов вода растекается медленно, а не быстро стекает в реки и ручьи. Они также помогают очищать загрязняющие вещества в реках, озерах и лиманах. Тем не менее, они также могут обеспечить хорошие сельскохозяйственные угодья, если они осушены. Многие почвы также осушаются, чтобы освободить место для развития. Когда эти почвы осушаются, они сжимаются (как губка, когда теряет воду). Это означает, что почва может начать проседать до двух сантиметров в год. Это быстрее, чем может образоваться почва. Когда эти почвы высыхают, они не могут вернуться в исходное состояние.

Где эти почвы?

Водно-болотные угодья занимают менее 1% поверхности мира. Торфяные болота не имеют протекающей по ним воды. Вдоль береговых линий есть морские болота, допускающие высокое содержание соли, в том числе мангровые болота. Пресноводные болота, болота и водно-болотные угодья обладают свойствами как суши, так и речных систем и бывают разных размеров и регионов.

Для получения дополнительной информации о водно-болотных угодьях, включая загружаемые файлы PowerPoint, вопросы для оценки и образовательные ссылки, посетите SCOOP! Руководство для учителей.

 

Чем водно-болотные растения и почвы отличаются от более сухих почв? — Почва имеет значение, получайте совок!

Водно-болотные угодья предоставляют широкий спектр услуг, таких как очистка воды, среда обитания диких животных и борьба с наводнениями. Но что такое водно-болотное угодье? Водно-болотные угодья представляют собой переходные зоны между сушей и водными экосистемами. Водно-болотные угодья характеризуются тремя вещами: насыщенностью, наличием гидратированных (малокислородных) почв и гидрофитных (водолюбивых) растений. Давайте объясним это один за другим!

Насыщенность

Первая характеристика очевидна: водно-болотные угодья являются влажными (насыщенными), по крайней мере, периодически. Степень насыщения может сильно различаться в зависимости от типа водно-болотных угодий. Некоторые водно-болотные угодья затопляются только сезонно.

Например, эфемерные пруды — это небольшие впадины, которые наполняются водой в конце зимы и весной, но затем высыхают к концу лета. Эти бассейны обеспечивают прекрасную среду для размножения лягушек и саламандр. Но вы не найдете в этих бассейнах рыб, которые являются хищниками икры и личинок земноводных, потому что рыбам нужна круглогодичная вода.

Эфемерные бассейны затапливаются только временно. Это делает их отличным местом для лягушек и саламандр, где они могут откладывать яйца, где они будут защищены от хищников. Предоставлено: Д. Тилсон 

Другие водно-болотные угодья, такие как берега озер и рек, насыщены водой более постоянно. Они служат кормовой базой для таких животных, как цапли, ондатры и черепахи.

В пресноводных водно-болотных угодьях осадки обычно являются основным фактором, влияющим на насыщение. Во время сильных дождей или таяния снега котловины заполняются водой, а реки иногда выходят из берегов в окружающую пойму. Другие водно-болотные угодья зависят от грунтовых вод. Это впадины, которые погружаются в подземные запасы воды, что делает их гораздо менее чувствительными к засухам и сезонным изменениям.

Насыщение соленой водой водно-болотных угодий в первую очередь зависит от приливов и отливов. Низинные болота затапливаются два раза в день во время прилива. Высокие болота реже затапливаются, когда сильный ветер или шторм толкают океанскую воду к суше.

Влажные (с низким содержанием кислорода) почвы

Водно-болотные угодья также характеризуются наличием влажных почв. Влажные почвы — это почвы, которым не хватает кислорода из-за постоянного или сезонного насыщения. В более сухих почвах между частицами почвы есть поры, по которым движется воздух. Однако, когда почва затоплена, вода заполняет поры и препятствует поступлению воздуха. Это создает недостаток кислорода, называемый анаэробными условиями. И это влияет на некоторые процессы, которые могут происходить в этих влажных почвах.

Большинству разлагающих веществ, таких как микроорганизмы и дождевые черви, требуется кислород. Поскольку влажные почвы бедны кислородом, органический материал имеет тенденцию накапливаться, а не разлагаться. Постоянно затопляемые водно-болотные угодья образуют толстый органический слой, состоящий из углеродосодержащих материалов. Из-за этого накопления водно-болотные угодья служат важными «поглотителями углерода» — областями, в которых накапливается углерод, уменьшающий содержание углекислого газа в атмосфере, который является парниковым газом.

Эти керны почвы были взяты вдоль линии от центра водно-болотного угодья до края возвышенности. Обратите внимание на более темный цвет и грязную текстуру ядер внизу по сравнению с верхом. Этот темный цвет возникает из-за накопления органических материалов в почвах водно-болотных угодий — углеродсодержащих материалов. Кредит: Д. Тилсон  

Гидрофитные (водолюбивые) растения

Гидрофитный переводится непосредственно как «водолюбивый». Все мы знаем, что зеленые части растений поглощают углекислый газ и производят кислород, которым мы дышим. Однако корням растений также требуется кислород для дыхания, процесс поглощения кислорода для производства энергии. Гидрофитные растения специально приспособлены для выращивания на насыщенных почвах с низким содержанием кислорода.

Растения могут по-разному приспосабливаться к почвам с низким содержанием кислорода. Мангровые заросли — это деревья, которые растут в заболоченных местах с соленой водой. У них есть специальные корни, называемые пневматофорами, которые простираются над линией воды, действуя как трубка. В корнях рогоза есть камеры, называемые аэренхимой, содержащие губчатую ткань. Это создает внутренние пути для потока воздуха. Такие растения, как ряска, полностью покинули почву и вместо этого плавают вместе с корнями на поверхности воды, где они получают кислород.

Помимо того, что желтые кувшинки специально приспособлены для выращивания на насыщенных почвах, они прекрасно себя чувствуют на бедных питательными веществами почвах болот, ловя и переваривая насекомых. Предоставлено: Д. Тилсон  

В зависимости от типа водно-болотного угодья у растений могут быть другие приспособления, позволяющие им преодолевать трудности этой экосистемы. У кипарисов есть корни, отходящие от ствола, называемые «коленами». Они помогают формировать широкие контрфорсы, которые подпирают дерево и удерживают его в вертикальном положении во время сильных наводнений. Плотоядные растения, такие как венериные мухоловки, кувшинки и росянки, процветают на бедных питательными веществами почвах болот, ловя и переваривая насекомых.

Существует великое разнообразие водно-болотных угодий, от лесистых болот до прибрежных солончаков, но объединяет их насыщенность или затопление водой, бедная кислородом почва и водолюбивые растения.

Дэвид Тилсон, Университет Джорджии. Подпишитесь на Дэвида в Instagram: @wetlandwonder

Чтобы получать уведомления о будущих блогах, не забудьте подписаться на Soils Matter, нажав кнопку «Подписаться» в правом верхнем углу! Узнайте больше на нашей веб-странице о почвах.