big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Классификация болот

Разнообразие болотных массивов весьма велико. Их можно различать по положению в рельефе, растительному покрову, условиям водного и минерального питания, структуре поверхности, химизму среды и пр. Начиная с XIX в. было предложено несколько классификаций болот, основанных на тех или иных признаках. Рассмотрим некоторые из них.

Классификация Г. И. Танфильева (1900) делит болота на два крупных типа — подводные и надводные.

A. Подводные — постоянно или временно заливаются текучей или грунтовой водой. К ним относятся:

I. Болота, залегающие в водоемах и по их берегам:

1. Тростниковые.

2. Зыбуны.

3. Кочкарники травяные.

4. Кислые луга.

5. Озерные и речные торфяники: а) озерно-лесные, б) озерно-травяные.

6. Луговые торфяники: а) травяные, б) гипновые.

II. Жестководноключевые болота и торфяники:

7. Железистоключевые.

8. Известковистоключевые.

9. Заболоченные леса (лесные болота).

Б. Надводные — не заливаются, питаются атмосферной водой. К ним относятся:

10. Сфагновые зыбуны.

11. Сфагновые, или боровые, торфяники.

12. Бугристые торфяники с мерзлым ядром.

Немецкий болотовед К. Вебер (С. Weber, 1902a, b) подразделил болота на две большие группы.

I. Плоские болота (Flachmoore), залегающие в понижениях, более или менее плоские и увлажняемые водой, богатой питальными веществами. Они делятся на два типа:

1. Низинные болота (Niedermoore) с очень богатым водным питанием. Сфагновые мхи на них почти не встречаются.

2. Переходные болота (Ubergangsmoore, Zwischenmoore) с менее богатым водным питанием. В растительном покрове присутствуют сфагновые мхи.

II. Верховые болота (Hochmoore), имеющие выпуклую поверхность, увлажняемые атмосферной водой. Сфагновые мхи господствуют.

B. Н. Сукачев (1914) дополнил классификацию Вебера, подразделив все болота на две группы: 1) грунтового питания и 2) атмосферного питания. К первой группе он отнес плоские болота Вебера, ко второй — верховые. Болота низинного типа были поделены им на травяные, гипновые и лесные, а переходного — на травяно-переходные и лесные переходные.

Заслуживает внимания оригинальная классификация болот Р. И. Аболина (1928), подразделившего болота на 4 типа и 12 групп по богатству водно-минерального питания, степени увлажнения и эдификаторам растительности (табл. 8).

В. С. Доктуровский (1935) также делит болота на три группы: 1) гипново-травяные, 2) лесные (переходный тип), как с гипновыми, так и со сфагновыми мхами, 3) сфагновые. Болота каждой группы подразделяются далее по господствующему растительному покрову: осоковые, тростниковые, ольшаники, березняки, сфагновые, осоково-сфагновые и др. Для каждой из трех групп дана оценка степени богатства среды питательными веществами.

Н. Я. Кац (1941), касаясь типологии болот, считает достаточно обоснованным разделение их на 1) низинные, 2) выпуклые (верховые) и 3) переходные,

поскольку такое подразделение базируется на столь существенных признаках, как характер растительности и торфа, форма поверхности положение в рельефе, характер питания. Помимо этого, он различает еще классификацию болотных фитоценозов, отмечая при этом, что она не может заменить классификацию болот, поскольку последние характеризуются не только растительностью, но и рядом других важных признаков. Н. Я. Кац выделяет следующие фитоценозы.

A. Евтрофные намывного питания.

B. Евтрофные моховые грунтового питания.

C. Мезотрофные сфагновые.

D. Олиготрофные сфагновые.

E. Олиготрофные лишайниковые.

F. Олиготрофные лишайниково-дикрановые.

G. Олиготрофные политриховые.

Н. Олиготрофные печеночниковые.

I. Олиготрофные с мхом Pleurozium schreberi.

J. Фитоценозы водорослей на обнаженном торфе со слабым развитием высшей растительности.

Далее первые четыре типа фитоценозов (AD) подразделяются, как и у Аболина, на лесную, кустарниковую и травянистую группы, а последние — на более мелкие фитоценозы, выделяемые по растениям-эдификаторам.

Наиболее разработана классификация болотных фитоценозов, так же как торфов и торфяных залежей, Московским торфяным институтом (Тюремнов, 1949, 1976). Здесь мы приводим только классификацию болотных фитоценозов (табл. 9), а классификации торфов и торфяных залежей рассмотрим в дальнейшем.

Классификацией болот, помимо названных, занимались многие исследователи (Богдановская-Гиенэф, 1940; Галкина, 1959; Брадис, 1963, 1972, 1974; Мазинг, 1974; Ниценко, 1967; Прозоров, 1974; Львов, 1974; Лопатин, 1954, 1980; Пьявченко, 1956, 1963, 1974, и др.). Останавливаться здесь на разработке всех предложений нет возможности. Не рассматриваем мы здесь и зарубежные классификации.

Рассматривая различные принципы классификации болотных массивов, И. Д. Богдановская-Гиенэф (1949) пришла к выводу, что, поскольку болото представляет собой систему вода—растительность—торф, причем каждый член системы одинаково необходим, классифицировать болота в принципе возможно по каждому из этих признаковой, кроме того, по совокупности их и характеру взаимодействия. По её мнению, создание такой ландшафтной классификации должно быть завершением работы по типологии болот. С этим вполне можно было бы согласиться, если бы торфяная

залежь представляла собой гомогенное образование по своему ботаническому составу и свойствам, генетически связанное с растительным покровом болота. Но так как последняя в большинстве случаев связана с современной растительностью только своим верхним горизонтом, а ранее отложенная толща ее является результатом жизнедеятельности иных фитоценозов в отличных от современных экологических условиях, такая классификация едва ли осуществима.

В основе развития болота и накопления торфа лежат функционирование болотной экосистемы и обусловленные этим изменения экологических условий и эндоэкогенетические смены растительности, а следовательно, и типов болота. Поэтому типы болот находятся в постоянном движении и развитии. При заторфовывании водоемов одни растительные сообщества постепенно сменяются другими, так как вследствие накопления мертвых остатков растительности изменяется глубина воды. Это ведет к изменению состава и свойств отлагающегося торфа. Такие же, в сущности, смены (сукцессии) происходят и на болотах, возникших на суше в результате заболачивания лесов. Пока верхний слой торфяной залежи (почвенный слой) подпитывается грунтовой водой, формируется болото низинного типа. Но по мере увеличения мощности торфяной залежи верхний, почвенный слой попадает уже в сферу более бедного атмосферно-грунтового питания, что вызывает распространение менее требовательных к минеральному питанию (в основном кальцию) травянистых видов и сфагновых мхов. С этого момента начинается развитие болота переходного типа. Дальнейший рост торфяника в высоту и полная изоляция корнеобитаемого слоя почвы от грунтовых вод обусловливают питание растительности только атмосферной водой и связанное с этим безраздельное господство сфагновых мхов, образующих болото верхового типа. Однако в природе нередко наблюдаются и отклонения от описанной экогенетической системы, связанные с влиянием внешних факторов, например пожаров, естественного дренажа или усиления обводненности, выпадения атмосферной пыли и пр.

Исходя из сказанного, тип болота, или тип экосистемы, следует рассматривать как современную фазу его развития. При этом каждая фаза характеризуется не только составом растительности, но и другими экологическими признаками — водным режимом, свойствами образующегося торфа и т. д. Следовательно, болота, т. е. болотные биогеоценозы (экосистемы), и торфяные залежи следует классифицировать раздельно. Классификация торфов и торфяных залежей разработана Московским торфяным институтом (Тюремнов, 1949, 1976; Классификация видов торфа и торфяных залежей, 1951). Она будет рассмотрена в дальнейшем.

Классификация заболоченных лесов разработана автором (Пьявченко, 1956, 1963). При ее построении тип заболоченного леса (лесного болота) рассматривался как исторически сложившееся природное единство растительности и среды ее произрастания, т. е. как тип биогеоценоза. На этом основании в классификацию включены важнейшие показатели типологической общности или различия лесоболотных биогеоценозов, а именно: 1) экологические условия местообитания (тип водного питания — проточность и жесткость воды), определяющие характер взаимодействия среды и растительности; 2) тип условий местопроизрастания — потенциальное богатство торфяной почвы, определяющее господство тех или иных видов древесной растительности; 3) группа типов леса, отражающая связь господствующей

древесной породы с условиями местопроизрастания; 4) тип леса (тип лесного биогеоценоза), выделяемый по основным показателям фитоценоза — господствующей древесной породе 41 доминирующей болотной растительности нижних ярусов (табл. 10).

Употребляемые в первой графе данной классификации характеристики типов водного питания: проточный, слабопроточный и застойный — имеют несколько иное значение, чем у К. Е. Иванова (1975). В его определении проточность свойственна и низинным и выпуклым верховым болотам и определяется как объем воды, проходящей в единицу времени через поперечное сечение торфяника определенной площади. В нашей классификации под проточностью понимается горизонтальное движение в деятельном слое торфяника грунтовой воды, протекающей через болото транзитом из водоносных пластов со стороны и обогащающей деятельный слой питательными веществами. Проточность такого рода наиболее выражена в низинных болотах долинного залегания. В болотах переходного типа она выражена слабее, а верхового — вовсе отсутствует. В последнем случае происходит лишь перемещение бедной солями воды самого верхового болота от купола к периферии.

Приведенная выше схема классификации может быть распространена на открытые и слабозалесенные болота, современные стадии развития которых (типы биогеоценозов) получат место в графе «тип лесоболотного биогеоценоза». Схема связи и динамики типов лесоболотных и болотных биогеоценозов с экологическими условиями местообитаний показана на рис. 12. Обратная связь между лесными и болотными типами биогеоценозов, показанная стрелками, означает как возможность смены первых вторыми под

Схема связи и динамики типов лесоболотных и болотных биогеоценозов с экологическими условиями среды

влиянием прогрессирующего болотообразовательного процесса, так и возможность облесения открытых болот в результате естественного дренажа верхнего слоя торфяника, что связано с нарастанием торфяной толщи или с увеличением сухости климата и с другими причинами. Такие смены происходили неоднократно на протяжении формирования торфяников.

Односторонние связи между группами лесных биогеоценозов и между типами открытых болот показывают направление временных сукцессии, обусловленных экогенетическим развитием болотного процесса в сторону возрастающей олиготрофности фитоценозов и отлагаемого ими торфа. Заметим, что внутри групп типов леса и типов открытых болот последовательность смены биогеоценозов на рисунке не выдержана. Рассмотренная классификация не охватывает давно осушенные и естественно дренированные леса, если они утратили внешние признаки болота. Такие леса уже нельзя относить к болотным, но, поскольку торфяная почва сохраняется и свидетельствует о бывшем заболачивании, этот признак следует учитывать в названии типов леса, добавляя к названию типа «осушенные» или «на торфянике».

Помимо рассмотренных классификаций болот, в общем сходных по эколого-фитоценотическому принципу, предложены еще ландшафтные, вернее, геоморфологические классификации. Они подразделяют болота по местоположению в рельефе и по форме ложа болота, которые определяют условия водного и минерального питания, влияющие на формирование типа и свойств торфяной залежи. Из ряда ислледований, посвященных подобным классификациям, назовем работы автора (Пьявченко, 1958), С. Н. Тюремнова (1949), С. Н. Тюремнова и Е. А. Виноградовой (1953), Е. А. Галкиной (1946, 1959), Ю. С. Тамошайтиса (1964, 1967).

Рассмотрим ландшафтную классификацию Е. А. Галкиной, как наиболее разработанную и широко используемую в болотоведческих исследованиях. Согласно этой классификации элементарной ландшафтной единицей болота является микроландшафт, позднее названный фацией (Лопатин, 1949, 1954). Это однородный участок болота (и торфяной залежи), равнозначный по объему эпиморфе Р. И. Аболина (1914) и биогеоценозу В. Н. Сукачева (или их комплексу). Однако сам Лопатин рассматривает фацию шире — как синоним эпиформации Аболина.

Микроландшафты, или фации, могут иметь простое, мозаичное, пятнистое и комплексное строение. Простое строение характеризуется моно- или полисинузиальным сложением растительного покрова при обязательной гомогенности синузий по видовому составу, жизненности видов и ходу развития. Поверхностные горизонты торфяной залежи однородны по ботаническому составу и влажности. Мозаичное строение характеризуется расчленением растительного покрова в кустарничковой, травяной и моховой синузиях. Пятнистое строение состоит в ясном горизонтальном расчленении преимущественно моховой синузий и в более слабом — травяной и кустарничковой синузий. Комплексное строение характеризуется резкими закономерными различиями в видовом составе растительных сообществ, образующих комплекс и связанных с различиями в микрорельефе, водном режиме и строении торфяной залежи.

Вторая таксономическая единица классификации Галкиной — мезоландшафт, позднее названный урочищем в соответствии с классификацией ландшафтов Н. А. Солнцева. Она рассматривается как основная саморазвивающаяся ландшафтная единица, состоящая из взаимосвязанных и взаимообусловленных сочетаний болотных фаций. Направление и темпы развития урочища, т. е. собственно болотного массива, определяются формой болотной впадины, первичными гидрологическими условиями и биоэкологическими свойствами растений. Форма впадин служит основой для расчленения урочищ на 11 классов (табл. 11). .

Наряду с этим выделены четыре группы мезоландшафтов (урочищ) соответственно фазам их развития: евтрофный, мезотрофный, олиготрофный и микстотрофный. Они характеризуются присущими каждой фазе растительным покровом и мощностью торфяных отложений определенного ботанического состава, что определяет длительность прохождения этой фазы. Фазы складываются из стадий, отражающих более узкие колебания признаков мезоландшафтов. Тип болотного мезоландшафта Галкина рассматривает как одну из длительных стадий его развития.

Третья, наиболее крупная ступень классификации — болотный макроландшафт (система урочищ по Галкиной, 1967), представляющий сабой сочетание болотных мезоландшафтов (урочищ), сливающихся в одно целое в процессе развития и испытывающих взаимное влияние. Это выражается в изменении гидрологических условий контактных полос, в смене растительного покрова, в составе отлагающегося торфа.

Оценивая ландшафтную классификацию Галкиной, следует сказать, что она является существенным шагом вперед по сравнению с рядом других болотных классификаций. Подобно Р. И. Аболину (1914), она рассматривает явления не в статике, а в процессе развития. При этом определяющее,

классифицирующее значение придается не одному какому-либо признаку, а нескольким: форме впадины, гидрологическим условиям, растительному покрову. Что касается динамики почвенного или болотообразовательного процесса и свойств торфяной залежи, но они не нашли должного отражения в классификации, за исключением лишь такого общего показателя, как фазы развития, которые в одинаковой степени характерны для ряда болотных урочищ. Далее, хотя основной единицей классификации и принимается мезоландшафт (урочище), т. е. болотный массив, классификация базируется не на важнейших признаках, отражающих его внутреннее содержание, а на второстепенных, косвенных показателях. Первый из них — форма болотной впадины, внутреннее содержание которой, т. е. растительность и торфяная залежь, может быть различным. Второй признак — направление или тип водного потока, влияющие на ход развития урочища, но почти не характеризующие качественную сторону (химизм) водного питания, хотя это имеет определяющее значение для экологической направленности болотообразования, состава растительности, интенсивности микробиологической деятельности, свойств образующегося торфа и др. Можно считать, что ход развития болотного массива — это главным образом развитие форм поверхности болота под влиянием стока, отчего зависит и размещение на болоте фитоценозов различной гидрофильности.

Термин «фация» введен в болотоведческую литературу В. Д. Лопатиным (1954). В отличие от фации ландшафтоведов фация Лопатина служит не только первичной морфологической единицей подразделения болот, но и единицей их классификации. Под фацией понимается группа сходных по флористическому составу, строению и экотопу биогеоценозов, распространенных сплошными территориями, комплекс биогеоценозов.

Основой классификации болотных единиц у Лопатина служит растительность, но фации объединяются не по фитоценотической, а по экологической и сукцессионной связям. В. Д. Лопатин (1980) различает четыре типа фаций: евтрофный, мезотрофный, олиготрофный и дистрофный. Типы делятся на классы фаций: евтрофный тип — некомплексный и комплексный, а мезотрофный, олиготрофный и дистрофный — по степени трофности. Классы объединяют группы видов фаций. Виды фаций устанавливаются по растительным формациям, микрорельефу и другим признакам. В этой же работе В. Д. Лопатина (1980) дана и схема классификации высших таксонов болотных массивов. Высшая ее единица — болотная биогеохора, или болотное урочище, объединяет системы болотных

Классификационная схема высших таксонов болотных массивов В. Д. Лопатина

массивов. Они подразделяются на группы типов массивов — центрально-олиготрофную, периферически-олиготрофную и мерзлотную, а последние — на типы болотных массивов, которые выделяются в первой группе по степени трофности, во второй — по трофности основной части и периферии и в третьей — по характеру мерзлотного рельефа (рис. 14).

Приведенный обзор ряда фитоцено-экологических, ландшафтных и смешанных классификаций, разработанных в нашей стране, показывает, что, несмотря на различия в подходах, таксономии и терминологии, они являются хорошей основой для построения классификации болотных биогеоценозов. Такая классификация должна отвечать следующим условиям: 1) быть предельно четкой и вместе с тем достаточно простой; 2) базироваться на важнейших взаимосвязанных признаках болота как экологической системы, находящейся в движении и развитии; 3) давать ясное представление о морфологических особенностях и внутренних свойствах классифицируемого явления или объекта. Эти условия близки к «полезным признакам» классифицируемых экосистем, перечисленным в работе Ю. А. Исакова и др. (1980).

Проект классификации болотных биогеоценозов на изложенной основе был предложен автором (Пьявченко, 1973). Здесь он приводится почти без изменений, начиная с низшей таксономической единицы. За такую единицу принимается тип биогеоценоза или тип комплекса биогеоценозов, равновеликий по объему типу леса или группе экологически близких ассоциаций, что соответствует в общем понятию «фация» Лопатина. Название фации дается по эдификаторам или доминантам фитоценоза на том основании, что морфология, продуктивность и динамика фитоценоза представляют собой синтезированный результат обменных процессов и переноса энергии в биогеоценозе. Как было сказано, тип биогеоценоза, или фация, соответствует группе близких по экологии ассоциаций, а иногда и формаций, например: фация сфагновая мочажинная, куда войдут ассоциации с Sphagnum balticum, S. majus, Scheuchzeria palustris, Sphagnum papilosum и др.; сосново-кустарничково-сфагновая — с куртинами багульника, хамедафне и голубики; еловая болотно-травяная, объединяющая ассоциации ельников таволговых, хвощовых, осоково-крупнотравных.

В зависимости от степени обводнения болота или его участка, определяющей интенсивность метаболизма и торфообразовательного процесса, фации объединяются в три группы, как это сделано в классификациях болот Р. И. Аболина (1928) и болотных фитоценозов С. Н. Тюремнова (1929), а именно: чрезмерного увлажнения — топяную, среднего увлажнения — лесотопяную, умеренного увлажнения — лесную. Названия групп характеризуют стадии развития болотных биогеоценозов, в течение которых образуются слои торфа соответствующего ботанического состава, степени разложения и других свойств.

В топяную группу входят все фации с постоянно переувлажненным поверхностным слоем торфа и фитоценозами, состоящими из гидро- и гигрофильных травянистых растений и мхов. Вследствие постоянного переувлажнения процесс трансформации растительных остатков почти полностью протекает здесь в анаэробных условиях, деятельность гетеротрофных организмов-деструкторов подавлена и образующийся торф имеет малую степень разложения.

Лесотопяная группа объединяет фации с умеренным увлажнением, обусловленным небольшим понижением водного уровня и улучшением аэрации почвы в летнее время. Под влиянием этого на повышениях микрорельефа и лучше дренируемых участках возникают группы древесной растительности. Так как аэрация почвы периодически улучшается, деятельность почвенных беспозвоночных и микроорганизмов усиливается, а следовательно, возрастает интенсивность материально-энергетического обмена и повышается степень разложения отлагающегося торфа.

Лесная группа фаций характеризуется переменным увлажнением. Значительная обводненность почвы наблюдается здесь весной и в меньшей степени осенью, летом же уровень воды в почве падает до 30—50 см и даже больше. Это благоприятствует распространению древесной растительности, образующей заболоченные и болотные леса на огромных пространствах таежной зоны. Благодаря улучшению кислородного режима почвы усиливаются биологические процессы и образуется торф средней или высокой степени разложения. Производительность таких лесов чаще оценивается V классом бонитета, но в более благоприятных условиях может достигать и IV класса. Фации лесной группы отличаются наибольшей интенсивностью материально-энергетического обмена.

В условиях безлесных болот Севера лесотопяная группа замещается кустарничково-топяной. Сухим торфяным буграм северных болот с вечной мерзлотой, оттаивающей летом до 30—50 см, свойственна кустарничково-дикраново-лишайниковая группа фаций.

Третья ступень классификации — тип болотного массива (или его участка). Он представляет собой объединение групп болотных фаций, сравнительно близких по трофности, или комплекс фаций различной трофности. В соответствии с этим болотные массивы следует рассматривать не вообще, а в непосредственной связи с переживаемой ими длительной фазой развития, т. е. с учетом особенностей функционального характера. Р. И. Аболин выделил три такие фазы: озерно-речного, грунтового и атмосферного питания. Е. А. Галкина выделила четыре фазы: евтрофную, мезотрофную, олиготрофную и микстотрофную; В. Д. Лопатин — четыре: евтрофную, мезотрофную, олиготрофную и дистрофную; автор — четыре: евтрофную, мезотрофную, олиготрофную и гетеротрофную.

Вероятно, следует принять четыре фазы по Галкиной, и автору. Микстотрофной, или гетеротрофной, фазе отвечает существование комплексных болотных массивов, основные компоненты которых находятся в различных по трофности стадиях развития, что может быть обусловлено как эндогенными, так и экзогенными факторами. Вследствие этого прохождение гетеротрофной фазы болотными массивами не является закономерным.

К болотным массивам, находящимся в гетеротрофной фазе развития, относятся, например, аапа-бугристые болота с олиготрофными (мезотрофными) буграми и грядами и евтрофными мочажинами, крупнобугристые, плоскобугристые и некоторые полигональные торфяники, возвышенные и мерзлые внутри элементы которых резко отличаются от талых понижений или мочажин по экологии, в частности по растительному покрову, типу и свойствам торфяной почвы, гидрологическому и термическому режимам и другим экологическим факторам. Поэтому нельзя согласиться с В. Д. Лопатиным (1980, с. 6), полагающим, что «нет смысла устанавливать гетеротрофный тип фаций или тип болот, так как растительность всех болот, имеющих микрорельеф, гетеротрофна». Нельзя ставить знак равенства между хорошо очерченными в природе комплексными фитоценозами (и биогеоценозами) и микрокомплексностью растительности, что наблюдается в пределах какого-либо одного экологического типа болота.

Тип болотного массива получает в классификации название, отражающее современную фазу его развития, например верховой (олиготрофный) болотный массив, смешанный (гетеротрофный) болотный массив, или экологическая система соответствующего типа.

Геоморфологическое положение болотного массива и форма болотной впадины, положенные Е. А. Галкиной в основу ландшафтной классификации, оказывают влияние на формирование болотного массива, особенно в начальной стадии. Вместе с тем они хорошо фиксируются на аэрофотоснимках и используются в качестве дешифровочных признаков при определении современного типа болота и хода его развития. Поэтому в классификации болотных биогеоценозов (экосистем) названные признаки должны учитываться в качестве геоморфологического варианта того или иного экологического типа болотного массива. Тогда название классифицируемого массива сложится из определяющего термина (низинный, верховой и др.) и дополняющего (замкнутых котловин, проточных логов и т. д.).

Болотные массивы, сливаясь, образуют системы болотных массивов. Они могут быть простыми и сложными. Е. А. Галкина (1967) называет такие объединения системой урочищ. По-видимому, термин «урочище» вводить в биогеоценологическую классификацию нецелесообразно, поскольку его содержание не согласуется с представлениями биогеоценологии (Сукачев, 1964). Очевидно, их следует называть простыми или сложными макроэкосистемами.

Высшей единицей классификации можно считать объединение всех болотных систем Земли или Северного полушария — болотный эпитип (Paludes) Аболина, или биогеохору, входящий составной частью в «биогеоценотическую оболочку» земного шара (по Сукачеву), «эпигенему» (по Аболину).

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.