big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Функционирование болотных биогеоценозов

В основе функционирования и развития болотных биогеоценозов лежит взаимодействие их компонентов друг с другом, со смежными биогеоценозами и внешней средой. Это взаимодействие выражается в обмене веществом и энергией, получаемой зелеными растениями-автотрофами первоначально от солнца. Приход энергии в средних широтах в течение года составляет около 9•109 кал на 1 га земной поверхности (Дювиньо, Танг, 1968). Потребителями и преобразователями ее служат автотрофные растения, синтезирующие в своих зеленых органах органическое вещество. Поэтому фитоценоз является основным среди живых компонентов биогеоценоза, дающим начало всем жизненным процессам. Наряду с этим и сам  фитоценоз представляет собой весьма сложное, высокоорганизованное противоречивое явление. В нем также имеют место различные связи и взаимоотношения между растениями как одного, так и различных ярусов, между древесными и травянистыми видами и т. д. Они выражаются в затенении одного растения другим, механическом охлестывании, воздействии химических выделений через почву (аллелопатия), корневой конкуренции за питательные вещества и влагу и др. (Кощеев, 1962; Пьявченко, 1960; Карпов, 1969, и др.). Сложным комплексом является и такой компонент, как почва, посредством которой осуществляется главным образом обмен веществ и перенос энергии в биогеоценозе и которая сама возникает и развивается в результате взаимодействия биокосных факторов.

Наряду с автотрофными организмами-продуцентами в болотном биогеоценозе функционируют и гетеротрофные организмы — консументы, питающиеся готовым органическим веществом, среди которых выделяются фитофаги, поедающие живые части растений, и сапрофаги — деструкторы, разлагающие мертвое вещество до простых химических соединений и играющие очень важную роль в процессах почво- и торфообразования.

Снабжение болотных биогеоценозов влагой обеспечивается или атмосферными осадками (в случае верховых болот), или грунтовыми, поверхностными водами и осадками (в случае низинных). Необходимые элементы азотного и зольного питания фитоценоз получает из почвы, где они образуются в результате выщелачивания из минерального грунта и разложения растительных и животных остатков почвенными беспозвоночными и микробами, причем азот отчасти фиксируется последними из воздуха. Важным источником восполнения элементов питания в почве служат отмершие древесные остатки, травяная ветошь, экскременты и трупы животных. Кроме того, на поверхность почвы приносится с осадками и непосредственно много атмосферной пыли.

В гораздо меньшем объеме в почву поступают органическое вещество и химические элементы наземного животного происхождения в связи с малой численностью и непостоянным присутствием многих животных в болотных биогеоценозах. Так, на болотах постоянно живут некоторые птицы, земноводные, рептилии. Некоторые млекопитающие, не живущие на болотах, посещают их в поисках пищи или в силу иных причин. Большая часть встречающихся на болотах наземных позвоночных — фитофаги, и их роль в биогеоценозе проявляется в поедании живых растений, привносе в почву своих экскрементов и трупов, вытаптывании и перекапывании верхнего почвенного слоя. В целом роль этих групп животных-консументов 1-го порядка невелика. Гораздо большее значение в функционировании болотного биогеоценоза имеют насекомые и почвенные гетеротрофные организмы-деструкторы, образующие единый комплекс с почвой. Сюда входят беспозвоночные животные, бактерии и грибы, выполняющие совместно функции разложения (гумификации и минерализации) органических остатков и торфообразования (Пьявченко, Козловская, 1974). Естественно, в слабокислой или нейтральной торфяной почве низинного типа численность этих организмов больше и деятельность активнее, чем в сильнокислой почве верхового типа.

Вследствие высокой влажности и крайне слабой аэрации торфяной почвы основная масса сосущих корней деревьев и мезофильных травянистых растений распространяется на болотах в самом поверхностном, более аэрируемом летом горизонте, обычно не глубже 10—12 см. Однако скелетная и проводящая часть корневой системы находится глубже благодаря погребению ее нарастающим торфом.

А. Л. Кощеев (1955), отметил что у болотной сосны по мере погребения корневой шейки сфагнумом корни загибаются вверх и приобретают саблеобразную форму. У ели и березы на стволе образуются придаточные корни, тогда как погребенные первичные переходят в анабиотическое состояние. В болотном сосняке сфагновом поверхностные корневые системы соседних деревьев многократно перекрывают друг друга, образуя густую сеть, из тонких проводящих и сосущих корней. Кощеев определил, что в болотном сосняке V-a бонитета площадь распространения корневой системы каждой сосны в 22,5 раза превышает площадь питания, приходящуюся на долю одного дерева. Естественно, что между растениями возникает сильная корневая конкуренция, которая обостряется крайней бедностью почвы верхового болота питательными веществами и малой доступностью их древесным растениям на переувлажненном болоте. В результате формируются редкостойные древостой низкой производительности.

Взаимное влияние группы биогеоценозов, образующих болотный массив, осуществляется преимущественно в результате переноса воды с растворенными в ней химическими элементами по верхнему слою дернины и малоразложившегося торфа — деятельному слою, обладающему достаточно высокой водопроницаемостью. С увеличением степени разложения торфа его водопроницаемость сильно падает. Так, К. Е. Иванов (1975) дает следующие коэффициенты фильтрации нескольких видов торфа в неосушенных болотах:

Помимо водообмена, взаимное влияние биогеоценозов проявляется в переносе животными и ветром семян растений, пыльцы и спор.

Взаимодействие функционирующих болотных биогеоценозов с соседними неболотными, в основном лесными, проявляется главным образом в наступлении болот на леса. Под влиянием роста торфяника вверх процесс заболачивания все больше распространяется в стороны, минеральный грунт на периферии болота переувлажняется, сфагновый моховой или травяно-сфагновый покров проникает под полог соседнего с болотом леса

Наступление сфагнового болота на лес

и постепенно вытесняет лесные мхи и мезофильные травянистые растения (рис. 20). Но в сухие климатические периоды заболачивание нередко приостанавливается и создаются благоприятные условия для наступления леса на болото — формирования на открытом болоте древесного яруса Перекачивая из почвы в атмосферу огромное количество воды и угнетая моховой покров своим опадом, древесная растительность становится временным эдификатором фитоценоза и оказывает сильное влияние на функционирование всего биогеоценоза.

В северных и северо-западных районах таежной зоны заболачивание суши под влиянием растущих торфяников продолжается и в современный период, хотя масштабы его, по данным шведских и финских авторов (по: Кац, 1941), существенно сократились, что подтверждается и исследованиями в нашей стране (Минкина, 1950; Пьявченко, 1957, 1963). Причина этого кроется, во-первых, в заполнении торфом первоначальных депрессий и ухудшении условий водоснабжения и, во-вторых, в естественном дренаже некоторых торфяников под влиянием локальных поднятий суши и эрозионных процессов.

На юге лесной зоны надвигание лесной растительности на болота наблюдается сравнительно часто. Несомненно, возникновение на естественно дренированном болоте древесной растительности достаточно высокой сомкнутости оказывает тормозящее влияние на болотообразовательный процесс, вызывает перестройку в функционировании компонентов болотного биогеоценоза и приводит к смене его болотно-лесным или лесным. Дальнейшее направление смен полностью зависит от состояния водного режима в частности от уровня воды в торфяной почве и его сезонной динамики.

 

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

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.