какая береза обычно растет на верховом болоте
Есть ли на болоте лес?
При слове «болото» в воображении подавляющего большинства возникает непроходимое, безлесное, гиблое место, непригодное для нужд лесного хозяйства. Так ли это на самом деле, по-прежнему дискуссионный вопрос.
Болото ни в коей мере не означает отсутствия на нем леса. Да и сам термин, хотя и применяется повсеместно, не является таким уж однозначным. Часто под болотом понимают все излишне увлажненные участки лесных территорий, но при этом даже не задумываются, что они далеко не так однородны, как кажется на первый, обывательский, взгляд. Практически каждый лесозаготовитель скажет, что на болоте с точки зрения прибыли делать нечего из-за низкой продуктивности древостоев. Часто это так, и связано с плохими условиями для роста деревьев ввиду низкого плодородия почвы и подтопления корней. Эти условия сильно сказываются на ростовых характеристиках деревьев и древостоев.
Немного о самом термине «болото». Во-первых, следует разделять неразделимые, казалось бы, вещи. Главным отличительным признаком болота является наличие большой прослойки торфа. Если эта прослойка менее 30 см, то речь может идти лишь о заболоченной территории. Леса, растущие на таких территориях, могут называться заболачивающимися, заболоченными и болотными, если прослойка торфа мощностью более 0,5 метра.
Болота представляют собой увлажненные участки земной поверхности, на которых накапливается неразложившееся органическое вещество – торф. Торфообразование и распределение болот связаны с природными условиями. Этому способствует сложившееся после ледникового периода преобладание равнинных пространств, чередующихся с частично сохранившимся холмистым рельефом. Болота различаются по стадии болотообразования. Зарождение болот и их развитие – последовательный и длительный процесс. Первоисточником заболачивания суши является избыточное увлажнение почвогрунтов на пониженных участках рельефа, приводящее к нарушению газообмена в почве, появлению и произрастанию болотной растительности. Ежегодно отмирающая и не полностью разлагающаяся масса растений становится основой торфообразования. Накоплению продуктов неполного разложения отмерших растений способствует и торф, характеризующийся высокой влагоудерживающей способностью.
Не все типы болот отличаются низким плодородием почвы. Все зависит от вида накопившегося торфа. Как известно, часто торф – это сырье для создания почвенных субстратов, на которых выращивают сельскохозяйственную продукцию. Следовательно, его плодородие не такое низкое. Обеднение торфа происходит при развитии болота. Ухудшение условий произрастания и смена растительного покрова начинаются с центральной части болотных массивов.
Болотообразование протекает при тесном взаимодействии и взаимообусловленности природных факторов: почвенно-гидрологических условий, рельефа, климата, растительности, животного мира. Основная роль пинадлежит избыточному увлажнению почвогрунтов и типу водно-минерального питания.
Можно выделить низинные болота, в которых естественное плодородие торфа довольно высокое для произрастания относительно высокопродуктивных лесных насаждений. В почвах переходных и верховых болот содержание питательных веществ, необходимых для лесной растительности, значительно ниже, что очень хорошо заметно по размеру растущих деревьев и их видовому составу.
Требовательность древесных пород к влаге и элементам питания, как известно, различается, поэтому если на низинных болотах можно встретить разнообразие растущих видов древесно-кустарниковой растительности, то по мере развития болотообразования видовой состав значительно сужается. На верховых болотах растет в основном сосна, отличающаяся широким экологическим диапазоном возможных условий произрастания. Невысокие тонкие деревья разнесенные далеко друг от друга, куда старше, чем представляется с виду. Здесь мало соблюдается шаблон «чем старше дерево, тем оно больше». Болотным деревьям может быть не одна сотня лет, но росли они в экстремальных условиях: испытывали нехватку питательных веществ и переизбыток влаги и приспособились в благоприятные годы извлекать максимум питательных веществ для роста, а также перераспределять их и создавать запас с расчетом на неблагоприятные периоды.
В низинных болотах более подходящие условия для древесной растительности. Ограничивающим рост деревьев фактором выступает только высокий уровень залегания грунтовых вод. При его снижении можно значительно улучшить условия роста и производительность произрастающих на низинных болотах древесных насаждений.
Отдельно следует рассмотреть древесные насаждения на болотах разных видов согласно стадиям болотообразования. На низинных болотах встречаются черноольшаники, ельники, сосняки и березняки болотно-травяные. Сосняки и ельники на торфяных почвах являются коренными типами леса, а березняки, ольшаники, осинники – производными. Из сопутствующих пород отмечаются рябина и разнообразные виды ивы. В подлеске распространены крушина, можжевельник, смородина. На переходных болотах лесообразующими породами являются сосна, ель, береза. Среди господствующих пород доминирует ива.
На верховых болотах представлены два типа леса: сосняки долгомошные и сфагновые. В них распространены чистые по составу древостоя сосняки. Сопутствующие древесные породы и подлесок отсутствуют.
Производительность лесов на неосушенных торфяных почвах характеризуется III–Vб классами бонитета. В лиственных насаждениях, в частности, в березняках, этот показатель соответствует III–Vа классам. Эксплуатационный запас стволовой древесины на верховых торфяных почвах обычно составляет до 90–100 м 3 га, на переходных – 70–150 м 3 /га, на низинных – 110–250 м 3 /га.
По имеющейся информации, при создании благоприятных почвенно-гидрологических условий в результате осушения лесов сосновые и еловые насаждения могут достигать Iа–I текущего класса бонитета на низинных болотах и I–II класса – на переходных. К столетнему возрасту на этих болотах фиксировался запас древесины до 500–550 и 300–400 м 3 /га соответственно. Такие насаждения сейчас есть в лесном фонде некоторых регионов России, поскольку массовое осушение лесов происходило во второй половине ХХ века. А так называемый золотой запас хвойных лесов с довольно большими объемами древесины сосредоточен в настоящее время на торфяных почвах.
Освоение таких специфических лесных территорий сдерживается из-за недостаточно разработанных принципов ведения лесного хозяйства на них и часто пренебрежительного отношения лесопользователей к этим территориям в комплексе с другими причинами.
Текст: Николай Дружинин, д-р с.-х. наук, профессор,
Владимир Вернодубенко, канд. с.-х. наук, доцент, Вологодская ГМХА
Растения болот. Какими они бывают
Б олота с их избыточной увлажненностью и повышенной кислотностью не самое комфортное место для жизни. И тем не менее целый ряд растительных видов сумел приспособиться к этим условиям. Кто же входит в растительные сообщества болот? И что представляют собой болота?
Болота широко распространены по всему земному шару. Они занимают большие площади в разных климатических зонах, в каждой из которых есть переувлажненные территории со сложившимся особым типом болотной растительности. То есть отдельной зоны болотного климата не существует, растения болот в тропических и умеренных широтах значительно отличаются своим видовым разнообразием.
Внутри каждой климатической зоны также очень велико различие болотных ландшафтов: по происхождению, экологическим условиям и связанным с ними группам растений. Остановимся на болотах умеренных широт, богато представленных в зоне летне-зеленых лиственных и бореальных хвойных лесов.
Условия формирования
В зоне умеренного климата огромные площади болот находятся в Евразии и Северной Америке.
Также значительные болотистые площади лежат на северо-западе и в центральной части России, в Белоруссии, Финляндии и Скандинавии.
В любой из климатических зон образование болота связано с избыточным и застойным увлажнением, которое имеет несколько причин. В первую очередь это гумидный климат, в котором осадков выпадает больше, чем испаряется влаги с поверхности суши, и при определенных особенностях рельефа происходит застой влаги или полностью отсутствует сток воды. Равнинный рельеф с небольшими понижениями и близким стоянием грунтовых вод вызывает заболачивание. Способствует этому характерный для тяжелых почв уплотненный оголенный горизонт, так называемый ортштейн, который препятствует просачиванию воды вниз по профилю. Усугубляет ситуацию на значительной территории умеренного климата вечная мерзлота (не оттаивающие даже летом грунты), которая также выполняет функцию водоупора.
Есть варианты
По происхождению и способу поступления влаги и питательных веществ выделяют основные типы болот:
Различают также плоские болота, возникающие при зарастании водоемов, и болота аапа-типа, которые характерны для субарктического климата на плоском рельефе или подстилающем мерзлотном субстрате.
Таким образом, в природе существует множество видов болот – от классических низинных и верховых через множество вариантов переходных, различающихся особенностью рельефа и подстилающих пород, исходным комплексом почвенно-растительных условий и историей их происхождения. Видовой состав растительных сообществ болот зависит от градиента нескольких факторов окружающей среды.
Низинные болота
Низинные болота – как следует из их названия – образуются в поймах рек, по берегам озер и искусственных водоемов, а также в понижениях рельефа, часто ледникового происхождения. Они питаются грунтовыми водами и стоками поверхностных вод. Таким образом, низинные болота постоянно имеют приток вод, как правило богатых питательными веществами, состав которых и определяет ассортимент видов растений конкретного болотного сообщества.
Растения болот низинного типа предпочитают достаточно богатые почвы и одновременно способны выносить длительное затопление водой. По отношению к влажности почвы и воздуха они принадлежат к гигрофитам, а по отношению к богатству почвы в большинстве своем – к эвтрофам.
Среди древесных видов следует выделить представителей рода Ива, часто кустарниковой формы роста, и ольху черную (Alnus glutinosa). Из трав встречаются вахта трехлистная (Menyanthes trifoliata), дремлик болотный (Epipactis palustris), сабельник болотный (Comarum palustre), белокрыльник болотный (Calla palustris), пушица широколистная (Eriophorum latifolium), осоки, вейники. Из мхов преобладает группа гипновых мхов, в частности виды рода Дрепанокладус (Drepanocladus), Палюделла (Paludella), Каллиергон (Calliergon), Скорпидиум (Scorpidium) и др.
Сукцессия
Болота интересны тем, что в истории их формирования наглядно можно проследить этапы сукцессии (смены) растительных сообществ, иногда этот процесс происходит в течение нескольких лет и его буквально можно наблюдать: например, заболачивание берега пруда, старицы в пойме реки или небольшого озерца. Процессы заболачивания более масштабные по площади происходят не так быстро и зависят от многих причин, в частности периодических многолетних колебаний климата и гидрологических изменений, антропогенных воздействий на природу (прокладывание дорог, отведение воды, осушение).
Снизу вверх
В природе смена растительности болот идет обычно от низинного типа к верховому, т. е. от более богатого состава влаголюбивых и эвтрофных видов к более специализированной группе растений, приспособленных к жизни на бедных питательными веществами верховых торфяниках. Происходит это за счет постепенного из года в год увеличения высоты торфяной подушки, накопления растительных остатков в условиях переувлажнения и связанного с этим недостатка кислорода, а также за счет повышенной кислотности окружающей воды. В начале формирования напочвенного покрова из сфагнового мха процесс заболачивания находится в стадии болота переходного типа.
Растительность сменяется с эвтрофной на мезотрофную: из древесных растет береза пушистая (Betula pubescens) в угнетенном состоянии, ива пятитычинковая (Salix pentandra), береза низкая (Betula nana) в большом количестве. На возвышениях в изобилии можно встретить багульник болотный (Ledum palustre), из трав преобладают пушица узколистная (Eriophorum angustifolia) и осоки, но в другом наборе видов – осока волосистоплодная (Carex lasiocarpa), осока желтая (Carex flava) и др. Гипновые мхи постепенно сменяются представителями рода Сфагнум (Sphagnum).
Болото нарастает вверх, связь корней растений со слоями богатого низинного торфа ослабевает. В дальнейшем в наиболее приподнятой части подушки торфа складываются условия для олиготрофного, или верхового, болота. Здесь нет подпитки грунтовыми и поверхностными стекающими с рельефа водами, питание и снабжение водой происходит только за счет атмосферных осадков.
От леса к болоту
Иной тип заболачивания – от леса к болоту – также происходит в несколько этапов, причем эвтрофная стадия может выпасть или сразу при определенном рельефе идти по верховому типу – в условиях поступления влаги и минеральных веществ исключительно из атмосферы. Тогда образуются типичные верховые болота – господство сфагновых мхов, которые способны существовать без субстрата. Образуя плотную подушку, они нарастают вверх, при этом нижняя их часть постоянно отмирает с образованием бедного зольными веществами кислого торфа.
Помимо сфагнума в таких условиях произрастает ограниченный ассортимент видов, большинство из которых олиготрофы. Из древесных растений – в основном сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) в угнетенном состоянии. В особую группу специализированных кустарников и кустарничков из семейства вересковые входит подбел обыкновенный (Andromeda polifolia), мирт болотный (Chamaedaphne calyculata), клюква (Oxycoccus) и некоторые другие. Из травянистых растений часто встречаются
(Eriophorum vaginatum), oсока топяная (Carex limosa).
Верховые болота
Микроклимат верховых болот сильно отличается от окружающих их лесных территорий. Уровень испарения с поверхности болот выше, чем с ровной глади воды, поэтому воздух насыщен парами. Участки верховых болот открыты солнцу и ветрам, в течение суток наблюдаются сильные перепады температур, весной дольше продолжаются, а осенью раньше начинаются заморозки. Не менее важна и средообразующая роль сфагнума, являющегося примером сильного эдификатора, т. е. растения, которое определяет условия обитания для других организмов.
Корни трав, кустарничков и единичных сосен находятся как собственно в живом сфагновом мхе, так и в образующемся из него торфе. Корнеобитаемые слои мха и торфа перенасыщены большую часть года застойной, т. е. недвижущейся, и потому бедной кислородом водой. Питательными веществами, повторимся, верховой торф также беден, зато богат органическими кислотами, определяющими его сильнокислую реакцию.
Слой сфагнового мха является хорошим изолятором: когда в жаркие солнечные дни кочки на болоте могут пересыхать и сильно нагреваться, торф и вода внизу остаются прохладными (как и вытекающие из болот речки). Вероятнее всего, этот комплекс условий привел к формированию группы олиготрофных видов из семейства вересковые, у которых наблюдается ксероморфное строение листа, несмотря на избыток влаги.
Вереск часто встречается в заболоченных лесах
Деревья растущие на болоте
Рис. 4. Экологические формы сосны (Pinus silvestris), произрастающей на олиготрофных болотах: 1 — f. pumila, 2 — f. willkommii, 3 — f. litwinowii, 4 — f. uliginosa (Тюремнов, 1976)
Сосну можно найти там, где другие породы не смогут расти. Такими местами могут служить пески, скалы, меловые выходки. В настоящее время известно большое количество форм сосны, примерами которых могут служить «узкокронная» и «ширококронная» сосна, «плакучая» и «змеевидная» сосна, «сосна в юбке» и многие другие. В целом у сосны обыкновенной выделяют 5 подвидов, около 40 географических рас, более 100 разновидностей, а также огромное число экотипов и форм (Волкова, 2000). В зависимости от вида болот и типа растительных сообществ, сосна обыкновенная имеет различные угнетённые формы (см. рис. 4.). Данные формы сосны — имеют разную высоту, различные варианты формы кроны, разную длину и ширину шишек. Лучше всего растёт сосна f.uliginosa. Высота этого дерева варьирует от 10 до 12 м, с с более-менее прямым стволом и кроной шаровидной вормы на его верхушке. Эта форма сосны относительно густо произрастает по окраинам болот, либо на очень хорошо дренируемых участках. Сосна формы Литвинова (f. litwinowii) представляет собой дерево с высотой от 2 до 4 м, имеющее яйцевидную крону в верхней половине, либо трети ствола. Произрастает преимущественно на олиготрофных болотах, с большой частотой встречается на границах болот этого типа. Сосна формы Вилькома (f. willkommii) является деревом, высота которого варьирует от 1 до 3 метров и тупоконусовидной кроной. Ветвление густое, всестороннее; ветви идут от ствола практически под прямым углом, начинаясь почти от прикорневой шейки. F. willkommii произрастает на участках с большей степенью обводнённости, чем f. litwinowii, но с лучшим освещением. Сосна формы «пумила» (f. pumila) по габитусу больше напоминает чахлый кустарник высотой от 0,75 до 1,5 м. В некоторых случаях практически полностью погребается в сфагновом покрове, оставляя на поверхности только верхушки ветвей. Данная форма обитает на центральных участках с сильной степенью обводнённости (Тюремнов, 1976). Сосна в процессе эволюции приспосабливалась к тяжёлым (для не болотных растений) условиям. Если в борах на песчаных почвах она имеет крупный стержневой корень, достигающий большой глубины, то на торфяниках, в условиях недостаточной аэрации, корневая система её стала горизонтальной, доходящей до глубины лишь 30-50 см. Чем угнетённая сосна, тем больший диаметр охватывает её корневая система (30-50 летние растения имеют радиус корневой системы до 5 м, а окончания мелки корешков распространяются ближе к поверхности субстрата) (Тюремнов, 1976). Рассмотрим несколько примеров растений-доминантов из семейства сосновых в древесном ярусе.
Сосна сибирская (Pinus sibirica L.) — распространена на верховых болотах Западной и Восточной Сибири, а на Урале растет по окраинам крупных низинных болот в елово-кедровых сограх. Сосна сибирская, по сравнению с другими видами сосен, лучше приспособлена к росту на верховых болотах, так как по мере нарастания торфяного пласта она дает придаточные корни в нижней части ствола, выше корневой шейки. Встречается на глубоких сфагновых болотах Сибири, но в этих неблагоприятных для неё условиях Pinus sibirica выглядит чахлым невысоким деревом (Лапшина, 2003).
Ель сибирская (Picea obovata Ledeb.) — представитель семейства сосновые (Pinaceae), теневыносливое влаголюбивое растение, плохо переносящее избыток воды, особенно застойной. Поэтому, как правило, она не растет на верховых болотах и встречается чаще вместе с ольхой на таких участках низинных болот, где имеется проточная вода. На болотистых и на умеренно влажных почвах ель способна в самом поверхностном горизонте почвы образовать придаточные корни, начиная с 3-4-летнего возраста. Но здесь она имеет угнетенный вид и достигает лишь 8-10 м в высоту.
На территории верховых болот Западно-Сибирской равнины произрастает лиственница сибирская (Larix sibirica Ledeb.). Её высота здесь варьирует от 5 до 6 м, а диаметр ствола от 10 до 12 см. Так же, как и сосна сибирская в ходе эволюции она адаптировалась к условиям постоянного нарастания торфяной толщи на верховых болотах. Ярким приспособлением является способность отпускать придаточные корни в нижней части ствола, которые заменяют глубоко погребённые под постоянно растущим торфяником, отмершие в слое многолетней мерзлоты первичные корни. На олиготрофных болотах лиственница живёт дольше сосен — от 300 до 400 лет, а сосны гибнут преждевременно. Из семейства берёзовых на олиготрофных болотах произрастают несколько древесных видов: карликовая, приземистая, пушистая. Их различия состоят в высоте стволов и форме листьев. На верховых болотах Камчатки и Сахалина произрастают кустарниковые формы берёз: миддендорфа и тощая (Тюремнов, 1976).
Берёза пушистая (Betula pubescens Ehrh.) — растение из семейства берёзовые (Betulaceae), достигающее при благоприятных условиях 25-30 м в высоту и до 80 см в диаметре. Живёт около 120 лет, реже до более взрослого возраста. Кора у молодых деревьев коричневато-бурая, а с 8-10 лет белеет. Хорошо отличается от других деревьев по белой коре; кора почти до самого основания ствола белая, гладкая, без чёрных трещин в отличие от берёзы повислой, лишь внизу неглубоко растрескивается в старости. Молодые побеги густоопушенные, в отличие от берёзы повислой на ветвях нет желёз-бородавочек. Ветви не поникающие. Крона в молодом возрасте стройная, узкая, с возрастом становится раскидистой. Листья яйцевидные или ромбически-яйцевидные, 3,5-7 см длины, 2,5-5 см ширины, короткозаострённые на верхушке, с округлым, реже сердцевидным или усечённым основанием; края двоякозубчатые. В молодом возрасте листья густо опушены, затем опушение сохраняется только снизу и на черешках. Растёт по краям верховых болот в дренируемой полосе и в центре на возвышенности (Фёдоров, 1980).
Берёза карликовая (Betula nana L.) — растение относящееся к семейству берёзовые (Betulaceae). Представляет листопадный сильно ветвистый кустарник с мелкими и округлыми листьями. Её высота 20-70 (до 120) см. Карликовая береза имеет приподнимающиеся или распростертые побеги, которые на вид густо бархатистые или пушистые. Кора почти голая, с тёмно-коричневой или красновато-тёмно-бурой окраской. Листья же округлые, реже округло-овальные, длиной 5-15 мм, шириной 10-20 мм, у основания округлые или, часто, широко-клиновидные, с закруглённой верхушкой, широко клиновидным основанием, с притупленными зубчатыми краями. Сверху листья тёмно-зелёные, глянцевые, снизу светло-зелёные и рассеянно пушистые; в молодом возрасте клейкие. Произрастает на верховых болотах северных (тундровых) районов, образуя нередко сплошной кустарниковый ярус; реже встречается на низинных болотах (Гроздова и др., 1986). Итак, основными чертами приспособленности деревьев и кустарников в условиях жизни на олиготрофных болот является, прежде всего, горизонтальная корневая система, распространяющаяся в моховом слое; низкий рост и диаметр стволов, что сказывается из-за дефицита минеральных веществ.
На низинных (эвтрофных) болотах — береза, ольха черная, ольха серая, ива
Влаголюбивые деревья и кустарники – ольха, ива – декоративны круглый год за счёт благородного рисунка коры, которая у разных форм ивы, к тому же, разного цвета. Дёрен белый тоже отличается яркой корой, выведены формы с разными её оттенками, а также пестролистные сорта. Влаголюбивые деревья и кустарники незаменимы на побережье – их можно высаживать на границах участка со стороны озера в качестве живой изгороди.
Насколько велика низина? Если ли выступающие на поверхности воды? Если низина не большая, можно посадить тополя, они умеют осушать местность.
Растения для влажных почв:
ива белая, рябина обыкновенная, ирга ольхолистная, калина обыкновенная,
гортензия метельчатая, ива шерстистая,
дерен белый, снежноягодник белый.