Заболачивание минеральных, чаще лесных почв, в этом случае торфяная залежь лежит на минеральном грунте.

Процесс заторфовывания водоёмов свойственно в основном в условиях умеренного климата, характерен для замкнутых водоёмов со стоячей и слабопроточной водой - озёр, речных заводей, стариц, морских мелководий и лагун. По мере формирования растительности и водных организмов (планктона и бентоса) в озёрах начинают накапливаться органогенные отложения в виде органического ила - сапропеля. Это однородная желеобразной консистенции масса, цвет которой может меняться от желтоватого, розово-серого до оливкового. В летнее время при усилении микробиологических процессов формируются слои сапропеля более тонкие и светлые, чем в другие сезоны.

1.3 Распространение болот в России

Болота распространены на Земле повсеместно: в разных климатических зонах и на большинстве континентов. Общая площадь торфяных болот на земном шаре, по данным Государственного Гидрологического Института, около 2,7 млн. км², или около 2 % площади суши. В них сосредоточено более 11 тыс. км³ воды, или 0,03 % пресных вод гидросферы.

В России общая площадь торфяных болот составляет 0,6 млн. км², а с учетом заболоченных земель общая площадь всех болот равна 1 млн. км² (37 % площади болот мира и 5,9 % территории страны). Запасы воды в болотах России составляют около 3 тыс. км³. Наиболее велика заболоченность Западной Сибири. Здесь болота покрывают 0,32 млн. км² и содержат около 1 тыс. км³ воды. Заболоченность северной части Западной Сибири достигает 50%, а в некоторых районах —70%.

Наиболее заболоченные районы в европейской части страны — Карелия и Кольский п-ов, где болота занимают треть всей площади. Особенно много их в тундре, где просачиванию влаги в грунт препятствует вечная мерзлота. В лесной зоне болотные ландшафты доминируют в поясе полесий (Верхне-Волжское, Мещерское, Балахнинское, Ветлужское, Вятско-Камское и др.).

Из-за широкого распространения болот в лесной зоне Западной Сибири ее называют лесоболотной зоной. Это самый заболоченный регион в мире. Плоские недренируемые участки заняты там болотными массивами, а собственно таежные леса занимают преимущественно склоны речных долин, гривы, наклонные и возвышенные относительно дренированные участки междуречий. Почти 40% территории района занято болотами, при этом в Тюменской области на них приходится половина всей площади, а в Ханты-Мансийском округе - даже 70%: Васюганская равнина (Томская обл.), занимающая междуречье Оби и Иртыша на юго-востоке Западной Сибири; представляет собой одно гигантское непроходимое болото, растянувшееся на многие сотни километров. Многочисленные реки весной, после таяния глубоких снегов, широко разливаются, и все обширное междуречье покрывается сплошным зеркалом воды, называемым местным населением Васюганским морем. Такой заболоченности благоприятствуют плоский рельеф с отсутствием каких-либо уклонов на больших площадях, избыточное увлажнение и обилие грунтовых вод, поступающих с приподнятых окраин равнины. Западносибирские реки из-за неглубокого врезания не обеспечивают должной дренированности территории. Более того, для Оби и Иртыша характерны сильнейшие половодья, растянутые почти на все лето. Высокие воды способствуют подъему грунтовых вод и, следовательно, усиливают заболачивание. В настоящее время заметна тенденция к наступлению болот на окружающие леса. Вообще агрессия болотообразования характерна для всего Севера нашей страны. Многие специалисты полагают, что при современных темпах заболачивания вся лесная зона Западной Сибири через пять тысяч лет превратится в сплошное болото. Только на участке Большого Васюганского болота площадью около 4,5 млн. га в среднем ежегодно заболачивается 1800 га. Заболоченность усложняет освоение богатейших ресурсов этого края, затрудняет строительство дорог и поселков.

В Восточной Сибири с нарастанием континентальности и относительной сухости климата болот становится меньше. В правобережной части Енисея заболоченность составляет около 10% площади. Однако на Центрально-Якутской, Северо-Сибирской и Яно-Индигирской низменностях количество болот резко возрастает, и по заболоченности отдельные их участки мало уступают Западной Сибири. Заболачиванию этих территорий благоприятствует повсеместное распространение вечной мерзлоты. Болота здесь называют марями. Они образуют специфическую торфяно-кочковатую поверхность, покрытую кустарниками и редкими угнетенными лиственницами.

Много болот и на Дальнем Востоке, чему способствует влажный муссонный климат. Так, в Амурской области болотами занято более трети всей площади. Одним из рекордсменов в стране по количеству болот на единицу площади является охотское побережье Камчатки. Морские террасы Западно-Камчатской низменности заняты преимущественно осоково-сфагновыми и лишайниковыми болотами, называемыми здесь мокрыми тундрами.

2. Геологическая деятельность болот

2.1 Образование торфа

Геологическая деятельность болот заключается в образовании торфа – полуразложившихся остатков растений. В свежем (не уплотненном) торфе влага составляет 85-95%, минеральные примеси от 2% до 20 % к сухой массе торфа. Торф различается по количеству зольного остатка. Больше всего золы дает низинный торф (8-20%), меньше – переходный (4-6%) и меньше всего верховой торф (2-4%).

Каждый тип болотной растительности связан с определёнными условиями произрастания, обусловленными особенностями торфяного субстрата. Но в тоже время и характер торфа, его природные свойства зависят от растительности, поскольку остатки её служат материалом при его образовании. На болотах каждой растительной группировке соответствует определённый, только ей свойственный вид торфа. Торф представляет собой продукт неполного разложения растительной массы в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода. Свежий торф выглядит более или менее однородной тёмной массой, преимущественно коричневых оттенков. Слаборазложившийся торф имеет более светлую окраску (жёлтую, серую и т. д.). По химической природе торф близок каменным и в особенности бурым углям, которые в своё время также прошли стадию торфа, а затем подверглись углефикации в условиях высокого давления и особого температурного режима.

В основе торфообразования лежат физические, химические и биологические процессы, осуществляющиеся одновременно. Физические процессы менее сложны и заключаются в уплотнении растительных остатков, разрушении органов растений, их измельчении и распаде на отдельные ткани и клетки. Химические и биологические процессы торфообразования значительно сложнее. Разложение растительных остатков происходит с участием микроорганизмов - актиномицеты, плесневые и дрожжевые грибы, различные бактерии. В этом процессе принимают участие и многочисленные беспозвоночные, в том числе и дождевые черви. Все эти организмы аэробные, поэтому процесс разложения растительных остатков протекает в самом поверхностном, наиболее аэрированном слое, получившем название торфогенный. Глубина его в среднем составляет 50 см. Все основные свойства торф получает именно в этом слое, а глубже подвергается лишь незначительным морфологическим изменениям. Ниже торфогенного слоя разложение сильно замедляется, но не прекращается даже в глубоких слоях залежи (до 6 м), откуда выделяется метан, свидетельствующий об анаэробных процессах (вторичное разложение, диагенез). Активность аэробных микроорганизмов обусловлена климатическими особенностями. В более сухие периоды жизнедеятельность их становится интенсивнее, они быстрее размножаются, и вследствие этого откладываются торфа более высокой степени разложения. Во влажные периоды активность аэробных организмов снижается, тогда откладываются менее разложившиеся торфа. Последующее потепление и понижение влажности усиливают интенсивность микробиологических процессов и обусловливают отложение более разложившихся торфов. Таким образом, изменения климата служат причиной неравномерности, скачкообразности торфообразовательного процесса, что типично для верховых болот, получающих основное питание с атмосферными осадками. В низинных залежах не наблюдается скачкообразного распределения торфов по степени разложения, что объясняется более стабильным грунтовым питанием.

Интенсивность разложения растительных остатков зависит от многих факторов, прежде всего, от условий среды, активности микроорганизмов-деструкторов, устойчивости растительных остатков к разложению. Наиболее устойчивы к разложению сфагновые мхи, поэтому остатки их хорошо сохраняются в торфе. Малоустойчивы к разложению кустарнички. Полностью разлагаются надземные части осок, и в торфе сохраняются лишь корневые остатки. Почти полностью разлагаются лишайники. Важен и химический состав растений-торфообразователей, а именно содержание в них протеинов, кальция, легкогидролизуемых углеводов и др. Существует такой показатель как степень разложения торфа, под которым понимают процентное содержание в нём бесструктурной массы, включающей гуминовые вещества. Степень разложения - одно из важных свойств торфа, поскольку с ним связаны и другие, например влажность, теплота сгорания, плотность, связность и т. д. Торфу, несмотря на его большое видовое разнообразие и сильно изменяющуюся степень разложения, присущ ряд свойств, которые отличают его от других органических образований. Далее рассмотрим следующие основные свойства торфа.

1. Ботанический состав. В значительной степени определяет ряд других свойств (зольность, кислотность и др.) торфа и обусловлен до известной степени видовым составом отложившей его материнской ассоциации. Состав растительности на поверхности болот тех или иных типов может, таким образом, указывать на ботанический состав верхнего слоя торфяной залежи, в этом заключается индикаторная роль растительного покрова болот.

2. Влажность. Одна из наиболее характерных особенностей торфа, которая отличает его от других твёрдых сухих каустобиолитов (каменного, бурого углей, антрацитов). Влажность торфа определяется как отношение массы воды всех категорий к общей массе торфа, проценты. Влажность торфа находится в обратной зависимости от степени разложения: чем сильнее разложился торф, тем меньше его влажность. Влажность торфа колеблется в пределах 86-95%.

3. Влагоёмкость. Способность торфа поглощать и удерживать капельножидкую воду, зависит от капиллярной структуры торфа, которая, в свою очередь, обусловлена анатомическим строением листьев сфагновых мхов. Влагоёмкость - величина, обратная степени разложения торфа. Чем больше разложился торф, тем он менее влагоёмок.

4. Гигроскопичность. Способность торфа поглощать не только водяные пары, но и различные газы. Наиболее гигроскопичны сфагновые торфа, затем осоковые и гипновые.

5. Кислотность. В большинстве случаев кислотность торфа значительна вследствие окислительных процессов в торфяниках при доступе кислорода, а также благодаря кислотности клеточного сока сфагновых мхов. Особенно сильной кислотностью отличаются олиготрофные торфа (pH 2,6-5,0), менее кислые низинные (pH 6,0-7,4) и переходные (pH 4,5-5,6).

6. Зольность. Несгораемая минеральная часть торфа, т. е. зола поступает в торф из растений, и также образуется за счёт минеральных частиц, привносимых грунтовыми и поверхностными сточными водами, атмосферными осадками и в результате инфильтрации грунтовых вод в торфяные залежи после их образования. Зольность находится в прямой зависимости от степени разложения: чем сильнее торф разложился, тем он богаче золой. Кроме того, зольность зависит от ботанического состава торфа. Зольную часть торфа составляют: кальций, железо, калий, алюминий, магний, кремний, фосфор, марганец и др.

7. Объёмная и удельная масса торфа. Объёмная масса - это масса единицы объёма торфа вместе с водой и воздухом. Удельная масса - масса единицы объёма абсолютно сухого (беспористого) вещества торфа, его твёрдых частиц (растительных волокон, гумуса, минеральных включений), отнесённая к массе такого же объёма воды при 4°C.

8. Теплотворная способность. Торф обладает высокой теплотворной способностью. У разных видов торфа она колеблется от 4500 до 6500 ккал/кг. Чем выше степень разложения торфа, тем больше его теплотворная способность.

2.2 Использование торфа

В настоящее время торф находит широкое применение в различных отраслях хозяйства. Его используют в качестве топлива, химического сырья, как упаковочный материал, в строительстве, сельском хозяйстве, медицине. Торф как топливо на электростанциях в основном используют в виде фрезерной крошки, а для бытовых нужд в виде брикетов. Из торфа получают газ, металлургический кокс, активированный уголь, а также такие ценные химические продукты как воск, битум, кормовые дрожжи, спирты, фурфурол и др. В строительстве зданий специального назначения широко используют торфоизоляционные плиты и панели. Кроме того, торф нужен в гидротехническом и дорожном строительстве (им покрывают дорожные насыпи, приканальные дамбы и пр.). В качестве упаковочного материала применяют слаборазложившийся сфагновый торф в виде крошки.

Этим порошком пересыпают овощи и фрукты при их хранении и транспортировке. В данном случае сфагновый торф действует как антисептик и подавляет развитие гнилостных бактерий и плесневых грибов. В сельском хозяйстве торф традиционно служит в качестве удобрения и подстилки на животноводческих фермах и птицекомбинатах. Для удобрения наиболее пригодны низинные торфа, они богаче калием, фосфором, магнием, кальцием и азотом. Внесение в почву торфяных компостов благоприятно сказывается на её структуре. Плотные и тяжёлые суглинистые почвы после внесения в них торфяных компостов становятся более рыхлыми и влагоёмкими. Улучшается доступ воды и воздуха к корневым системам. Увеличивается содержание перегноя.

Особенно большое значение имеют торф и те удобрения, куда он входит, для песчаных почв. В песчаных почвах увеличивается содержание перегноя им, передаётся влагоёмкость торфа. После внесения торфяных удобрений в почвах активизируется деятельность микроорганизмов, разрушающих органические вещества торфа и обогащающих почву питательными веществами. Низинный торф со средней и высокой степенью разложения (25-55%) используется в качестве составной части парникового и тепличного грунта, применяется при разбивке газонов, посадке декоративных деревьев и кустарников. Торфом мульчируют почву в садах, на полях овощных и технических культур. Мульчирование предохраняет почву от высыхания, тормозит рост сорняков, обогащает углекислым газом приземный слой воздуха. Слой торфа 1-5 см предохраняет посевы от резких колебаний температуры.

Для мульчирования применяют как верховые, так и низинные торфа с разной степенью разложения. Подсушенную торфяную крошку в смеси с навозом употребляют для обогрева почвы в парниках. Обогрев происходит в результате саморазогревания торфа и навоза под действием микроорганизмов. Наряду с торфоорганическими удобрениями широко применяют торфоминеральные компосты: торфоизвестковые, торфозольные, торфофосфорные. Торф, особенно малоразложившийся сфагновый, обладает высокой влагоёмкостью и сорбционной ёмкостью. В больших количествах он поглощает многие газы, устраняет запахи. Благодаря этим свойствам он широко применяется в качестве подстилки на скотных дворах и птичниках. Кроме того, важное преимущество перед, например, соломой состоит в малой теплопередаче. Это обеспечивает животным тёплое ложе, особенно на цементных и бетонных полах. Антибиотические свойства торфа препятствуют развитию болезнетворных микроорганизмов. Лучшая торфяная подстилка приготавливается из сфагновых пушицево-сфагновых торфов малой степени разложения (5-15%). Влажность её не должна превышать 50%, иначе она скоро становится сырой и холодной. Использованная торфяная подстилка служит ценным органическим удобрением.

Дата добавления: 2015-07-25