Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Ландшафтно-генетические предпосылки рационального использования верховых болот

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Ландшафтно-генетические предпосылки рационального использования верховых болот"

АКАДЕМИЙ НАУК БЕЛАРУСИ Институт проблем использования природных ресурсов и экологии

На правах рукописи

НУХАРЧйК Тамара Иосифовна

Л АЦДШАФТКО—ГЕНЕТИЧЕСШГЕ ПРЕДО ОСЬШКИ РАЦИСКАЛЬНОГО ИСПСЛЬЗ.ОВАКШ ВЕРХОВЫХ БОЛОТ

II.00.11 - охрана окружающей среды и рациональное использование природнкх ресурсов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Минск - 1591

Работа выполнена ъ Институте проблем использования природных ресурсов и экологии АН Беларуси.

Научный руководитель - кандидат географических наук,

старший научный сотрудник А.А.Хомич

Официальные'оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук,

член-корреспондент АН Беларуси Н.Н.Бамбалов; - кандидат географических наук, доцент В.Н.Кирюшкин

Ведущая организация - Белорусский ордена трудового Красного Знамени Государственный университет им. 3.И.Ленина, географи-' ческий факультет.

Защита состоится "ЛЯ" ЛУй^А-л^-^- 1992г. в — ^ часов на заседании специализированного совета К.006.17.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук при Институте проблем использования природных ресурсов и экологии Академии наук Беларуси (220114, г.Шнек, Староборисовский тракт,10), конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке"Института проблем использования природных ресурсов и экологии АН Беларуси.

Автореферат разослан " ЛР "

Ученый секретарь

специализированного

совета

Томсон А.Э.

© Институт проблем использования шзиродных ресурсов и экологии АН Беларуси, 1991

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность теш. В течение длительного времени верховые ' болота, как и болота вообще, рассматривались только с позиций их народнохозяйственного-значения: в качестве месторолдений ценного органического вещества, лесохозяйственных угодий. Более того, они считались ненужными и даже "вредными" природными образованиями. Некоторый перелом в отношении использования болот наметился в конце 60-х годов, когда появились доказательства негативных последствий мелиоративных работ и на повестку дня встали вопросу охраны болотных ландшафтов. Однако, до сих пор проблема рационального использования, восстановления и сптишзации олиготрофны:: систем относится к числу недостаточно изученных. По-прежнему, приоритет при выборе направлений их использования часто отдается технико-экономическим параметрам торфяной залежи, не учитываются ландшафтно-генетические особенности болот. Результатом недифференцированного подхода к мелиорируемым объектам и является, на наш взгляд, низкая эффективность осушенных угодий. Крош того, 'значительные плошади осушенных верховых болот в настоящее время не используются, пополняется категория бросовых земель за счет выработанных участков. Более чем вековой интерес ученых к болотам верхового типа не исключил дискуссионность ряда вопросов. Лшроко распространенный прикладной характер исследований, преимущественно покомпонентное изучение ландшафтов не позволили получить однозначные ответы на вопросы о роли олиготрофных систем в природе, об их реакции на техногенные воздействия. Несмотря на ожидаемый рост числа объектов добнчи торфа, научному обеспечению их постпромышленной ренатурализации и рекультивации не уделяется должного внимания. На наш взгляд, комплексный анализ верховых болот, выявление их внутритиповкх особенностей составляет главную и необходимую часть исследований для регония проблемы рационального использования этих уникальных природных ландшафтов.

Цель и задачи работы. Целью работы явилось изучение закономерностей трансформации верховых болот ,в результате антропогенных воздействий и выявление природных предпосылок их рационального использования. Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:

I) определить научно-методические подхода * изучению проблемы рационального использования верховых болот; 2) вдавить внутри-типовые различия верховых болот и провести их'дифференциацию;

охарактеризовать особенности распространения верховых болот в пределах Белеруси; 3) рассмотреть трансформацию основных системообразующих компонентов болота; 4) установить особенности трансформации различных по генезису верховых болот при различных антропогенных воздействиях; 5) изучить возможности оптимизации нарушенных олиготрофных систем; б) наметить основные направления использования верховых болот с учетом их биосферных и хозяйственных функций.

Объекты исследований и фактический материал. Ь качестве объектов исследований были выбраны разные по происхождению верховые болота, расположенные в различных физико-геограсЬических провинциях Беларуси. Основное количество объектов (28 из 45) сосредоточено в районе Белорусского Поозерья, что соотвествует обще' географической зональности распространения верховых болот. Ланд-шагЬтно-геохимические исследования проводились как на естественны так и на нарушенных болотах - выработанных различными способами; осушенных для торфодобычи; осушенных для лееохозяйственнкх целей

Фактический материал для написания диссертационной работы собран автором в ходе экспедиционных и лабораторных исследований: были отобраны и проанализированы пробы болотных вод 1139), образцы торфа (295) и растений (III) с последующей интерпретацией полученных данных. Кроме того, в работе использованы литературные источники, а также кадастровые справочники и фондовые.материалы Государственного комитета по экологии Республики Беларус

Научная новизна работы заключается в том, что впервые с ис пользованием концепции элементарных ландшафтов проведен комплексный ландшафтно-геохимический анализ различных по генезису верхо вых болот, установлены закономерности их техногенной трансформации, разработана ландшафтно-генетическая классификация и определены природные предпосылки рационального использования, сохранения и восстановления болот верхового типа.

Практическая значимость. Выполненная дифференциация олиготрофных систем по их генезису и реакции на техногенные воздействия предназначена для предпроектных решений и проектных разработок по рациональному использованию верховых болот в Беларуси и за ее пределами.

Результаты работы показали, что на современном этапе для поддержания экологического равновесия наиболее оптимальным вариантом восполнения уникальных природных ландшафтов является само-

постановление выработанных болот, дополненное лишь некоторыми зхническими мероприятиями по восстановлению их обводненности.

Основные положения диссертации могут быть использованы ри выборе и обосновании направлений использования верховых элот, а также при разработке территориальных комплексных схем граны природы.

Апробация работы. Основные положения диссертации доклады-1лись на ряде научных совещаний: 6-ой научной конференции мот-здых ученых ИГиГ АН БССР "Научно-прикладные проблемы рациона-ьного использования, охраны природной среды и пути их решения" 5инск, 1987); 7-ой научно-технической конференции молодых юных "Современные проблемы разведки, добычи и использования . народном хозяйстве органогенных отложений Белоруссии" (кинск, 67); 7-ой и 8-ой научнкг"Конференциях. "Проблемы рационально использования и охраны природной среды" (Минск, 1986, (90); 29-х Гюлыновских чтениях на комиссии геохимии ландшафта ) СССР (Москва, 1989); Всесоюзной конференции "Охрана и радиальное 'использование природных ресурсов в районах избыточно увлажнения" (Калининград, 1989); совещании "Проблемы ологаческой геологии в Прибалтике и Белоруссия" (Вильнюс,

90); Всесоюзном симпозиуме "Комплексный мониторинг, оптимиза-я и прогноз состояния природной среды" (Москва-Верхневолжье,

91).

По теш диссертации опубликовано 8 работ общим объемом 8 п.л. и I находится в печати. Материалы работы вошли в тема-ческий отчет лаборатории рационального природопользования иГ' АН БССР за 1986-1988 гг. по.теме "Разработка принципов явления и картирования деградированных геосистем" (№ гос. гистреции 01860103547).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шрех глав и заключения, общим объемом 174 страницы машинописно текста, в том числе 23 иллюстрации и 33 таблицы, . из коток 10 объединены в приложении к диссертации. Список испояьзо-•fflofl литературы включает 290 наименований отечественных и эа-Зежных авторов.

СОДЕГШШ РАБОТЫ

Научно-методические подходы к изучению верховное белст в условиях техногенеза

Исходно? теоретической базой работы явились представления о верховых болотах как своеобразных.природных ландшафтах (г.И. Аболин, 3.L.Сукачев, Й.Д.Богданоэская-Гиекеф, В.С.ДоктуроБСки», Н.л.Кап, Ю.Д.Цикзерлинг, F..А.Галкина, F .'Л.Пьявкенкс, В.Д.Лопатин, К.Е.Иванов, Е.А.Романова, Г.А.Елина,, ".Я.Смолекицкий и др. системные койцепиии в географии (Б.Е.Сочава, А.Ь.Ретеюм, А.Д.Ар манд и др.), а также концепция влементарных ландшафтов Е.Е.Пслы нова (1952, 1956), позволяющая рассматривать Еерховое болото ке целостное образование, "географический индивидуум".

Верховые болота обладают свойствами, характерными для любо: природной системы, - г.ространственно-фуккгкснс.-пьнсй структурой, иерархичностью строения, пространственно-временными границам и пр. йк 'специфика заключается не только в аккумуляции оргашческ< го вещества, не л автономности своего развития, хорошо отлажена механизме саморегуляции. Они отличаются ограниченным взаимодейс вием с внешними факторами средь:: основной обмен веиеством и ehsj гкей осуществляемся кеаду сфагновш сообществом, атмосферой и торфом. 'Главную.системообразующую роль верховых болот выполняет торф, поддерживающий и стабилизирующий гроиесен метаболизма.

Индикатором состояния исследуемой геосистемы выстулаэт геохимическая составляющая подсистем, (болотных вод, торфа, раст« ний), которая в наибольшой степени отражает 'совокупное действие природных и антропогенных факторов, свидетельствует о направленности эволюции болота и глубине антропогенных преобразований.

исследования выполнялись по схеме: специфика верховых болот - антропогенные воздействия - изменения (особенности трансформации) - возможности оптимизации. Основными методами исследований избраны ландшафтно-геохимлческий, сравнительно-географический и карто графиче с ки й.

Аналитическая обработка проводилась по стандартным методика (Аринуикина, 1962, IS7I; Унифицированные методы 1973, IS7S) Определения основных химических элементов в водных пробах, зольности и влажности торфа и растений выполнены автором. Ряд анализов: содержание основных золообразующих компонентов, агрохимичес кие парггетры, ботанический состав, степень разложения проведен*

в БелНЖГопПроект; спектральное определение микроэлементов в водах, золе торфа и растений - в лаборатории физико-химических методов Института геохимии и геофизики; дендрохронологические исследования - в лаборатории рапионального природопользования ИГиГ АН Беларуси.

Внутритиповая и пространственная дифференциация верховых болот

Генетическая классификация верховых болот. Верховые болота, как и другие природные системы, характеризуются не только набором .обших свойств и признаков, но и определенной индивидуальностью, внутритиповыки различиями. Эти различия обусловлизевт, на наш взгляд, неоднозначную реакцию олиготрофных болот на антропогенные воздействия. Кроме фого, с внутритиповетда особенностями связаны и некоторьв аспекте их Использования.

Из всего многообразия схем развития болотных систем четко выделяется три основных варианта образования и эволюции верховых болст. Первый из них - заболачивание суши с отложением верховых видов торфа на первых стадиях. Второй - заболачивание суши с первоначальным отложением низинных видов торфа и последующей сменой их переходными и Еерховыми. 'Л третий вариант - заторфовывание водоемов. С учетом выявленных генетических особенностей нами выделены три группы верховых болот:

1. Верховые болота злввиального происхождения;

2. Верховые болота супераквального происхождения;

3. Верховые болота субаквального происхоядения.

Особенности распространения верховых болот на территории

Беларуси. Самой распространенной группой верховых болот в пределах республики является группа болот супераквального происхождения (66,8 % всей плошади болот верхового типа). Верховые болота элювиального и субаквального происхождений занимают соответственно 15,9 и 15,3 % общей плошади олиготрофных систем. .

Наибольшее разнообразие генетических групп верховых болот характерно для севера Беларуси - области валдайского оледенения, что обусловлено благоприятными климатическими и своеобразнши ли-толого-геоморфологичесними условиями. Широкое развитие верховые болота получили и в центральной части республики, при етом верховые болота алювиального происхождения приурочены главным образом к Друть-Березинскому междуречью, а верховые болота супераквально-

го происхождения к Центрально-Береэинской равнине.

Закономерности трансформации верховых болот в условиях антропогенного воздействия

Факторы трансформации верховых болот. Основным направлением использования бслот и наиболее сильным фактором их трансформации является осушение и последующая добыча торфа, выстывающие изменения не только динамичных системообразующих компонентов - растительности и воды, но и более устойчивых - рельефа и литологии. Из всех существующих способов торфодобычи фрезерный способ оказывает наиболее разрушающее воздействие на болотную систему. Другое направление использования верховых болот и соответственно фактор их трансформации - осушение для лесохозяйственных целей.

Анализ информации кадастровых справочников (Кадастровый cnpi

вочник ____ 1979) показал, что из общей площади верховых болот

республики 3,4 % составляют выработанные, как правило, нерекуль-тивированные болота; II % всей площади олиготрофных болот осушено и используется в настоящее время для различных целей; 56,3 % - плошздь. частично осушенных болот, т.е. с естественными участка ми и только 29,3 % - естественных болот.

В условиях техногенеза происходят изменения всех системообразующих компонентов, хотя воздействия чаше всего направлены на один из них.

Изменение гидрохимических свойств верховых болот. Проведенные исследования позволили установить неоднозначные изменения болотных вод, обусловленные, с одной стороны, характером воздействия, с другой - исходными генетическими различиями болотных систем. Наиболее существенная трансформация.природных вод выявлена на верховых болотах супераквального и субаквального происхождений, прошедших стадии низинных и переходных. Бри торфоразработка а также при мелиоративных работах, проводимых для лесохозяйствен hex целей, могут вскрываться грунтовые воды, участвовавшие в их питании на первых этапах развития. В результате происходит смена водно-минерального питания нарушенного болота: вместо атмосферно: влаги основным источником формирования болотных вод становятся грунтовые, отличающиеся повышенным содержанием ионов Са*, Мд2\ НСО^ более высокой минерализацией(табл. I). По гидрохимическим свойствам нарутендае болота приближаются к низинным, утрачивая признак типично олиготрофных систем. . При этом вследствие увеличения водо

Пределы колебания основных гидрохимических показателей верховых болот

Таблица I

Нарушенные

! ные ! I ! И ! Ш

1 i 1 ! {осушенные ¡для лесохо-j эяйственных ¡целей | вырабс-j тайные ! ! ¡осушенные вырабо-1для лесохо-} танные ¡зяйственных» ¡целей |осушенные ¡для лесохо-¡эяйственных ¡целей вырабо-1 танные !

pu 3,14-4,65 3,58-4,27 3,45-4,70 4,75-7,35 0,55-7.31 3,52-3,80 4,85-6,48

f/C0}~ мг/л следы-26,8 следы-31,7 4,9-24,4 9,8-107,4 6,1-187,9 24,4-30,5 12,2-156,2

н.о.-10,3 2,1-21,8 2,1-28,0 12,3-39,5 • Н„о.~9,9 10,3-13,0 4,9-31,3

or 1,1,13,6 4,2-7,7 1,5-9,1 '5,6-10,3 3,2-12,2 5,8-17,7 7,0-9,2

Са*+- ' 1,0-8,4 и.о.-3,6 1,0-4,6 11,6-30,1 2,4-42,3 4,6-8,6 2,8-40,9

• W 0,2-3,2 следы-1,6 0,7-2,7 3,0-7,8' 0,4-17,6 3,8-6,8 1,6-11,7

Na 0,4-2,8 0,6-1,3 0,5-2,5 X} 13—j 5 0,4-4,4 ■ • 1,1-2,2 • 1,0-1,6

К+ 0,2-2,4 0,2-1,7 1,1-1,8 0,3-1,2 0,3-3,0 0,2-1,4 0,3-2,7

общая минерализация 11,4-51,4 17,9-62,8 20,3-51,0 66,1-170,7 17,5-264,6 63,2-69,9 32,0-234,3

tO

сборной гаготади не исключено влияние сопредельных территорий на качественный состав болотных вод.

Воды верховых болот элювиального происхождения, испытывав щих аналогичные воздействия, по макрокомпонентному составу близки к их фоновым характеристикампоскольку поступление минеральных веществ по-прежнему осуществляется исключительно с атмосфер ной влагой. Еекторке изменения ионного состава происходят лишь благодаря усилению биохимических процессов в осушенном слое тор фяника.

В целом магфо- и микроэлементный состаЕ болотных вод свидетельствует об изменении гидрохимических сеойств верховых болот в пределах природных вариаций. Смена условий водно-минерального питания болот или трофности среды, несмотря на то, что это явля^ ется результатом антропогенных воздействий, отражает е основном особенности эволюции олиготрофных систем. Отсутствие четко выра жвнной техногенной составляющей при формировании болотных вод исследуемых объектов позволяет рассматривать их как уникальные геосистемы, являющиеся природными резервуарами пресной воды.

Изменение свойств торфяной залежи. Некоторые виды антропогенной деятельности приводят в первую очередь к структурным нарушениям торфяной залежи: уничтожается деятельный горизонт, выполнявший вместе с естественной растительностью роль своеобразного" экрана" от внешних воздействий (резких колебаний температуры, условий обводненности, трофности к др.); происходит полна или частичная выработка торфа. После торфодобычи остаточный ело органического веиества на различных по происхождению верховых б лотах имеет различное строение. Если для олиготрофных систем зл виального происхождения характерно сохранение исключительно вер ховых видов торфа, то на болотах супер- и субаквального происхо дений после торфодобычи может быть два основных варианта структ ры остаточного слоя: с верховыми и низинными, к только с низинн ми видами торфа. Геоботанические особенности "обнажившихся" тор фов определяют их агрохимические свойства и содержание основных золообразупцих компонентов.

В ходе, исследований установлено, что наиболее заметные изм нения химических свойств торфа' в результате прямых антропогенны воздействий (добычи торфа и осушения для лесохозяйственных целе происходит при смене его типовой принадлежности - в случае выход на поверхность нарушенного объекта низинных видов (табл. 2). В отношении же верховых видов торфа.отмечены близкие к фоновым зн

Пределы колебания основных показателей химических свойств торфа верховых болот •

Показатель Естественные т"------ --------------- \ П а р у ш е н н ы е

! I ! ' II ! ' ' Ш

1 1 ¡осушенные | ¡для ЛС'СОХО-| ¡зяйственных) целей | выработанные {осушенные ! ¡для лесохо-¡зяйствекных ¡целей | выработанные 1 1 ¡осушенные ; ¡для лесохо-¡зяйственных ¡целей Выработанные

Рь ксе 2,55-3,40 2,65-2,75 2,65-3,30 2,90-3,10 2 ,С;5-3,30 2,55-2,70 2,60-5,75 .

гадролити- 68,23-140,92 Щ6,68-122 мг-экв/1(!/0г 72,39-190,27 104, £2-2 СЙ ,70 115,61-116,06 ,33 • 29,68-127 121,60-128,42 '

зольность, сп ' * 1?. 2,22-5,57 2,40-5,55 1,29-5,45 5,12-6,87 1,19-5,85 '9,66-10,68 1,35-16,33

#2 0г> % абс. сух» в-ва 0,20-1,12 •• 0,32-0,38 0,27-1,34 0,39-0,76 0,27-0,97 0,89-1,07 0,25-4,61

РгО? 0,11-0,63 0,07-0,15 0,17-0,45 0,16-0,20 0,12-0,16 0,22-0,28 0,14-0,39

0,06-0,59 0,11-0,21 0,03-0,35 0,14-0,34 6,05-0,73 0,28-0,29 0,03-1,%.

лего, 0,02-0,46 0,07-0,10 0,00-0,53 0,05-0,25 0,03-0,30 0,39-0,50 0,01-2,50

СпС 0,13-0,90 0,15-0,30 0,05-0,97 . 0,45-0,77 • 0,21-1,16 0,26-0,31 0,38-5,18

/V 0,44-1,78 0,51-1,16 0,85-1,41 1,42-1,55 0,51-2,45 1,27-2,07 0,98-3,20

к

ченин агрохимических свойств и основных золообразущих компонентов вне зависимости от антропогендах нагрузок на исследуемые объекты. При этом не выявлено различий для генетически неоднородных олиготрофных болот, если в ходе преобразований сохранился верховой торф.

Установлено4также, что в условиях техногенеза верховые болота Беларуси испытывают и опосредованное воздействие. Повышенные концентрации ряда микроэлементов в верхних горизонтах торфяной залежи естественных и нарушенных объектов (табл. 3) связаны, вероятно, как с глобальными процессами загрязнения атмосферы, так и с лоюльныш источниками поступления металлов.

Таблица 3

Коэффициенты концентрации металлов в торфах верховых болот на различной глубине

Глубина, м ! ! у ! Си ! 2п. ! Мп.

0,1-0,3 16,43 4~68 2~С2 4^41 3,54

0,5-0,9 4,80 2,9? 1,65 3,24 2,85

>1 л • ' I I I I I

Изменение растительности верховых болот. Основные тенденции изменения-растительности верховых болот, осушенных для лесохозяй-ственных целей, сводятся к следующему. На верховых болотах элювиального происхождения возможно некоторое увеличение облесенности при низком бонитете древостоя, сопровождающееся частичным выпадением сфагновых мхов. На болотах супераквального и субаквального генезиса при увеличении зоны аэрации до отложений низинного торфа происходит активизация процессов роста леса, зафиксированная с помощью дендрохронологических исследований, имеет место внедрение нетипичных видов растений и сокращение олиготрофов, в первую очередь сфагновых мхов и гидрофильных цветковых (росянки, клюквы) Изучение олиготрофных систем, нарушенных в результате торфодобычи фрезерным способом, позволило выявить некоторые особенности их зарастания после снятия антропогенных нагрузок.Ослабление дренирующего действия канав сопровождается проявлением признаков вторичного заболачивания. При условии сохранения в остаточном слое верховых видов торфа, вне зависимости от генетической принадлежности объекта, возобновление растительности начинается на 34 год после окончания торфодобычи и примерно через 20 лет проективное покрытие травяно-кустарничкового яруса достигает 80-95 %.

Зидовой состав его ограниченный, доминантами чаще всего являются тушила и вереск. Второй ярус, который хорошо выделяется на зарос-сих полях, - древесный, представлен березовым редколесьем. Не сформирован моховой ярус. Встречаются лишь отдельные пятна полит-эихум, изредка в сильно обводненных понижениях - сфагнум.

При выработке торфа до низинного на болотах, прошедших три стадии развитая, формирование Ет'оричного растительного покрова тачинается через 1-2 года после завершения работ и протекает бо-юе интенсивно. В древесном ярусе ■ также преобладает береза, но шеются и другие виды: осина, ольха, тополь - чаше всего вдоль санав. Хорошо выражен подлесок, представленный крушиной, ивой. Ха-зактерен иной состав и травяно-кус-тарничкового яруса: малина, кра-шва, иван-чай,.валериана, хвощ, мятлики, вербейник и др. виды разнотравья. Из моховых инотда встречается политрихум.

На болотах выработанных карьерным, кусково-реэным, машинно-юрмовочным и др. способами, процессы вторичного заболачивания вы-)ажены более отчетливо. Для этих природно-антропогенных систем ха->актерно отсутствие четко выраженной мелиоративной сети, повышен-гая обводненность, сохранение "живых островков" верховых болот в !иде ненарушенных торфяных перемычек, бугров. Наследуемые объекты 1тличаются либо полностью сформированным растительным покровом, •ибо сочетанием обводненных выемок, карьеров, часто со сплавинами, сухими грядами, как правило, облесенными с хорошо развитым кус-'арничковым ярусом. Главная роль в формировании растительного пок-юва принадлежит растениям-олиготрофам (сфагнум, вереск, пушица, агульник, клюква, подбел, Кассандра, росянка). Различия верховых олот элювиального, супер- и субаквального происхождений могут вы-ажаться в расширении видового состава растительности на послед-их объектах за счет евтрофных видов (тростника, вахты, ивы и др.). бычно это единичные экземпляры и они не вносят коренных изменений общую ситуацию. Однако, их участие, вероятно, благоприятно сказк-ается на формировании сплавин..Б целом, несмотря на генетическую еоднородностъ этих объектов, процессы вторичного заболачивания, амовосстановления идут исключительно по олиготрофному типу.

Поскольку наличие сфагнового покрова - неотъемлемое условие ушествования верзйзого болота, тс его формирование на выработанных бъектах свидительствует о возобновлении одной из важнейших функ-ий болотной системы - торфообразовательной.

Анализ микроэлешнтного состава растительности показал, что сщержания микроэлементов в растениях "и естественных, и нарушен-

.них верховых болот находятся, как правило» в пределах фоновых концентраций. Высокая вариабельность значений для некоторых видов растений обусловлена главным образом различными гидрологическими условиями местообитаний« Повышенные концентрации ряда элементов в отдельных случаях связаны с наличием локальных источ ников техногешого воздействия (гг. Полоцк, Новог.олоцк).

Различные вида растений обладают индивидуальной избирательностью к поглощению ми!фоэлементов. По абсолютным значениям содержаний в разных видах растений микроэлементы образуют следуици ряды накопления: сосна - Ма »Си>А/с>Ре>Сг>У ; клю-

ква - Мп > ¿п > Тс ; сфагнум -Мп>Тс >2п-->Си >£г->Рг Ч

№с > Сг ->Со. Наибольшей способностью накапливать микроэлементы обладают сфагновые мхи. Коэффициент биологического поглощения А МС, Сг , V , Тс для них выше, чем для других видов растений.

Оообенности трансформации геосистем верховых болот. Традици онный покомпонентный анализ не дает целостного представления об изменении, природных систем. Поэтому с учетом сведений с трансфор мации отдельных компонентов была дана оценка реакции различных по генезису верховых болот на наиболее характерные для ккх виды воздействия.

Построение шкалы степени трансформации (слабая - средняя — сильная - очень сильная) основывалось на принципах уменьшения интенсивности и полного прекращения торфообразовательного процес са, .изменения внутриландшафтных и межландшафтных связей, утрать: биосферных функций. Слабая и средняя степень трнасформации хара} терны для болот, осушенных для лесохозяйственных целей, сильная и очень сильная - для объектов, нарушенных торфодобычей.

Степень трансформации болот элювиального происхождения связана прежде всего с масштабами антропогенных воздействий. Отличие этой группы олиготрофных систем от других генетических груга заключается в существовгнии тесных внутриландшафтных связей и о? ненаправленных мзжландшафтных (от болота к суходолу) на протяжении всей их эволюции. В результате антропогенных воздействий нарушаются вертикальные и усиливаются, но не изменяют своей напраз ленности горизонтальные связи. При осушении болот этой группы для лесохозяйственных целей сохраняются прежние условия водно-ш нерального питания, адекватны фоновым значениям параметры химических свойств торфа, изменения растительности не выходят за ра! ки ценотическаго уровня. При выработке торфа фрезерным способом (или подготовке объектов для аналогичной добычи) нарушенное бол;

го приобретает черты природко-антропогенной системы, утратившей зсновные биосферные функции, но сохранившей способность к самовосстановлению.

Особенности трансформации верховых болот супер- и субаква-гсьного происхождений обусловлены помимо антропогенных воздействий, мощностью верхового торфа - своеобразного ядра олигстрофной системы, обеспечиваотего её устойчивость и способность к самовосстановлению. Для зтих генетических трупп олиготрсфных систем возможно изменение межландиафтных связей при обратной "эволюции" в ходе антропогенных преобразований: через вовлечение в водообмен грунтовых вод, расширение пловади водосбора болота. В связи с этим увеличивается спектр вариантов трансформации этих объектов. Гак, при значительной толп-е верхе в ом части залежи грунтовые воды обычно не вскрываются, и.все изменения как при лессосушительной мелиорации, так и при дсбсче торф-а аналогичны изменениям на верховых болотах элювиального происхождения. При небольших отложениях верхового торфа даже разовое понижение -УГЗ вызывает повышение трофности среды, смену растительных ассоциаций. Появление же на поверхности нарушенного объекта низинных видов торфа означает полную деградацию верхового болота как природного образования. Наряду с утратой биосферных функций етим природно-антропогенным системам свойственна и смена типовой принадлежности ландшафта.

Качественно иное состояние верхового болота субаквального происхождения возможно при' полной выработке торфяной залежи,' до сапропелей. Нами не рассматривались объекты, перешедшие в разряд' аквальных систем, тем не менее при определении направлений использования выработанных болот должен присутствовать и такой вариант деградировавшего болотного ландшафта.

Верховые болота в системе рационального природопользования

Верховым болотам принадлежит оссбое место в поддержании экологического равновесия. Сочетание многих природоохранных функций в пределах каждого болота олиготрофного типа повышает их биосферное значение, определяет уникальность.

Интенсивное использование олиготрофных систем в течение длительного времени, сопровождавшееся опережающими темпами осушения над освоением, преобладанием процессов разрушения органического

вешества над его накоплением, привело к заметному сокращению доли ненарушенных болот в общем их балансе. Охрана болотных комплексов, создание заповедников и заказников представляется 'в этой связи ■ лишь частичным решением проблемы рационального природопользования. Вместе с тем, уникальность верховых болот выполнение ими важнейших биосферных функций являются, на наш взгляд, основной предпосылкой сохранения их в естественном состоянии. Без дополнительдах финансовая вложений эти своеобразные природные лаедшафты способны обеспечивать воспроизводстве необходимых жизненных ресурсов человечества - чистого воздуха, воды, биологической продукции и т.д.

Основу фовда естественных болот верхового типа составляют все неосвоенные до сих пор болотные ландшафты. Кроне того, источником пополнения их могут стать объекты, осушенные для лесохозяйственных целей, но не соответствующие своему назначению ввиду высокой устойчивости олиготрофных систем к такого рода воздействиям.

Существенным резервом восполнения уникальных природных систем является самовосстановление выработанных объектов.

В предложенной схеме оптимизации нарушенных верховых болот ренатурализация выступает как приоритетный вариант (рис.).

■ Известно, что в условиях Беларуси самовосстановление растительного покрова нарушенных земель является закономерным процессом, обусловленным благоприятными климатическими услови яш. Характерен этот процесс и для выработанных торфяников, на которых после прекращения торфодобычи, по мере ослабления дре нирующего действия канав начинается вторичное заболачивание. На верховых болотах ренатурализация предопределена ландшафтно геохимическими и генетическими особенностями^самих объектов. Процессы самовосстановления возможны на различных по происхождению олиготрофных системах, выработанных различными способа ми, при условии сохранения в остаточном слое верховых видов торфа и олиготрофности среды..

Рекультивация целесообразна только на болотах супер- и субнкввльного происхождений, вьфаботанных фрезерным способом до отложений низинного торфа.

после торфодобычи

Рис. Схема оптимизации нарушенных верховых

болот

ЗАВДНЕНИЕ

Реализация поставленных задач позволила сформулировать еле дующие выводы:

1. Концепция элементарных ландшафтов Б.Б.Полынова позволяет рассматривать верховые болота как целостные природные образе вания (со сходным механизмом.функционирования и однонаправленш № межландтафтны^и связями), отличие которых заключается в исхс дной генетической принадлежности к элювиальным, супераквальным и субаквальным ландшафтах«. Применение полдаовской концепции две возможность.проследить обратную "эволюцию" болотных систем в хс де антропогенных преобразований и выявить природные предпосылки оптимизации нарушенных объектов.

2. По условиям образования и последовательности смен боло-тообразовательных процессов все верховые болота дифференцированы на три группы: I - верховые болота элювиального происхождения; И - верховые болота супераквального происхождения; Ш - вер ховые болота субаквального происхождения. Распространение верхо вых болот на территории Беларуси обусловлено различные сочетали ем литолого-геоморфологических, гидрогеологических и климатичес ких условий республики.

3. Внутритиповке различия олиготрофгалс систем проявляются при антропогенных воздействиях, сопровождающихся нарушением вну трилацдшафтных и межландшафтных связей. Наиболее сильным фактором трансформации является добыча торфа фрезерным способом.

4. Изменения природных компонентов обусловлены исходной ла; дшафтной ситуацией (генетической неоднородностью) объектов, а такие видом и масштабами техногенных воздействий.

5. Реакция верховых болот на антропогенные воздействия различна. Наибольшей устойчивостью обладают верховые болота элювиального происхождения: независимо от степени трансформации эти объекты всегда наследуют и сохраняют свойства исходных ландшафтов (условия водно-минерального питания, структурную основу -верховой торф).

Верховые болота супер- и субаквального происхождений в результате антропогенных воздействий претерпевают более контрастные изменения. Полная деградация наступает при выработке верховых видов торфа и появлении на поверхности низинных. Нарушение межландшафтных связей способствует превращению специфических элементарных ландшафтов - олиготрофных болот в типично суперак-вельные.

6. С учетом генетической неоднородности верховых болот и ос бенностей трансформации предложена схема их оптимизации после тс

Ьодобычи. Приоритет отдается ренатурализации выработанных объектов с возобновлением олиготрофной растительности и тсрфообразо-зательногс процесса, что является важнейшим источником восполне-ш? уникальных природных систем.

7. Комплексный анализ нарушенных верховых боле? позволяет ¡делать следующие практические рекомендации:

а) для ускорения процессов самовосстановления слигстрсФной • мстительности проводить технические мероприятия го восстеноЕле-мю обводненности объектов после тсрфодсбычи; •

ô; для регулирования вссстановлениг растительности слкгстрс« не 10 типа сохранять в сстаточксм слое разрьбатываега'х сСтекгсв ерхоЕсь терф;

в) уедтгеся сложность проведения ре кул ъ т;;з аис сккь*х раб ci не :олстах, вгработакккх карь^гки.:, нусксвг-^езкьк " ::xzt/.hhc~c:cp.v.--ечнп.? способам;, а также способность таких eue кг к сакгвссст?.-евлекпо и, соответственно, к регекерыки биосферных фушгцийи«--^сообразно использовать их s качестве пртру;,оохргнга»: и рекреь-ксннюс объектев.

£. Берега какзаг. направление»: использования верховых болот гляется есхра;:ение их в естественном состоянии»для г,оддерг.&ккя колсгическсгс равновесия: г качестве природных хранилис пресных-од, ngHHeitoer о генофонда и т.д. - Ь исключительных случаях в ка-естге есз::ожных объектов сельско- и лессхсгяйствекной гелнергги:; редлагается рассматривать олиготрефные бслсте. только супер- и убывальнсгс происхождений после выработки верхового торфе. Се-ьсксхсзя2ственн1е направление рекультивации должно оркектгрова-ьс-5 на дотредкщонндо сиры хозяйствования: в частности, на Сезанне плантаскй по выравдваниэ клюквы, лекарствеинь« трав и медс-эгсе. Б случае полкой выработки торфяной залежи на болотах IL1 руппк возмекко продолжение их использования за счет сапропелевых глокекий.

Список опубликованных работ' по теме диссертации

Специфика верховых болот з связи с их мелиорацией и исполь-звэнкем // Материалы 7-ой научно-технической конференции моложе ученых Ин-та торфа АН БССР. - M., 1987; деп. ВИНИТИ -.10.67, Г» 7I2I-B87, - С. 139-144.

Генетические предпосылки рационального использования верхо-лс болот // Рациональное природопользование в районах избыточ-

ного увлажнения. - Калининград, 1586. - С. 53-54.

Влияние торфоразработок на состояние верховых болот // Проблемы эко л отческой геологии в Прибалтике и Белоруссии (Тезисы дожл. совеш. в Вильнюсе, ноябрь 1590 г.). - Вильнюс, 1990. -С. 101-103.

Гидрохимические особенности нарушенных верховых болот // Проблемы рационального исцольаавания и охраны природной среды (Тезисы докл.). - кн., 1990. - С. 89.

Геохимические аспекты трансформации верховых болот .// Геохимия техногевеза. (Тезисы докл. Зсесоюзн. совещ.) - кн., 1991.-С. 143-145.

0 дифференциации верховых болот Белоруссии // Вестн. Белорус ун-та. Сер. 2: Хим. Биол. Географ. 1991, № I. - С. 69-72.

^натурализация нарушенных болот верхового типа // Комплексный мониторинг и практика (Тезисы докл. Бсесоюзн. симпозиума). М., 1951. - С. 276-277.

Выработанные верховые болота: состояние, проблемы рекультивации // Освоение Севера и проблемы рекультивации (Тезисы докл. Междунар. 'Конференции). Сыктывкар, 1991. - С. 109-110.

Изменение гидрохимических свойств верховых болот в условиях техногенеза // Экологические проблемы Беларуси. - кн. - в печати.

Зш. 106.Тираж ЮО. БеиГЕО. 1931г.