Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Сукачёв. БОЛОТОВЕДЕНИЕ И ПАЛЕОБОТАНИКА

ЭКСКУРСИЯ НА ТОРФЯНОЕ БОЛОТО

 

В. Н. СУКАЧЕВ

 

Смотрите также:

 

Жизнь болот

 

Ботаника

 

болото 

Палеоботаника

 

Палеогеография

 

Палеонтология

 

Геология

геология

 

Геолог Ферсман

 

Минералогия

минералы

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Биология

 

Эволюция биосферы

 

растения

 

Геоботаника

 

 Биографии ботаников, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Среди различных типов растительности, свойственных Средней и Северной России, болота представляют собою один из наиболее интересных. Своеобразные условия существования на болоте вызывают появление на нем не менее своеобразной как по видовому составу, так и по своим экологическим особенностям? растительности. Зависимость между условиями среды и характером растительности вряд ли в каком-либо из наших типов растительности так наглядно представлена, как в болотах. Оригинальность жизни болота еще тем более усиливается, что и сама среда, в частности субстрат, на котором развивается растительность, есть почти начисто продукт деятельности этой же растительности. Наконец, те явления взаимоотношений между растениями, которые составляют столь характерную черту жизни всякого растительного сообщества и которые часто называют фитосоциальными, в болотных сообществах проявляются особенно резко. Ввиду этого экскурсия на болото является одной из наиболее благодарных и поучительных.

 

Если вспомнить, что в России до 35 млн га болот , что в одной Петроградской губ. их около 625 тыс. га (что составляет более 16% от всей площади губернии), что эти болота заключают колоссальное количество топлива и являются запасным земельным фондом, могущим дать после мелио- раций хорошие пахотные, сенокосные и пастбищные угодья, наконец, что болота в то же время часто являются злом, с которым приходится энергично бороться как в интересах сельского хозяйства и лесоводства, так и в санитарном отношении, то станет понятен тот интерес, то образовательное значение, какое имеет знакомство с этим физико-географическим явлением, тем более что наиболее продуктивное использование болот и наиболее усиленная борьба с ними будут в значительной степени определяться степенью нашего знания их, знакомством со способами возникновения, дальнейшей эволюцией, свойствами и строением их.

 

Но при всей оригинальности жизни болота она отличается поразительной однообразностью, в особенности если мы будем иметь в виду торфяные, сфагновые болота. Будем ли мы изучать эти болота где-либо под Петроградом или Москвой, или под Харьковом или Архангельском, характер таких моховых болот будет почти один и тот же, почти тот же видовой состав растительности, те же взаимоотношения между растениями. Луговые болота, где преобладают в растительности травяные растения, хотя, быть может, и несколько разнообразнее, но это разнообразие уступает разнообразию других типов растительности. Поэтому изучение болот в какой- либо одной местности позволяет ориентироваться в них и в любом другом месте Средней и Северной России.

 

В дальнейшем я конкретно остановлюсь на описании экскурсии на так называемый Шуваловский торфяник под Петроградом, так как близость его к городу, типичность, Наличие искусственных разрезов и удобство сообщения с ним делают экскурсию туда особенно легкой и поучительной. Но в силу вышесказанного материал, который здесь будет дан, в значительной степени может быть демонстрирован на любом моховом болоте.

 

Наиболее удобно попасть на Шуваловский торфяник со станции Парго- лово Финляндской ж. д., от которой он расположен на восток, километрах в четырех. Можно пройти на торфяник и со ст. Шувалово, но путь этот будет длиннее, около пяти километров, и менее интересен, так как если Идти со ст. Парголово, то по дороге попутно можно ознакомиться и с несколькими способами образования болот.

 

Сойдя с поезда на ст. Парголово, направляемся на восток, где, поднявшись по лестнице на холмы, попадаем на Выборгское шоссе. С так называемых Парголовских высот расстилается от нас на запад и на юг обширная равнина, занятая морскими отложениями заходившего сюда уже после отступления ледника моря, отложившего здесь вязкие слоистые синевато- серые или буро-серые глины, которые, согласно исследованиям С. А. Яковлева, должны быть отнесены к иольдиевому времени. В некоторых местах на этих глинах лежат тонкие песчаные слои, которые этот же автор считает за отложения анцилового времени, т. е. отложения того водного бассейна, который сменил послеледниковое иольдиевое море. Однако часто эти анциловые слои ныне смяты, и почва развивается прямо на продуктах перемывания и выветривания иольдиевых глин. Парголовские же высоты представляют ледниковые моренные холмы, которые врезываются с севера в эту равнину. К востоку от этой гряды холмов на продолжении этой же равнины и располагается Шуваловский торфяник.

 

Перейдя гору по Выборгскому шоссе, направляемся почти на восток по большой улице 2-го Парголова. Через 1.25 км от станции, налево, дома расступаются, и перед нами открывается вид на Парголовское озеро, занимающее небольшое понижение с причудливыми контурами среди моренных холмов. Подойдя к этому озеру, направляемся направо вдоль озера. Здесь вскоре же замечаем, что берег озера делается неустойчивым и несколько покачивается под ногами. Исследование причин этого явления дает нам возможность ознакомиться с одним из способов образования болот. Достаточно хотя бы воткнуть палку в такой качающийся берег, чтобы убедиться, что мы имеем в данном случае больших размеров торфянистую подушку, плавающую на воде. По краям этой подушки в сторону к открытой водной поверхности находим в изобилии такие растения, как трифоль (Menyanthes trifoliata), сабельник (Comarum palustre), и реже среди них попадается белокрыльник (Сalia palustris).

 

Эти растения, поселяясь первоначально у берега, близ самого края воды, простирают свои длинные, горизонтально стелящиеся стебли навстречу открытой водной поверхности. Корни, отходящие от междоузлий этих стеблей, свешиваются в воду, не укореняясь в дне водоема. Эти стелящиеся стебли, сплетаясь друг с другом, дают возможность на цих поселиться другим растениям, как-то осокам (Carex rostrata, С. lasio- carpa, С. limosa), водяному хвощу (Equisetum limosum *), кизляку (Lysi- machia thyrsiflora *), веху (Cicuta virosa), реже болотному папоротнику (Polypodium thelypteris *), водяному подорожнику (A lisma plantago *) и некоторым другим.

 

Надвигающиеся на водную поверхность трифоль; сабельник и белокрыльник подготовляют, таким образом, дальнейшее поступательное движение полосы с описанной смешанной растительностью. Все представители ее обладают корневищами, которые, все более и более сплетаясь, придают постепенно плотность плавающему на воде ковру. Отмирающие остатки этих растений значительной частью остаются на этом ковре, заполняя промежутки между корневищами, и, таким образом, этот ковер делается более толстым и сплошным. В данном случае плавающий ковер не достигает большой ширины (около 2—3 м). В других случаях, по мере того как эта полоса растительности завоевывает все новые и новые части водной поверхности, на ее место приходит уже другая растительная ассоциация, несравненно более бедная видовым составом, чем полоса впереди нее. Обыкновенно немного растений, чаще всего одно или два, господствуют и дают фон этой ассоциации, немного видов и среди подчиненных растений. То в этой ассоциации берут верх осоки, образуя постепенно сплошное осоковое болото, то, напротив, большинство растений вытесняется мхами из рода Нурпит либо из рода Sphagnum, т. е. развивается либо гипновое, либо сфагновое болото.

 

Однако нередко в авангарде растительности, затягивающей водную поверхность, идут прямо виды Нурпит или Sphagnum. Их нежные стебли, плавая на воде или у поверхности воды, вначале дают лишь весьма зыбкий, очень непрочный ковер, но с течением времени по мере их большего развития на них селятся осоки, чаще всего Carex limosa, шейхцерия {Scheuchzeria palustris), реже другие растения. Под влиянием корневищ этих растений первоначально очень слабый моховой ковер делается более плотным, и на нем постепенно поселяются обычные представители гипно- вого и сфагнового болота. Значительно реже наблюдается, что в авангарде растительности идут непосредственно осоки.

 

Причины, которые определяют собою участие того или другого растения в авангарде плавающего на воде ковра, получившего название «сплавины», или «плавы», в настоящее время не вполне еще нам известны. В общем на основании имеющихся данных можно сказать, что моховая полоса нарастания связана с постоянно спокойной водной поверхностью, так как нежные ковры, образуемые этими растениями, совершенно не могут выдержать подчас даже слабого волнения. С последними более успешно могут справиться крепкие стебли и корневища таких растений, как трифоль, сабельник, белокрыльник или осока. Участие сфагнума или гип- нума определяется, нужно думать, химизмом воды. Сфагнум может развиваться лишь в особенно мягких водах (об этом см. ниже), напротив, многие гипнумы могут выносить более жесткую воду.

 

Пройдя теперь несколько далее вдоль берега, мы видим, что сплавина кончается, берег делается несколько возвышенным, песчанистым, он более постепенно уходит в воду. Здесь по берегу видим осоки, а несколько глубже — небольшие заросли тростника (Phragmites communis), а далее раскидывают свои листья водяные кувшинки (Nuphar lutea) и водяные белые лилии (Nymphaea Candida). В воде же местами дно покрыто в изобилии водяной чумой (Elodea canadensis). В данном случае растения растут в небольшом количестве. Но часто по берегам озер они развиваются в массе, и тогда они также способствуют превращению озер в болота. Это происходит таким путем.

 

Присматриваясь к тому, как распределяется растительность в водоемах со стоячей или медленно текущей водой, видим, что главным фактором, от которого зависит распределение растений, является глубина, или, что то же, — высота водной толщи. От этого, а равно и от прозрачности воды зависят интенсивность освещения и температура нижних слоев воды. Движение воды и свойства дна, хотя подчас и играют большую роль, все же должны быть поставлены на второе место. Так как в общем распределение в водоемах глубин идет зонально, то понятно, что и в распределении растительности замечается известная зональность.

 

В наиболее глубоких местах, куда мало проникает света, могут существовать лишь немногие растения, и то низшие споровые. Здесь, кроме так называемого планктона, т. е. свободно взвешенных в воде почти исключительно низших организмов, дно покрывают так называемые микрофиты — главным образом синезеленые водоросли, немногие зеленые и диатомовые. На несколько более мелких местах находим уже более богатую растительность из более крупных растений, но также исключительно споровых, — здесь больше играют роль зеленые водоросли—Vausheria, Cladophora и др. Как та, так и другая растительность образует одну зону — зону микрофитов. За этой зоной ближе к берегу идет зона так называемых макрофитов, т. е. растений более крупных, частью споровых, а главным образом уже цветковых. Здесь находцм целые подводные луга из харовых водорослей (Chara, Nitella), роголистника (Ceratophyllum de- mersum), узколистных рдестов (Potamogeton obtusifolius, P. mucronatus *), некоторых мхов (Нурпит giganteum *). Здесь же находим в более северозападной части России упомянутую выше водяную чуму (Elodea canadensis), американское растение, занесенное в Европу в первой половине прошлого столетия и сильно распространившееся в большей части Европы. Еще ближе к берегу следует зона широколистных рдестов (Potamogeton perfoliatus, P. lucens и др.)- Здесь обычно глубина воды не более 4—5 м, чаще же меньше. Кроме рдестов, которые часто образуют очень густые подводные заросли, здесь растут уруть (Myriophyllum), ежего- ловка (Sparganium natans*), а «акже сюда часто заходят такие растения предыдущей зоны, как роголистник, харовые водоросли. В этой же зоне, но в более мелких ее частях, развиваются и водяные лилии (Nymphaea Candida) и водяные кувшинки (Nuphar luted), а также плавающий рдест (Potamogeton natans*). Если ранее упомянутые виды имеют погруженными все свои части, за исключением цветков, которые большинство этих растений выставляет из воды, то такие растения, как водяные лилии и кувшинки, а также плавающий рдест, имеют листья с широкими, более или менее округлыми пластинками, которые распростерты по поверхности воды. Иногда эти растения растут столь обособленно от рдестов, что, можно сказать, они образуют особую зону.

 

Но это все растения, которые не возвышаются над водой. Следующая же зона — зона камышей, заключает растения, высокие надводные части которых значительно возвышаются над водою; это будут тростник (Phragmi- tes communis), камыш (Scirpus lacustris), трезубка (Scolochloa festucacea), водяной хвощ (Equisetum limosum*) и др. Сюда, впрочем, могут заходить и растения предыдущей зоны, если заросли камышей не слишком густы. Обычно здесь глубина не более 2—3 м. Наконец, между этой камышовой зоной и урезом воды имеем мелководную зону, ее глубина редко превосходит 1 м. Состав растительности менее постоянен, более разнообразен; обычны здесь, например, осоки (Сагех gracilis * и др.), ситник (Heleocha- ris palustris*), стрелолист (Sagittaria sagittifolia), водяной подорожник (Alisma plantago *), водяная гречиха (Polygonum amphibium), кизляк (Naumburgia thyrsiflora), рдест (Potamogeton gramineus*), водяные лютики (Ranunculus circinatus), водяная сосенка (Hippuris vulgaris) и мн. др.

 

Кроме этих растений, распределенных в общем зонально, в водоемах почти всегда имеются цветковые растения, которые нельзя отнести ни к какой зоне. Это растения, не прикрепленные к дну, а свободно плавающие. Одни из них погружены целиком в воду (за исключением лишь цветков), как например пузырчатка (Utricularia vulgaris) и турча (Hottonia palustris), другие плавают на поверхности воды, как например ряски {Lemna), особенно Lemna minor и L. polyrrhiza *, лягушечник (Hydro- charis morsus ranae). Сюда же принадлежит телорез (Stratiutes aloides), который над поверхностью воды выставляет концы своих острозубчатых листьев. Эти растения помещаются там, где тихо, где нет волнения. Таким образом, если оставить последнюю категорию растений в стороне, то мы можем наметить следующие шесть зон растительности:

1)        мелководная зона,

2)        зона камышей,

3)        зона водяных лилий,

4)        зона широколистных рдестов,

5)        зона макрофитов,

6)        зона микрофитов.

 

При таком зональном распределении организмов замечается, что в наиболее глубоких местах, где растительность, коренящаяся в дне, не может существовать и где лишь в толще воды кишат планктонные организмы, различные водоросли и микроскопические мелкие животные, особенно ракообразные, там эти организмы, отмирая, падают на дно и смешиваются с минеральными отложениями.

 

Когда количество остатков планктонных организмов делается значительным, то озерные отложения в это время мочти начисто состоят из трупов. Находясь под значительным слоем воды м таким образом будучи изолированными от доступа кислорода, эти трупы медленно гниют и могут накопляться в больших количествах, образуя особый вид озерного отложения, получившего в последнее время названием сапропеля (по-шведски gyttja, по-немецки Lebertorf, или Mudde).

 

Сапропель, или, как иногда говорят, сапропелит, представляет почти однородную массу, первоначально мягкой консистенции; впоследствии же на дне торфяников он делается плотным и приобретает желатинообразный, упругий характер, в изломе несколько маслянистый. Чаще всего он оливкового цвета, но иногда встречается с красноватым оттенком или почти светло-серый и даже розовый (например, на Урале). Обилие извести делает его почти белым. Будучи высушенным, он сильно уменьшается в объеме, делаясь твердым, как камень, и снова уже не размягчается при намачивании. Отложения сапропелита иногда бывают значительной толщины, достигая 10—15 м и более.

 

В зонах макрофитов и микрофитов также будет откладываться сапропель, но в этих отложениях более заметны грубые остатки растений, свойственных этим зонам. В каждой же из следующих зон будет идти отложение уже совершенно другого рода. Если в зоне макрофитов очень часто остатки планктонных организмов еще доминируют над остатками растений, свойственных этой зоне, так что по своим физическим и химическим свойствам отложение этой зоны мало отличается от чистого сапропелита, то уже в зоне широколистных рдестов, а тем более в зоне водяных лилий остатки высших растений начинают брать решительно верх над остатками планктонных организмов. Поэтому в общем отложение, здесь образующееся, имеет промежуточный характер между сапропелем и настоя- шщм. торфом, и его можно назвать сапропелевым торфом. Обычно сапро- мелевый торф имеет вид темного или иногда почти черного, далеко не такого однородного, как сапропелит, в нем попадаются подчас значительные куски отдельных частей растений, а иногда целые куски корневищ (например, Nymphaea Candida) и плоды. Он не обладает такой желатинообразной консистенцией, как сапропелит.

 

В следующей зоне — зоне камышей — количество падающих на дно остатков стеблей и листьев тростника и камыша столь велико, что остатки не только планктонных организмов, но и других растений этой зоны совершенно теряются среди них. Здесь уже образуется настоящий торф, чему способствует и меньшая толщина водного слоя в этих местах. Так как обыкновенно тростник и камыш не образуют смешанных зарослей, а растут чистыми сообществами, то торф бывает составлен из остатков либо одного камыша, либо одного тростника, т. е. образуется либо камышовый, либо тростниковый торф. Крупные неразложившиеся остатки этих растений, переполняющие такой торф, позволяют уже простым глазом различить эти два вида торфа.

 

В мелководной зоне точно так же мало-помалу на дне накопляется слой из отмерших остатков населяющих ее растений. Так как наибольшее количество растительной массы дают осоки, то часто торф, откладывающийся в этой зоне, является осоковым. Он обыкновенно в свежем состоянии представляет собою буро-желтую волокнистую массу, состоящую в значительной части из остатков стеблей, листьев и корневищ осок, а также других растений, свойственных этой зоне.

 

Таким образом, мы видим, что каждой зоне в озере соответствует определенный вид отложений; вначале откладываются сапропелевые слои, а затем — торф. При этом понятно, что этот процесс постепенно ведет к смене растительных зон в озере. Так, в зонах микрофитов и макрофитов с течением времени накопляется столько сапропелита, что здесь начинают селиться отдельные представители зоны широколистных рдестов, которые, отмирая, дают большую массу остатков, в силу чего поднятие дна идет быстрее и представители этой зоны все успешнее и успешнее развиваются. Но затем усилившееся накопление сапропелевого торфа на дне делается столь значительным и дно так поднимается, что здесь находят возможным селиться уже представители следующей зоны, зоны растений с плавающими на воде листьями. Вначале появляется водяная лилия (Nymphaea alba) или водяная кувшинка (Nuphar lutea), единично, но затем, по мере дальнейшего поднятия дна, они начинают господствовать и вытеснять широколистные рдесты.

 

Остатки массивных корневищ, стеблей и листьев этих растений, накопляясь на дне, еще более ускоряют процесс обмеления в этом месте водоема, чем эти растения сами подкапываются под себя, так как на глубине 1—1.5 м они уже вытесняются камышом и тростником. Густой лес стеблей этих растений дает еще большую растительную массу,, падающую к концу лета на дно водоема, и, кроме того, задерживает взмученный в воде и наносимый волнами ил, как растительный, так и минеральный, создавая этим условия для внедрения сюда элементов мелководной зоны: осок, ситника, болотного хвоща и других растений. Таким образом, мы видим, что каждая зона в конце концов подготовляет почву для следующей зоны и в силу этого наблюдается постепенное надвигание растительности в глубь озера. Если последнее не слишком глубоко, то довольно быстро наступит момент, когда озеро сплошь зарастет растительностью; на месте открытой водной поверхности будет расстилаться болото, в котором 'будут господствовать осоки и. другие однодольные растения, реже двудольные. Этот момент совпадает с полным заторфовыванием озера. В это время вода покрывает сплошным слоем поверхность болота только в исключительных случаях: либо весной, после таяния снегов, либо после сильных дождей. Так возникает на месите озера или ему подобного водоема осоковое или травяное болото.

 

Нарисованный выше процесс в некоторых своих частях несколько схематизирован. В природе наблюдается нередко, что некоторые зоны вовсе выпадают, местами совмещаются две зоны в одну или же, напротив, одна из описанных зон ясно расчленяется на две или несколько новых.Различен также темп этого процесса. На скорость его влияют многие условия: глубина водоема, волнуемость, состав воды, характер дна, принос минеральных или органических веществ ручьями и речками и проч.

 

Таким образом, наблюдаемые в Парголовском озере вдоль берега заросли тростника, осоки и других растений являются как бы зачатками указанных зон растительности. Здесь можно видеть, что влияние человека у берега значительно нарушает естественное разрастание этих растений, а вместе с тем и задерживает процесс превращения озера в болото. Нет сомнения, что если бы изолировать озеро от влияния человека, то зоны растительности, коренящейся в дне, были бы лучше заметны и весь процесс превращения здесь озера в болото сделался бы более интенсивным.

 

Следовательно, оба рассматриваемые процесса превращения озера в болото сводятся к заторфовыванию, и если последний процесс называют зарастанием, то первый, когда образуется сплавина, нарастанием. Сплошь и рядом эти два способа заторфовывания не бывают резко разграниченными. Часто можно наблюдать, как в пределах даже одного какого-либо озера в разных его частях развиты оба эти процесса, как это мы видим в Парголовском озере.

 

Ознакомившись с явлениями заторфовывания озер и оставив Парго- ловское озеро, сворачиваем от озера направо и, перейдя через небольшой холм, направляемся далее на юго-восток по аллее, ведущей к стоящей на следующем холме немецкой кирке. Между этими двумя холмами в пониженной части растет довольно густой еловый лес, к которому кое-где, главным образом по более возвышенным местам, присоединяется сосна. Вступив в этот лес, мы сворачиваем с аллеи направо и спускаемся в более* низкую часть леса. Здесь густой ельник пропускает мало света сквозь* свои кроны, и на почве встречается редкий покров из брусники, черники, некоторых других обычных лесных растений, но зато с густым моховым покровом, в котором в этих местах часто обильно растет кукушкин лен (Ро lytrichum commune).

 

На примере этого леса мы можем ознакомиться с первыми стадиями заболачивания лесов.

Вообще заболачивание наших хвойных лесов может происходить различными путями, но, как правило, необходимо, чтобы создались условия накопления и застаивания влаги. Последнее обыкновенно имеет место при водонепроницаемости почвы. В этом случае при равнинности рельефа или в понижениях при его всхолмленности легко создаются условия для накопления влаги в верхних слоях почвы, что влечет за собою замену лесной растительности болотной.

 

В еловых лесах этому содействуют густота самого леса, тенистость, отсутствие свободного доступа света и ветра, которые уменьшают испаре- мне с поверхности почвы. В еловых, а иногда и сосновых лесах, по-видимому, одним из наиболее частых случаев является тот, когда начало этому жроцессу кладет поселение под пологом ели кукушкина льна (Polytrichum commune). Появляясь, как это можно видеть в рассматриваемом лесу, сначала среди обычных представителей мохового покрова хвойного леса- (Hylocomium, Нурпит) небольшими дернинками, этот мох постепенно жх вытесняет и в течение довольно короткого времени может занять сплошь почву. Густые дернины этого мха начинают накоплять темного цвета торф,. жоторый характеризуется ясно заметными, трудно разлагающимися, блестящими стеблями мха, чем этот вид торфа легко отличим от других.Обык- шовенно, когда слой этого торфа достиг некоторой высоты, среди кукушкина льна появляются дернинки сфагнума — белого торфяного мха. Н в рассматриваемом нами лесу местами мы уже находим дернинки сфаг- шума. Появление его позволяет заключить, что дальнейшее развитие болота обеспечено.

 

Густые дернины кукушкина льна обладают возможностью задерживать попадающую к ним влагу из атмосферы, чему у них способствует ряд полосок-клеток, тесно расположенных параллельно друг другу на верхней «гороне листа. Этой способностью гораздо в большей степени обладает «фагнум, что объясняется, как известно, его крайне своеобразным строением.

 

Так, если рассматривать лист под микроскопом, то мы увидим, что ткань его слагается из двух родов клеточек: больших, бесцветных и пустых, называемых гиалиновыми, и прилегающих к ним узких, удлиненных, наполненных живым содержимым. Стенки больших гиалиновых клеток внутри обыкновенно снабжены утолщениями в виде колец или спиралей, между которыми образуются отверстия округлой или овальной формы. Стебли сфагнума снаружи одеты так называемым коровым слоем, состоящим из очень крупных, также бесцветных и пустых клеток с крупными отверстиями на стенках, а внутри нередко со спиральным или кольчатым утолщением, т. е. здесь имеются такие же гиалиновые клетки. Стебель сфагнума сильно ветвится, образуя наверху густое собрание ветвей вроде головки. Нижние же ветви, большей частью загибаясь вниз, плотно прикладываются к главному стеблю и образуют около него как бы покров.

 

Таким образом, все мертвые клетки листьев и стеблей сфагнума имеют строение, приспособленное к энергичному впитыванию воды.

 

Так как все эти клетки на коре, стебле и на листьях плотно прижаты друг к другу, то благодаря такому устройству плотная сфагновая дернина образует массу, чрезвычайно обильную капиллярными пространствами, и поэтому очень легко и быстро всасывающую воду. Поэтому, если погрузить нижний конец стебля сфагнума в стакан с водой, то вода быстро поднимается по стеблю и ветвям вверх. Если дернину этого мха полить водой, то она так же быстро напитывается.

 

Специально произведенные разными авторами исследования показали, что сфагнум обладает огромной влагоемкостью. Его дернины впитывают в 20—27 раз больше их воздушно-сухого веса.

 

Однако один факт большой влагоемкости сфагнума еще сам по себе не решает вопроса о его роли в заболачивании. Необходимо при этом принять во внимание и способность его испарять воду. Исследования показали, что сфагнум в 5 раз больше испаряет, чем открытая водная поверхность, и количество испарившейся воды не изменяется, имеем ли мы живой или мертвый сфагнум. Эта большая испаряемость сфагнумом как бы значительно понижает его заболачивающую роль. Но нужно вспомнить, что в лесу, а в особенности еловом, сильно понижено испарение. Кроме этого, необходимо принять во внимание, что сфагнум хотя и много испаряет, однако высушивание дбрнины распространяется на небольшую глубину, всего лишь на 1—5 см от поверхности. Ниже же слой мха и торфа остается влажным и теряет влагу с трудом, так как верхний высохший слой мха предохраняет нижеследующие слои от высыхания. Таким образом, в результате благодаря сфагнуму в торфянистом горизонте мало- помалу все более и более накопляется влага. Сфагнум все лучше развивается, и болото растет.

 

Может быть, покажется странным, что в лесу при наличии такого большого водного насоса, каким является древесная растительность, тем не менее возможно заболачивание. Но для объяснения этого приходится также принять во внимание следующее обстоятельство. Слой кукушкина льна и его торфа, а особенно сфагнума и сфагнового торфа, благодаря той же большой водопоглотительной способности задерживает в своей дернине большую часть выпадающих осадков, и лишь относительно незначительная часть их попадает в почву. Это приводит к тому, что большая часть влаги, впитанной мхами и торфом, не потребляется корнями древесных пород и поэтому не уносится из почвы.

 

Еловые, сосновые или сосново-еловые леса чаще всего таким способом и заболачиваются, причем может случиться, что сфагнум прямо поселяется на почве без стадии кукушкина льна. По крайней мере можно видеть в природе, как в сосновом или еловом лесу начинает среди Нурпит schreberi* и Hylocomium splendens поселяться сфагнум и вытеснять постепенно их вовсе. Подобные случаи можно видеть хотя бы в пределах Охтенского лесничества под Петроградом. Там во многих местах в сосновом или со- сново-еловом лесу, где уже в значительной степени развит сфагновый ковер, делая разрез почвы, видим, что за слоем живого мха в 7—10 см мощностью следует торф, мощность которого до 10—20 см. Сверху торф еще мало разложился и стебли сфагнума хорошо сохранились, ниже торф темно-серо-коричневого цвета, уже значительно разложившийся. Далее непосредственно следует темно-серый гумусовый горизонт до 30 см мощностью, переходящий в подзолистый или глеево-подзолистый слой. Исследование разложившегося слоя торфа, лежащего на гумусовом горизонте, ясно свидетельствует, что он образован сфагнумом. Таким образом, здесь заболачивание началось прямо с развития сфагнума.

 

При таком заболачивании мы часто видим, что лес, который первоначально состоял из смеси сосны и ели илй даже с решительным преобладанием последней, уже при начале сфагнового заболачивания начинает постепенно переходить в чисто сосновый. Ель вскоре принимает очень жалкий вид и исчезает вовсе. Вначале сосна мирится кое-как с заболачиванием, но по мере увеличения слоя торфа и ее рост делается хуже и хуже, и вид нашей сосны приближается к обычному виду сосны на моховом болоте. Это зависит от того, что хотя ель и является породой, предпочитающей более влажные места, чем сосна, но она избегает моховых болот, на которых сосна еще может расти.

 

Таким путем сосновый или еловый лес может превратиться в моховое сфагновое болото. В общем можно сказать, что такое заболачивание, по-видимому, чаще встречается в еловом лесу, чем в сосновом.

 

Причина, которая определяет, чем начнется заболачивание, при помощи ли кукушкина льна, или сфагнума, лежит в свойстве почвы. Как мы увидим ниже, сфагнум растет только при условии почти полного отсутствия извести в воде. Поэтому понятно, что в лесу прямо на минеральном грунте только тогда поселится сфагнум, когда почва в достаточной степени выщелочена. В противном случае сначала разовьется кукушкин лен. Он отложит слой торфа, на котором уже может селиться сфагнум, будучи отделен от почвы этим слоем торфа.

 

Ознакомившись с начальной стадией заболачивания леса на примере рассматриваемого елового леса, направляемся далее к кирке, от которой, свернув налево и миновав бывшую усадьбу Шувалова, держим путь прямо на восток. Небольшое холмистое моренное пространство, поросшее отдельными деревьями и группами сосен, берез, елей, серой ольхи, которое далее к востоку, где еловые заросли делаются гуще, образуя неширокую полосу, резко обрывается спуском к равнине, расстилающейся к востоку, равнине, как сказано было выше, занятой морскими отложениями. Переправившись у подножия моренных холмов через маленькую речку Старожиловку и продолжая идти далее на восток, вскоре подходим и к Шуваловскому торфянику. Если на него смотреть с последних пройденных моренных холмов, то уже с них, т. е. на расстоянии метров 700—800, торфяник имеет вид довольно круто поднимающейся, сверху плоской горки. Этот подъем делается еще более заметным, когда подойдем ближе к болоту, так как в этом месте болото имеет довольно крутой склон. Поднимаясь по такому склону, невольно с изумлением видим, что под ногами не минеральный грунт, а сплошной моховой сфагновый ковер.

 

В настоящее время в этой части торфяника ведется разработка торфа, поэтому имеются искусственные обнажения торфа и местами хорошие вертикальные до дна разрезы. Однако строение болота лучше рассмотреть, ознакомившись с растительностью. Для этого, поднявшись на болото, идем далее в глубь его и, миновав места разработок, вступаем на поверхность девственного типичнейшего сфагнового болота.

 

Прежде всего бросим общий взгляд на ее характер и распределение.

 

Мы видим, что в частях болота, ближайших к берегам, на сплошном бугристом сфагновом ковре растет в изобилии типичная для таких болот низкорослая корявая сосна, в общем не выше 1—1.5 м. Остальная растительность негуста, лишь ближе к склонам кустарники образуют местами довольно густые заросли. Из растений здесь бросаются в глаза кусты пушицы (Eriophorum vaginatum), образующие невысокие, бшыпей частью прячущиеся среди мха кочки, с густыми пучками нитевидных, в разные стороны расходящихся листьев. Над пушицей высятся кустарнички, приуроченные большей частью к более возвышающимся буграм. Среди них прежде всего замечаем вереск (Calluna vulgaris), растение столь обычное у нас по песчаным местам, затем багульник (Ledum palustre), андро- меду (Andromeda polifolia), Кассандру (Cassandra calyculata*), голубику (Vaccinium uliginosum) — кустарнички весьма характерные и обычные на наших болотах. Но здесь же мы находим и два растения, более интересных, а именно ерник   (Empetrum nigrum) и карликовую березу (Betula папа). Если вышеперечисленные кустарнички, можно сказать, характерны для сфагновых болот на всем протяжении Европы и Азии, то последние два вида принадлежат к растениям, свойственным более северным сфагновым болотам. Особенно это относится к карликовой березе, столь типичной форме тундры, по крайней мере в более южной ее половине, а у нас — в северной части лесной области появляющейся на моховых болотах. Среди этих кустарничков рассеяны морошка (Rubus chamaemorus), ясно заметная благодаря крупным листьям, а весною и крупным белым цветкам, затем с ползучими по моховому ковру побегами клюква (Oxycoccus palustris*) и, наконец, своеобразная насекомоядная росянка (Drosera rotundifolia), красноватые железистые листья которой часто теряются на красноватом сфагнуме. Наконец, здесь же по более выдающимся и потому по более сухим бугоркам растет обычно свойственная хвойным лесам брусника (Vaccinium vitis-idaea).

 

Удаляясь далее в глубь болота, мы видим, что сосна растет реже, хуже выглядит, ниже и корявее. Вместе с тем все чаще и чаще начинают попадаться лишенные сосны места, где особенно обильно растет пушица (Eriophorum vaginatum). Попадаются также несколько пониженные места, сплошь, как щеткой, поросшие Scheuchzeria palustris, где другая высшая растительность почти отсутствует и лишь в виде примеси растут осока (Carex limosa) и ринхоспора (Rhynchospora alba). Далее вглубь встречаем еще более пониженные места, занятые мочажинами, лужицами, а после дождей и весною — и маленькими озерцами.

 

Таков общий характер растительности этого болота. Ее можно расчленить на три, как говорят теперь, растительные ассоциации: 1) ассоциация, где на бугристом сфагновом ковре обильно растет корявая сосна,— Sphagnetum pinosum; 2) ассоциация без сосны, менее бугристая, лишь кочковатая, где господствует пушица (Eriophorum vaginatum), — Sphagnetum eriphorosum и 3) ассоциация с ровным сфагновым ковром, где обычна шейхцерия, — Sphagnetum scheuchzeriosum.

 

Эти три ассоциации можно встретить почти на каждом сколько-нибудь значительном сфагновом болоте.

 

Присматриваясь к жизни этих ассоциаций, мы видим, что вся растительность их зависит в самой сильной степени от сфагнума. Сфагнум — самый главный член этих ассоциаций, но в то же время он и его продукт отложения — сфагновый торф — являются субстратом для другой растительности. Сфагнум в значительной степени своими свойствами опреде- дяет экологию растущих на его ковре растений. Поэтому прежде чем останавливаться на особенностях этих ассоциаций и составляющих их растениях, необходимо познакомиться со свойствами этого замечательного во многих отношениях мха.

 

Выше мы уже рассмотрели отношение сфагнума к воде, видели, как велика его влагоемкость и водоудерживающая способность, и выяснили значение этого свойства в развитии болот.

 

Остановимся теперь на отношении сфагнума к минеральным веществам.

Сфагнум и образующийся из него торф содержат очень малые количества минеральных веществ. Анализы показывают, что в солянокислой вытяжке на 100 частей обезвоженного живого обычного на наших болотах Sphagnum medium* содержится частей:

CaQ     0.353

MgO   0.158

К20                 0.506

Р205               0.095

Na       0.944

Потеря от прокаливания (включая и С02) . . 97.510 Остаток от прокаливания (без С02)      2.490

 

У разных других видов сфагнума хотя и наблюдается колебание содержания минеральных веществ, но все они зольными веществами весьма €едны, что ясно говорит нам вообще о малой потребности в них сфагнума. С этим его свойством вполне согласуются и его условия существования^ Сфагновые болота обычно развиваются тогда, когда отсутствует доступ грунтовых вод к ним или когда они очень бедны минеральными веществами. Вышеприведенные данные говорят также о малой потребности сфагнума в отдельных элементах.

 

Остановимся несколько более подробно на отношении сфагнума к извести, так как это отношение играет первенствующую роль как в рас- вгределении сфагнума, так и в жизни других растений, сопутствующих «фагнуму.

 

Весьма давно уже в литературе имелись указания на вредное влия- вие извести на сфагнум. Еще в середине прошлого столетия некоторые исследователи определенно говорили, что сфагнум избегает извести. Но до недавнего времени по этому вопросу были все же значительные разногласия между учеными. Лишь весьма обстоятельные исследования X. Пауля (Paul, 1908), можно думать, решили этот вопрос окончательно. Прежде всего его тщательно поставленные опыты с влиянием углекислого кальция на сфагнумы показали, что сфагнумы действительно весьма чувствительны к содержанию в растворе углекислого кальция. Например, «и получил, что тот же Sphagnum medium* отмирал уже при наличии 134 мг згой соли в литре воды.

 

При этом оказалось, что совершенно нельзя говорить о том, что сфаг- мумы вообще чувствительны ко всем кальциевым солям. На них вред- аюе влияние оказывают лишь щелочные соли кальция, так же как и дру- жже щелочные соединения.

 

Для выяснения значения этих опытов Пауля большую важность яме ют данные о кислотности сфагнума. Давно уже было известно, что свняя лакмусовая бумажка краснеет, будучи прижата к сфагнуму, а В. Цай- жр и JI. Вильк (Zailer, Wilk, 1907) определили, что на 1 г сухого вещества •фагнума необходимо для нейтрализации его кислотности 2.02 см3 1/20 нормального раствора едкого натра.

 

На основании своих опытов Пауль делает вывод, что сфагнуму по суще- ову не вредна известь, но сфагнумы чувствительны по отношению к щелочным соединениям, из-за которых нейтрализуется их кислотность, игра- ющая[в их жизни важную роль. Сравнивая условия питания сфагнума из разных типов болот, можно видеть, что хотя в низинном болоте иногда, может быть, и невелико содержание в воде минеральных веществ, но оно всегда меньше в лесных болотах и весьма ничтожно на чисто сфагновом (возвышенном) болоте, где единственным источником минеральных веществ является атмосферная пыль. И вот, по мнению Пауля, для целей скорей» шего переведения в растворимое и усвояемое состояние тех минеральных веществ, которые заключены в пыли, и служат кислоты, заключающиеся в оболочке клеток сфагнума. Если принять это во внимание, то станет ясна вообще чувствительность сфагнума именно по отношению к щелочным соединениям, в том числе и по отношению к углекислой извести, как нейтрализаторам заключающейся в нем кислоты, а также будет понятна наблюдаемая особенно большая чувствительность как раз видов сфагну- мов, свойственных возвышенным болотам.

 

Естественно, что и другие растения, растущие на сфагновых болотах, предъявляют небольшие требования по отношению к минеральным веществам. Но являются ли они так же чувствительными к извести и к другим щелочным соединениям, как сфагнум, еще не ясно, и это требует еще экспериментальных исследований.

 

В жизни растительности сфагнового болота большое значение имеет также другое свойство сфагнума, именно свойство беспрерывного из года в год нарастания вверх, по мере того как нижние части его отмирают и превращаются в торф. И так как в настоящем сфагновом болоте стебли сфагнума в общем его ковре плотно прижаты друг к другу и головки его стеблей расположены на одной высоте,-то такой ковер в целом каждый год поднимается вверх на известную высоту. Этим свойством сфагнума объясняется выпуклость сфагновых болот, достигающая иногда таких значительных размеров, какие мы видим в Шуваловском торфянике. При этом понятно, что на сфагновом ковре успешно могут развиваться только те растения, которые обладают способностью следовать за сфагнумом вверх, не отставая от него, чем избегают опасности быть в нем погребенными. И действительно, почти у всех растений, свойственных сфагновым болотам, эта способность имеется и бывает выражена у травянистых растений в том, что у них корневище располагается не горизонтально, а наклонно или даже вертикально, при этом корневище ежегодно нарастает настолько, чтобы верхушку побега вынести на поверхность сфагнового ковра. В качестве примера растения, обладающего таким приспособлением, может служить росянка (Drosera rotundifolia). Она ежегодно весной дает новый побег, развивая при этом на поверхности ковра сфагнума розетку листьев; на следующую весну снова из почки между старыми листьями вырастает новый вертикальный побег корневища, который снова дорастает до поднявшегося за год сфагнового ковра и разбрасывает на нем новую розетку. Не вертикальное, а наклонное корневище имеют, например, морошка (Rubus chamaemorus), шейхцерия (Scheuchzeria palustris) и др.

 

Кустарнички, которых особенно много на сфагновых болотах, приспособляются к этой особенности сфагнума тем, что их ствол и ветви обладают способностью в любом месте, где они покрываются мхом, давать придаточные корни, которые и начинают функционировать вместо более старых, постепенно погружающихся глубже в сфагнум и его торф. Ledum palustre, Cassandra calyculata,* Andromeda polifolia, Calluna vulgaris обладают этой способностью в большой степени. Напротив, те растения, которые не имеют этой способности, обречены на жалкое прозябание на болоте. Наилучшим примером этому может служить сосна. Будучи вообще нетребовательной породой, она на моховых болотах имеет вид крайне угнетенный и жалкий, из-за того что по мере нарастания вверх ковра сфагнума ее корневая система оказывается расположенной все глубже и глубже, что и ведет к постепенному угнетению сосны, и она, не дожив обычно до 90—100 лет, уже погибает.

 

Опасность, грозящая растениям, корни которых оказываются глубоко погруженными в торф, состоит в том, что они не только встретят при этом слои, трудно прогреваемые и с низкой температурой, но и будут лишены достаточного количества кислорода для дыхания.

 

Выше был отмечен способ определения годичного прироста сфагнума по росянке и аналогичным ей растениям. При соблюдении ряда предосторожностей и при введении окончательного результата как среднего из большого числа отсчетов этот метод дает вполне надежные данные.

 

Помимо росянки прирост сфагнума может быть определен непосредственно, а именно если сфагнум плодоносит регулярно из года в год, то на стебле сфагнума долго остаются заметными его коробочки. Расстояние между пучками ветвей с коробочками будет соответствовать годичному приросту сфагнума.

 

Среднюю быстроту нарастания сфагнового ковра за известный период времени можно определить, основываясь на особенностях развития корневой системы у сосны. Наиболее обычным типом корневой системы болотной сосны является следующий. Ствол сосны утолщается в нижней части и дает пучок горизонтально расходящихся во все стороны корней. Вся корневая система является совершенно горизонтальной и располагающейся почти в плоскости корневой шейки. Глубина положения корневой шейки соответствует поверхности сфагнума во время прорастания сосны, и толща сфагнума над корневой шейкой сосны образуется приблизительно в течение того времени, какое соответствует возрасту сосны. Возраст сосны легко определить, сосчитав число годичных слоев на срезе у корневой шейки. Основываясь на этом, можно определить с известной точностью среднюю быстроту нарастания сфагнума за известный период времени. Хорошие результаты можно получить этим способом только тогда, когда таких измерений сделано достаточно много.

 

При определении величины текущего прироста сфагнума в разных местностях за год были получены такие данные (в см):

Курская губ   4—4.5

Самарская губ           3—3.5

Петроградская, Новгородская и Псковская губ. . . 2—2.5(—3)

 

Оказывается, чем южнее расположена местность, тем прирост сфагнума делается большим. По-видимому, эта зависимость между широтой нахождения пункта и быстротой прироста сфагнума находится в связи с температурой вегетационного периода.

 

Такая зависимость, по-видимому, объясняется тем, что потребность сфагнума в воде всегда удовлетворена в болоте, где бы оно ни было, также и влажность воздуха над болотом, пока оно существует, всегда будет значительна, так что одно увеличение средней температуры вегетационного периода уже способно усилить рост сфагнума.

 

Возвращаясь теперь к определению зависимости характера роста сосны от быстроты прироста сфагнума, нужно прежде всего отметить, что, определяя средний годовой прирост сфагнума по сосне, необходимо иметь в виду, что результаты будут сильно варьировать в зависимости от возраста взятых нами для отсчетов сосен, так как чем старше мы берем сосну, чем за более долгий период мы определяем средний годовой прирост сосны, тем меньше он будет, так как процесс разложения и уплотнения торфа с каждым годом понижает средний годовой прирост по сравнению с текущим приростом за один год. Это обстоятельство приходится всегда принимать во внимание при оценке среднего прироста сфагнума за известное число лет, определенного по сосне.

 

Растительность сфагнового болота хотя и бедна видовым составом, так как здесь произрастают всего лишь какой-нибудь десяток — много два — видов, тем не менее представляет выдающийся интерес по своей экологии. Дело в том, что вся эта растительность носит облик и строение, свойственные растительности сухих мест, т. е. она, как говорят, ксеро- морфна. У нее мы находим целый ряд различных приспособлений, обычно считаемых служащими для уменьшения испарения надземными частями; достаточно указать, что болыпднство ее представителей имеют или мелкие, свернутые трубочкой листья (водяника, или вороника, — Empetrum nigrum, вереск — Calluna vulgaris) с устьицами только на внутренней стороне, или листья кожистые (морошка — Rubus chamaemorus), или покрытые снизу волосками (багульник — Ledum palustre), или восковым налетом (андромеда — Andromeda polifolia), или чешуйками (кассандра — Cassandra calyculata*). Этот ксероморфизм, напоминающий ксероморфизм растений сухих песков или пустыни, стоит на первый взгляд в явном противоречии с обилием воды в субстрате. Для объяснения этого кажущегося парадоксального явления было предложено несколько теорий. Из них наиболее вероятна та, которая видит объяснение в температурных условиях того слоя торфа, где развиваются корни. Нужно принять во внимание, что торф и живой сфагнум — очень дурные проводники тепла.

 

Поэтому в жаркий летний день, когда температура воздуха поднимается до 30° и более и когда поверхность мохового ковра даже на ощупь рукой очень теплая, на глубине нескольких сантиметров температура сильно падает; так, в 10 см от поверхности она может быть в это время 12—14°. Таким образом, когда верхние надземные части растения будут сильно нагреваться, нижние, находящиеся в сфагнуме и торфе, располагаются в среде со значительно более низкой температурой. А так как скорость принятия корнями воды, так же как и интенсивность испарения стеблями и листьями, находится в зависимости от температуры среды, то корни не в состоянии столько принять воды, сколько необходимо листьям и стеблям для испарения, а поэтому эти последние должны быть так построены, чтобы уменьшать свое испарение. Здесь в субстрате, на котором живут растения, воды хотя и много, но она сопровождается такими условиями, которые понижают деятельность корней, и поэтому растения здесь также ксероморфны, как и на сухих местах. В последнем случае они страдают от физической сухости, в первом же, на сфагновом болоте,— от физиологической. Этим, по-видимому, главным образом и объясняется ксероморфизм растений сфагновых болот.

 

Таков своеобразный экологический тип растительности сфагнового болота. Мы видим, что эти оригинальные особенности ее стоят в самой тесной зависимости от сфагнума и его свойств.

 

Рассмотрим теперь ближе те группировки, в которых скомбинирована на нашем болоте эта растительность, т. е. ознакомимся с так называемыми растительными ассоциациями, представленными здесь. Выше уже мы отметили, что можно различать части болота, ближайшие к периферии, где общий фон более однородный, и более внутренние части, в общем более увлажненные, где рельеф сильнее выражен и где по возвышающимся буграм развита растительность, сходная с той, какую мы видим ближе к периферии, а по понижениям — сфагновый ковер с господством то пушицы, то шейхцерии, где повлажнее, и даже встречаются западины с открытой водной поверхностью. Здесь растительность носит, как говорят, комплексный характер, причем комплекс этот слагается из трех ассоциаций. Ту ассоциацию, которую встречаем по буграм и которая сходна с ассоциацией, расположенной ближе к периферии, как выше было упомянуто, называют Sphagnetum pinosum, отмечая этим, что в основе имеем сфагновый ковер, по которому растет обильно низкорослая корявая сосна, придающая ландшафту определенный вид. Вторая ассоциация по мало- выраженным понижениям на сфагновом ковре характеризуется сплошными кочками пушицы, поэтому эту ассоциацию называют Sphagnetum eriophorosum. И, наконец, ассоциация по более глубоким понижениям, где по сфагнуму целой щеткой растет шейхцерия, называется Sphagnetum scheuchzeriosum.

 

Шуваловский торфяник — уже старое, вполне сложившееся сфагновое болото

 Если же наблюдать только формирующееся сфагновое болото, то можно видеть, что начало развитию такого болота чаще всего ждадет появление именно ассоциации Sphagnetum scheuchzeriosum.

 

Она часто развивается на месте осокового болота после того, как возрастание мощности торфа и его обеднение, с одной стороны, и связанное с этим усиленное развитие сфагнума — с другой приводят к исчезновению шз состава растительности этой ассоциации осоки и других сопутствующих им элементов травяного болота. Древесная растительность ввиду жеустойчивости и жидкости субстрата всегда отсутствует.

 

Благодаря деятельности сфагнума в отношении накопления под живым его слоем торфа происходит постепенно дальнейшее поднятие поверх- мости болота, и с течением времени несколько улучшаются условия естественного дренажа. Это создает условия, благоприятствующие внедрению в состав растительности новых элементов и вызывающие впоследствии пол- шую смену этой ассоциации ассоциацией Sphagnetum eriophorosum. Ассоциация эта уже отличается гораздо более устойчивым и крепким моховым ковром, лежащим на уплотненном, уже во всей толще вполне спрессовавшемся торфе, образованном преимущественно Sphagnum medium*.

 

Дальнейшее накопление торфа ведет к еще большему повышению сфагнового ковра, и вскоре создаются условия, благоприятные для про- шзрастания сосны, так что если есть возможность заноса сюда семян сосны, то развивается уже новая ассоциация, в которой мы находим сфагновый жовер с корявой низкорослой сосной. Таким образом, болото в процессе развития приходит к ассоциации Sphagnetum pinosum.

 

Но, когда болото невелико, когда притом его выпуклость или вообще яодъем значительны, когда, таким образом, в центральной части болота нет условий для особенного застаивания воды, тогда мы наблюдаем при дальнейшем нарастании сфагнума последовательное осушение болота с заключительным звеном уже настоящего соснового леса по болоту — Pinetum aphagnosum.

 

Когда же болото значительных размеров, когда лишь его периферические части имеют значительные скаты, а средняя часть более или менее плоска, тогда создаются условия для большей влажности в центральной ®сти болота и заключительной ассоциацией является уже не ассоциация соснового леса по моховому болоту. В этом случае большей частью ассоциа- тя Sphagnetum pinosum вскоре дифференцируется и превращается в тот комплекс ассоциаций, который мы и видим на Шуваловском торфянике. 9го происходит благодаря тому, что в условиях общей равнинности средней части болота уплотнение торфа при его образовании не идет всюду вгрого одинаково, чему особенно содействуют пни и корневые системы растущих на болоте сосен. Это приводит к тому, что появляются местное понижения и в этих более влажных понижениях, естественно, селятся |же другие виды мхов, чем на более возвышенных местах, более медленно растущие вверх.

 

Ввиду этого начавшаяся дифференцировка поверхности болота про- (рджается, и все первоначально чисто случайные понижения мало- •вмалу превращаются в той или иной величины и глубины западины, или мочажины, в то время как окружающий ковер продолжает нарастать с прежней энергией. Когда эти западины отстанут в процессе накопления торфа от окружающего их ковра настолько, что на дне их появляется грунтовая вода болота, эти виды сфагнума в свою очередь уступают господство видам сфагнума, произрастающим на очень мокром, но обедненном торфяном субстрате или даже непосредственно в лишенной минеральных растворов воде. Образуя чрезвычайно рыхлые дернины, последние дают настолько незначительный прирост органической массы по сравнению с окружающим ковром сфагнума, что в результате подобного развития болота получается дифференцировка поверхности на повышенные сухие бугры, или холмики, и на лежащие между ними мокрые, топкие канавки, ложбины или мочажины неправильных очертаний.

 

В одних случаях это приводит лишь к несколько более слабым понижениям, покрытым пушицей, в других — к несколько более сильно развитым понижениям с шейхцерией, а при еще большем их развитии получается открытая водная поверхность.

 

Эти понижения, часто имеющие вид мелких озер, представляют собой, таким образом, не остатки от прежних водоемов, а, напротив, новообразование на поверхности мохового болота. В одних случаях такие озера с открытой водной поверхностью разрастаются, размывая берега, в других же случаях (когда они малы) снова затягиваются мхом, проходя постепенно следующие стадии: 1) открытая водная поверхность, 2) ассоциация Sphagnetum scheuchzeriosum, 3) ассоциация Sphagnetum eriopho- rosum.

 

В образовании такого комплекса ассоциаций также играет роль прогрессивное ухудшение условий естественного дренажа по мере расширения болота и заболачивания первоначальных водостоков. В наших условиях количество выпадающей на болото атмосферной воды значительна больше того, какое болото в состоянии транспирировать в воздух путем испарения. Излишек этой воды должен быть удален с болота путем естественного дренажа. Пока площадь болота еще не особенно велика, естественный дренаж ввиду выпуклой поверхности сфагнового болота еще довольно облегчен. Когда же болото занимает значительную площадь, в процессе его роста вследствие происходящего заболачивания естественных водостоков и все большего и большего отступления вершин последних от центральных частей болота условия естественного дренажа становятся все хуже и хуже. Ввиду этого на таких болотах происходит прогрессивное увеличение общего* водного баланса, что содействует возрастанию влажности и образованию в конце концов рассмотренного комплекса ассоциаций.

Образовавшиеся вышеописанные в этом комплексе ассоциаций озеркя уже беспрепятственно расширяются, нередко достигая довольно значительных размеров. Потом на сцену выступает непосредственное размывание берегов волнением, которое при этих условиях в силу равнин- ности местности и открытого положения всегда очень значительно. Отдельные озерки могут сливаться между собою, и в результате этого явления в центре обширного мохового болота мы нередко можем встретит! той или иной величины вторичные водораздельные озера, нередко расположенные у нас в озерной области среди обширных болотистых пространств.

 

Таково же происхождение, по-видимому, и тех нескольких небольшие озер, которые имеются в глубине Шуваловского торфяника.

 

Теперь спрашивается, каково же происхождение всего Шуваловскоп торфяника. Для решения этого вопроса мы, во-первых, сделаем буренш особым болотным буром, а во-вторых, исследуем те естественные раэ^ резы торфа, которые имеются на месте разработок его.

Скважины, заложенные ближе к середине болота, обнаруживают, ндя сверху, такое строение.

1)        Около 3 м. Сфагновый торф.

2)        Около 2—2.5 м. Осоковый торф.

3)        Около 0.5 м. Сапропелит (gyttia).

Этот последний слой в данном случае представляет собою оливково- эеленую однородную массу, которая, как мы знаем, отлагается в озерах с открытой водной поверхностью.

Ближе к берегам, но все еще значительно от них отступая, мы имеем такое строение:

1)        Около 2.5 м. Сфагновый торф.

2)        Около 1.5 м. Гипновый торф (из остатков мхов рода Нурпит и близких к нему вдов).

3)        Около 1 м. Осоковый торф, на дне с мелкими древесными остатками.

 

Эти разрезы с очевидностью рисуют нам следующую историю Шувалов- ского торфяника. На месте нынешнего торфяника первоначально было небольшое озеро (или озерки). Оно заторфовалось, после чего торфяник начал наползать на соседние сухие места, причем первоначально осоковое болото сменилось гипновым, а затем сфагновым. Уже на поверхности этого сфагнового болота образовались впадинки, заполнившиеся водой, но они генетически не связаны с первоначальным озером, которое, хотя было и невелико, тем не менее послужило очагом к развитию всего большого торфяника.

 

Искусственный разрез торфяника у торфяного завода на западной окраине болота вполне подтверждает этот вывод и обнаруживает интересное строение сфагновой толщи.

В той части разработок торфяника, которая наиболее вдается в глубь болота, обнажена в настоящее время отвесная стена торфа мощностью около 3 м. До начала же разработки она была несколько больше, так как благодаря некоторой осушке этой части болота здесь произошло уплотнение торфа и оседание поверхности. Впрочем, это оседание не было значительным. Вероятно, поверхность здесь была выше на 1/2—3/4 м.

В этом месте торфяника обнажаются, начиная сверху, следующие слои:

6)        10—12 см. Осоково-гипновый торф, с ветвями ольхи и березы. Часты листья карликовой березы (Betula папа), мешочки осок и плодики камыша (Scirpus lacustris)_

7)        Нетолстый слой песка.

8)        Глина.

 

Такое строение торфяник имеет на всем протяжении, где ведется разработка, лишь меняется мощность отдельных слоев. Расчленение сфагновой толщи на два горизонта и пограничный горизонт с пнями прекрасно видно уже издалека.

 

Из рассмотрения этого разреза можно сделать прежде всего тот вывод, что в данном месте болото развилось путем заболачивания суши. Первоначально ближе к периферии торфяника была древесная заросль с ольхой и березой. По-видимому, тут же росла Betula папа. Это место начало увлажняться водами, подтекаемыми с соседнего торфяника, благодаря чему получили развитие осоки и гипнум. В дальнейшем наблюдается сильное увеличение притока воды и поселяется тростник (Phragmites communis), который сменился чистым гипнумом. На него уже надвинулся сфагновый покров и развился.

 

Большой интерес имеет наблюдающееся здесь расчленение сфагновой толщи на два горизонта, разделенные так называемым пограничным горизонтом. Оказывается, что такое строение сфагновой толщи наблюдается во многих болотах не только в окрестностях Петрограда, но и в северной Германии, южной Швеции и некоторых других местах.

 

Известный немецкий ученый К. Вебер (Weber, 1902), впервые обративший внимание на это явление, полагает, что в болотах северо-западной Германии накопление сфагнового торфа длилось очень продолжительное время. Но был однажды перерыв этого процесса, когда болота прекратили свое дальнейшее развитие и высохли под влиянием наступившего векового сухого периода. Живой сфагновый ковер в это время был большей частью уничтожен, поверхность болота обсохла и осела, ранее образовавшийся сфагновый торф успел за это время значительно разложиться. Если в это время торф и образовывался, то главным образом из пушицы и вереска. Доказательство тому, что этот сухой период продолжался долгое время, Вебер видит в том, что в осушенных более ста лет тому назад торфяниках в северо-западной Германии успел разложиться слой сфагнового торфа мощностью всего лишь около 25 см.

 

За этим сухим временем снова наступил более влажный, также вековой период, когда болота снова покрылись сфагнумом и начал отлагаться новый слой сфагнового торфа. Этот период продолжается и доныне. Мощность более старого сфагнового торфа обычно около 1.5—2.0 м, пограничного горизонта 25—30 см и более молодого сфагнового торфа 1—1.5 м.

 

Вслед за Вебером большинство авторов, работающих в этом направлении, видят в расчленении сфагновой толщи на описанные горизонты следствие колебания климата в послеледниковую эпоху, относя образование сфагновых слоев к более холодному и влажному климату, а пограничного горизонта — к более сухому и теплому. И хотя в определении времени, когда возник этот пограничный горизонт, авторы сильно расходятся, но все относят образование его к уже послеледниковому периоду. Некоторые авторы даже думают, что со времени его образования прошло не более 2000 лет.

 

Однако не все авторы согласны с тем, что находки пограничного горизонта могут доказывать существование в послеледниковое время периода с сухим и теплым климатом, разделявшего периоды с более влажным и холодным климатом.

 

Рассмотрение всех имеющихся в настоящее время фактов заставляет все же решительно склоняться в сторону признания правильности взгляда Вебера на происхождение пограничного горизонта.

 

 Но все же остается вопрос, чем было вызвано изменение климата в сторону сухости и повышения температуры в Прибалтийских странах: было ли это результатом местных причин или же более общих?

 

На этот счет было высказано соображение, что такой причиной могло быть превращение замкнутого Анцилового озера в Литориновое море, когда установилась связь с Немецким морем и через образовавшийся пролив проникли теплые воды Гольфстрима. Когда к концу литоринового времени вследствие нового поднятия суши прекратился доступ Гольфстрима в Литориновое море, климат опять сделался холоднее. Но такое предположение может быть допустимо только в том случае, если окажется правильным относить начало образования пограничного торфа к концу анцилового времени. Но на этот счет существуют и другие взгляды.

 

По отношению же Шуваловского торфяника, исходя из того, что С. А. Яковлев относит образование глины в основании разреза к иольдие- вому времени, а тонкого слоя песка — к анциловому, приходится признать, что начало развития болота необходимо отнести не ранее как к началу литоринового времени. Если принять во внимание, что с того времени на дне первоначального озера должен был отложиться довольно мощным слоем сапропелит, озеро окончательно заторфоваться и болото затем расшириться почти до современных размеров, наконец, должна была накопиться довольно значительная толща гипнового и более старого сфагнового торфа, то станет ясным, что образование торфа ни в коем случае не приходится относить к концу анцилового времени и началу литоринового. Более вероятно, как это утверждают шведские исследователи, этот перерыв в образовании торфяника приурочить к концу литоринового века, т. е. к суббореальному периоду, по терминологди Р. Сер- нандера (R. Sernander).

 

Нельзя не отметить интересный факт нахождения остатков Betula папа на дне торфяника. И в настоящее время эта березка растет'в Петроградской губ., но только на сфагновом ковре, тогда же она росла, по- видимому, непосредственно на минеральной почве. Не исключена возможность, что листочки ее сюда залетели с другого места, быть может, с этого же сфагнового болота, которое к тому времени еще не успело дойти сюда. Против такого предложения может, впрочем, говорить обильное нахождение в разных местах разреза остатков этого растения.

 

В связи с затронутым вопросом чрезвычайно интересно было бы выяснить более точно древность отдельных слоев Шуваловского торфяника. Вышеприведенные определения прироста сфагнума по росянке и сосне XIя этого мало что дают, так как данные, полученные таким методом, совершенно не могут быть распространяемы на более глубокие горизонты. Вообще мы в настоящее время еще не имеем метода, с помощью которого могли бы определять возраст наших болот. Без сомнения, мощность болот сама по себе ничего не говорит об их возрасте, и вообще быстрота их роста может быть весьма разнообразна. Достаточно, например, указать, *го на Лайбахском болоте в Австрии на глубине 1.2 м в торфе была найдена римская монета 41-го года н. э., следовательно, за 1800 с лишним дет наросло болото на 1.2 м, т. е. в один год в среднем на 0.7 мм. С другой стороны, известно, например, что в Лисинском лесничестве Петроградской губ., на месте большого так называемого Рамболовского сфагнового болота, покрытого уже обычной болотной сосной, еще в конце XVII столетия было два озера, нанесенных на шведскую карту 1667 г. Здесь провесе зарастания озера и нарастания болота происходил очень быстро. Вообще же все говорит за то, что при благоприятных условиях нараста- мме болот может происходить очень быстро. Г. И. Танфильев (1888) говорит, что для Петроградской губ. можно принять, что болота образуются со скоростью 0.3 м в столетие, отмечая в то же время, что Л. Лескере даже допускал образование 0.6 м в столетие. Возможно, что в отдельных случаях рост болот может происходить и еще быстрее.

 

Подводя итог тому, что дало знакомство с Шуваловским торфяником, мы видим, что изучение его не только раскрывает нам его историю развития, но и дает ценные указания на то, как вообще менялись физико- географические условия в течение послеледниковой/ эпохи в этой местности. На этом примере можно уже видеть, как плодотворно для выяснения смен растительности и климата изучение строения торфяников и погребенных в них растительных остатков. Благодаря тому что торф обладает замечательными консервирующими свойствами, не только части растений, семена, плоды, листья и древесина прекрасно в нем сохраняются, но и животные остатки, пролежав в нем сотни лет, настолько мало изменяются, что часто дают возможность определить их принадлежность к определенному виду. Вместе с тем и для археологии, и для истории культуры торфяники часто хранят в себе богатейшие материалы. Но если в западноевропейских странах и в Финляндии болота уже давно и обстоятельно изучаются и дали многое для выяснении истории растительности, фауны, климата и человеческой культуры, то у нас болота и торфяники ждут еще своего изучения. Поэтому насущной задачёй нашего времени, когда стал на очередь вопрос широкого практического использования наших болот, лежавших доныне втуне, является планомерное и систематическое их изучение.

 

Пример хотя бы рассмотренного нами Шуваловского торфяника показывает, как богаты и разносторонни могут быть результаты такого изучения.

 

 

 

К содержанию книги: ПРОБЛЕМЫ БОЛОТОВЕДЕНИЯ, ПАЛЕОБОТАНИКИ И ПАЛЕОГЕОГРАФИИ

 

 

Последние добавления:

 

ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТА

 

Жизнь в почве

 

Шаубергер Виктор – Энергия воды

 

Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников

 

 Костычев. ПОЧВОВЕДЕНИЕ

 

Полынов. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ

 

Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы