Жизнь болот

Болота — естественный аккумулятор влаги     

Главный источник пресных вод на суше — влага, приносимая с поверхности океана. Океан — гигантский естественный опреснитель. Речной сток (45 000 км3), ежегодно формирующийся за счет выпадения осадков на суше, составляет возобновляемые водные ресурсы.

Сущность водной проблемы состоит в том, что возобновляемые ее ресурсы ограничены, и бесплановое, нередко хищническое отношение к ним как к бесплатному дару природы приводит к их истощению и резкому ухудшению качества. Это наносит непоправимый ущерб животному и растительному миру, нарушает экологическое равновесие в биосфере.

Водные ресурсы в природе — одни из наиболее подвижных. Они естественно делятся на речные, озерные, подземные, почвенную влагу, воду болот — разные звенья круговорота воды, элементы общего водного баланса. Изучение его структуры, соотношений приходной и расходной составляющих позволяют установить закономерности распределения пресной воды в биосфере. Почва и растительность (в том числе и болот) —посредники между климатом и гидрологическими явлениями, поэтому, как факторы формирования гидрологического режима, они очень важны.

Увеличение продуктивности сельскохозяйственного производства нередко бывает связано с окультуриванием земель, ранее считавшихся нерентабельными. В случае заболоченных территорий их предварительно приходится мелиорировать с целью уменьшения естественной влажности почвенного горизонта. Следовательно, хозяйственное освоение таких участков практически начинается с создания водного режима, благоприятного для культурных растений.

Целесообразность подобных действий в принципе сомнений не вызывает. Но нельзя допускать резкого изменения уровня грунтовых вод даже на небольшой территории. Ведь она не существует изолированно, и это может нежелательно отразиться на значительном пространстве. Болота — естественный аккумулятор влаги в окружающем его ландшафте, и с этим приходится считаться.

Существует древнее сказание о трех реках — Днепре, Волге и Западной Двине. Раньше они были людьми — так рассказывали о них наши далекие предки. Днепр — брат, Волга и Западная Двина — его сестры. Остались они сиротами, натерпелись всякой нужды, решили пойти по белу свету и разыскать для себя такие места, где можно разлиться большими реками. Ходили они три года, наконец, нашли то, что нужно, и остановились все трое на ночлег в болотах.

Но сестры оказались хитрее брата. Едва Днепр уснул, они встали и потихоньку потекли реками по отлогим местностям. Проснулся брат поутру, смотрит — далеко его сестры. Раздраженный, ударился он о сыру землю и понесся за ними в погоню шумным потоком по рвам и буеракам. Чем дальше бежал, тем больше сердился и рыл крутые берега.

За несколько верст до впадения в синее море гнев его утих, и он спокойно вступил в морские пучины. Две его сестры, укрываясь от погони, разбежались в разные стороны. Вот отчего Днепр течет быстрее Западной Двины и Волги, у него много порогов и все три реки берут начало свое в болотах...

Как видно, никогда не вызывало сомнения, что болота служат источником питания рек, и это даже нашло отражение в легендах. Тем не менее о гидрологической роли болот уже много лет (и сегодня еще) идет дискуссия.

Еще в 1873 г. экспедиция И. И. Жилинского по осушению болот Белорусского Полесья обнаружила, что уровень воды в Днепре почти непрерывно понижается.

В 1895 г. организовали особую экспедицию для исследования источников питания главнейших рек Европейской России. Экспедиция исследовала истоки Волги, Днепра, Оки, Дона, Западной Двины, Сызрани.

Так как Днепр и Волга берут начало из болот, вопрос об их роли в питании рек оказался одним из центральных в работе экспедиции. Руководитель ее гидрологической части С. Н. Никитин писал тогда в своем отчете: «Не может подлежать... сомнению, что дренирование и осушение всех типов болот, особенно лесных, в сколько-нибудь значительных размерах было бы гибельно для водоносности всей системы, по крайней мере без надлежащей задержки весенних, а может быть, и осенних вод дорогостоящими гидротехническими сооружениями, которые едва ли были бы в состоянии окупить стоимость болот...

Мы получили бы страну, в которой почти все снеговые и дождевые воды быстро и непроизводительно скатывались в реки, увеличивая их временные паводки, обезвоживая страну и доводя воды Днепра до ничтожного минимума».

В 1914 г. с противоположной точкой зрения выступил Е. В. Оппоков. Он считал, что вода, попадающая в болота от талых снегов или дождей, гораздо легче и быстрее будет испаряться в атмосферу, чем поступать в реки, особенно при засухах. Болота «не только не являются,— согласно его мнению,— источником питания рек, а напротив, сами нуждаются в нем и нередко даже лишают реки известного меженного питания, перехватывая приток грунтовых вод, направленный к рекам». Уже в советское время с мнением Е. В. Оппокова соглашались многие исследователи.

Хотя современные исследования показали, что естественные торфяники как регуляторы стока не играют большой роли, осушение, проведенное в большом масштабе, особенно в лесостепной зоне, может привести к нежелательным последствиям. Осушение способствует увеличению стока в первые годы после него. Что касается изменения стока через 20—50 лет и, следовательно, окончательного влияния осушения на сток, то приходится признать, что это — чисто теоретические вопросы. Изменения стока во времени не могут быть предсказаны без тщательных исследований.

В этом отношении любопытные данные приводятся в книге В. Ф. Шебеко, опубликованной в 1975 году. Автор сравнивает суммарное испарение с осушенного и с нетронутого болота. Вывод несколько парадоксален — сне- осушенных болот в основном испарение меньше. Для злаков и других посевных трав (культур наиболее активных по потреблению воды), растущих на осушенном болоте, величина испарения, особенно в период созревания, оказывается вдвое большей, чем на участках с естественной болотной растительностью.

Как видим, обсуждаемый вопрос сложен и ответы противоречивы. Возможно, это происходит от того, что гидрологические процессы на осушенных участках протекают по-разному в зависимости от конкретных условий и типов болот.

Очевидно, к решению самой проблемы: осушать или не осушать (быть болоту или не быть?) — надо подходить лишь после тщательного изучения гидрологического режима. Подобные исследования должны проводиться и в случае речного стока в результате осушительных мероприятий.

Согласно исследованиям В. В. Рахманова (1978), оценки влияния осушения болот на окружающую территорию тоже оказываются неоднозначными. «И все же,— пишет он,— следует считаться с часто приводимыми фактами обмеления малых рек и иссякания источников после осушения болот...»

Конечно, этот вывод может быть неправомерным, если речь идет о реках, бассейн которых измеряется тысячами квадратных километров. Для малых речных бассейнов исчезновение болот может быть достаточно заметным.

Локальное влияние осушения прослеживается только на очень малых реках. Оно далеко не безвредно: при проведении канав и закладке дрен, спрямлений и углублений речных русл уровни грунтовых вод опускаются как непосредственно на осушаемой территории болот, так и в некоторой прилегающей к ней полосе суходолов. В результате уменьшается количество родников, пересыхают ручьи, мелеют небольшие речки. Некоторые прилегающие к болотам земли оказываются переосушенными и малоурожайными.

Итак, обсуждение интересующей нас проблемы еще раз подтвердило неоднозначность ответа на поставленные вопросы. Собственно, иначе и быть не могло. Ведь речь может идти об изучении и последующем освоении бесконечного разнообразия болотных массивов с только им присущими особенностями. И подход к каждому из них должен быть строго дифференцированным. В последние годы проводились крупнейшие преобразования современных ландшафтов, немало было и мелиоративных работ. Они планируются в широких масштабах и на текущую пятилетку. Соответственно возрастает необходимость предварительного изучения осваиваемой территории.

Большинство специалистов (гидрологов, мелиораторов) приходят к заключению, что вполне реально проведение осушительных мелиораций без снижения уровня подземных вод и уменьшения дебита малых рек при условии учета специфики конкретной гидрологической системы. В каждом отдельном случае необходимо детально и скрупулезно учитывать факторы природной зональности, геоморфологии местности, где расположен болотный массив, и особенности его водного питания.

Роль болот в питании рек и их водорегулирующее значение для определенной территории было предметом обсуждения на всесоюзном совещании в мае 1978 г. в г. Пущино-на-Оке, где размещается Научный центр биологических исследований АН СССР. Ясность в существо вопроса была внесена в первую очередь выступлением Н. И. Пьявченко. Он отметил, что действительно у истоков многих наших рек находятся низинные болота или озера, окруженные болотами. Это и создает впечатление, что реки питаются болотными водами. В сущности и реки и болота питаются грунтовыми водами, выходящими из подземных водоносных горизонтов. Заметный вклад вносят и атмосферные осадки, выпадающие на водосборную площадь.

Что же касается верховых и переходных болот, не связанных непосредственно с речными долинами, то они отдают рекам только ту часть атмосферных осадков и грунтовых вод, которая уже не может быть поглощена переувлажненным сфагновым покровом и залегающим под ним торфом. Какая-то доля влаги испаряется болотными растениями. В результате в реки попадает не более трети от годового количества осадков.

Конечно, в условиях крупных болот площадью в десятки и сотни тысяч гектаров даже такая часть воды способствует образованию ручьев и речек. И в данном случае болота не служат источником влаги, а лишь перераспределяют поступающие осадки указанным выше образом.

Выводы Н. И. Пьявченко подтверждаются практикой осушения болот в лесной зоне. Сток воды в речную сеть сразу начинает увеличиваться. Это естественно, поскольку влага больше не аккумулируется в верховых и переходных болотах, что наблюдалось до мелиоративных работ. Об этом говорили и финские исследователи — участники международного симпозиума по гидрологии заболоченных территорий. Такое заметное увеличение общего количества участвующей в круговороте воды несомненно оказывается положительным влиянием. Особенно если учесть прогрессирующую аридизацию (иссушение) климата северного полушария.

Но при широких масштабах осушительной мелиорации трудно избежать всех возможных ее последствий. Резкое усиление стока с водосборной площади увеличивает смыв, и речные воды загрязняются сравнительно большим количеством минеральных солей и гумуса. Это приводит к заметному изменению биохимической обстановки, и в первую очередь к снижению содержания кислорода. Несомненно, сток воды в речные бассейны может быть регулируемым, но при условии внесения определенных коррективов уже при проектировании мелиоративных сооружений.

Итак, можно считать установленным, что болота не увеличивают, а даже уменьшают дебит речного русла.

Тем не менее болотные массивы речных долин и низменностей, особенно приуроченные к песчаным почвам и близким к поверхности грунтовым водам, нередко образуют единую с ними гидрологическую систему. Чем активнее осушаются болота, тем ниже опускается уровень грунтовых вод, что отрицательно сказывается на водном режиме прилегающих территорий. В первую очередь страдают возвышенные участки. Сначала травы, а затем и древесный ярус перестают получать из почвы необходимую влагу, а это приводит к гибели растительного покрова, иссушению и развеванию почвенного горизонта.

Любая гидрологическая сеть в сущности представляет собой систему сообщающихся сосудов со всеми вытекающими отсюда последствиями. При закладке в пониженных частях рельефа осушительных каналов глубиной до метра на суходолах еще не происходит заметного изменения водного режима. Уровень грунтовых вод понижается сантиметров на двадцать. Хотя для посевов зерновых культур это и нежелательно: появляется нужда в дополнительном поливе. Но канавы могут быть и более глубокими, тогда дефицит влаги коснется не только трав, но и древесных пород. Практика показывает, что длительное понижение зеркала подземных вод на 70 см и более вызывает угнетение лесных фитоценозов, прирост древесины снижается. Нормальный рост деревьев восстанавливается лишь через добрый десяток лет, после того как корни проникают в более глубокие горизонты почвы.

Несомненно, сказанное ни в коей мере не отрицает необходимости частого проведения осушительных мероприятий. Речь может идти лишь об обязательном предварительном изучении болотного массива. Собранные при этом данные дадут основу для прогнозирования тех изменений, которые могут произойти в окружающем ландшафте при значительном колебании степени увлажнения, а следовательно, и предупреждения нежелательных последствий. А разумно проведенная осушительная мелиорация заболоченных пространств несомненно целесообразна. С ее помощью расширяются возможности лесоразведения, увеличиваются площади сельскохозяйственных угодий. Появляются новые участки для промышленного и гражданского строительства.

Примером могут служить осушительные работы, проведенные на юге Западной Сибири, в Прикамье, Карелии. В частности, они дали значительный лесоводческий эффект. Быстро улучшилось качество древостоя, болотная почва стала замещаться более плодородной луговодерновой или лесной. В почвенном горизонте увеличилось количество гумуса, улучшилась структура. Корни стали получать больше атмосферного кислорода и нужных растениям питательных веществ. Резко усилилась деятельность почвенных организмов. Осушение заболоченных лесных участков полезно во многом. Последующее лесообразоваиие способствует длительному сохранению торфяной залежи без изменения ее свойств. Происходит своеобразная консервация торфа. Однако положительные результаты достигаются лишь при осушении низинных и отдельных типов переходных болот.

Осушение верховых болот часто нецелесообразно, а в некоторых случаях даже вредно. Древостой при этом не улучшается, но зато наверняка ухудшаются условия обитания болотных ягодных кустарников. Урожайность такой естественной ягодной плантации может быть сведена к нулю. Так что, пожалуй, не мешает предварительно серьезно подумать: быть или не быть верховому болоту. Конечно, когда оно создает неудобства близлежащему селению или служит помехой для строительства, то такие мероприятия становятся необходимыми. Но совершенно недопустима точка зрения, что все болота должны подвергнуться обязательной осушительной мелиорации.

Вообще, цель лесной осушительной мелиорации, как справедливо отмечает Н. И. Пьявченко, в определенном уменьшении переувлажнения. Регулирование водного режима должно коснуться лишь верхнего, корнеобитаемого слоя толщиной 40—50 см. Этого достаточно, чтобы торф лишился примерно 15% общей влажности и соответственно понизился уровень болотных вод. На осушенном болоте возникает лес, а торфяная залежь, покрываясь слоем лесной подстилки, остается неразрушенной. Так создается резерв органического вещества для более рационального использования в будущем.

В данном случае речь шла о рациональном освоении болот лесной зоны. Иная картина возникает при переходе в немногочисленные районы юга лесостепной зоны, собственно степи. Там торфяники залегают только в поймах рек, в оврагах и балках, увлажняются подземными грунтовыми водами, и осушение их тоже не всегда оказывается целесообразным.

Следует учитывать, что разработка крупных месторождений полезных ископаемых в южной половине европейской части СССР может оказывать определенное влияние на водный режим территории. Богатые влагой участки, расположенные в пониженных частях степного рельефа, не могли не привлекать внимания сельскохозяйственных организаций. Конечно, были попытки освоения. О них свидетельствуют материалы К. Ф. Хмелева, известного своими работами по изучению динамики растительности болот черноземных областей.

До осушения, когда грунтовые воды залегали на глубине 5—15 см, на них пышно росли тростники, осоки и другие водолюбивые растения. После мелиоративных работ картина резко менялась. Очевидно, происходили какие-то необратимые изменения в распределении грунтовых вод, запасы которых в этих условиях невелики. В результате начиналось активное понижение их уровня и прежняя растительность заменялась менее продуктивной. Она быстро приобретала черты засухоустойчивости. А для сельскохозяйственного использования мелиорированный участок оказывался пригодным только в течение нескольких лет.

Многолетний опыт подсказывает, что в условиях засушливого климата Центрального Черноземья, особенно в степных районах, сохранение болот в естественном состоянии гораздо выгоднее, чем последующая эксплуатация мелиорированных участков. Культурные поля, как правило, располагаются на значительном расстоянии от рек, и болота создают благоприятный микроклимат, поддерживая грунтовые воды на определенном уровне. Вместе с тем травостой низинных болот создает природную кормовую базу, которая может быть использована в виде сенокосов и для приготовления силоса. Биологическая продуктивность таких болот составляет 22—28 ц/га.

Нежелательно осушение болот на Крайнем Севере. Оно вызывает поднятие уровня многолетней мерзлоты. В этих районах мелиорация должна планироваться лишь в случае острой необходимости. Могут осушаться только отдельные участки для строительных нужд. Развитию сельскохозяйственной и лесной мелиорации препятствуют суровые климатические условия и многолетняя мерзлота.

Сложность предсказания возможных изменений природных условий при освоении болот обусловливается еще одним обстоятельством. При современном уровне изучения природных комплексов мы еще не в состоянии

составлять достоверные прогнозы изменения поверхностного стока. Очевидно, необходимы более полные данные по изменению климата территории на протяжении веков, материалы о развитии лесов, жизни болот и рек. Пока же можно только сказать, что реки, текущие по заболоченным районам и имеющие заболоченные водосборы, отличаются небольшим, но длительным половодьем, продолжающимся и в летние месяцы. На реках сухих областей паводки бурные и короткие. Известно, что также их уровень и длительность зависят от интенсивности поверхностного стока. Нетрудно представить, насколько катастрофичны были бы разливы сибирских рек, если бы подавляющую часть их стока не перехватывали болота.

Всем известно, какой вред приносят сельскохозяйственным угодьям эрозионные процессы. Болота, консервируя воду, уменьшают смыв и размыв почвенного слоя. Меньше загрязняется речная и озерная воды, обеспечивается минимальный вынос с материка в океан минеральных веществ.

Отмечая роль болот в круговороте воды, особенно следует подчеркнуть значение олиготрофных болот как аккумуляторов пресной влаги. Только в таежной зоне Западной Сибири они сохраняют около 500 км3 отфильтрованной чистой воды. А общий ее запас в различных типах болот Западно-Сибирской низменности достигает 1000 км3. Его хватило бы на орошение полей всех засушливых областей нашего государства примерно в течение столетия. Подобные резервы становятся особенно важны в последнее время, когда во многих районах ощущается дефицит пресной воды.