Роль болот


Большое влияние на водный режим территории и, следовательно, на сток и режим рек, особенно малых, оказывают болота. Несмотря на то, что вопрос о влиянии болот на гидрологический режим рек обсуждается уже свыше 80 лет, полной ясности нет [42, 121, 359 - 361]. При исследовании влияния осушительных мелиорации на составляющие элементы водного баланса водотоков, особенно малых, мнения еще более разноречивы.
Еще в начале XX в. А.Д. Дубах и И.И. Жилинский отмечали исключительную сложность рассматриваемого вопроса и подчеркивали, что для его всестороннего изучения требуются систематические наблюдения на водотоках [87, 88, 104].
Работа, проведенная в 1971 - 1975 гг. научными учреждениями Академии наук СССР, Гидрометслужбы СССР и отраслевых институтов Минводхоза
СССР, а также материалы Международного симпозиума по гидрологии заболоченных территорий позволили: 1) разработать единую методику по определению влияния осушения на водные ресурсы; 2) получить первую общую оценку гидрологических последствий осушения болот [146], которая сводится к следующему.
Для условий континентального климата степной и лесостепной зон страны со стоком рек, формирующимся в основном в период весеннего половодья, количественные изменения среднего годового, максимального и меженного стоков под влиянием сельскохозяйственных мелиораций имеют разную направленность и величину. После мелиорации болот с наличием 20 - 25% осушенных земель на водосборе до их сельскохозяйственного использования годовой и меженный стоки увеличиваются соответственно на 20 - 30 и 50 - 70%. В речном стоке повышается доля подземного питания, что улучшает его структуру. В дальнейшем в результате сельскохозяйственного использования мелиорируемых земель увеличивается суммарное испарение и годовой сток снижается до первоначальной величины и ниже [181].
Исследования Западно-Сибирского филиала ВНИИГиМ, проведенные на осушаемых торфяниках сельскохозяйственной зоны Тюменской области, показали, что в целом за период вегетации (май - сентябрь) испарение на осушаемых торфяниках, занятых травами, превышало испарение с болот в среднем за три года (1972 - 1974) на 38%. При этом наибольшее превышение - 75% - наблюдалось в засушливый год (75% обеспеченности по осадкам), во влажный год с обеспеченностью по осадкам 24% превышение составило 16% [46].
Расчеты, выполненные ГГИ и БелНИИМиВХ для трех типичных севооборотов с учетом доли различных культур, показали, что испарение с освоенных болот составляет 98 - 99% испарения с неосушенного болота в условиях естественного увлажнения атмосферными осадками и 110 - 113% при оптимальном увлажнении в течение всего вегетационного периода [146].
Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что влияние сельскохозяйственных осушительных мелиораций заболоченных и переувлажненных земель на основные составляющие элементы водного баланса неоднозначно, и вопрос этот требует своего дальнейшего исследования с учетом региональных и зональных особенностей.
Гидрологические аспекты устойчивости болот [157]. Относительно строгие расчеты и определения, связанные с проблемой устойчивости, имеются в науках биологического профиля, а также в отраслевых географических дисциплинах. Успехами в решении этой проблемы характеризуется гидрология болот благодаря работам К.Е. Иванова, который разработал критерии устойчивости болот [111]. В.В. Куликов считает "устойчивость" по К.Е. Иванову идентичным понятию "надежность" - свойством геосистемы активно поддерживать значение своих параметров в пределах, не превышающих неких критических величин, и сохранять определенный характер функционирования при воздействии на нее возмущающих факторов. Им же подчеркнуто, что из-за неразработанности математического аппарата исследование устойчивости может проводиться только на качественном уровне [152].
Для построения качественной схемы анализа устойчивости геосистем необходимо, как отмечает А.М. Молчанов, разделять возможные воздействия, которые могут быть разовыми или импульсными, длительными, приложимыми к регуляторным функциям системы или к самой системе [204]. Чтобы отметить трудности анализа устойчивости систем, уместно напомнить определение
А.П. Левича, который считает, что устойчивость системы к воздействию есть соотношение между мерой изменения требуемых свойств системы и мерой соответствующего воздействия. При этом, "требуемые свойства" - это те свойства системы, которые могут изменяться: 1 - структурные изменения - выпадение или внедрение отдельных элементов; 2 - организационные изменения - изменения интенсивности различных типов связей в результате изменения соотношений между различными видами (животных или растений) в системе; 3 - эволюционные изменения. "Воздействие" - это изменение состояния среды или выходов и входов системы [168]. Более общим, по-видимому, будет понимание воздействия как привнесение или изъятие вещества и (или) энергии по отношению к сложившемуся обмену в системе [267].
Для анализа биологических систем А.П.
Левич вводит понятие относительной устойчивости, под которой понимается вероятность системы быть устойчивой при данном состоянии среды. Представляется, что такое определение может быть перспективным и при анализе устойчивости природных систем, в том числе малых бассейнов. Пользуясь этой мерой, можно сравнивать состояние различных систем по степени их отдаленности от черты, разделяющей устойчивые и неустойчивые состояния систем. Так, верховые болота южной тайги Западно-Сибирской равнины менее устойчивы, чем такие же болота средней и северной тайги. В этом утверждении неявно предполагается, что существуют критерии отнесения состояний верховых болот к устойчивым и неустойчивым.
К.Е. Иванов показал, что анализ соотношений между показателями климата и гидроморфологическими характеристиками приводит к выводу о недетерминированности преобразования болота при изменении условий внешней среды. Поэтому необходимо привлечение других критериев, позволяющих определять вероятность возможных исходов. Для оценки устойчивости озерноболотных систем Западной Сибири (а с ними прямо связан сток большинства малых рек) К.Е. Иванов применял водно-балансовые критерии [111].
Необходимо отметить, что для этой оценки используются средние многолетние условия, и в качестве приходной части баланса воды берутся годовые осадки, что может привести к завышению порога устойчивости болотных систем. Известно, что зимние осадки после их таяния сравнительно быстро стекают за пределы болота, хотя в период функционирования болотной растительности уровень болотных вод отражает соотношение между интенсивностью осадков, испарения и стока именно за этот период, если инерция процесса отекания стаявшего снега не проявляется в значительной степени.
Таким образом, прежде чем использовать для оценки устойчивости уравнение водного баланса, необходимо согласование временных масштабов, что вызвано возможностью проявления предшествующего увлажнения относительно рассматриваемого промежутка времени. Другими словами, важно количественно определить "память" системы или тот промежуток времени, в течение которого предшествующие осадки оказывают влияние на последующие состояния системы. Можно сказать, что анализ устойчивости, проведенный К.Е. Ивановым, характеризует потенциальную или фоновую устойчивость, когда природная система, в частности озерно-болотная, интегрирует условия увлажнения за промежуток времени, охватывающий, по меньшей мере, вегетационный период. Такие условия создаются в системах, обладающих достаточной емкостью, чтобы консервировать на длительное время воду, поступающую в их пределы. Все это имеет значение для малых рек.
Интересно оценить влияние некоторых характеристик погодных условий вегетационного периода на размеры болотного массива, находящегося на грани между устойчивым и неустойчивым состоянием. Такое состояние характеризуется динамическим равновесием между лесными и болотными массивами, когда на границах между ними происходит замена болотной растительности на лесную или, наоборот, лесной на болотную, из-за колебаний условий увлажненности и теплообеспеченности. В качестве размера болотного массива принята площадь его поверхности, хотя O.JI. Лисс и Н.А. Березина [169] считают, что устойчивость болот обусловлена их массой, включая в нее живую и мертвую массу залежи. Несомненно, торфяная масса оказывает определенное влияние на устойчивость, но оно ограничено, по нашему мнению, только мощностью залежи, при которой возможен водообмен с минеральным основанием. Можно допустить, что при одинаковых условиях водообмена, который осуществляется в деятельном слое, количественные характеристики устойчивости будут идентичными независимо от мощности торфяной залежи после достижения ею некоторого порогового значения.
Принимая во внимание, что болотная растительность приспособлена к определенному диапазону колебаний уровней болотных вод, называемому экологической амплитудой, в соответствии с высказыванием А.М. Молчанова [204] об ограниченности числа факторов, определяющих функционирование системы на границе устойчивого существования, разработана зависимость отмеченных выше размеров верховых болот от характеристик интенсивности стекания. Болотный массив представлен в виде динамической системы, в которой регулирующая функция осуществляется стоком с болот, связанным, как известно, со структурой болотной растительности и особенностями деятельного слоя, и определяющим питание малых рек [111, 272, 290].
Все реки, большие и малые, подпитывающиеся болотными водами, имеют значительные количества гумусовых кислот, простые и сложные фенольные соединения, которые генерированы остатками болотной растительности в процессе деструкции. Показателем этого является, в частности, цветность воды с окрашенными темно-коричневыми высокомолекулярными фенолами. Качественный состав биогенных фенольных веществ в малых реках различается по природным зонам и зависит от состава растительности [96].
<< | >>
Источник: Ткачев Б.П., Булатов В.И.. Малые реки: современное состояние и экологические проблемы = Small rivers: state-of-the act and ecological problems: Ана- лит. обзор / ГПНТБ СО РАН. - Новосибирск,2002. - 114 с.. 2002

Еще по теме Роль болот:

  1. А. Т. БОЛОТОВ
  2. ПОНТИНСКИЕ БОЛОТА
  3. Руководящая роль в складывающемся блоке социальных сил, представленных в нижней палате, безоговорочно принадлежала рыцарству; роль
  4. РОЛЬ-ИДОЛ И РОЛЬ-ЗАЩИТА
  5. 30. Роль служебных слов в тексте. Синонимия предлогов, их нормативно-стилистическая характеристика. Роль частиц и модальных слов в выражении субъективной модальности текста.
  6. ЭВРИСТИЧЕСКАЯ РОЛЬ АКСИОЛОГИИ
  7. Роль государства в экономике
  8. 1 Роль информации в обществе
  9. 1.Роль государства в экономике
  10. і РОЛЬ СТРАТЕГІЇ
  11. Роль установок в запоминании.
  12. § 2. МОНОПОЛИЯ: МЕСТО И РОЛЬ НА РЫНКЕ
  13. § 2. НОРМА ПРИБЫЛИ И ЕЕ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ РОЛЬ
  14. РОЛЬ ПРАВОСОЗНАНИЯ В ПРАВОТВОРЧЕСТВЕ
  15. 53. Социальная роль