Болотні екосистеми

Поняття «болото» об’єднує різні типи екосистем — від лісових до трав’янистих і мохових і з різними типами жив­лення — від атмосферних опадів до мінеральних вод. Головна ознака болота — така надмірна вологість субстрату, за якої формуються поклади торфу понад 20 см (хоча існує думка, що є болота з відсутністю торфу).

Болота відіграють важливу роль у процесі функціонуван­ня біосфери. Від екватора до полюсів їх площа збільшується, і найвищий відсоток вони займають у зоні тундри. Відомо, що вони — акумулятори вологи, але останніми десятиліттями звертається увага на те, що болота депонують великі запаси сполук Карбону та Нітрогену й у кругообігу цих елементів відіграють вирішальну роль. При осушенні боліт відбувається додаткова емісія СО₂: із депонентів Карбону вони перетво­рюються на забруднювачів.

У болотах акумулюються великі енергетичні запаси. Отже, їх геологічна роль полягає в тому, що вони забезпечують збільшення енергетичного балансу Землі.

Низинні болота розташовані у долинах річок і живляться безпосередньо за рахунок ґрунтових вод. Тобто ці болота розташовані у від’ємних формах рельєфу, де рівень ґрунто­вих вод завжди досягає межі, доступної для кореневої сис­теми рослин, що знаходяться у верхньому шарі (рис. 7.7). За будовою та складом виділяють лісові (Alnus glutinosa), ча­гарникові (види роду Salix) та трав’яні (види роду Carex).

Характерна ознака цих трьох груп — зростання у них воло­голюбних гігрофільних видів. Лісові болота мають чотири­ярусну будову. Деревостан до 20 м формує Alnus glutinosa, що часто зростає на висо­ких — до 1 м — купинах-

Puc. 7.1. С^{хема фо}рмуван^{ня низин-} п’єдесталах. Зрідка у таких ^{ного болота на місці} водойм місцях можуть рости високі

верби: S. alba та S.

Інтерес становлять болота, що формуються на карбонат­них субстратах і поширені у західних областях України. Їх­ній флористичний склад досить специфічний. Домінантами виступають Schoenus ferrugineus, Carex davalliana, у них трапля­ються багато рідкісних видів Cladium mariscus, Epipactis palustris тощо. Лімітуючий фактор розвитку цих видів — не кислот­ність, а іони алюмінію, яких не витримують багато рослин.

Коренева система рослин низинних боліт, як правило, концентрується у верхньому горизонті торфу, залежить від його властивостей, і ярусність тут не виражена. Таким чи­ном, у низинних болотах понад 90 % біомаси знаходиться у надземній сфері. Ґрунтові води мають різну реакцію (від слабокислотної до нейтральної, навіть слаболужної), що впливає на реакцію торфу, який в окремих випадках може бути насиченим карбонатами. Частка біомаси, яка восени відмирає, становить 90 %. Частина її розкладається, а части­на переходить у торф. Таким чином, евтрофні болота — ди­намічні системи, функціонування яких регулюється водним режимом, за дефіциту якого розвиваються ліси.

Мезотрофні болота докорінно відрізняються від евтроф- них. Хоча вони характеризуються змішаним типом живлення, як правило, воні розташовані за межами заплав, на плеска­тих рівнинах або знижених плакорах, в умовах застоювання вод. Мезотрофні болота займають великі площі у бореальній зоні, зокрема трапляються на території України на Західно­му, рідше Центральному Поліссі, рідко в Розточчі, Карпатах і фрагментарно — по депресіях рельєфу в лісостеповій зоні.

Оліготрофні болота розташовані на плескатих або уві­гнутих формах невисоких плакорів, що перешкоджає стоку води. Живлення боліт не пов’язане з ґрунтовими водами і відбувається за рахунок атмосферних опадів, тому зрозуміло, що вони розвиваються в умовах достатньої кількості опадів і низького їх випаровування, а значить, при понижених тем­пературах. Найбільші площі ці болота займають у зоні тундри та бореальній зоні, але фрагментарно трапляються півден­ніше, зокрема на Поліссі та у Карпатах. У зв’язку з накопи­ченням торфу ці болота мають опуклу форму і можуть дещо підніматися над довкіллям.

У таких екстремальних, бідних умовах живлення росте невелика група рослин, серед яких едифікаторну роль віді­грають білі мохи-сфагни, що характеризуються різними еко­логічними особливостями. Одні з них ростуть на купинах, які піднімаються на 50 см над поверхнею болота, інші — у запа­динах, що формує відповідний мікрорельєф і комплексний характер розподілу угруповань. На купинах ростуть S. fascum,

S. rubellum, S. magellanicum, S. acutifolium, у пониженнях росте

S. fallax. Ці мохи поглинають воду як губка в кількості, що перевищує в десятки разів вагу власне рослин. Разом із цим рослина функціонує як гніт (сприяє капілярному підйому води, яка тримається досить високо). Сфагни наростають верхньою частиною, а нижня відмирає, не мінералізується, а відкладається у вигляді торфу, потужність якого досягає декількох метрів.

Рис. 7.8. Характер розподілу підземних частин рослин (Carexfusca, Oxycoccus palustris) у сфагновому торфі

водяться із кругообігу. На таких болотах ростуть невибагливі сосна (Pinus sylvestris) та береза (Betula pubescens), які займа­ють вершини купин. Дерева навіть у віці понад 100 років досягають висоти не більше 5 м, стовбури у них тоненькі (до 15—20 см), зімкнутість крон низька (боліт. У результаті меліорації боліт Полісся водний режим понизився і верхові торф’яники пересохли. Проблема поля­гає в тому, що такий торф не здатний більше абсорбувати во­логу, і такі торф’яники мінералізуються, перетворюються на пустелі. Разом із цим торф має високу калорійність, і якщо в ньому виникає осередок займання, то його важко загасити, а процес тління може тривати місяцями.

Особливої уваги заслуговує охорона боліт, що знайшло ві­дображення в Рамсарській угоді по збереженню водно-болот­них угідь. Болотні екосистеми — оселище багатьох рідкісних видів тварин і рослин, акумулятор вологи, вони депонують величезні запаси Карбону, забезпечують кругообіг певних речовин і елементів на нашій планеті.

ВИКОРИСТАНА І РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

Вальтер Г. Растительность земного шара. — М: Прогресс. — Т. 1. — 1969. — 550 с.; Т. 2. — 1974. — 424; Т. 3. — 1975. — 428 с.

Krebs C. J. Ecology. The experimental analysis of distribution and abundance, 1994.

Одум Ю. П. Экология. — М.: Мир, 1986. — Т. 1. — 328 с.; Т. 2. — 376 с.

Шабанов Д. А., Кравченко М. А. Материалы для изучения курса общей экологии с основами средоведения и экологии человека. — Харків: ХНУ ім.

ПИТАННЯ

ДЛЯ САМОСТІЙНОГО КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

1. Яку роль на планеті відіграють тропічні ліси? Чому потрібна їх охорона?

2. У чому полягає специфіка лісових екосистем?

3. Яке значення степів, і в чому полягають проблеми їх збере­ження?

4. Як упливають природні та антропогенні фактори на структуру та функціонування різних типів екосистем?

5. Які функції виконують болотні екосистеми та яка їх еколо­гічна роль?

6. Охарактеризуйте структуру тропічних лісів. Які приклади адаптації видів ви можете навести?

7. Чим відрізняються тропічні ліси від лісів помірних широт?

8. Чим відрізняються неморальні листопадні ліси від хвойних?

9. Яке значення мають степи як екосистеми?

10. Як сформувалися луки?

11. Які типи боліт ви знаєте, й у чому полягає їх екологічна специфіка?

12. Що таке запаси біомаси та приріст?

13. Які екосистеми характеризуються найвищими запасами біо­маси та найвищим приростом?

14. Як співвідносяться запаси енергії у різних типах блоків у різ­них типах екосистем?

15. Як залежить стійкість екосистем від їх енергетичного балансу та енергообміну?

ТЕМИ АНАЛІТИЧНИХ ОГЛЯДІВ

1. Вічнозелений дощовий ліс — найбагатший біом.

2. Морські біоми.

3. Прісноводні біоми.

4. Низинні болота, розташовані у долинах річок.

5. Провідні екологічні фактори розвитку лучних екосистем.

6. Переважаючий тип біоморф лучних видів.

7. Степові та лісові екосистеми.

8. Організація та функціонування екосистем хвойних лісів бо­реального типу.

9. Ґрунти у степах — чорноземи. Ще один вид біозабруднення.

10. Енергетичний потенціал лісових біоценозів.

11. Дерновий процес опідзолених ґрунтів.

12. Деревостани тропічних лісів.

ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ

ДЛЯ САМОСТІЙНОГО КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

1. Степові угруповання при витраті одного літра води синтезу­ють біомасу: а) 7—11 г; b) 9—15 г; с) 11—18 г; d) 12—21 г.

2. У неморальних лісах середньорічний опад становить: а) 1 т/га; b) 2 т/га; с) 3 т/га; d) 4 т/га.

3. Середній запас біомаси у зрілих свіжих хвойних лісах стано­вить: а) 100—150 т/га; b) 200—250 т/га; с) 300—350 т/га; d) 400— 450 т/га.

4. У хвойних лісах накопичується шар підстилки до: а) 10— 15 см; b) 20—25 см; с) 30—35 см; d) 40—45 см.

5. Деревостани тропічних лісів, як правило: а) одноярусні; b) двоярусні; с) триярусні; d) без’ярусні.

6. Біомаса тварин у лісах менша, ніж у автотрофного блоку: а) у 10 разів; b) у 100 разів; с) у 1000 разів; d) у 10 000 разів.

7. Клімат, у якому формуються тропічні дощові ліси, характери­зується постійними опадами: а) >500 мм; b) >1000 мм; с) >1500 мм; d) >2000 мм.

8. Загальна площа лісів становить: а) 28,5 млн км²; b) 38,5 млн км²; с) 48,5 млн км²; d) 58,5 млн км².

9. Запас біомаси лісів становить: а) 650 млрд т; b) 1650 млрд т; с) 2650 млрд т; d) 3650 млрд т.

10. Середній опад у ялинових лісах досягає: а) 2,0 т/га; b) 3,0 т/га; с) 4,0 т/га; d) 5,0 т/га.

11. Сумарний приріст надземної біомаси луків становить: а) 50 %; b) 75 %; с) 100 %; d) 150 %.

12. Реакція торфу (pH) оліготрофних боліт: a) 3,5-4,5; b) 4,7— 5,3; с) 5,3-5,9; d) 6,0-6,5.

ВІДПОВІДІ НА ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ