Растения болот. Какими они бывают

Марина Мерзликина, кандидат биологических наук. Фото автора,

Болота с их избыточной увлажненностью и повышенной кислотностью не самое комфортное место для жизни. И тем не менее целый ряд растительных видов сумел приспособиться к этим условиям. Кто же входит в растительные сообщества болот? И что представляют собой болота?

Болота широко распространены по всему земному шару. Они занимают большие площади в разных климатических зонах, в каждой из которых есть переувлажненные территории со сложившимся особым типом болотной растительности. То есть отдельной зоны болотного климата не существует, растения болот в тропических и умеренных широтах значительно отличаются своим видовым разнообразием.

Внутри каждой климатической зоны также очень велико различие болотных ландшафтов: по происхождению, экологическим условиям и связанным с ними группам растений. Остановимся на болотах умеренных широт, богато представленных в зоне летне-зеленых лиственных и бореальных хвойных лесов.

Условия формирования

В зоне умеренного климата огромные площади болот находятся в Евразии и Северной Америке.

Также значительные болотистые площади лежат на северо-западе и в центральной части России, в Белоруссии, Финляндии и Скандинавии.

В любой из климатических зон образование болота связано с избыточным и застойным увлажнением, которое имеет несколько причин. В первую очередь это гумидный климат, в котором осадков выпадает больше, чем испаряется влаги с поверхности суши, и при определенных особенностях рельефа происходит застой влаги или полностью отсутствует сток воды. Равнинный рельеф с небольшими понижениями и близким стоянием грунтовых вод вызывает заболачивание. Способствует этому характерный для тяжелых почв уплотненный оголенный горизонт, так называемый ортштейн, который препятствует просачиванию воды вниз по профилю. Усугубляет ситуацию на значительной территории умеренного климата вечная мерзлота (не оттаивающие даже летом грунты), которая также выполняет функцию водоупора.

Есть варианты

По происхождению и способу поступления влаги и питательных веществ выделяют основные типы болот:

• низинные (топогенные)
• верховые (омброгенные)
• переходные, которые имеют черты первых двух.

Различают также плоские болота, возникающие при зарастании водоемов, и болота аапа-типа, которые характерны для субарктического климата на плоском рельефе или подстилающем мерзлотном субстрате.

Таким образом, в природе существует множество видов болот – от классических низинных и верховых через множество вариантов переходных, различающихся особенностью рельефа и подстилающих пород, исходным комплексом почвенно-растительных условий и историей их происхождения. Видовой состав растительных сообществ болот зависит от градиента нескольких факторов окружающей среды.

Низинные болота

Низинные болота – как следует из их названия – образуются в поймах рек, по берегам озер и искусственных водоемов, а также в понижениях рельефа, часто ледникового происхождения. Они питаются грунтовыми водами и стоками поверхностных вод. Таким образом, низинные болота постоянно имеют приток вод, как правило богатых питательными веществами, состав которых и определяет ассортимент видов растений конкретного болотного сообщества.

Растения болот низинного типа предпочитают достаточно богатые почвы и одновременно способны выносить длительное затопление водой. По отношению к влажности почвы и воздуха они принадлежат к гигрофитам, а по отношению к богатству почвы в большинстве своем — к эвтрофам.

Среди древесных видов следует выделить представителей рода Ива, часто кустарниковой формы роста, и ольху черную (Alnus glutinosa). Из трав встречаются вахта трехлистная (Menyanthes trifoliata), дремлик болотный (Epipactis palustris), сабельник болотный (Comarum palustre), белокрыльник болотный (Calla palustris), пушица широколистная (Eriophorum latifolium), осоки, вейники. Из мхов преобладает группа гипновых мхов, в частности виды рода Дрепанокладус(Drepanocladus), Палюделла (Paludella), Каллиергон (Calliergon), Скорпидиум(Scorpidium) и др.

Сукцессия

Болота интересны тем, что в истории их формирования наглядно можно проследить этапы сукцессии (смены) растительных сообществ, иногда этот процесс происходит в течение нескольких лет и его буквально можно наблюдать: например, заболачивание берега пруда, старицы в пойме реки или небольшого озерца. Процессы заболачивания более масштабные по площади происходят не так быстро и зависят от многих причин, в частности периодических многолетних колебаний климата и гидрологических изменений, антропогенных воздействий на природу (прокладывание дорог, отведение воды, осушение).

Зарастание водоема

Снизу вверх

В природе смена растительности болот идет обычно от низинного типа к верховому, т. е. от более богатого состава влаголюбивых и эвтрофных видов к более специализированной группе растений, приспособленных к жизни на бедных питательными веществами верховых торфяниках. Происходит это за счет постепенного из года в год увеличения высоты торфяной подушки, накопления растительных остатков в условиях переувлажнения и связанного с этим недостатка кислорода, а также за счет повышенной кислотности окружающей воды. В начале формирования напочвенного покрова из сфагнового мха процесс заболачивания находится в стадии болота переходного типа.

Растительность сменяется с эвтрофной на мезотрофную: из древесных растет береза пушистая (Betula pubescens) в угнетенном состоянии, ива пятитычинковая(Salix pentandra), береза низкая (Betula nana) в большом количестве. На возвышениях в изобилии можно встретить багульник болотный (Ledum palustre), из трав преобладают пушица узколистная (Eriophorum angustifolia) и осоки, но в другом наборе видов – осока волосистоплодная (Carex lasiocarpa), осока желтая (Carex flava) и др. Гипновые мхи постепенно сменяются представителями рода Сфагнум (Sphagnum).

Болото нарастает вверх, связь корней растений со слоями богатого низинного торфа ослабевает. В дальнейшем в наиболее приподнятой части подушки торфа складываются условия для олиготрофного, или верхового, болота. Здесь нет подпитки грунтовыми и поверхностными стекающими с рельефа водами, питание и снабжение водой происходит только за счет атмосферных осадков.

От леса к болоту

Иной тип заболачивания — от леса к болоту — также происходит в несколько этапов, причем эвтрофная стадия может выпасть или сразу при определенном рельефе идти по верховому типу – в условиях поступления влаги и минеральных веществ исключительно из атмосферы. Тогда образуются типичные верховые болота – господство сфагновых мхов, которые способны существовать без субстрата. Образуя плотную подушку, они нарастают вверх, при этом нижняя их часть постоянно отмирает с образованием бедного зольными веществами кислого торфа.

Помимо сфагнума в таких условиях произрастает ограниченный ассортимент видов, большинство из которых олиготрофы. Из древесных растений – в основном сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) в угнетенном состоянии. В особую группу специализированных кустарников и кустарничков из семейства вересковые входит подбел обыкновенный (Andromeda polifolia), мирт болотный (Chamaedaphne calyculata), клюква (Oxycoccus) и некоторые другие. Из травянистых растений часто встречаются

(Eriophorum vaginatum), oсока топяная (Carex limosa).

Верховые болота

Сфагнум наступает

Микроклимат верховых болот сильно отличается от окружающих их лесных территорий. Уровень испарения с поверхности болот выше, чем с ровной глади воды, поэтому воздух насыщен парами. Участки верховых болот открыты солнцу и ветрам, в течение суток наблюдаются сильные перепады температур, весной дольше продолжаются, а осенью раньше начинаются заморозки. Не менее важна и средообразующая роль сфагнума, являющегося примером сильного эдификатора, т. е. растения, которое определяет условия обитания для других организмов.

Корни трав, кустарничков и единичных сосен находятся как собственно в живом сфагновом мхе, так и в образующемся из него торфе. Корнеобитаемые слои мха и торфа перенасыщены большую часть года застойной, т. е. недвижущейся, и потому бедной кислородом водой. Питательными веществами, повторимся, верховой торф также беден, зато богат органическими кислотами, определяющими его сильнокислую реакцию.

Слой сфагнового мха является хорошим изолятором: когда в жаркие солнечные дни кочки на болоте могут пересыхать и сильно нагреваться, торф и вода внизу остаются прохладными (как и вытекающие из болот речки). Вероятнее всего, этот комплекс условий привел к формированию группы олиготрофных видов из семейства вересковые, у которых наблюдается ксероморфное строение листа, несмотря на избыток влаги.

Вереск часто встречается в заболоченных лесах

Многие растения болот верхового типа имеют микоризу, благодаря которой им становятся доступны органические вещества, находящиеся в избытке в окружающей воде. На олиготрофных болотах встречаются интересные насекомоядные растения – росянки (Drosera), жирянки (Pinguicula) и саррацении (Sarracenia), по-своему решившие проблему недостатка минеральных питательных веществ. Сфагновый мох быстро нарастает вверх, и чтобы противостоять этому, одни виды болотных растений формируют длинные корневища, другие – способны постоянно каждый год образовывать новые придаточные корни.