2
СОДЕРЖАНИЕ
С.
ВВЕДЕНИЕ..............................................................4
1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ИЗУЧЕННОСТЬ ТРАНСФОРМАЦИИ БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА..............................................................*
1.1. Естественные условия функционирования болотных экосистем........8
1.2. Природный состав и генезис болотных вод........................12
1.3. Трансформация основных структурно-функциональных блоков болотных экосистем при осушении........................................15
1.3.1. Гидрохимическая составляющая..............................15
1.3.2. Фитоценотический компонент................................21
1.3.3. Эдафический компонент.....................................25
2. ОЦЕНКА ТРАНСФОРМАЦИИ ГИДРОХИМИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМ.................................................30
2.1. Особенности формирования химической составляющей стока.........30
2.1.1. Методы и объекты гидрохимических исследований.............30
2.1.2. Сезонная динамика параметров химического стока............35
2.1.3. Связь гидрохимических показателей с расходами воды........44
2.2. Влияние осушения на гидрохимические параметры низинного болота.55
2.3. Влияние осушения на гидрохимические параметры верхового болота.59
2.4. Характеристика удельного выноса веществ с химическим стоком ..62
3. ОЦЕНКА ТРАНСФОРМАЦИИ ФИТОЦЕНОТИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМ ПРИ ИХ ОСУШЕНИИ....68
3.1. Проведение геоботанических исследований болотных экосистем.....68
3.2. Связь продуктивности травяного яруса болотных микроландшафтов с
климатическими факторами среды.................................74
3.3. Структу рно-функциональная перестройка растительных сообществ в условиях осушения.............................................81
3.4. Продуктивность травяного яруса гидроморфных сообществ..........88
3
4. ОЦЕНКА ТРАНСФОРМАЦИИ ЭДАФИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМ ПОД ВЛИЯНИЕМ ОСУШЕНИЯ.....................92
4.1. Методы проведения эколого-почвеиных исследований......92
4.2. Изменение физических свойств торфяных почв в условиях осушения 95
4.3. Влияние осушения на химический состав торфяных почв...98
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ................................................102
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................104
ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................116
14
Чем меньше глубина водотоков и чем интенсивнее процесс перемешивания воды, тем быстрее осуществляется насыщение воды кислородом и тем выше окислительно- восстановительный потенциал. При одних и тех же расходах воды в болотных водотоках этому условию удовлетворяют водотоки с болсс быстрым течением. В них следует ожидать меньше восстановленных и закисных соединений, растворенных органических веществ и, в частности, кислот. В свою очередь, с уменьшением содержания органических кислот уменьшается растворимость ряда солей и минералов, например, карбонатов. Повышение температуры способствует растворению большинства минералов, за некоторым исключением (гипс), усиливает микробиологические процессы, а значит увеличивает' содержание продуктов их жизнедеятельности: углекислоты, аммиака, нитратов, нитритов, метана, железа, марганца и других. Преимущественное накопление в одном случае окисленных продуктов, а в другом -восстановленных свидетельствует о направленности внутриводоемных процессов.
Несмотря на разностороннюю изученность процессов, происходящих в болотных экосистемах, многое в закономерностях формирования гидрохимического режима болотных вод и химического стока с заболоченных водосборов остается не ясным. Нет установленных четко связей химических показателей стока с величиной расхода, качественных характеристик стока для болотных экосистем разных типов, а также практически не изучен вопрос об изменении химического стока при проведении лесоосушительных мелиораций. Для установления критериев фонового состояния разных типов бологных экосистем, а также при разработке нормативов антропогенной нагрузки (предельно допустимый экологический норматив, целевые показатели и т.п.), необходимы параметры естественного качества болотных вод и стока с болотных экосистем в условиях Среднего Урала, которые до сих пор не разработаны.
Для оценки состояния болотных экосистем, как специфических водных объектов, по моему мнению, требуется комплексный подход, включающий рассмозре-ние важных структурных и функциональных составляющих: гидрологический режим, химический сток, фитоценозический и эдафичсский (почвенный) компоненты. Все это определило направление и структуру данных исследований.
15
1.3. ТРАНСФОРМАЦИЯ ОСНОВНЫХ СТРУКТУРНО- ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМ ПРИ ОСУШЕНИИ
1.3.1. ГИДРОХИМИЧЕСКАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ
Осушение болот заметно нарушает установившийся гомеостаз болотных экосистем, поскольку заметно меняет характер микробиологических процессов разложения органического вещества, что приводит к трансформации химических и биологических условий внутри болотной почвы. Если направленность внутри почвенных процессов резко изменяется, то происходит полная деградация болотной экосистемы. Гидрохимические параметры болотных вод являются индикатором состояния торфа, показателями связующего звена между почвой и растительностью лесоболотной экосистемы, влияют на качество воды в реках, на водосборах которых находится болото.
В результате осушения болота существенно изменяется его экологическая среда. Однако, различные компоненты экосистемы болота меняются с разной скоростью. Наиболее быстро и резко меняется гидрологический режим территории. В период летней межени величина стока становится более постоянной (Вомнерский, Сирин, Глухов, 1988). Так как с осушаемых территорий сброс воды происходит в течение одного года, уровни воды опускаются на значительную глубину, что приводит к улучшению аэрируемости почвы. При исследовании величины стока (Гневашсв, Федоров, 1987 ) в отдельные годы обнаруживается, что модуль стока с осушенного водосбора в период летне-осенней межени достоверно меньше, чем с неосушенного водосбора. Аналогичная закономерность наблюдается и в период весеннего половодья. Это можно объяснить тем, что в случае большого дефицита влаги и раннего отгаивания почвы на осушенном водосборе, происходит аккумуляция стока половодья и дождевых паводков.
Осушение ведет к изменению водного и воздушного режимов в зоне дренирования торфяника, к усилению микробиологической жизнедеятельности и изменению се направленности. Анаэробные процессы сменяются аэробными. Разложение органического вещества до конечных минеральных солей - воды и газов - преобладает над процессами полураспада. В результате этого с определенной неизбежностью
- Київ+380960830922