Роль болот в природе и жизни человека

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное учреждение

Высшего профессионального образования 

Тюменский государственный университет

Институт  математики, естественных наук и информационных технологий

Отделение географии, экологии, природопользования и туризма

Кафедра геоэкологии 
 
 
 
 

Роль  болот в природе  и жизни человека

(реферат) 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила:

студентка гр. 706-М1

Мельникова  Алиса

Проверила:

К.б.н.  Попова Т.В. 
 

Тюмень, 2011 год.

Введение

      Болота встречаются почти во всех географических зонах. На территории России и сопредельных с ней государств (бывших республик СССР) площадь болот составляет 245 млн га, из них торфяные занимают 86 млн га, причем запасы торфа оцениваются на уровне 200 млрд т — свыше 40% мировых. В России торфяные болота обшей площадью около 80 млн га распространены крайне неравномерно. Наиболее заболочены районы севера и северо-запада европейской части, а также Западная Сибирь, Дальний Восток и Камчатка. Средняя заболоченность тундровой зоны в пределах нашей страны поданным разных авторов 50-70%, таежной зоны около 30%. В целом на долю болот приходится 10% территории страны. Это лишь ориентировочные данные, так как в них не полностью учтены болота тундры и лесотундры, но и они свидетельствуют о большом «удельном весе» болот в современных ландшафтах.

Болота  — неотъемлемая часть ландшафта. Они играют заметную роль в природе, имеют важное научное и хозяйственное  значение. Болота оказывают положительное  влияние на водный баланс местности, выполняя водоохранную и водозащитную функции. Многие реки берут начало в болотах. Вода болот менее загрязнена, чем вода других природных объектов. На болотах произрастают ценные пищевые растения (клюква, морошка, голубика), медоносные, лекарственные, дубильные. К ресурсному потенциалу болот относится и содержащийся в них торф, который широко используется в настоящее время в различных отраслях народного хозяйства. После его химической и микробиологической переработки получают биологически активные вещества и корма. Сапропель и минеральные воды болот используются в лечебных целях (грязелечение, бальнеология). Кроме того, это резерв земельных и лесных угодий, так как после мелиорации на болотах можно выращивать сельскохозяйственные и лесные культуры или использовать их под сенокосы и пастбища.

    Водно-болотные угодья рассматриваются как один из ключевых типов экосистем планеты; их биосферная, ресурсная и социально-экономическая роль расценивается чрезвычайно высоко — как основа существования разнообразных экосистем, основа экономической деятельности народов той или иной страны. Они признаны важным звеном системы природоохранной политики различных государств.

    ООН призывает считать водные ресурсы  социальным и экономическим благом, имеющим исключительно большое  значение для удовлетворения основных потребностей людей, обеспечения продовольственной  безопасности, ликвидации нищеты и  защиты экосистем. Водно-болотные угодья — часть водных ресурсов планеты, и нет сомнений, что роль их в  природных процессах и в жизни  человеческого общества чрезвычайно  велика и многообразна. К водно-болотным угодьям относятся континентальные водоемы и их поймы, прибрежные мелководья, избыточно увлажненные участки суши. Общее свойство водно-болотных угодий состоит в том, что определяющим экологическим фактором (в самом широком понимании этого термина) является вода. По классификации, принятой Рамсарским комитетом, к водно-болотным угодьям могут быть причислены все водные, прибрежные и избыточно увлажненные территории.

    Водно-болотные экосистемы выполняют очень широкий  спектр экологических функций:

• накопление и хранение пресной воды;
• регулирование подземного и поверхностного стока и поддержание уровня грунтовых вод;
• изъятие из атмосферы и депонирование углерода и возвращение в атмосферу кислорода: ВБУ России, наряду с лесами, и Бразильская сельва служат основными наземными регенераторами кислорода, а болота — одним из основных резервуаров связанного углерода;
• стабилизация климатических условий (как микро-, так и макроклиматических), в особенности режима температуры и осадков;
• обеспечение биоценозов водой и трофическими ресурсами, от которых зависит существование многочисленных видов флоры и фауны: они поддерживают высокие концентрации рыб, водоплавающих и околоводных птиц, млекопитающих, пресмыкающихся, земноводных, беспозвоночных;
• водно-болотные угодья являются средой обитания многих ценных, а также редких и нуждающихся в охране видов растений и животных; они поддерживают максимальную биологическую продуктивность морских экосистем; это одна из самых продуктивных сред мира, являющаяся важным хранилищем генетического материала, истоком биоразнообразия растительного и животного мира.

   На  протяжении многих тысячелетий озерно-болотные системы, долины и устья рек, морские  заливы играли исключительно важную роль в жизни человека, человеческого  общества в целом: они служили  источником рыбы и дичи, удобными местами  расселений, транспортными магистралями.

Огромные  болотные системы стали основой  для развития орошаемого земледелия. Постепенно повышалась их роль ресурса  для промышленных нужд, санитарно-бытовых  целей, как энергетического ресурса. Необходимо также отметить, что становление, развитие и расселение русского этноса, согласно концепции этногенеза Л. Н. Гумилева, неразрывно связано с ландшафтами речных пойм в лесной и лесостепной зонах.

    В жизни современного индустриального  общества водно-болотные угодья выполняют  важнейшие ресурсные функции, связанные  с их экологическими характеристиками, а именно:

• служат главным источником питьевой и технически чистой воды;
• регулируя уровень грунтовых вод и сохраняя площадь водного зеркала, определяют тем самым продуктивность сельскохозяйственных 
  угодий;
• служат источником энергетических ресурсов (торф, древесина), стройматериалов, удобрений, являются основой для орошаемого земледелия;
• играют роль сырьевой базы для различных промыслов (охота, рыболовство, сбор дикоросов): достаточно сказать, что свыше 60 % мировых уловов рыбы зависит от состояния “здоровья” водно-болотных угодий.

   Современное хозяйство России, и в частности  Западной Сибири, отличается крайне неравномерным  уровнем использования перечисленных  возможностей ВБУ: такие отрасли, как  речной транспорт, добыча торфа, некоторые  отрасли сельского хозяйства, теснейшим  образом связаны с ними. Вместе с тем богатейшие кормовые ресурсы  используются весьма слабо. Показателем важности водно-болотных систем в хозяйственном комплексе, с одной стороны, степени влияния последнего на ВБУ — с другой, следует считать уровень использования (расход) воды в хозяйстве: в регионах с повышенной водоемкостью хозяйственных комплексов уровни воздействия их на угодья максимальны. Это означает, что ВБУ подвержены интенсивному антропогенному влиянию, и здесь необходимо регламентирование их использования.

    Водно-болотные угодья являются “заказниками” специфической  флоры и фауны, с ними связана  жизнь, размножение важных объектов промысла ихтиофауны и водной и околоводной  орнитофауны. Велики их рекреационные и туристические возможности, а также возможность бальнеологического использования. Болота, как часть культурного наследия человечества связаны с религиозными и космологическими убеждениями людей, составляют основу местных традиций, служат источником эстетических чувств, удовлетворяют потребность человека в созерцании дикой природы и единении с ней. Наиболее тесны экономические, культурологические, религиозные связи с водно-болотными угодьями коренных малочисленных народов Севера, особенно хантов, манси, селькупов, проживающих и ведущих традиционное природопользование на территории ВБУ.

   По  мере накопления экологических знаний представления о роли водно-болотных экосистем существенно расширились, и в настоящее время ВБУ  расцениваются как стабилизирующий  компонент ландшафтов, существенно  влияющий на формирование водного баланса  и климата обширных территорий, как  основа поддержания традиционного  природопользования, как рефугиумы биоразнообразия. Поэтому сохранение ветландов во всем мире рассматривается как одно из важнейших условий, определяющих качество жизни, как основа устойчивого стабильного развития территории и народов, как важнейшее звено экологических и экономических систем государств.

    Изучение болот  представляет теоретический интерес для ботаникогеографов, геоботаников, ландшафтоведов, палинологов, гидрологов и других специалистов как своеобразный комплекс природных явлений. Болота — местообитание редких видов животных и растений, их сообществ. В торфе, консервирующем материале, относительно хорошо сохраняются макроостатки растений, а также их споры и пыльца. Поэтому торфяную залежь рассматривают как своеобразную память, летопись болот, где запечатлены все фазы развития не только болота, но и окружающих ландшафтов. По сохранившимся в торфе остаткам растений можно восстановить особенности прежних ландшафтов на протяжении голоцена. Отрасль знаний о болоте как о природном явлении получила название «болотоведение». 

Освоение  и использование  болот

       После того как болото разведано и установлена его пригодность к эксплуатации, выбран тот или иной способ добычи торфа, составлен проект организации торфопредприятия, начинается подготовка его разработки. Независимо от того, будет на данном болоте добываться торф или оно пойдет под сельскохозяйственное освоение, его нужно осушить. В естественном состоянии болото непригодно к разработке. Важно хорошо осушить болото. На плохо осушенных массивах часто бывают оползни и обвалы залежи, которые причиняют огромный материальный ущерб (в связи с поломкой машин, оборудования и затраченными средствами), а нередко угрожают жизни людей. Эти явления особенно резко проявляются в первые годы осушения залежи, когда ее верхние слои своей тяжестью выдавливают нижние (менее осушенные) в карьер и постепенно опускаются. Иногда под залежью лежат иловатые или сапропелитовые отложения, не пропускающие воду, которая подмывает залежь и способствует сползанию. Внутри болотного массива нередко встречаются участки, заполненные водой (водные мешки и жилы), также ведущие к образованию оползней. Осушение коренным образом изменяет облик болота, так как при этом резко нарушаются естественные закономерности развития болотного ландшафта и он превращается в другой ландшафт — луг, пашню, лес.

       Какими  же способами проводится осушение? Основные способы — это открытая и закрытая осушительные сети. Осушение открытыми канавами появилось раньше дренажа и применяется чаше. Однако с помощью закрытой осушительной сети (дренажа) создаются лучшие условия  для уборки и сушки торфа. Да и  площадь массива получается целой, неизрезанной, что особенно важно  при освоении болот под луга и  пашни. Независимо от способа осушения сначала с болота отводят поверхностные  воды, затем приступают к нарезанию  осушительной сети. После того как  болото подсохло и стало пригодным для работы машин, проводят следующие операции: сводку деревьев и корчевку пней, разравнивание поверхности и удаление верхнего слоя растительности (очеса). Далее приступают к добыче торфа. Известны следующие ее способы: резной, элеваторный, гидравлический (гидроторф), экскаваторный (багерный) и фрезерный. Сейчас применяют три последних, но наиболее широко используют фрезерный способ.

     В настоящее время торф находит  широкое применение в различных  отраслях хозяйства. Его используют в качестве топлива, химического  сырья, как упаковочный материал, в строительстве, сельском хозяйстве, медицине. Торф как топливо на электростанциях в основном используют в виде фрезерной крошки, а для бытовых нужд в виде брикетов. Из торфа получают также газ, металлургический кокс, активированный уголь. Однако использование торфа как топлива нерационально и экономически невыгодно, так как в нашей стране имеются более дешевые источники энергии (каменный уголь, нефть и газ). Более экономично использовать торф для получения ценных химических продуктов: воска, битумов, гуминовых кислот, спирта, кормовых дрожжей и т. д., тем более что сырьем для получения некоторых продуктов (кормовых дрожжей, спирта, фурфурола) могут служить широко распространенные на наших болотах слаборазложившиеся (10—15%) сфагновые торфа. В строительстве зданий специального назначения широко используют торфоизоляционные плиты и панели. К качеству сырья для их изготовления предъявляют строгие требования. Лучшим сырьем для них служит торф из фускум- и комплексных залежей. Кроме того, торф нужен в гидротехническом и дорожном строительстве (им покрывают дорожные насыпи, приканальные дамбы и пр.).

    В качестве упаковочного материала применяют  слаборазложившийся фагновый торф в виде крошки. Этим порошком пересыпают овоши и фрукты при их хранении и транспортировке. В данном случае сфагновый торф действует как антисептик и подавляет развитие гнилостных бактерий и плесневых грибов.

    В сельском хозяйстве торф традиционно  служит в качестве удобрения и  подстилки на животноводческих фермах и птицекомбинатах. Для удобрения  наиболее пригодны низинные торфа, они  богаче калием, фосфором, магнием, кальцием и азотом. Торф для этой цели обычно используется не в чистом виде, а  в форме компостов и смесей с навозом, навозной жижей, фекалиями, известью, золой, фосфоритной мукой. При изготовлении различных смесей значительно больший эффект достигается  в случае предварительного прогрева торфа. Внесение в почву торфяных компостов благоприятно сказывается  на ее структуре. Плотные и тяжелые  суглинистые почвы после внесения в них торфяных компостов становятся более рыхлыми и влагоемкими. Улучшается доступ воды и воздуха к корневым системам. Увеличивается содержание перегноя. Особенно большое значение имеют торф и те удобрения, куда он входит, для песчаных почв. В песчаных почвах увеличивается содержание перегноя, им передается влагоемкость торфа. Под влиянием торфа в почве становится заметно больше дождевых червей, также улучшающих ее структуру. После внесения торфяных удобрений в почвах активизируется деятельность микроорганизмов, разрушающих органические вещества торфа и обогащающих почву питательными веществами.

    Низинный  торф со средней и высокой степенью разложения (25— 55%) используется в качестве составной части парникового  и тепличного грунта, применяется  при разбивке газонов, посадке декоративных деревьев и кустарников. Торфом мульчируют (покрывают) почву в садах, на полях овощных и технических культур. Мульчирование предохраняет почву от высыхания, тормозит рост сорняков, обогащает углекислым газом приземный слой воздуха. Слой торфа 1—5 см предохраняет посевы от резких колебаний температуры. Для мульчирования применяют как верховые, так и низинные торфа с различной степенью разложения. Подсушенную торфяную крошку в смеси с навозом употребляют для обогрева почвы в парниках. Обогрев происходит в результате саморазогревания торфа и навоза под действием микроорганизмов. Наряду с торфоорганическими удобрениями широко применяют торфом и неральные компосты: торфоизвестковые, торфозольные, торфофосфорные.

    Торф, особенно малоразложившийся сфагновый, обладает высокой влагоемкостью и сорбционной емкостью. В больших количествах он поглощает многие газы, устраняет запахи. Благодаря этим свойствам он широко применяется в качестве подстилки на скотных дворах и птичниках. Для животных чистая, сухая и мягкая подстилка не менее важна, чем корм. Она должна поглощать и удерживать все выделения. Кроме того, важное преимущество торфа перед, например, соломой состоит в малой теплопередаче. Это обеспечивает животным теплое ложе, особенно на цементных и бетонных полах. Антибиотические свойства торфа препятствуют развитию болезнетворных микроорганизмов. Лучшая торфяная подстилка приготавливается из сфагновых и пушицево-сфагновых торфов малой степени разложения (5—15%). Влажность ее не должна превышать 50%, иначе она скоро становится сырой и холодной. Использованная торфяная подстилка служит ценным органическим удобрением. В ней сохраняется почти весь азот, содержащийся в выделениях животных; кроме того, и в самой торфяной подстилке довольно много азота.

    Осушенные низинные болота, особенно пойменные  — это важный резерв сельскохозяйственных угодий, на них размещаются пашни, огороды, леса, луга. Расстояние между  канавами осушительной сети изменяется от 10—20 до 60 м в зависимости от конкретных культур. Как правило, при  использовании болота под луга степень  осушения меньше. Более совершенный  метод осушения — закрытый дренаж (под канавами пропадает плошадь, разрастаются сорняки). Осушение торфяника коренным образом изменяет происходящие в нем процессы, в первую очередь микробиологические. В осушенных торфяниках преобладают аэробные процессы. Вместо накопления торфяной массы начинается ее минерализация, торфообразование заменяется образованием перегноя. В итоге получается оземленная торфяная почва с типичными для нее физическими и химическими свойствами. На осушенные низинные болота вносят фосфорные и калийные удобрения, добавочная известь не нужна, так как ее достаточно.

    Внесение  удобрений можно заменить обжигом (это надо делать ранней весной, чтобы  торф не выгорел на большую глубину), что позволяет получить один-два  урожая без удобрений. Торф сгребают в небольшие кучки, поджигают, а потом горяший торф разбрасывают по болоту. В первые годы освоения на осушенных низинных болотах обычно высевают предварительные культуры (вико-овсяную смесь). Более всего осушенные болота пригодны под луга и пастбища. На болотах помимо всего прочего трудна борьба с сорняками, что для лугов не так важно. Обилие азота и достаточный запас влаги в почве способствуют быстрому накоплению массы луговых растений. На болотах устойчивые и высокие урожаи дают: тимофеевка, овсяница луговая, лисохвост, костер безостый, ежа, мятлик луговой, полевица белая, клевера (особенно гибридно-розовый). Многолетние травы дают высокие урожаи сена — 40—60 ц/га, в то время как на естественных осоково-разнотравных болотах удается получить лишь 5-8 ц/га. Травосмеси с покровными растениями (рожью, овсом) хуже удаются на болотах.

    На  осушенных болотах в первое время  не рекомендуется пасти скот, так  как можно разрушить верхний  слой залежи. При устройстве на болоте пастбищ нужно более интенсивное  осушение, чем в случае использования  под луга. Вспашка не обязательна. Из зерновых на болотах лучше всего  растет овес, хуже рожь, ячмень. Выращивать пшеницу не рекомендуется. Наиболее интенсивной осушки требуют участки  болота, используемые под картофель  и овоши, которые могут давать высокие урожаи. Можно сеять лен и коноплю (после не­

скольких  лет культуры и с глубокой осушкой).

    Осушенные болота представляют собой также  лесохозяйственный объект. В нашей  стране опыт осушения болот под лесные культуры пока небольшой. Значительный опыт по облесению болот и заболоченных земель накоплен лесоводами Норвегии, Швеции, Дании, Канады. Болота Финляндии  на 80% уже покрыты лесом, хотя и  угнетенным, но пригодным для строительных работ. Наиболее легко отзываются на осушение переходные и низинные лесные болота.

    После выработки торфа на болотах остаются карьеры. Только в России в настоящее  время они занимают плошадь около 1 млн га, причем площадь их продолжает расти. Немало торфяных карьеров расположено вблизи городов и промышленных центров. Многие из них относятся к продуктивным землям и при относительно небольших затратах могут быть использованы для возделывания овощей, картофеля, разведения леса, прудового рыбоводства и пушного звероводства, а также для создания лугов. Необходимое условие для сельскохозяйственного использования этих карьеров — сохранение остаточного слоя торфа. При освоении участков, выработанных до минерального грунта, даже в случае внесения органических удобрений получают меньший урожай, чем на участках, покрытых слоем торфа. Мощность остаточного слоя торфа должна быть не менее 40—50 см. Неиспользуемые выработанные торфяники быстро восстанавливают естественный растительный покров, и в связи с этим их нельзя считать бросовыми землями.

       Охрана  водно-болотных угодий

   Все сказанное о роли ВБУ в природе, в жизни и хозяйственной деятельности человека делает очевидным вывод, что  эти природные комплексы являются необходимым компонентом в устойчивом, сбалансированном развитии природы  и общества.

   Сложные взаимоотношения человеческой цивилизации  и природы ставят вопрос о выживании  обеих систем в новых условиях. Очевидным является то, что цивилизация  не может дальше распоряжаться природой, исходя из сиюминутных потребностей, как это было на протяжении веков. Энерговооруженность и способы  концентрации потоков вещества и  энергии достигли масштабов, при  которых возможна гибель биосферы планеты  и, следовательно, самой цивилизации. Международное сообщество в лице ООН в качестве ответа на создавшуюся угрозу выдвинуло принцип устойчивого развития, принятый большинством стран, в том числе и Россией, в 1992 г. в Рио-де-Жанейро.

    В июне 1997 г. XIX Специальная сессия Генеральной  ассамблеи ООН приняла программу действий по дальнейшему осуществлению “Повестки дня на XXI век”, где, в частности, сказано: “Необходимо безотлагательно уделить, с учетом специфики потребностей и условий в отдельных странах, первоочередное внимание разработке и осуществлению политики и программ в области комплексного управления… и охраны водных экосистем и водно-болотных угодий” [Программа действий…, 1998]. Водно-болотные угодья как комплексные экосистемы обладают рядом особенностей, осложняющих природоохранные мероприятия на их территории:

— в  силу постоянного накопления торфа (болотные системы), заполнения чаши водоемов грунтами или постоянной эволюции русел  рек в долинных комплексах они  не могут достигать климакса, т. е. стабильного, неизменного состояния  зональных типов экосистем. Все  стадии развития водных и болотных экосистем являются переходными, т. е. серийными. Скорость протекания сукцессий  в целом пропорциональна температуре  и обратно пропорциональна водности угодий;

— ВБУ, находящиеся на ранних сукцессионных стадиях, не являются сбалансированными биоценозами, поэтому реагируют на изменение условий чрезвычайно быстро и интенсивно, и особенно уязвимы для биологического загрязнения интродуцентами;

— поддержание  угодья на одной стадии или ограниченной серии стадий сукцессии происходит вследствие периодических изменений  гидрологического режима — годовых, внутривековых и т. п. Особо важную роль при этом играют экстремально водные или экстремально сухие периоды;

— ВБУ, находясь на низких гипсометрических уровнях, интегрируют все воздействия  современной индустриальной цивилизации  не только непосредственно на своей  территории, но и на всей площади  водосбора и, вследствие атмосферного переноса влаги, на еще больших площадях. В свою очередь, благодаря испарению, воздействию на грунтовые воды и  миграциям животных, ВБУ влияют на окружающие условия.

    Охрана  ВБУ немыслима без охраны водосборов: для сохранения экологических свойств  и биологического разнообразия угодий необходимо активное управление экосистемами. Это делает проблему охраны водно-болотных угодий во многом сложнее, чем различных  типов сухопутных экосистем —  тундр, лесов, степей и др.

    В России разработка общих принципов  государственной политики ведется  достаточно давно: первая схема такого документа разработана в рамках государственной программы “Экологическая безопасность России” [Кривенко, Виноградов, 1994]. Это во многом способствует увязке стратегии по водно-болотным угодьям  с разрабатываемой стратегией о  сохранении биологического разнообразия.

Инициаторами  разработки Стратегии сохранения ВБУ  России явились Госкомэкология РФ и Wetlands International.

Основополагающие  концептуальные признаки будущей Стратегии  сохранения ВБУ России строятся:

• на особенностях функционирования ВБУ и их роли в жизни планеты и общества;
• принципах развития общества;
• принципах взаимодействия общества с ВБУ в рамках концепции устойчивого развития.

    И поэтому основным содержанием стратегии  является определение путей оптимизации  взаимодействия общества с ВБУ в  целях их сохранения для обеспечения  устойчивого, сбалансированного существования  и развития природы, общества и планеты  в целом. Главная цель разрабатываемой в РФ стратегии заключается в определении основных направлений деятельности государства, общественных организаций и граждан по сохранению и рациональному использованию водно-болотных угодий России в интересах настоящих и будущих поколений.

    Для достижения поставленной цели необходимо решение многих задач, в том числе:

• формирование банка данных и создание кадастра ВБУ России;
• создание системы, регулирующей получение и анализ информации о состоянии ВБУ;
• сохранение наиболее ценных ВБУ путем придания им статуса угодий особого (международного, федерального, регионального) значения согласно обязательствам страны как стороны Рамсарской конвенции;
• принятие законодательства, обеспечивающего сохранение ВБУ в масштабе регионов и всей страны;
• обеспечение устойчивого природопользования на ВБУ;
• формирование у населения осознанности ценности и необходимости охраны ВБУ;
• привлечение населения к принятию решений по использованию и охране ВБУ;
• создание научно-методической базы охраны и рационального использования ВБУ;
• оптимизация системы международных связей России по проблемам сохранения ВБУ.

   Первые  шаги в решении поставленных задач  сделаны: проведена инвентаризация 35 Рамсарских угодий России, в их числе 3 угодья севера Западной Сибири; составлен перспективный список, включающий 160 угодий, в том числе 22 угодья Западной Сибири. Но это всего лишь первые шаги, тем более что не учтены еще многие и многие угодья, например: долинные комплексы Иртыша, междуречье Конды и Сосьвы, угодья лесостепной зоны юга Тюменской области и др.

    Поэтому необходимо продолжение инвентаризации ВБУ с целью пополнения списка “Особо важных угодий”; необходимо активизировать работы по созданию кадастра, в том  числе и кадастра утраченных в  результате деятельности человека угодий. Необходимо разработать на территории севера Западной Сибири единую систему  комплексного экологического мониторинга  на самом высоком уровне, привлекая  высококвалифицированных специалистов в лице ученых, знания и опыт которых  могут оказать неоценимую помощь прежде всего ведомственным службам мониторинга.