ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2007, № 1, с. 28-38
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ И ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
УДК 553.97
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ И ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ФУНКЦИЙ НАРУШЕННЫХ БОЛОТ
© 2007 г. Н. Н. Бамбалов, В. Ä. Ракович
Институт проблем использования природных ресурсов и экологии НАН Беларуси
Поступила в редакцию 29.09.2004 г.
После исправления 15.01.2005 г.
Выполнена сравнительная оценка биосферных и хозяйственных функций болот в естественном и нарушенном состояниях и после их реабилитации. При осушении болот их естественные биосферные функции - аккумулятивная, биологическая, межкруговоротная, ландшафтная, газорегулятор-ная, геохимическая, гидрологическая и климатическая коренным образом изменяются либо прекращают выполняться полностью. В результате повторного заболачивания осушенных торфяников восстанавливаются все естественные биосферные функции болот в полном объеме, и кроме этого, многократно уменьшается вероятность торфяных пожаров. При облесении осушенных торфяников и деградированных торфяных почв утрачиваются аккумулятивная, межкруговоротная и гидрологическая функции. В измененном, нехарактерном для болот виде возрождаются биологическая, ландшафтная, климатическая и газорегуляторная функции, ослабляется геохимическая функция, а вероятность пожаров увеличивается. Дана трактовка терминов "рекультивация", "ренатурализация", "регенерация" и "реабилитация" применительно к антропогенно нарушенным болотам. Показано, что ренатурализация выработанных торфяников неосуществима из-за невозможности восстановления утраченной торфяной залежи, поэтому наиболее правильным обозначением мероприятий по восстановлению болотных экосистем на таких территориях является термин "реабилитация".
ВВЕДЕНИЕ
Существуют три группы антропогенно нарушенных болот: первая - выработанные полностью или частично торфяные месторождения, вторая - осушенные для разработки, но не разрабатывавшиеся торфяные месторождения, и третья - мелиорированные торфяные почвы для сельского и лесного хозяйства. Болота, у которых при пожарах выгорела часть торфяных залежей, также относят к нарушенным, однако, как правило, пожарам предшествует осушение болот. Болота, загрязненные радионуклидами или другими веществами без изменения структуры торфяных залежей, в категорию нарушенных не включают. Общая площадь нарушенных болот при добыче торфа в Беларуси оценивается в 210.5 тыс. га, в России - 242.2 тыс. га; осушено для сельского хозяйства 1.1 млн. га и 5.1 млн. га соответственно [27].
Мероприятия, обеспечивающие дальнейшее использование антропогенно нарушенных болот, обозначаются терминами рекультивация [14], ренатурализация [12], регенерация [16] и реабилитация [6]. Эти термины широко применяются не только к болотам, но и другим антропогенно нарушенным экосистемам и природно-территори-
альным комплексам, например к различным карьерам, лесам, озерам и т.д.
Применительно к нарушенным болотам перечисленные термины трактуются следующим образом. Рекультивация - подготовка площадей, полностью или частично выработанных торфяных месторождений, для дальнейшего использования в различных направлениях: природоохранном, сельскохозяйственном, лесохозяйственном, водохозяйственном, рекреационном и других.
Ренатурализация - обязательное и полное восстановление всей совокупности природных компонентов нарушенных болотных экосистем, обеспечение их взаимодействия, самоорганизации и саморегулирования с целью возврата к естественному состоянию. Применительно к выработанным торфяным месторождениям и деградированным торфяным почвам ренатурализация невозможна из-за невозможности в обозримом будущем восстановления утраченных торфяных залежей, являющихся неотъемлемыми компонентами болот. Термин "ренатурализация болот" широко использовался в Западной Европе в течение многих лет, однако в последней западноевропейской монографии [31] он заменен более точным термином - "реабилитация". По этой же причине не может быть применим к восстановле-
нию болот заимствованный из биологии термин "регенерация", предусматривающий восстановление у живых организмов утраченных органов.
Реабилитация - восстановление способности нарушенных болот к выполнению биосферных и хозяйственных функций, которые они выполняли до антропогенного воздействия [6, 30]. В отличие от ренатурализации реабилитация не предусматривает обязательного и полного восстановления всех утраченных компонентов болотных экосистем. При проведении реабилитации приоритетным является восстановление биосферных функций болотных экосистем, их способности к средо-сохранению, ресурсовоспроизводству, а также саморегулированию и самоорганизации. Существует единственный способ реабилитации антропогенно нарушенных болот - повторное заболачивание. Облесение нарушенных болот или создание на них водоемов не могут быть отнесены к реабилитационным мероприятиям, поскольку при этом не восстанавливаются многие их биосферные функции.
Цель настоящей работы - геоэкологическое обоснование восстановления биосферных и хозяйственных функций нарушенных болот на основе сравнительного анализа функций болот, находящихся в естественном, нарушенном состояниях и после проведения реабилитационных мероприятий.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объекты исследований - естественные и антропогенно нарушенные болота при добыче торфа и проведении сельскохозяйственной мелиорации. Предмет исследований - биосферные функции естественных и нарушенных болот различных генетических типов.
Аккумуляцию торфа по периодам голоцена оценивали по приросту торфяных залежей радиоуглеродным и спорово-пыльцевым методами. Аккумуляцию воды в болотах рассчитывали по данным водопоглощения для видов торфа разного генезиса с учетом площади болот и глубины торфяных залежей. Поглощение диоксида углерода определяли по данным годового прироста торфа и содержанию в нем углерода, выделение диоксида углерода - по данным оценок скорости минерализации органического вещества торфа в осушенных торфяных почвах и выработанных торфяных месторождениях. Изменения биологической и ландшафтной функций болот оценивали с учетом изменений растительного покрова и гидрологического режима. Изменения климатической функции болот оценивались с учетом изменения теплопроводности торфа при осушении.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В природе болота выполняют весьма важные функции: аккумулятивную, биологическую, меж-круговоротную, ландшафтную, газорегулятор-ную, геохимическую, гидрологическую и климатическую [23]. Все вышеназванные функции -биосферные, так как формирование болот и их функций происходило под влиянием биосферы, а сами болота, будучи продуктом ее эволюции и неотъемлемой частью, оказывают большое влияние на многие биосферные процессы. Первые четыре функции незаменимы, т.е. они присущи только болотам, и никакие другие места обитания - леса, луга, степи, сельскохозяйственные угодья и озера - не способны их выполнять. Остальные функции отнесены к категории заменимых, так как они присущи не только болотам.
В основу классификации биосферных функций положен принцип регулирования болотными экосистемами тех или иных биосферных процессов, а именно разложение отмершего органического вещества, расселение и миграция видов и популяций болотного биоразнообразия, газовый состав атмосферы, миграция и аккумуляция химических элементов в земной коре, соотношение между болотными, суходольными и озерными элементами ландшафтов, уровни грунтовых вод, наводнения и скорости течений в водотоках, переход веществ из малого круговорота в большой и обратно, а также климатические процессы.
Болота выполняли свои биосферные функции еще до появления человека на Земле и продолжают их выполнять поныне. Несомненно, что все они важны и для человеческого общества, однако с развитием человечества кроме биосферных болота начали выполнять новые функции, которые не имеют значения для природы, но весьма важны для человеческого общества, а именно ресурсно-сырьевую, культурно-рекреационную и информационно-историческую [23].
Из данных табл. 1 и 2 видно, что в зависимости от того, в каком состоянии находятся болота - в естественном или осушенном, их природные и хозяйственные функции принципиально различны.
Аккумулятивная функция болот относится к категории незаменимых, так как только в болотах образуется специфический природный продукт - торф, который нигде больше не накапливается. Аккумулятивная функция присуща также почвам и водоемам, однако там аккумулируются другие природные вещества. Качество и скорость аккумуляции торфа зависят от комплекса физико-географических и геохимических факторов, в которых происходит формирование каждого торфяного месторождения. В зависимости от типа и геоморфологического положения болот и климата прирост торфяного слоя составляет 0.2-1.2 мм в год.
Таблица 1. Сравнительная оценка биосферных функций естественных болот, выработанных торфяных месторождений и осушенных торфяных почв до и после реабилитации
Название функций болот в биосфере В естественном состоянии В осушенном и выработанном состоянии После реабилитации
Незаменимые биосферные функции болот
Аккумулятивная Происходят процессы аккумуляции торфа, энергии, воды и биогенных элементов Процессы аккумуляции торфа, энергии, биогенных элементов и воды не происходят. Происходят процессы обезвоживания торфяной залежи, разложения и минерализации торфа и выноса биогенных элементов за пределы торфяных месторождений и осушенных торфяных почв Восстанавливаются процессы аккумуляции торфа, энергии, воды и биогенных элементов на болоте
Биологическая Происходит воспроизводство болотных и околоводных видов растений и животных Уничтожаются местообитания болотного биоразнообразия. Болотные и околоводные растения и животные уничтожаются или вытесняются и заменяются другими видами. Перелетные птицы не имеют кормовой базы и мест отдыха Местообитания болотного биоразнообразия восстанавливаются. Происходит воспроизводство болотных и околоводных видов растений и животных. Восстанавливаются кормовая база и места отдыха перелет
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.