Запасы торфяных болот по Красноярскому краю и возможность их использования для сельского хозяйст (стр. 3 из 5)
На второй стадии прослеживается значительное увеличение слоя низинного торфа и образование почек сформированных мезотрофными растениями. Уровень сапропеля практически не изменен. Питание грунтовыми водами осуществляется с прерыванием. Деревья расположены на берегу болота и представлены, в данном случае, березой.
На третьей стадии обнаруживаются, хорошо заметные на схеме, почки, образованные мезотрофными растениями. Заметны изменения в грунтовом питании. Питание постепенно прекратилось и важная жила атрофировалась. В этом случае дальнейшее питание минеральными веществами будет осуществляться при помощи атмосферных осадков (дождь, снег) необходимо отметить, что этот тип питания один из самых бедных. В остальном третья стадия схожа со второй стадией. Процессы испарения значительно низкие в отношении процессов увлажнения. Это способствует дальнейшему заболачиванию в первой и второй стадиях, а в третьей стадии благоприятно воздействует на рост растительных сообществ.
Торф. Торфообразование. Полезные сведения o торфе.
Торф - ценнейший природный биологический материал. Из всех видов твердых топлив - это самое молодое отложение, образующееся естественным образом, путем разложения отмерших частей деревьев, кустарников, трав и мхов, в условиях повышенной влажности и ограниченного доступа кислорода. Процесс образования твердых топлив можно разделить на стадии и представить в следующем виде:
Рис.5 – схема образования твердых топлив.
Сухое вещество торфа состоит из продуктов распада, растительных остатков и минеральных включений. Растения-торфообразователи могут принадлежать к различным ярусам растительных сообществ. Все они при определенных условиях - торфообразователи. Отдельные слои торфа включают остатки нескольких торфообразователей, поэтому торф разнороден по ботаническому составу.
Группы растений атмосферного питания образуют торф верхового типа, а торфообразователи, питающиеся грунтовыми водами, - низинный торф. В зависимости от возраста и условий образования (исходный материал, климатические условия) торф имеет различную степень разложения и цвет от светло-коричневого до коричнево-черного. От этих же условий зависит его структура, кислотность (РН), влагоемкость, содержание макро и микроэлементов, энергетическая ценность и другие параметры.
При образовании торфа, растения после отмирания, как уже было отмечено выше, попадают в сильно увлажненную, бедную кислородом среду. Здесь они не разлагаются полностью, как в почве, а только частично, поэтому их остатки из года в год накапливаются.
Если низинные растения объединяются грунтовым питанием (например, растения отрезаны от минерального дна уже сформировавшимся слоем торфа), то на низинных торфяных месторождениях начинают развиваться переходные и верховые виды торфа.
Принцип образования торфяной залежи представлен в следующей схеме:
Рис.6 – Схема образования торфяной залежи.
В верхнем слое торфяной залежи (0,2-0,7 м) в пределах торфяного слоя, протекает процесс торфообразования. Торфообразование сравнительно короткий биохимический и физический процесс. Этот процесс происходит в периоды понижения уровня грунтовых вод. При высоком состоянии воды возникают анаэробные условия, при которых разложение замедляется.
Причины заболачивания суши одинаковы для всех типов болот: нарушение баланса влаги в почве вследствие превышения ее притока над испарением. Перенасыщение почвы влагой заметно ухудшает процессы аэрации, затрудняет дыхание корней растений и замедляет жизнедеятельность почвенных беспозвоночных животных и микробов, а также вызывает оглинение грунта и способствует, тем самым, накоплению малоразложившегося органического вещества, то есть торфа. Это количественные изменения. К качественным изменениям относится такой показатель, как трофность. Вода богата кальцием, магнием, железом и другими катионами и анионами. И если количественные изменения способствуют заболачиванию, то качественные определяют экологический характер этого процесса интенсивность обмена веществ и энергии в болотных биогеоценозах.
Богатство воды, питающей болота, определяется ее природой. Питание может осуществляться из атмосферы и из грунта. Необходимо отметить ведущую роль грунтового питания, так как наиболее богаты грунтовые воды, наиболее бедны атмосферные.
“Грунтовые воды различаются по содержанию кальция и других элементов в зависимости от состава и свойств геологических отложений земной коры, в которых “формируются водоносные горизонты”.
Богатство вод минеральными веществами (карбонатом, бикарбонатом кальция и т.д.) приводит к нейтрализации гуминовых кислот и связыванию их в гуматы кальция. Низкая кислотность почвы и хорошая обеспеченность ее питательными веществами обусловливают формирование специфических, “евтрофных”, растительных сообществ и развитие в более аэрируемом верхнем горизонте почвы довольно многочисленной фауны и микроорганизмов. В периоды летнего понижения уровня почвенно-грунтовых вод жизнедеятельность беспозвоночных, микробов и грибов в почве активизируется, в связи с чем возрастает интенсивность гумификации торфа, обогащение почвенного слоя доступными растениями азотом и зональными элементами, а фитоатмосферы углекислотой. Все это благоприятствует развитию растительности.
При заболачивании почвы под влиянием атмосферных вод образуются подвижные гуминовые и фульвокислоты. Из-за резкого недостатка катионов Са и Мg (pH 2.6-3.0), что вместе с недостатком других зольных элементов препятствует распространению и деятельности беспозвоночных и микробов, различающих растительные остатки. Благодаря этому мощность слоя малоразложившегося сфагнового торфа быстро вырастет, а прежняя растительность все более угнетается и вытесняется гидрофильными сообществами переходных и верховых болот, довольствующимися малым количеством питательных веществ, поступающих с атмосферными осадками.
Степень богатства воды, питающей болота, различна. В связи с этим и разнообразием характеризуется растительный покров низинных болот. Это разнообразие отражает экологические условия существования растительности, являющиеся следствием динамики всего болотного биоценоза.
Растительный покров верховых болот отличается меньшим разнообразием, вследствие того, что атмосферное увлажнение не создает существенных различий в питании растений. Разнообразие фиртоценозов определяется режимом влажности, то есть изменением водного уровня и аэрации на протяжении всего вегетационного периода.
Ботанический состав, степень разложения, кислотность, зольность, теплопроводная способность - являются основными характеристиками торфа.
Ботанический состав - одно из основных свойств торфа. Им определяются его характеристика и вид.
Степень разложения - процент соотношения не разложенных растительных остатков и гумуса определяется гидромерно или глазомерно под микроскопом, а в последнее время методом измерения объема осадка при центрифугировании.
Степень разложения торфа зависит и от особенностей болотных местообитаний:
I. Обильное увлажнение.
1. Годовые и сезонные амплитуды уровней болотно-грунтовых вод относительно поверхности болота на одном и том же участке составляют приблизительно 30-100 см.
2. Глубина зависит от:
а) количества и годового распределения осадков;
б) интенсивности испарения.
в) скорости стекания воды.
3. Влажность верхнего горизонта торфа изменяется в зависимости от времени года 92-45%.
II. Недостаток кислорода (O2).
1. В верхнем слое торфа содержится от 0 до 12 мг/л кислорода.
2. Обусловливается:
а) избытком влаги;
б) слабой проточностью;
в) большими затратами кислорода (О2) на окислительные процессы, происходящие в верхних слоях торфяной залежи.
III. Низкая теплопроводимость.
1. Летом уже на глубине 25 см суточные колебания температуры (t0С) почти не находят отражения. Температура почвы на этой глубине в несколько раз ниже, чем на поверхности.
2. Обусловливается:
а) физическими свойствами торфа, связано с его пористостью (особенно характерно для сухих, пористых, слаборазложенных торфов).
IV. Бедность азотом (N2) и минеральными веществами.
Торф в Красноярском крае.
В Красноярском крае выявлено и в различной степени изучено 732 торфяных месторождения.
Запасы торфа в крае, по оценкам ученых, составляют от 3,5 до 4 миллиардов тонн. Основные запасы торфа сосредоточены в Енисейском, Н. Ингашском, Назаровском и Ирбейском районах. Наименее изучены районы, несмотря на их высокую заторфованность: Северо-Енисейский, Березовский, Новоселовский, Эвенкийский АО. По степени изученности и освоенности эти месторождения распределены следующим образом: разрабатываемые и законсервированные - 15, резервные, подготовленные для постановки детальных разведочных работ - 135. Кроме того, за балансом находится 55 месторождений с запасами некондиционного торфа с зольностью более 35 % и средней мощностью торфяной залежи менее 1,5 м в количестве 2147 млн. т.
Технологические свойства торфов месторождений края изу-чены только в той степени, которая необходима для выясне-ния возможности их использования в сельском хозяйстве. Специальные исследования торфа, направленные на выявление возможностей комплексного использования в топлив-но-энергетической, строительной, химической отраслях про-мышленности, медицине, бальнеологии и курортологии, не проводились. Решение этих задач имеет большое значение для расширения сферы использования сырьевой базы торфа, создания высокорентабельной торфяной промышленности. Практический интерес представляют следующие направления: сельскохозяйственное (удобрения); топливно-энергетическое (торфяные брикеты, кокс и полукокс); химическое (производство торфяного воска, смол, фенолов, красителей, сорбентов); строительное (производство строительных блоков и конструкций, гранул для легких бетонов); медицинское, бальнеологическое, курортологическое (производство лекарственных препаратов типа "Торфот", "Топловит" и др.); производство лечебных грязей, профилактика и лечение различных заболеваний. Торф может стать одним из видов топлива для местных котельных. Его собираются добывать вблизи таких крупных городов, как Красноярск и Ачинск и в южных районах края. Спектр применения — самый широкий: Торф может стать топливом, элементом антираковых препаратов и органоминеральных удобрений.