Текст книги "По тундрам, лесам, степям и пустыням"

Автор книги: Александр Кожевников

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 15 страниц)

ГЛАВА ПЯТАЯ. В ЦАРСТВЕ ТАЙГИ

II. ПО БОЛОТАМ

Болота издавна приобрели славу «гиблых мест», где можно утонуть, провалиться по пояс или, по меньшей мере, промочить ноги. Да и сама растительность болот многим кажется непривлекательной. Здесь нет каких-либо особо красиво цветущих растений, нет грибов и только разве ягоды – клюква, морошка и голубика – привлекают завернуть на болото во время путешествия по лесу.

Однако такое мнение о болотах и их растительности совершенно несправедливо. При осторожной ходьбе по болотам они, конечно, не опасны. Зато как много интересного и полезного можно там узнать! Пожалуй, даже трудно найти более своеобразную группу растений, чем та, которую вы встретите на торфяных болотах с их вечно влажным моховым покровом и пряным ароматом багульника. Познакомиться с растительным миром болот важно еще и потому, что у нас в Союзе они по приблизительным подсчетам занимают огромные площади – около 7% всей его территории.

Представление о болотах как о бросовых и бесполезных местах досталось нам в наследство от старого времени. В нашем социалистическом строительстве они имеют большое значение.

Недра торфяных болот усиленно разрабатываются и приводят в движение турбины наших электростанций, травяные же болота и лесные топи осушаются, разрабатываются, покрываются посевами и используются как кормовые угодья.

Итак, наденем высокие сапоги и отправимся побродить по болотам, чтобы ознакомиться с их строением и жизнью.

НА ТОРФЯНОМ БОЛОТЕ

Среди всех болот наибольший интерес представляют торфяные болота. В пашей таежной полосе они особенно широко распространены. Их растительный мир наиболее своеобразен и, кроме того, именно они наиболее важны с хозяйственной точки зрения.

Рис. 23. Карликовая сосна на болоте (по Р. И. Аболину)

Каждому, кому приходилось бывать в лесах нашего севера, хорошо известны торфяные болота по их характерному виду. Расположенные среди леса, вокруг зарастающих озер или на их месте, эти болота представляют сплошной ковер белых мхов, известных в науке под названием торфяных или сфагиовых. Нередко торфяной мох образует сплошной покров под пологом леса. Это указывает на то, что мох поселился здесь недавно н деревья не успели еще погибнуть. Однако в дальнейшем, при усиливающемся процессе заболачивания, деревья постепенно отмирают, и лес превращается в унылое кладбище деревьев, а затем и в открытое болото.

Очень часто на торфяных болотах растет сосна (в Сибири – кедр и листвеиица), которая приобретает здесь совершенно своеобразную форму. В одних случаях это еще не высокое, но стройное дерево, до 10 метров высоты, в других же – это мелкий стелющийся кустарник, целиком погруженный в моховую толщу и выставляющий над ее поверхностью лишь молодые ветки и сучья (рис. 23). Несмотря на свой карликовый рост, такие сосенки имеют очень почтенный возраст, достигающий 60 лет, что указывает на очень плохие условия существования.

Мы уже указывали, что корневая система сосны сильно меняется в зависимости от места обитания дерева. На торфяном болоте корни располагаются совершенно горизонтально, и главный корень, идущий обычно в глубь почвы, совершенно не развивается. Давно уже было подмечено, что у сосны, растущей на болоте, шишки несколько мельче, а хвоя короче; поэтому некоторые ботаники склонны были считать ее особым видом, отличающимся этими признаками и особенностями своего роста от обыкновенной сосны. Однако, как оказалось, все эти отличительные признаки не наследственны и при изменении внешних условий начинают стушевываться. Так, например, при осушке болот хвоя болотной сосны заметно удлиняется, так что нередко на одном и том же побеге можно видеть два типа хвои: длинную, молодую, выросшую уже после осушки торфяника, и более старую, короткую, появившуюся два года назад. На торфяном болоте встречаются также береза и ива, а кроме того, ряд невысоких кустарничков с кожистыми вечнозелеными листьями – кассандра, подбел, багульник и др.

На торфяных болотах много различных ягодных растений, среди которых наибольшей известностью пользуются клюква, морошка и голубика. Кроме того, здесь встречается много разных осок, а также пушица – растение, образующее крупные кочки, с длинными узкими листьями и характерным белым пушком, развивающимся в период плодоношения. На некоторых болотах пушицы бывает так много, что ее пушки производят издали впечатление свежевыпавшего снега.

Почти все растения, обитающие на торфяных болотах, являются временными спутниками сфагнума. Такие растения, как клюква, подбел, пушица, встречаются только на сфагновом покрове. Растительность торфяных болот очень однообразна. Можно насчитать всего лишь десятка два обитающих здесь видов, но зато эти виды будут повторяться с поразительным постоянством.

Поверхность мохового болота редко бывает совершенно ровной. Чаще всего она покрыта кочками, образующимися около старых пней. На таких кочках бывает сравнительно сухо, и здесь после утомительной ходьбы по болоту приятно бывает отдохнуть, обсушить и погреть ноги, так как вода в болоте даже в самый жаркий летний день очень холодна. Между тем поверхность кочек и самого болота сильно нагревается солнцем, так что при прикосновении она кажется горячей. Однако достаточно погрузить руку глубже в моховую толщу, как вы сразу ощутите холод, который будет заметно увеличиваться с глубиной. Это зависит от плохой теплопроводности торфа. Недаром он является прекрасным средством для утепления различных построек.

СФАГНУМ – ТОРФЯНОЙ МОХ

Торфяной мох – растение, замечательное во многих отношениях. Он имеет сильно ветвящийся стебель с густым пучком ветвей, образующих наверху так называемую «головку» (рис. 24). Ветви его усажены мелкими листочками, имеющими крайне своеобразное строение. Если взять листочек сфагнума и положить его под микроскоп, то вы увидите, что он состоит из клеточек двух родов: более мелких, наполненных живой протоплазмой, и более крупных, пустых, соединенных между собой отверстиями, в клеточных стенках (рис. 25 и 26). Стебли торфяного мха также имеют крупные пустые клетки, которые одевают его снаружи наподобие футляра. Эта система пустых соединенных между собою клеточек представляет хорошую капиллярную систему, способную жадно всасывать воду и сохранять ее в многочисленных полостях. Если вы возьмете пучек слегка подсушенных стеблей сфагнума и поместите их в стакан с водой или, еще лучше, с раствором какой-нибудь краски, то вы увидите, как быстро начнет понижаться уровень жидкости в стакане и как сильно будут набухать, наподобие губки, стебли сфагнума, заметно окрашиваясь еще при этом.

Опыты наглядно показали поразительную влагоем-кость торфяного мха. Было установлено, например, что 100 частей сфагнума, высушенных до воздушно-сухого состояния, могут поглотить более 2 000 частей воды. Насколько велика эта цифра, видно из того, что 100 частей сухой осоки, также обладающей большим количеством внутренних полостей, могут поглотить всего лишь 300 частей воды, а мох – кукушкин лен – не более 400.

Наряду с этим торфяной мох способен также очень сильно испарять влагу. Считается, что поверхность, покрытая сфагнумом, может испарить больше воды, чем разная ей свободная водная поверхность.

Рис. 24. Сфагновый мох (общий вид)

Второй любопытной жизненной особенностью торфяного мха является его отношение к извести и другим минеральным солям. Сфагнум их почти не переносит, и появление в воде даже незначительного количества извести вызывает отмирание мха. Впрочем здесь следует отметить, что у нас существует огромное количество видов сфагнума, и эти виды различаются между собой не только рядом мелких признаков, но и отношением к различным условиям местообитания. Одни виды сфагнума выносят большую щелочность, то есть большое количество минеральных солей в воде, Другие более прихотливы в этом отношении.

Наилучшей средой для роста сфагнума является дождевая вода. В ней, как известно, солей очень мало, в то время как грунтовые воды могут содержать их в сравнительно большом количестве. Поэтому для своего нормального развития большинство видов торфяного мха требует условий, исключающих поток грунтовых вод. Так, например, на торфяном болоте имеется мощная прослойка из торфа, отделяющая живой сфагнум от минеральной почвы; поэтому он может получать исключительно лишь дождевую влагу. А раз в дождевой воде солей мало, то и в торфе их бывает очень мало, на что указывает ничтожное количество золы, получающейся при его сжигании.

Рис. 25. Клетки листа сфагнума с поверхности при большом увеличении (около 200 раз). Видны зерна хлорофилла и водоносные клетки

Чем меньше золы в торфе, тем он считается лучше как топливо; поэтому сфагновый торф является наиболее ценным по сравнению с камышевым, тростниковым и осоковым торфом, получаемым на так называемых низинных болотах, развивающихся при доступе грунтовых вод.

ПОД УГРОЗОЙ БЫТЬ ЗАЖИВО ПОГРЕБЕННЫМИ

Торфяной мох ежегодно нарастает на определенную высоту, благодаря чему поверхность болота неизменно повышается. В среднем прирост мха равен 2—3 сантиметрам в год, а в некоторых случаях бывает даже более значителен; однако торфяная толща растет несравненно медленнее, так как торф, по сравнению с живым мхом, бывает очень сильно уплотнен. По некоторым данным, прирост торфяника колеблется от 0,5 до 1 миллиметра, в год.

Рис. 26. Сфагновый мох: 1 – лист с внутренней стороны; 2 – поперечный разрез клеток при большом увеличении

Растения, живущие на сфагновом ковре, находятся под постоянной угрозой быть заживо погребенными ежегодно нарастающим мхом. Особенно хорошо это заметно на сосне. Если выдернуть ее с корнем из моховой толщи, то видно, что так называемая корневая шейка – место, откуда начинают отходить корни, когда-то находившиеся на поверхности, – обычно бывает погружена на 30—60 сантиметров. Погружаясь все глубже и.глубже своими корнями в мох, сосна вскоре начинает страдать от недостатка кислорода, необходимого для дыхания корней, и в силу этого вскоре погибает. Однако другие обитатели сфагнового ковра являются более приспособленными в этом отношении. Различные живущие на болоте кустарнички – клюква, Кассандра, подбел, багульник и др. – ежегодно нарастают на определенную величину, равную приросту сфагнума. Погружение же их корневой системы в глубь торфяника не опасно, так как все они способны образовать на погруженных ветвях придаточные корни, заменяющие им погребенные и постепенно отмирающие части.

Рис. 27. Росянка. По отмершим розеткам виден прирост сфагнума

Особенно интересные приспособления к жизни в условиях торфяного болота находим мы у росянки, маленького растения с прикорневой розеткой листьев и стрелкой мелких белых цветков (рис. 27). Росянка ежегодно весной дает из почки новый побег, дорастающий до поверхности сфагнума и образующий здесь розетку; последняя, однако, в результате прироста мха впоследствии снова погружается в мох. Листья на розетке росянки живут только один год, но, отмирая, они сохраняются в торфе довольно долгое время, Если осторожно выкопать росянку из сфагновой толщи, то по сохранившимся остаткам розеток нетрудно определить годичный прирост мохового ковра. Как видно из рис. 27, этот прирост бывает различен в различные годы, что стоит в связи с метеорологическими особенностями каждого лета.

Росянка интересна еще и в другом отношении. Это – хищное насекомоядное растение. Если осмотреть внимательно его листья, почти всегда можно увидеть на них остатки мух, пойманных этим коварным растением. Каким же образом ловит росянка мух? Дело в том, что ее ложкообразные листья снабжены особыми красными, утолщенными на конце железками, выделяющими едкую жидкость, напоминающую по своему химическому составу желудочный сок; самая же поверхность листьев липкая, вследствие чего усевшаяся на лист муха сейчас же прилипает к нему. В результате возникшего на листке раздражения он слегка складывается и его многочисленные железки охватывают муху со всех сторон. Выбившись из сил, муха вскоре погибает, а выделенный растением едкий сок переваривает ее, превращая вещества, содержащиеся в трупе, в доступную для усвоения растением форму. Не следует думать, однако, что росянка целиком перешла на насекомоядный способ питания. У нее имеются и зеленые листья, а потому она способна к нормальному для растений питанию путем усвоения углекислоты из воздуха. Хищным способом она добывает себе лишь недостающие питательные вещества – различные соли, особенно азотсодержащие, в которых ощущается столь острый недостаток в условиях торфяного болота.

Таким образом, росянка очень хорошо приспособлена к условиям жизни на сфагновых болотах. Неудивительно поэтому, что это растение является «верным видом» по отношению к сфагнуму и в других условиях нигде больше не встречается.

КАК ПРОИСХОДИТ ЗАБОЛАЧИВАНИЯ ЛЕСА

Наблюдения показывают, что торфяные болота у нас находятся в настоящее время в периоде роста: они из года в год увеличивают свою площадь, отвоевывая ее у леса.

Каким же образом происходит заболачивание леса? Необходимые условия для этого – накопление и застаивание влаги в лесу. Последнее может произойти вследствие ряда причин. В некоторых случаях заболачиванию леса способствует образование в почве особого водонепроницаемого слоя на определенной глубине. Слой этот образуется под влиянием жизнедеятельности самого леса, в результате вымывания из верхних частей почвы различных перегнойных веществ и вмывания их в более глубокие почвенные горизонты, где образуется плотный твердый слой, известный под названием рудяка, или ортштейна.

Рис. 28. Мох кукушкин лен

Увеличению влаги в лесу может способствовать также его тенистость, благодаря которой,особенно в еловых и пихтовых лесах, сильно понижается испарение и в меховом покрове начинает накапливаться все больше и больше влаги. Первый признак застаивания влаги в лесу – поселение в нем кукушкина льна (рис. 28), который внедряется отдельными куртинами в моховой покров зеленомошника. Вскоре эти куртины смыкаются друг с другом и вытесняют остальные зеленые мхи. Густые дернины кукушкина льна обладают способностью хорошо задерживать выпадающую дождевую влагу; кроме того, постепенно отмирая, они образуют торф в виде тонкой прослойки, отделяющей живые мхи от влияния находящихся в почве грунтовых вод. Последнее же является необходимым условием для поселения сфагнума. Небольшими дернинами сфагнум внедряется в покров кукушкина льна и вскоре вытесняет его окончательно. А раз под пологом леса появился сфагнум, дальнейшая судьба леса решена.

Рис. 29. Зеленые мхи: 1 – Hyiocomium splendens; 2 – Brachyteclum

По мере того как будет накапливаться торф и разрастаться мох, деревья будут расти все хуже и хуже и, в конце концов, на месте леса разовьется торфяное болото с характерной для него растительностью.

Очень часто происходит заболачивание лесосек. С первого взгляда это явление может показаться странным, так как здесь свободная от леса поверхность может испарять много влаги. Однако не следует забывать, что лес своими многочисленными древесными кронами испаряет огромное количество влаги. После порубки этот мощный насос выбывает из строя, что и приводит к застаиванию почвенной влаги.

БОЛОТА НА МЕСТЕ ОЗЕР И ВОДОЕМОВ

Нередко торфяные болота имеют правильную округлую или овальную форму и бывают резко отграничены от окружающего их леса. Сразу ступив на такое болото или подойдя к его середине, вы замечаете, что поверхность его медленно опускается под ногами и волнообразно колышется при ходьбе. Наличие такого зыбуна указывает, что под вами – озеро, заросшее сфагновым ковром, ходьба по которому далеко не безопасна, так как нередко здесь остаются не затянутые мхом пространства – «окна», в которые можно провалиться. Опустив палку в такое «окно», вы окончательно убеждаетесь, что под вами находится погребенная водная поверхность. Каким же образом зарастает озеро, и как на его поверхности образуется сплошной зыбун?

Нередко можно встретить озера еще не полностью заросшие, в центре которых находится свободное водное пространство, а по краям в виде кольца его охватывает болото.

Подойдите к кромке воды и присмотритесь внимательнее: какие растения вы здесь найдете? Обычно в авангарде наступающей на воду растительности можно видеть несколько растений, обладающих длинными лежачими на воде стеблям.

Рис. 30-31. Пионеры наступающей на озеро растительности, образующей сплавину; слева – белокрыльник болотный; справа – трифоль (вахта трехлистная) (по П. Ф. Маевскому)

Из числа их в первую очередь надо назвать сабельник, белокрыльник и трифоль (рис. 30—31). Сплетаясь друг с другом, эти растения образуют своеобразную пловучую сетку, на которой в дальнейшем поселяются различные осоки, болотный хвощ и некоторые другие растения. Очень часто в авангарде наступающей на озеро растительности идут некоторые зеленые, реже сфагновые, мхи. Последние, однако, очень часто появляются на образовавшейся сплавине и, в конце концов, вытесняя другие растения, приводят к образованию здесь сплошного сфагнового наплыва.

Рис. 32. Схемы зарастания озера (по В. Н. Сукачеву). 1 – осоковый торф; 2 – тростниковый и камышовый; 3 – сапропелевый торф; 4 – сапропелит

Такая картина зарастания озер наблюдается обычно в тех местах, где озеро у берегов очень глубоко и где мало прибрежной растительности. Если же озеро имеет мелкие берега, оно постепенно зарастает путем наступления береговой растительности, вызывающей своей жизнедеятельностью обмеление водоема. Процесс этот наглядно показан на рис. 32. Мы видим здесь, что дальше всего от берега располагается в озере ряд подводных растений – крупных водорослей и некоторых цветковых (роголистники). Они являются авангардом наступающей береговой растительности. Впрочем это не совсем так. К этому авангарду можно отнести еще множество микроскопических мелких водорослей, свободно плавающих в воде и известных под названием планктона. Временами их бывает такое огромное количество, что вода становится зеленовато-мутной и, как говорят, «цветет». Эти мельчайшие растительные организмы вместе с различными мелкими животными, плавающими в воде, ежегодно отмирая, падают на дно и образуют здесь ил, вызывающий постепенное обмеление водоема. Планктон откладывает на дно сравнительно немного органических осадков, гораздо больше откладывают их более крупные подводные растения.

Рис. 33. Рдест плавающий (по П. Ф Маевскому)

Следом за авангардом растений, наступающих на озеро, ближе к берегу располагается пояс рдестов – растений, коренящихся на дне и ведущих также подводный образ жизни, но в период своего цветения выставляющих над водой свои невзрачные соцветия, опыляемые при помощи ветра (рис. 33). Стебли рдестов достигают большой длины, так как глубина водоема нередко доходит до 5 метров.

Зарастающий водоем в старице р. Волги (фото автора)

Вместе с рдестами или несколько ближе к берегу, располагаются кувшинковые: хорошо известные вам «белые водяные лилии», на самом деле ничего общего с лилией не имеющие и правильно называющиеся белой кувшинкой, и желтая кубышка. Растения эти коренятся на дне, где расположены их длинные и толстые корневища, покрытые рубцами отмерших листьев, сами же листья плавают на воде. Их крупные, широкие пластинки обладают замечательной особенностью – они не смачиваются водой, благодаря наличию особого воскового налета. При погружении они сейчас же снова всплывают на поверхность, причем вода с них быстро скатывается.

В дубраве летом (фото Л. Г. Морозовой-Туровой)

Почему листья и стебли некоторых водных растений плавают на воде и не тонут? Ответить на этот вопрос очень легко. Если разрезать поперек стебель или лист и внимательно рассмотреть его под лупой, то в них можно обнаружить большое количество воздушных полостей. Все части водных растений как бы пропитаны воздухом, а потому способны держаться на воде или в воде, не опускаясь на дно. Способность листьев кувшинок не смачиваться водой являгтся важным приспособлением к своеобразным условиям их жизни. Устьица у них располагаются лишь на верхней стороне, так как нижняя лежит на воде, а для нормальной работы устьиц необходимо, чтобы поверхность листа все время оставалась сухой.

Цветущее разнотравье на суходоле. Аспект поповника (фото автора)

А как обстоит дело с устьицами у подводных растений? Оказывается, устьиц у них нет совершенно, да они здесь уже и не нужны, так как назначение устьиц – испарение воды и регулирование газообмена в растениях – здесь становится излишним. Подводные растения поглощают углекислоту, растворенную в воде, всей поверхностью своего тела.

Ольшаник в притеррасной части поймы. На переднем плане касатик и плакун-трава (фото автора)

Однако вернемся к нашей теме. Итак, в зарастающем водоеме мы наметили три пояса: пояс водорослей и более крупных подводных растений, пояс рдестов и пояс кувшинок. Все образующие их растения не поднимаются над поверхностью воды. Следующие пояса состоят из растительности более высокорослой, коренящейся на дне и высоко поднимающей над водой свои стебли и листья. Здесь последовательно мы найдем камыши с безлистыми круглыми стеблями, тростники и ряд других прибрежных растений – водный касатик, топяной хвощ и др. У самого берега, в наиболее мелководных местах, располагается водяной подорожник, стрелолист и осоки. Шаг за шагом продвигается прибрежная растительность в глубь водоема, откладывая на дне торф, причем каждый пояс, способствуя обмелению дна, подготавливает благоприятные условия для поселения следующего соседнего пояса, а сам одновременно отступает к центру озера. В конце концов, если водоем неглубок, он весь может постепенно зарасти и превратиться в болото, сначала травяное, а затем и моховое. Поселяющийся сфагнум завершает эту закономерную смену растительности, идущую в направлении от свободной водной поверхности к торфяному болоту.

Цветущая в водоеме калужница (фото А. Г. Банникова)

Конечно, не следует думать, что каждый заросший водоем обязательно превратится в сфагновое болото. На месте его может со временем поселиться лес или здесь долгое время будет оставаться осоковый кочкарник; тем не менее большое количество наших сфагновых болот развилось именно па месте больших озер. Вообще в северной лесной полосе сфагновое болото сплошь да рядом является конечной стадией, завершающей смену различных типов растительности, образующейся на месте водоемов, лесов и лугов.

Зарастающий водоем с кубышкой и белой кувшинкой

Обладая рядом своеобразных жизненных особенностей, сфагновый мох, таким образом, шаг за шагом отвоевывает себе новые и новые территории. Однако можно ли думать, что рано или поздно на месте наших лесов будут сплошные болота? Конечно, нет. Во-первых, мы знаем, что далеко не всякие места пригодны для поселения сфагнума, а с другой стороны – нередко в силу изменения условий водоснабжения какой-либо местности может происходить и явление, обратное заболачиванию; так, например, благодаря образовавшемуся стоку, поверхность болота может подсохнуть и зарасти лесом. При этом огромное значение может иметь деятельность человека, который, строя каналы, отводя реки и направляя по новому руслу их течение, вносит неизгладимые изменения в вековой ход природных явлений.

Все же мы можем сказать, что живем сейчас в эпоху общего увеличения болот, что стоит в связи с соответствующим изменением климата в сторону некоторого похолодания и увеличения влажности. Подтверждением этого может служить наступление тундры на лес, о чем мы говорили выше.