УГЛИ
ПРИМОРСКОГО КРАЯ
ЧТО МЫ ЗНАЕМ ОБ УГЛЕ
Немного истории
Болота и их развитие
Болотная растительность
Микроорганизмы
Среда обитания
Как образуется уголь
УГЛЕНОСНОСТЬ ПРИМОРСКОГО
КРАЯ
|
Каждое
болото уникально и из всех существующих его научных определений ни одно
не может претендовать на всеобъемлющую полноту. Классификация болот часто
отражает позиции той науки, которая их изучает. Ботаники разделяют их по
растительности, почвоведы и торфоведы - по составу торфа, геологи и географы
- по рельефу и геологическому строению ложа, гидрологи – по характеру болотных
вод. Классификация же болот по комплексу признаков - дело очень сложное
и до сих пор еще далеко не решенное. В настоящее время все болота делятся
на три большие группы: низинные (эвтрофные), переходные и верховые (олиготрофные).
Такая классификация болот пока удовлетворяет и теоретиков и практиков.
Основными составляющими болот
являются растения и торф. На болотах растут деревья, кустарники, травы,
мхи, лишайники и водоросли. По ним торфа разделяются на три крупных подтипа:
лесной, лесо-топяной и топяной, каждый из которых по определенному комплексу
растений-торфообразователей разделяется на ряд групп.
Неотъемлемой частью болот
являются микроорганизмы: бактерии, актиномицеты, грибы. Основная роль в
разложении растительного опада принадлежит бактериям. Участие актиномицетов,
- группы микроорганизмов, соединяющих в себе черты бактерий и грибов, -
и самих грибов в этом процессе слабое.
Реконструировать обстановки
древнего болотообразования и торфонакопления довольно трудно. Дело в том,
что подавляющая часть остатков растений-торфообразователей минерализованы
микроорганизмами до углекислого газа, метана и других газообразных,
жидких и твердых неорганических соединений. Однако, на этом процесс деструкции
растительного материала не прекращался. Сохранившиеся от минерализации
его остатки после захоронения и погружения на большие глубины под действием
высокой температуры и больших давлений меняли свой облик иногда до неузнаваемости.
Дальнейшая деструкция ископаемых растительных остатков происходит после
того, как они совместно с вмещающими их породами, под влиянием тектонических
процессов, выводятся на дневную поверхность. Наступает новый этап их минерализации,
а некоторая часть сохранившихся при этом остатков рассеивается водными
потоками в области аккумуляции осадков.
Однако, это далеко еще
не все, что определяет трудности в познании древнего торфонакопления. Ведь
многие растения, участвующие в этом, вымерли десятки и даже сотни миллионов
лет назад.
Не меньше трудностей в
познании физико-химических условий жизни обитателей древних болот - состава
и температуры приземной части атмосферы, геохимической среды в торфогенном
слое, его обводненности и пр.
Так что же такое болота и как
они образуются?
В определенных географических
условиях, где количество поступающей влаги превышает испарение, происходит
заболачивание местности. Этому способствует рельеф поверхности, геологическое
строение и состав коренных пород, но более всего влагу задерживает сама
органическая природа.
Болото – это экосистема,
в которой степень продуцирования органического вещества растениями значительно
превышает степень их разложения. Для болотных экосистем характерно застойное
или слабопроточное увлажнение, определяющее специфический характер растительности
и особый болотный тип почвообразования, выражающийся в накоплении торфа.
.
Для всех болот характерно то,
что погибшие растения в них разлагаются не полностью, а консервируются
в виде малоразложившейся органической массы - торфа. Торф является, с одной
стороны, результатом развития болота, а с другой - средой, в которой происходит
дальнейшее развитие болота. Вследствие высокой водопоглащаемости (около
1300%) и слабой водопроводимости (коэффициент фильтрации 0,0001 - 0,01
см/с) торф содержит огромное количество воды, препятствующей полному разложению
органики и способствующей ее консервации.
Болота образуются обычно
при заторфовывании водоемов, путем заболачивания наиболее низких мест или
вокруг выхода на поверхность грунтовых вод. Скорость торфонакопления определяется
разницей в скоростях накопления биомассы и ее разложения. Наименьшее разложение
органики и максимальная скорость нарастания торфа характерны для наиболее
низких участков со слабой проточностью. На повышенных участках с большой
проточностью скорость накопления торфа меньше.
Большое значение для развития
болот имеет качество влаги, т. е. состав и количество содержащихся в ней
минеральных веществ и в первую очередь кальция. Его количество в торфе
определяет кислотность среды, возможность развития и деятельности почвенных
животных и микроорганизмов. При достаточном содержании кальция формируются
торфяники более высокой степени разложения, при недостаточном - малой.
Растительность, произрастающая на площади торфонакопления, также требовательна
к минеральному питанию.
Как же происходит преобразование
растительной органики в торф? В торфянике выделяются две зоны: полного
насыщения торфяной залежи водой и аэрации. В зоне насыщения находится свободная
гравитационная и связанная с твердым скелетом торфа вода. В зоне аэрации
вода только связанная. Именно в зоне аэрации происходят практически все
микробиологические и химические процессы разложения отмирающей растительной
массы. Толщина этой зоны (деятельного слоя) обычно не превышает 60-70 см.
Деятельный слой наиболее насыщен микроорганизмами, разлагающими остатки
растений и превращающими их в торф; здесь наблюдаются наибольшие суточные
и сезонные колебания температуры, происходит впитывание атмосферных осадков,
наиболее интенсивная фильтрация воды и поглощение ее корневыми системами
растений. В среднем в болотах консервируется в виде торфа 10-20% биомассы
растений. Степень разложения торфа оценивается по отношению бесструктурной
части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумифицированных
остатков растений, к общему количеству торфа. Разложение торфа является
сложным биологическим, химическим и физическим процессом.
Основная потеря исходной
растительной массы происходит на первых этапах деструкции и обеспечивается
интенсивной деятельностью микроорганизмов и выщелачиванием растворимых
веществ. В зависимости от исходного материала количество растворимых веществ
различно. Так, в древесине современных растений оно не более 5%, а в листьях
травянистых растений - 30% и более. Поэтому степень разложения торфа зависит
не только от условий, в которых происходит разложение, но и от химического
состава растений. Наблюдается прямая зависимость между содержанием в растениях-торфообразователях
целлюлозы и степенью разложения торфа, так как целлюлоза разрушается одна
из первых и полностью. Степень разложения торфяников древесной, травяной
и моховой растительности составляет соответственно 50, 30-40, 25%. При
равном содержании целлюлозы степень разложения зависит также от биохимической
устойчивости растений. Так, у хвойных защитных веществ больше и степень
их разложения значительно ниже, чем у лиственных растений.
Таким образом процесс
гумификации торфа обуславливается как ускоряющими, так и тормозящими факторами.
К первым относятся высокое содержание целлюлозы, соединений азота, активных
минеральных элементов Р2О5, СаО и др. Тормозят процесс разложения антисептики,
биохимически устойчивые компоненты, отсутствие в среде кислорода и пр.
В различных климатических
условиях процесс разложения торфа протекает по разному. Например, в тропиках,
по сравнению с умеренным климатом, гумификация идет интенсивнее и более
длительное время, что, несмотря на высокую продуктивность биомассы, приводит
к меньшим скоростям и объемам торфонакопления.
В процессе дальнейших
преобразований торфа температура и давление изменяют лишь глубину течения
химических процессов.
Гумусовое вещество и не разложенные остатки растений
представляют собой органическую часть торфа. Другая его часть - минеральная
или зола - составляет иногда до 50% массы сухого торфа. Зола поступает
в торф из двух источников: из растений-торфообразователей и в виде минеральных
частиц, принесенных извне различными путями (ветром, атмосферными осадками,
грунтовыми и поверхностными водами).
Таким образом, накопление
торфа является крайне сложным, многофакторным процессом, особенности которого
зависят как от условий внешней среды, так и от структуры и состава растительного
биоценоза. |
