Планета Земля — наш общий дом, в котором люди живут очень давно, непрерывно увеличиваясь в численности.
К началу 3-го тысячелетия предполагается свыше семи миллиардов человек. Экономисты, социологи уже сейчас составляют расчеты по необходимому повышению продуктивности сельского хозяйства и использованию других природных ресурсов, чтобы и в будущем можно было обеспечить жизненные потребности человечества.
Многие задачи, которые встанут перед землянами в ближайшее время, окажутся без всякого преувеличения глобальными. Но материальной основой для решения бесконечного числа возможных проблем останется все та же биосфера, которую люди эксплуатируют с момента своего появления. Судьба наших потомков зависит от того, какие запасы естественных природных ресурсов останутся на их долю. Конечно, сохранение такой возможности полностью зависит от того, насколько бурно развивающееся антропогенное воздействие сможет успешно сочетаться с закономерностями эволюции органического (и неорганического) мира. Пока же антропосы, к сожалению, еще не стали рачительными хозяевами на своей планете.
Подтверждением сказанного может служить то печальное обстоятельство, что в результате хозяйственной деятельности в природе все больше накапливается не свойственных ей химических веществ и соединений, зачастую просто вредных для всего живого.
Техногенное воздействие особенно заметно в сфере влияния стран капитала. Там нередки территории (или акватории), ставшие совершенно безжизненными.
Показательны в этом отношении впечатления Тура Хейердала и его спутников, которыми они «обогатились» во время путешествия на «Ра». Скорость передвижения была очень невелика, не более 4—5 км в час, и они имели полную возможность рассмотреть все, что их окружало. И первое, что они отметили, — необычайная загрязненность Атлантики. Поверхность океана напоминала гигантскую свалку. Непрерывная радужная нефтяная пленка сопровождала их на всем пути. Комментарии, как говорится, излишни.
Необходимость в неотложных мерах по сохранению современных ландшафтов послужила предметом обсуждения специальной конференции ООН по окружающей среде, проходившей еще в 1972 г. в Стокгольме. Было принято решение о создании Глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС). Она организуется на основе международной и междисциплинарной кооперации научных сил. Основными элементами ее стали биосферные заповедники — природные резерваты, своеобразные ландшафтные эталоны. Сравнение с ними позволяет наглядно представить, насколько глубоки изменения, происшедшие в природе там или в другой физико-географической области под влиянием антропогенных факторов. Таким путем обеспечивается получение предельно полной информации о современном состоянии биосферы, в первую очередь в «горячих точках», нуждающихся в особенной защите.
Несколько биосферных заповедников создано у нас в стране. Первым из них стал Приокско-террасный заповедник, расположенный на берегу Оки, недалеко от Серпухова. По уникальности и сохранности природных комплексов он полностью соответствует требованиям, предъявляемым к подобным территориям.
У нас и в других странах социализма проблемам сохранения современных ландшафтов уделяется особое внимание. В Конституции СССР прямо сказано, что охрана природы является обязанностью каждого. Это, конечно, не уменьшает серьезности возникающих в связи с этим задач.
В литературных произведениях нередко можно прочесть описания просторов нашего государства, необычайного разнообразия его природных условий, редкого богатства полезными ископаемыми. Казалось, есть все, чтобы не беспокоиться о будущем. Но если предусматривать возможность пользования природными ресурсами неограниченно долгое время, иметь по-прежнему густые лесные массивы, плодородные поля, прозрачные озера и реки, то думать об этом надо уже сейчас. Хозяевам своей страны необходимо своевременно позаботиться о сохранении биосферы и возможности воспроизводства всего, чем она так щедро делится. А болота были уже нами названы неотъемлемой частью биосферы.
Член-корреспондент Академии наук СССР Н. И. Пьявченко занимается изучением заболоченных пространств. Его многочисленные труды убедительно свидетельствуют об уникальности этих природных образований. Их главная особенность — накопление гигантского объема органического вещества, а следовательно, и содержащейся в нем энергии. Очень специфичны растительные и животные сообщества, обитающие на болотах. Между ними и окружающим их ландшафтом существуют тесные и разнообразные связи, поэтому освоению болот непременно должно предшествовать комплексное и детальное их изучение. В противном случае попытки осушения заболоченного участка с целью превращения его в сельскохозяйственные угодья могут закончиться печально. Неумеренное понижение уровня болотных вод (если подстилающие грунты — пески) неизбежно сказывается на водном балансе окружающей территории. Влага из поверхностных слоев уходит вглубь, корни растений не достигают ее. Особенно страдает при этом травянистый покров.
Значение болот не ограничивается участием в распределении водных запасов и накоплением торфа. Они место обитания редких и исчезающих видов животных. На них гнездятся или кормятся журавли, тетерева, глухари, рябчики, белая куропатка. Это основные места, где держатся утки, гуси, лысухи, кулики, выпь, цапли и другие птицы.
На лесных озерах с заболоченными берегами любят селиться бобры, в болотных озерах водятся карась, линь, вьюн, щука и другие виды рыб. В поймах рек живут норка и ондатра, на сфагновые торфяники приходит полакомиться ягодами медведь, частые гости здесь — лось, олень, кабан и косуля. Если уничтожить болота, пострадают не только те животные, которые на них обитают, но и те, что живут поблизости, а болото для них служит местом укрытия.
Мало кому посчастливилось увидеть стерха — белого журавля. Повезло Н. А. Березиной — одному из авторов этой книги. Находясь в 1969 г. с группой студентов на экспедиционных работах, она встретила журавлей примерно в 30 км восточнее поселка Нарым. Сначала услышали крики стерхов, а потом показались пять крупных красивых птиц. Местные жители — ханты — рассказывают, что белые журавли гнездятся на болотах и в бассейне реки Конды. Подобные сведения несомненно интересны. До сих пор считается, что нигде в мире, кроме Яно-Индигирских тундр, стерх не гнездится. Вообще на земном шаре их сохранилось лишь около 450 пар. Этот вид внесен в Красную книгу — международный список редких и исчезающих животных.
Часто перелетные водоплавающие птицы выводят потомство на первом болоте, отдыхают во время перелета на втором, а зимуют за тысячи километров на третьем. Весной они летят обратно, и если исчезнет болото, где они вывели птенцов в прошлом году, это будет для них настоящей трагедией. Ученые установили, что численность водоплавающих птиц находится в прямой зависимости от площади водной поверхности болотных пространств.
Не меньшую ценность представляют болота, как место произрастания ценных и редких видов растений. Многие из них — резерв для получения различных медицинских препаратов. Их исчезновение приведет не только к оскудению флоры Земли, но и принесет чисто практический ущерб людям. Комплексы сложных соединений, которые в них содержатся, не всегда удается воссоздать искусственно. Вернее, на современном уровне науки можно синтезировать все что угодно, лишь бы была известна химическая формула. К сожалению, стоимость полученного продукта не всегда в состоянии компенсировать произведенные затраты. Гораздо рентабельнее сохранить естественную растительность.
Не случайно часть болот Нечерноземной зоны РСФСР превращена в заповедник. Их описание, детальные карты экспонировались несколько лет назад в павильоне «Космос» на ВДНХ СССР, где была организована тематическая выставка Академии наук СССР «Нечерноземная зона как регион биосферы».
О необходимости защиты болот говорили участники XI1 Международного ботанического конгресса, проходившего в июле 1975 г. в Ленинграде. «Охрана болот имеет научное, водоохранное, экономическое, оздоровительно-эстетическое и учебное значение»,— говорила в своем докладе А. Д. Смирнова (Горьковский университет). В Горьковской области взяты под наблюдение и охрану десятки болотных массивов; в основном типичные олиготрофные и мезотрофные болота. Многие из них клюквенные. Часть болот и озер просто уникальны по своему животному и растительному миру. Целесообразна организация заповедника (желательно со статусом биосферного заповедника) или памятника природы в центре Тюменской области — районе особенно интенсивной добычи нефти и газа, при которой число ненарушенных хозяйственным воздействием неповторимых болотных ландшафтов быстро сокращается. Несомненно одно: подготовка и проведение необходимой мелиорации нуждается в разработке особых схем в каждом отдельном случае. Не менее важно создание и заповедных зон.
Нельзя не упомянуть очень перспективные работы по динамике лесных болот Западно-Сибирской равнины, проводимые учеными Института леса и древесины им. В. Н. Сукачева СО АН СССР. Изучается соотношение двух процессов; лесообразования и болотообразования. Установлено, что преобладание одного из них зависит от колебаний уровня грунтовых вод, скорости фильтрации. Основным гидрологическим показателем, прямо связанным с приростом древесины, оказывается расход воды в корнеобитаемом слое торфа. И вот возникла идея: путем подбора и посадки древесных и других пород, интенсивно испаряющих влагу, уменьшить влажность почвы. Постепенно создаются условия, способствующие замене болотной растительности на лесную. Площади болот сокращаются без нарушения природного динамического равновесия.
Так можно успешно бороться с процессами заболачивания. Но в сохранении ранее сформировавшихся болот или хотя бы их части, тоже имеется немалый смысл. Дело заключается в том, что они — своеобразный эталон, чутко реагирующий на изменение водного баланса местности.
О круговороте воды — одном из грандиознейших природных явлений — мы узнаем буквально на первых школьных уроках по географии. Огромные ее массы содержатся в атмосфере, перемещаются по поверхности нашей планеты, накапливаются в рыхлых горных породах; вода активно участвует в физическом и химическом разрушении верхней части земной коры. Без нее невозможна жизнь, поскольку хорошо известно, что представляет собой наиболее существенную часть цитоплазмы живой клетки. Само появление жизни на Земле было связано с формированием водной оболочки планеты.
Мы уже упоминали, что в решениях XXVI съезда КПСС, посвященных охране природы, особое внимание уделено рациональному использованию воды — ценнейшего природного ресурса. И это вполне закономерно.
Мы не всегда достаточно серьезно задумываемся над значением пресной воды в культурной и хозяйственной деятельности людей, а также над необходимостью ее разумного расходования. Между тем за время существования человеческого общества безвозвратно истрачен целый океан этого природного дара. Потребление воды особенно возросло в последние годы. И уже сейчас человечеству приходится задумываться о принятии неотложных мер для сохранения запасов чистой пресной воды. Иначе, по словам известного эколога Юджина Одума, вода станет основным лимитирующим фактором для Homo sapiens как биологического вида.
Подсчитано, что общие запасы на Земле всех видов воды в свободном состоянии составляют 1 386 млн. км3. Если ею равномерно покрыть весь земной шар, то толщина слоя оказалась бы 3700 м. Основной запас воды в мировом океане — 1 338 млн. км3 (96,5%), но она горько-соленая. Пресной воды на Земле 35 млн. км3, или 2,5% от общего количества. Более 24 млн. км3 (70%) находится в законсервированном виде в ледниках и снежном покрове Арктики, Антарктики, Гренландии. Запасы подземных вод — свыше 10,5 млн. км3. Реки и озера содержат 95 000 км3, т. е. всего 0,26% от суммарных ресурсов пресных вод, или 0,007% от общих запасов воды на Земле.
Главный источник пресных вод на суше — влага, приносимая с поверхности океана. Океан — гигантский естественный опреснитель. Речной сток (45 000 км3), ежегодно формирующийся за счет выпадения осадков на суше, составляет возобновляемые водные ресурсы.
Сущность водной проблемы состоит в том, что возобновляемые ее ресурсы ограничены, и бесплановое, нередко хищническое отношение к ним как к бесплатному дару природы приводит к их истощению и резкому ухудшению качества. Это наносит непоправимый ущерб животному и растительному миру, нарушает экологическое равновесие в биосфере.
Водные ресурсы в природе — одни из наиболее подвижных. Они естественно делятся на речные, озерные, подземные, почвенную влагу, воду болот — разные звенья круговорота воды, элементы общего водного баланса. Изучение его структуры, соотношений приходной и расходной составляющих позволяют установить закономерности распределения пресной воды в биосфере. Почва и растительность (в том числе и болот) — посредники между климатом и гидрологическими явлениями, поэтому, как факторы формирования гидрологического режима, они очень важны.
Увеличение продуктивности сельскохозяйственного производства нередко бывает связано с окультуриванием земель, ранее считавшихся нерентабельными. В случае заболоченных территорий их предварительно приходится мелиорировать с целью уменьшения естественной влажности почвенного горизонта. Следовательно, хозяйственное освоение таких участков практически начинается с создания водного режима, благоприятного для культурных растений.
Целесообразность подобных действий в принципе сомнений не вызывает. Но нельзя допускать резкого изменения уровня грунтовых вод даже на небольшой территории. Ведь она не существует изолированно, и это может нежелательно отразиться на значительном пространстве. Болота — естественный аккумулятор влаги в окружающем его ландшафте, и с этим приходится считаться.
Существует древнее сказание о трех реках — Днепре, Волге и Западной Двине. Раньше они были людьми — так рассказывали о них наши далекие предки. Днепр — брат, Волга и Западная Двина — его сестры. Остались они сиротами, натерпелись всякой нужды, решили пойти по белу свету и разыскать для себя такие места, где можно разлиться большими реками. Ходили они три года, наконец, нашли то, что нужно, и остановились все трое на ночлег в болотах.
Но сестры оказались хитрее брата. Едва Днепр уснул, они встали и потихоньку потекли реками по отлогим местностям. Проснулся брат поутру, смотрит — далеко его сестры. Раздраженный, ударился он о сыру землю и понесся за ними в погоню шумным потоком по рвам и буеракам. Чем дальше бежал, тем больше сердился и рыл крутые берега.
За несколько верст до впадения в синее море гнев его утих, и он спокойно вступил в морские пучины. Две его сестры, укрываясь от погони, разбежались в разные стороны. Вот отчего Днепр течет быстрее Западной Двины и Волги, у него много порогов и все три реки берут начало свое в болотах…
Как видно, никогда не вызывало сомнения, что болота служат источником питания рек, и это даже нашло отражение в легендах. Тем не менее о гидрологической роли болот уже много лет (и сегодня еще) идет дискуссия.
Еще в 1873 г. экспедиция И. И. Жилинского по осушению болот Белорусского Полесья обнаружила, что уровень воды в Днепре почти непрерывно понижается.
В 1895 г. организовали особую экспедицию для исследования источников питания главнейших рек Европейской России. Экспедиция исследовала истоки Волги, Днепра, Оки, Дона, Западной Двины, Сызрани.
Так как Днепр и Волга берут начало из болот, вопрос об их роли в питании рек оказался одним из центральных в работе экспедиции. Руководитель ее гидрологической части С. Н. Никитин писал тогда в своем отчете: «Не может подлежать… сомнению, что дренирование и осушение всех типов болот, особенно лесных, в сколько-нибудь значительных размерах было бы гибельно для водоносности всей системы, по крайней мере без надлежащей задержки весенних, а может быть, и осенних вод дорогостоящими гидротехническими сооружениями, которые едва ли были бы в состоянии окупить стоимость болот… Мы получили бы страну, в которой почти все снеговые и дождевые воды быстро и непроизводительно скатывались в реки, увеличивая их временные паводки, обезвоживая страну и доводя воды Днепра до ничтожного минимума».
В 1914 г. с противоположной точкой зрения выступил Е. В. Оппоков. Он считал, что вода, попадающая в болота от талых снегов или дождей, гораздо легче и быстрее будет испаряться в атмосферу, чем поступать в реки, особенно при засухах. Болота «не только не являются, — согласно его мнению,— источником питания рек, а напротив, сами нуждаются в нем и нередко даже лишают реки известного меженного питания, перехватывая приток грунтовых вод, направленный к рекам». Уже в советское время с мнением Е. В. Оппокова соглашались многие исследователи.
Хотя современные исследования показали, что естественные торфяники как регуляторы стока не играют большой роли, осушение, проведенное в большом масштабе, особенно в лесостепной зоне, может привести к нежелательным последствиям. Осушение способствует увеличению стока в первые годы после него. Что касается изменения стока через 20—50 лет и, следовательно, окончательного влияния осушения на сток, то приходится признать, что это — чисто теоретические вопросы. Изменения стока во времени не могут быть предсказаны без тщательных исследований.
В этом отношении любопытные данные приводятся в книге В. Ф. Шебеко, опубликованной в 1975 году. Автор сравнивает суммарное испарение с осушенного и с нетронутого болота. Вывод несколько парадоксален — с неосушенных болот в основном испарение меньше. Для злаков и других посевных трав (культур наиболее активных по потреблению воды), растущих на осушенном болоте, величина испарения, особенно в период созревания, оказывается вдвое большей, чем на участках с естественной болотной растительностью.
Как видим, обсуждаемый вопрос сложен и ответы противоречивы. Возможно, это происходит от того, что гидрологические процессы на осушенных участках протекают по-разному в зависимости от конкретных условий и типов болот.
Очевидно, к решению самой проблемы: осушать или не осушать (быть болоту или не быть?) — надо подходить лишь после тщательного изучения гидрологического режима. Подобные исследования должны проводиться и в случае речного стока в результате осушительных мероприятий.
Согласно исследованиям В. В. Рахманова (1978), оценки влияния осушения болот на окружающую территорию тоже оказываются неоднозначными. «И все же, — пишет он, — следует считаться с часто приводимыми фактами обмеления малых рек и иссякания источников после осушения болот…»
Конечно, этот вывод может быть неправомерным, если речь идет о реках, бассейн которых измеряется тысячами квадратных километров. Для малых речных бассейнов исчезновение болот может быть достаточно заметным.
Локальное влияние осушения прослеживается только на очень малых реках. Оно далеко не безвредно: при проведении канав и закладке дрен, спрямлений и углублений речных русл уровни грунтовых вод опускаются как непосредственно на осушаемой территории болот, так и в некоторой прилегающей к ней полосе суходолов. В результате уменьшается количество родников, пересыхают ручьи, мелеют небольшие речки. Некоторые прилегающие к болотам земли оказываются переосушенными и малоурожайными.
Итак, обсуждение интересующей нас проблемы еще раз подтвердило неоднозначность ответа на поставленные вопросы. Собственно, иначе и быть не могло. Ведь речь может идти об изучении и последующем освоении бесконечного разнообразия болотных массивов с только им присущими особенностями. И подход к каждому из них должен быть строго дифференцированным. В последние годы проводились крупнейшие преобразования современных ландшафтов, немало было и мелиоративных работ. Они планируются в широких масштабах и на текущую пятилетку. Соответственно возрастает необходимость предварительного изучения осваиваемой территории.
Большинство специалистов (гидрологов, мелиораторов) приходят к заключению, что вполне реально проведение осушительных мелиораций без снижения уровня подземных вод и уменьшения дебита малых рек при условии учета специфики конкретной гидрологической системы. В каждом отдельном случае необходимо детально и скрупулезно учитывать факторы природной зональности, геоморфологии местности, где расположен болотный массив, и особенности его водного питания.
Роль болот в питании рек и их водорегулирующее значение для определенной территории было предметом обсуждения на всесоюзном совещании в мае 1978 г. в г. Пущино-на-Оке, где размещается Научный центр биологических исследований АН СССР. Ясность в существо вопроса была внесена в первую очередь выступлением Н. И. Пьявченко. Он отметил, что действительно у истоков многих наших рек находятся низинные болота или озера, окруженные болотами. Это и создает впечатление, что реки питаются болотными водами. В сущности и реки и болота питаются грунтовыми водами, выходящими из подземных водоносных горизонтов. Заметный вклад вносят и атмосферные осадки, выпадающие на водосборную площадь.
Что же касается верховых и переходных болот, не связанных непосредственно с речными долинами, то они отдают рекам только ту часть атмосферных осадков и грунтовых вод, которая уже не может быть поглощена переувлажненным сфагновым покровом и залегающим под ним торфом. Какая-то доля влаги испаряется болотными растениями. В результате в реки попадает не более трети от годового количества осадков.
Конечно, в условиях крупных болот площадью в десятки и сотни тысяч гектаров даже такая часть воды способствует образованию ручьев и речек. И в данном случае болота не служат источником влаги, а лишь перераспределяют поступающие осадки указанным выше образом.
Выводы Н. И. Пьявченко подтверждаются практикой осушения болот в лесной зоне. Сток воды в речную сеть сразу начинает увеличиваться. Это естественно, поскольку влага больше не аккумулируется в верховых и переходных болотах, что наблюдалось до мелиоративных работ. Об этом говорили и финские исследователи — участники международного симпозиума по гидрологии заболоченных территорий. Такое заметное увеличение общего количества участвующей в круговороте воды несомненно оказывается положительным влиянием. Особенно если учесть прогрессирующую аридизацию (иссушение) климата северного полушария.
Но при широких масштабах осушительной мелиорации трудно избежать всех возможных ее последствий. Резкое усиление стока с водосборной площади увеличивает смыв, и речные воды загрязняются сравнительно большим количеством минеральных солей и гумуса. Это приводит к заметному изменению биохимической обстановки, и в первую очередь к снижению содержания кислорода. Несомненно, сток воды в речные бассейны может быть регулируемым, но при условии внесения определенных коррективов уже при проектировании мелиоративных сооружений.
Итак, можно считать установленным, что болота не увеличивают, а даже уменьшают дебит речного русла. Тем не менее болотные массивы речных долин и низменностей, особенно приуроченные к песчаным почвам и близким к поверхности грунтовым водам, нередко образуют единую с ними гидрологическую систему. Чем активнее осушаются болота, тем ниже опускается уровень грунтовых вод, что отрицательно сказывается на водном режиме прилегающих территорий. В первую очередь страдают возвышенные участки. Сначала травы, а затем и древесный ярус перестают получать из почвы необходимую влагу, а это приводит к гибели растительного покрова, иссушению и развеванию почвенного горизонта.
Любая гидрологическая сеть в сущности представляет собой систему сообщающихся сосудов со всеми вытекающими отсюда последствиями. При закладке в пониженных частях рельефа осушительных каналов глубиной до метра на суходолах еще не происходит заметного изменения водного режима. Уровень грунтовых вод понижается сантиметров на двадцать. Хотя для посевов зерновых культур это и нежелательно: появляется нужда в дополнительном поливе. Но канавы могут быть и более глубокими, тогда дефицит влаги коснется не только трав, но и древесных пород. Практика показывает, что длительное понижение зеркала подземных вод на 70 см и более вызывает угнетение лесных фитоценозов, прирост древесины снижается. Нормальный рост деревьев восстанавливается лишь через добрый десяток лет, после того как корни проникают в более глубокие горизонты почвы.
Несомненно, сказанное ни в коей мере не отрицает необходимости частого проведения осушительных мероприятий. Речь может идти лишь об обязательном предварительном изучении болотного массива. Собранные при этом данные дадут основу для прогнозирования тех изменений, которые могут произойти в окружающем ландшафте при значительном колебании степени увлажнения, а следовательно, и предупреждения нежелательных последствий. А разумно проведенная осушительная мелиорация заболоченных пространств несомненно целесообразна. С ее помощью расширяются возможности лесоразведения, увеличиваются площади сельскохозяйственных угодий. Появляются новые участки для промышленного и гражданского строительства.
Примером могут служить осушительные работы, проведенные на юге Западной Сибири, в Прикамье, Карелии. В частности, они дали значительный лесоводческий эффект. Быстро улучшилось качество древостоя, болотная почва стала замещаться более плодородной луговодерновой или лесной. В почвенном горизонте увеличилось количество гумуса, улучшилась структура. Корни стали получать больше атмосферного кислорода и нужных растениям питательных веществ. Резко усилилась деятельность почвенных организмов. Осушение заболоченных лесных участков полезно во многом. Последующее лесообразование способствует длительному сохранению торфяной залежи без изменения ее свойств. Происходит своеобразная консервация торфа. Однако положительные результаты достигаются лишь при осушении низинных и отдельных типов переходных болот.
Осушение верховых болот часто нецелесообразно, а в некоторых случаях даже вредно. Древостой при этом не улучшается, но зато наверняка ухудшаются условия обитания болотных ягодных кустарников. Урожайность такой естественной ягодной плантации может быть сведена к нулю. Так что, пожалуй, не мешает предварительно серьезно подумать: быть или не быть верховому болоту. Конечно, когда оно создает неудобства близлежащему селению или служит помехой для строительства, то такие мероприятия становятся необходимыми. Но совершенно недопустима точка зрения, что все болота должны подвергнуться обязательной осушительной мелиорации.
Вообще, цель лесной осушительной мелиорации, как справедливо отмечает Н. И. Пьявченко, в определенном уменьшении переувлажнения. Регулирование водного режима должно коснуться лишь верхнего, корнеобитаемого слоя толщиной 40—50 см. Этого достаточно, чтобы торф лишился примерно 15% общей влажности и соответственно понизился уровень болотных вод. На осушенном болоте возникает лес, а торфяная залежь, покрываясь слоем лесной подстилки, остается неразрушенной. Так создается резерв органического вещества для более рационального использования в будущем.
В данном случае речь шла о рациональном освоении болот лесной зоны. Иная картина возникает при переходе в немногочисленные районы юга лесостепной зоны, собственно степи. Там торфяники залегают только в поймах рек, в оврагах и балках, увлажняются подземными грунтовыми водами, и осушение их тоже не всегда оказывается целесообразным.
Следует учитывать, что разработка крупных месторождений полезных ископаемых в южной половине европейской части СССР может оказывать определенное влияние на водный режим территории. Богатые влагой участки, расположенные в пониженных частях степного рельефа, не могли не привлекать внимания сельскохозяйственных организаций. Конечно, были попытки освоения.
О них свидетельствуют материалы К. Ф. Хмелева, известного своими работами по изучению динамики растительности болот черноземных областей.
До осушения, когда грунтовые воды залегали на глубине 5—15 см, на них пышно росли тростники, осоки и другие водолюбивые растения. После мелиоративных работ картина резко менялась. Очевидно, происходили какие-то необратимые изменения в распределении грунтовых вод, запасы которых в этих условиях невелики. В результате начиналось активное понижение их уровня и прежняя растительность заменялась менее продуктивной. Она быстро приобретала черты засухоустойчивости. А для сельскохозяйственного использования мелиорированный участок оказывался пригодным только в течение нескольких лет.
Многолетний опыт подсказывает, что в условиях засушливого климата Центрального Черноземья, особенно в степных районах, сохранение болот в естественном состоянии гораздо выгоднее, чем последующая эксплуатация мелиорированных участков. Культурные поля, как правило, располагаются на значительном расстоянии от рек, и болота создают благоприятный микроклимат, поддерживая грунтовые воды на определенном уровне. Вместе с тем травостой низинных болот создает природную кормовую базу, которая может быть использована в виде сенокосов и для приготовления силоса. Биологическая продуктивность таких болот составляет 22—28 ц/га.
Нежелательно осушение болот на Крайнем Севере. Оно вызывает поднятие уровня многолетней мерзлоты. В этих районах мелиорация должна планироваться лишь в случае острой необходимости. Могут осушаться только отдельные участки для строительных нужд. Развитию сельскохозяйственной и лесной мелиорации препятствуют суровые климатические условия и многолетняя мерзлота.
Сложность предсказания возможных изменений природных условий при освоении болот обусловливается еще одним обстоятельством. При современном уровне изучения природных комплексов мы еще не в состоянии составлять достоверные прогнозы изменения поверхностного стока. Очевидно, необходимы более полные данные по изменению климата территории на протяжении веков, материалы о развитии лесов, жизни болот и рек. Пока же можно только сказать, что реки, текущие по заболоченным районам и имеющие заболоченные водосборы, отличаются небольшим, но длительным половодьем, продолжающимся и в летние месяцы. На реках сухих областей паводки бурные и короткие. Известно, что также их уровень и длительность зависят от интенсивности поверхностного стока. Нетрудно представить, насколько катастрофичны были бы разливы сибирских рек, если бы подавляющую часть их стока не перехватывали болота.
Всем известно, какой вред приносят сельскохозяйственным угодьям эрозионные процессы. Болота, консервируя воду, уменьшают смыв и размыв почвенного слоя. Меньше загрязняется речная и озерная воды, обеспечивается минимальный вынос с материка в океан минеральных веществ.
Отмечая роль болот в круговороте воды, особенно следует подчеркнуть значение олиготрофиых болот как аккумуляторов пресной влаги. Только в таежной зоне Западной Сибири они сохраняют около 500 км3 отфильтрованной чистой воды. А общий ее запас в различных типах болот Западно-Сибирской низменности достигает 1000 км3. Его хватило бы на орошение полей всех засушливых областей нашего государства примерно в течение столетия. Подобные резервы становятся особенно важны в последнее время, когда во многих районах ощущается дефицит пресной воды.
Существенна роль болот в формировании газов атмосферы. Их растительный покров суммарно вырабатывает ежегодно 1,6 · 108 т кислорода. Такие цифры могут показаться преувеличенными, но они совершенно реальны, потому что на болотах, в отличие от лесных и других растительных сообществ, кислород очень мало расходуется на разложение органического вещества. Для биосферы в целом и человеческого общества в частности это не менее важно, чем упомянутое накопление пресной воды. Согласно данным, приведенным в статье О. П. Добродеева (1977), на сжигание угля, нефти и газа ежегодно тратится 2· 1010 т свободного кислорода. И эта цифра непрерывно растет. Уже сейчас получается, что фактическая приходная статья баланса свободного кислорода только на порядок меньше расходной. Соответственно увеличивается значение и компенсирующих процессов, происходящих в болотной толще.
До вмешательства человека в биосферу основным поставщиком кислорода в нее был умеренный пояс северного полушария. Леса, болота, озера, а также океанские отмели (шельф) занимают в нем наибольшую площадь. К сожалению, сейчас многие страны стали активными потребителями кислорода. Гигантское количество горючих веществ сжигается в США, Канаде, в Западной Европе и др. Приостановить бесконечный рост пожирания кислорода промышленностью и транспортом может лишь одно: ограниченность запасов горючих ископаемых в недрах земной коры. Истребив их, люди будут вынуждены искать новые источники энергии, и можно надеяться, что они окажутся более безвредными для биосферы.
Издревле люди основательно потрудились над тем, чтобы сократить зеленый убор Земли. Но пока благодаря жизнедеятельности зеленых растений — лесных, луговых, болотных, водных — в атмосферу ежегодно поступает около 3,2· 1011 т свободного кислорода — в десять раз больше того, что пожирает промышленность и транспорт. Но есть и другие пути использования кислорода. Немало его уходит на естественные процессы окисления, происходящие в биосфере, особенно активные в экваториальных, субэкваториальных, а также в засушливых областях, где скорость окисления возрастает пропорционально повышению температуры. В таких условиях отмирающие органические вещества обычно характерны для умеренных и субарктических областей. Они сохраняются не только в болотах, но и на дне озер, в поймах рек и в почвенной подстилке. Этому способствует наличие низких температур. Как известно, 99% запасов торфа сосредоточены именно здесь.
Сохраняется органическое вещество — происходит заметная экономия свободного кислорода, безотказно вырабатываемого растениями в процессе фотосинтеза. Звучит парадоксально, но в жарких областях даже лесные массивы не служат поставщиками живительного газа. Они только мощные ускорители круговорота веществ. Под покровом тропического леса атомы кислорода непрерывно отщепляются от молекул воды, но они тут же участвуют в реакциях окисления отмирающего органического вещества.
Болота не только поставщики кислорода в атмосферу Земли. Они играют немалую роль в очищении ее от ненужных, зачастую вредных примесей. Работы ученых-гигиенистов подтверждают, что мелкие частицы, взвешенные в воздухе (пыль, а вместе с ней микроорганизмы), передвигаются, особенно при штиле, в сторону пониженной температуры. Подобное явление носит название термофореза. Благодаря ему частицы поглощаются поверхностью болот. Собственно, так и обеспечивается минеральное питание растений олиготрофных (верховых) болот. Масса пыли, исчезающей в болоте, нередко может быть значительной — до 3000 кг/га.
В ней содержатся и вещества, нужные растениям: соединения азота, калия, фосфора, серы и др. Толстый влажный моховой ковер буквально как пылесос вытягивает из воздуха загрязняющие его частицы. Пылевые частицы, попавшие в кислую воду верхового болота, легко распадаются на ионы. Часть их усваивается растениями, часть передвигается по сфагновой дернине к ее краю, особенно если верховое болото выпуклое. Нерастворимые вещества и неусвоенные растениями ионы постепенно выводятся из круговорота и поглощаются толщей торфа по мере нарастания мохового покрова. Эта способность болота к очищению атмосферы дает основание считать их естественными геохимическими барьерами в природе.
Крупные олиготрофные массивы болот, образующие иногда целые сложные системы, успешно справляются с. довольно значительным химическим загрязнением, снова и снова восстанавливая свою олиготрофность.
Что касается небольших болот, то при значительном повышении минерального питания могут произойти заметные изменения в растительности покрова. В сущности на этом основан принцип так называемого биологического осушения болот, когда вносятся удобрения и олиготрофные растения начинают вытесняться более требовательными к минеральным солям, но зато и более конкурентноспособными формами. Так без насилия над окружающей средой болота можно превратить в кормовые угодья. При условии, что их использование компенсирует потерю-урожая ягод.
Замена болотной растительности менее влаголюбивыми видами ускоряется еще тем, что олиготрофы просто не в состоянии переносить резкое обогащение почвы минеральными веществами. Особенно губительным для них оказывается кальций. Он связывает в нерастворимые соединения находящиеся в болоте в малых дозах соединения фосфора, необходимые для нормального течения жизненных процессов. Для полной гибели пышного сфагнового ковра достаточно концентрации кальция не более 0,3% от общего веса растительной массы.
Болотные системы, как всякие биогеоценозы, не только чутко реагируют на изменения окружающей среды, но и сами непрерывно влияют на нее, находятся с ней в тесном взаимодействии. Роль болот в формировании ландшафта прямо пропорциональна их массе, а она может достигать просто колоссальных размеров. Болота только центральной части Западной Сибири, если считать и торфяную залежь, и покрывающую их растительность, «весят» около 100 млрд. т. Такая гигантская обильно увлажненная толща не может не влиять на физико-географическую обстановку.
Болота могут оказывать влияние на формирование теплового, радиационного баланса. Например, величина радиационного баланса любого участка земной поверхности в первую очередь зависит от его отражательной способности (альбедо). Чем меньше альбедо, тем больше поглощается солнечной радиации. Огромные площади верховых сфагновых болот отличаются небольшой величиной альбедо (порядка 15%), значительно меньшей, чем суходолы. Именно это свойство болот в значительной степени может влиять на континентальность климата Западной Сибири в сторону ее смягчения, потому что испарение с их поверхности достаточно велико. В районах, где болота занимают 40% от общей площади и более, испарение с них составляет основную долю в круговороте влаги.
Степень испарения во многом зависит как от географического расположения болотного массива, так и от типа болота. Обилие лишайников в растительном покрове тундры и лесотундры, присутствие многолетней мерзлоты, вплотную прилегающей к корнеобитаемому слою, — все это значительно уменьшает отдачу влаги в атмосферу. На одних и тех же выпуклых олиготрофных сфагновых болотах средние многолетние показатели этого процесса колеблются от 316 до 434 мм. Разница между минимальными и максимальными величинами почти в полтора раза.
Выше упоминалось о своеобразии водного режима сложных болотных систем, очень типичном для крупных болот с рельефом, получившим название грядово-мочажинного. Возвышенные участки — гряды, как вы помните, регулярно чередуются со значительно более увлажненными понижениями-мочажинами. В понижениях могут располагаться мелкие озерки. Так вот, мочажины и озера испаряют примерно одно и то же количество влаги. Но испарение с гряд, густо покрытых мхом, травами и болотными кустарничками, может превосходить испарение с открытой водной поверхности.
В Западной Сибири пояс максимального испарения (350 мм) совпадает с подзоной южной тайги. Конечно, этому способствует немалое количество атмосферных осадков (500 мм), но несомненно важную роль играет и сильная заболоченность территории. Замечено, что повышенная относительная влажность создается не только над поверхностью болот, но и над прилегающими к ним лесами и лугами. А это очень важный фактор успешного роста и развития растений. В таких условиях происходит большое накопление органических веществ не только лесной и болотной растительностью, но и сельскохозяйственными культурами. Дополнительное увлажнение, создаваемое болотами, постоянно снижает отрицательное воздействие нередкой атмосферной сухости воздуха в таежной зоне и приходящих с юга суховеев в лесостепи.
Однако будем объективными. Не следует забывать и об отрицательных последствиях чрезмерного переувлажнения почвы. Ведь этому неизменно сопутствует уменьшение в почве количества кислорода, ухудшающее условия роста растений. По-видимому, нет нужды доказывать необходимость мелиоративных работ на таких территориях. Речь о другом: их организация должна быть рациональна. Только тогда появляется надежда избежать отрицательных последствий в окружающем ландшафте.
Сотрудниками Государственного гидрологического института в течение ряда лет изучалось влияние на окружающую среду крупномасштабных осушительных мелиораций. В частности, работы велись на севере Западной Сибири, где особенно важно предугадать возможные изменения теплового режима многолетней мерзлоты. Оказалось, что заболоченные пространства в этой зоне осушают разными методами. Оптимальный вариант тот, при котором остается нетронутым растительный покров. Он защищает слой многолетней мерзлоты, и значительного изменения гидрологического режима не происходит.
Но если растительный покров при мелиоративных работах не сохраняется, то неизбежно увеличивается глубина сезонного оттаивания, не исключено развитие термокарста, эрозии, солифлюкции. В результате может произойти разрушение рельефа, в первую очередь возвышенных участков: холмов, террас. А вместо осушенного пространства вновь возникнут непроходимые болотные топи. Выпустить джинна из бутылки легко, а чтобы воспрепятствовать его сокрушительной деятельности, придется приложить массу сил и средств, которые могли бы иметь более разумное применение.
Следует также учитывать то, что районы распространения вечной мерзлоты имеют ярко выраженную специфику. Невнимание к ней может привести к разрушению капитальных сооружений и превращению значительных территорий в непригодные земли, недоступные для освоения в течение длительного времени.
При планировании широких осушительных мероприятий в любом районе страны непременно должны учитываться возможные изменения водно-теплового режима. В первую очередь это касается почвы. Резкие перемены в обычной для нее физико-химической обстановке отрицательно отражаются на ее продуктивности. Между тем актуальность освоения переувлажненных территорий становится все более острой. Хотя бы в той же Западной Сибири. После открытия в ее недрах нефти и газа население края значительно возросло. Естественно, возникла неотложная задача расширения местной продовольственной базы, что во многом связано с созданием площадей, пригодных для выращивания культурных растений. Природные условия Сибири суровы, и в ряде районов возделанные участки не составляют и сотой доли от общей территории.
Сейчас предпринимаются меры по превращению ряда участков зоны БАМа в сельскохозяйственные угодья. Здесь это еще более важно. Население районов, объединяемых новой магистралью, растет очень быстро, а площадей, пригодных для освоения, только в западной части зоны насчитывается свыше 120 тыс. га.
Рациональное использование болот — одна из задач Продовольственной программы. Культурные растения должны давать устойчивые урожаи там, где простираются заболоченные пространства. Но природа болот различна, различна и многовековая история их формирования. Ее надо знать, чтобы учесть даже мелкие особенности при попытках хозяйственного освоения. Только тогда можно добиться успешных, действительно положительных результатов без нарушения многовековых закономерностей формирования современных ландшафтов.
Авторы этих строк не случайно уделяют столько внимания рассмотрению мелиорации заболоченных пространств. «Совершенно очевидно, — пишет известный гидролог К. Е. Иванов, — что любое преобразование компонентов естественных ландшафтов, производимое в крупных масштабах на больших территориях и связанное с тем или другим видом производства и использования, не может осуществляться без учета той роли, которую выполняют эти компоненты в общем физико-географическом процессе».
Действительно, любой природный объект, подвергающийся антропогенному воздействию, динамически устойчив, пока сохраняются его многочисленные связи, его полное единство с окружающим ландшафтом. К нарушению существующего равновесия требуется подходить с необычайной осторожностью. Иначе, если даже отбросить неисчерпаемый ущерб, приносимый природе, само мероприятие окажется убыточным для народного хозяйства. Особенно опасны непродуманные решения и действия, когда люди касаются такого важнейшего компонента биосферы, как водные ресурсы. В полной мере сказанное относится и к теме нашего повествования — болотам.
Конечно, бережного отношения заслуживает любое природное образование, но все, что связано с вторжением в сферу водного режима, нуждается в особо деликатном подходе. Болота осваивать нужно. Нельзя, чтобы такие естественные богатства не нашли в народном хозяйстве всестороннего применения. Но разнообразие болотных систем, различие в их структуре и тех функциях, которые они выполняют в тех или других климатических зонах, заслуживают самого пристального внимания. Учет их — основа для рационального освоения, охраны и оценки устойчивости к тем или иным внешним воздействиям. К. Е. Иванов считает, что нельзя приступать к разработке болотных пространств без целого комплекса предварительных мероприятий. Мы позволим себе перечислить некоторые из них.
Основной путь для предельно разумного подхода к болотным образованиям различных типов — детальное познание их природных свойств и потенциальных возможностей. Очень важно, в каком районе страны находится болото и какие хозяйственные задачи ставятся при его освоении. Огромное количество болот в нашей стране вынуждает к составлению их кадастра. С ним связано проведение экономической оценки болотного фонда СССР, установление современных ресурсов болот, направления их использования в обозримом будущем, опять-таки с учетом особенностей различных типов.
В постановлении Центрального Комитета КПСС и Совета Министров СССР «О плане мелиорации земель на 1976—1980 гг. и мерах по улучшению использования мелиорированных земель» (1976 г.) строго указывается, что подобные работы могут выполняться только «с учетом влияния… на экологические, физико-географические и социально-экономические процессы».
Сохранение и разумная эксплуатация болотных ландшафтов— проблема важнейшая, особенно в нашей стране, располагающей более чем 2/3 заторфованных площадей земного шара. Сейчас претворяется в жизнь план повышения сельскохозяйственной продуктивности Нечерноземной зоны РСФСР. В этом регионе свыше 50 млн. га болот, с полным основанием относимых к бросовым и ненужным землям, хотя бы потому, что болотные ягодники, особенно в северных районах, используются максимум на одну пятую. Остальной урожай сгнивает на корню. Освоение болот — важная составляющая в повышении общей продуктивности Нечерноземья. При этом нельзя забывать, что болота — неотъемлемая часть биосферы, географический фактор, в значительной степени определяющий экологическое равновесие среды.
Эти мысли далеко не новы, поскольку высказывания в защиту болот прозвучали еще в конце прошлого века. Но серьезное внимание охране болотных ландшафтов стало уделяться лишь за последнее десятилетие. Отрадно видеть, что далее те организации, которые непосредственно занимаются составлением схем и планов мелиоративных работ, намечают, какие из них необходимо охранять, причем безотлагательно, в первую очередь.
Трудности, с которыми сталкивается мелиоратор, сопровождают его в течение всей работы. Даже самые незаметные промахи, допущенные вначале при освоении болотного массива, со временем могут стать серьезным препятствием на пути устранения нежелательных гидрологических изменений. Проведение мелиорации заболоченных пространств нуждается в очень большой осторожности. По-видимому, сам термин «осушение» нуждается в уточнении. Ведь цель таких работ не механическое удаление влаги, а создание водно-воздушного режима почвы, наиболее благоприятного для роста и развития растений. Из освоения любого заболоченного пространства можно извлечь максимальную пользу лишь при учете природных закономерностей и сохранения возможностей воспроизводства ресурсов биосферы.
В нашей стране, где леса заболочены минимум на четверть, осушение почв вызывается необходимостью более полного использования лесных богатств. Мелиорация — важнейшая отрасль лесозаготовительной практики. Но обязательность ее не избавляет от возможных ошибок. Известны примеры, когда бурное строительство осушительных каналов ведется без сооружения подъездных путей и мелиорированные участки становятся недоступными для эксплуатации. На осушенных болотах возникают пожары, сухая торфяная почва легко воспламеняется. Попробуйте быстро ликвидировать очаг возгорания, если к нему можно добраться лишь по воздуху. В итоге затраты на мелиорацию не окупаются, а вдобавок создаются новые трудности.
Есть и другие последствия мелиорации лесных болот, о которых часто забывают. Осушение мелких озер и стариц, уменьшение зеркала заводи ухудшают условия существования водоплавающей дичи и вообще всей живности, обитание которой связано с водоемами. Нечего говорить, что прокладка канав и строительство дорог могут полностью ликвидировать излюбленные места весенних токовищ боровой дичи и просто распугать лесных обитателей. Но с этим лесозаготовители не считаются вообще, хотя даже при минимальном учете интересов охотничьего промысла этого нетрудно избежать.
Справедливости ради стоит подчеркнуть, что существует и немалый положительный опыт мелиорации заболоченных пространств. Правда, в первую очередь это касается болот низинного и переходного типа с целью их сельскохозяйственного освоения, когда осушение проводится грамотно. Закономерный итог — высокий экономический эффект.
Только за годы девятой пятилетки в Карельской и Коми АССР, в Архангельской и Вологодской областях 207 тыс. га болот превращены в сельскохозяйственные угодья. Они теперь дают обильные урожаи: сена и многолетних трав — 60 ц/га и более; однолетних трав — 200— 300; капусты и кормовой моркови — 500—600; зерновых (овса, ржи) — 30—33 ц/га. За то же время осушено 437 тыс. га заболоченных лесов. Под влиянием лесоосушительной мелиорации прирост древесины возрос на 2—5 м3/га в год, а запасы древесины увеличились в 3—5 раз по сравнению с древостоями заболоченных почв. За десятую пятилетку площадь осушенных болот и заболоченных земель в перечисленных районах увеличилась еще на 340 тыс. га для сельского хозяйства и на 605 тыс. га для лесных разработок.
Еще раз упомянем о значении болот как постоянных источников дикорастущих ягод. В первую очередь это касается верховых болот, которые лучше оставлять в естественном состоянии. Не так легко любое болото превратить в пастбище для скота. Если не провести комплекс мероприятий по окультуриванию осушенного участка, то его продуктивность будет настолько низкой, что мелиоративные работы не окупятся долгие годы. А почва верховых болот не пригодна для многих кормовых трав.
Изучению ресурсов и путей использования диких ягодников сейчас уделяется все больше внимания. На XII Международном ботаническом конгрессе, проходившем в 1975 г. в Ленинграде, многие докладчики отмечали, что в тундре, лесотундре и лесной зоне имеют по-настоящему хозяйственное значение такие болотные ягодные растения, как клюква, брусника, голубика, черника, морошка, водяника. В ряде районов развернуты работы по культивированию ягодников, особенно клюквы. Первые же опыты, проведенные в Горьковской области и Белоруссии, дали обнадеживающие результаты: урожай достигает 250—300 кг/га и более.
Уже ряд лет белорусские ботаники изучают продуктивность черничников республики. Разработаны рекомендации по расширению площадей ягодников, создаются специализированные хозяйства, уже получающие высокие урожаи черники. Ученые настойчиво рекомендуют распространить полученный опыт и на другие ягодники.
Важность изучения и сохранения болот мира получила убедительное подтверждение в решении специальной конференции Международного союза охраны природы и ЮНЕСКО, проходившей в 1967 г. в Лондоне. Организована международная группа «Телма», которая призвана заниматься этими вопросами. В настоящее время в «Телма» входят представители 18 стран и с самого начала — Советский Союз. В программе группы обосновывается необходимость охраны болот, перечисляются соответствующие задачи. Болота нужно сохранять в качестве природных эталонов, как документы послеледниковой истории растительности и климата, место обитания редких видов животных и растений, не менее редких растительных сообществ. Болота также полезны в качестве учебных и экскурсионных объектов, мест активного отдыха и туризма и источников диких ягод.
Значение болот как водорегулирующего фактора подчеркнуто в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «Об усилении охраны природы и улучшении использования природных ресурсов» от 29 декабря 1972 г.
В программе «Телма» выделяется несколько градаций болот по их важности как природного объекта. Соответственно устанавливается и статус их охраны. Предлагается различать болота международного, регионального и узкоместного значения. В большинстве стран Европы, в Канаде и США создаются или уже созданы болотные заповедники и заказники. Кроме этого, планируются национальные парки на болотах. У нас в стране число специальных болотных заповедников до последнего времени было невелико. Начало им было положено в Прибалтике. Свыше 20 болот стали заповедными в Горьковской области. Отдельные небольшие болотные массивы входят в состав крупных заповедников. О создании заповедников и национальных парков на болотах, «где природа должна сохраняться в качестве памятников на вечные времена в нетронутом виде», писал еще в 1909 г. П. А. Федченко.
Советской группой «Телма» намечено к охране 150 болот. Но это пока немного, тем более что ряд болот уже входит в территории заповедников и заказников. В список, разработанный советскими участниками группы «Телма», пока не вошли болота местного значения, а также болота-ягодники. На огромных пространствах Сибири предлагается сохранить всего 17 болотных массивов. Болота заслуживают гораздо большего внимания.
Несомненно, изучение и последующее освоение заболоченных пространств связано с серьезными трудностями. Для преодоления их понадобится много сил и средств, но они окупятся наверняка. Важно подойти креплению проблемы по-хозяйски. Необходима правильная ориентация специалистов и общественности на решение связанных с этим вопросов. Огромные богатства болотных массивов должны занять полагающееся им место среди используемых природных ресурсов нашей страны, государства победившего социализма.