Курсовая работа (т): География, особенности, хозяйственное использование и экологическое состояние болот

Существует два подхода к использованию болот:

использование болот в их естественном состоянии с сохранением самого болота (используют растений или торфа); после заготовки торфа болото видоизменяется и остается так называемый выработанный торфяник, с небольшим, до 30 см, слоем донного торфа;

освоение болот путем их осушения, сведения лесокустарниковой и моховой растительности, да и всей прочей болотной растительности, распашки верхнего горизонта торфа, выравнивания поверхности и использования такой площади в качестве сельскохозяйственного угодья (пашни или луга); применение данного подхода завершается фактически ликвидацией болота. [22, с. 61]

Широкое применение в сельском хозяйстве находит торф: из него готовят органические удобрения, торфяные горшочки под рассаду, субстратные торфоблоки, подстилку для скота, торфодерновые ковры, субстрат для газонов и т.д. Для широкого использования торфа в сельском хозяйстве имеется ряд веских оснований. Торф позволяет эффективно обеспечить круговорот питательных веществ, сохраняет высокое плодородие почв, играет важнейшую роль в охране окружающей среды и здоровья работников сельского хозяйства.

Слаборазложившийся верховой торф - прекрасная подстилка для скота. Такой торф отлично поглощает и удерживает питательные вещества - аммиак, ионы калия, кальция, магния. Подходит для коров, свиней, птицы, лошадей и пушных зверей. При стойловом содержании из торфа легко формируется удобная, мягкая и тёплая подстилка, которая интенсивно впитывает мочу и кал животных.

Самой лучшей подстилкой в стойле является торф в смеси с соломой. Кроме того, торфяная подстилка обладает антисептическими свойствами: благодаря кислой реакции торфа и наличия в нем соединений-антибиотиков она препятствует развитию болезнетворных микробов.

Торфяной навоз, с применением подстилки из верхового торфа, представляет собой ценное органическое удобрение, которое по своим свойствам намного превосходит обычный соломистый. Следует отметить, что при использовании торфа в качестве подстилки, его требуется значительно меньше, чем других влагопоглощающих материалов. Торф - подстилка наиболее выгодная и по своей цене. Торф доступен круглый год. Это подстилка, которую рекомендуется использовать в современных условиях ведения сельского хозяйства. [22, с. 68]

Использование торфа - надежная основа для создания чистого и продуктивного животноводческого предприятия. Торф - прекрасный материал для укрытия емкостей с навозной жижей. При хранении навозной жижи без укрытия наблюдаются огромные потери аммиачного азота - 0,65-0,72 кг с 1 кв. м. Применение различных видов укрывного материала заметно снижает эти потери. Укрытие навозной жижи сфагновым торфом (слоем 9 см) в 2 раза эффективнее, чем измельченная солома. По эффективности укрытия сфагновый торф несколько лучше, чем пленка из ПХВ или 9-сантиметровый слой из шунгита. При этом стоимость торфяного укрытия намного меньше.

Наиболее целесообразно использовать низинный торф для приготовления компостов. Компосты - это удобрения, получаемые в результате разложения смеси различных органических веществ. Питательные элементы компоста находятся в легко-усваиваемой для растений форме и не теряются из почвы. Компостирование торфа с навозом является одним из основных приемов увеличения выхода органических удобрений. Оно сокращает потери содержащегося в навозе азота и переводит часть азотистых соединений торфа в более доступную для растений форму. При компостировании резко уменьшается кислотность торфа. Для приготовления компостов можно использовать все виды торфа: верховой, переходный или низинный. Торф находит широкое применение и для приготовления торфорастительных компостов на садово-огородных участках.

Рациональное использование торфа является одним из резервов развития сельскохозяйственного производства. Дальнейшее использование выработанных торфяников зависит от типа выработки, мощности оставленного слоя торфа и его качества, водного режима и т.д. Оно должно проектироваться за несколько лет до завершения добычи торфа.

Рекультивацию выработанных торфяников для сельскохозяйственных целей проводят в два этапа. Первый этап технический включает устройство осушительной сети, уничтожение кустарников и мелколесья, планировку поверхности и строительство дорог. Этот этап выполняется предприятием, ведущим разработку торфяного месторождения. Биологический этап рекультивации - это комплекс мелиоративных и агротехнических мероприятий, направленный на восстановление плодородия выработанных торфяников. Сюда относится осушение с двусторонним регулированием водного режима, первичная и предпосевная обработка почвы, известкование.

Естественное плодородие выработанных торфяников очень низкое. Поэтому в первые годы освоения необходимо вносить все виды удобрений: органические, минеральные, бактериальные и микроудобрения. Осушают выработанные торфяники сетью открытых канав, закрытым дренажем или сочетанием этих методов. [21, с. 158]

На выработанных торфяниках выращивают полевые культуры, особенно многолетние и однолетние травы, а также овощные и ягодные культуры. Возможно также выращивание непищевых продуктов - например, газонных ковров. Выработанные торфяники с мощностью торфа до 30 см, а также невыработанные окраины болот, могут быть объектами лесохозяйственного освоения. Они зачастую даже лучше подходят для произрастания леса, чем глубокие торфяные залежи.

После первичной обработки почвы здесь высаживают различные породы деревьев. В Белоруссии лучшим посадочным материалом для рекультивации выработанных торфяников были сеянцы сосны, ели, березы, а также укоренившиеся черенки тополя.

В Финляндии смешанные сосново-ольховые насаждения оказались значительно эффективнее, чем чистые сосновые. Значительная часть выработанных торфяников может использоваться для добычи торфа на прилегающих территориях - там проходят временные дороги, находятся склады готовой продукции, бурты и т.д. Западины и карьеры, затопляемые водой, оставляют как искусственные водоемы, угодья для рыбоводства и рыбной ловли.

Резкое увеличение стоимости традиционных видов топлива (угля, мазута, солярки), выравнивание их отпускной цены с мировыми стандартами, постепенное повышение цены на природный газ, стоимость которого в ближайшие годы также будет доведена до мировых цен, заставляет регионы всё больше обращаться к местному топливу, одним из которых является торф. Несмотря на постоянное снижение удельного веса торфа в топливно-энергетическом комплексе, надо полагать, что в будущем он не будет полностью вытеснен другими видами топлива.

С использованием торфяного топлива решается ряд проблем - социальных, экологических, экономических. Использование торфяного топлива создаёт дополнительные рабочие места, что особенно важно для небольших городов, посёлков, деревень, где в настоящее время имеется избыток рабочей силы.

Торф наиболее чистое по экологическим показателям топливо и уступает в этом отношении только газу. Кроме того, торф позволяет окусковывать отходы лесодобывающей и лесоперерабатывающей промышленности, угольную пыль и штыба, бытовые органические отходы. [21, с. 160]

Торф в подавляющем большинстве экологически чистый материал вследствие своих высоких адсорбционных свойств: наличие активных функциональных групп является основой для получения целой группы продукции природоохранного назначения, спрос на которую постоянно расширяется. Подготовлены к производству и выпускаются мелкими партиями следующие виды продукции на основе торфа: мелкозернистый сорбент, торфяные маты, волокнистый высокопористый фильтрующий материал, торфодерновые ковры и т.д. Эти материалы применяются в системах доочистки сточных и ливневых вод от нефтепродуктов, взвешенных веществ, ионов железа и других тяжелых металлов. Они используются в локальных очистных сооружениях, гидротехнических сооружениях, для изготовления бонов сорбционного типа и биофильтров для очистки газовых выбросов в атмосферу, для локализации аварийных разливов нефтепродуктов на водной поверхности и на почве, для предотвращения загрязнений пляжей и береговых линий.

Вместе с тем использование торфа весьма эффективно в разных отраслях сельскохозяйственного производства.

В земледелии:

мелиоранты (известкующие, улучшители водно-физических свойств легких почв, адсорбенты тяжелых металлов),

поликомпонентные органические и органоминеральные удобрения целевого назначения с заданными свойствами (торфяная биотехнология). Это могут быть: органические удобрения, насыщенные подвижными NPK и микроэлементами, непосредственно направленные на получение сельскохозяйственной продукции; органические удобрения с содержанием трудногидролизуемых форм, определяющие активизацию процесса гумификации и изменение потенциального плодородия почв. Качественный состав гумуса в торфе близок к почвенному гумусу. Функционирование же почв в экосистемах - результат сложнейшего комплекса биохимических и биофизических механизмов, обуславливающих образование гумуса. За счет торфяных удобрений есть возможность сохранить и улучшить баланс гумуса в почвах. Возможно моделирование удобрений разного состава за счет биотехнологических добавок.

В растениеводстве:

биостимуляторы и ростовые вещества,

бактериальные препараты и ингибиторы,

продукция для тепличных хозяйств (полые торфяные горшочки, прессованные таблетки и брикеты для рассады; удобрительные смеси, питательные грунты, торфяные субстраты),

средства защиты растений.

В животноводстве:

кормовые дрожжи, меласса, углеводные кормовые добавки, стимуляторы, антиоксиданты, подстилка для скота.

В ветеринарии: - лечебные препараты из торфа.

Перечень торфяной продукции для хозяйств сельскохозяйственного профиля (питательные брикеты, горшочки, грунты, парники, стимуляторы и т.д.) постоянно растёт, так как требует незначительных капитальных вложений, которые быстро окупаются и на которые имеется значительный спрос. Необходимо дальнейшее увеличение ассортимента продукции с учётом потребностей отдельных групп растений и видов почв. Очень большое значение имеет культура использования торфяной продукции, её обязательная сертификация, наличие квалифицированных инструкций по её использованию. [18, с. 61]

Итак, рассмотрим схему комплексного использования торфа (Рис. 2.)

Рисунок 2. Схема комплексного использования торфа

Таким образом, с одной стороны, болота - это опасность, сложности, но с другой стороны, они же - природный объект, ценный для людей.

Глава 4. Экологический состав и функции болот

Болото - это экосистема с определенным набором растений, со своим микроклиматом и гидрологией. Болота «специализированы» природой: есть ягодники, есть заселенные лекарственными травами. Естественные фильтры из растительности и микроорганизмов постоянно очищают воду, что и создает особый оздоровительный климат на территории, примыкающей к болотам.

Действительно, ведь болотные массивы - это довольно ценные открытые природные системы, которые развиваются во взаимодействии с окружающей природной средой: рельефом, геологическим строением, климатическими и гидрологическими факторами. Таким образом, болота являются важным звеном в цепи взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов окружающей нас среды, и в результате того или иного воздействия находят отражение в процессе преобразования этой среды. Благодаря болотам в единое целое связывается растительный и животный мир.

Болота выполняют большое количество экологических функций и, кроме того, являются крупными резервуарами пресных вод суши. Например, только в болотах Западной Сибири удерживается до 1000 км воды. Водорегулирующая роль болот состоит в высоком содержании воды испарение с них идет примерно как с открытой водной поверхности, и при низкой обводненности потери влаги в атмосферу резко снижаются, отсюда, во влажные годы ослабляются паводки на питаемых болотами реках и в сухие годы несколько увеличиваются меженные расходы. Крупные болота выполняют важную противопожарную функцию, так как могут останавливать продвижение огня. [2, с. 64]

Еще не в полной мере оценены биогеосферные функции болот, как природных экосистем. Болотные экосистемы, словно гигантские губки, впитывают атмосферную влагу, а вместе с ней взвешенные вещества, оксиды серы, азота, углерода и радионуклиды. Особая роль торфяно-болотным экосистемам отводится в связи с проблемой глобального потепления климата на планете. Научными расчетами показано, что только на верховых (олиготрофных) болотах России содержится 28 млрд. тонн углерода, а на низинных 0,8 млрд. тонн. Они связывают один из основных парниковых газов - диоксид углерода, но продуцируют метан, тем самым, регулируя микроклимат. Итоговый баланс углерода биоты всех болот России показывает, что они ежегодно связывают порядка 16 млн. тонн углерода. Если учитывать, что за этот период предприятиями и другими техногенными источниками выбрасывается в атмосферу более 6 млрд. тонн СО2, то можно видеть какую роль играют здесь болота, занимающие площадь 21,6% от всей территории суши России и около 6% - планеты. [19, с. 121]

Болота оказывают косвенное влияние на ход геолого-геоморфологических процессов в пределах обширной окружающей территории, уменьшая интенсивность эрозионных процессов. С одной стороны, они поддерживают экологический баланс территории, с другой - это истоки рек и хранители пресной воды. Ослабляя инфильтрацию поверхностных вод в подстилающие грунты, болота увеличивают горизонтальный сток в речную сеть. Поэтому устойчивость болотных систем должна рассматриваться как составная часть проблемы устойчивости ландшафтов Земли. Болота играют важную роль как регуляторы гидрологического режима территории. В период избытка влаги - в осеннее ненастье и когда тают снега, - болота накапливают воду, а в сухое время года постепенно отдают ее ручьям, которые, сбегая в реки, поддерживают их водность.

Болота - санитары сельскохозяйственных экосистем. Стекающая в них вода содержит удобрения, остатки пестицидов, разлитые нефтепродукты, навозные стоки, а вытекающие из болота ручьи полностью очищены от этих примесей.

Болота являются аккумуляторами не только влаги, но еще и солнечной энергии, которая «спрессована» в виде торфа. Торфом можно обогреваться, используя его как топливо; идёт он на удобрение и для улучшения состава почв. Торф может быть ценным химическим сырьём для микробиологической промышленности, для производства кормового белка, витаминов для животноводства, физиологически активных веществ и многого другого. Торф - прекрасный теплоизоляционный материал: под торфяным покровом хорошо сохраняются фрукты, рыба, мясо, лёд. [15, с. 96]

Основа торфа - мох сфагнум. Биология сфагнума необычна, как и многое другое в жизни болот. Но прежде чем раскрыть секреты сфагнума, нужно рассказать, какие бывают болота. Уже в самом названии мха имеется указание на его свойства: сфагнум созвучен с греческим словом «сфагнос», что означает «губка». Мох, подобно губке, впитывает воду. Не случайно торф содержит 90% воды. Сфагнум образует очень плотный моховой покров. Растения расположены так близко друг к другу, что сплетаются своими боковыми веточками и множеством листьев. На поверхности видны только верхушки мха, а чтобы увидеть его стебли, нужно раздвинуть ковер, плотно сотканный из сотен пышных головок сфагнума. Самая яркая у растения только верхушечная часть, находящаяся на свету. Дальше цвет постепенно бледнеет и из зеленого становится коричневым - это отмирающая часть мха, который все время тянется к солнцу. Корней у сфагнума не существует. Тонкие стебли сфагнума птицы используют для строительства гнезд, а звери выстилают им норы. Так лесные жители «убивают двух зайцев», ведь сфагнум, кроме того что обладает теплоизоляционными свойствами, является хорошим антисептиком благодаря содержанию в нем фенольных и дубильных веществ. [15, с. 104]

Растения болот, используя энергию солнца, потребляют углерод, воду и минеральные соли. В результате ежегодно они производят фитомассу: надземную и подземную. На болотах, казалось бы, растениям совсем плохо, но они здесь растут и дают часто неплохой прирост.

Болота - излюбленное местообитание стрекоз. Эти крылатые хищники большую часть времени проводят в полёте, охотясь на комаров, мошек и других мелких насекомых. Не теряя времени, стрекоза тут же на лету съедает насекомых, набившихся между жёсткими волосками её длинных ног.

В жаркий день их наполняют ароматы трав и кустарничков, источающих эфирные масла. Подбел, болотный багульник, мирт, брусника, клюква - всё это вечнозеленые кустарнички, не сбрасывающие на зиму листву. Их субтропические предки, некогда населявшие древние болота, были величиной со среднее дерево, так что выражение «развесистая клюква» - не такая уж и бессмыслица. Листья этих уникальных по приспособляемости растений имеют строение, защищающее кустарнички от избытка солнечной радиации на открытом пространстве в условиях переувлажнения. Из-за острого дефицита минерального питания на верховых болотах подбел, мирт, болотный багульник должны предохранять себя от излишнего потребления воды и, следовательно, противостоять ее испарению с поверхности листа. Поэтому их листья плотные, кожистые с защищенными устьицами. Чтобы уменьшить испарение, у подбела устьица погружены в мякоть листа, поверхность которого покрыта восковым налетом, способным отражать солнечные лучи. Листья багульника болотного имеют войлочное опушение, а у болотного мирта имеются отражающие серебристые чешуйки, которые настолько малы, что разглядеть их можно только при остром зрении или с помощью увеличительной оптики. Листья кустарничков обладают также способностью поворачиваться ребром к плоскости падения солнечных лучей, что также способствует уменьшению испаряющей поверхности.