Вплив на фітоценози осушення земель

Осушення боліт та перезволожених територій з метою отримання паливного матеріалу, площ для будівництва та сільськогосподарського виробництва, підвищення продуктивності лісів триває протягом розвитку людства. У цій сфері виробництва накопичений значний позитивний і негативний досвід. Але який би господарський результат не очікувався, осушення завжди призводить до деградації і знищення існуючих на осушених площах природних угруповань. Направленість і швидкість змін болотних біоценозів залежить від:

• • регіону їх розташування;
• • типу боліт;
• • інтенсивності осушення;
• • подальшого використання осушених площ;
• • стану осушувальних мереж.

Найсильніший прямий вплив осушення виявляється на водному режимі перезволожених площ та на, безпосередньо пов'язаних з ним, повітряному і тепловому режимах. Саме пониження рівня грунтових вод спричиняє зниження вологості грунту, сприяє проникненню повітря в більш глибокі горизонти, покращує газообмін з атмосферою та забезпеченість ґрунту вільним киснем. Вважається, що вплив осушення боліт і перезволожених площ полягає у підсиленні мікробіологічних процесів, внаслідок покращення гідротермічних умов. Але це теоретичне обґрунтування, яке ніби пояснює позитивний вплив осушення для сільськогосподарського та лісогосподарського виробництва, не отримало достатньої експериментальної перевірки. За результатами багатьох досліджень, інтенсивне осушення навіть багатих низинних боліт призводить лише до незначного збільшення чисельності бактерій і актиноміцетів у верхніх горизонтах грунтів та до зменшення чисельності ґрунтової мезофауни. Навіть оранка ґрунтів, їх вапнування та внесення добрив недостатньо підсилюють процеси мобілізації грунтового нітрогену. Однак, на осушених площах все таки відбувається інтенсифікація мінералізації органічної речовини. На низинних болотах вона проходить швидше, ніж на перехідних та верхових болотах. На площах сільськогосподарського призначення (після оранки, внесення мінеральних добрив, вапнування, внесення бактеріальних добрив) вона інтенсивніша, ніж на лісових. Чим густіша сітка осушувальних каналів, тим мінералізація відбувається швидше, а чим краще стан цих каналів, тим триваліше.

Зневоднення боліт та мінералізація органічного субстрату призводить до додаткового виділення в атмосферу диоксиду вуглецю, що підсилює парниковий ефект.

Природні рослинні угруповання історично пристосувались до значних коливань водно-повітряного режиму у заселеному коренями шарі грунту протягом років і сезону вегетації. Оскільки такі коливання можна порівняти, до певної міри, з дією осушення, то можна зробити висновок, що трансформація рослинних угруповань, при відсутності подальшого впливу людини, на осушених територіях буде відбуватися досить повільно. Темпи трансформації рослинності будуть визначатися темпами перетворення органічної речовини грунтів, темпами розселення та розвитку різних видів, трансформацією деревних порід тощо. Крім того, вони будуть визначатися погодними умовами під час осушення та станом осушувальної мережі.

На лісових болотах поширені різні за вимогливістю до зволоження види: гідрофіти, гігрофіти, гігромезофіти, мезогії рофіти, мезофіти, мезоксерофіти, ксерофіти. Наявність такого широкого за вибагливістю до води спектру рослин пояснюється поширенням на болотах купин і обводнених ділянок. Але, зазвичай, у флорі боліт переважають гігрофіти. Після осушення боліт різні екологічні групи рослин по різному реагують на зміну умов зростання. В першу чергу, зникають гідрофіти та гігрофіти. Одночасно, гідрофіти починають активно розселятися в осушувальних каналах, де вони знаходять сприятливі умови для розвитку. Однак, серед гігрофітів зустрічаються види з високою екологічною пластичністю. Це дозволяє їм, після набуття деяких мезоморфних рис, розселятися на осушених площах. Прикладом таких змін можуть бути результати досліджень, що проводилися у Карелії на сфагновому грядовомочажинному болоті оліготрофного типу. На невеликих площах (140 м2) вивчалися фації до осушення і через 11 років після осушення. До осушення на болоті переважали фації з гіпергідрофільних видів – сфагнум балтійський (Sphagnum balticum) + сфагнум великий (S. majus) + шейхцерія болотна (Scheuchzeria palustris). Зрідка зустрічалися два типи фадій з переважанням гідрофільних видів:

• • андромеда багатолиста (Andromeda polifolia) + пухівка піхвова (Eriophorum vaginatum) + сфагнум балтійський;
• • андромеда багатолиста + пухівка піхвова + сфагнум бурий (S. fuscum).

Осушення проводилось відкритими каналами, які розміщалися через 50- 100 м. Виявилось, що первинною реакцією на осушення та зниження рівня грунтових вод стало скорочення фацій, які складалися з рослин виключно гіпергідрофільної групи. Через 11 років після осушення фацїї з сфагнових мохів та шейхцерії болотної зникли. Натомість, їх частково замінили фації, утворені менш вибагливими до вологи або більш пластичними рослинами:

• • андромеда багатолиста + шейхцерія болотна + сфагнум балтійський;
• • андромеда багатолиста + шейхцерія болотна + пухівка піхвова + сфагнум балтійський;
• • андромеда багатолиста + пухівка піхвова + сфагнум балтійський;
• • андромеда багатолиста + пухівка піхвова + сфагнум бурий.

Крім того, на осушеній площі починають інтенсивніше поширюватися фації з менш вибагливих до вологи рослин – буяхів (Vaccinium uliginosum) та кладонії оленячої (Cladonia rangiferina).

Фація (від лат. fasies – лице, образ) – найменший за площею територіальний природний комплекс, що характеризується однорідністю поверхневих відкладів, умов зволоження, мікроклімату, ґрунтового і рослинного покриву, своєрідністю тваринного світу та мікроорганізмів. Фація у біоценології – частина рослинної асоціації, яка характеризується одним домінуючим диференційованим видом.

В Україні значні території зайняті різноманітними болотами (табл. 10.7). На Поліссі, де знаходяться основні площі боліт і перезволожених земель, загальна площа меліоративного фонду складає майже 4,6 млн. га, з яких освоєно менше 2 млн. га. В регіоні переважають відкриті, безлісі болота, переважно низинні. На долинних та дуже обводнених заплавних болотах поширені трав'яні купинясто-осокові та кореневищно-осокові ценози, а на менш обводнених улоговинних болотах – трав'яно-мохові та осоково- гіпнові. Евтрофні угруповання боліт Полісся після осушення поступово трансформуються у торф'янисті луки, що входять до пухнастоберезово-соснових і пухівково-сфагнових асоціацій.

Таблиця 10.7

Розподіл боліт за типами лісо-болотних ценозів

(за І. М. Григорою, Є. О Воробйовим, В. А. Соломахою, 2005)

Внаслідок масштабних меліоративних робіт, проведених у 60 – 70- ті роках XX століття, а також, можливо, завдяки збільшенню сухості клімату, на території осушених боліт Полісся України відмічається поява рослин, які менш вибагливі до вологості грунту, тобто спостерігається мезофітизація рослинності. Це виражається у збільшенні в складі рослинного покриву злаково-осоково-гіпнових, злаково-осокових і різнотравно-осокових ценозів. У структурі болотної рослинності зменшилась кількість осоково-сфагнових, очеретяно-сфагнових, пухівково-осоково-сфагнових, молінієво- сфагнових і куничниково-осоково-сфагнових мезотрофних угрупувань. На таких ділянках у дуже невеликих кількостях представлені безлісі пухівково-сфагнові, шейхцерієво-сфагнові, пухівкові та сфагнові оліготрофні ценози. Таким чином, поступові зміни життєвого простору та кількості домінантних видів, які відбуваються під впливом осушення, призводять до порушення зв'язків між мікроасоціаціями, до формування нових фітоценотичних співвідношень і мікроугруповань, що відповідають зміненим екологічним умовам.