Галина Елина - Аптека на болоте

Методы детективного жанра нужны нам, чтобы знать, как и когда образовались болота и озера, какова связь между ними, с какой скоростью болота завоевывали сушу и озера, как эти процессы соотносятся с историей цивилизации, какова связь болото-образования с палеоклиматом и т. д.

Конечно, ответы на все эти вопросы приносят не сиюминутную, но довольно весомую пользу. Можем ли мы, например, знать будущее, не представляя законов развития болот и климата в прошлом? Нет и нет! За такой промежуток времени, как послеледниковый период, называемый голоценом (10–12 тыс. лет), мы получаем длинный ряд точек-сведений. Этот ряд становится еще длиннее, если привлечь сведения по ближайшему и более отдаленным межледниковьям.

И вот уже «выстраиваются», кривые, где явления повторяются закономерно. В этом случае мы вправе продолжить кривую на будущее. А это уже прогноз. Думаю, практическая значимость конкретных прогнозов не вызывает сомнений, поэтому познакомимся с некоторыми методами и полученными результатами.

Много миллионов лет назад на Земле появилась растительность. Отмирая, растения оставляли после себя следы в осадках своего времени. В каменном угле, в известняках и других отложениях сохранилось множество отпечатков стеблей, листьев, семян. Масса спор и пыльцы ежегодно осыпалась на землю и погребалась все новыми слоями осадков. И так происходило год за годом, тысячелетие за тысячелетием.

Пыльца и споры ежегодно с «пыльцевым дождем» опадают на поверхность болот, озер, почвы. Лучше всего они сохраняются в отложениях болот и озер, т. е. там, где идет постепенное и непрерывное накопление осадков и нет их механической переработки. Лишь за одно лето на поверхность падает астрономическое количество пыльцы и спор. Например, одна ветвь березы примерно 10-летнего возраста образует 100 млн пылинок, сосны — 350 млн, а в одной мужской шишке сосны насчитывается до б млн пылинок. Есть и такие данные: за 50 лет одно дерево сосны образует 6 кг пыльцы, а ели — 20 кг. Подсчитано даже, что все леса южных и центральных районов Швеции в год дают 75 т пыльцы.

У каждого растения только ему свойственное строение пыльцы или споры. Их содержимое со временем разрушается, а оболочка в благоприятных условиях остается неизменной в течение тысяч и даже миллионов лет. Интересно отметить, что спорополенины, основные вещества оболочки пыльцы и спор, — самые стойкие природные органические соединения в мире живых веществ. Они не разрушаются даже щелочами и концентрированными кислотами.

В свое время человек додумался использовать это свойство пыльцы и спор сохраняться в земле. Так появился спорово-пыльцевой метод. Акад. В. Н. Сукачев назвал пыльцевой дождь великим даром природы — так много спорово-пыльцевой метод может дать и уже дал науке и практике.

Доставая с различной глубины болот образцы торфа и анализируя их, мы читаем «пыльцевую летопись истории», где отдельными «буквами» являются микроскопические пылинки. Сейчас уже изучены пыльца и споры многих видов растений. А зная облик и строение пыльцы и спор современных растений, мы можем с большой точностью восстанавливать (реконструировать) прошлую растительность этап за этапом. И не только растительность, но и климат. На основании длинного ряда закономерностей прошлого делается уже прогноз будущего. Мы называем это ретропрогнозом, т. е. прогнозом будущего на основании прошлого.

Не буду останавливаться на способах выделения пыльцы и спор из осадков. Дело не в этом. А вот на вопрос, соответствуют ли спорово-пыльцевые спектры составу растительности, можно ответить так: в отношении одних растений существует полное соответствие, для других следует вводить определенный коэффициент. Например, ель, дуб и липа производят пыльцы мало, а сосна и береза — наоборот.

Первое крупное обобщение по особенностям спорово-пыльцевых спектров торфяных отложений разных зон выполнил в 1957 г. М. И. Нейштадт. Для каждого крупного района он выделил и описал свои региональные типы диаграмм, а по ним — и весь ход развития и смен растительности и климата. Позже было множество работ, уточняющих детали, но основные положения, которые выработал Марк Ильич, до сих пор остаются неизменными.

В 1977 г. новое обобщение сделал Н. А. Хотинский (с учетом развития науки и новых фактов). Он показал, что на севере Евразии наиболее важными являются два рубежа, синхронных почти на всей территории: 1-й — между поздне- и послеледниковьем (10 300-10 500 лет назад), когда на всей огромной территории Евразии произошло заметное потепление, почти повсеместно исчезли ледники и наступил новый этап в развитии растительности: безлесные ландшафты постепенно сменялись лесными; 2-й — между атлантическим и суббореальным временем (4500–5000 лет назад), когда наступило первое существенное похолодание по сравнению с климатическим оптимумом в атлантическое время, растительность вновь повсеместно изменилась и во многих регионах исчезли теплолюбивые древесные породы. Все эти изменения обнаружены не только в Евразии, но и в Африке, Америке и даже в Антарктиде. Отсюда сделан был обоснованный вывод, что изменения носили глобальный характер. Были выявлены и другие рубежи, уже не столь синхронные: 9500, 8000 и 2200 лет назад.

Эта работа оказалась очень важной для палеогеографии в целом и для изучения истории растительности в частности. Она позволила сравнить споровопыльцевые диаграммы из крайних регионов и довольно точно датировать их, корректируя с помощью радиоуглеродного метода (определение абсолютных датировок образцов по содержанию изотопа — 14С). Палеогеография и история растительности в последнее межледниковье (голоцен, в котором мы сейчас живем) — особая тема; для ее освещения требуется отдельная книга. Здесь же пришлось затронуть это направление науки для того, чтобы подойти к нашей теме — как и какими методами определяются возраст болот и вся последовательность их развития: скорость их наступления на суходолы, пульсации этого процесса, смены типов болот и их становление. Обо всем этом я расскажу, описывая болота разных широт, их растительность и торф.

Болотные экосистемы

Болото — глубокая впадина

Огромного ока земли.

ОН плакал так долго,

Что в слезах изошло его око

И чахлой травой поросло.

Но сквозь травы и злаки

И белый пух смеженных ресниц —

Пробегает зеленая искра,

Чтобы снова погаснуть в болоте.

И тогда говорят в деревнях,

Неизвестно откуда пришедшие,

Колдуны и косматые ведьмы:

— Это шутит над вами болото.

— Это манит вас темная сила.

Что же такое болото? Только ли триединство специфической растительности, воды и торфа? Определений болот много. Вот одно из них, данное А. А. Ниценко: «Болото — тип земной поверхности, постоянно или длительное время увлажненной, покрытой специфической растительностью и характеризующейся соответствующим почвообразовательным процессом. Болото может быть с торфом или без торфа». Это определение пояснений не требует. М. С. Боч и В. В. Мазинг приводят другое определение: «Болото — это сложная развивающаяся, на высших стадиях развития саморегулирующаяся экосистема, в которой степень продукции органического вещества растениями во много раз превышает степень их разложения». Сложно, правда? Но не пугайтесь, сейчас разберемся.

Почему болото — экологическая система, объяснять уже не надо. Далее. «Как все живое, болото рождается, мужает и старится», — так словами журналиста В. Варламова можно объяснить термин «развивающаяся». А как понять, что болото «саморегулирующаяся система»? Рассмотрим это на примере. Если болото «подняло свою шапку» настолько, что вода стекает с него, то наступает «засуха» — и сфагновые мхи отмирают. На их месте поселяются лишайники и печеночные мхи, не производящие торф, в результате чего через некоторое время «шапка» уплощается и вновь появляются условия для поселения влаголюбивых сфагнов и отложения торфа. И последнее объяснение: превышение продукции органического вещества над ее разложением — это и есть накопление торфа.

Нам осталось разобраться в вопросе о том, что такое тип болота и сколько их, типов. Продолжу начатое ранее изречение В. Варламова: «Но судьба, в виде условий внешней среды, сильно сказывается на облике болота и на том, сколько ему веку отпущено».

Многообразие болот

Большинство болотоведов считают, что тип болотного массива соответствует современной стадии его развития. Каждый тип болота имеет только ему свойственную растительность, торфяную залежь и свой ход развития. Но разных природных условий в нашей стране много; значит, и типов болот будет много. Сначала рассмотрим простейшую схему (рис. 84). В начальной стадии развития, при заболачивании суши или зарастания водоема, питательных веществ с грунтовыми водами поступает достаточно. И тогда формируются богатые, низинные болота, называемые еще евтрофными. Эта стадия может продолжаться долго, а на болоте откладывается низинный торф. Низинным болотам присущи богатая и разнообразная флора, пышное развитие растительности. Они включают травяные, кустарниковые, лесные и очень много промежуточных вариантов типов.