Глава 1. Экологическое состояние болотных комплексов и подходы к их оценке
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(ГОУВПО ТвГУ)
Факультет географии и геоэкологии
Кафедра физической географии и региональной геоэкологии
Специальность 020401 География
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Оценка экологического состояния нарушенных торфяных болот (на примере болота Оршинский Мох)
Студент 5 курса
Научный руководитель: ст. преподаватель Муравьёва Л.В.
Допущен к защите
Зав. кафедрой ___________О. А. Тихомиров
Глава 1. Экологическое состояние болотных комплексов и подходы
1.1. Понятие об экологическом состоянии геосистем……………………………………..6
1.2. Особенности и функции болотных комплексов……………………………………….9
1.2.1. Водоочистительная функция болот…………………………………………………..9
1.2.2. Болота как накопители загрязняющих веществ…………………………………… 10
1.2.3 Болотные ландшафты как аккумуляторы углерода……………………………….. 14
1.2.4. Биологический потенциал болот…………………………………………………….14
1.3. Подходы к оценке экологического состояния болот при использовании
Глава 2. Физико-географическая характеристика и хозяйственное использование болота Оршинский Мох…………………………………………………………………..27
2.1. Географическое положение…………………………………………………………. 27
2.6. Хозяйственное освоение и современное использование болота…………………….37
Введение
Нарушенные торфодобычей болотные ландшафты занимают в Тверской области около 60 тыс. га. Особенно велика их доля вблизи крупных городов и промышленных центров. Здесь добыча торфа велась в течение более 100 лет в основном для целей топливного обеспечения промышленного и коммунального хозяйства. В результате этого вокруг Твери, Конаково, В.Волочка площадь нарушенных торфяников достигла почти трети от всей площади болот. Значительные площади осушенных и выработанных торфяников создают экологические проблемы в городах, связанные, прежде всего, с торфяными пожарами. Мониторинг и оценка этих нарушенных комплексов позволят оптимизировать природопользование на этих территориях.
В качестве объекта исследования было выбрано болото Оршинский Мох. Это болото является одним из самых больших в Тверской области. Вместе с тем, оно является типичным для нашей территории. На этом болотном массиве добыча торфа ведётся более пятидесяти лет в основном фрезерным способом. Образовались разные по степени изменения природно-антропогенные комплексы: выработанные участки, участки современной добычи, осушенные и подготовленные к добыче участки. Также сохранились большие площади естественных природных комплексов. Это позволило сравнивать количественные показатели природно-антропогенных комплексов разной степени трансформации.
Цель дипломной работы: дать суммарную количественную оценку экологического состояния участков болота, нарушенных осушением и торфодобычей.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:
— Дать физико-географическую характеристику болота Оршинский Мох как объекта для апробации методики количественной оценки экологического состояния
— Выбрать и обосновать показатели количественной оценки
— Выбрать ключевые участки, имеющие разную степень нарушенности.
— Определить выбранные показатели на ключевых участках.
— Определить весовые коэффициенты показателей.
— Определить суммарный показатель экологического состояния для каждого участка.
Для решения данных задач использовались следующие методы:
— полевые исследования на болоте Оршинский Мох в 2007г.;
— камеральная обработка материалов (определение рН и минерализации воды, рН и минерализации торфа, продуктивности растительных сообществ, влажности торфа, степени разложения торфа, зольности торфа);
— сбор материалов в Тверской Лесоустроительной экспедиции;
— применение технологий ГИС;
— изучение литературных источников;
Глава 1. Экологическое состояние болотных комплексов и подходы к их оценке
Источник
Не только родина комаров: почему нельзя осушать болота и чем это грозит планете
Количество влаги в торфяных болотах за последние 200 лет сократилось на 40%, выяснили ученые, изучившие состояние более 30 торфяников в Европе. 20% из них находятся в наименее увлажненном состоянии за последние 2 тыс. лет. Аналогичная ситуация происходит с этими экосистемами и в других регионах — 85% водно-болотных угодий во всем мире исчезли с 1700 года. «Хайтек» рассказывает, почему болота, которые на протяжении большей части истории считались зловещими и бесполезными территориями, а также пригодными только для размножения комаров, являются важной экосистемой и к чему приведет их исчезновение из-за изменений климата и человеческой деятельности.
Читайте «Хайтек» в
Почему болота важны?
Болота действуют как гигантские губки: когда проливные дожди приводят к наводнениям, — они поглощают излишки влаги, когда происходят штормы, — защищают береговую линию от эрозии и разрушения.
С другой стороны, болота — это естественная очистная установка. Когда избыток азота и других химикатов вымывается в болота, болотные растения поглощают и перерабатывают их. Большая часть этих химикатов — результат человеческой деятельности: сельского хозяйства, где используются удобрения с содержанием азота и фосфора, а также фабрики, водоочистные сооружения и домохозяйства.
В случае, если растения не могут переработать химические вещества из сточных вод, они медленно опускаются на дно, где хранятся под слоем песка и ила.
На протяжении многих веков человечество не знало о важности болот для экосистемы — они воспринимались как бесполезные с точки зрения строительства или сельского хозяйства территории, которые подходят лишь для размножения насекомых-переносчиков различных заболеваний, например, москитов.
Китай приступил к масштабному осушению водно-болотных угодий в 486 году до н. э., когда начал строительство Большого канала, который до сих пор является самым длинным каналом в мире. Голландцы начали в большом количестве осушать заболоченные территории около тысячи лет назад, но в последнее время многие из них были восстановлены. Первый президент США Джордж Вашингтон лично руководил неудачным осушением Великого мрачного болота на границе между Вирджинией и Северной Каролиной. Сегодня многие современные города по всему миру построены на заполненных заболоченных территориях, а осушение болот продолжается в некоторых азиатских странах
Между тем, одна из разновидностей водно-болотных угодий, торфяные болота, на долю которых приходится всего 3% земной поверхности, накапливает в два раза больше углерода, чем леса.
В течение нескольких тысяч лет как в торфяниках, так и в болотах накапливались огромные запасы углекислого газа и метана — основных парниковых газов. Если бы болота не удаляли их из атмосферы, концентрация углекислого газа в результате деятельности человека увеличивались бы на 28% каждый год.
Что происходит с болотами?
Несмотря на свою важную роль в глобальном регулировании климата, водно-болотные угодья остаются недооцененными. Около 35% водно-болотных угодий в мире были утрачены в период с 1970 по 2015 годы, а с 2000 года показатель потерь ежегодно увеличивается.
Причиной осушения или резкого сокращения воды в болотах становятся так называемые мегатренды, среди которых изменение климата, рост населения планеты, урбанизация, изменение моделей потребления и, как следствие, влияние сельского хозяйства.
Болота, которые до сих пор оставались относительно стабильными, находятся под угрозой разрушения из-за нерационального использования земельных ресурсов для сельского хозяйства, инвазивных видов растений и животных, потери воды из-за строительства дамб и плотин, обезлесения и эрозии почвы.
Кроме того, что болота отфильтровывают загрязняющие вещества и собирают парниковые газы, они еще прямо или косвенно обеспечивают почти всё потребление пресной воды в мире. Также они являются одними из самых биоразнообразных экосистем. До 40% видов в мире живут и размножаются в водно-болотных угодьях. Из-за осушения болот более 25% всех растений и животных, которые в них живут, в данный момент находятся под угрозой исчезновения.
По всему миру сокращаются площади лесов, особенно эта тенденция заметна в тропиках. За первые 13 лет этого столетия площадь нетронутых лесов по всему миру сократилась на 7% — это больше, чем Франция и Великобритания вместе взятые.
Согласно отчету Межправительственной научно-политической платформы по биоразнообразию и экосистемным услугам (Ibpes), 85% водно-болотных угодий в мире исчезли с 1700 года.
Международная группа ученых посчитала, что деятельность человека — осушение болот, вырубка лесов и выпас скота — за последние 200 лет привела к значительным повреждениям более 40% торфяников, расположенных в Европе.
Исследователи изучили 31 торфяник в Великобритании, Ирландии, Скандинавии и континентальной Европе и на основе ризоподного анализа — по остаткам раковинных амёб в слоях торфа — оценили уровень поверхностной влажности этих экосистем. Выяснилось, что 20% находятся в наименее увлажненном состоянии за последние 2 000 лет.
«Глобальное высыхание торфяников может превратить эти экосистемы из хранилища углерода в его источник, что может привести к повышению концентрации парниковых газов в атмосфере и, следовательно, усилить потепление климата. Сейчас как никогда важно сохранять торфяные болота — уникальные экосистемы, являющиеся ценным механизмом регуляции климата на нашей планете», — прокомментировал исследование профессор МГУ и ведущий автор исследования Юрий Мазей.
Какие меры предпринимаются?
По оценкам ученых, водно-болотные угодья в настоящее время занимают более 12,1 млн кв. км — это больше, чем площадь Гренландии. Из них лишь 13–18% (2 300 участков) включены в Рамсарский список водно-болотных угодий, то есть находятся под охраной.
Рамсарская конвенция — договор, ратифицированный 170 государствами, в числе которых есть и Россия. Цель конвенции — сохранение и разумное использование всех водно-болотных угодий путем осуществления местных, региональных и национальных действий и международного сотрудничества, как вклад в достижение устойчивого развития во всем мире. По состоянию на 2019 год, она охватывает 307 водно-болотных угодий международного значения общей площадью 228,9 млн га.
При этом Рамсарская конвенция не учитывает те процессы, которые происходят с водно-болотными угодьями из-за изменений климата. В Парижском соглашении по климату отсутствует отдельная статья о болотах: в нем говорится лишь о лесах, которые страны-участники соглашения призывают защищать и восстанавливать.
ООН также не уделяет должного внимания на нарушение водно-болотных угодий. Проект под названием «Сокращение выбросов в результате обезлесения и деградировавших лесов», или REDD +, подразумевает финансирование развивающихся стран для защиты только существующих лесов, предотвращения обезлесения и восстановления деградированных лесов.
Хотя эта инициатива касается покрытых лесами водно-болотных угодий и мангровых зарослей, добровольное положение по отчетности о выбросах от водно-болотных угодий было введено в систему учета климата ООН лишь в 2016 году. Пока данные по этому вопросу отправляют лишь несколько стран.
Сейчас болота чаще осушаются, чем сохраняются. При этом искоренение болот угрожает и экономической активности. Две трети рыбы и моллюсков, добываемых в коммерческих целях во всем мире, связаны с водно-болотными угодьями. От бразильской варзы или пресноводных болот, окружающих реку Амазонку до соленых болот возле Флорида-Киса, коммерчески ценные виды рыб находятся под угрозой исчезновения.
Источник
Спасти болота. Чем грозит планете осушение болот и как его остановить
На протяжении всей своей истории человечество боролось с болотами, но в70-х годах XX века ситуация начала меняться. Как выяснилось, болота играют ключевую роль для поддержания биоразнообразия и климата Земли.
Болота встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды, и во всех природных зонах, занимая до 3% поверхности суши во всем мире и 12% территории России. Долгие годы с ними было принято бороться. Еще в Древнем Риме пытались осушить знаменитые Понтинские болота как «заражающие воздух». На Кавказе, в Африке, в Средней Азии, на юге Европы и в США болота и заболоченные водоемы в разные эпохи считались рассадниками малярии.
С развитием технологий болотистые территории начали окультуривать для нужд сельского хозяйства и промышленности. В Российской империи первые масштабные работы в этом направлении начались в 70-е годы XIX века. В СССР мелиорация болот проводилась трижды. Сначала в 1920-е годы в рамках плана ГОЭЛРО, затем в 1960-70-е для расширения сельскохозяйственных земель, а потом еще через 10 лет для добычи торфяного топлива для электростанций.
Теперь же отношение к болотам стало меняться в противоположную сторону. По данным новейших европейских исследований, сохранение заболоченных территорий играет важную роль в борьбе с изменением климата. Спасение земель, долгие века считавшихся бесполезными и даже опасными для человека, становится ключевой задачей экологов.
Топи, болота и глобальное потепление
Залежи торфа на болотах — это естественный источник углерода. Но при достаточном уровне влажности он никак не реагирует с окружающей средой. При засухе или искусственном осушении территории ситуация меняется. Углерод окисляется и попадает в атмосферу. Это не только создает парниковый эффект, но и может привести к пожарам.
Многие, наверное, помнят, как летом 2010 года в окрестностях Москвы полыхали лесные пожары, вызванные аномально жаркой погодой. Дым от горевших торфяников заполонил город. Резко выросла смертность, отменялись и переносились массовые мероприятия и рейсы самолетов. Такое случалось в Подмосковье и раньше. Первый большой пожар на торфяниках в регионе случился в 1972 году в Шатуре. С тех пор торфяные пожары на юго-востоке Московской области случаются почти каждое лето.
Пожарные тушат очаг торфяного пожара в Ногинском районе. Фото: Михаил Миронов / РИА Новости
Но болота горят не только в Подмосковье. Из-за деятельности человека в Европе пересохло 40% болот: такова печальная статистика исследования, опубликованного в журнале Nature. Но проблема не только в пожарах и выбросах CO2. Высыхание болот приводит к гибели растений и животных, их населяющих.
В Беларуси из-за работ по мелиорации снизились урожаи в сельскохозяйственных регионах, обмелели реки и озера. В 2011 году белорусы выступили против осушения болот в заповедниках и заказниках.
«Топливу всегда можно найти альтернативу, а животным и растениям — никогда», — говорили жители Березинского района. Петиция в защиту болот собрала более 20 тысяч голосов. Благодаря этой кампании, в 2016 году правительство отказалось от мелиорации в заповедниках.
В более теплых климатических зонах проблема осушения болот становится еще более острой. Например, осенью 2015 года лесные пожары в Индонезии привели к выбросам углекислого газа, превышающим промышленные выбросы в Европе. Причиной катастрофы стало освоение болот под плантации масличной пальмы. В начале 2020 года торфяники загорелись в разгар сезона засухи в Австралии, уничтожив миллионы гектаров леса и покрыв слоем пепла побережье Антарктиды.
Сейчас человечество наконец-то начинает ценить заболоченные территории как очаги биоразнообразия и важный природный ресурс. Более того, в последние годы все чаще ведутся работы по их сохранению и обводнению. Борьба с глобальным потеплением — общемировая задача, и без спасения болот решить ее не получится. Непересохшие болота служат естественными хранилищами углекислого газа, а значит, могут помочь замедлить процесс глобального потепления. Ведь «законсервированный» в болотах газ не способствует нагреванию атмосферы.
Вернуть воду в торфяники
Впервые о регулировании «болотного» вопроса на международном уровне задумались почти полвека назад. В 1971 году была принята Рамсарская конвенция о водно-болотных угодьях, призванная защитить такие территории от уничтожения. Сейчас ее участниками являются уже 170 государств, включая Россию.
Последнее время пересохшие торфяники уже не представляют былой ценности для экономики. Это дает надежду на постепенное восстановление болот. По словам канадского эколога Майка Уоддингтона, для нужд сельского хозяйства в Канаде достаточно использовать только 10-15% болот. Остальные можно смело оставить в покое. Это верно и для многих других стран.
В России попытки создания систем по восстановлению болот предпринимались в 2000-е годы в Подмосковье, но сходили на нет с началом осенних дождей. О масштабных работах в этом направлении власти центрального региона всерьез задумались после пожаров 2010 года. Была принята федеральная программа по обводнению торфяников. Каналы, которые использовались для осушения в середине прошлого столетия, стали применяться с противоположной целью — возвращения влаги в болота. С 2011 по 2018 годы аналогичные работы были проведены в Тверской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Псковской, Калининградской, Нижегородской областях и в Башкортостане. Это помогло предотвратить лесные пожары в Европейской части России.
Строительство плотины на магистральном канале- Торф
Строительство плотины на магистральном канале
ТорфФото: Юлия Петренко, firevolonter.ru
Интересно, что важную роль в восстановлении российских болот сыграли немецкие эксперты. Благодаря Международной климатической инициативе, учрежденной правительством Германии для развивающихся стран и стран с переходной экономикой, российскому правительству выделили техническую помощь в обводнении болот. Именно немцы разработали общепринятый теперь механизм обводнения. Для него используют канавы, по которым из водоемов раньше уходила влага. Сначала строятся перемычки, затем канавы перекрываются. Благодаря этому почва заново насыщается водой. Вместе российские и немецкие специалисты уже вернули в первозданное состояние почти 12000 гектаров торфяников в Тверской и Владимирской области.
Аналогичные работы ведутся повсеместно и в Европе — от Великобритании до Урала. В Англии и Шотландии, где еще 10 лет назад говорили об уничтожении 80% заболоченных местностей, восстанавливается не только болотная флора, но и фауна. Возвращаются водяные крысы и краснозобые гагары, вновь появились насекомые (стрекозы, журчалки, жуки-пилюльщики, кузнечики, муравьи).
Долгие годы «легкими планеты» считались леса. Но сейчас ученые сходятся во мнении, что сохранение болот важнее для экосистем, чем высадка деревьев. И если мы не можем полностью отказаться от нефти или прекратить авиаперелеты, то спасти 3% земли ради борьбы с глобальным потеплением человечеству вполне под силу.
Источник