В.В. ПАНОВ,
Тверской государственный технический университет

БОЛОТА
Геоэкологические исследования болот

Продолжение. См. No 15/2002

Нарушенные торфяники длительное время являются источниками пожаров, малопродуктивными угодьями, неполноценными резерватами животных и растений. Трансформируется их естественная гидроклиматическая роль. Выделяют несколько стадий регенерации верхового болота (табл. 2).

Таблица 2. Возможные стадии регенерации верхового болота

Работы по регенерации болот основаны на субстратном принципе развития, а также на различии скоростей физических, химических и биохимических процессов в верхнем слое торфяного тела и его остальной части. Основные положения в области регенерации торфяно-болотных систем представлены в табл. 3.

Таблица 3. Основные положения регенерации торфяно-болотных систем

Генерируемые экосистемы формируются в совершенно новых для них условиях (например, в ботанических садах) и без внешнего стимулирования на начальном этапе постепенно исчезают.
Термин торфяно-болотные техносистемы означает введение в естественное болото извне компонентов техносферы. Техносистема может являться частью болота, подобно искусственному органу у живого организма, и необязательно быть фактором его уничтожения.
К рекультивируемым торфяно-болотным системам относятся лесопосадки, сенокосы и т.д. на выработанных торфяниках, т.е. системы с конкретной формой хозяйствования. В основном такие торфокарьерные площади используют для возделывания ряда сельскохозяйственных культур, создания высокопродуктивных лугов, лесоразведения, организации прудовых рыбоводных хозяйств.
В отличие от них осушенные или не осушенные торфяно-болотные системы, на которых выращивают оборотные сельскохозяйственные, лесные и другие культуры, следует называть культивируемыми.
Методы рекультивации нарушений торфяников или меры нейтрализации распространения негативных процессов болота могут применяться в самых разнообразных торфяно-болотных системах в любом состоянии (естественном, частично естественном или искусственном). В табл. 4 приведена классификация этих методов в соответствии с характером и видом нарушения торфяно-болотных систем.

Таблица 4. Методы нейтрализации нарушений торфяно-болотных систем

Это экстенсивные методы регенерации болот или торфяного покрова, основу которых составляет слабо контролируемый естественный процесс заболачивания и торфонакопления. В их основе лежит энергетически затратный характер восстановительных работ.

Инфраструктурные техносистемы представляют собой инженерные сооружения и коммуникации, не связанные непосредственно с добычей торфа. Водохозяйственная техносистема включает в себя мелиоративные системы, позволяющие влиять на водный баланс территории вне торфяно-болотной системы, регулирование стока, создание водохранилищ, систем водозабора из болотных озер.
Так реализуется главная цель геоэкологии – управление техноэкосистемами, исключающее противоречия и кризисные ситуации в развитии экосистем и техносистем.
Охраняемый болотный фонд в настоящее время включает болота в нетронутом виде, а в перспективе в него войдут все торфяно-болотные системы, если они не подлежат полному уничтожению. Нужна разработка кадастра и региональных карт, в которых учитывались бы особенности техногенного использования торфяников, их социальное и биосферное значение. Охрана болот из пассивной эталонной станет неотъемлемой частью их активного использования в экосфере.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Использование торфяно-болотных техносистем

Осушение. Основные способы – открытая и закрытая осушительная сети. Независимо от способа осушения, с болота сначала отводят поверхностные воды. Затем приступают к нарезанию собственно осушительной сети.
При осушении открытыми каналами через каждые 25–50 м создают картовые каналы, которые соединены с валовыми каналами, расположенными через 400–1000 м. Валовые каналы попадают в магистральный канал, который сбрасывает воду в реку, озеро или другой водоприемник.
Закрытая осушительная сеть представляет собой различные виды расположенных под землей дрен: щелевых, полимерных, глиняных, хворостовых и др., выполняющих ту же функцию, что и открытая осушительная сеть.
После осушения сводят лесную растительность, срезают кусты, выкорчевывают пни, удаляют очес и выравнивают поверхность. Теперь торфяник готов к добыче торфа.

Добыча торфа. С 1950-х гг. и до настоящего времени добыча торфа в основном ведется наиболее экономичным и эффективным фрезерным способом. Однако в целях регенерации болот важны все когда-либо существовавшие способы добычи торфа как примеры многообразного самовосстановления болот, позволяющие подобным полуестественным путем находить возможности ускорения процесса регенерации болот.

Резной способ. Ручные и полуручные разработки торфа. Торфяной слой резался специальными лопатами на кирпичи и вручную или с помощью элеватора подавался наверх из карьера, а затем на поля сушки. Карьеры имели произвольную форму и в настоящее время мало сохранились, как и еще более примитивный способ добычи – ямами-копанцами в несколько метров диаметром. Парадоксально, но чем более «изощренным» способом добывается торф, тем более трудным является процесс саморегенерации болот. Резной способ наиболее благоприятный для вторичного заболачивания.

Экскаваторный способ. С 1920-х гг. в России был разработан экскаваторный (машиноформовочный), или багерный (многоковшовый), способ добычи торфа. Экскаватор передвигается вдоль карьера, постепенно расширяя его. Добытый торф направляется в перерабатывающий пресс, напоминающий мясорубку. Выходящий из пресса торф с помощью транспортера направляется в кузов стилочной машины. По ходу стилочной машины из мундштука выдавливается торфяная масса в виде ленты, которая затем разрезается на отдельные кирпичи.
После добычи экскаваторным способом выработки торфа остаются узкие (3–6 м) и длинные (до 1,5 км) карьеры, разделенные поперечными бровками шириной 2–3 м. Большинство карьеров заполнялось водой. Глубина оставшейся залежи около 3 м. Дно захламлено пнями. В дальнейшем эти карьеры или поля сушки могли быть выработаны гидроторфом.

Гидроторф. С помощью гидромонитора напорной струей воды под давлением в 12–15 атм. на расстоянии 120–150 м торфяная залежь разрушается к превращается в торфяную гидромассу. Из разрабатываемого карьера гидромасса поднимается с помощью электрического торфососа и по трубам поступает на специальные поля или в ванны разлива, представляющие собой углубления шириной 25 м, окруженные бровками до 50 см. Там гидромасса после высыхания режется на кирпичи.
За сезон одним агрегатом разрабатывается участок торфяника размером 750 ґ 125 м или 1500 ґ 200 м. Весь участок по технологии разбивается на рабочие карьеры 30 ґ 125 м или 60 ґ 200 м.
После добычи гидроторфом остаются карьеры прямоугольной формы, разделенные перемычками. Дно их неровное, с кучами пней, образованных в целях защиты торфососов от поломки плавающими пнями. Низинные торфяники, как слабо осушаемые, имеют высокие перемычки между карьерами, и поэтому их карьеры сохранились лучше. Они же являются малопнистыми. В большинстве случаев перемычки разрушаются и карьеры объединяются в общий водоем. Глубина карьеров 0,5–2 м.

Фрезерный способ. Этот способ является послойно-поверхностным. Верхний слой залежи на глубину 7–20 мм измельчается и разрыхляется. Полученная крошка высушивается на месте в естественных условиях. Затем эта крошка ворошится для оптимальной влажности, валкуется в гряды, после чего из валков собирается пневмоуборочным комбайном или скребками. Последняя операция — окараванивание, сбор торфа в караваны, в которых он хранится.
После добычи фрезерным способом хорошо осушенные поля имеют строго регулярную структуру. Ширина полей 25–30 м, длина 450 м. Бровки картовых канав могут быть вровень с поверхностью карты или возвышаться над картой на 0,5 м. Положено оставлять слой торфа после выработки 20 см.