Надмірно зволожені землі формуються в тому випадку, коли прибуткова частина водного балансу перевищує видаткову. Прибуткова частина балансу може бути різного типу.
Типи водного харчування. Під типом водного живлення розуміється комплекс природних факторів, які характеризують умови надходження води на ділянки суші, визначають хімічний склад води і формують водний режим об'єкта. При визначенні типу водного харчування з великої різноманітності беруть участь у формуванні водного режиму чинників можна виділити головний, визначальний зволоження території. По ньому виділяють наступні основні типи водного харчування: атмосферне, грунтовий, грунтово-напірний, намивний, змішаний (рис.).
Атмосферне тип водного харчування спостерігається на ділянках, розташованих на вододілах і в верхніх частинах схилів. В таких умовах на слабоводопроніцаемих грунтах при наявності знижень утворюються заболочені землі і формуються болота за рахунок атмосферних опадів. Грунтові води, як правило, не беруть участі в заболачивании. Оскільки атмосферні опади в складі містять мало поживних зольних речовин, то на вододілах характерне утворення верхових боліт.
Грунтовий тип водного харчування відзначається на знижених елементах рельєфу, в замкнутих пониженнях і в умовах припливу (підйому) фільтруються вод з річок і водосховищ. Заболочування при грунтовому типі водного харчування спостерігається в наступних випадках:
а) на знижених елементах рельєфу з малим ухилом на слабоводопроніцаемих грунтах або піщаних і супіщаних грунтах, підстилаються водотривкими грунтами, коли грунтові води, що стікають в грунтах з верхніх частин водозбору, створюють надлишок вологи в зниженнях і нижніх частинах схилів. Фільтрівні води за рахунок вимивання мінеральних речовин з порід, в яких вони формуються і переміщуються, зазвичай збагачені поживними речовинами. На землях з таким водним харчуванням, як правило, утворюються низинні або перехідні болота (рис. 6);
б) в умовах замкнутих знижень, з добре водопроникними фунтами, що підстилають водоупором, де вода, що стікає з водозбору і випадає безпосередньо при атмосферних опадах, створює перезволоження грунтів. В таких умовах йде інтенсивне заболочування з утворенням переважно низинних і частково багатих перехідних боліт зі значною потужністю торфу. Найбільші болотні масиви такого типу сформувалися на післяльодовикових зандрова полях Полісся і Мещерської низовини (рис. 6);
в) при високому положенні рівнів грунтових вод в річках і водосховищах за рахунок інфільтрації води на прилеглі землі, коли відбувається підйом грунтових вод, що спостерігається не тільки поблизу, але і на значній відстані від річок і водосховищ, що призводить до розвитку процесів заболочування спочатку на знижених елементах рельєфу, а потім і на значній або всієї території в зоні підпору. Прикладом такого заболочування є прогресуючий процес утворення боліт в зоні Рибінського водосховища. Наприклад, в Весьєгонського лісгоспі Тверській області зустрічаються болота, що утворилися в зниженнях рельєфу серед сосняков лишайникових.
Грунтово-напірний тип водного харчування зазвичай зустрічається в нижніх частинах схилів, часто в долинах річок, коли напірний водоносний горизонт, що підводить воду, розташовується між слабоводопроніцаемимі або водотривкими шарами. Рівень напірних вод може розташовуватися як у верхніх ґрунтових горизонтах, так і вище поверхні землі. Наприклад, за дослідженнями П. П. Залітіс, заболочування значної частини території Латвії відбувається за рахунок припливу напірних вод з вище розташованих за геодезичними позначками районів Литви і Білорусі. В умовах грунтово- напірного харчування зазвичай утворюються низинні болота. Заболочування при грунтово-напірному типі водного харчування відбувається в наступних випадках:
а) в місцях розвантаження грунтових вод, коли вони виходять (виклініваются) на поверхню, утворюючи ряд озер, розташованих ланцюжком, часто з'єднаних протоками, або ряд заболочених ділянок;
б) в місцях підйому по капілярах, без виходу на поверхню грунтових вод; заболочування в таких випадках посилюється випадають опадами.
Намивний тип водного харчування викликається регулярним надходженням на знижені ділянки долин або заплавних терас річок алювіальних або делювіальних вод. Заболочування відбувається в наступних випадках:
а) коли річкові води надходять в період весняних повеней або літньо осінніх паводків внаслідок підйому рівнів річок (або озер), затоплюючи знижені ділянки; в таких умовах утворюються багаті низинні заплавні болота, зазвичай з невеликою потужністю торфу;
б) коли випадають опади не встигають фільтруватися вглиб і стікають по схилах у вигляді делювіальних потоків (заболочування делювіальнимі водами починається з знижених частин схилів); в таких умовах частіше утворюються перехідні, а іноді і верхові болота.
Змішаний тип водного харчування спостерігається в випадках спільної дії декількох з названих вище типів.
Заболочування і освіту боліт може відбуватися в різних місцях, де є зниження рельєфу або ділянки пологих схилів, підживлює грунтовими водами. Відзначається заболочування річкових заплав, мілководних водоймищ. Заболочування може проходити в кілька стадій і закінчуватися утворенням болота або тривалий час залишатися на певних стадіях перезволоження без накопичення торфу і освіти боліт.
Заболочування і болотообразованіе може спостерігатися в умовах всієї типів водного харчування. Болота можуть утворюватися як на суші, так і на місці озер шляхом їх заростання.
Заболочені землі за тривалістю наявності надлишку вологи підрозділяються на тимчасово і постійно надлишково зволожені.
Тимчасово надлишково зволожені землі відчувають перезволоження, як правило, завжди навесні після сніготанення. Іноді надлишок вологи відзначається і восени. Влітку її надлишок спостерігається вкрай рідкісною зазвичай в багатоводні роки. Оскільки на таких дільницях немає постійного надлишку вологи, то немає і моховий рослинності, достатнього осаду і трав'яної рослинності, не утворюється торф'яної горизонт, а отже, не відбувається і заболочування.
Постійно надлишково зволожені землі - перезволожені протягом всього року. Гігрофітная рослинність тут представлена в | значній мірі різного виду сфагновими мохами, зозулиним льоном по купинах, осоками. При її відмирання в умовах надлишку вологи внаслідок недостатньої аерації розкладання осаду відбувається повільно, при цьому формується торф'яної горизонт. За величиною потужності торфу постійно надлишково зволожені землі поділяються на заболочені і болота. До заболочених відносяться ділянки суші з глибиною торф'яного горизонту не більше 0,3 м. Ділянки з глибиною торфу більше 0,3 м відносять до боліт. Болота в залежності від характеру (типу) водного харчування відносять до верхового або низинах типу. Якщо основна частина вологи на ділянку надходить у вигляді опадів, то в таких умовах формуються бідні верхові болота. Якщо волога надходить шляхом фільтрації через грунт, то формуються багаті низинні болота. Низинні болота з плином часу можуть за рахунок наростання торфу трансформуватися в перехідні і верхові.
Заболочування лісів відбувається за певних умов. Наприклад, на важких грунтах в сел. Лісін (Ленінградська область) в нижніх частинах пологих схилів X. А. Пісарьков відзначав заболочування з пониженням класу бонітету з I-II у верхній частині схилу до IV класу в нижній. Зазвичай в таких умовах процес заболочування, як правило, не призводить до утворення болота, якщо на заболочуватися території зберігається деревостани. При вирубці лісу або лісову пожежу в таких умовах процес заболочування може викликати утворення болота.
Заболочування може викликати або сприяти йому подзолообразовательного процес. За дослідженнями А. А. Роде, в Лісін на важких грунтах, сформованих на стрічкових глинах в результаті подзолообразованія, відбувається вилуговування верхніх горизонтів з виносом вниз дрібних фракцій. У утворився подзолистом пористом Вологоємна горизонті накопичується верховодка. Капілярний витрата вологи в великих порах грунтів в зв'язку з малим підйомом вологи до поверхні невеликої, невеликий і грунтовий стік в подстилающих глинах. Внаслідок стійкого надлишку вологи з'являється влаголюбивая рослинність, а в подальшому - і сфагнові мохи. Утворюється про торфованний горизонт, і відбувається заболочування. Мабуть, таким шляхом утворилося болото Суланда в Лисинском навчально-дослідному лісгоспі. Може спостерігатися заболочування лісів і при підйомі ґрунтових вод поблизу великих водосховищ з піщаними грунтами. При створенні Рибінського водосховища, розташованого в значній частині на території піщаних водно-льодовикових відкладень, грунтові води в прилеглих лісах піднялися до поверхні, місцями вийшли на поверхню, що і призвело до утворення боліт.
Заболочування лісосік (вирубок). Процес заболочування вирубок детально вивчений і викладений в монографії А. Л. Кощеева. Відомо, що деревостани на кронах затримує до 30-40% опадів. У літні періоди, при опадах невисокої інтенсивності, крони можуть затримувати більшу частину атмосферної вологи. Величина зимових опадів (потужність снігового покриву) в лісі на 20-30% менше, ніж на безлісих ділянках. Деревостой, затримуючи опади, значно більше, ніж безлісні ділянки, витрачає вологу на сумарне випаровування за рахунок транспірації. Тому при вирубці деревостану збільшується надходження вологи на поверхню грунту, а сумарне випаровування зменшується. Крім того, при вивезенні лісу з лісосіки відбувається руйнування напочвенного покриву та лісової підстилки, утворюються поглиблення і зниження. Все це сприяє збільшенню і нагромадженню вологи в зниженнях. З'являється гігрофітная рослинність - осоки, зозулин льон, сфагнові мохи. Починається заболочування вирубки. Однак зазвичай на вирубках з плином часу з'являється спочатку чагарникова, а потім і деревна рослинність, яка затримує вологу на кронах і підсилює транспірацію. Відбувається разболачіваніе лісосік. У більшості випадків при невеликій ширині лісосік і дотриманні при рубці термінів примикання болота на вирубках не утворюються. При великих площах рубок на концентрованих лісосіках (вирубках) можливе утворення боліт.
Заболочування Горельніков. Схема заболочування Горельніков близька до заболочування лісосік. Заболочування відбувається внаслідок порушення складових водного балансу. Після згоряння лісу збільшується надходження вологи на поверхню грунту і знижується її витрату на сумарне випаровування. Оскільки площа згорілих лісів може бути значною, то можливість утворення боліт тут дуже велика. Наприклад, в Лисинском навчально-дослідному лісгоспі в 1826 р площа згорілого лісу в I відділенні Лисинском дачі склала 3 553 га. В результаті утворилося Хейновское болото, яке становило разом з пов'язаними заболоченими землями площа близько 2 000 га.
Заболочування річкових заплав і стариць. Заплавою називається щорічно затоплювана повінню частина річкової долини. Весняні води приносять в зрозумію велика кількість зважених речовин, багатих органікою. Тому здавна заплавні луки вважалися найбільш продуктивними. У випадках з широкими заплавами при малих їх ухилах довго застоюється вода намивного харчування призводить до появи спочатку гігрофітной рослинності (таволга вязолистная, рогіз, жовтець кашубська, осока і ін.). Рослинний опад, що утворюється у великій кількості, спільно з мулистими відкладеннями річки створює багатий торфовище низинного типу. Надалі появою сфагнових мохів в цих умовах може сформуватися і перехідний болото.
Заболочування може відбуватися в зоні розвантаження грунтових вод в місцях виходу ключів в нижній частині пологих схилів. У таких випадках утворюються прісклоновие (висячі) болота.
Порушення режиму стоку. В даний час в болотообразовані набуває значення антропогенний фактор. При будівництві доріг, прокладання трубопроводів і різного роду кабелів порушується природно рух грунтових вод. Змінюється сформований століттями режим грунтово1 стоку. Тому нерідко при русі по шосе можна спостерігати всипане деревостану з того боку дороги, де грунтові води піднялися, і деякий поліпшення росту з протилежного боку, де відбулося деяке зниження їх рівня. В результаті такого впливу утворюються тисячі гектарів заболочених земель.
Заростання водойм. Значна частина боліт європейської частина нашої країни утворилася шляхом заростання водойм, переважно озер. Схема освіти таких боліт докладно розглянута В. Н. Сукачова ». Заростання починається з відкладення на дні водойм сапропелю, що утворюється з планктонних організмів і відмираючих водоростей. З плином часу сапропель повністю заповнює водоймище і на ньому з'являється осокових і очеретяна рослинність. Відмираюча рослинність утворює торф. Па увазі відмирає рослинності визначають вид торфу - осоковий, очеретяний, тростинний, а за складом торфу - походження болота. Наприклад, болота, що утворилися на місці колишніх озер, в складі торфу обов'язково містять сапропель. Освіта рослинного шару може відбуватися і на поверхні водойми, утворюючи при цьому сплавини. З плином часу сплавина і донні відкладення з'єднуються, відбувається повне заторфовиваніе водойми. На поверхні торф'яних відкладень з'являються чагарники і сфагнові мохи і починається зростання болота вгору. Швидкість наростання сфагнуму вгору досягає 3-5 см в рік. Однак потужність торф'яного покладу внаслідок розкладу і ущільнення торфу збільшується тільки на кілька міліметрів на рік. Потужність торф'яних відкладень, що утворилися за тисячі років, може досягати декількох метрів, іноді перевищуючи 10-15 м.
Процес заростання водойм в останні роки значно посилився внаслідок евтрофікації через інтенсивне надходження у водойми антропогенних продуктів, і перш за все фосфору.
Класифікація боліт. В її основу покладено тип водного харчування, в значній мірі визначає наявність в торфі поживних речовин. Торф'яні поклади, види торфу розрізняють по трофности (trophe - грец. Їжа, харчування). Виділено три основні типи боліт: низинні (евтрофние) - збагачені болота, перехідні (мезотрофние) - середні за багатством, олиго- трофние (оліго - грец. Мало) - бідні болота.
Загальна площа боліт в лісовому фонді Росії становить близько 130 млн га. Для цілей осушення СПбНІІЛХ пропонує більш детальну класифікацію типів боліт, додаючи до вищеназваних трьох типів шість підтипів: 1) низинні трав'яні (власне низинні); 2) перехідні трав'яний-сфагнові (початкова стадія перехідного болота); 3) перехідні бідні травяно- кустарничково-сфагнові (власне перехідні); 4) верхові пушіцево- сфагнові (початкова стадія верхового болота); 5) верхові кустарнічково- сфагнові (сформувалися верхові болота); 6) верхові грядово-озерково- мочажін (виключно бідні верхові болота - дистрофні).
За будовою торф'яної поклади торф'яні болота поділяють на одношарові (прості) і шаруваті (складні). Будова поклади впливає на пересування грунтової води і надходження води в канали. До одношаровим відносять поклади, де коефіцієнт фільтрації для шару, що визначається глибиною осушувальних каналів, у міру збільшення глибини каналу змінюється мало. 13 шаруватих покладах коефіцієнт фільтрації верхніх шарів (до глибини 0,3-0,5 м) в 10-100 разів (на один-два порядки) вище, ніж коефіцієнт фільтрації нижче розташованих шарів. У цьому випадку нижній шар є відносним водоупором для верхнього.
Обсяг і площа будь-якого болотного масиву постійно збільшуються. Відбувається зростання боліт в висоту і в сторону, постійно збільшуючи площу заболочування. Дослідження в Білорусії показали, що сфагнові болота щорічно розширюються на 0,9-5,3 м. Чим менше ухил територій, що оточують болото, тим швидше розростається болото в сторону. За даними П. І. П'явченко, на півночі європейської частини Росії в період інтенсивного болотообразованія щорічно відбувається заболоченість до 7 тис. Га земель. З метою запобігання зростанню боліт в сторону і заболочування нових територій необхідно пристрій огороджувальних каналів.