Kā veidojas purvs?

Neparastie purvi

             Pretēji vispārpieņemtam viedoklim, purvi nav drūma un panīkusi vieta. Tuvāk tos papētot atklājas neparasta krāsu un smaržu dažādība. Piemēram, kūdras sūna. Kādas tik krāsu variācijas nav sastopamas šai dzimtai – vīna sarkana, zaļa, kafijas brūna, briljanti oranža, ruda un pat violeta un melna! Un pa vidu kūdras sūnu raibajam paklājam te un tur atrodami viršu laukumi, baltas andromēdas un spilves, sarkanas dzērvenes un zilas mellenes.

Augi, no kuriem veidojas kūdra

             Šiem vienkārši veidotiem augiem nav ne sakņu, ne ūdens apmaiņu kontrolējošas struktūras. Kūdras sūnas ūdeni uzņem kopā tajā izšķīdušām barības vielām līdzīgi kā sūklis – ar visu lapu virsmu, jo sevišķi ar neskaitāmiem zariņiem, kas aug no vienīga kāta. Ja šī auga lapu aplūko zem mikroskopa, var ieraudzīt, ka tā nozīmīgu daļu aizņem ietilpīgas resnas mirušas ūdeni saturošas šūnas. Starp tām it kā iespiestas tievas, garas dzīvas hlorofilu saturošas šūnas, kas jau pēc nosaukuma saprotams, satur fotosintēzes orgānus. Tāpat, lai auga šūnas spētu eksistēt, ūdens šūnās ir jābūt pastāvīgam mitrumam, kura daudzums atkarīgs no apkārtējās vides apstākļiem.


  Atsevišķs kūdras sūnas augs. Galotnītes zariņi veido porainu struktūru un uzsūc mitrumu galvenokārt no gaisa, no kāta atkārusies zariņi kalpo ūdens uzsūkšanai no zemes.

             Labvēlīgos apstākļos kūdras sūnas augi nekad nemirst šī vārda tiešā nozīme. Tie aug pa virsu savam augšanas punktam un to apakšējā daļa pakāpeniski sadalās pa daļai pārtopot par kūdru. Tādi dzīvā sūnas daļa visu laiku aug pa virsu un atmirst no apakšas.

             Ūdens krājumi augā pārsniedz vairāk kā 8 reizes auga sauso svaru, kas padara to pārāk smagu tievajam lokanajam kātam, kurā nav mehāniski izturīgu šķiedru. Tāpēc kūdras sūnas augi aug vienmēr cieši vien otram blakus, veidojot velēnu jeb paklāju. Šādos paklājos blakus esošie augi savijas zariņiem kopā, balstot un noturot viens otru vertikālā stāvoklī. Šādas ķēdes veicina horizontālu ūdens kustību velēnā.

Kā purvs veidots?

             Kūdras purvs sastāv no 2 slāņiem. Augšējais slānis ir salīdzinoši sekls un tas veidots no dzīviem kūdras sūnas augiem. Parasti tas nav dziļāks par 30cm. Nokrišņi ātri izsūcas cauri šim slānim. Visa pārējā kūdras purva masa, kas ir zem velēnas, tiek saukta par kūdru. Kūdra veidojas no sapresētām kūdras sūnu un citu purva augu paliekām. Tai parasti ir tumši brūna līdz melnai krāsa, atkarībā no augu sadalīšanās pakāpes – jo augi vairāk sadalījušies, jo krāsa ir tumšāka. Ūdens plūsma cauri kūdrai ir ļoti lēna, parasti ne vairāk par 1m dienā. Kamēr nokrišņi izsūcas cauri kūdrai un nonāk gruntsūdeņos, var paiet vairākas nedēļas vai pat mēneši. Kūdras uzkrāšanās process ir pakāpenisks un ļoti lēns. Vidēji tā ātrums ir 1mm gada laikā, tāpēc vairākus metrus biezs kūdras slānis satur augu paliekas, kas tur dzīvojuši pirms vairākiem simtiem vai pat tūkstošiem gadu, tādejādi atklājot iepriekšējo ainavu izskatu.

 Zem mikroskopa lapā var aplūkot lielas tukšas ūdens šūnas, kurās uzkrājas mitrums. Starp tām ir šauras hlorofilu saturošas šūnas, kas ir auga „dzīvā komponente”. Spirālveida šķiedras ūdens šūnās pasargā šūnu sieniņu plīšanas no šūnas iekšējā hidroķīmiskā spiediena izmaiņām. Porām ir „pudeles kakliņa” loma. 1 – lapas priekšējais skats, 2 – šķērsgriezums.

             Pēc aizsardzības pret svārstībām un apkārtējās vides kūdra ir līdzīga tropu meža zemāko paklāju vai okeāna dibenu – to droši sargā no izmaiņām virsējā kārta.

             Normālos apstākļos ūdens līmenis kūdrā nekad nav zemāks par tā minerālā slāņa līmeni. Pat ar drenāžu var nosusināt tikai virsējo kūdras purva slāni un tā apakšējā kārta vienmēr ir piesātināta ar ūdeni.

             Sakara ar to, ka uz kūdras slāņa virsmas vienmēr slāņiem mainās tā virsotnes un iesēdumi, augu slāņi un ezeriņi, tad ūdens šeit ir ierobežojošs faktors, kas nosaka sugu izvietojumu mikroreljefā.

Kūdras sūnas šūnas apskatot zem elektroniska mikroskopa

Kūdras slāņa šķērsgriezums. Uz abu slāņu robežas biezi var atrast citu purva augu saknes, piemēram, spilves.

Kas ir pārpurvošanās?

             Nevajag jaukt pārpurvošanos, ko izraisa iekšēji faktori, ar ūdens līmeņa celšanos vietās, kur veidojas un uzkrājas kūdra. Pirmajā gadījumā ir lineārs gruntsūdeņu pacēlums, kas saistīts ar kaut kādu iemeslu dēļ augsnē ūdens daudzuma palielināšanos. Paceļoties no ūdens dzīlēm, ūdens līmenis izmaina vietas hidroloģisko režīmu, kas tālāk izsauc meža tipu maiņu uz purva tipu. Tas nav nekas cits kā augu pasīva sekošana vietas mitruma izmaiņām.

             Vietas pārpurvošanās mehānisms augot purva sūnām ir citādāks. Apskatīsim šo procesu „tīrā” veidā, neņemot vērā apkārtējās vides ietekmi (grunts ūdeņu svārstības). Iedomāsimies mitru vietu ar stabilu grunts ūdeņu līmeni. Pieņemsim, ka šie apstākļi ir labvēlīgi kūdras sūnas dzīvošanai. Sūnas pateicoties savam specifiskam metabolismam veido noteikta biezuma kūdras slāni. Kūdrā ir sūnu kātu un lapu paliekas, kas vairāk nekā uz pusi veidotas no tukšam ūdens šūnām, kas spēj ne tikai uzsūkt ūdeni, bet arī to ilgstoši noturēt. Tad, ja ūdens gruntī saskarsies ar kūdru, tas kā pa sūkli pacelsies uz augšu. Tomēr, atšķirība no pārpurvošanās, kas saistīta ar ūdens līmeņa celšanos arēju faktoru ietekmē, ūdens daudzums gruntī nepalielinās, bet izmainās tikai tā sadalījums pa vertikāli un horizontāli. Tādejādi notiek gravitācijas mitruma pāreja uz kapilāro mitrumu. Kaut gan drenāža (mitruma novadīšana no grunts) nenotiek, bet tā kā kūdra un tās augi veido dažāda izmēru kapilāru sistēmas, tad ūdens paliek uz robežas starp kūdru un grunti, kā rezultātā vieta paliek sausāka un vēl vairāk aerēta. Tas izraisa augu maiņu –augus, kas spēj augt tieši ūdenī (hidrofīti) nomaina mazāku mitrumu mīloši augi – augi, kas mitrumu uzsūc no apakšas caur kapilāriem. Tas pats notiek ezeriem un citam lielam ūdenstilpnēm pārpurvojoties (1. shēma B). Tālāka kūdras slāņa izveide vēl vairāk sausina grunts augšējos slāņus un uzrodas augi, kas spēj izturēt vasaras sausumu.

1. shēma, Grunts ūdeņu dinamika atkarībā no kūdras slāņa biezuma dažādos grunts slāņa mitrināšanas apstākļos. 1 – minerālu horizonts (grunts), 2 – grunts slāņa virskārta, 3 – grunts ūdeņu līmenis. A – sauszemes pārpurvošanās, grunts ūdeņi ir viena līmenī ar grunti, B – ūdenstilpnes pārpurvošanās, V – sauszemes pārpurvošanās, grunts ūdeņi ir zem grunts līmeņa.

             Tālākais vietas liktenis atkarīgs no uzkrātā kūdras slāņa biezuma. Ja slānis nav liels, tad šajās vietās uzrodas koku sugas (priede, egle, bērzs). To saknes sasniedz minerālo līmeni un drenē grunti. Ja kūdras slānis mērāms metros, tad koki, ja arī te iedzīvojas, ar saknēm nespēj sasniegt minerālu līmeni. To saknes aptvert tikai kūdras virsējo – aerēto – slāni. Tā kā vēl maz sadalījušā kūdras slānī barības vielu, kuras nepieciešamas kokiem augšanai, nepietiek un koki attīstās lēni, cik tas ir iespējams. Tam par iemeslu nav tikai mitrums, bet arī augsts skābums un zemāko slāņu ūdens anaerobā vide, un arī zema temperatūra. Tāpēc kūdras purvos ar biezu kūdras slāni koki atrod labvēlīgu vidi, tikai to augšējos slāņos. Dažreiz šis slānis ir tikai 5-10 cm biezs. Tāpēc koki nespēj kaut cik nozīmīgu drenējošu ietekmi uz vietu un edifikatorā ūdens daudzuma regulēšanas funkcija (ka arī citu vietas parametru izmaiņa) uzticēta kūdras sūnām. Citiem vārdiem, koki purvos ir spiesti eksistēt apstākļos, kas vairāk piemēroti zālēm vai krūmu augiem, un tie zaudē savas edifikatorās īpašības un to ārējais izskats arvien pasliktinoties apstākļiem vairāk atgādina krūmaugus. Rezultātā purvs kā vieta stabilizējas, tā nemainību uztur cikliska kūdras sūnu mainība, kuram ir dažādas mitruma vajadzības. Vietu var atdzīvināt tikai ar drenāžas palīdzību. Ja purva izmēri nav lieli, drenāžu var veikt ar meliorācijas metodēm. Lielus kūdras purvus var nosusināt tikai pazeminot grunts ūdeņu līmeni, ko nemainīgus uztur upes, kuru baseinos purvi izvietoti.

             Tādejādi pārpurvošanas, ko izrausa grunts ūdeņu celšanās kādu ārēju faktoru ietekmē, raksturo kūdras uzkrāšanās sausumu mīlošo augu uz ūdeni mīlošo augu nomaiņas rezultātā. Vienkārši sakot, šo procesu pareizāk būtu saukt nevis par pārpurvošanos, bet gan apūdeņošanu. Pārpurvošanās, nav saistīta ar eksogēnu ūdens līmeņa celšanos, kas izraisa augu sugu izmaiņas, bet gan ar augu sugu nomaiņu paceļot augu dzīves vietu virs ūdens līmeņa pakāpeniski uzkrājot kūdru (1. shēma A, B). Tas notiek, ja ūdens līmenis jau sākotnēji ir tuvs grunts līmenim, tā lai kūdras sūnu paklāja kapilāru sistēma varētu ar to saskarties. Ja sākotnēji mitrā vietā grunts ūdens līmenis atrodas dziļi, tad kūdras sūnas nevar izveidot biezu kūdras slāni, jo grunts virsma ir pārak sausa (1. shēma, V). Parasti tas notiek mežos vai, vismaz, nelielās koku birzīs (var būt ataudzēs), blakus avotiem, staignājiem vaipļavās.

             Purvu veidošanās notiek visdažādākās vietās, atbilstoši sākotnējiem apstākļiem izšķir vairāku veidu pārpurvošanos.

1. Sauszemes pārpurvošanās

Zemienes purvs

             Mitrās vietās, kur nokrišņu ir vairāk nekā izgarojumu, zeme lēnam tiek izskalota, paliek neauglīga un pārsātinās ar ūdeni. Daudzām purva sūnām tā ir ideāla augšanas vieta, jo tiem nav svarīga barošanās no augsnes un tiem patīk mitrums. Pakāpeniski sūnu paklājs pārsedz visu grunti, kas izraisa kardinālu ainavas un vides maiņu.

             Tanslijs (Tansley, 1939) raksta par šo pārpurvošanos: „… tur, kur ir daudz nokrišņu, gaiss ir tik mitrs, ka purvu veidošanās ir klimatiski pamatota, tie veidojas ne tikai ieplakās, bet pārklāj pilnīgi visu apkārtni, izņemot stāvus kritumus un pamatsugu sakņu izaugumus… šādi purvi var nosaukt par pārsedzošiem, jo tie pārklāj visu zemes virsmu kā palags vai sega… Šāda purva pastāvēšana nav atkarīga no vietējiem ūdens avotiem, tos izraisa bagātīgi nokrišņi un liels atmosfēras mitrums”.

2. Ezeru pārpurvošanās

             Kad pirms 8-10 tūkstošiem gadu izkusa ledāji, pēc sevis tas visur atstāja viļņotu klajumu, kas izklātas ar ūdens noturīgu māla slāni. Zemākajās vietās sākumā izveidojās dažāda izmēra ezeri. Daudzi šo ezeru, jo sevišķi mazie, sāka aizaugt ar niedrēm, spilvēm (2. shēma a). Pakāpeniski šie augi veidoja piekrastes zonu – peldošu paklāju no savstarpēji savītām augu saknēm, uz kā sāka krāties kūdra (2. shēma b). Šajā stadijā purvam ir bļodveida virsma (tā krasti paceļas virs centra) un tāpēc to sauc par zemo purvu. Ar laiku šāds augu paklājs pārklāj visu ūdenstilpni (2. shēma v). Tagad augu saknes nevar sasniegt minerālu grunti un saņemt no tā minerālās barības vielas. Tāpēc niedres un spilves nomaina augs, kas nav tik prasīgs minerālu barības vielu avotiem – sāk augt kūdras sūnas. To augšana parasti sakas no barības vielām visnabadzīgākās augu paklāja daļās – no centra (2.shēma g). Tagad jau zemo purvu nomaina pārejas purvs. Pastāvīga kūdras veidošanās un slāņa palielināšanās rada kūdras purvu, kura centrs ir pacelies virs malām. Tas arī ir augstais purvs. Tas sevī uzkrāj, kā sūklis, visus atmosfēras nokrišņus un paceļ uz augšu bijušās, jau apraktās, ūdenstilpnes ūdeni (2. shēma d). Tā kā kūdras sūnas rada nepiemērotus apstākļus citu organismu dzīvei, arī reducentiem, tāpēc atmirušo palieku sadalīšanās šādos apstākļos ir ļoti lēnas. Tas veicina kūdras veidošanas un sūnas augšanu. Kad purvs izskatās jau ka neliels kalns, kūdra no virsotnes smaguma spēka ietekmē sāk velties ruļļos. Starp ruļļiem izveidojas dziļi iesēdumi vai ezeriņi, bet paši ruļļi izskatās kā paceltas rindas (2. shēma e).

2. shēma. Augstā purva veidošanas stadijas

             Apskatītais process ir raksturīgs ne tikai pēc ledus laikmeta ezeriem. Tas var rasties un rodas arī šobrīd. Sevišķi tam pakļauti mazi meža ezeriņi, kur burtiski zinātnieku acu priekšā (pāris desmit gadu laikā) noris šo purvu veidošanās process.

Augstais purvs

Pārejas purvs

  Tātad pārpurvojoties ezeram, notiek zemā purva pārtapšana par augsto purvu, bet veidojoties sauszemes purvam – pārejas purvs pārtop par augsto purvu.

3. Avotu pārpurvošanās

             Šim pārpurvošanās tipam, tāpat kā ezeru pārpurvošanās, raksturīga zemā purva pāreja uz augsto purvu. Tiesa gan atšķirībā no iepriekšējā tipa zemā purva stadija neveidojas no peldošiem piekrastes augiem, bet no grīšļu – purva hipnu purva apkārt avota izejai, meža strautiem.

Nedaudz par purva augiem

             Protams, ka „valdošie” purva augi ir purva sūnas. Par to īpatnībām jau minēts iepriekš, var tik piebilst par šī auga ekoloģiskām īpašībām.

             Pastāvīgi apmainoties ar augsnes skābju šķīdumiem, purva sūnas stipri skābina augsni. Tādos apstākļos var dzīvot neliels skaits augu. Augi, kuri mīt purva sūnu paklājā, ir jāspēj dzīvot skābā noplicinātā vidē, kura pārsātināta ar ūdeni un nepārtraukti jācīnās par dzīvo daļu aprakšanas zem kūdras.

             Iespējams, ka spilgtākais un vispazīstamākais pielāgošanās paņēmiens ir miesas ēšana. Dažas augu sugas pielāgojušās papildināt savu nabadzīgo purva ēdienu autotrofā veidā. Tie to dara ķerot un sagremojot kukaiņus. Šos augus sauc par rasenēm (Drosera). Lapiņas, ar kurām tās ķer kukaiņus, ir nelielas – aptuveni naga lielumā, un auga barību galvenokārt veido sīku kukainīši. Dažreiz blakus rasenēm var atrast arī nelielu spāru paliekas.

             Skaisti smaržojošs purva augs ir parastā purvmirte (Myrica gale) dzīvo simbiozē ar baktērijām, kuras galvenokārt pulcējas ap auga saknēm un baro augu ar papildus slāpekli.

             Pats parastākais purva augs ir šaurlapu spilve (Eriophorum angustifolium), kura cenšas izdzīvot nabadzīgajā kūdras virskārtā, kura saknēs un lapu pamatnē izveidojusi lielas gaisa šūnas.

             Visbeidzot, visi viršu (Ericaceae) dzimtas pārstāvji, kuriem pieskaita arī dzērvenes (Oxyccocus palustris), parasto virsi (Calluna vulgaris), purva vaivariņu (Ledum palustre), mellene (Vaccinium vitis-vitis, Vaccinium myrtillus), polijlapu andromēdu (Andromeda polifolia) u.c., ir raksturīgas uzbūves īpatnības, kas ļauj tiem dzīvot „fizioloģiska sausuma” apstākļos un attīstīt sakni, ar kuru palīdzību pacelt savas dzīvas daļas virs sūnu paklāja.

Ne tikai saules noliktava…

Augstā purva shematisks attēlojums

             Purvi ir sava veida dārgumu glabātuve, no kurienes varam smelties ziņas ne tikai par kādreizējām ainavām, bet arī papētīt mūsu vēsturi. Šo vēstures grāmatu var lasīt bezgalīgi, lappusi pēc lappuses, visu laiku atklājot ko jaunu.

             To, kas saglabājies kūdrā mēs saņemam tā pirmatnējā izskatā, bet kūdras purvi informē ne tikai par purva augu izmaiņām – no apkārtējiem purviem, mežiem vējš atnes tur augošo augu sporas un tās brīnišķīgi kūdrā saglabājas. Izmantojot sporu- putekšņu analīzi var atjaunot klimata izmaiņas pēdējo 10 000 gadu laikā.

             Izņemot augus purvs apraktus glabā pagātnes darba rīkus, ieročus un pat šo ieroču saimnieku paliekas. Sevišķi daudz par šiem notikumiem stāsta Eiropas purvi, kur cilvēks dzīvoja jau aizvēsturiskos laikos. Tā, piemēram, Skotijas purvi glabā pirmatnējo cilvēku kultūras paliekas, bet Lielbritānijā atrada bruņinieku ar visām bruņām.


Apvienība "Liepājas Akvāriju Turētāji"

Orģinālteksts S. J. Popovs no bio.1september.ru

Veidots ar Mozello - labo mājas lapu ģeneratoru.

 .