…Очень долго зреет клюква
посреди сырых болот…
Виктор Сергин
{hsimage |Фото 1 ||||}Эколого-биологические особенности клюквы
Клюква болотная (Oxycoccus palustris Pers.). В латинском названии клюквы болотной Oxycoccus palustris отражена ее суть: буквально -«кислый шарик болотный». Это растение является реликтом (пережитком) более теплой третичной лесной и болотной растительности, ранее господствующей в Карелии до современного или, как его называют, четвертичного периода развития Земли.
Это растение сохранило в своей генетической памяти ряд прежних биологических и экологических особенностей, а именно тепло- и влаголюбивость. Клюква предпочитает редко облесённые и светлые окрайки сфагновых болот, защищенные от северного ветра. В таких местах она дает более высокие и стабильные урожаи ягод от 200 до 1000 кг/га (фото 1). Рубиновой окраски ягоды шаровидной, удлиненной или приплюснутой формы имеют диаметр 0,5-1,5 см. Не смотря на их небольшой размер, они созревают очень долго — от середины июля до конца сентября, т. е. 2,5 месяца.
По-видимому, это не случайно, а вызвано теплолюбивостью клюквы, которая является ее генетически обусловленной биологической чертой, а в современных экологических условиях Карелии — лимитирующим (ограничивающим) признаком. Другим лимитирующим фактором является слабая конкурентность этого болотного кустарничка с тонкими (1-2 мм) стелющимися побегами и мелкими кожистыми листочками от 8 до 16 мм в длину и 3-6 мм в ширину. В связи с этим надземная часть клюквы не поднимается выше 5 — 10 см над поверхностью сфагнового мха, а корневая система не проникает ниже 15 см в живой сфагновый покров. Настоящих корней у клюквы нет, а имеются только придаточные корешки длиной 10 — 15 см и поперечным диаметром (0,15 — 0,20 мм), что лишь в три раза превышает толщину человеческого волоса. Такие тонкие образования по законам физики не могут иметь воздухоносных полостей, поэтому постоянно отмирают, как только попадают в болотную воду, где нет кислорода. Это происходит потому, что поверхность сфагнового покрова болот из года в год нарастает на 2 — 3 см.
Поэтому клюква вынуждена постоянно обновлять свою деятельную корневую систему, которая таким образом содержится только в узком верхнем горизонте выше среднего многолетнего уровня грунтовых вод. Но с другой стороны, непрерывно растущий сфагновый или белый мох не дает возможность выживать конкурентам клюквы, если они не обладают способностью к обновлению придаточных корней. А у клюквы придаточные корни образуются в любой точке погребенных во мху побегов. Сфагновый покров окутывает постоянно отрастающие придаточные корни как мульча и не дает им пересыхать на прямом солнечном свету. Однако в жаркие июльские дни клюкве не хватает свободной капельно-жидкой воды из-за высокой водоудерживающей способности сфагнового мха — опыты показали, что 100 грамм сухого мха могут поглотить 2 — 3 литра воды. Он ведь как губка впитывает воду, не даром «сфагнум» по-гречески и обозначает «губка». Кроме того, сухой мох летними днями нагревается до 40 Со , а ясными ночами охлаждается за счет излучения вплоть до наступления радиационного заморозка.
Таким образом, вынужденная произрастать на сфагновых болотах клюква находится в весьма жестких экологических условиях, что вынуждает этот вид постоянно распространятся «вширь» в узком приповерхностном слое болота. Этот пионерный вид захватил все окрайки карельских болот, где хорошо и пышно произрастают сфагновые мхи. А в центре сфагновых грядово-мочажинных болот, где на сухих грядах поселяются лишайники, а в мокрых мочажинах гибнут сфагны, — там побеги клюквы изреживаются, а она перестает стабильно и обильно плодоносить. Хотя в период цветения (середина — конец июня) и в центре болота можно увидеть редкие нежно-розовые цветки клюквы. Эти данные говорят о сфагнофильности клюквы, иначе говоря наличие сплошного сфагнового ковра является главным условием успешного произрастания, цветения и плодоношения клюквы.
{hsimage|Фото 2 ||||} В оптимальных для клюквы условиях окраек болот их поверхность приобретает красочный розовый аспект из-за сплошного ковра её цветков (фото 2). Поникший с глубоко четырех-раздельным розовым венчиком цветок около 1 см величиной в миниатюре напоминает головку журавля. Поэтому недаром клюкву во многих местах России называют журавиной. Цветок клюквы живет недолго, около 5 — 10 дней. В целом же период цветения занимает 25 — 26 дней. И если в этот период будет холодная и дождливая погода, то вероятность опыления цветков и завязывания ягод будет очень мала. В такую погоду не летают насекомые — опылители.
В Карелии, весьма часто в июне возвращаются холода, что отрицательно сказывается на будущем урожае клюквы. Вот почему, лишь на 10-15 % от общей площади сфагнового болота имеются плодоносящие ягодники клюквы с указанной ранее урожайностью. Они часто имеют небольшие размеры и приурочены к окрайкам болот и топям или к ,так называемым «тепловым убежищам», по меткому выражению В.А. и Э.В. Фришей, изучавших сезонное развитие клюквы в Ленобласти.
Пищевая и лекарственная ценность клюквы
Болот полукустарник скромный
Природой щедро наделен,
Он северянами по праву
зовётся «северный лимон»
В.Г. Рубцов
Природой щедро наделен,
Он северянами по праву
зовётся «северный лимон»
В.Г. Рубцов
Как известно, клюква относится к наиболее ценным дикорастущим ягодам, имеющих большое пищевое и лекарственное значение. В соке, мякоти, семенах и кожуре её плодов содержится много ценных пищевых и лекарственных веществ. Из сахаров преобладают глюкоза и фруктоза, из кислот — лимонная, яблочная, урсоловая и бензойная. Последняя кислота обуславливает хорошую сохранность ягод. Из витаминов в клюкве в значительном количестве содержится витамин С (15 — 25 мг/%). Урсоловая кислота структурно и генетически близка многим физиологически важным гормонам. Население Карелии в условиях недостатка витаминов издавна называет клюкву «северным лимоном», собирая ее не только осенью, но и весной следующего года. Возможность сбора «подснежной» клюквы вызвана уникальной способностью её ягод к длительному хранению.
Благодаря высокому содержанию витаминов, биологически активных веществ и микроэлементов клюква с глубокой древности широко используется в народной медицине. Ей лечились при простудных и инфекционных заболеваниях, при нарушении обмена веществ, одышке, малокровии, при горячке, цинге и других недугах человека. Клюквенный сок с медом употребляли при кашле и ангине. Даже отправляясь в кругосветное плавание Крузенштерн имел на борту своего судна запасы клюквенного сока. В настоящее время научно доказано, что клюкву и продукты ее переработки следует считать ценнейшим лечебным и профилактическим средством капилляроукрепляющего, противовоспалительного, бактерицидного, фунгицидного, антирадиантного и ранозаживляющего действия.
Ягоды клюквы широко применяются в быту и в пищевой промышленности. В быту это, как правило, приготовление морса из ягод, хранящихся в холодильнике. В промышленном масштабе изготовляют разнообразные вкусные кондитерское изделия: варенья, джемы, кисели, желе, муссы, пастилу, «клюкву в сахаре» и многое другое. С помощью клюквы получают различные маринады, например, при квашении капусты «провансаль», острые соусы и приправы к мясным и рыбным блюдам.
Выявление и картографирование ресурсов клюквы
О сколько бусинок багряных
Рассыпано — не сосчитать!
Мхи на болотистых полянах
Коврами кажутся опять…
П. Бровка
Рассыпано — не сосчитать!
Мхи на болотистых полянах
Коврами кажутся опять…
П. Бровка
{hsimage|Фото 3 ||||} Выявление и картографирование ресурсов клюквы в Карелии имеет длительную историю. Впервые эти важные для науки и практики, но весьма трудоёмкие работы были организованы в Институте биологии Карельского научного центра РАН Галиной Андреевной Елиной в начале 70-х годов прошлого столетия. Она разработала оригинальную методику крупно-и среднемасштабного картирования ресурсов клюквы болотной с использованием аэрофотоснимков. Исходными материалами при этом служили крупномасштабные (1:25 000 или 1:50 000) карты растительности болот, составленные по данным аэрофотосъемки. С их помощью выявлялись болота со сплошным сфагновым покровом без обширных грядово-мочажинных топей, как наиболее перспективные ягодники клюквы. Эти болота были ключевыми участками для наземных исследований и учетов урожайности ягод клюквы. До полевого периода для таких болот-ключей подбирались материалы аэрофотосъемки, с последующим уточнением на местности дешифровочных (тон и рисунок аэроснимков) признаков ягодоносных болотных участков с их наземной геоботанической и ресурсоведческой характеристикой (фото 3).
Ресурсоведческая характеристика ягодоносного выдела включала в себя количественную оценку урожайности клюквы на 10 — 30 учетных площадках размером 0,1 или 1 м2 и долю (%) ягодоносной площади от общей площади исследуемого выдела (фото 4). Далее полученные ресурсоведческие данные переносились ( экстраполировались) с использованием эталлонных аэрофотоснимков на все болотные массивы Карелии. В результате этой работы были оценены средне многолетние запасы клюквы болотной — 40 тыс. тонн и выявлены районы с наиболее продуктивными болотами-ягодниками клюквы с помощью среднемасштабных (200~600 000) карт, выполненных на бумажной основе.
{hsimage|Фото 4 ||||} Для современного периода ресурсоведческих исследований и картирования ресурсов клюквы в Карелии характерно использование компьютерных технологий и космических снимков для составления электронных карт любого требуемого масштаба. В настоящее время весьма востребованы наукой и практикой мелкомасштабные миллионных масштабов (1:3~5 000 000) обзорные электронные карты.
Нами была разработана методика электронного картирования клюквенных ресурсов болот Карелии, основанная на составлении картограмм в сети регулярных квадратов 5*5 км. На этой картограмме окраской различной степени интенсивности показаны запасы клюквы в пределах каждого квадрата (фото 5). При разработке методики использовались многолетние данные по урожайности клюквы, накопленные в лаборатории болотных экосистем Института биологии РАН, вошедшие в банк геоданных. С этой целью были оцифрованы с помощью сканера около 1000 крупномасштабных планшетов дешифровки болотной растительности по аэрофотоснимкам, которые были насыщены ресурсоведческой информацией, которая была получена в период 1972-2010 года на постоянных пробных площадях. Постоянные пробные площади были заложены на болотах-ключах южной ( «Сегежском» в Олонецком и «Неназванном в Пряжинском районах) и северной Карелии («Заповедное» и «Шомбашуо» Кемского района).
{hsimage|Фото 5 ||||} В результате получена Картограмма биологических ресурсов клюквы в Карелии. Достаточно одного взгляда на неё, чтобы увидеть как неравномерно распределены ресурсы или запасы клюквы по территории Карелии. Запасы клюквы сосредоточены в центральной и южной частях республики, а на ее севере они невелики. В тоже время, в наиболее населенных южных районах, особенно вблизи Ладожского и Онежского озер, наблюдаются места практически лишенные ресурсов клюквы. Это отрицательный результат мелиорации (буквально улучшения) болот в целях лесного и сельского хозяйства. Общий биологический запас ягод клюквы, рассчитанный по картограмме с помощью компьютерных технологий составляет в настоящее время 11,2 тыс. тонн, а возможный сбор — 2,8 тыс. тонн.
Владимир Антипин, Павел Токарев, Институт биологии КарНЦ РАН
Об авторах
{hsimage|В.К. Антипин ||||} Антипин Владимир Константинович. Родился 24 июля 1948 г. в пос. Хямякоски Питкярантского р-на КФССР. Геоботаник – болотовед, канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. болотных экосистем. Работает в ИБ с 1972 после окончания естеств.- геогр. фак. КГПИ. Учился в заочной аспирантуре при КФ АН СССР по спец. «ботаника». В 1984 году защитил канд. дис. на тему «Структура болотных массивов Юж. Карелии (на примере болот Шуйской равнины )». Осн. напр. исслед. – изучение структуры болотных экосистем Карелии, оценка и картирование растительных ресурсов болот, охрана болотной биоты региона. Один из авт. орг-ции в Карелии сети охраняемых болот, в частности 57 болот-памятников природы, Муромского ландш. заказника, Водлозерского нац. парка. Принимал непосредственное участие в изучении болот нац. парков «Кенозерский», «Угра», «Мещера». Автор и соавтор более 80 публикаций.
{hsimage|П.Н. Токарев||||} Токарев Павел Никандрович — главный биолог лаборатории болотных экосистем Института биологии КарНЦ РАН, где работает более 40 лет. В период многочисленных экспедиций занимался изучением болот и охраной ягодников на территории Карелии. В последние годы акцентирует внимание на компьютерных методах обработки данных с помощью информационных систем (ГИС). Автор и сооавтор более 60 научных работ.
