Всюду в природе даже на небольшом протяжении наблюдается большое разнообразие ландшафтов: леса сменяются лугами, луга — болотами и т. д. Каждый из этих ландшафтов имеет свой растительный покров, т. е. сочетание растений, обладающее известной спецификой и определенным, различным для каждого ландшафта, флористическим составом.
Экологические условия на болоте резко отличны от таковых же в других ландшафтных единицах и прежде всего по степени увлажнения. Избыточное увлажнение и обусловленные им анаэробиозис субстрата и его температурный режим создают своеобразную среду не только для развития на болоте растительного покрова, но и для разложения растительного отпада (отмерших надземных и подземных частей растений). Последний не разлагается до полной минерализации, а частично оторфовывается, т. е. соли, поглощенные растительным покровом на болоте, возвращаются субстрату по отмирании не полностью, а лишь частично. Значительная доля минеральных солей остается в торфе в неусвояемой или слабо доступной для усвоения форме. С течением времени на поверхности накапливается пласт торфа настолько мощный, что корни растений теряют связь с минеральной почвой.
В зависимости от рельефа местности вода на болото поступает или в виде осадков (дождь, снег, роса, иней и т. п.), или дополнительно к атмосферной влаге добавляются воды, стекающие с окружающих берегов (поверхностно-сточные), или грунтовые воды, выклинивающиеся из водоносных горизонтов, или воды рек, озер. В водном режиме некоторых торфяников участвуют в тех или иных сочетаниях несколько источников питания. Все эти воды несут различное по составу и количеству минеральное содержание. Качественно воды, питающие торфяники, изучены пока слабо. По количественному содержанию минеральных солей наиболее резко различаются между собой воды атмосферные (слабо минерализованные, бедные) и грунтовые (сильно минерализованные, богатые).
В зависимости от степени минерализации питающих вод на болотах создаются различные по минеральному питанию условия роста растительного покрова. Количество вод, поступающих в торфяники (т. е. степень обводненности субстрата), и распределение их в течение года на различных торфяниках также неодинаковы. Сочетание минерального и водного питания — водно-минеральный режим торфяника — является решающим фактором среды для его растительного покрова. Последний и сам оказывает известное воздействие на водно-минеральный режим: например, сфагновые мхи в силу особенностей своего анатомического строения и произрастания плотными дернинами поддерживают и увеличивают в субстрате режим избыточной влажности. Тому же способствуют подушки зеленых мхов и плотные дернины некоторых травянистых растений пушицы (Eriophorum vaginal um) и осоки (Carex caespitosa). Оторфовываясь по отмирании, растительный покров обедняет субстрат минеральными солями.
Необходимо добавить, что в зависимости от видового состава растительного покрова отпад несет различное количество зольных элементов. Так, более богат золой отпад облесенных низинных болот, беднее отпад облесенных верховых и наиболее беден отпад сфагнового верхового болота. В этом же направлении уменьшается и требовательность группировок растительности к минеральному питанию. В стратиграфии верховых торфяников плакорного залегания особенно ясно можно наблюдать постепенную (по мере обеднения субстрата) смену во времени более требовательных к минеральному режиму растительных группировок менее требовательными. Такую же смену растительных группировок по мере обеднения среды в живом растительном покрове можно наблюдать на том же верховом болоте плакорного залегания, передвигаясь от периферии болота к центру, или на притеррасных торфяниках грунтового питания в направлении от питающего берега вглубь торфяника.
Таким образом, за исключением отдельных случаев, растительный покров на каждом данном участке не является постоянным по своему видовому составу по времени. Видовой состав растительной группировки относительно постоянен для того или иного сочетания факторов среды, в числе которых и сам растительный покров. Такое постоянное сочетание растений, сложившееся в результате взаимодействия со средой и между отдельными компонентами, обладающее определенной физиономией и повторяющееся в сходных экологических условиях, называется фитоценозом. Фитоценозом можно называть как растительный покров, например, лесного болота в целом, так и сочетание растений-торфообразователей отдельно на кочках и в мочажине на верховом болоте.
Структура фитоценозов может быть различна, встречаются чистые заросли, состоящие, например, из одного только тростника (Phragmites communis) или хвоща (Equisetum palustre) или других видов растений, — это одноярусные наиболее просто построенные растительные группировки. Встречаются они редко. Чаще фитоценозы построены более сложно и состоят из нескольких ярусов растительности. Так, в растительном покрове верхового болота строение трехъярусное: древесный ярус + кустарничково-травяной + моховой.
Поскольку факторы среды в их взаимном сочетаний различны на отдельных болотах и на разных участках одного и того же болота, в растительном покрове можно наблюдать большое количество разнообразных группировок болотной растительности. Для научных и практических целей все это разнообразие фитоценозов необходимо ввести в некоторую систему.
В Западной Европе типы болот и растительные комплексы разделяются на олиготрофные — малотребовательные к питательным веществам сообщества, евтрофные — очень требовательные к большому содержанию их в почве и мезотрофные группировки растений, занимающие по питанию промежуточное положение.
Исходя из этого, болота делятся на: верховые (водораздельные) моховые, выпуклые — олиготрофные; низинные (главным образом приречные) — евтрофные травяные и древесные, плоские, ровные, переходные — мезотрофные.
В советской болотоведческой литературе также принято деление торфяных месторождений и растительного покрова на олиготрофный (верховой), мезотрофный (переходный), евтрофный (низинный) типы, хотя по растительному покрову, геоморфологическому положению и условиям водно-минерального питания они рассматриваются шире.
Нередко моховые болота, питаемые бедными (атмосферными) водами, расположены ниже, чем травяные с их богатым водно-минеральным питанием.
При дальнейшем изучении растительности болот в пределах каждого из типов начинают выделять все более мелкие единицы, и появляются классификаций, делящие все болота на несколько групп по признаку водно-минерального питания.
Первую классификацию болот как растительно-ландшафтную единицу по этому признаку дал Г. И. Танфильев. Он разделил болота на два типа: А — подводные, или жестководные, и Б — надводные, или мягководные.
Первый тип (А) он делил на два подтипа: I — низовые и II — ключевые болота и торфяники. К типу Б Г. И. Танфильев относил все верховые торфяники. Эти основные типы болот он делил затем на более мелкие единицы уже по признаку растительного покрова.
Классификация болот с учетом характера питания и степени обводненности создана Р. И. Аболиным для северо-западной части Советского Союза. Помимо характера питания болота и степени обводненности классификация отражает состав и характер растительного покрова.
Всю болотную растительность Н. Я. Кац подразделяет на четыре типа, которым присваивает следующие названия: евтрофные фитоценозы намывного питания; евтрофные моховые фитоценозы грунтового питания; мезотрофные сфагновые фитоценозы; олиготрофные фитоценозы.
Названия евтрофный, мезотрофный и олиготрофный применяются в геоботанике для характеристики требовательности растительности к условиям минерального питания и в переводе на русский язык означают: евтрофный тип растительности, требовательный к содержанию питательных веществ в субстрате; олиготрофный тип растительности, малотребовательный к содержанию питательных веществ в субстрате, а мезотрофный занимает промежуточное положение между евтрофным и олиготрофным типами.
Каждый из этих четырех типов Н. Я. Кац делит в дальнейшем на лесную, кустарниковую и травянистую группы и каждую из этих последних — на болотные ценозы по преобладающим растениям. Особенно дробное деление он дает для растительности олиготрофного типа.
Разработкой классификации у нас и за рубежом занимались И. Д. Богдановская-Гиенэф, Д. А. Герасимов, Ю. Д. Цинзерлинг, Е. М. Брадис, С. Толпа и др.
Под растительной ассоциацией понимают наиболее мелкую единицу растительного покрова, хорошо улавливаемую физиономически и объединяемую по признакам однородности: флористического состава, структуры фитоценозов и характера среды. Ассоциации, сходные между собой, принято объединять в группы ассоциаций.
Комплексом ассоциаций называют сочетание двух или более ассоциаций, когда они мозаично чередуются друг с другом, создавая при этом своеобразный пятнистый ландшафт. Например, на верховых торфяниках в грядово-мочажинном комплексе чередуются ассоциации гряд и мочажин.
Растительный покров торфяников пока не изучен детально, поэтому не представляется возможным построить вполне разработанную классификацию.
В классификации торфяно-болотных фнтоценозов подразделение растительного покрова дано на довольно крупные единицы, которые нашли отражение в единицах классификации торфов — пластообразующих видах торфа. Каждому фитоценозу свойственна среда с определенным режимом влажности, аэрации, минерального питания и других факторов, и нет никаких оснований предполагать, что один и тот же фитоценоз отлагает различные виды торфа. Наоборот, судя по растительным остаткам, каждому виду торфа соответствует в различных болотах один и тот же определенный видовой состав растений-торфообразователей, обусловливающий не только одинаковый ботанический состав отлагаемого торфа, но и тождественность его физико-химических свойств. Фитоценозы, отражаемые видами торфа, приняты за единицу растительного покрова. Дальнейшее изучение торфяников в целом создаст более дифференцированную классификацию как растительного покрова, так и соответствующих видов торфа.
Так, при построении классификации не учитывались те фитоценозы, которые имеют недостаточную пространственную выраженность и как целое не находят отражения в торфообразовательном процессе. Все фитоценозы современной растительности болот встречаются в классификации видов торфа. Последняя даже несколько обширнее классификации растительности за счет видов торфа, отложенных теми фитоценозами, которые играли когда-то большую роль в растительном покрове болот, а теперь встречаются только изредка и незначительными площадями.
Классификация растительного покрова построена в основном на материалах исследования болот среднего, западного и северо-западного районов европейской части Союза и Урала, данные о которых отличаются богатством и полнотой. Вся растительность болот подразделяется на три типа: низинный (евтрофный), переходный (мезотрофный) и верховой (олиготрофный).
Низинный тип растительности встречается в условиях богатого грунтового или намывного питания. Зольность субстрата от 5 до 18%. Реакция среды слабокислая или нейтральная, или даже щелочная. Переходный — в условиях питания бедными грунтовыми водами; зольность субстрата от 4 до 5%. Реакция среды слабокислая. Верховой — в условиях питания бедными, преимущественно атмосферными водами. Зольность субстрата до 4%. Реакция среды кислая. Как видно, евтрофный тип имеет большую амплитуду зольности среды (в зависимости от различных источников питания), поэтому имеет довольно богатый видовой состав и большое разнообразие фитоценозов. У мезотрофного и олиготрофного типов амплитуда зольности среды невелика. Поэтому небогат и видовой состав растительности этих типов, подразделяемый на небольшое число фитоценозов.
По степени обводненности болота делятся на: обильно и постоянно увлажняемые топи, где вода стоит над поверхностью или вровень с моховым ковром, и периодически увлажняемые участки, где в периоды наибольшего подсыхания вода не прожимается под ногой. Эта разница в экологических условиях в отношении степени обводнения отражается в растительном покрове преобладанием тех или иных жизненных форм: в наименее обводненных фитоценозах главная роль принадлежит древесным породам, с увеличением степени увлажнения основными эдификаторами фитоценозов становятся травянистые растения и в условиях максимального обводнения роль эдификаторов переходит ко мхам. Поэтому растительность в пределах каждого из трех типов делят на группы: древесную, древесно-травяную, древесно-моховую, травяную, травяно-моховую и моховую.
В низинном (евтрофном) типе растительности главная роль древесных пород в слабо обводненных фитоценозах, трав и мхов в сильно обводненных выражается резче, чем в верховом (олиготрофном). Древостой в фитоценозах древесной группы евтрофного типа плотнее, чем в одноименной группе олиготрофного типа, зато в сильно обводненных фитоценозах травяной, травяно-моховой и моховой групп евтрофного типа древесная растительность полностью отсутствует, и эти фитоценозы имеют ясно выраженный характер безлесных топей, тогда как в олиготрофном типе древесные породы встречаются даже в фитоценозах моховой группы, только в более угнетенных формах.
Перечисленные выше шесть групп объединяют в три подтипа: лесной, лесо-топяной и топяной. К лесному относят древесную группу фитоценозов, к лесо-топяному — древесно-травяную и древесно-моховую группы, а топяной подтип объединяет фитоценозы трех остальных групп: травяной, травяно-моховой и моховой.