Bog

Veen, type wetland-ecosysteem dat wordt gekenmerkt door natte, sponsachtige, slecht gedraineerde veengrond. Moerassen kunnen in drie typen worden onderverdeeld: (1) typische venen van koele streken, gedomineerd door de groei van veenmossen, Sphagnum, en heide, met name Chamaedaphne (noordelijke venen met bomen die erop groeien worden vaak muskegs genoemd); (2) vennen, gedomineerd door grasachtige planten, grassen, sedges, en riet; en (3) tropische boommoerassen, waarin het veen bijna geheel uit boomresten kan worden gevormd. Typische hoogvenen (Sphagnum) zijn zeer zuur met een pH (index van zuurgraad en alkaliniteit) van minder dan vijf (zeven is neutraal) en worden geassocieerd met water dat niet meer mineralen bevat dan regenwater, dat vaak de enige waterbron is voor een hoogveen. Vennen worden bevloeid met grondwater dat enige opgeloste mineralen bevat en dat een pH van meer dan 5 heeft, d.w.z. dat het slechts matig zuur is. Vennen en hoogveen gaan vaak samen in één gebied dat gewoonlijk hoogveen wordt genoemd. Tropische venen komen alleen voor in gebieden waar het water zeer arm is aan mineralen. Ze komen minder vaak voor dan moerassen, maar beslaan toch uitgestrekte gebieden in Maleisië, Indonesië, tropisch Zuid-Amerika en Afrika.

Typische hoogvenen hebben eenvoudige floras. Afgezien van de Sphagnums en heidevelden, zijn er een paar sedges en grassen, zoals katoengras; insectenetende zonnedauwen; bekerplanten; en veel orchideeën. Desmiden, een groep eencellige groene algen die in symmetrische helften verdeeld zijn, zijn kenmerkend voor moerassen. Dieren komen in moerassen niet veel voor.

Sphagnums zijn grote mossen met grote lege cellen met naar buiten openstaande poriën, die tussen de chlorofylhoudende cellen van de bladeren liggen. Deze lege cellen absorberen gemakkelijk water en houden het vast, waardoor het mos een sponzig karakter krijgt. Sphagnum absorbeert mineralen (kationen) uit het water, vervangt ze door zuur (waterstofionen) en maakt zo het water om zich heen zuurder.

De verzadiging van het mos met water belemmert de doorgang van lucht, zodat delen van een massa Sphagnum die meer dan een paar centimeter van het oppervlak verwijderd zijn, gewoonlijk zuurstofloos zijn. De combinatie van zuurstofgebrek, gebrek aan mineralen en de zeer zure toestand vertraagt de werking van bacteriën en schimmels, de gebruikelijke rottingsorganismen, aanzienlijk. Door de vertraging van de afbraak van het dode mos ontwikkelt zich een Sphagnumveen onder de levende planten. Dit is vooral het geval in gebieden met een gemiddelde jaartemperatuur van minder dan 10 °C (50 °F), waardoor ook het bederf wordt vertraagd.

Veenmoerassen komen het meest voor in delen van de wereld die tijdens het Pleistoceen Tijdperk (2.600.000 tot 11.700 jaar geleden) door gletsjers werden bedekt. Zij bedekken uitgestrekte gebieden in de toendra en de boreale bossen van Canada, Noord-Europa en Rusland. Gebieden met veel neerslag verder naar het zuiden, zoals de nattere delen van de Britse eilanden, bevatten ook uitgestrekte moerassen. Het ijs van de gletsjer heeft vele plaatselijke depressies doen ontstaan door de onderliggende rotsen uit te schuren en een ongelijke laag grond op de bodem te verspreiden. Met het smelten van het ijs vulden deze depressies zich met water. Als het mineraalgehalte van het water laag was, werden de zo gevormde plassen gekoloniseerd door Sphagnum, dat ze in moerassen veranderde.

Als moerassen eenmaal zijn gevormd, vertragen ze de ontwikkeling van een efficiënte afwatering doordat ze de waterbeweging belemmeren en de erosie van de grond of het gesteente waarop ze rusten vertragen. Veengebieden hebben dus een lange levensduur als de temperaturen laag blijven en er voldoende neerslagoverschotten zijn om uitdroging te voorkomen. Als ze toch uitdrogen, koloniseren hooglandplanten het voormalige moeras.

Kleine meren in vergletsjerde streken hebben zich ook vaak tot moerassen ontwikkeld, als ze niet werden drooggelegd door erosie van stroombeddingen of volledig werden opgevuld met terrestrische sedimenten. Het meer begint zich te vullen door de ontwikkeling van een drijvende mat van vegetatie naast de oever. Dit kan een veen worden, met voornamelijk grassen en sedges, indien het water van het meer voldoende mineraalhoudend is. In een meer op rotsachtig, mineraalarm gesteente zal zich een drijvende veenmat ontwikkelen met Sphagnum en Chamaedaphne.

Als de mat in het water groeit, blijft hij aan de oppervlakte drijven, ondersteund door de lucht in het plantenweefsel. Door de opwaartse groei worden de lagere delen verdonkerd en sterven deze af, waardoor een steeds dikkere drijfmat ontstaat, waarvan de top slechts enkele centimeters boven het niveau van het meeroppervlak blijft. Langzaam verval en mechanische verstoringen breken de met water doordrenkte delen van de bodem van de mat af. Deze zinken en verzamelen zich op de bodem van het meer. Deze bezinken en verzamelen zich op de bodem van het meer, zodat het meer zowel van beneden naar boven als van boven naar beneden wordt gevuld. Het materiaal dat zich op de bodem van het meer verzamelt is zeer fijn, slechts een beetje dichter dan het water. Het verdicht zich niet tot een vaste laag, maar vormt een valse bodemlaag, waardoor zware voorwerpen op de vaste, oorspronkelijke meerbodem vallen.

Van de oppervlakte naar beneden toe zijn de lagen (1) drijvend moeras, (2) helder water, (3) valse bodem, en (4) echte bodem. Naarmate de mat dikker wordt, heeft het meerwater minder invloed op de plantengroei en begint het Sphagnum gewoonlijk het oppervlak van de mat te bedekken, ook al werd dat vroeger gedomineerd door grassen. Met de groei van het mos wordt een echt moeras gevormd en verschillende heidevelden dringen de mat binnen, vooral Chamaedaphne. Naarmate de mat dikker wordt, kunnen er bomen beginnen te groeien, meestal als eerste lariks (Larix). In de laatste fasen van de hoogveenontwikkeling kan de zwarte spar zich uitbreiden. Van een afstand kan het moeilijk zijn de oorspronkelijke grens tussen het hoogland en het nu gevulde meer te herkennen.

Tijdens een groot deel van dit proces is de vegetatie drijvend. Het moeras wordt een kwakend moeras genoemd om de instabiliteit van het oppervlak aan te geven, dat onder invloed van een gewicht iets zal wegzakken. Het is zelfs mogelijk om door de vegetatie heen in het water eronder te breken. Zowel mensen als dieren zijn op deze manier verdronken. Niet-drijvende hoogvenen kunnen ook beven als het veen dik en sponsachtig is.

Op den duur vult het hoogveen door opwaartse en centripetale groei het meer geheel op. Het oorspronkelijke glaciale bekken bevat dan een bodemlaag van anorganisch sediment gecombineerd met organisch puin afkomstig van zowel de productie van het meer als van terrestrische bronnen rondom het meer. Daarbovenop kan een laag vals bodemmateriaal zichtbaar zijn, verdicht door het gewicht van het bovenliggende veen. Het resterende deel van het bekken is opgevuld met veen. De groei van het veen stopt niet noodzakelijk in dit stadium, want als er voldoende regen valt, zijn de watervasthoudende eigenschappen van het Sphagnum voldoende om een nat, stilstaand milieu te handhaven boven de oorspronkelijke waterspiegel die door het oppervlak van het meer wordt gevormd. Door de voortdurende opwaartse groei van de moerasplanten ontstaat dus een hoogveen. Het hoogveen is vergelijkbaar met het gewone hoogveen, behalve dat het niet in een depressie ligt, maar boven de omgeving uitsteekt. Een gracht met wat open water omringt een hoogveen waar het water van het hoogveen en het omringende hoogland wordt afgevoerd. Omdat de gracht wordt afgewaterd door het hoogland, kan het een ven zijn. Het hoogveen zelf ontvangt alleen regenwater. Omdat regenwater een zeer laag gehalte aan mineralen bevat, wordt het hoogveen meer gedomineerd door de kenmerken van Sphagnum dan die van het drijvend moeras. Heide, lorken en zwarte sparren, die op het drijfveen vrij goed groeien, overleven alleen als onvolgroeide exemplaren aan de randen van het hoogveen.

Het veen dat aan een Sphagnumveen ten grondslag ligt, bestaat grotendeels uit gedeeltelijk verteerd mos. Er kunnen wat door de wind meegeblazen deeltjes, pollen en stof in zitten. Het watergehalte van turf kan oplopen tot 90 procent. Het asgehalte van gedroogd veen varieert van 2 tot 20 procent, waarbij lagere waarden gebruikelijker zijn omdat de hogere ashoeveelheden afkomstig zijn van zand en klei die in het veen zijn ingewaaid toen het nog aan de oppervlakte lag. Andere chemische kenmerken van turf dat aan de basis ligt van hoogveen zijn de afwezigheid van vrije zuurstof; de aanwezigheid van kooldioxide bij hoge druk, zij het in kleine hoeveelheden; een lage elektrolytenconcentratie; en een hoge zuurgraad.

In het algemeen zijn de temperaturen in tropische laaglandgebieden hoog genoeg voor organisch verval om te snel grote hoeveelheden turf te doen accumuleren. Maar in gebieden met zeer veel neerslag en met grondwater met een zeer laag gehalte aan mineralen kan veen ontstaan. Zoals in koudere streken kunnen de hoogvenen lage bekkens vullen, of zich ontwikkelen tot hoogveen. De planten van deze moerassen zijn hoofdzakelijk loofbomen die altijd groen blijven en een hoogte van 30 meter kunnen bereiken. Palmen en schroefdennen kunnen ook voorkomen. Het aantal plantensoorten van deze hoogvenen is zeer beperkt in vergelijking met de omringende bossen, net zoals dat het geval is in koudere hoogvenen. Naar het centrum van de hoogvenen toe zijn de bomen korter of afwezig. Grassen en sedges bedekken een groter deel van de bodem en open waterpoelen kunnen voorkomen. Sphagnum groeit niet in enige mate in tropische hoogvenen, en het veen bestaat uit de resten van zaadplanten. Het beperkte aantal soorten is volledig te wijten aan het ontbreken van een toevoer van mineralen uit het grondwater en de snelle verwijdering, door hevige regenval, van de soorten die in stof aankomen.