Purvi un kūdra

Kūdra mūsdienu purvos ir Holocēna organogēnie nogulumi, kas pirmo reizi sākuši uzkrāties pirms apmēram 10 000 gadiem, kad noslēdzās pēdējais lielais leduslaikmets Pasaules vēsturē. Visstraujāk kūdras nogulumi uzkrājušies apmēram pirms 8 000 gadu, kad pirmoreiz pēc leduslaikmeta noslēguma klimats bija kļuvis pietikami silts un mitrs (okeānisks), lai plašumā varētu izvērsties purva augājs. Tomēr kūdra uzkrājusies arī senāk, purvi formējušies jau pirms vairākiem desmitiem miljoniem gadu, piemēram, Juras periodā (no 199,6 līdz 145,5 milj. g.), kad dinozauri sasniedza savu maksimālo daudzveidību. Laika gaitā šie senie kūdras nogulumi transformējušies akmeņoglēs, kuru iegulas saglabājušās līdz mūsdienām.

Kūdra ir nogulumi, kas gaissausā stāvoklī satur vairāk nekā 50% organisko vielu. Ietilpst humītu grupā kā degošais derīgais izraktenis. Sastāv no augu atliekām dažādā sadalīšanās pakāpē, kā arī karbonātiskajām un minerālajām daļiņām. Kūdra veidojas bioķīmisko humifikācijas procesu rezultātā pārmitros apstākļos. Netraucētā sagulumā kūdrai piemīt augsta saspiežamība un ūdens ietilpība, zems īpatnējais svars un vidēja līdz zema ūdens caurlaidība. Kūdras uzkrāšanās notiek ilgstoši mitros apstākļos uz vāji filtrējošiem cilmiežiem, piemēram, uz māla vai morēnas (Gnatowski et al., 2009; Nikodemus, 2006).

Kā ģeoloģisks veidojums kūdra ir kvartāra perioda organogēnie nogulumi, kas veidojas, augu atmirušajām daļām uzkrājoties vietās, kur notiek pārpurvošanās (Brakšs, 1961; Indāns (red.), 1979). Vienlaikus kūdras nogulumi ir iekļauti jau minētajās augšņu klasifikācijas sistēmās un pārstāv hidromorfos purvaino augšņu tipus – organiskās augsnes jeb purva kūdraugsnes, histosols (FAO, 1998). Kūdras slāņus, kas dziļāki par 50 cm, izmantojot šo pieeju, var uzskatīt par organisko cilmiezi (Mežals, 1980).

Pēc veidošanās apstākļiem tiek izšķirtas augstā, pārejas un zemā tipa kūdra, kurām katrai, atkarībā no botāniskā sastāva, izdala specifiskus apakštipus. Kopumā izdala 18 kūdras veidus, no kuriem izplatītākie ir septiņi: koku-grīšļu; koku-hipnu; grīšļu; niedru; kosu; hipnu-zāļu un zāļu.

Kūdru mēdz klasificēt arī pēc sadalīšanās pakāpes – maz sadalījusies (<20%), vidēji sadalījusies (20 - 35%) un labi sadalījusies (<35%). Parasti visaugstākā sadalīšanās pakāpe raksturīga koku kūdrai (līdz 50%), vismazākā sūnu kūdrai (ap 5%).

Atbilstoši kūdru veidojošās veģetācijas sastāvam, kas atkarīgs no augšanas apstākļiem un barošanās režīma, kā arī citiem papildu rādītājiem tiek izšķirti 3 galvenie kūdras tipi: sūnu jeb augstā tipa kūdra, pārejas tipa kūdra un zāļu jeb zemā tipa kūdra. Katram kūdras tipam raksturīgi savi pakārtoti kūdras veidi (Lācis, 1996). Latvijas augstajos purvos biežāk sastopamie kūdras veidi: koku, koku–zāļu, koku–sūnu, zāļu, zāļu–sūnu, sūnu (Diņķīte, 2002).

Plaši lietojama un izplatīta ir kūdras klasifikācija pēc to veidojošām augu sugām. Pēc šādas pazīmes Latvijā izšķirami vairāk nekā 50 kūdras veidi, no tiem biežāk sastopami apmēram 20. Galvenie kūdras veidotāji augi purvos arī Latvijā ir Sphagnum magellanicum, Sph. angustifolium, Sph. fuscum, Polytrichum commune, Eriophorum vaginatum, Scheuchzeria palustris, Calluna vulgaris, Phragmites australis, Carex lasiocarpa, C. rostrata, C. limosa, Pinus silvestris un Hypnum, apmēram 25 citu augu sugu klātbūtne ir mazāka par 1% (Nomals, 1936; Galeniece, 1935; Novenko et al., 2009; Diņķīte, 2002).

Pēc botāniskā sastāva novērojamas arī kūdras veidu reģionālās izplatības likumsakarības – sūnu kūdra raksturīga arktiskajiem, subarktiskajiem un boreālajiem reģioniem, niedru–grīšļu kūdras un mežkūdras – temperātiem reģioniem, kā arī mangrovēm un muklājiem humīdajos tropos (Montanarella et al., 2006).

Pēc augu atlieku procentuālās degradācijas pakāpes tiek izšķirta maz sadalījusies kūdra, ja sadalīšanās pakāpe ir <20%, vidēji sadalījusies kūdra – 20–35%, labi sadalījusies kūdra – >35%. Līdz ar to kūdru var klasificēt kā sadalījušos (humificētu) vai kā nesadalījušos jeb nehumificētu (Black, 1955; Šņore, 2004). Parasti visvairāk sadalījusies ir koku kūdra ~55%, sūnu kūdras sadalīšanās pakāpe var būt pat tikai 5%. Sadalījušos šķiedru saturu kūdru klasifikācijas sistēmas izmanto Ziemeļamerikā (Bohlin et al., 1989). Bieži klasifikācijas sistēmās sadalīšanās pakāpes novērtējums tiek kombinēts ar kādu citu fizikālu parametru – granulometrisko sastāvu (GOST standarti), pH līmeni, blīvumu vai ķīmiskām īpašībām: C/N, R-līmeni (DIN standarti) vai pirofosfāta indeksu (Boylan and Long, 2007). M. Laveskjū (M. P. Lavesque) ar kolēģiem, plaši izpētot kūdras īpašības, centās noteikt kūdru diferenciācijai derīgas pazīmes (Levesque and Dinel, 1982). Korelācijas analīzēs tika atlasītas jau minētās pazīmes: šķiedrainums, blīvums, C/N attiecība, ogļhidrātu sastāvs, botāniskais sastāvs, fosfāzes aktivitāte, gravimetriskie parametri (Norden et al., 1989). Kūdras klasifikācijai pēc ķīmiskajām īpašībām plaši tiek izmantots kūdras pH rādītājs un Ca saturs. Skābai kūdrai pH < 4,8, neitrālai kūdrai pH = 4,8–6,4, bāziskai kūdrai pH > 6,4. Paaugstināts Ca saturs (CaCO3 > 30% jeb Ca > 4 mg/l) ļauj kūdru definēt kā kaļķainu (Barthelmes and Couwenberg, 2008).