ДИНАМИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ КРУПНЫХ ВОДОХРАНИЛИЩ В АРИДНОЙ ЗОНЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ НА ПРИМЕРЕ ЦИМЛЯНСКОГО И ВЕСЕЛОВСКОГО

 

Создание человеком в хозяйственных целях крупных водоемов – водохранилищ – оказало значительное влияние на окружающую их природную среду. Не принимая во внимание затопленные, ценные в хозяйственном отношении земли, можно достоверно сказать, что влияние антропогенного водного объекта распространяется на километры вглубь суши. При проектировании водохранилищ проводились очень подробные и серьезные научные изыскания с целью определить степень воздействия его на природную среду, были сделаны попытки подсчитать причиненный ущерб естественным экосистемам, а также делались попытки прогнозировать прогресс этого влияния в будущем. Все исследователи приходили к единому мнению, что прибойно-волновые явления будут способствовать значительному обрушению берегов, но оценить масштабы этого явления гипотетически не представлялось возможным. 
Сейчас мы знаем на основании опытных данных, что в различные по водности годы, водохранилище способно поглотить от десятков до сотен метров суши, в частности плодородных черноземных земель, богатых сенокосов и пастбищ, а также ценных лесов. Не нужно забывать и о том, что все это местообитания животных, которые тоже гибнут или вынуждены мигрировать в другие местообитания. В настоящее время много работ посвящено проблеме разрушения берегов и способам их укрепления, в том числе при помощи растительности. Но остается проблема влияния крупного антропогенного водоема на прилегающие территории, что может заключаться не только в механической сработке берегов, но и в опосредованном влиянии на наземные экосистемы через грунтовые воды и их химический состав. Понятно, что река, на которой было создано водохранилище, воздействовала на экосистемы через создание специфического микроклимата, здесь шел свой почвообразовательный процесс, формировалась пойменная растительность. Крупный водоем должен влиять на окружающие территории сходным образом, поскольку в водохранилище также наблюдаются сезонные флуктуации уровня, то есть на его берегах должна формироваться азональная, мезофильная растительность. Насколько широкой будет «пойменная» часть водохранилища зависит от гидрологического режима водоема, от объема попусков в нижний бьеф.
В последнее время в Ростовской области стало обычным появление тростниковых зарослей на плакоре, на пашенных землях, недалеко от водохранилищ. Возможно, что это следствие большего количества выпадающих осадков, или снижения интенсивности распашки полей, использования гербицидов и т.д. Но также, легко предположить, что крупный водный объект изменил естественную структуру сети грунтовых вод, которые поднялись выше, вслед за уровнем водохранилища и дают возможность тростнику весной, в начале лета набрать значительную вегетативную массу, забивая собой посевы культурных злаков.
Итак, для решения этой научно-практической проблемы были выбраны два водохранилища на юге России: Цимлянское и Веселовское. Исходя из всего вышесказанного, целью исследований было получение натурных данных для углубления понимания закономерностей протекания процессов вторичного гидроморфизма и сопутствующего ему засоления юге России на основе современных гидрологических и экологических представлений.
Цимлянское водохранилище создано в средней части долины Дона и расположено в пределах Волгоградской и Ростовской областей России. Водохранилище имеет многоцелевое назначение, но, в основном его воды расходуются на орошение сельскохозяйственных земель, подпитку Манычских водохранилищ, опреснение вод р. Сал, а также для водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий. В целом, правый берег водохранилища более высокий, исключая пески Доно-Цимлянского массива; левый – пониженный, равнинный, кроме Доно-Сальского водораздела.
Веселовское водохранилище представляет собой антpопогенно-тpансфоpмиpованный водоем протяженностью около 100 км с относительно постоянным уpовнем воды: колебания уровня 9,4–9,9 м. Площадь зеркала – 30 тыс. га. Прилегающие территории почти полностью распаханы. Hа северной и в восточной частях южного побережья созданы рисовые системы. Водохранилище располагается в западной части Манычской впадины, являющейся в геологическом прошлом морским проливом, неоднократно соединявшим Чеpное и Каспийское моря [3].
По сравнению с Цимлянским водохранилищем, минерализация вод которого составляет 0,3 г/л, вода в Веселовском водохранилище сильно соленая и в настоящее время достигает величины 2,9 г/л, что почти в два раза выше оптимальной величины минерализации, рассчитанной для этого водоема.
Гидрологический режим водохранилищ и влияние флуктуаций уровня на береговые экосистемы. При изучении воздействия водохранилищ на наземные экосистемы применялось экотонное рассмотрение границы вода-суша. Экотон – переходная полоса между легко морфологически отличимыми сообществами. Экотонная система «вода-суша» рассматривает преобладающее влияние водного фактора на окружающую среду, дифференцирующего её в зависимости от трансформации побережий. Сезонные и годовые флуктуации уровня водохранилища, изменение уровня грунтовых вод за счет воздействия крупного антропогенного водоема, создают условия для формирования экотона вода–суша в зоне его влияния. Всего на ключевых участках было выделено 5 блоков на основании особенностей почвенно-растительного покрова и гидрологического режима.
Изучение почв и растительности в поле уже давало определенные представления о структуре экотонов водохранилища, но работа с суточными гидрологическими данными позволила более четко выделить структуру и границы блоков. Была проведена статистическая обработка результатов, по ежедневному изменению отметок уровня Цимлянского водохранилища за 10 лет и были определены продолжительность и обеспеченность заливания разных высотных отметок. Данные характеристики динамики уровенного режима водохранилища вычислялись на основе стандартных гидрологических формул [1].
Анализ полученных данных дал возможность количественно охарактеризовать каждый блок экотонной системы [2].
Аквальный блок с дистантной динамикой водных биокомплексов, определяемой процессами взаимодействия с биокомплексами первого блока (вынос веществ с суши, распространение загрязнения водным путем) обследован поверхностно: были отобраны пробы воды в водохранилищах, минерализация их варьирует от 2,06 до 2,92 г/л в Веселовском и 0,3 г/л в Цимлянском водохранилище. В этом блоке зафиксированы несколько видов растений: ряски, многокоренники, рдесты.
Флуктуационный. Центральный или амфибиальный блок – полоса прямого контакта воды и суши, характеризующийся немедленной (инстантной) реакцией на изменения среды и короткопериодичными (в том числе суточными) колебаниями уровня воды. Этот блок экотонной системы на Веселовском водохранилище представлен тяжелосуглинистыми почвами под тростниковыми сообществами. Здесь он мало выражен, поскольку сливается со следующим, динамическим. Этот блок на суше, характеризуется «флуктационной динамикой» биокомплексов – например, низкая и средняя пойма, испытывающая регулярное или периодическое затопление. В нашем случае – довольно широкий тростниковый пояс, охватывающий практически все Веселовское водохранилище. На Цимлянском водохранилище флуктуационный блок во время полевых работ находился под водой, его абсолютные отметки: 32,50–35,50, динамический блок также хорошо выражен и находится на отметке 35,50–36 м, он также обычно зарастает тростником, а также мезофильными сообществами с Poa palustris, Mentha arvense, Plantago major, Potentilla reptans и др.
Дистантный. Блок с запаздывающей (дистантной) динамикой биокомплексов и всех природных процессов (пояс высокой поймы), обусловленной изменениями режима грунтовых вод. В случае Веселовского водохранилища этот блок представлен остепененными лугами с элементами галофильной растительности на черноземах обыкновенных карбонатных мощных солончаковатых тяжелосуглинистых вторичногидроморфных. Часто в растительные сообщества этого биотопа входят такие галофиты, как Artemisia lerchiana, A. santonica, Suaeda dendroides и др. Уровень грунтовых вод здесь варьирует от 250 до 100 см и минерализация их достаточно высока: от 4 до 50 г/л, при этом максимальное количество солей определяется в пробах воды, взятых на тех биотопах, что расположены в понижениях рельефа. В этом случае минерализация грунтовых вод в два и более раз превышает значение проб из соседних скважин, расположенных на плакоре.
Этот блок, в зависимости от крутизны берега занимает на профиле высоту от 2 до 6 м от уреза воды.
Маргинальный блок с запаздывающей реакцией, определяемой изменениями биокомплексов под влиянием процессов, происходящих в биоте поймы и на водосборе. Этот блок нами исследовался в агроландшафтах. Здесь были отмечены достаточно обильные проростки тростника, иногда заросли, что создает серьезную проблему для земледелия. Появление тростника здесь связано с близостью дистантного блока, откуда происходит расселение не только этого, трудноискоренимого сорняка но и ряда других, которые получили широкое распространение в сообществах дистантного блока из-за ослабления участия в конкурентной борьбе луговых злаков в связи с трансформацией экологических условий. Этот блок находится на самых последних отрезках топо-экологичесих профилей и занимает высоту от 5 до 10 м над уровнем водохранилища.
Рассмотрение структуры полосы влияния крупных водохранилищ на зональные наземные экосистемы с экотонных позиций позволило систематизировать и классифицировать степень его влияния и качественные преобразования природной среды. Таким образом, выявлено, что в зависимости от ландшафтной структуры берегов ширина полосы влияния различна и может достигать от нескольких десятков метров до нескольких километров. Протяженность каждого выделенного блока экотона также различна, но хорошо индицируется на местности по характеру почвенно-растительного покрова.
Влияние водохранилища на флору региона выражается в повышении ботанического разнообразия, за счет экотонизации, но так же и возрастает риск биологического засорения. Нахождение этих водохранилищ в зоне интенсивного земледелия создает также ряд проблем: распашка прилегающих земель приводит к повышенной эрозии почв, что способствует более интенсивной сработке берегов, аналогичным образом действует так же не нормированный выпас крупного рогатого скота, который пагубно влияет на уязвимые, формирующиеся азональные экосистемы.
Экономические проблемы в регионах приводят к изменению качества вод, так на Веселовском водохранилище из-за снижения интенсивности водозабора ограничился приток пресной воды из р. Кубани и р. Дона, что приводит к застаиванию и засолению его вод. Это сказывается на формировании растительности вокруг водоема, происходит смена зональных степей галофильной растительностью малопригодной для хозяйственной деятельности, что имеет значительные экономические последствия. Но есть и положительные стороны воздействия водохранилища на экосистемы, особенно это касается мигрирующих птиц, через каскад Манычских водохранилищ проходит миграционный путь огромного числа птиц мигрантов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лучшева А.А. Практическая гидрометрия. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983. – 424 с.
2. Микроочаговые процессы – индикаторы дестабилизированной среды / Под ред. Н.М. Новикова. – М., 2000.– 193 с.
3. Цимлянское, водораздельные и Манычские водохранилища / Под ред. В.А. Знаменский, В.М. Гейтенко. –Л.: Гидрометеоиздат, 1977. – 203 с.
Т.В. Балюк

Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!