Воздействие низконапорных гидротехнических сооружений на динамику наземных экосистем зоны широколиственных лесов Центрального и Восточной Европы

Классификация была выполнена в программе Spss10.0 при помощи кластерного анализа по методу средней связи с использованием коэффициента Жаккара. В работе проанализированы более 800 собственных геоботанических описаний. Установлено, что классификация по коэффициенту Жаккара хорошо отражает внутриформационные связи сообщества, показывая направления сукцессионного развития или антропогенного преобразования сообществ, в то время как анализ геоботанических описаний на основании Эвклидовой дистанции дает хорошие результаты для выделения и классификации различных стадий антропогенных нарушений в растительном покрове. Сходство на основе коэффициента Чекановского лучше отражает связи внутри ассоциаций.

Установлено, что основу пойменной растительности регионов Центральной Европы (бассейны Эльбы и Дуная) и Восточной Европы (бассейн Сейма) составляют одни и те же формации растительности. Для верхних и средних пойменных уровней это, прежде всего, вязово-дубовые (из Quercus robur, Ulmus glabra, U. laevis, U. minor) и ивовые леса (из Salix alba, S. fragilis, S. viminalis, S. triandra, S. purpurea), а также травяные сообщества из двукисточника тростниковидного (Phalaris arundinacea), пырея ползучего (Elytrigia repens), видов мятлика (Poa palustris, P. trivialis, P. pratensis и др.), ежи сборной (Dactylis glomerata), видов лисохвоста (Alopecurus pratensis, A. myosuroides). Самый низкий пойменный уровень занимают формации рогоза (Typha angustifolia), аира (Acorus calamus), тростника (Phragmites australis). При этом конечно, в растительном покрове имеются некоторые отличия, которые, однако, не носят принципиального значения при изучении влияния гидротехнических изменений на экосистемы.

Так, например, в лесных пойменных сообществах Центральной Европы помимо широко распространенного в России ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior), встречаются некоторые американские виды F. pennsylvanica и F. ornus. Они характерны только для облесенных вновь территорий или при самосеве с ранее облесенных участков. Эдификаторной роли в пойменных сообществах естественных заповедных территорий Эльбы и Дуная эти виды, практически, не играют. Существуют так же некоторые отличия в пойменной луговой флоре Центральной и Восточной Европы. Но и здесь, в основном, на уровне отдельных видов, которые не являются эдификаторами травостоя.

Установлено, что наиболее важным для функционирования естественных пойменных лесных и кустарниковых экосистем является характер и ритмы почво-грунтового увлажнения, определяющие протекание физико-химических процессов в пойменных почвах.

Естественные лесные и кустарниковые экосистемы верхнего, среднего и нижнего пойменного уровня (а также производные от них луговые экосистемы) хорошего и удовлетворительного состояния (рис. 3) характеризуются:

· значительной амплитудой колебания уровня грунтовых вод в пойменных почвах (для верхних пойм не менее 4.5-5.5 м, для средних - не менее 3-3.5 м; для нижних - не менее 1-1.5 м), которое обеспечивается достаточно большой амплитудой колебания уровней воды в русле реки;

· ненарушенной периодичностью паводкового затопления соответствующих местообитаний:

ь для верхних пойм - с постоянным чередование 15-летних периодов частого и редкого затопления верхней поймы (2-4 раза за 15 лет для периодов с редкими затоплениями и 6-10 раз за 15 лет для периодов с частыми затоплениями);

ь для средних пойм - почти ежегодное;

ь для нижней поймы - ежегодное;

· прямым характером падения безнапорных грунтовых вод в меженный период - от водораздела к бортам русла;

значительной разногодичной (флуктуационной) изменчивостью сообществ, способствующей их большей устойчивости в изначально неустойчивых природных (интразональных) условиях: количество постоянно присутствующих видов в сообществе-ассоциации не должно



Рис. 3 Распределение уровней грунтовых вод в пойме и воды в реке Эльба за многолетние периоды на модельном экологическом профиле Акен правого берега (275 км реки), заповедника “Средняя Эльба”

Условные обозначения: 1 - рельеф (нивелир.); 2-8 - УВ и ГВ (измеренные и тренд), 2 - ГВ в межень (20.05.1998), 3 - ГВ при среднегодовом значении УВ (18.05.1999), 4 - ГВ в начальную фазу паводка (25.07.2001), 5 - УВ 20.05.1998 - 51.14 м (межень), 6 - УВ 18.05.1999 - 51.91 м (среднегод.), 7 - УВ 25.07.2001 - 52.68 м (начальная фаза паводка), 8 - наибольший (абсолютный максимальный) УВ в 1998 г. (54.23 м); 9-10 средние многолетние УВ за периоды 1896-1930 гг. (52.87 м) и 1967-2001 гг. (52.39 м); 11-12 - средние наибольшие УВ за многолетние периоды 1896-1930 гг. (55.79 м) и 1967-2001 гг. (53.9 м); 13-14 - наибольшие (абс. макс.) УВ за многолетние периоды 1896-1930 гг. (57.24 м) и 1967-2001 гг. (56.35 м). А - Рельеф: 1 - русло реки, 2-6 - первый пойменный уровень, 2 - песчаная коса, 3 - прирусловое понижение, 4 - пойменное понижение, 5 - выположенная пойма, 6 - притеррасное понижение, 7-11 - второй пойменный уровень, 7 - выположенная центральная (2-ая) пойма, 8 - русло обсохшего старичного понижения, 9 - песчаная грива, 10 - гривистая (2-ая) пойма, 11 - понижение (2-ой) поймы, 12-14 - третий (верхний) пойменный уровень, 12 - склон (третьей) поймы, 13 - пойменное понижение, 14 - выположенная (3-я) пойма; Б - почвы: 1 - аллювиальные слабосформированные, 2 - аллювиальные лугово-болотные, 3 - аллювиальные дерновые слоистые примитивные, 4 - аллювиальные дерновые, 5 - аллювиальные луговые, 6 - аллювиальные дерново-луговые (аллювиальный бурозем по немецкой классификации); В - растительность: 1 - прибрежно-водная - осоковая, 2 - луговая травяная (луг. трав.) - злаковая мятликовая, 3 - луг. трав. - злаковая двукисточниковая, 4 - древесная (древ.) - ивовая (ивы белой), 5 - луг. трав. - злаковая пырейная, 6 - луг. трав. - злаковая лисохвостовая, 7 - древ. - ясеневая, 8 - древ. - дубовая, 9 - луг. трав. - злаковая райграсовая; Г - номера ассоциаций (по таблице 4.1 в основном тексте диссертации). Обозначения растительности: 1 - Salix alba, 2 - Quercus robur, 3 - Fraxinus excelsior, 4 - Rubus caesius, 5 - Phalaris arundinacea, 6 - Elytrigia repens+Lolium perrene, 7 - Alopecurus pratensis+Poa palustris, 8 - Carex gracilis

превышать 70% от ежегодной флоры сообщества, и 50% от общей (многолетней) флоры этого же сообщества (табл. 8);

· значительным видовым разнообразием и сложной структурной организацией сообществ (не менее 3-х - 4-х ярусов в сообществах).

Выполненное исследование показало, что естественная пойменная растительность зоны широколиственных лесов Центральной и Восточной Европы очень близка как флористически, так и формационно (таксономически). Этот вывод имеет большое значение при разработке мероприятий по реконструкции растительности в будущем, при использовании зарубежного опыта в условиях России, а также при моделировании гидрологических процессов в условиях недостатка статистических гидрологических данных на основе рек аналогов из России и зарубежной Европы.

Таблица 8

Изменение флористического состава экосистем постоянных модельных участков экологического профиля Банищанская дача (р. Сейм) в естественных условиях (без влияния регулирования стока) с 1996 по 2001 годы

Название экосистемы (ассоциации)	Недотро-гово-ежевико-вая с подрост. вяза,ясеня	Купено-во-ясе-нево-дубовый лес	Черемухо-во-кленово-ольховый снытьевый лес	Ракитово-кленовый ежевиково-снытьевый лес	Ивовое чередово-крапи-вово-мятовое	Ивовое маннико-во-дву-кисточ-никовое	Разно-травно-злаковое
Ежегодное кол-во видов в сообществе	15-19	17-21	21-38	15-29	14-24	20-24	20-42
Постоянные виды от ежегодной флоры сообщ-ва, % (<70%)	64*	65	68	53	68	65	63
Постоянные виды от общей (многол.) фло-ры сообщ., % (<50%)	34	34	38	24	34	34	38
Сменяющиеся виды от общей (многол.) флоры сообщества, %	20	19	19	22	19	19	32

64* - здесь и далее указан средний процент за все годы.

Глава V. Индикационное значение смен растительности при зарегулировании речного стока.

При разработке диагностики трансформаций природных комплексов речных долин на основе представлений о стадийности процессов, были выявлены растения индикаторы изменений пойменного режима при зарегулировании НГС, установлено индикационное значение изменений структуры сообществ, а также оценена степень опасности нарушений в пойменных экосистемах и необходимость восстановительных мероприятий в поймах от воздействия НГС.

В бассейне верхнего Дуная (Западная Германия). На давно зарегулированных участках реки (с 1987 г.) все наземные экосистемы нижних уровней поймы исчезли, поскольку трансформировались в водные, исчезли также все околоводные животные и водоплавающие птицы, т.к. лишились специфических мест обитания из-за круглогодичного затопления территории.

В поймах недавно зарегулированных участков реки (с 1994 г.), уже спустя 2, 3, 4 и 5 лет после ввода в строй плотины Штраубинг установлено чрезвычайно сильное отрицательное воздействие зарегулирования на заповедные экосистемы, которое несомненно будет нарастать со временем. Почти полностью погибли (вымокли) кустарниковые и лесные сообщества из ивы (Salix alba, S. triandra, S. wiminalis, S. purpurea) и травяные тростниковые заросли (Phragmites australis) нижнего пойменного уровня. По повышениям идет активное внедрение гидроморфных и сорных видов растений: Polygonum amphibium, P. hydropiper, Cirsium arvense, Carduus crispus, C. personata, Rumex spp., Thalictrum spp., Filipendula ulmaria. Установился статичный режим колебаний УГВ не только по сезонам, но и по годам, даже несмотря на различия во флюктуациях водности реки Дунай (рис. 4). В связи с активизацией фильтрационного процесса значительно повысился УГВ в прирусловой части поймы, а направление потока УГВ в течении всего года - обратное естественному (рис. 4): от бортов русла к водоразделу. В почвах повсеместно наблюдается образование глеевых горизонтов в верхних частях почвенных профилей (с глубины 10-30 см) и их продвижение (рост) вверх по профилю. Сокращается обилие и видовое разнообразие растительности на типичных и суходольных лугах.

Выявлено начало антропогенно-обусловленного заболачивания (болотного процесса) и установлена чрезвычайно высокая скорость изменения почв и растительности в трех заповедниках: “Пфаттерау”, “Гмюндерау”, “Оберауершляйфе”. В случае полного зарегулирования последнего свободнотекущего участка реки Дунай при современной плавной тенденции повышения общей водности реки в ближайшие годы здесь исчезнут все типичные пойменные экосистемы, редкие сообщества, виды растений и животных.

В бассейне средней Эльбы (Восточная Германия). Условия функционирования экосистем в пойме р. Эльбы более всего близки к естественным. Установлено, что в пойме Саале - полностью зарегулированного притока реки Эльбы, отсутствует естественный ход направленной (долговременной) динамики растительности и почвенного покрова. Вследствие полного зарегулирования реки Сале, резко изменилась сезонная динамика уровней речной воды, что сильно повлияло на естественный поемный режим в долине реки Сале: в пойме зафиксирована

Рис. 4 Негативная тенденция постоянного уклона грунтовых вод (ГВ) в пойменном заповеднике на трансекте Оберауершляйфе (2329.175 км Дуная) в зоне влияния верхнего бьефа плотины Штраубинг

1 - рельеф (нивелир.), 2 - ГВ в межень 1998 (измеренные значения и тренд), 3 - ГВ в паводок 1999 г., 4 - ГВ 2000 г. (в период среднегод. знач. УВ), 5 - ГВ 2001 г. (в период среднегод. знач. УВ), 6 - УВ в межень 1998 г., 7 - УВ в паводок 1999 г., 8 - УВ 2000 г. (в период среднегод. знач.), 9 - УВ 2001 г. (в период среднегод. знач.), 10 - абсолютный максимальный УВ 1999 г., 11 - абсолютный максимальный УВ 2000 г., 12-16 - обозначения растительности, 12 - ивовая, 13 - ясеневая, 14 - крупнотравная водно-болотная, 15 - луговая травяная, 16 - сорнотравная. А - рельеф: 1 - антропогенно-насыпная песчано-галечниковая противопаводковая дамба, 2 - межгривное понижение верхней поймы (ранее 3-ий, ныне 2-ой пойменный уровень), 3 - грива верхней поймы (р. 3-ий, н. 2-ой п. ур.), 4 - склон гривы верхней поймы на среднюю пойму (р. 2-3-ий, н. 1-2-ой п. ур.), 5 - межгривное понижение центральной (гривистой) поймы (р. 2-ой, н. 1-ый п. ур.), 6 - грива центральной поймы (р. 2-ой, н. 1-ый п. ур.), 7 - склон бывшей центральной поймы на нижнюю пойму (р. 2-ой, н. 1-ый п. ур.), 8 - русло реки; Б - почвы: 1 - аллювиальная дерновая поверхностно и грунтово средне оглеенная, 2 - аллювиальная луговая сильно оглеенная, 3 - аллювиальная лугово-дерновая грунтово средне оглеенная, 4 - аллювиальная болотная, 5 - аллювиальная лугово-болотная, 6 - аллювиальная дерновая сильно оглеенная; В - растительность: 1 - древесная (древ.) - бодяково-крапивово-ясенево-кленово-ивовая, 2 - древ. - мохово-крапивово-ивово-ясеневая погибающая, 3 - крупнотравная водно-болотная на месте погибающей древесной - крапивово-тростниковая в погибающем ивняке, 4 - кустарниковая (куст.) - чертополохово-крапивово-ивовая, 5 - куст. - крапивово-тростниково-ивовая разреженная, 6 - куст. - крапивово-тростниково-ивовая, 7 - луговая травяная (луг. трав.) - мохово-подмаренниково-крапивовая, 8 - куст. - двукисточниково-крапивово-ежевиковая с подростом клена американского, 9 - луг. трав. - разнотравно-злаковая, 10 - луг. трав. - разнотравно-сорнотравно-злаковая, 11 - луг. трав. - бодяково-подмаренниково-злаковая, 12 - луг. трав. - горцово-лапчатковая с участием бодяка, 13 - луг. трав. - тростниково-крапивовая, 14 - луг. трав. - горцово-хвощево-лапчатково-злаковая, 15 - луг. трав. - мохово-горцово-хвощево-злаковая, 16 - луг. трав. - разнотравно-сорнотравно-злаковая, 17 - луг. трав. - крапивово-бодяково-подмаренниково-ежовая, 18 - луг. трав. - злаково-горцово-лапчатковая, 19 - луг. трав. - горцово-бодяково-подмаренниково-злаковая.

малая амплитуда колебания УГВ как по сезонам, так и за многолетний период, а в ландшафтах отмечается активизация болотного процесса, что является причиной гибели типичных вязово-дубовых пойменных лесов, заболачивания лугов, сильного разрастания многолетних сорняков, возникновения и распространение глеевых почв по бывшим средним и верхним уровням поймы.

По сравнению с естественными условиями поемности реки Эльбы, в зарегулированной пойме Саале (профиль Типпельскирхен) относительные колебания УГВ в различные периоды исследования не превышали 1 -2 м. А максимальная амплитуда колебания между УГВ в паводок и осеннюю межень может составлять не более 2-2.4 м для повышенных элементов рельефа и 0.5-1 м - для понижений. В результате строительства НГС на р. Саале УГВ в пойме сократило амплитуду колебания с 4-4.5 м (до зарегулирования) до 2-2.4 м (в настоящее время - при зарегулировании).

Выявленные закономерности в изменении режима речного стока и мезоклимата для бассейна р. Сейм означают повышенные в настоящее время (по сравнению с началом века) уровни воды в реках бассейна р. Сейм в вегетационный период и резкое снижение обводнения верхней пойменной террасы в период весеннего половодья; увеличение годового количества выпадения атмосферных осадков и повышения среднегодовых температур воздуха за счет зимнего периода, наряду с уменьшением сильных морозов и летней жары, что способствует активизации процессов заболачивания в той или иной степени в зависимости от подстилающих пород на всех уровнях поймы, сокращению сезонной амплитуды колебания УГВ, т.е. его относительной стабилизации по сезонам и годам, а также повышению УГВ, особенно вблизи берега. Полевые исследования показали, что в бассейне р. Сейм отмечается тенденция сдвига поемного процесса в сторону заболачивания (рр. Сейм, Тускорь, Свапа, Прутище).

На пониженных частях поймы (нижняя пойма - первый пойменный уровень) ценные разнотравные луговые травостои сменились малоценными, плохопоедаемыми фитоценозами из Carex gracillis, Phalaroides arundinacea, Phragmites australis, Acorus calamus, Deschampsia caespitosa, а на повышенных частях поймы (средняя и верхняя пойма - второй и третий пойменный уровень) - сорными рудеральными маловидовыми сообществами. Основные негативные тенденции в развитии луговых сообществ - это заболачивание и обильное внедрение рудеральных, сорных видов: Cirsium arvense, C. vulgare, Carduus acanthoides, C. pannonicum, Xanthium strumarium, X. albinum, которые оптимально приспособлены к стабильному сезонно повышенному УГВ. В лесных сообществах ухудшилась жизненность основного эдификатора - Quercus robur (суховершинность, сильная пораженность насекомыми-древоточцами), происходит активное внедрение в древесный ярус подроста вяза и ясеня. В травяном ярусе лесов Quercus robur-Tilia cordata отмечается абсолютное доминирование Aegopodium podagraria, а так же большое обилие Equisetum hyemale, E. pratense, Impatiens parviflora, Alliaria pettiolata и Filipendula ulmaria, которые индицируют здесь полное отсутствие паводкового затопления при общем увеличении гидроморфности аллювиальных дерновых почв.

Полученный в процессе работы совокупный анализ экологических натурных данных и статистической обработки гидрологических и метеорологических характеристик позволил установить, что в пойме р. Сейм основной причиной деградации луговых экосистем является стабилизация режима УГВ в вегетационный период и увеличение оглеения верхних почвенных горизонтов из-за повышения уровней воды в реке в период летне-осенне-зимней межени и снижения годовой амплитуды колебания УГВ в пойме. Снижение жизненности древостоев дуба (Quercus robur) на участках высокой поймы связано как с изменением амплитуды колебания УГВ, так и с нарушением частоты затопления высокой поймы в последние 30 лет (табл. 6). Кроме того, увеличение выпадения атмосферных осадков и потепление в зимний период активизируют подъем УГВ и интенсификацию процессов оглеения в корнеобитаемой толще.

Установлено, что в пойме реки Сейм и ее притоков тенденция заболачивания имеет частично естественную природу, а процессы изменений в экосистемах сходны с таковыми на реке Сале (Восточная Германия), где они имеют чисто антропогенный характер. Поскольку в пойме Саале условия поемности сменились довольно резко еще в начале 50-х годов, то и последствия подобных изменений тоже более существенны: там полностью погибли последние ценнейшие пойменные древостои из Quercus-Ulmus, а луга утратили кормовую ценность в 3-4 раза.

На основе многолетних исследований в заповедных территориях речных долин в бассейнах рек Эльба, Дунай и Сейм выявлено, что более менее устойчивое (удовлетворительное) функционирование пойменных экосистем после зарегулирования стока возможно лишь при условии сохранения близкого к естественному характера флуктуаций (ежегодных изменений) в составе сообществ, а степень опасности нарушений от НГС можно оценить по проявлению индикаторных видов-растений в экосистемах (табл. 9)

Анализируя данные мониторинга, касающиеся состава и структуры пойменных экосистем, удалось подтвердить, что высокая флуктуационная изменчивость в растительном сообществе является индикатором сохранности и большей устойчивости для этих интразональных экосистем.

Присутствие постоянных видов растений в сообществах в размере менее 70% (в среднем 55-60%) от ежегодной флоры отдельной модельной площади и менее 50% от общей многолетней флоры сообщества указывает на удовлетворительное состояние наземной пойменной экосистемы и естественный характер флуктуаций в ней (табл. 8).

Если в пойменных сообществах процент постоянных видов растений превышает предельно допустимый уровень (70% от ежегодной флоры и 50% от многолетней флоры) - экосистемы следует считать антропогеннонарушенными, для них следует разрабатывать специальные меры реабилитации (табл. 10).

Глава VI. Антропогенные изменения пойменных экосистем и их охрана.

Антропогенное зарегулирование стока рек существенно изменяет функциональную взаимосвязь элементов рельефа, уровня воды в реке и УГВ в пойме. Бывшие высокие элементы рельефа поймы (третья пойменная терраса) подтапливаются и переходят в современный период (при зарегулировании) в ранг более низких экологических уровней поймы. Это дает начало динамическим изменениям почв и растительности в направлении возрастания гидроморфности.

Таблица 9

Оценка степени опасности нарушений в пойменных ландшафтах по ее проявлениям в экосистемах на основе распространения индикаторных видов растений (в том числе сорняков) в результате зарегулирования НГС в зоне широколиственных лесов

Степень опасности нарушений в ландшафтах	Проявление индикаторных видов растений на лугах и в травяном ярусе лесов на площадках 10 м2	Степень нарушенности поймен-ных экосистем и необходимость восстановительных (рекультивационных) мероприятий
0 - не опасно	1-3 экземпляра вида (с обилием Un-sol)	Естественное состояние экосис-тем, восстановление не требуется
1 - очень слабая	Более 10 экземпляров вида (с обилием sp) и проективным покрытием вида до 20%	Очень слабо измененное состояние экосистем, необходим мониторинг за дальнейшим развитием процессов
2 - слабая	Появление не менее 5-7 микроочагов (куртин) вида диаметром 0.5-1 м с обилием sp gr - cop1	Слабо измененное состояние экосистем, необходимы локальные мероприятия по осушению поймы
3 - средняя	Образование не менее 10-15 микроочагов (куртин) вида диаметром 1-2 м с обилием sp gr - cop1	Средне измененное состояние экосистем, требуются локальные гидро- и лесотехнические мероприятия
4 - сильная	Полное слияние микроочагов и/или равномерное распростра-нение вида по площади с обилием sp3-сор1	Сильно измененное состояние экосистем, наряду с локальными (гидро- и лесотехническими) нужны мероприятия по изменению гидрологического режима реки
5 - очень сильная	Полное доминирование вида (с обилием cop2-cop3), вплоть до образования моно-доминантных сообществ	Полностью измененное состояние экосистем, требуются мероприятия по изменению гидрологического режима реки

Таблица 10

Изменение флористического состава экосистем экологического профиля Барятинский лес на антропогенно измененной пойме, в зоне влияния Курчатовского вдхр. (бассейн Сейма) с 1996 по 2001 годы

Название экосистемы (ассоциация)	Кленово-ясенево-то-полевый лес	Осоково-ясенево-дубовый лес	Недотрогово-вязово- дубовый лес	Снытьево-вязово-дубо-вый лес	Хвощево-липово-ду-бовый лес
Ежегодное кол-во видов в сообществе	22-32	16-18	19-26	18-25	19-23
Постоянные виды от ежегодной флоры сообщ-ва, % (<70%)	41	64	45	43	64
Постоянные виды от общей (многол.) фло-ры сообщ., % (<50%)	69	87	74	72	84
Сменяющиеся виды от общей (многолетней) флоры сообщества, %	19	10	16	18	12

Искусственное поднятие уровня воды в реках (каналах) или на их отдельных зарегулированных участках и его стабильное поддержание на определенном уровне в течение года активизирует антропогенный процесс, который не является аналогом природного.

Оглеение, возникающее в верхних горизонтах почвы (до 1-1.5 м) наиболее отрицательно влияет на древесные породы пойменной дубравы, вызывая угнетение и гибель деревьев и кустарников, глубокие корневые системы которых не в состоянии нормально функционировать в условиях круглогодичного стояния грунтовых вод на постоянном повышенном уровне.

В результате проведенных исследований установлено, что для зоны широколиственных лесов Центральной и Восточной Европы в результате гидротехнического воздействия отмечаются чрезвычайно близкие по характеру процессы деградации пойменных экосистем.

Установлено, что даже незначительное антропогенное изменение меженных и средних уровней воды в реках и каналах (повышение на 0.5-1 м), влечет за собой полную перестройку пойменных экосистем и наиболее сильно влияет на экосистемы нижних уровней пойм.

В ходе исследований для различных режимов функционирования поймы были выявлены эволюционно-динамические ряды природных комплексов, что позволило создать Динамическую модель формаций пойменных местообитаний зоны широколиственных лесов (рис. 5). Она отражает все возможные трансформации современной пойменной растительности в зависимости от расположения УГВ в пойме, характера оглеения и глубины залегания глеевого горизонта в почвах, а также режима паводкового затопления для разных уровней поймы (0, I, II, III; рис. 5); показывает направления и вид сукцессионных изменений; указывает характер образовния сообществ (естественный или антропогеннопроизводный, в том числе от воздействия НГС); дает представление о тенденции ареалов растительных формаций (с расширяющимся, неизменным и сокращающимся ареалом).

На основе построения эволюционно-динамических рядов природных комплексов для различных режимов функционирования поймы и диагностики микроочаговых проявлений в растительности и почвах составлена Прогнозная схема изменения растительности в поймах рек широколиственной зоны Восточной и Центральной Европы при изменении обводненности территории, в которой для различных экологических уровней пойм прослежены стадии изменения естественных сообществ в результате антропогенного зарегулировании рек НГС (табл. 11).

Обосновано выделение пойменных территорий, подвергшихся зарегулированию НГС в охраняемые зоны и включение их в водоохранные зоны водных объектов; разработаны критерии выделения водоохранных зон.

На основе всестороннего анализа зависимостей показателей режима речного стока с эколого-биологическими показателями состояния пойменных экосистем и экотонов, принимая за основу положение о сохранении устойчивого функционирования экосистем речных долин при зарегулировании стока, нами была разработана стратегия природопользования и обоснованы основные экологические критерии, ограничивающие регулирование режима речного стока (Кузьмина, 2005; Кузьмина и др,. 2000; Новикова, 1999, 2003; Новикова, Кузьмина, 2000; Novikova et at., 2001; Новикова, Кузьмина и др., 2005а, б; 2006а, б).

o Наличие элементов первичного пойменного ландшафта (осередки, побочни). Формирование первичных форм пойменного ландшафта и развитие экосистем на молодом аллювии обеспечивается, если промежуток между максимальными расходами имеет длительность не менее 3-5 лет.

o Устойчивое функционирование экосистем в условиях регулирования режима речного стока обеспечивается их ежегодной флуктуационной динамикой. Если стоит задача сохаранения пойменных экосистем в условиях зарегулирования НГС, должны быть выполнены необходимые условия: поддержание многолетней амплитуды колебания УГВ на уровне

Повышение увлаж нения (поднятие УГВ, увеличение частоты паводков)

Nypheta luteae

Phragmiteta australiae

Typheta angustifoliae

Acoreta calames

Xanthineta albinae, X. strumariae

Polygoneta spp. (P. minus, P. lapati-folium, P. hydropiper)

Sparghanieta erectis

Carexeta gracilles

Glycerieta maximae

Phalareta arundinaceae

Оглеение Gleyization

Alneta glutinosae

Saliceta fragilis

Saliceta albae

Saliceta wiminales

Saliceta purpureae, S. triandrae

Задернение Alluvization

Potentil-lieta anserinae

Cirsieta arvenses

Poeta palustres

Poeta pratenses, P. triviales

Elytri-gieta repentes

Lolieta multiflorae, L.perrene

Brometa inermis

Calamag-rostideta epigeios

Impati-ens glan-dulifera

Urticeta dioicae

Alopecurideta pratenses, A. myosoroides

Dactileta glomeratii

Festuceta pratenses

3

Cardieta crispes

Arrhena-thereta elatiae

Sanguis-sorba officinalis

Populeta nigrae, P. canadenses, P. deltoides, P. albae

Alneta incanae

Fraxineta excelsae, F.ornae

Fraxineta pennsylvani-cae

Aesculeta hippocastaneae

Equise-t. hiemale

Impatiens parviflora

Tilieta cordatae, T. pubescens

Ulmeta minorae

Querceta roburae

1

Ulmeta glab-rae,U.laeviae

Carpineta betuleae

2 Снижение увлажнения (понижение УГВ, сокращение частоты паводков)

	- антропогеннопроизводные;		- антропогеннопроизводные при зарегулировании		- расширяющие ареал;
	- сокращающие ареал (имеют 2% от возможной площади);		- жизнеспособные	> Направления сукцессий

Рис. 5 Модель динамических связей и характера современного состояния формаций гидроморфных местообитаний пойм рек зоны широколиственных лесов Центральной и Восточной Европы. Пойменные уровни: 0 - постоянно затопленные или длительнозатопляемые территории (на небольшую глубину 0-0.5 м), I - низкая пойма, II - средняя пойма, III - верхняя пойма. Направления сукцессий: 1 - естественные или “условно” естественные, 2 - антропогенные при зарегулировании НГС, 3 - антропогенные демутационные (восстановительные) при зарегулировании НГС

Таблица 11

Прогнозная схема изменения пойменной растительности широколиственной зоны при изменении обводнённости территорий

Исходное состояние (сообщество )		Промежуточные стадии изменения растительности (поймы рек: Ельбы, Дунай, Сейм)		Конечное состояние (сообщество)
1		2		3		4
II Пойменный уровень Лесные угодья Salix alba-Calystegia sepium-Phalaris arundinacea Канареечниково-повоевые ивняки	П о в ы ш е н и е	Повышение УГВ на 1-1.5 м, Сокращение паводков вдвое Calystegia sepium+Galium palustre+ Stachys palustris Суховершинность и выпадение древостоев ивы, увеличение проективного покрытия трав до 100% за счёт разрастания нижнего яруса (Solanum dulcamara, Calystegia sepium, Myosoton aquaticum) и внедрения более гидроморфных видов: Stachys palustris, Galium palustre, Phragmites australis.	П о в ы ш е н и е	Повышение УГВ на 0.5 м, Паводки очень редкие и небольшие Phalaris arundinacea- Iris pseudacorus Образование неустойчивых травяных экотонных сообществ с покровом из мятлика болотного, канареечника, ириса, повоя, паслена сладко-горького (Poa palustris, Phalaris arundinacea, Iris pseudacorus, Solanum dulcamara, Calystegia sepium, Lycopus europaeus).	П о в ы ш е н и е	Повышение УГВ на 0.3-0.5м, Формирование мелкого водоема, отсутствие паводков Schoenoplectus lacustris +Bolboschoenus maritimus, Scirpus sylvaticus+Sparganium erectum Камышевые и клубнекамышевые
Salix triandra+Salix purpurea+Salix viminalis-Calystegia sepium-Phalaris arundinacea Канареечниково-повоевые смешан-ные кустарниковые ивняки	г р у н т о в ы х	Salix viminalis-Urtica dioica Суховершинность и выпадение древостоев ивы, увеличение проективного покрытия трав до 100% за счёт разрастания нижнего яруса, внедрения крапивы и сорнотравья: Calystegia sepium, Urtica dioica, Cirsium arvense, Carduus personata, Phragmites australis.	г р у н т о в ы х	Salix viminalis-Phragmites australis Формирование разреженных ивняков тростниковых.	г р у н т о в ы х	Повышение УГВ на 0.3-0.5м, Отсутствие паводков Phragmites australis Образование монодоминантных зарослей тростника.
II Пойменный уровень Луговые угодья Gramineae (Elytrigia repens, Poa pratensis, Poa trivialis, Lolium multiflorum, Lolium perenne) Пырейные, плевеловые и мятликовые луга, в том числе сеянные.	в о д н а 1 м	Повышение УГВ на 0.7-1 м, Сокращение паводков вдвое Gramineae+Cirsium arvense Снижение обилия луговых злаков. Появление индикаторов нарушения поемности в малом и среднем обилии: (Polygonum amphibium, Cirsium arvense, Sonchus asper, Deschampsia cespitosa, Potentilla anserina, Potentilla reptans, Taraxacum officinale).	в о д н а 0.5 - 0.8 м	Повышение УГВ на 0.5-0.8 м, Паводки очень редкие и небольшие Cirsium arvense+Potentilla anserina+Potentilla reptans-Polygonum amphibium Смена злаковых сообществ на сорнотравные и более гидроморфные, увеличение обилия видов: Polygonum amphibium, Cirsium arvense, Potentilla anserina, Potentilla reptans.	в о д н а 0.3 - 0.5 м	Повышение УГВ на 0.3-0.5 м, Формирование стоячего мелкого водоема, отсутствие паводков Glyceria maxima Формирование монодоминантных сообществ манника большого.
III Пойменный уровень Луговые угодья Gramineae-Mixteherbosa (Dactylis glomerata, Festuca pratensis, Arrhenatherum elatius, Phleum pratensis, Achillea millefolium) Разнотравно-злаковые суходольные луга из ежи сборной, овсяницы луговой, райграса высокого.	П о в ы ш е н и е	Повышение УГВ на 0.7-1 м, Сокращение паводков вдвое Alopecurus spp.+Poa palustris-Sanguisorba officinalis-Mixteherbosa Выпадение: Arrhenatherum elatius, Festuca pratensis; Уменьшение обилия суходольных видов (Achillea millefolium, Bromus hordeaceus и др.); Увеличение обилия гидроморфных видов (Ranunculus repens, Poa palustris, Sanguisorba officinalis и др.); Внедрение Polygonum amphibium, Achillea ptarmica, Glyceria maxima и зеленых мхов.	П о в ы ш е н и е	Повышение УГВ на 0.5-0.8 м, Паводки очень редкие и небольшие Sanguisorba officinalis+Poa palustris+ Ranunculus repens-Mixteherbosa+Musci Снижение общей флоры в 2 раза; Разрастание зеленых мхов, лютика ползучего (Ranunculus repens), мятлика болотного (Poa palustris).	П о в ы ш е н и е	Повышение УГВ на 0.5 м, Стабилизация УГВ (с амплитудой менее 1 м) Cirsium arvense+Gramineae- Mixteherbosa (Poa palustris, Phalaris arundinacea, Polygonum amphibium, Potentilla reptans) Образование непоедаемых злаково-разнотравно-колюче- сорнотравных лугов.
III Пойменный уровень Лесные угодья Quercus robur -Acer spp. Sambucus nigra- Primula elatior, Circaea lutetiana, Paris quadrifolia, Asarum europaeum, Festuca gigantea. Дубовый лес с неморальным травяным покровом.	г р у н т о в ы х	Повышение УГВ на 1-1.5 м, Сокращение паводков вдвое Quercus robur+ Fraxinus excelsior- Aegopodium podagraria-Mixteherbosa Снижение жизненности дуба, внедре-ние ясеня, разрастание сныти; сниже-ние обилия и выпадение неморальных элементов - Hedera helix, Primula elatior, Paris quadrifolia, Circaea lutetiana, Asarum europaeum и др.; Внедрение гидроморфных элементов - Deschampsia cespitosa, Impatiens noli-tangere, Geum urbanum, Urtica dioica.	г р у н т о в ы х	Повышение УГВ на 0.7-1 м, Стабилизация УГВ Паводки очень редкие и небольшие Fraxinus excelsior+Populus canadensis - Aegopodium podagraria+ Lamium maculatum + Glechoma hederacea -Musci Ясенево-тополевые с травяным покровом из сныти, яснотки и мхов. Гибель дубов; Внедрение ольхи клейкой; Разрастание зеленых мхов.	г р у н т о в ы х	Повышение УГВ на 0.3-0.5 м, Стабилизация УГВ Alnus glutinosa-Urtica dioica-Aegopodium podagraria Образование чистых ольховников с покровом из крапивы и сныти.
Quercus robur +Ulmus laevis-Crataegus spp.+ Sambucus nigra Вязово-дубовый лес неморальный.	в о д н а 1 м	a) естественный вариант Quercus robur +Fraxinus excelsior-Ulmus laevis-Urtica dioica+Aegopodium podagraria Снижение жизненности дуба; Внедрение в древостой ясеня и вяза полевого; Выпадение неморальных кустарников Sambucus nigra, Cornus sanguinea, Rhamnus cathartica; Внедрение лещины, разрастание крапивы и сныти. b) антропогенный - с насаждениями тополя: Quercus robur+Populus nigra+Ulmus laevis-Urtica dioica+Phalaris arundinacea	в о д н а 0.7 - 1 м	Fraxinus excelsior+F. pennsylvanica-Aegopodium podagraria +Urtica dioica Ясеневые кранивово-снытьевые леса. Гибель дубов и вязов; Разрастание лещины Corylus avellana; Внедрение ольхи клейкой. Выпадение неморальных элементов. Fraxinus excelsior+Ulmus minor-Aegopodium podagraria +Urtica dioica	в о д н а 0.3 - 0.5 м	Alnus glutinosa+Fraxinus excelsior- Urtica dioica+Aegopodium podagraria Ясенево-ольховые крапивово-снытьевые маловидовые леса.
III Пойменный уровень Лесные угодья Quercus robur -Ulmus laevis Acer campestre-Polygonatum multiflorum+ Circaea lutetiana Кленово-вязово-дубовые леса с неморальным травяным покровом (Paris quadrifolia, Mercurialis perennis, Galium odoratum)	П о в ы ш е н и е	Повышение УГВ на 1-1.5 м, Сокращение паводков вдвое a) Quercus robur+ Fraxinus excelsior- Acer negundo- Euonymus europaea-Rubus caesius Кленово-ясенево-дубовые леса с ежевикой и бересклетом. Сокращение кустарников; Внедрение индикаторов оглеения - Impatiens parviflora, Lapsana communis, Alliaria petiolata, Equisetum hyemale. б) Quercus robur+ Tilia cordata-Rubus caesius Липово-дубовые леса с ежевикой. Ухудшение жизненности дубов; выпадение кустарников Sam-bucus nigra, Cornus sanguinea; выпа-дение неморальных элементов - Paris quadrifolia, Glechoma hederacea, Scro-phyllaria nodosa и др.; редукция травя-ного яруса и разрастание ежевики;	П о в ы ш е н и е	Повышение УГВ на 0.7-1 м, Стабилизация УГВ. Паводки очень редкие и небольшие Fraxinus excelsior +Tilia cordata - Musci Липово-ясеневые моховые леса. Гибель дубового древостоя; Исчезновение травяного порова и замена его на моховой;	П о в ы ш е н и е	Повышение УГВ на 0.3-0.5 м, Стабилизация УГВ Alnus glutinosa- Tilia cordata- Corylus avellana- Rubus caesius Ольховый с участием липы ежевиково лещиновый мертвопокровный Alnus glutinosa-Carex pilosa Осоково-ольховые леса.
Коренная терраса (склон) Лесные угодья Pinus sylvestris+ Quercus robur - Acer spp. - Prunus padus- Polygonatum multiflorum+ Majanthemum bifolium-Pteridium aquilinum Дубово-сосновые леса	г р у н т о в ы х	Переход в режим III Пойменного уровня. Повышение УГВ на 1-1.5 м, Сокращение паводков Quercus robur-Ulmus laevis-Padus borealis+ Corylus avellana-Circaea lutetiana+Paris quadrifolia+ Convallaria majalis Вязово-дубовые леса с подлеском из чере-мухи и лещины с неморальным травостем.	г р у н т о в ы х	III Пойменный уровень Повышение УГВ на 0.5-0.7 м, Паводки очень редкие и небольшие Quercus robur-Tilia cordata-Acer platanoides-Convallaria majalis+ Polygonatum multiflorum Липово-дубовые леса с неморальным травяным покровом.	г р у н т о в ы х	Повышение УГВ на 0.3-0.5 м, Прекращение паводков Стабилизация УГВ, Fraxinus excelsior+Tilia cordata+Alnus glutinosa-Rubus caesius-Aegopodium podagraria+Glechoma hederacea Ольхово-липово-ясеневые леса ежевиково снытьевые.
	в о д		в о д		в о д	Alnus glutinosa-Carex pilosa Осоково-ольховые леса.
I - Пойменный уровень Луговые угодья Врезание реки на 0.5 м Phalaris arundinacea-Iris pseudacorus Канареечниковые луга с участием ириса.	П о н и ж е н и е У Г В	Переход в режим II Пойменного уровня Понижение УГВ на 0.7-1 м Постоянное паводковое затопление Salix alba-Calystegia sepium-Phalaris arundinacea Salix alba-Rubus caesius-Urtica dioica+Cirsium arvense Появление древостоев из ивы белой.

Подобные документы

• Общая экономико-географическая характеристика стран Восточной Европы

  Географическое положение и природные ресурсы стран Восточной Европы. Уровень развития сельского хозяйства, энергетики, промышленности и транспорта стран данной группы. Численность населения региона. Внутрирегиональные различия стран Восточной Европы.
  
  презентация [1015,6 K], добавлен 27.12.2011
  

• Зона смешанных и широколиственных лесов

  Реки, озера зоны смешанных лесов и лесостепей. Тип почв в смешанной зоне. Испаряемость и коэффициент влажности. Температура, типы климата зоны. Растения, животные занесенные в Красную книгу. Семейство млекопитающих отряда хищных, их приспособления.
  
  презентация [8,5 M], добавлен 14.03.2011
  

• Природные зоны Евразии

  Природные зоны арктического и субарктического климатических поясов в Евразии. Сокращение численности животных, запрет на отстрел. Территории, занятые зоной смешанных и широколиственных лесов. Плодородие черноземных почв степей, полупустыни и пустыни.
  
  презентация [1,3 M], добавлен 17.02.2012
  

• Животный мир Евразии

  Фаунистическое районирование Евразии. История заселения материка. Современное распространение типичных представителей фауны: млекопитающих, рыб, птиц, пресмыкающихся и земноводных на территории Западной и Южной Европы, Восточной и Центральной Азии.
  
  реферат [758,7 K], добавлен 13.04.2010
  

• Причины распространения многолетней мерзлоты на территории Восточной Сибири

  Характеристика климатических и географических особенностей Восточной Сибири. Исследование влияния вечной мерзлоты на рельеф, почву и растительный мир. Описания методов строительства домов и промышленных зданий на сваях в условиях многолетней мерзлоты.
  
  реферат [13,0 K], добавлен 09.05.2011
  

• Развитие новых индустриальных стран Юго-Восточной Азии

  Век новой экономики. Особенности экономического развития стран Юго-Восточной Азии в 80-90 годы. Азиатский финансовый кризис. Ошибки экономической политики. Сравнительная характеристика НИС Юго-Восточной Азии и Латинской Америки.
  
  дипломная работа [81,1 K], добавлен 13.02.2007
  

• Величие и суровость Восточной Сибири

  Географическое положение Восточной Сибири. Особенности климата, рельефа, полезных ископаемых. Реки как транспортная система ландшафта Сибири. Байкал – самое чистое на Земле естественное хранилище пресной питьевой воды. Флора и фауна Восточной Сибири.
  
  презентация [2,7 M], добавлен 06.05.2011
  

• Региональные различия и проблемы демографического развития Европы

  Изучение региональных различий и проблем демографического развития Европы. Особенности формирования населения стран региона, процессов естественного движения в мезорегионах Европы. Анализ миграций и современного демографического положения стран Европы.
  
  дипломная работа [266,5 K], добавлен 01.04.2010
  

• Субрегионы зарубежной Европы

  Причины и характер изменений на политической карте мира. Особенности подразделения Европы на субрегионы. Европейский союз как наиболее яркий пример региональной экономической интеграции. Значение Шенгенского соглашения, партнерство между ЕС и Россией.
  
  контрольная работа [147,0 K], добавлен 19.11.2009
  

• Климатическое районирование Зарубежной Европы

  Климатообразующие факторы Зарубежной Европы. Распределение осадков по сезонам года. Климатические пояса. Ежемесячные данные о термическом режиме и динамике выпадения осадков. Влияние радиационных условий, а также воздействие общей циркуляции атмосферы.
  
  курсовая работа [38,4 K], добавлен 21.04.2014
  

• Влияние адвекции тепла на образование струйных течений нижних уровней

  Изучение струйных течений нижних уровней. Факторы, влияющие на их формирование. Анализ синоптической ситуации, которая создала термодинамические условия, явившиеся благоприятными для формирования СТНУ над несколькими пунктами Восточной и Западной Европы.
  
  презентация [1,3 M], добавлен 23.09.2019
  

• Природные зоны Евразии

  Природные зоны арктического и субарктического климатических поясов. Почвы, растительный и животный мир в тайге. Лесостепи и степи, их обитатели. Характерные особенности саванн, субэкваториальных и экваториальных лесов. Высотные пояса в Гималаях и Альпах.
  
  презентация [1,3 M], добавлен 12.02.2015
  

• Природные зоны России

  Животный мир в арктической зоне. Растительный покров тундры. Лесные и тундровые растительные группировки. Зона лесов на территории России. Благоприятные климатические условия и высокое плодородие почв лесостепи. Особенности климата степной зоны.
  
  презентация [8,7 M], добавлен 11.11.2014
  

• Природный мир Прибалтики

  Особенности географического положения Прибалтики. Типичность флоры Эстонии для зоны смешанных хвойно-широколиственных лесов. Разнообразие флоры и фауны Латвии. Влияние ледника на формирование литовской фауны. Природный мир Калининградской области.
  
  реферат [26,5 K], добавлен 27.04.2012
  

• Минск - ресурс социально-экономического развития Беларуси

  Минск как один из древних городов Европы, история создания и главные историческое памятники. Этапы развития города и его сооружений во времена СССР и после его развала, значение обретения Беларусью независимости. Социально-экономические ресурсы города.
  
  контрольная работа [33,8 K], добавлен 23.09.2009
  

• Малые озера и реки Сибири

  Общие сведения о Восточной Сибири как одном из крупнейших районов России. История ее исследования и изучения. Общая характеристика малых рек и озер Восточной Сибири, их гидрологические особенности, ценность и значимость, хозяйственное использование.
  
  реферат [396,0 K], добавлен 22.04.2011
  

• География энергопотребления Европы

  Топливно-энергетическое хозяйство зарубежной Европы, его основные ориентиры и тенденции развития. Общая характеристика, значение, особенности и источники снабжения, перспективные направления экспорта нефти, природного газа и электроэнергии в Европу.
  
  реферат [39,9 K], добавлен 24.11.2009
  

• Основные нефтегазоносные бассейны России

  Характеристика географического положения и природно-климатических условий Восточной Сибири. Особенности тектонического строения, геологии, рельефа, мощности основных нефтегазоносных бассейнов России. Резервы эффективного использования углеводородов.
  
  дипломная работа [7,1 M], добавлен 25.12.2015
  

• Северная и Островная Европа

  Природно-географические ресурсы Северной Европы, особенности климата и рельефа. Характеристика крупных островов, находящихся на побережье Европы. Главные достопримечательности Исландии. Развитие современного туризма в Европе, его направленности.
  
  контрольная работа [31,6 K], добавлен 03.11.2014
  

• Макрорегионы Зарубежной Азии, Африка и глобальные проблемы человечества

  Экономическая и географическая характеристика стран, находящихся в Юго-Западной, Южной, Юго-Восточной, Восточной Азии. Австралийский Союз и Океания: население, экономическое развитие. Природные ресурсы и хозяйство Африки. Глобальные проблемы человечества.
  
  реферат [21,6 K], добавлен 29.06.2010
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам