CC BY
37
ГЕОГРАФИЯ И ЭКОЛОГИЯ
УДК 627.15:58.072
С.Р. Чалов1, А.С. Ермакова2, Е.В. Есин3
РЕЧНЫЕ ЗАЛОМЫ: РУСЛОФОРМИРУЮЩАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ4
В работе на основе обобщения литературных данных по рекам лесных территорий России, Европы и Северной Америки и обследования более 50 рек Камчатского полуострова приведены сведения об условиях формирования и руслоформирующей роли заломов древесной растительности. Показаны пространственные закономерности их распространения. Перегораживая реку, заломы становятся активным фактором русловых переформирований. Изменения гидравлики потока и морфологии русла определяют роль заломов в структуре биотопов водных организмов.
Ключевые слова: древесные заломы, типы заломов, русловые процессы, русловые деформации, водная экология.
Введение. Речные заломы являются характерными формами рельефа лесной зоны [2]. Представляя собой завалы переносимых потоком деревьев и веток, заломы образуются в результате сочетания ряда ландшафтных и гидрологических условий. В дальнейшем они становятся самостоятельным фактором экоси-стемных процессов, причем как их абиотических, так и биотических составляющих.
До начала 1980-х гг. изучение заломов в основном было связано с решением проблем судоходства при проектах руслоочистки. Очистка русел рек в настоящее время продолжает играть важную роль при организации противопаводковых мероприятий, обеспечении работы водозаборов и проведении рыбохозяйственной мелиорации. «Экологизация» водохозяйственных наук, произошедшая в Европе и Северной Америке в конце XX в., ознаменовалась реализацией проектов по восстановлению русел и изучению биоразнообразия, включивших комплексное исследование заломов. В Северной Америке методика восстановления русел деградировавших рек, разработанная два десятилетия назад, уже включала ряд эколого-инженерных мероприятий по восстановлению заломов и созданию их искусственных аналогов [3]. Это привело к их освещению в научной литературе. Детально рассматривались морфология [13, 16, 18], гидравлика заломов [20], их экологическая роль [11, 21]. В нашей стране изучению речных заломов уделено гораздо меньше внимания. В работах [2, 4, 5, 7, 9] охарактеризовано распространение заломов в бассейнах некоторых рек. Сравнительный анализ распространения и руслоформирующей деятельности
речных заломов в разных лесных природных зонах, так же как и анализ их экологической роли, до настоящего времени не проводился.
Материал и методика. Работа выполнена на основе анализа литературного материала (реки лесных территорий России, Европы и Северной Америки) и полевых исследований авторов на предгорных реках п-ова Камчатка. Обследование заломов выполнено в 2005—2007 гг. более чем на 50 реках Центрально-Камчатской и Западно-Камчатской равнин, Срединного хребта и Восточного вулканического района (рис. 1). Качественно и количественно описано более 100 заломов. Для описания заломов выбирался репрезентативный участок реки длиной не менее 10 ширин русла, на котором определялось общее число заломов. На основе этих данных оценивалась частота заломов (Лэд, шт/км длины русла) и доля акватории, занятой заломами, от общей площади русла (^заломов/^русла, %). Для всех заломов проводилось описание по специально разработанной форме (паспорт залома). Оно включало морфологические характеристики залома (ширина Ь и протяженность I, высота над уровнем воды К), особенности положения в русле и качественные признаки (наличие деревьев и веток разного размера и засоренность залома). Размеры заломов на камчатских реках изменяются в широких пределах в зависимости от многообразия факторов: Ь — от 1,5 до 50 м (в среднем 5—7 м), I — от нескольких метров до 50 м (в среднем 10—20 м), К — в среднем 1—2 м (при максимальном значении 5 м). В целом они относятся к наиболее крупным среди описанных в научной литературе, проигрывая в размерах только заломам из
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра гидрологии суши, науч. с., канд. геогр. н., e-mail: srchalov@geogr.msu.ru
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, научно-исследовательская лаборатория эрозии почв и русловых процессов имени Н.И. Маккавеева, мл. науч. с., канд. геогр. н., e-mail: aleksandra-1984@mail.ru
3 ВНИИ рыбного хозяйства и океанографии, лаборатория воспроизводства лососевых рыб, ст. науч. с., канд. биол. н., e-mail: esinevgeniy@yandex.ru
4 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты 09-05-00339-а и 09-05-00221), Программы поддержки ведущих научных школ (проект НШ-4088.2010.5) и проекта ПРООН-ГЭФ «Сохранение биоразнообразия лососевых Камчатки и их устойчивое использование».
остановка перемещаемой потоком свободной, оторванной от берега карчи. В другом случае залом формируется при обрушении в русло (в результате подмыва речных берегов, склоновых процессов по бортам долины) дерева или куста, когда часть растения остается на суше.
Наиболее значительные по размеру заломы встречаются на малых и средних реках и ручьях, характеризующихся свободными условиями развития русловых деформаций. Наиболее крупные заломы и наибольшая частота их образования характерны для рек предгорных территорий. Так, если на реках равнинных территорий [2, 18] частота заломов изменяется от 1 до 5—8 шт/км, то в пределах бассейнов малых рек Камчатки с залесенной поймой и других предгорных районов — от 5—10 до 70 шт/км [5, 13].
Необходимым условием появления заломов является наличие в реке обломков древесной растительности, источником которых обычно служат залесенные размываемые пойменные берега, характеризующиеся
на 1-х водотоках речной сети протяженностью
IX
/=1
Рис. 1. Участки натурного изучения древесных заломов
секвойи, которые распространены на реках Северной Америки и достигают в длину 100 м [21].
Степень засоренности заломов определялась по 4-балльной системе: 0 — отсутствует (залом исключительно из крупных стволов), 1 — слабая, 2 — средняя, 3 — сильная (много мелких стволов и веток). Оценка воздействия заломов на русла рек проводилась на качественном уровне. Для этих же участков определяли преобладающие виды деревьев в комплексе пойменной растительности. Характеристику типов русловых процессов и морфодинамических типов русел выполняли в соответствии с классификацией МГУ [8]. Исследования роли заломов в функционировании сообществ водных организмов были проведены на примере рыбного населения (лососевых рыб — основного семейства, населяющего реки Дальнего Востока и Тихоокеанского побережья Северной Америки).
Распространение заломов. Формирование любого залома изначально связано с остановкой свободно перемещаемого потоком обломка дерева или целого дерева с корнями и кроной — карчи. В дальнейшем карча становится центром (ядром) развития залома, когда поступающие сверху с речным потоком обломки растительности (карчи) «прикрепляются» к уже существующему залому. В общем случае выделено два типа формирования первоначального ядра залома (катастрофический и эволюционный, в терминологии [2]). В первом случае происходит
На ряде рек существуют также локальные источники поступления древесного материала в реки, в основном связанные с деятельностью склоновых процессов на бортах долин — оползней, осыпей и др. На горных реках Итальянских Альп [13] происходит местное увеличение (в 5—6 раз) объема заломов V (м3) на единицу площади русла ^русла (м2) в местах схода оползней с бортов долины. На р. Фиорентина величина ^7-^русла возрастала от 0,1—0,2 до 1,4—1,8 м3/м2, на р. Кордон — от 0,3—0,5 до 3,5 м3/м2, на р. Коуд — от 0,5—1 до 3—5 м3/м2.
Наиболее сильно действие местных факторов сказывается на формировании заломов в водотоках первых порядков или на реках с порожисто-водопадным руслом. Локальные препятствия могут полностью перехватывать поступающие сверху стволы и ветки, в результате чего возле них образуются самые массивные заломы, в то время как ниже по течению они могут полностью отсутствовать. Так, на р. Кававля (Центральная Камчатка) (^ш=5,5), пересекающей в среднем течении Быстринский хребет, вниз по течению меняется тип русловых процессов с полугорного на горный, а тип русла — с широкопойменного разветвленного на врезанное прямолинейное и меандри-рующее. Соответственно резкое уменьшение ширины реки в начале участка врезанного русла приводит здесь к массовой аккумуляции поступающих сверху стволов деревьев. В результате если участок полугорного широкопойменного разветвленного русла характеризуется интенсивными заломами (Вгвд = 40^50), то ниже по течению на участке горного врезанного русла заломы почти отсутствуют (Вгвд = 5^10).
При наличии древесного материала в русле формирование заломов определяется рядом гидрологических и геоморфологических факторов, среди которых важнейшим является размер реки. Небольшие ли-
нейные размеры русла способствуют остановке перемещаемых потоком обломков деревьев. В верховьях, в пределах ручьев, которые в силу малого размера не способны к размыву берегов, формируются одиночные заломы, связанные с обрушением отдельных деревьев. Их транспортировка оказывается невозможной из-за малого размера водотоков. Именно за счет этого для малых рек бассейна р. Протва отмечалась [2] максимальная плотность заломов в верхнем течении рек. На участках проявления оползневых и других экзогенных процессов по бортам долины рек могут быть полностью забиты заломами, формирующимися возле участков попадания деревьев в водоток. На крупных реках вероятность формирования заломов, наоборот, существенно снижается из-за увеличения размера потока, когда заломы с большей вероятностью могут быть разрушены при прохождении высоких паводков. В результате оптимальные гидравлические условия для их образования складываются на малых и средних реках, ширина которых меньше или сопоставима с длиной деревьев, но при этом мощность потока достаточна для размыва залесенных берегов.
Еще один важный фактор формирования заломов — уклон русла, роль которого по длине реки существенно меняется. На горных реках с порожисто-водопадным руслом формирование заломов приурочено преимущественно к местам попадания деревьев в реки. Транспортировка древесного материала на таких реках затруднена из-за высоких местных сопротивлений. В нижнем течении рек формирование заломов затруднительно из-за малого количества переносимого потоком древесного материала, который, как правило, аккумулируется выше по течению на участках перегиба продольного профиля. В связи с этим на реках предгорной зоны заломы распространены в основном в среднем течении рек, в условиях резкого снижения уклонов и массовой аккумуляции транспортируемого потоком материала; максимальная плотность заломов наблюдается на участках горных русел с развитыми аллювиальными формами или полугорных русел (для рек Камчатки — в среднем 5,34 шт/км).
Учитывая, что размер и уклон реки, а также тип русловых процессов являются основными факторами формирования разных морфодинамических типов русла [8], последние можно рассматривать как интегральный показатель формирования заломов. Сравнение частоты и относительной площади ^заломов/^русла заломов, характерных для прямолинейных, меандрирующих и разветвленных русел (табл. 1) показало, что разным типам русла присущи разные параметры заломов. Наиболее вероятна их остановка на участках разветвленных русел в узлах деления потока. Неразветвленное, относительно прямолинейное русло наиболее характерно для врезанных беспойменных русел, поэтому количество поступающего в реки древесного материала и вероятность образования заломов минимальны.
Таблица 1
Характеристики заломов в руслах разных морфодинамических типов рек Камчатки
Тип русла ¥ггц, шт/км длины русла Относительная КТОщад^ /"заломов^русла
среднее дисперсия среднее дисперсия
Прямолинейное 38 0,85 0,039 0,036
Меандрирующее 30,8 1,7 0,044 0,072
Разветвленное 43,3 2,29 0,049 0,057
Формирование заломов на реках связано также с характером и видом поступающей в русла древесной растительности. Максимальная устойчивость и объем характерны для заломов из парковой секвойи на крупных реках Северной Америки [21]. Пойменные леса на Камчатке образованы смешанными чозенни-ками, топольниками, ивняками и ольховниками [10]. Взрослые растения местной флоры сильно различаются по размерам и ломкости, наиболее крупные и устойчивые заломы из бревен более 0,5 м в диаметре формируются в местах произрастания тополей и чозе-нии. Из ивы и ольхи обычно образуются небольшие заломы. До 20—30% заломов из тальника разрушается во время каждого половодья, заломы из чозении и тополя разрушаются единично.
Наличие указанных факторов соответствует данным о продольном изменении заломов в пределах бассейна одной реки. Исследования на р. Начилова (Западная Камчатка) показали, что частота заломов (рис. 2) изменяется по длине реки в 7 раз и определяется источниками поступления древесного материала в русла, продольным изменением размера и уклона реки. В целом все эти условия меняются одновременно со сменой типа русла. Максимум формирования заломов (Лэд = 70 шт/км длины русла) приходится на горные русла с развитыми аллювиальными формами. Здесь происходит расширение
Рис. 2. Изменение относительной частоты заломов (1), шт/км, и их доли от акватории русла (2), %, в континууме р. Начилова (Западная Камчатка) в связи с изменением типа русла (ПВ — горное порожисто-водопадное; НрАФ — горное с неразвитыми аллювиальными формами; РАФ — горное с развитыми аллювиальными формами; Равн — равнинное)
долины реки, формируется разветвленное русло. С обширной залесенной поймы в реку поступают крупные стволы чозении, а также более мелкий древесный материал из ивы и ольхи. Ниже по течению уменьшение частоты заломов связано со снижением размывающей способности русла, аккумуляцией материала выше по течению. Древесный материал, попадающий в реку в нижнем течении, с большой вероятностью выносится более многоводным речным потоком, не образуя заломов.
Роль разных факторов в развитии заломов характеризует их связь с характеристиками заломов — частотой, относительной площадью ^заломов/^русла, числом крупных деревьев в заломах и классом залома. Многофакторность процесса определяет слабую корреляцию каждого параметра с предикторами (табл. 2). Умеренную корреляцию демонстрирует только связь частоты заломов с типом русловых процессов (г = 0,5) и класса залома с уклоном русла (г = 0,73). Низкая связь с размерами рек обусловлена тем, что максимальная частота заломов здесь присуща разветвленным участкам полугорных рек, преобладающим на реках среднего размера. Дальнейшее увеличение порядка рек сопровождается снижением частоты заломов. Таким образом, для рек Камчатки наблюдается сначала прямая, а затем обратная зависимость частоты образования заломов от размеров реки, что отличает их от аналогичных зависимостей для рек равнинных территорий, где максимальные размеры заломов отмечаются в верхнем течении рек [2].
Пространственное распределение заломов на реках Камчатки отражает модель множественной регрессии между характеристиками исследованных участков и частотой заломов. Среди различных вари-
Таблица 2
Матрица корреляции параметров заломов (строки) и характеристик рек Камчатки
Характеристики
Факторы ¥гец, шт/км длины русла ^заломов/^русла число крупных деревьев класс залома
Тип русловых процессов -0,5* 0,017 0,04 0,862 -0,36 0,102 0,33 0,138
Морфоди-намиче-ский тип -0,18 0,425 0,04 0,870 -0,21 0,347 0,17 0,441
русла
Порядок реки, Ыш 0,35 0,107 0,12 0,594 0,13 0,577 0,49 0,021
Уклон -0,16 -0,1 -0,12 0,73
русла, / 0,466 0,665 0,591 0,00
Расстояние от устья, Ь 0,17 0,456 0,02 0,945 -0,09 0,685 0,43 0,045
* Над чертой — значения коэффициента корреляции, под чертой — уровень достоверности линейной связи (р-критерий). Жирным шрифтом выделена достоверная корреляция (| г | > 0,4; р < 0,05).
антов уравнения множественной линейной регрессии наибольшая статистическая достоверность (г = 0,7) получена при включении в модель характеристик типа русловых процессов (горный, полугорный, равнинный), морфодинамического типа русла (относительно прямолинейное, меандрирующее, разветвленное), размера реки и типа растительности:
Ггвд = 2,470 + 0,4206^ + 0,0697/ — 0,0650 Veg — 1,0950ТРП + 0,4590МДТР,
где Veg — тип растительной ассоциации на пойме (преобладают чозения и тополь; преобладает чозения; преобладает ива, но имеется чозения; распространены только ива и ольха), которому придано определенное целочисленное значение (1—4); ТРП и МДТР — тип русловых процессов и морфодинамический тип русла соответственно, которым также приданы целостные числовые значения (1—3).
Аналогично исследована структура заломов через показатель засоренности. В наибольшей степени эта характеристика зависит от порядка и уклона реки (г = 0,8):
Кл = 2,21 + 0,053^ш — 0,058/ - 0,006 Veg -0,003ТРП - 0,004МДТР.
Влияние заломов на русла рек. Особенности формирования и расположения заломов определяют их разную руслоформирующую роль. Предложенные деления по положению заломов относительно направления речного потока [9, 22] дополняются выявлением конкретных мест образования заломов. Литературные данные [4] и обследования рек Камчатки свидетельствуют о существовании 4 типов заломов, отличающихся местоположением в русле и по-разному воздействующих на поток. Заломы образуются у приверхов осередков и оголовков островов, у выпуклого берега, у вогнутого берега и при перегораживании русла малых рек и ручьев (рис. 3). Ука-
Рис. 3. Характерные типы проявлений русловых деформаций на малых и средних реках при формировании заломов: А — у приверхов осередков и оголовков островов; Б — у выпуклого берега; В — у вогнутого берега; Г — перегораживающие русла малых рек и ручьев; 1 — положение залома в русле, 2 — область аккумуляции наносов, 3 — область размыва русла; направление развития русловых деформаций: 4 — вертикальных, 5 — горизонтальных;
6 — перераспределение расходов воды
занные типы заломов соответствуют разным типам русловых процессов и типам русла. В общем случае воздействие заломов на русла является функцией размера реки [16, 22]: чем меньше размеры потока, тем существеннее влияние заломов.
Формирование заломов в вершинах осередков и островов препятствует размыву этих русловых форм. В условиях набегания руслового потока на вершину острова происходит аккумуляция материала в зоне замедления потока под заломом. Часто в этом случае образуются отмелые участки, острова (осередки) растут вверх по течению. Одновременно развитие залома в сторону одного из рукавов может приводить к перераспределению расходов воды между ними, отмиранию одного и активизации другого рукава. Именно заломы становятся основным фактором переформирований широкопойменных русел с большим стоком влекомых наносов, что отмечалось для рек Северо-Востока России (например, р. Кутур, приток р. Индигирки; р. Куйдусун) [4] и Дальнего Востока (реки Камчатки — Быстрая, Большая, Авача и др.). Поймы этих рек изрезаны староречьями, в начале которых остались заломы.
Заломы у выпуклого мелкого берега характеризуются быстрым заиливанием, в вершинах излучин это связано с направлением донных струй в поперечном направлении от вогнутого берега. Одновременное отклонение потока от залома приводит к усилению размыва противоположного берега. В широкопойменных разветвленных руслах за счет этого могут образовываться новые рукава, особенно если высоты залома достаточно для отклонения потока высоких вод.
Деформации русла, обусловленные развитием залома у вогнутого подмываемого берега, характеризуются наибольшей интенсивностью. Поток здесь имеет максимальную транспортирующую способность и, следовательно, наибольшую предрасположенность к преодолению препятствия. Характерно развитие донной эрозии непосредственно под заломом и ниже по течению.
Формирование заломов на малых реках, где размеры одной карчи сопоставимы с шириной русла, приводит к развитию ступеней в продольном профиле реки. Непосредственно выше заломов формируются перекаты, ниже заломов — водобойные ямы. При последовательном расположении таких заломов формируется ступенчатый продольный профиль. Подпорный эффект от заломов, перегораживающих русло, часто приводит к трансформации гидрологического режима участков рек и последующей смене типов русла.
Такая ситуация наблюдалась на р. Артюшка (приток р. Руза, Московская область) [1].
Экологическая роль заломов. Заломы разного типа и генезиса формируют особые по скоростному режиму и морфологии зоны. Наибольшую роль заломы играют в жизнедеятельности реофильных организмов, адаптированных к условиям быстрого течения. Географически такие экосистемы с заломами (горные и полугорные реки) приурочены к лесистым предгорьям Северного полушария, в частности, их наибольшая концентрация наблюдается в прибрежной зоне Северной Пацифики и Европы, где в реках воспроизводятся лососевые рыбы. Поэтому именно это сообщество наиболее репрезентативно для исследования экологической роли заломов.
Во многих водотоках, где происходит нагул молоди и жилых лососевых рыб, зоны замедленного течения формируются исключительно на участках заломов, что определяет возможность укрытия здесь рыб. При высокой скорости потока рыбы активно используют зоны замедленного вихревого течения среди стволов и веток, поэтому плотность обитания лососевых в заломах часто в десятки раз превышает таковую на открытом русле. В горных реках Камчатки при почти полном отсутствии молоди на стрежне в заломах у берега скопления рыб достигают плотности 10—20 экз/м2, при этом плотность рыб в заломах достоверно выше, чем на открытых отмелях (табл. 3).
В течение года заломы, отличающиеся по структуре, оказывают разное влияние на сообщества рыб. Летом в затененных заломах, расположенных на перекатах, молодь лососей отстаивается перед периодическими выходами на поток в поисках корма. Зимой рыба скапливается в заломах, препятствующих продвижению льда в толще воды во время шугоходов
Таблица 3
Распределение молоди лососевых рыб в водотоках бассейна р. Большая (Западная Камчатка) в июле по данным обследований в 2003—2007 гг.
Тип руслового процесса Морфо-динамический тип русла Число обследованных участков Средняя плотность молоди рыб, экз/м2
на перекатах/ порогах на отмелях в заломах
Равнинный Меандрирующее 7 0,1 — 1,2 0,5 ± 0,1 0,3 — 1,4 0,7 ± 0,2 0,5 — 2,2 1,2 ± 0,3
Полугорный Меандрирующее 1 0,4 ± 0,1 0,9 ± 0,3 1,5 ± 0,4
Разветвленное 3 0,0 — 0,2 0,1 ± 0,0 0,5 — 1,0 0,7 ± 0,2 2,0 — 2,7 2,2 ± 0,5
Горный, РАФ Меандрирующее 3 0,1 — 0,3 0,2 ± 0,0 0,4 — 1,9 1,1 ± 0,3 0,7 — 2,5 1,7 ± 0,4
Разветвленное 6 0,0 — 0,3 0,1 ± 0,0 0,5 — 5,4 2,8 ± 0,5 0,8 — 10,0 3,6 ± 0,9
Горный, НрАФ Меандрирующее 8 0,0 — 0,1 0,0 ± 0,0 0,2 — 1,5 0,6 ± 0,2 0,2 — 3,5 1,4 ± 0,4
Разветвленное 3 0,0 — 0,2 0,1 ±0,0 0,2 — 5,0 2,1 ± 1,0 0,3 — 20,0 7,1 ± 1,3
Примечания. РАФ — русла с развитыми аллювиальными формами, НрАФ — русла с неразвитыми аллювиальными формами; над чертой — пределы варьирования, под чертой — среднее ± ошибка.
[11]. Весной во время половодья небольшие заломы в русле не способны сдержать поток, и молодь уходит в крупные и захламленные заломы, расположенные на временно затопленных оголовках островов.
О значимости заломов в экосистемных процессах говорит тот факт, что ликвидация более 80% затопленных растительных остатков при мелиоративных работах приводит к сокращению плотности обитания лососевых рыб более чем в 3 раза [6, 15]. Искусственное обустройство русел древесными заломами, напротив, достоверно повышает продукцию бентосного населения и концентрацию биогенов в воде, в том числе за счет задержания в заломах влекомых вниз по течению тел (каркасов) умерших после нереста лососей [12, 17, 19]. Установлено, что средняя плотность обитания молоди лососевых рыб коррелирует, особенно в малых реках, с числом и площадью заломов.
Заломы могут оказывать и отрицательное воздействие на условия воспроизводства рыб, в первую очередь за счет заиления русловых отложений выше заломов и соответствующего снижения выживаемости икры в грунте [3]. Перераспределение стока между рукавами разветвленных русел, связанное с перекрытием одного из рукавов заломами, может приводить к обсыханию протяженных нерестилищ в отмирающих рукавах, что отмечалось для ряда рек Дальнего Востока [1, 7]. Это обусловливает необходимость всесторонне изучать эффекты от заломов при их использовании в практике эколого-инженерных работ на реках.
Заключение. Пространственное распределение заломов характеризует связь между параметрами за-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеевский Н.И., Чалов С.Р. Гидрологические функции разветвленного русла. М., 2009. 240 с.
2. Болысов С.И. Биогенное рельефообразование на суше. Т. 2. Зональность. М.: ГЕОС, 2007. 466 с.
3. Восстановление и охрана малых рек. Теория и практика. М.: Агропромиздат, 1989. 317 с.
4. Домогашев В.Н., Сергутин В.Е. Карчеход и русловой процесс // Геоморфология. 1987. № 2. С. 54—56.
5. Евсеева Н.С. Современный морфолитогенез юго-востока Западно-Сибирской равнины. Томск: Изд-во НТЛ, 2009. 484 с.
6. Есин Е.В., Чебанова В.В., Леман В.Н. Экосистема малой лососевой реки Западной Камчатки. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. 170 с.
7. Махинов А.Н., Золотухин С.Ф. Заломы в нижнем течении р. Гур и их влияние на динамику нерестилищ осенней кеты // Амур на рубеже веков. Ч. III. Хабаровск: ИВЭП ДВО РАН, 1999. С. 74-77.
8. Чалов Р.С. Русловедение: теория, география, практика. Т. 1. Русловые процессы: факторы, механизмы, формы проявления и условия формирования речных русел. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 608 с.
9. Чемеков Ю.Ф. Заломы, их образование и развитие // Изв. ВГО. 1955. Т. 27, № 2. С. 134-136.
10. Шамшин В.А., Казаков Н.В. Пойменные леса Камчатки // Тр. КФ ТИГ ДВО РАН, 2004. Вып. 5. С. 381-393.
ломов и характеристиками обследованных участков. Интегральный фактор распространения заломов — морфодинамические типы русел. Поступление обломков деревьев в реки, их перемещение и последующая остановка играют важную роль в режиме русловых переформирований. В зависимости от расположения заломов в русле выделены четыре типа их воздействия на режим русловых деформаций. При разных сценариях развития заломы могут приводить к вертикальным и горизонтальным деформациям, трансформации продольного профиля реки и в итоге определять смену морфодинамического типа русла. Прогнозирование размеров заломов имеет практическую значимость для учета русловых деформаций при проектировании различных водохозяйственных мероприятий, что связано с фактически ведущей ролью этого «второстепенного фактора» в развитии русел многих рек.
Древесные заломы играют важную роль в экосистемах рек, являясь основными местообитаниями молоди рыб на участках с быстрым течением. В предгорных районах заломы распространены преимущественно в разветвленных руслах полугорных рек, что частично определяет максимальное биоразнообразие, в частности лососей, именно на этих участках. Разработанные зависимости распространения заломов в соответствии с определенными гидролого-геоморфологическими факторами позволяют проводить пространственные оценки экологической роли заломов и в дальнейшем учитывать эту информацию при прогнозировании биоразнообразия речных экосистем.
11. Chen X., Wei X., Scherer R.., Hogan D. Effects of large woody debris on surface structure and aquatic habitat in forested streams, southern interior British Columbia, Canada // River Res. Appl. 2008. Vol. 24, N 6. P. 862-875.
12. Claeson S.M., Li J.L., Compton J.E., Bisson P.A. Response of nutrients, biofilm, and benthic insects to salmon carcass addition // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 2006. Vol. 63, N 6. P. 1230-1241.
13. Comiti F., Andreoli A., Lenzi M.A., Mao L. Spatial density and characteristics of woody debris in five mountain rivers of the Dolomites (Italian Alps) // Geomorphology. 2006. Vol. 78. P. 44-63.
14. Cunjak R.A. Winter habitat of selected stream fishes and potential impacts from land-use activity // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1996. Vol. 53, N 1. P. 267-282.
15. Elser A.A. Fish populations of a trout stream in relation to major habitat zones and channel alterations // Trans. Amer. Fish. Soc. 1968. Vol. 97, N 4. P. 389-397.
16. Gregory K.J. Vegetation and river channel process interactions // River Conservation and Management. Wiley, Chichester, 1993. P. 255-269.
17. Hrodey P.J., Kalb B.J., Sutton T.M. Macroinvertebrate community response to large-woody debris additions in small warmwater streams // Hydrobiologia. 2008. Vol. 605, N 1. P. 193-207.
18. Magilligan F.J., Nislow K.H., Fisher G.B. et al. The geomorphic function and characteristics of large woody debris in low gradient rivers, coastal Maine, USA // Geomorphology. 2008. Vol. 97. P. 467-482.
19. Milner A.M. Salmon carcass retention in recently formed stream habitat // Fundam. Appl. Limnol. Arch. Hydrobiol. 2008. Vol. 170, N 4. P. 281-289.
20. Montgomery D.R., Collins B.D., Buffington K.M., Abbe T.B. Geomorphic effect of wood in rivers // The ecology
and management of wood in world rivers. Symposium. 2003, Vol. 37. P. 21-47.
21. O'Connor M.D., Ziemer R.R. Coarse woody debris in a second-growth Sequoia sempervirens forest stream // USDA Forest Service Gen. Tech. Rep. 1989. N 110. P. 165-171.
22. Wallerstein N.P., Thorne C.R. Influence of large woody debris on morphological evolution of incised, sand-bed channels // Geomorphology. 2004. Vol. 57. P. 53-73.
Поступила в редакцию 20.01.2010
S.R. Chalov, A.S. Yermakova, E.V. Yesin
LOGJAMS ON RIVERS, THEIR CHANNEL-FORMING AND ENVIRONMENTAL ROLE
Formation of logjams and their channel-forming role are described basing on published data about forest rivers of Russia, Europe and North America as well as the results of investigation of more than 50 rivers of the Kamchatka Peninsula. Spatial patterns of logjams distribution are revealed. The largest and the most frequent logjams are typical for the rivers of submountain regions. Logjam formation is governed by channel gradient and river size, as well as the intensity of log input to them. Characteristics of logjams for unexplored rivers could be predicted on the basis of a multiple regression model using the parameters of channel and floodplain as predictors. Within the river continuum logjams are most typical for semi-mountain and mountain rivers with well-developed alluvial forms. By blocking the rivers logjams become an active factor of restructuring this type of channels. Changes in flow hydraulics and channel morphology predetermine the influence of logjams on the structure of aquatic biotopes.
Key words: logjams, channel processes, water ecology.
