CC BY
57
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОХРАНЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ НА ОСНОВНЫХ ВОДНО-БОЛОТНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ НИЖНЕЙ ВОЛГИ В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ
BIOLOGICAL VARIETY PRESERVATION ON BASIC WATER - MARSHLANDS OF NISHNYAYA VOLGA IN MAN - CAUSED LOADING CONDITIONS
В.Ф. Лобойко, директор Регионального Фонда «Аграрный университетский комплекс», Заслуженный эколог РФ, заведующий кафедрой «Комплексное использование водных ресурсов и экологии», профессор
П.И. Кузнецов, кандидат технических наук, заместитель директора по научной работе
ГНУ ВНИИОЗ Россельхозакадемия
V.F. Lobojko, P.I. Kuznetsov
В данной статье рассматриваются процессы трансформации биоразнообразия водно-болотных угодий Нижней Волги в условиях регулируемого паводка р. Волги и хозяйственной деятельности человека. Приводится оценка использования земельных и водных ресурсов, его согласование с природоохранными мероприятиями.
Water - marshlands of Nizhnyaya Volga in regulated Volga river flood conditions biological variety and people s economical activity transformation processes are examined in this article. Land and water resources use, their coordination with environmental arrangements estimation is given here.
Ключевые слова: Волго-Ахтубинская пойма, биоразнообразие, гидрограф
весеннего паводка, водно-болотные угодья, экология.
Key words: Volgo-Ahtubinsk flood- lands, biological variety, spring flood hydrograph, water - marshlands, ecology.
Современная тенденция использования природных ресурсов зачастую сопровождается негативными последствиями, что диктует необходимость научного обоснования допустимых пределов воздействия на природно-территориальные комплексы в целом и их агрокомпоненты, а также стратегии эксплуатации земельных и водных ресурсов в природоохранном аспекте.
Волго-Ахтубинская пойма представляет собой уникальный природный комплекс с богатой флорой и фауной. На её территории отмечено более 860 видов растений, около 50 видов рыб, 3 вида земноводных, 10 видов пресмыкающихся, 33 вида млекопитающих, 242 вида птиц, более 1500 видов насекомых и других беспозвоночных, фауна которых остаётся недостаточно изученной.
В то же время Волго-Ахтубинская пойма характеризуется высоким уровнем насыщения сельскохозяйственными и промышленными предприятиями, что, безусловно, приводит к обострению экологической обстановки. Для снижения экологической напряжённости необходим научно-обоснованный подход к природопользованию.
Рисунок 1 - Проектируемая территория Волга-Ахтубинской поймы
Протяженность ВАЛ от плотины Волжской ГЭС до дельты реки Волги составляет 360 км. Ширина прибрежной долины между Волгой и Ахтубой на отдельных участках колеблется от 12-15 до 35 км. Общая площадь ее составляет 791,5 тыс. га, из которых 194 тыс. га территориально относится к Волгоградской области, 590,3 тыс. га - к Астраханской и 7,2 тыс. га - к республике Калмыкия. Перед г. Астраханью Волго-Ахтубинская пойма плавно переходит в другое крупнейшее приречное образование -дельту р. Волги площадью 663 тыс. га (рис. 1).
Пойма и дельта Волги представляют единую экосистему, которая является последним, практически единственным участком долины Волги сохранившим естественное строение (рис. 2).
Рисунок 2 - Космическая съемка проектируемой территории Волга-Ахтубинской поймы Природоохранная значимость Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги обусловлена, прежде всего, их климаторегулирующей и средообразующей ролью, высоким биологическим и ландшафтным разнообразием, наличием большого числа разнообразных водоемов и других ценных природных комплексов, отвечающих критериям ключевых орнитологических территорий международного значения (по Рамсарской конвенции), многие из которых не только оказывают существенное влияние на общую экологическую ситуацию, но и имеют высокие продукционные характеристики. По совокупности показателей экологические системы поймы отнесены к первой категории международной значимости.
Современная экологическая ситуация на территории Нижней Волги неоднозначна в разных регионах и максимальная напряженность экологических проблем наблюдается в нижней части Волго-Ахтубинс-кой поймы и в дельте Волги, что заставляет с особым вниманием отнестись к рассмотрению природно-ландшафтной структуры территории региона и к оценке ее природного потенциала. На значительных площадях природные ландшафты еще сохраняют свои естественные свойства, обеспечивая тем самым возможность проведения природоохранных мероприятий и организацию охраняемых территорий в достаточно широких масштабах.
За многие годы отраслевого хозяйствования, частично теряя средоформирующие функции, пойма приобрела большой набор ресурсохозяйственных - энергетические, транспортные, рыбохозяйственные, агропромышленные и др. Хозяйственные процессы на территории Волго-Ахтубинской поймы имеют противоречивые последствия. При нарушении экосистемы процесс деградации, в первую очередь, охватывает наиболее
ранимые объекты: водно-болотные угодья, луга, дубравы, почву, снижают в целом разнообразие флоры и фауны.
Главным средообразующим фактором Волго-Ахтубинской поймы является гидрологический режим прохождения паводковых вод Волги, которая представляет собой типичную равнинную реку, преимущественно формирующую сток при таянии снега (на 60 %), подземных вод (30 %) и дождевых осадков (110 %). Средний годовой сток ее в естественных условиях за 77-летний период наблюдений составлял 236,5 км3 (рис. 3).
----Объём до зарегулиоования. м3 -------Объём после зарегтаиоования. м3
Период наблюдений, годы Средний за год
Расход м3/с Модуль стока, л/с км2 Слой стока, мм Объем стока, 3 км
1879-1957 8351 6,14 194 26,5
1902-1957 8159 6,00 189 257,5
1962-2005 7885 5,80 182 245,8
1879-2005 8170 6,00 186 257,8
Рисунок 3 - Среднемноголетние гидрологические показатели р. Волги в створе Волжской ГЭС После строительства на Волге и Каме каскада водохранилищ сток уменьшился до 245,8 км . Максимальные среднесуточные расходы весеннего паводка изменялись в пределах от 18,1 тыс. до 53 тыс. м3/с.
Но регулируемый паводок реки не всегда создавал благоприятные условия при
затоплении поймы. Так, в паводок 1926 г. в начале июня расход воды через Волгоградский водомерный пост превысил 50 тыс. м3/с. В результате в пойме сложилась сложнейшая социальная, экологическая и экономическая ситуация. В маловодные годы ВАЛ затоплялась частично (не более 10-15 % площади), а в меженный период даже нарушались условия судоходства.
Весеннее половодье 2006 г. (рис. 4) характеризуется самыми низкими за 126-летний период наблюдений расходами паводка.
Анализ данных гидрометрических изменений показал, что по объему годового стока р. Волги (207,9 км3) 2006 г. можно отнести к 78 % обеспеченности. В многолетнем же ряду наблюдений самым маловодным считается 1975 г. (99 % обеспеченности). Однако гидрограф весеннего паводка 1975 г. (рис. 4) был выдержан в соответствии с научно обоснованными рекомендациями по управлению стоком реки, что позволило избежать экологического кризиса. Основной причиной катастрофической ситуации, сложившейся в ВАЛ в 2006 г., является нерациональное использование объемов воды в водохранилищах Волжско-Камского каскада в 2005-2006 гг. График весеннего попуска воды через гидроузел Волжской ГЭС в 2006 г. имел серьезные отклонения от рекомендованных параметров по расходу, продолжительности плотинного сброса, темпам изменения расходов воды на подъеме и спаде паводка. При прохождении через водомерный пост г. Волгограда расхода воды 28 тыс. м3/с с отметкой на водомерном посту 8,2 м затапливается вся Волго-Ахтубинская пойма, в том числе и повышенные участки. Стабильное поддержание такого расхода в течение 8-12 суток не сопровождается нанесением проживающему в Волго-Ахтубинской пойме населению и рыбному хозяйству какого-либо ущерба и обеспечивает промывку засоленных почв.
Паводковой водой промываются и заполняются все ерики, озера, протоки в пойме, а почва под сенокосными лугами, дубравами и другими лесными массивами получает достаточную влагозарядку. При этом в пойме и дельте образуется обширная акватория, которая является прекрасным местом нереста и нагула рыбы. Такой гидрологический режим паводка обеспечивает бесперебойное пополнение ресурсов ихтиофауны и поддерживает на достаточно высоком уровне биоразнообразие компонентов экосистемы поймы.
Календарные сроки Продолжительность периода весеннего половодья, сут.
начала половодья конца половодья максимально го уровня общая кривой подъема воды кривой спад воды
Естественные условия (1930-1955)
27.04 13.04 до 12.05 19.07 29.06-14.08 08.06 22.05-10.07 84 62-110 42 42
Регулируемые условия (1960-2005)
29.04 12.04-25.05 25.06 24.05-30.07 26.05 05.05-21.06 58 19-103 27 31
Средние изменения продолжительности половодья, сут.
+2 -24 -13 -26 -15 -11
8.04.06 13.06.06 05.0506 47 8 39
30 ООО
25 ООО
5 ООО
Гидрограф весеннего паводка через Волгоградский гидроузел, м^/с
Рисунок 4 - Гидрологическая сеть Астраханской области и прохождение весеннего паводка р. Волги в створе Волжской ГЭС
Общеизвестно, что любое изменение среды (вещества, энергии, информации) неизбежно приводит к развитию природных цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации техногенного вмешательства или формирования новых природных и антропогенизированных природно-территориальных комплексов.
Между Астраханью и Волгоградом проложен достаточно мощный транспортный поток, включающий железнодорожную магистраль (424 км), две автомобильные дороги с твердым покрытием (441 и 445 км) и водную магистраль (553 км) (рис. 5).
Насыпи железных и шоссейных дорог пересекают пойму Волги в 6 местах, для пропуска паводковых вод в теле насыпей созданы мостовые переходы. Тем не менее, техногенные дамбы оказывают существенное негативное влияние на режим поверхностных и подземных вод, способствуют образованию застойных зон, в которых наблюдается подтопление и заболачивание пойменных лугов и лесов. На стесненных участках при выходе паводковых вод на пойму вместо прямоструйного спокойного движения воды образуются скоростные завихрения, способствующие уничтожению почвенного покрова, «размыванию» почвы паводковыми водами. При этом гумус и глинистые частицы сносятся в понижения рельефа, заиливаются и заболачиваются ерики, протоки - естественные пути водной миграции.
Техногенные формы рельефа, связанные с деятельностью человека (песчаные карьеры, плотины и дамбы рыбоводных прудов, насыпи дорог), имеются по всей пойме и дельте Волги. Рыбоводные пруды в пойме и дельте Волги создаются на месте понижений рельефа (ерики, болота), но нередко занимают место настоящих мезофильных лугов или орошаемых плантаций.
После строительства вододелителя западная часть поймы Волги утратила одну из основных своих функций - резервного вместилища для речных вод, переполняющих русло реки в период весеннего половодья. Но отсутствие полноценных паводков из-за попусков плотины ГЭС привело к утрате еще одной важнейшей функции поймы и дельты Волги - исчезают места, благоприятные для нереста ценных пород рыбы.
При создании рыбоводных прудов и рисовых чеков выполнено обвалование значительных площадей, эти территории практически изъяты из поймы и дельты Волги, так как здесь не происходят характерные для поймы процессы: периодическое затопление супер-аквальных ландшафтов; чередование окислительно-восстановительных процессов; засоление почвенных горизонтов в летнюю межень и рассоление их при весеннем
половодье. Как правило, дамбы прудов фильтрующие (сложены песками и суглинками), вследствие чего прилегающие к прудам ландшафты обычно испытывают подтопление. В настоящее время пруды все реже используются по назначению, и обычно заселяются сообществами луго-болотных растений.
ВоЛГОфе
область
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ОЦЕММ тсрриторми и рекомендуемые чвПРАЛЯемий их развития
М 1:300000
Рисунок 5 - Комплексная оценка территории Волгоградской области
В дельте проложено множество дорог без мостовых переходов, сооружено большое количество дамб не инженерного типа, которые должны защищать населенные пункты или сельскохозяйственные угодья от затопления в паводок. Но эти дороги и насыпи перекрыли пути миграции ценных пород рыбы к естественным нерестилищам, изменили характер формирования дельтовых ландшафтов и ухудшили условия существования многих видов растительного и животного мира.
Интенсивное хозяйственное использование уникальной экосистемы поймы и дельты Нижней Волги привело к резкому сокращению площади высокопродуктивных мезофильных разнотрвно-злаковых лугов. Уничтожению настоящих лугов способствовала их распашка, непродуманное отведение территорий, занятых лугами, под огороды и рыбоводные пруды.
Земельные и водные ресурсы, плодородные почвы, высокая теплообеспеченность (I >10°С до 3700°С) и продолжительный теплый период (150-170 дней) определяют
особенности сельскохозяйственного освоения региона (рис. 6).
Низкое естественное увлажнение и высокая испаряемость не позволяют полностью реализовать потенциал выращиваемых культур без орошения.
Внедрение мелиорации на обширные пойменные земли, на которую в свое время были затрачены огромные средства, желаемого эффекта не принесли, поскольку не учитывались экологические условия. Биоразнообразию поймы был нанесен значительный ущерб. В настоящее время большинство существующих систем мелиорации требуют капитальных вложений, так как нерациональное использование водных ресурсов, отсутствие дренажной сети привело к выходу из оборота орошаемых земель, площадь которых составляла 6,1 % всей пашни (352 тыс.). Следует обратить внимание, что резервы увеличения площади пашни в пойме практически отсутствуют, поэтому особо остро стоит вопрос о более эффективном и рациональном использовании имеющихся орошаемых земель.
К экологической дестабилизации природно-территориальных комплексов низовий Волги и, в частности, агроэкосистем привело формальное решение вопросов поддержания и охраны устойчивости пойменных ландшафтов. Это - непоследовательный, некомплексный подход к интенсификации сельского хозяйства; несовершенная технология возделывания сельскохозяйственных культур (нарушение ротации культур на полях, монокультура); низкий технический уровень мелиоративных систем (в первую очередь оросительных, что обусловило создание неблагоприятных гидрогеологических условий с засолением и подтоплением земель), нерегламентированное применение средств химической защиты растений, минеральных удобрений, «кочующее» земледелие и др.
Рисунок 6 - Природно-ресурсный потенциал Астраханской области Большинство требующих охраны видов растений являются представителями водной, околоводной и болотной растительности. Наиболее уязвимыми являются виды эндемичные, реликтовые, в большинстве обладающие стенотопностью и малочисленными популяциями, в силу своей низкой конкурентоспособности. Высокая видовая насыщенность флоры нижневолжской поймы, богатство ее эндемами, реликтами, хозяйственно ценными видами требуют повышенного внимания к вопросам ее охраны.
Прекращение регулярных затоплений западной части нижневолжской поймы во время половодий приводит не только к ее засолению и остепнению, но и к обмелению и зарастанию проток и ериков, устьевых участков в протоках Волги. Протоки и ерики теряют функцию своеобразных «сбросных» каналов, по которым уходят из поймы паводковые воды.
Во время половодий вода в озерах и болотах ильменно-бугрового района в юго-западной части дельты разбавлялась и «освежалась» речной водой. При отсутствии высоких паводков озера подпитываются только талыми и ливневыми водами, а водообмен с рекой осуществляется через подземные воды. Солевой состав вод пойменных озер в
естественных условиях, в основном, гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-натриевый. Но в непроточном режиме, без непосредственного водообмена с рекой, в озерах быстро повышается минерализация и жесткость воды. Пойменные озера в настоящее время характеризуются высоким содержанием органических веществ, фосфатов, нитратов, и поэтому характеризуются большой биологической продуктивностью. Но при разрыве связи с рекой быстро увеличивается минерализация воды и ильменные озера превращаются в малопродуктивные соленые водоемы, с исчезновением гликофильных видов растений. Вызывает обоснованную тревогу состояние лугов поймы и дельты.
Процессы и формы деградации луговой растительности центральной части поймы выявлены учеными ВНИИОЗа и ПНИАЗА при ведении мониторинга лугов различных экологических уровней с 1992 г. в Черноярском районе Астраханской области.
Результаты этих исследований свидетельствуют о коренных изменениях в составе и структуре наиболее хозяйственно-ценных травостоев на среднепойменных участках лугов. Уже в 2002 г. визуально невозможно было выделить вертикальные ярусы луга с монодоминантными и бидоминантными травостоями (кострец, вика + кострец, кострец + пырей), которые четко прослеживались до 1997 г. Чистые заросли костреца в составе травостоя луга исчезли, а содержание его по массе в формировавшихся кострецоворазнотравных сообществах продолжает снижаться (табл. 1).
Таблица 1 - Распределение частоты относительных покрытий отдельных пар видов в кострецовых сообществах
Виды Процент покрытия первого вида от суммы покрытий обоих видов, %
0-19 20-39 40-59 60-79 80- 100
2000 г.
Кострец безостый - ситняг болотный 3 6 15 21 10
Кострец безостый -подмаренник цепкий 0 4 13 16 11
Кострец безостый - осока черноколосая 7 3 14 4 28
2002 г.
Кострец безостый - ситняг болотный 2 5 14 20 6
Кострец безостый -подмаренник цепкий 0 2 10 14 12
Кострец безостый - осока черноколосая 6 2 11 4 21
Отмечены разрушения целостности на только локализованных популяций мезофильных костреца безостого и вики мышиной, но и некоторых мезогидрофильных видов. В частности, началась деградация плотных зарослей осоки стройной, что выразилось снижением высоты растений, проективного покрытия (со 100 до 40-50 %) и внедрением в травостой ситняга тучного и сусака зонтичного. Урожайность снизилась по сравнению с 1997 г. на 60 %. Резко снизилась урожайность травостоев по всем
гипсометрическим ярусам катены (табл. 2).
Таблица 2 - Динамика урожайности трав на сенокосах луга Ашмарин (в пересчете на т/га сухой надземной массы)
№ Годы
ДП 1992 1997 2000 2002 2005 2007
ДП-1 1,51 1,23 0,6 0,7 0,6 0,5
ДП-2 3,60 3,08 1,64 1,50 1,50 1,46
дп-з 3,10 2,80 1,80 2,05 1,85 1,50
ДП-4 3,00 4,12 3,10 3,25 3,10 2,09
ДП-5 2,83 3,78 1,60 1,30 1,30 1,20
ДП - постоянные динамические площадки по вертикальному профилю луга.
Непоследовательный, не комплексный подход к интенсификации сельского хозяйства проявляется в несовершенной технологии возделывания сельскохозяйственных культур, низком техническом уровне мелиоративных систем (в первую очередь оросительных, что обусловило создание неблагоприятных гидрогеологических условий с засолением и подтоплением земель); моральном и физическом старении мелиоративных систем и их объектов, а также в неблагоприятной социальной обстановке на селе, сложившейся в последние десятилетия.
Совокупность негативных факторов воздействия на используемые земли вызывает целую цепь процессов, ограничивающих жизненность аборигенных видов растений и животных, снижающих биоразнообразие растительного и животного мира поймы.
Территориальное планирование Нижней Волги должно учитывать как хозяйственную целесообразность использования природных ресурсов, так и природоохранную составляющую нормирования техногенной нагрузки (рис. 7).
На всех лугах Волго-Ахтубинской поймы и дельты не практикуются лугомелиоративные работы, направленные на восстановление и повышение продуктивности сенокосов и пастбищ. Подкормки минеральными удобрениями не проводятся. Почвы истощаются, ценные виды трав, среди которых редкие и исчезающие виды, вытесняются из травостоев неприхотливыми видами трав.
Рисунок 7 - Схема территориального планирования Астраханской области
Совокупность отраженных в докладе факторов приводит к нарушению средообразующих функций основных структурных элементов Волго-Ахтубинской поймы, снижению ее экологической устойчивости. Региональная нормативно-правовая база, позволяющая регулировать все возрастающий антропогенный прессинг, практически не разработана. В хозяйственный оборот вовлекаются наиболее ценные участки урочищ с местообитаниями популяций ценных видов растений.
Для сохранения целостности природно-территориальных комплексов Волго-Ахтубинской поймы и дельты, восстановления и повышения биопродуктивности водноболотных угодий при их биоразнообразии необходимы дальнейшие комплексные исследования, которые позволят рационально сочетать хозяйственные и природоохранные мероприятия.
E-mail: [email protected]
