CC BY
56
УДК 574.2;
ББК 28.080.3
Кудинов К.А.
ЗАСУХА В ЖИГУЛЯХ. КРАТКИЙ ОБЗОР РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ЗА 2010 Г.
Kudinov K.A.
DROUGHT IN ZHIGULI. BRIEF REVIEW OF 2010 ECOLOGICAL MONITORING
Ключевые слова: биосферный резерват, заповедник, экологический мониторинг, засуха, влияние на растительность и животных.
Keywords: biospheric reservation, reserve, ecological monitoring, drought, effect on vegetations and animals
Аннотация
Проанализированы особенности погодных условий 2010 года по данным наблюдений на метеорологических стационарах Жигулевского заповедника: посту в с. Бахилова Поляна и станции в с. Сосновый Солонец. Признается, что засуха 2010 г. - это вторая экологическая природная катастрофа в данном регионе за последние полвека (первая - катастрофические морозы зимы 1978/1979 гг.). Охарактеризованы аномалии в развитии растительности и некоторых животных. Отмечено, что засуха вызвала катастрофическое отмирание березняков высокого возраста, сильное повреждение маньчжурского ореха и черной смородины при умеренном или слабом повреждении других древесных и кустарниковых пород. Засуха вызвала временное снижение видового разнообразия луговой растительности, уменьшение продуктивности травянистых сообществ и очень сильное снижение урожая сельскохозяйственных культур. У большей части популяций животных катастрофического вреда от засухи не было установлено. Отмечено увеличение численности рукокрылых и вспышки численности некоторых насекомых.
Abstract
It was done the analysis of 2010 weather features by observations on meteorological stations Bakhilova Polana and Sosnovi Solonez. It was considered drought 2010 is the second natural ecological catastrophe of the region during the last half of century (the first was the extremely frost of winter 1978/1979). Anomalies in elaboration of vegetation and some of animals were defined. The catastrophically dying of the old birch woods, heavy damages of Juglans mandshurica (Manchurian nut) and Ribes nigra and small damages of the other species of trees and buches had been noted. The drought caused temporary reduction of specific difference and productivity of herbaceous vegetation and heavy reduction in harvest of agricultural plants. The reductions of the greater part of population of animals were noted not. It had noted the increase of quantity of Chyroptera and any insects.
Среди задач организации Средне-Волжского биосферного резервата, как и всех биосферных резерватов, важное место занимает проведение экологического мониторинга. Эта многосторонняя работа включает систематическое наблюдение и регистрацию явлений, происходящих в природе под влиянием естественных и антропогенных причин. В выполнении этой компоненты экологического мониторинга в Средне-Волжском биосферном резервате ведущая роль принадлежит Жигулевскому заповеднику, территория которого вкупе с заповедной зоной национального парка Самарская Лука составляет заповедное ядро данного биосферного резервата.
Прошедший 2010 год отличался исключительными метеорологическими условиями, некоторые из которых можно назвать катастрофическими. Подобного рода
«экологические катастрофы» случаются довольно редко. За последние 40-50 лет в Среднем Поволжье только две метеорологические аномалии можно назвать катастрофическими - это необычайные морозы зимы 1978/1979 гг. и засуха 2010 г.
Настоящее сообщение имеет целью дать краткий обзор метеорологических условий этого аномального года и выявленной реакции на них различных компонентов природного комплекса. Метеорологические показатели приводятся по данным наблюдений в двух пунктах: посту в с. Бахилова Поляна и станции в с. Сосновый Солонец. Оба этих стационара в настоящее время находятся в ведении ФГУ «Жигулевский заповедник». Пост, расположен в долине р. Волги, регулярные наблюдения на нем ведутся с сентября
1973 года. Метеостанция - на плато Самарской Луки, с отдельными перерывами наблюдения ведутся на ней с 1927 года, а непрерывный ряд данных начался с 1942 года. В 70-х годах прошедшего века в заповеднике была организована система «научных стационаров» - объектов долгосрочных регулярных наблюдений за природными процессами. Кроме вышеупомянутых метеорологических площадок, она включает в себя постоянные лесные пробные площади, маршруты фенологических наблюдений за растительностью, контрольные места и пробные площади по учету состояния популяций редких растений, маршруты по учету лесопатологического состояния лесных пород, маршруты количественных учетов птиц, маршруты по учету крупных млекопитающих по белой тропе, линии по учету мелких млекопитающих и другие. Регулярные работы по экологическому мониторингу проводятся сотрудниками научного отдела, в проведении разовых наблюдений принимают также участие инспекторы отдела охраны.
Зиме рассматриваемого года предшествовала теплая и сухая осень. Средняя температура воздуха осенью 2009 г. составила в долине Волги 7,3°, что всего лишь на 0,2° меньше максимального значения средней осенней температуры, которое было отмечено в 2008 году. На плато Самарской Луки осенью 2009 г. было еще теплее, средняя температура воздуха за осенние месяцы 2009 года здесь составила 7,4° . За 78 лет наблюдений еще более теплая осенняя погода была зафиксирована только 2 раза: в 1974 (7,7°) и 1938 (7,5°) годах. В долине Волги осенние месяцы характеризовались еще и значительным дефицитом осадков: за три осенних месяца здесь выпало всего 71,5 мм осадков, что составляет менее половины (46,2%) нормы (154,6 мм). За 37 лет наблюдений только дважды за осенние месяцы выпадало еще меньше осадков: 46,4 мм в 1974 и 65,8 - в 2005 году. На плато такого дефицита осадков не наблюдалось: здесь выпало 132 мм, что составляло около 80% от нормы (163,6).
Зимние морозы начались в ноябре. Скользящая средняя декадная температура перешла устойчиво нулевой рубеж 23 ноября. В ноябре начал образовываться снежный покров, но высота его была ничтожной, только 23 декабря прошел первый значительный снегопад и сформировался снежный покров высотою более 15 см . До этого срока скользящая средняя декадная температура успела опуститься до -5° (1 декабря), а к 27 декабря и до -10°. Хотя морозы в начале зимы отчетного года не были жестокими, однако, при общем недостатке увлажнения верхние горизонты почвенного профиля промерзли. Второй месяц зимы был довольно холодным. Средняя январская температура воздуха в долине Волги составила -16,6°. За 37 лет наблюдений более холодным был только январь 1987 года, когда средняя месячная температура воздуха составляла -17,2°. На плато Самарской Луки в январе отчетного года было теплее. Здесь средняя январская температура воздуха оказалась равной -15,2°. Осадков в течение зимы в долине Волги выпало 102 мм (около 80% нормы), а на плато Самарской Луки - 166 мм, то есть 126,9% нормы. Скользящая средняя декадная температура зимою отчетного года опустилась ниже порогового значения -20°. Такой феномен за 37 лет наблюдений отмечался всего 12 раз, то есть в среднем раз в 3 года.
Самой холодной была декада с 16 по 25 января, за которую средняя температура воздуха составила -22,9°. Минимум температурного цикла (середина зимы) отмечен 23 января. Средняя суточная температура воздуха на эту дату составила -29,7°. Абсолютный
минимум температуры воздуха за холодный период года составил в долине Волги -34,0°, а на плато - -29,5°. В целом зиму отчетного года можно характеризовать как умеренно холодную и довольно малоснежную с достаточно длительным периодом без оттепелей.
Весной отчетного года погодные условия были довольно обычными. Только в апреле было необычно сухо. За месяц в долине Волги выпало всего 10,7 мм осадков (около
30% нормы), а на плато - 12,3 мм (около 33% нормы). Вторая погодная аномалия весною отчетного года проявилась в первой декаде мая. В эту декаду средняя температура в долине Волги составила 18,5°, и за 37 лет наблюдения она была еще выше только в 1996 г., когда достигла 19,6°. На плато Самарской Луки средняя температура воздуха была еще выше (19,8°). При этом в первой декаде мая и в долине Волги, и на плато осадки не выпадали. Поскольку снежный покров на открытых местах разрушился уже к 16 апреля, дефицит апрельских осадков и их отсутствие в первой декаде мая обусловили начало пожароопасного периода. Однако в дальнейшем в мае все-таки дожди перепадали, и особой напряженности погодных условий до начала лета не наблюдалось.
С наступлением лета температура воздуха с незначительными колебаниями продолжала повышаться, и 9 июня произошел быстрый переход скользящей средней декадной температуры через 20-градусное пороговое значение. Следующего порогового значения (25°) скользящая средняя декадная температура за предшествующие 36 лет наблюдения достигала только 4 раза: в 1984, 1991, 1998 и 2000 годах. Однако тогда выше этого порогового значения она сохранялась не более 13 дней. В отчетном же году длительность устойчивого сохранения скользящей средней декадной температуры выше 25° составила 24 дня. И уже этот факт свидетельствует об экстремальной температурной аномалии отчетного года. Необычайная жара сопровождалась почти полным отсутствием осадков. Засуха свирепствовала и в долине Волги, и на плато (как впрочем, и во всей центральной европейской части России). В заповеднике она продолжалась до 23 августа. При практически полном отсутствии осадков в долине Волги за 61 день периода засухи средняя температура составила 25,7° , средняя максимальная 33,8° На плато засуха продолжалась еще дольше, правда осадков тут выпало чуть-чуть больше, а средняя температура была чуть-чуть ниже (25,6° за 78 дней засухи при среднем максимальном значении 31,7°С). Однако абсолютный максимум температуры воздуха, отмеченный 2 августа, в долине Волги (40,7) оказался ниже, чем на плато (41,3°).
Жесточайший дефицит вертикальных осадков сопровождался и полным отсутствием горизонтальных. В долине Волги с мая по август было отмечено только 2 дня с росой (17 мая и 31 августа). На плато горизонтальные осадки выпадали чаще. Здесь в мае было отмечено 9 дней с росой, в июне - 5 (1, 3, 4, 8 и 9 числа), ни разу роса не отмечалась в июле и только один раз - в августе (28 числа).
Экстремально высокими значениями средней температуры за весь 37-летний период наблюдений на посту в долине Волги отличались следующие календарные периоды 2010 года: третья декада июня, все три декады июля, первая и вторая декады августа, месяцы: июль и август, и в целом лето и вегетационный период. Эти экстремально жаркие периоды характеризовались и минимальными суммами осадков. Поскольку отсутствие осадков за отдельные декады явление довольно обычное, укажем лишь более длительные периоды с минимальными суммами осадков.
Минимальными суммами осадков за 37 лет наблюдений на метеорологическом посту Бахилова Поляна отмечались следующие календарные периоды 2010 года: июль (полное отсутствие), лето (40,1 мм, 22% нормы) и вегетационный период (114,1 мм, 43,5% нормы). В июне и августе отчетного года сумма осадков не была минимальной за все годы наблюдений. В июне выпало 9,3 мм (15,3% нормы), а в августе - 30,8 (57,8%).
На плато в 2010 году в июне осадков выпало 2,6 мм, (4,9% нормы), в июле 0,0 мм. Эти суммы оказались минимальными значениями за 82 года наблюдений. На плато сумма осадков за лето 2010 года составила 28,1 мм (17,8% нормы), что оказалось абсолютным
минимумом за 81 год наблюдений. За вегетационный период здесь выпало осадков 101,8 мм (41,2% нормы). Однако это не оказалось абсолютным минимумом суммы осадков за вегетационный период. За 81 год наблюдений дважды за вегетационный период осадков выпадало еще меньше: (77 мм в 1972 и 95 мм в 1998 гг.).
Летнюю жару в 2010 году сменила теплая осенняя погода. В многолетних рядах особенно высокой средней температурой отличалась 2 декада ноября и весь ноябрь отчетного года. Средняя температура воздуха в ноябре 2010 в долине Волги составила 3,0°. За 37 лет наблюдений только однажды было теплее: 3,2° в ноябре 2008 года. На плато средняя температура воздуха в ноябре 2010 оказалась несколько ниже (2,0°), но и это значение уступало в многолетнем ряду только одному (за ноябрь 2008 г.), когда температура была на 0,3° выше. При этом нужно учитывать, что многолетний ряд значений ноябрьской температуры на плато был вдвое длиннее (80 лет), чем в долине Волги.
В целом осень отчетного года характеризовалась повышенной, но не экстремально высокой температурой. И в долине Волги, и на плато Самарской Луки средняя температура воздуха оказалась равной 6,9°. В долине Волги еще теплее было в осенние дни 1995 (7,0),
1974 (7,2), 2009 (7,3) и 2008 (7,5) годов, и такая же средняя осенняя температура была отмечена в 1991 году. При этом характерно, что в отличие от перечисленных теплых осенних периодов, в которые выпадало пониженное количество осадков (от 46,9 мм в 1974 до 152,0 мм в 2008 г.) осенью отчетного осадков выпало больше - 177,7 мм, (на 14% больше нормы). Аналогичные особенности осенней погоды отмечались и на плато. Здесь средняя температура воздуха за осенние месяцы 2010 также уступала в 80 летнем ряду только пяти значениям: 2005 (7,2), 2008 (7,3), 2009 (7,4) 1938 (7,5 ) и 1974 (7,7) годов. При этом осенью
2010 г. на плато осадков выпало 237,9 мм (на 44,4% больше нормы), в то время как за перечисленные выше более теплые осенние периоды сумма осадков была значительно ниже нормы (от 68 в 1974 до 152 мм в 2008 г.). Таким образом, можно констатировать, что осень отчетного года характеризовалась повышенной температурой и повышенной суммой осадков.
В целом метеорологические условия 2010 года характеризовались умеренно холодной и довольно малоснежной зимой, умеренно теплой и довольно сухой весной, экстремально жарким и засушливым летом, на смену которому пришла теплая, но богатая осадками осень. Главной особенностью метеорологических условий отчетного года была жестокая засуха, наложившая свой отпечаток на жизнь растений и животных в природном комплексе заповедника.
В развитии древесно-кустарниковой растительности обращает на себя внимание необычайно ранее (в июле) начало появления осенней окраски крон и начало листопада березы, липы, осины, вяза и лещины. При этом в результате определения массы опадающего вещества, проводившегося на трех пробных площадях, было установлено, что в нем доля массы опадавших листьев и хвои была пониженной, а массы опавших веток и коры - повышенной.
В 2010 году отмечено довольно успешное пыление («цветение») и осеменение сосны (баллы 4 и 4 соответственно). При этом количество опавших пыльников составило в подконтрольных борах 71,7 кг/га в горном и 31,8 - в сложном, количество опавших семян, соответственно, 417 и 253 тыс.шт./га . Естественно, что ни пыление, ни плодоношение сосны не могло быть обусловлено засухой. Ее влияние проявилось позднее: к осени стало заметным значительное увеличение доли сосен с пожелтевшей кроной,
свидетельствующее об усилении процесса естественного отмирания сосны.
Необычно высоким было в 2010 году цветение березы. В трех подконтрольных насаждениях в 2010 г. опало 71,8, 31,8 и 48,1 кг/га отцветших сережек березы при средних за все годы количествах 15,4, 11,7 и 13,3 соответственно. При этом в горном бору и осиннике количество опавших цветов березы было максимальным за все годы наблюдений, а в сложном бору (второе насаждение) оно не превосходило только
количества, опавшие в 1992 и 2006 годах. Конечно, интенсивное цветение березы не могло быть следствием засухи, но возможно, что оно понизило устойчивость березы к последовавшей жаре и дефициту осадков. Важно отметить, что интенсивная преждевременная дефолиация крон березы наблюдалась у деревьев высокого возраста, в то время как березовые молодняки продолжали радовать глаз ярко зеленой густою листвой. В последующем березы с преждевременно опавшей листвой не оправились, и в
2011 году листья на них не распустились, деревья стали сухостойными, и началось их выпадение. Поскольку мертвая березовая древесина в коре быстро «задыхается» и теряет прочность, следует ожидать чрезвычайно интенсивного разрушения спелых, перестойных и приспевающих березняков с образованием большого количества валежника.
У других древесных и кустарниковых пород с необычно ранним началом листопада столь болезненной реакции на условия 2010 года не отмечалось. Обильным цветением и плодоношением проявили себя в 2010 году ильм, дуб, вяз, клен и осина. Цветение и плодоношение липы, лещины, жимолости в 2010 году были слабыми. Очень плохим был урожай плодов яблони лесной, калины и терновника. Кроме березы отмечено усиленное отмирание старых деревьев ореха маньчжурского и кустов смородины черной.
Резко сказалось влияние засухи на развитии травянистой растительности. Так, хорошее цветение земляники зеленой не сменилось ее успешным плодоношением: большая часть плодов очень быстро засохла. Особенно сильно влияние засухи проявилось на развитии луговой и степной растительности, которая в большинстве мест очень рано (в начале июля) начала усыхать, ее масса и видовое разнообразие сокращались. На постоянном профиле по наблюдению за луговой растительностью с 1986 по 2008 год было зафиксировано 136 видов растений. Из них при учете в 2010 году здесь не было обнаружено 82 вида. Биомасса травостоя в 2010 году оказалась минимальной за все годы наблюдений, она составила 35,5 г/м2, что почти втрое меньше среднего значения за годы наблюдений (108,9).
Отмечена сильная деградация популяций некоторых растений, в том числе и редких. Особенно сильно пострадала популяция шаровницы крапчатой, вида, внесенного в Красную книгу Российской Федерации.
Засуха и жара привели к исключительно высокой пожарной опасности в лесах. Однако благодаря своевременно принятым мерам по предупреждению возникновения пожаров и активной борьбе с появлявшимися очагами возгорания леса заповедника были сохранены. Всего в заповеднике и на сопредельной территории произошло 6 возгораний растительности. Общая площадь, пройденная огнем, составила 30,37 га, в том числе лесная - 29,37 и покрытая лесом - 29,27. Только один из этих пожаров был значительным и начался он с в надворных построек в селе Зольное. За пределами заповедника лесных пожаров было значительно больше, особенно сильные пожары произошли в зеленой зоне г. Тольятти.
Некоторые особенности природных процессов в природном комплексе заповедника трудно отнести только на счет засухи. Малоснежная зима, по-видимому, явилась причиною отмирания некоторых растений (например, некоторые сорта винограда, оставленные в зиму плантации петрушки, подзимние посадки чеснока и моркови).
Своеобразно в 2010 г. функционировал комплекс наземных беспозвоночных животных. Значительное промерзание почвы привело к гибели части зимующих в почве насекомых. Так, колорадские жуки (Leptinotarsa decemlineata Say), появились только в конце мая и в небольшом количестве. После обработки плантаций картофеля ядохимикатами численность колорадского жука резко снизилась. Установившаяся жара оказалась для этого вида неблагоприятной. Выводившиеся личинки буквально спекались, и к июлю колорадского жука на плантациях картофеля практически не было, хотя никаких повторных обработок ядохимикатами не проводилось.
По наблюдениям энтомологов с весны в заповеднике очень долго не отмечались шмели, возможно, они плохо перезимовали, и далее, в течение всего летнего периода были очень малочисленны
В мае была отмечена чрезвычайно высокая численность кровососущих комаров (сем. Culicidae), вероятно, обусловленная высокой температурой при нормальном количестве осадков. С началом засухи численность комаров резко снизилась.
В июле в огородах на капусте, редисе и других крестоцветных в массе отмечались жуки листоеды - крестоцветные блошки (Phyllotreta atra F., сем. Chrysomelidae), а во второй половине июля на лугах, в огородах и садах - масса луговых мотыльков (Pyrausta sticticalis L., сем. Pyraustidae). В конце лета отмечались в массе осы из сем. Vespidae: обыкновенная (Paravespula vulgaris L.) и германская (Paravespula germanica F.). В июне-июле отмечалось необычно большое количество ос (Sceliphron madraspatanum F. сем. Sphecidae), которые обычны для более южных территорий. Отмечена вспышка численности бабочек-листоверток, в том числе зеленой дубовой (Tortrix viridana L., сем. Tortricidae). В первых числах июня вечером на свет в помещения залетала масса лесных тараканов (Ectobius sylvestris Poda). В поселках на побережье на кустах сирени в большом количестве отмечались жуки-нарывники - шпанские мушки (Lytta vesicatoria L., сем. Meloidae). Со второй половины лета и до глубокой осени наблюдалась необычайное обилие красноклопа (Pyrrhocoris apterus L. - «пожарников» или «солдатиков» в просторечии).
Особенности погодных условий 2010 г. привели к существенным отклонениям сроков наступления явлений в жизни птиц. Так, условия весеннего периода обусловили факт экстремально раннего срока (27 марта) первой встречи черного коршуна (на 12 дней), певчего дрозда (на 14 дней) и пеночки-теньковки (на 20 дней раньше среднего многолетнего). Экстремально рано (7 мая) зафиксировано появление первых слетков белой трясогузки - на 37 дней раньше среднего многолетнего срока. Летняя жара, по-видимому, обусловила экстремально раннее исчезновение обыкновенной кукушки (2 июня на 83 дня раньше среднего многолетнего срока) и пеночки-веснички (22 июня также на 83 дня раньше среднего многолетнего срока последней встречи этого вида). Некоторые явления в жизни птиц в 2010 г. были отмечены в экстремально поздние сроки. Так первая встреча серого гуся на весеннем пролете была зафиксирована 10 июля - на 61 день позже, чем в среднем за все 32 года наблюдений. Массовый вылет из гнезд птенцов пестрого дятла произошел 20 июля 2010 г. - на 30 дней раньше, чем в среднем за все 16 лет определение срока этого явления.
В 2010 г. продолжилась начавшаяся в 2009 г. глубокая депрессия численности большинства видов мышевидных млекопитающих (грызуны, землеройки). Необычно высокой была численность рукокрылых в летний период. Учтенная в декабре 2010 г. численность рукокрылых на зимовке в штольнях оказалась самой высокой за все годы проведения таких учетов.
Каких-либо существенных отклонений в состоянии популяций других млекопитающих в 2010 г. отмечено не было.
Засуха очень резко снизила урожайность многих культур. Плантациям капусты сильно вредила блошка, вызывая усыхание краев листьев и частично полное усыхание растений. Частичное отмирание растений имело место и на плантациях редьки. На плантациях капусты под влиянием засухи и повреждения блошкой, несмотря на обработку ядохимикатами и полив, отмерло около 20% растений. Уцелевшие растения с приходом осенних дождей усилили свой рост, но нормальных кочанов практически не было. Совершенно не образовала вилков цветная капуста. Неплохую продуктивность показала кольраби. На грядках редьки отмерло, не образовав корнеплодов, до 70% растений. Уцелевшие экземпляры с наступлением дождей оправились и образовали корнеплоды.
Очень плохим оказался урожай картофеля. Даже при интенсивном рыхлении и прополке урожай клубней был примерно в 5 раз меньше обычного, и только при поливе удавалось собрать до половины обычного урожая. Засохли, не развившись, плоды земляники зеленой, очень низким был и урожай садовой земляники. Урожай плодов тыквы оказался примерно в 10 раз меньше обычного, при этом плоды были мелкими, и их
было мало. Лучшую урожайность показали кабачки, их уродилось всего в 2 - 3 раза меньше обычного. Кукуруза даже при умеренном поливе росла очень плохо, практически не дала початков, а зеленая масса была почти в 10 раз меньше нормальной. Без полива посевы кукурузы полностью погибли.
Нормальной оказалась урожайность дыни, арбуза и винограда. Неплохой была урожайность томатов, перца и огурцов.
Сказанное выше отражает, в основном, последствия засухи, проявившиеся сразу после нее. Вполне возможно, что результаты этой катастрофы будут проявляться еще длительное время. При этом часть видов и популяций реабилитируется, а для некоторых депрессия окажется долгосрочной. Так, катастрофические морозы зимы 1978/1979 гг. вызвали повреждения практически всех древесных пород, причем наиболее сильно пострадали древостои клена и дуба. Однако уже через 5 лет клен за счет вегетативного и семенного возобновления восстановил свои позиции в насаждениях, в то время как депрессия дубовых лесов продолжается до сих пор.
