Влияние затопления Богучанского водохранилища на продуктивность древостоев береговой полосы
Даниленко О.К., Угрюмов Б.И., Яремчук Р. (БрГУ, г. Братск, РФ)
This article consider the questions concerning flooded couch of reservoirs influencing riverside vegetations under fluctuation forestry and the gydrology conditions. Make the prognosis of fluctuations in structure of forest under flood of the Boguchansky reservoir. Adduse approximate types of forestly vegetations, wich will grow along the riverside.
Изменение гидрологического режима, микроклиматических условий и влажности почвенного покрова прибрежной территории водохранилища оказывает влияние на высшую растительность, как самого водоема, так и прибрежных территорий. Все наземные экосистемы, уходящие под постоянное затопление обречены на гибель. В зоне постоянного затопления на лесные земли приходится 35,1 тыс.га. В зоне подтопления с глубиной стояния грунтовых вод до 2-х метров можно выделить периодически затопляемые и подтопляемые участки в результате сезонной сработки и пополнения водохранилища. Одним из постоянно действующих факторов, обусловленных режимом работы гидроузла, является периодический подпор уровня воды в конце августа и сентябре в водотоках, впадающих в водохранилище. Долины и лога таких водотоков испытывают в результате сезонной сработки постоянно испытывают периодическое затопление и подтопление большей части корнеобитаемого слоя древесных растений. Залесненные долины и лога этих водотоков вследствие низкотоварности произрастающих на них древостоев обычно не подвергаются лесосводке и очистке, либо лесосводка проводится выборочными рубками с изъятием части запаса древесины. Долинные экосистемы данного района представлены высоковозрастными древостоями, который к такому режиму увлажнения не в состоянии адаптироваться. Усыхание деревьев и их вываливание происходит постепенно. В районе водохранилища самой распространенной лесной породой является сосна. Согласно исследованиям, приведенным в [1], деревья, затопленные на незначительные глубины в первые два года после наполнения водохранилища и затопленные на третий год на чуть больший уровень погибли уже в том же году. Деревья, затопленные на глубину более 150 см более угнетены, что проявляется пожелтением хвои, особенно в нижней части кроны. Данные деревья вскоре погибнут. Даже однократное незначительное затопление (глубиною 7-17 см и продолжительностью 13-38 дней) вызывает некоторое угнетение деревьев на следующий год после затопления. Гибель сосны наблюдается в основном на второй – третий год после затопления почвы. Рассмотрено также влияние подтопления на другие древесные породы, произрастающие на берегах Богучанского водохранилища. Ель очень мало отличается от сосны в отношении реакции на затопление. Она также легко переносит неглубокое (до 25 – 30 см) и непродолжительное затопление на первый год. В этом случае прирост ее нисколько не уменьшается по сравнению с таковым до затопления. Но при повторных, более глубоких и продолжительных затоплениях она погибает несколько раньше сосны. Выносливость березы по отношению к затоплению не одинакова и различается в соответствии с условиями среды, в которой выросли деревья. Так на почвах избыточно влажных и до затопления, береза переносит его дольше, чем выросшая на почвах менее влажных. Молодой подрост березы до 3-4-летнего возраста, даже при первом незначительном затоплении, почти нацело погибнет, тогда как взрослые деревья ее в таких условиях не имеют даже признаков угнетения в первый год. Осина очень близка к березе в отношении способности к перенесению затопления. Деревья хорошо переносят первичное неглубокое и непродолжительное затопление, но погибают при вторичном затоплении на глубину более 100 см.
Упомянутые деревья, выросшие до образования водохранилища на суходолах, испытывают угнетение при повторном затоплении глубиною всего в 20 – 30 см и продолжительностью 60 дней и более. Гибель этих деревьев происходит со второго лета при глубине затопления в 50 см в первое лето и 30 см во второе лето, при продолжительности затопления 100 дней и более в первое лето, и свыше 40 дней – во второе лето.
Выносливость различных древесных пород к затоплению не является неизменным свойством, а обнаруживает изменения соответственно условиям среды, в которой они произрастали до образования водохранилища. У некоторых видов это свойство изменяется в зависимости от возраста. От затопления не будет наблюдаться угнетения и отмирания деревьев в случаях если:
- затопление будет кратковременным;
- затопление будет происходить до пробуждения растений от зимнего покоя, или в начале этого пробуждения, до интенсивной жизнедеятельности;
- наследственность деревьев, произраставших в пойме, выработавшаяся в результате всего предшествующего развития, не была в противоречии с фактором ежегодного весеннего затопления талыми водами.
Опыты показывают, что по мере увеличения исходной влажности почв прирост увеличивается вес слабее, а в условиях заболачивания резко сокращается. При выходе грунтовых вод на дневную поверхность на глубину не доходящую до корневых шеек деревьев, более выносливыми оказываются молодняки, что объясняется поверхностной корневой системой их и большей пластичностью их организма к условиям среды по сравнению со спелыми древостоями. По береговой линии максимальных уровней водохранилищ леса должны будут исчезнуть, и в зависимости от продолжительности затопления будут формироваться древостои из кустарниковых ив. Во второй зоне насаждения должны будут перестроиться. Направление этой перестройки будет зависеть от гидрологических условий, почвы и рельефа; можно выделить две категории воздействий: грунтовый подъем воды (подтопление) по повышенно-ровным площадям и дюнам и выход грунтовых вод на дневную поверхность (затопление) по замкнуто-пониженным площадям. Влияние подтопления на древостои зависит также от породного состава.
Анализ современного состояния подтопленных земель на водохранилищах Ангары свидетельствует о необходимости более адекватного их выделения и подготовке к режиму периодического переувлажнения. Важность предварительной подготовки земель подтопления к длительному существованию обусловлена тем, что практически все виды древесных, кустарниковых, кустарничковых, полукустарничковых, травянистых растений и мхов, слагающие лесные фитоценозы, сформировали эти сообщества в иной экологической ситуации и не выносят гипоксии. Поэтому все древостои, редины и в целом аборигенную древесную растительность в зоне возможного подтопления целесообразно вырубать не только «по суху» при лесосводке, но и с воды в первые 3 – 5 лет после затопления. В зоне подтопления необходимо назначать в рубку древостои, затопляемые вследствие выхода грунтовых вод в замкнуто-пониженных участках, среди них в первую очередь ельники, затем сосняки и лиственичники, и, наконец, лиственные насаждения всех эксплуатационных возрастов. Далее назначаются в рубку подтопляемые древостои последовательно: спелые, приспевающие и средневозрастные насаждения ели заболоченных типов леса, затем сосны, лиственницы и лиственных пород тех же возрастов и типов леса, которые резко снизят прирост и вряд ли могут перестроить в этом возрасте свою экологию применительно к новым условиям обитания. Затем объектом рубок главного пользования будут спелые древостои последовательно в типах леса: сложных, кисличниках, зеленомошниках, брусничниках. Рубки ухода в подтопляемых насаждениях должны носить реконструктивный характер. Объектом ухода должны стать более устойчивые породы в смешанных молодняках, которые легче приспосабливаются к изменившемуся гидрологическому режиму и могут в дальнейшем увеличить прирост. В таких условиях в первую генерацию целесообразно воспитание лиственных древостоев. На площадях умеренного подтопления возможно и воспитание хвойных. В молодняках ели и особенно сосны для повышения продуктивности должны удаляться высоковозрастные деревья: оставленный тонкомер бывшего поколения леса, первоселы.
Негативные последствия неполной или выборочной лесосводки в ложе водохранилищ хорошо известны. Они обусловлены отмиранием затопленного леса, длительным разложением древесины, засорением берегов и акватории водохранилища и ухудшением качества воды. Экологически безопасные и чистые водохранилища невозможны без лесосводки и уборки древесной массы из их ложа, поскольку затопление лес и древесина являются основными поставщиками биохимических загрязнителей воды.
В лесных экосистемах Приангарья после лесосводки и лесоочистки происходит очень быстрое лесовосстановление и формирование молодых поколений древостоев, также интенсивно зарастают лесом неиспользуемые сельхозугодия. В приплотинной части ложа Богучанской ГЭС и на других участках, с которых начиналась лесосводка, к настоящему времени сформировались молодняки с запасом древесины 50 – 100 куб.м/га. Ежегодный прирост древесины в молодняках составляет ориентировочно 3 куб.м/га. Подсчеты показывают, что запасы древесины на залесенной части будущего водохранилища за 10 лет могли увеличиться на 1 млн.куб.м. Помимо очистки ложа водохранилища необходимо также проводить работы по поддержанию и улучшению водоохранных и берегозащитных функций лесов. Нецелесообразно оставлять перестойные и высоковозрастные древостои и деревья на берегах в качестве берегозащитных, особенно примыкающих к урезу воды широких частей водохранилища. Обычно такие древостои не адаптированы к ветровому режиму обширных акваторий и подвержены ветровалу, способствующему разрушению и засорению берегов. Заблаговременное выполнение рубок по омоложению старовозрастных берегозащитных лесов до перевода их в категорию особо защитных участков позволит избежать ряда негативных последствий, о которых говорилось ранее. Подобные мероприятия требуются и в старовозрастных водоохранных лесах, теряющих водорегулирующие функции. Они начинают отмирать вследствие изменения гидротермического режима почв, ветровой и радиационной ситуации опушечных зон.
В целом, стратегия сведения к минимуму неблагоприятных последствий воздействия гидротехнического строительства на лесные экосистемы заключается в использовании эффектов адаптивной перестройки молодых ценозов в процессе их формирования на месте старых древостоев и естественного отбора наиболее устойчивых популяций древесных растений к изменившимся экологических условиям.
Литература
1. Прогноз и оценка состояния водной и наземной экосистем под воздействием Богучанской ГЭС[Текст]: отчет о НИР/ СКТБ «Наука»; рук. Шабанов В.Ф. - Красноярск, 2004. -112с. – Инв.№33 - 4/6
2. Несколько наблюдений над сухопутными растениями в зоне подтопления и периодического затопления Рыбинским водохранилищем [Текст]/ Макаревич В.Н.//Ботанический журнал. – 1956.- №11.- С.17-52.