Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние вопроса исследований 8
Глава 2. Объекты и методы исследований 17
Глава 3. Физико-географические условия района исследований 23
3.1 Географическое положение 23
3.2 Климат 24
3.3 Геологическое строение территории и рельеф 26
3.4 Гидрогеология и гидрология 27
3.5 Леса 29
3.6 Болота 31
Глава 4. Особенности экологии бобра европейского {Castor fiber L.) при поселении на гидролесомелиоративных системах 34
4.1 Краткая характеристика вида Castor fiber L 34
4.2 Динамика поселений и численности бобров на лесных осушительных каналах 39
4.3 Особенности экологии бобра в условиях мелиорированных лесных болот 44
4.4 Выводы 54
Глава 5. Воздействие поселений бобров на состояние лесоосушительной сети 55
Глава 6. Водный режим осушенных лесов при поселении бобров на гидролесомелиоративных каналах 63
6.1 Затопление площадей непосредственно у бобровых плотин 63
6.2 Режим грунтовых вод на осушенных площадях, прилегающих к каналам, подтопленным бобровыми плотинами 71
6.3 Площади подтопления осушенных земель, обусловленных поселениями бобра 81
6.4 Выводы 83
Глава 7. Лесоэкологические последствия жизнедеятельности бобров в мелиорированных насаждениях 85
7.1 Влияние подтопления на осушенные насаждения 85
7.1.1. Состояние древостоя 85
7.1.2. Состояние подроста и подлеска 96
7.1.3. Состояние напочвенного покрова 100
7.2. Сукцессионная динамика мелиорированных насаждений в связи с поселением бобров на лесомелиоративных каналах 106
7.3. Факторы, определяющие состояние мелиорированных лесов при поселении бобров на лесоосушительных каналах 114
7.4. Выводы 118
Глава 8. Рекомендации по способам ведения лесного хозяйства на осушенных землях в связи с поселением бобров на лесомелиоративных каналах 191
Выводы 126
Список литературы
- Геологическое строение территории и рельеф
- Динамика поселений и численности бобров на лесных осушительных каналах
- Режим грунтовых вод на осушенных площадях, прилегающих к каналам, подтопленным бобровыми плотинами
- Сукцессионная динамика мелиорированных насаждений в связи с поселением бобров на лесомелиоративных каналах
Введение к работе
Актуальность темы исследований. Считается, что за всю историю лесоосушения в России было мелиорировано около 4 млн. га заболоченных лесов и болот (Поляков, 1993; Константинов, 1999), причем в период максимального развития лесоосушения в середине 70-х годов прошлого века ежегодный объем мелиорированных лесов достигал 300 тыс. га (Вомперский и др., 1988; Вомперский, 1992). К настоящему времени, согласно последнему единовременному учету гидролесомелиоративного фонда России (Красильников и др., 2001), на территории страны имеется около 3 млн. га осушенных земель. Хотя основной причиной преждевременного выхода из строя осушительных каналов считается их невысокое исходное качество и особенно отсутствие уходов за ними, важным фактором порчи в последние годы становится жизнедеятельность бобров. Большое разнообразие древесно-кустарниковой и травянистой растительности на осушенных землях и возможность создания благоприятного водного режима на дренирующих их каналах, делает эти территории пригодными для заселения бобром. Период интенсивной реинтродукции этого вида пришелся на середину 50-х годов прошлого века. Первые работы в этом направлении были проведены в 1934-1937 годах, когда 33 европейских бобра были выпущены в Мурманской области (Катаев, 1983; Danilov, Kan'shiev, 1983). Наиболее интенсивное распространение наблюдалось в Ленинградской, Новгородской и Псковской областях. Полный запрет на охоту и строгий контроль отлова зверей привели к тому, что в некоторых районах численность бобра достигла промысловой, и с 1963 г. был разрешен частичный отстрел этих животных (Сафонов, 1966; Соловьев, 1973; Каныниев, 1992). К настоящему времени бобр обитает практически на всей территории европейской части России, и в целом по стране его численность по разным оценкам достигает 230-300 тыс. животных (Дежкин, 2001; Сафонов, Савельев, 2001; Гревцев, 2002). По мере увеличения численности бобра и заселения им большей части пригодных для обитания
зверьков естественных водоемов, растет число поселений бобров на каналах лесомелиоративной сети. Учитывая объемы проведенных ранее осушительных работ и успешную реинтродукцию бобра во многих регионах России, можно ожидать дальнейший рост количества поселений животных на лесоосушительных каналах. В тоже время следует отметить недостаточность наших знаний по вопросу взаимоотношений в системе бобр - осушенные леса, что затрудняет обоснованное управление в лесном хозяйстве избыточно увлажненными лесами.
Об актуальности предмета исследований говорит тот факт, что к настоящему времени бобрами подтоплено около 23,2 тыс. га осушенных лесов ГЛМФ России или 35 % от всех учтенных подтопленных земель (Красильников, 2001). Однако методы расчета этих площадей при инвентаризациях недостаточно обоснованы. Недостаток знаний об экосистемной и лесоводственной роли бобра в мелиорированных лесах ограничивает обобснование ведения лесного хозяйства в них. Отсутствуют нормативные документы, регулирующие взаимоотношения лесопользователей и природоохранных структур в вопросах дальнейшей судьбы поселений бобров на каналах лесоосушительной сети.
Цель и задачи исследований. Целью работы явилось изучение влияния жизнедеятельности бобров на состояние осушительных систем и мелиорированных насаждений. В соответствии с этим планировалось решить следующие задачи:
оценить динамику поселений бобров, их численности и особенности экологии животных в условиях осушенных лесных болот;
исследовать состояние лесоосушительной сети в местах бобровых поселений;
изучить влияние жизнедеятельности бобров на динамику грунтовых вод в осушенных лесах;
исследовать воздействие затоплений и подтоплений корнеобитаемой толщи почвы, связанных с поселениями бобров, на структуру и состояние осушенных насаждений;
предложить практические рекомендации по ведению лесного хозяйства на осушенных землях при поселении бобров на гидролесомелиоративных каналах.
Работа выполнена в лаборатории лесного болотоведения и гидрологии Института лесоведения Российской академии наук (ИЛАН) на объектах опытной лесоосушительной мелиорации Западнодвинского лесоболотного стационара.
Научная новизна. Дана оценка изменения продольного профиля канав при неоднократном в последние 10-15 лет возведении на них плотин бобрами. Проведены сопряженные стационарные (3 года) наблюдения за уровнями воды в подтопленной бобрами мелиоративной сети и грунтовыми водами в прилегающих осушенных болотных лесах разного геоморфологического положения. Выполнена лесоэкологическая оценка воздействия подтоплений на структуру и состав осушенных лесов. Сделаны предложения по предупреждению возникновения поселений бобра на лесных осушительных каналах и ведению лесного хозяйства в мелиорированных лесах подверженных воздействию бобра.
Личный вклад автора. Автор участвовал в выборе объектов и разработке методики исследований. Лично закладывал пробные площади, вел систематические наблюдения, проводил сбор, обработку, анализ полевого и литературного материала. Участвовал в разработке предложений по ведению лесного хозяйства на осушенных землях при заселении бобром лесоосушительных каналов.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены на симпозиуме «Проблемы комплексного использования и мелиорации земель на водосборе», г. Бокситогорск, 13-17 августа 2002 г.; на II международной конференции молодых ученых, посвященной профессору И.К. Пачоскому
«Леса Евразии в XXI веке: восток - запад», Беларусь, 1-5 октября 2002 г.; на III Международной конференции молодых ученых, посвященной 200-летию Высшего лесного образования России и 200-летию Санкт-Петербургской лесотехнической академии «Леса Евразии - Белые ночи», г. С.-Петербург, 23-29 июня 2003 г.; на конференции «Эколого-экономические аспекты гидролесомелиорации», г. Гомель, Беларусь, 22-24 июля 2003 г.; на VIII Молодежной конференции ботаников, г. С.-Петербург, 17-21 мая 2004 г.; на 5 Международной конференции «Динамика бореальных лесов при нарушениях», г. Дубна, 1-5 августа 2004 г.; на IV Международной конференции молодых ученых «Леса Евразии-Восточные Карпаты», г. Рахов, Украина, 27 сентября-1 октября 2004 г. ; на V Международной конференции молодых ученых, «Леса Евразии - Уральские горы», г. Чебаркуль, 26-30 сентября 2005 г.
Публикация результатов. По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ.
Структура работы. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста, состоит из введения, 8 глав, выводов и 1 приложения. Список использованной литературы включает 277 наименований, в том числе 89 иностранных. Текст иллюстрирован 13 таблицами и 21 рисунком.
Автор выражает самую глубокую и искреннюю признательность научному руководителю академику РАН, профессору С.Э. Вомперскому за постоянную поддержку, рекомендации и советы по данной работе. В выполнении работы оказали содействие весь коллектив лаборатории болотоведения и гидрологии ИЛАН. Автор выражает благодарность за оказанную помощь в выполнении работы А.А. Сирину, М.Ю. Зазнобину, Т.В. Глуховой, М.В. Смагиной, А.Г. Ковалеву, Н.А. Валяевой и Цыгановой О.П. Особую благодарность автор выражает СБ. Ерофеевой за неоценимую помощь в проведении полевых исследований на Западнодвинском стационаре ИЛАН и в работе над диссертацией.
Геологическое строение территории и рельеф
Тверская область расположена в районе древней Подмосковной тектонической впадины (или синеклизы), не отраженной в поверхностном рельефе (Маевский, 1960). Особенностями геологического строения территории являются отсутствие пород третичного возраста, наличие легкого уклона отложений девона и карбона с запада на восток к центру, а также широко распространенное залегание четвертичных отложений непосредственно над верхнедевонскими или нижнекаменноугольными породами. Четвертичные отложения залегают с поверхности и относятся, главным образом, к ледниковым образованиям. Данная территория подвергалась неоднократному воздействию оледенений, оставивших здесь толщу отложений мощностью от 50 до 95 м. Достоверно установлены отложения двух оледенений — московского и валдайского, а также межледниковые московско-валдайские отложения. Из современных отложений, кроме песчаных и песчано-глинистых накоплений в поймах рек, наибольшее распространение получили здесь торфяники с мощностью торфа 7-8 м, а также встречающиеся местами озерные сапропели (Вомперский и др., 1988).
Рельеф междуречья Западной Двины и Велесы представляет собой сильно заболоченную равнину с преобладанием высот 160-200 м над уровнем моря (Соловьев и др., 1982). Район исследований Западнодвинского стационара ИЛАН приурочен к северо-западной части низины к области типичного озерно-холмистого ледникового рельефа краевой зоны
Валдайского оледенения, где возвышенности чередуются с обширными понижениями, холмы и гряды - с равнинами. Между моренными холмами и песчаными камами повсюду разбросаны моренные западины или же плоскодонные ложбины. Сбегая со склонов моренных гряд и возвышенностей, они сливаются с более обширными понижениями - котловинами спущенных и заросших озер и с долинными зандрами. Результатом геологической молодости современной поверхности района является чрезвычайно слабо развитая эрозионная сеть, малая разработанность речных долин, наследующих ложбины стока талых ледниковых вод, наличие в междуречьях лишь редких плоских ложбинок ручьев, что приводит к плохой дренированности территории (Калмыкова, 1960; Соловьев и др., 1982).
Особенности четвертичного покрова и рельефа, созданных в период наступления и деградации последнего, валдайского, ледника, определили наряду с общими климатическими предпосылками возможности и характер начала болотообразовательных процессов, степень их развития и, по сути дела, современное сочетание типов болотных ландшафтов на рассматриваемой территории (Вомперский и др., 1988).
По схеме гидрогеологического районирования, разработанной Ф.И. Кравчинским (1966) для Московского артезианского бассейна, приуроченного к юго-западной части Московской синеклизы, рассматриваемая нами часть Калининской области входит в состав двух гидрогеологических районов, характеризующихся непосредственным залеганием под четвертичными отложениями верхнедевонских или нижнекаменноугольных пород.
Глубина залегания кровли водоносного комплекса коренных отложений от 15 до 75 м от поверхности земли. Воды напорные, высота напора составляет от 12 до 75 м (Соловьев и др., 1982). Подошва залегания пресных вод в пределах западнодвинских подрайонов названных гидрогеологических районов составляет 100-250 м. Воды более глубоких горизонтов вследствие значительного участия в них сульфатов (главным образом гипса), карбонатов и хлоридов морского происхождения в различной степени минерализованы (Богомолов, Флерова, 1966).
Водоносные горизонты четвертичных отложений приурочены преимущественно к надвалдайским водно-ледниковым отложениям с мощностью водовмещающих пород 2-3 м. Водоупором в них служат суглинки валдайской морены или глины озерно-ледниковых отложений. Питание водоносных горизонтов осуществляется здесь главным образом за счет атмосферных осадков, и запасы воды в них сравнительно невелики (Сыроквашина, 1966). Отсутствие сплошного водоупора на поверхности девона и наличие древних доледниковых долин обусловливает взаимосвязь вод коренных отложений с водами четвертичных отложений. На участках, где установилась гидравлическая связь между напорными водами, заключенными в известняках девона, и грунтовыми водами четвертичных отложений, существенную роль в повышенной обводненности земной поверхности может играть подток глубинных грунтовых вод, имеющих сравнительно высокую минерализацию (Соловьев и др., 1982).
При среднем количестве осадков в целом по району около 700 мм испаряется в течение года (главным образом в мае-сентябре) 450-470 мм, или 64-67 %. Водный баланс территории, таким образом, положительный, и на долю речного стока из общего количества осадков приходится 225-260 мм (Загорский, 1960; Соловьев и др., 1982). Глубина залегания грунтовых вод зависит как от механического состава, строения и мощности грунтов, так и от рельефа и величины общего уклона поверхности. При сравнительно небольшой мощности зандровых песков, подстилаемых водоупорными породами, уровень грунтовых вод на преобладающей части Западнодвинской низины находится на глубине 1,5-2,5 м. На повышенных элементах рельефа в виде холмов, гряд и всхолмленных равнин грунтовые воды опускаются до 3-5 м, а в естественных торфяных болотах они редко снижаются более чем на 0,5 м от поверхности даже в засушливые периоды (Соловьев и др, 1982).
Согласно ботанико-географическому районированию Семеновой-Тян-Шанской и Сочавы (1956), территория Калининской области входит в состав центральной части полосы хвойно-широколиственных лесов Русской равнины, причем в юго-западной части области заметное участие в живом напочвенном покрове лесов принимают участие представители западной (сарматской) флоры.
При средней лесистости области 36 % в пределах Западнодвинского физико-географического района она повышается до 50-70 %, что объясняется, прежде всего, значительной заболоченностью территории и бедностью почв.
Наряду с преобладанием хвойных - сосны и ели, на долю которых приходится соответственно 39 и 23 % лесопокрытой площади, в районе широко представлены мелколиственные леса, главным образом из березы с участием осины и ольхи черной. Около 20 % лесной площади района приурочено к болотам и заболоченным территориям.
Для значительной части еловых лесов характерно присутствие в составе дуба, липы, клена остролистного, вяза, а также подлеска из лещины. Встречаются здесь и незначительные по площади участки дубрав, в частности в Жарковском и Западнодвинском районах.
Динамика поселений и численности бобров на лесных осушительных каналах
Известно, что лесоосушительные каналы могут заселяться бобрами практически сразу после их создания, хотя это и происходит достаточно редко (Арзамасов и др., 1980; Каньшиев, 1998а). Чаще всего бобры поселяются на лесомелиоративных каналах спустя 6-7 лет, когда на кавальерах появится достаточное количество древесно-кустарниковой растительности, служащей кормом для зверьков в осенне-зимний период (Каньшиев, 1986). К сожалению, мы не имеем точных данных о времени появления первых поселений бобров на объектах опытной лесомелиоративной сети Западнодвинского стационара ИЛАН. Из личных бесед с местными жителями было установлено, что первые поселения возникли спустя 8-12 лет после создания осушительной сети, то есть в 1982-1987 гг.
Время существования поселений бобров зависит от нескольких факторов, определяющим из которых является количество доступных кормов (Синицын, 1991). Известно, что в северных районах время существования поселений заметно меньше, чем в более южных районах, так как количество древесно-кустарниковой растительности там недостаточно для более менее продолжительного периода обитания зверьков на одном месте (Соловьев, 1991; Каньшиев, 1992). В литературе приводятся несколько оценок времени существования поселений бобра в условиях гидролесомелиорации. По данным Синицына и Русанова (1989) грызуны в данном типе местообитания не остаются на одном месте более 3-5 лет. Несколько позже Синицын (1991) приводит данные о возможности существования постоянно обитаемого поселения до 10 лет. Вейнерт (1992) считает, что поселение бобров на лесомелиоративных каналах может находиться на одном месте до 8-14 лет.
Наряду с количеством поселений бобров на каналах гидролесомелиоративной сети важно знать численность животных в этих поселениях, так как количество зверьков оказывает влияние на их кормодобывающую и строительную активность, что важно для оценки степени воздействия бобров на мелиорированные древостой и состояние осушительных каналов. По данным Ватолина (1984) среднее число зверьков в одном поселении бобров на лесоосушительной сети достигает 5,1 особей, а по данным Каньшиева (1986) в зависимости от трофности места обитания зверьков максимальное число особей в одном поселении варьирует от 1-2 до 5-6, что несколько меньше, чем в поселениях зверьков на естественных водоемах, где в одном поселении бобров может одновременно насчитываться до 14 особей.
Динамика поселений бобров и их численности на каналах объекта исследований приведена в таблице 2. На момент начала исследований осенью 2000 г. имелось два обитаемых поселения I и II (учет количества бобров в этот год не проводился). Поселение I на канале Г-9 имело одну плотину (№ 1, рис. 4, а) около 5,5 м длиной. Оно возникло на участке, ранее уже использовавшееся зверьками, по крайней мере, одной генерации (рис. 2).
Вторым обитаемым поселением было поселение II на канале В-5. Оно представляло собой поселение норного типа также с одной плотиной (№ 5, рис 4, б) высотой около 0,8-1,0 м при длине около 5 м. Летом 2001 г. года произошли первые изменения. В июне была отремонтирована плотина № 2 на канале Г-9 и в 4 м ниже по течению канала бобры построили еще одну, меньшей высоты плотину (рис. 4, а). Последняя была построена животными, вероятнее всего, с целью обезопасить входы в свое жилище путем поднятия воды в канале. Способность бобров возводить плотины в нескольких метрах ниже по течению от уже имеющихся, прекративших выполнять свои функции, отмечалась ранее Айвесом (Ives, 1942). Вероятнее всего, животные поселения I ушли вниз по течению с целью расширения своей кормовой базы, но следы присутствия зверьков выше по течению от плотины № 1 (рис. 4, а) периодически нами обнаруживались. Еще большие изменения произошли осенью 2001 года. На канале Г-9 появились еще две плотины № 3 и 4 (рис. 4, а). Вероятнее всего это пришла новая семья или одиночный бобр из р. Велесы.
Первоначально ими была построена небольшая плотина около 0,4-0,5 м высотой (№ 4, рис. 4, а), но, так как условия существования для бобров здесь неблагоприятны из-за относительно высоких отвесных берегов, отсутствия развитой гидрографической сети и малых запасов древесно-кустарниковых кормов (ель, ольха черная и ольха серая), бобры перебрались вверх по течению. Там они возвели плотину высотой около 0,5 м и длиной приблизительно 5 м. В это же время на канале В-5 в поселении II бобрами были построены еще две плотины № 6 и 7 (рис. 4, б) в дополнение к уже имеющейся плотине № 5. Вероятнее всего, это произошло из-за того, что за время существования поселения кормовая база выше плотины № 5 была истощена. Для ее обновления и расширения бобры и построили дополнительные плотины, в результате чего были подтоплены осушители В-5-0-4, В-5-0-5 и В-5-1, ранее не использовавшиеся зверьками при передвижении и кормодобывающей деятельности. Учеты количества бобров осенью 2001 года дали следующий результат - в поселении I обитал лишь 1 бобр, на канале В-5 в поселении II насчитывалось 2 особи, а в поселение III -1-2 зверька (табл. 2).
Весной 2002 г. бобры поселения I на канале Г-9 были выловлены охотниками и поселение стало необитаемым. Это привело к тому, что плотина № 2 (рис. 4, а) в этом поселении была частично разрушена весенним паводком, а малая плотина поселения (№ 9) была практически полностью размыта и не выполняла своих функций. На канале В-5 была построена новая плотина (№ 8, рис. 4, б), имеющая высоту 0,3 м и длину около 4 м. Старая плотина № 5 на канале В-5 была частично размыта весенним паводком и не создавала перепада воды в русле канала.
Режим грунтовых вод на осушенных площадях, прилегающих к каналам, подтопленным бобровыми плотинами
Кроме того, бобровые плотины иногда имеют повреждения в верхней своей части после прохождения весенних паводков и пропускают воду в этих местах. Если воды в каналах достаточно много, бобры начинают заделывать эти разрушения и надстраивать плотину только осенью при подготовке к зиме. Поэтому излишки воды в канале будут сбрасываться через промоины в теле самой плотины, и не будут растекаться по прилегающим территориям. Еще одной особенностью данных участков является то, что в условиях лесоосушительной мелиорации они образуются обычно только с одной стороны от подтопленного канала - противоположной кавальеру (рис. 11), так как последний является дополнительным препятствием для растекания воды. Площади переходных участков не велики и они не всегда имеются в поселениях бобров на каналах лесоосушительной сети. В поселениях бобров на реках площади таких участков могут достигать 0,1-2,5 га (Завьялов, 1999). На наших объектах исследований наибольшая площадь такого участка составила 0,25 га. Чаще они гораздо меньше и не превышают нескольких десятков квадратных метров.
Переходные участки (пр. пл. 2) также характеризуются неблагоприятным режимом грунтовых вод. В 2001 г. УГВ колебался от -7,2 см до 17,1 см, а средневегетационный УГВ составил +0,9 см относительно поверхности почвы (табл. 6), что лишь на 0,8 см ниже, чем на участке затопления. В засушливый 2002 г. средний уровень грунтовых вод составил -5,6 см, при амплитуде колебания от -28,3 см до 8,8 см. И только после частичного разрушения плотины в 2003 г. на переходном участке сложился относительно благоприятный гидрологический режим. Средний уровень грунтовых вод за вегетационный сезон этого года составил -31,3 см, варьируя от -49,0 см до -12,7 см относительно среднего уровня поверхности почвы на пробной площади. Необходимая для оптимального роста осушенных древостоев норма осушения в 40 см на этом участке также, как и на пр. пл. 1, не выполнялась большую часть вегетационных сезонов 2001-2003 гг. - обеспеченность НО 40 см в эти годы оказалась всего 0, 0 и 13 % соответственно (табл. 7). И хотя средние УГВ в 2001 и 2002 гг. на этой пробной площади схожи с таковыми на территории участка затопления, вода более продолжительный период времени находилась ниже среднего уровня поверхности почвы, и обеспеченности различных уровней грунтовых вод на этой пробной площади выше, чем на пр. пл. 1 (табл. 7). Известно, что продуктивность (состояние) осушенных насаждений лучше связана с обеспеченностью нормы осушения, а не с самой нормой осушения (Буш, Залитис, 1968; Залитис, 1978), поэтому на пр. пл. 2 сложились несколько лучшие условия водного режима для древесных насаждений, чем на пр. пл. 1.
Для оценки степени изменения режима грунтовых вод на пр. пл. 1 и 2 рассмотрим условия водного режима на контрольной пробной площади -пр. пл. 3. Уровень ГВ здесь в 2001 г. колебался от -20,0 до +4,0 см относительного поверхности почвы, при средней за вегетационный сезон величине -12,6 см (табл. 6). Режим ГВ в этот год относительно более благоприятен для мелиорированных насаждений, чем на участке затопления и переходном участке, вода практически весь вегетационный сезон была глубже см (обеспеченность УГВ -10 см составила 84 %, табл. 7). Но уровни воды находились все же достаточно близко к поверхности почвы, что связано с восстановлением бобрами старой плотины в поселении ниже по течению от контрольной пробной площади, что и привело к подъему уровней воды в канале, и, как следствие, на территории контрольной пробной площади. В 2002 г. средний уровень ГВ на пр. пл. 3 составил -26,8 см относительно поверхности почвы при амплитуде колебания от -54,0 до -4,5 см (табл. 6). В этот год режим грунтовых вод заметно лучше, чем на пр. пл. 1 и 2. Это можно объяснить нижеследующим. Известно, что уровень воды в бобровых прудах мало зависит от количества выпавших осадков (Remillard at al., 1987), так как бобровые плотины в исправном состоянии практически не пропускают воду, и способны накапливать ее в водоемах выше по течению. Поэтому колебания уровней воды в русле рек выше бобровых плотин менее значительны, и даже при малом количестве выпадающих осадков перед плотинами зверьков сохраняются относительно большие запасы воды. Ввиду того, что 2002 г. был необыкновенно засушливым, на пр. пл. 3, расположенной ниже бобровой плотины и неподверженной ее влиянию, произошло более заметное снижение уровня ГВ в сравнении с пробными площадями в зоне влияния плотины. Если перед плотиной зверьков на пр. пл. 1 амплитуда колебания уровней воды в вегетационный сезон 2002 г. составила 25 см, то на пр. пл. 2 уже 37 см, а на пр. пл. 3-50 см, что подтверждает способность бобровых плотин удерживать воду в водоемах выше по течению от последних. В 2003 г. средний УГВ на пр. пл. 3 составил -25,8 см при колебании уровней воды в почве от -44,0 см до -9,8 см. Причем надо отметить тот факт, что режим ГВ на пр. пл. 2 в этом году был более благоприятен для мелиорированных насаждений, нежели чем на контрольной пр. пл. 3. Это связано с тем, что в этот год бобровая плотина была частично разрушена и вода не растекалась по пр. пл. 2, а так как отметки поверхности почвы на этой пробной площади несколько выше, то и режим ГВ на этой пр. пл. оказался более благоприятным, чем на пр. пл. 3. Из таблицы 6 видно, что и в 2001, и в 2002 гг. обеспеченность норм осушения на контрольной пробной площади намного выше, чем на участке затопления и переходном участке. И только после частичного разрушения бобровой плотины весной 2003 г. режим ГВ на пр. пл. 2 стал несколько лучше, чем на контроле, хотя на территории участка затопления водный режим по-прежнему остался неблагоприятен для мелиорированных древостоев, в сравнении с режимом ГВ на контроле.
Сукцессионная динамика мелиорированных насаждений в связи с поселением бобров на лесомелиоративных каналах
В первом случае это объясняется тем, что контрольная пр. пл. 3, вероятно, испытывала периодические подтопления нижерасположенными бобровыми плотинами, в то время как пробные площади пр. пл. 4-6, расположенные выше по течению от рассматриваемой нами плотины, подвергались данным подтоплениям в меньшей степени, либо вовсе избежали их. Во втором случае, меньшее количество живых деревьев ели объясняется менее благоприятным режимом ГВ сложившимся на пр. пл. 4 в сравнении с пр. пл. 5 и 6. Достоверное снижение доли живых деревьев березы в сравнении с остальными пр. пл. произошло только на участке затопления (Р 0,999). Также достоверно меньше доля живых деревьев березы на пр. пл. 6 в сравнении со всеми пробными площадями, кроме пр. пл. 5 (Р 0,95). Если на участке затопления это объясняется значительным здесь ухудшением режима ГВ, то на пр. пл. 6 -процессом уменьшения густоты древостоя в результате лесоосушения и увеличивающимся конкурентным давлением на березу со стороны второго яруса ели. На остальных пробных площадях доля живых деревьев березы по количеству деревьев изменилась незначительно. Доля ольхи черной по количеству живых деревьев меньше на пр. пл. 4, в сравнении с остальными пробными площадями. Но отличия достоверны только для пр. пл. 1-3 (Р 0,99), и недостоверны для пр. пл. 5 и 6 (Р 0,40). Это, вероятнее всего, связано с тем, что после проведения лесоосушительнои мелиорации на пр. пл. 4 сложился наиболее неблагоприятный режим ГВ для ольхи черной, так как в приканавных полосах происходит наиболее интенсивное снижение уровня ГВ, и ольха на данной пр. пл. испытывала недостаток влаги. Это привело к ослаблению и гибели наибольшего количества деревьев этого элемента леса на пробной площади. И хотя в настоящее время режим ГВ благоприятен для роста деревьев данной породы, доля мертвых деревьев по-прежнему достаточно высока в сравнении с другими пробными площадями. Доля ольхи черной по количеству живых деревьев достоверно больше на контрольной пробной площади (пр. пл. 3) в сравнении с пр. пл. 4-6 (Р 0,95). Почему это происходит в сравнении с пр. пл. 4, мы уже сказали. Число живых деревьев ольхи на пр. пл. 5 и 6 уменьшается по тем же причинам, что и доля живых деревьев березы - уменьшение густоты древостоя в результате лесоосушения и конкуренция со стороны второго яруса ели (число деревьев ели на пр. пл. 5 и 6 больше, чем на контрольной пробной площади на 30 и 50 % соответственно).
Известно, что при вторичном затоплении осушенных насаждений гибель древостоев происходит по вполне определенным закономерностям. В первую очередь гибнут деревья преимущественно мелких ступеней толщины. Затем выпадают большинство деревьев во всех ступенях толщины, при полной гибели крупных деревьев. Дольше всех остаются живыми деревья тонкомерных и средних ступеней толщины (Вомперский, 1968). На наших объектах исследований эти закономерности также хорошо прослеживаются. На территории участка затопления (пр. пл. 1) мы наблюдаем одну из последних стадий развития вторичного заболачивания (табл. 11). Наиболее чувствительные к затоплению ель практически полностью представлена сухостоем во всех трех группах диаметров. Для березы идет стадия усыхания деревьев во всех группах диаметров при усилении отпада крупномерной части древостоя. И лишь для ольхи черной развитие вторичного заболачивания характеризуется начальной стадией, когда гибнут деревья самых малых диаметров, занимающих подчиненное положение в древостое. Это говорит о большей устойчивости ольхи к избыточному увлажнению в наших условиях в сравнении с другими лесообразующими породами. На пр. пл. 2, где режим увлажнения несколько лучше, только ель находится в стадии разрушения древостоя, когда отпад деревьев идет во всех ступенях толщины при увеличении гибели деревьев наибольших диаметров. Усыхание деревьев березы практически не происходит. Для ольхи черной, как и на пр. пл. 1, мы наблюдаем начальную стадию вторичного заболачивания, когда выпадают деревья самых малых диаметров. На пр. пл. 3 наблюдается общее уменьшение количества сухостойных деревьев, в сравнении с двумя предыдущими пробными площадями. Лишь ель продолжает выпадать из состава древостоя в основном за счет самых малых ступеней толщины. Вероятно, это связано с незначительными периодическими подтоплениями этой пробной площади нижерасположенными плотинами бобров. На пробных площадях выше по течению от бобровой плотины (пр. пл. 4-6) таких четких закономерностей влияния вторичного подтопления на древостой, как на пр. пл. 1-3 мы не обнаружили. Вероятно, в отличие от рассмотренных выше участков, где основным определяющим фактором развития древостоев является неблагоприятный водный режим, на пробных площадях 4-6 заметную роль в состоянии древостоев играют другие факторы - внутри и межвидовая конкуренция, трофность участка и воздействие собственно лесоосушения.
Имеются данные, что в результате подтопления бобровыми плотинами происходит повышение ветровальности подтопленных древостоев (Naiman at al., 1988). В отношении осушенных древостоев мы такого не отметили. Например на пр. пл. 1 причиной гибели деревьев в основном является усыхание в результате подтопления и лишь 5 % деревьев погибли в результате ветровала. Вероятно, это связано с тем, что корневые системы всех древесных растений, произрастающих в условиях избыточного увлажнения являются поверхностными, и даже после проведения лесоосушительных работ глубина проникновения корней в торфяную залежь увеличивается незначительно (Вомперский, 1968). То есть деревья приспособлены к избыточному увлажнению, быстрого отмирания большей части скелетных корней при затоплении, как у древостоев на суходолах, не происходит и они остаются относительно ветроустойчивыми.
