Институт водных проблем Российской академии наук

СОВРЕМЕННЫЕ ВОДНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

Новикова Нина Максимовна

Москва 2015

ВВЕДЕНИЕ

Определение:Под водными экологическими проблемами понимается несоответствие потребностям человека влагообеспеченности – количества, качества или режима водных ресурсов на данной территории для жизнедеятельности или ведения хозяйства. Водохозяйственная деятельность направлена на решение водных проблем, но часто создает

Особенности подхода при изучннии:- территориальность;- антропо- и биоцентризм;- рассмотрение причинно-следственных связей.

Природа (причины) возникновения водных экологических проблем.- могут иметь естественную природу, а могут быть следствием деятельности человека- природный и антропогенный факторы могут как усиливать, так и ослаблять действие друг друга

(эффекты синергизма вследствие наложения однонаправленно действующих факторов).

Масштаб проблем от глобального – до локального

Почему такая лекция?

1. Водные экологические проблемы рассматриваются как с позиций гидрологии, так и с позиций геоэкологии. Гидрология – наука о воде. Геоэкология – наука о взаимоотношении природы и общества.

Задача гидролога – оценить, дать прогноз состоянию водных ресурсов. Задача геоэколога – оценить экологические последствия изменения водных ресурсов как ресурса и фактора с позиций состояния окружающей среды и жизнедеятельности человека.

2. Лекция рассчитана на аспирантов – гидрологов, поэтому ее цель общеобразовательная – на конкретных примерах дать общие представления о возможных экологических последствиях изменения водных ресурсов территории, а также деятельности человека по их преобразованию.

3. В нашем институте – ИВП РАН есть структурное подразделение – лаборатория Динамики наземных экосистем под влиянием водного фактора, в задачу которого входит изучение экологических последствий гидрогенной трансформации природной среды, установление:

- причин или агентов изменения водного фактора;- экологических механизмов на основе изучения причинно-следственных связей;- особенностей и закономерностей возникновения и протекания на основе изучения пространственно-

временного развития процессов; - стадий развития и их индикаторов.В итоге принято разрабатывать рекомендации по ослаблению или ликвидации негативных процессов или явлений.

Содержание лекции – рассмотрение конкретных примеров водных экологических проблем:

1. Региональные и локальные проблемы земледелия в условиях изменения влагообеспеченности - Угроза продовольственной безопасности страны при изменении климата 2. Современный гидроморфизм и подходы к его изучению - Современный гидроморфизм в подзоне южной тайги и трансформация биокомплексов - Локальный гидроморфизм в условиях богарного земледелия в степи - Орошаемое земледелие и сопутствующие негативные последствия

3 . Экологические последствия создания водохранилищ и проблема сохранения природных комплексов побережий

4. Экологические последствия водохозяйственных проектов - Аральская проблема

5. Проблема рыбопродуктивности южных рек (Волга, Дон)

6. Угрозы

1. Проблемы земледелия в условиях изменения влагообеспеченности

1.1. Проблема – угроза продовольственной безопасности страны при изменении климата.

Показатель - урожай зерновых культур, как основы с/х продукции.

Существенной особенностью сельского хозяйства России, обусловленной климатом является очень большое колебание урожайности зерновых культур по годам. Среднее значение колебания урожайности зерновых в главных производительных районах СССР составляла 25%.Низкая урожайность в сравнении с европейскими странами и ограниченный набор с/х культур связаны с коротким периодом вегетации и нехваткой тепла, а большие колебания урожаев по годам являются результатом крайне неустойчивого увлажнения.

В географическом положении сельское хозяйство России занимает крайнее северное положение. Костромская обл. соответствует малонаселенным северным районам Канады, а самый теплый Ставропольский край – северной части США. Наиболее типичный для России климат «гумидный континентальный» с равномерными (умеренными) осадками круглый год, прохладным летом и холодной зимой (31% территории нашей страны) соответствует климату некоторых районов Аляски. В США 35% территории имеют «гумидный умеренный» климат с обильными осадками круглый год, жарким летом и мягкой зимой. В ССР подобный климат занимал 0,5 территории вдоль побережья Черного моря. Западноевропейские страны находятся на широтах основных с/х районов России, но климат этих стран необычайно мягкий из-за утепляющего влияния Гольфстрима.

Проблема находится в центре постоянного внимания. Одна из полезных работ последних лет – историческая реконструкция динамики урожайности зерновых в России в ХХ веке в зависимости от погодных условий и аграрных программ, выполненная на основе статистических моделей (Дронин, 2014).

Показатели: реальная (1), климатическая (2) и трендовая (3) урожайность в ц/га

Анализ графика: в период 1976-1990 гг. была высокая корреляция между погодными условиями и урожайностью зерновых (r=0,71; P<0,01).

1976-1980 – средняя урожайность была выше благодаря благоприятным погодным условиям.

Все главные неурожаи были обусловлены : в 1979, 181, 1984 гг. – летними засухами. в 1977, 1980, 1982 гг. – слишком холодной и дождливой погодой летом.

Реальная (1), климатическая (2) и трендовая (3) урожайность в Российской Федерации в период 1990-2010 гг., ц/га

В этот период корреляция между урожайностью и погодными условиями была сниженной в сравнении с 1970 и 1980 гг. (r=0,65).

Потери урожайности, не связанные с климатом (политический фактор), составили 20%, что сравнимо с 1930-ми годами. Неблагоприятные погодные условия могли снизить среднюю урожайность на 4-6%.Погодный фактор обеспечил перелом в динамике урожайности после 2000 г. И скрыл продолжающийся кризис в сельском хозяйстве.

Восстановление российского сельскохозяйственного производства началось после 2006-2007 гг., когда влияние политического фактора стало положительным.

Период 1990-2010 гг.

  Температуры, оС Осадки, ммГодовые Летние Годовые Летние

Современный климат -5,2 12,9 457 187

Прогноз Сценарий Модель

2020 г.

SRES-A2HadCM3 -3,4 14,4 486 196

ECHAM4 -3,0 14,1 497 192

SRES-B2HadCM3 -3,1 14,9 497 198

ECHAM4 -2,4 14,7 497 186

2070 г.

SRES-A2HadCM3 -0,4 12,5 546 211

ECHAM4 0,9 17,4 540 194

SRES-B2HadCM3 -1,3 16,4 519 206

ECHAM4 0,1 16,7 527 192

Прогнозируемые параметры изменения климата в России в 2020 и 2070 гг.(Кириленко и др., 2004; Alcamo et al., 2007)

Сочетание изменения тепла и влаги в разных районах будет различным и определит изменения урожайности в каждом конкретном регионе.

Трансформация климата в России приведет к снижению потенциальной урожайности в южных регионах и заметному росту в северных и восточных, где производство с/х культур ограничено из-за недостатка тепла.Согласно динамическим моделям изменение климата в России незначительно повлияет на суммарное производство зерновых в стране, но увеличится риск засух в традиционной сельскохозяйственной зоне. Основные различия в позициях исследователей связаны с оценкой возможностей адаптации российского сельского хозяйства к меняющемуся климату.

Изменение климатообусловленной урожайности пшеницы к 2070-м годам, ц/га вследствие изменения климата (модель HadCM3, сценарий SRES-2A, Dronin, Kirilenko, 2008).

Использование гидротермических коэффициентов позволяет учесть интегральный экологический эффект изменения тепла и влаги Коэффициент увлажнения: КУ=Р/ЕО на территории Прикаспийского региона

Модели: GISS - 0,90GFDL - 0,84CCCM - 0,76UKMO - 0,74

Темными кружками показана зона пустыни (КУ<0,3)

По условиям увлажнения граница зоны пустыни в разных моделях изменяется неоднозначно Н.А. Шумова, 2005

Гидротермический коэффициент Селянинова: ГТК=10Р/ST – для территории Прикаспийского региона

Модели: GISS - 1,10

GFDL - 0,98CCCM - 0,88UKMO - 0,98

Темными кружками показана степная зона (ГТК=0,5-1,0)

Н.А. Шумова, 2005

Изучение крупнорегиональных водных экологических проблем и прогноз показателей их состояния является важным условием для обоснования стратегии и планирования развития отраслей хозяйства.

Достоверность оценок ожидаемых изменений исследуемых экологических и биологических показателей зависит главным образом от достоверности прогнозируемых климатических данных, в частности, от прогнозируемых величин температуры воздуха и осадков и их связи с биологическими показателями.

Прогресс в оценке изменения исследуемых элементов можно достичь в случае, если будет достигнут прогресс в построении сценариев изменения климата и развитии моделей адаптации российского сельского хозяйства к его различным вариантам.

№пп

Тип показателейПараметры,

за годХарактеристики

1

КлиматическиеОсадки, мм

Температура,оС

годовая сумма2 теплое и холодное полугодия3 весна, лето, осень, зима4 абсолютные минимальные температуры5 абсолютные максимальные температуры6 тренды по каждому показателю1

Гидрологические Речной сток

годовой объем – км3/год

2высота уровня воды в реке минимальная, максимальная, м абс.

3 амплитуда колебания уровня воды в реке, м абс.

1Гидрогеологическиеи гидрохимические

Грунтовые воды

глубина залегания, м2 химический состав (ионно-катионный состав)3 плотный остаток водорастворимых солей4 рН1

Эдафические Почвы

морфология (строение профиля)

2наличие и глубина залегания включений - индикаторов гидроморфизма

3 материнская порода

1

БиотическиеРастительность

Сообщество и его характеристика (ОПП, количество видов, экологическая структура, надземная фитомасса)

2Видовой состав и его характеристика (ПП, обилие, фитоценотип, экология).

3Звери и птицы

Видовой состав4 Численность

Показатели гидроморфизма

Для изучения природных и антропогенно обусловленных процессов и явлений в условиях переменной влагообеспеченности в лаборатории динамики наземных экосистем ИВП РАН сформировано представление о гидроморфизме и его показателях

Рассмотрение показателей в динамике (длинного ряда данных) дает возможность оценить как современное состояние, так и тенденции изменения, рассчитать скорелированность изменений факторов и биоты.

Современный гидроморфизм и подходы к его изучению

Северное Подмосковье: Талдомский и Сергиево-Посадский районы

• Дубненско-Яхромская низина - древняя ложбина стока ледниковых вод, окаймленная с юга холмистой моренной возвышенностью;

• умеренно-континентальный климат.• зональные почвы – дерново-под-

золистые и болотно-подзолистые. • зона южной тайги. • преобладают заболоченные леса

(ольхово-березовые, чернооль-ховые, сосновые) и болота (в том числе торфяники), а также сельскохозяйственные угодья (в основном сенокосы).

Физико-географические условия

Ж.В. Кузьмина

Современный гидроморфизм в подзоне южной тайги и трансформация биокомплексов

- основное потепление происходит в зимнее полугодие;- в сезонном распределении температур максимальные положительные изменения происходят зимой и весной (от 2.0 до 4.2С); - холодное полугодие также вносит основную долю в увеличение суммарных осадков;- но в сезонном распределении – абсолютное максимальное повышение увлажнения характерно для зимы и осени;- происходит значительное повышение абсолютных минимальных температур воздуха, т.е. сокращение заморозков;- при учете последних данных (2009-2011гг.)зафиксировано достоверное потепление летом (от 0,6 до 2.4С), которое пока в 2 раза меньше по амплитуде, чем для холодных периодов;- факт наличия потепления в зоне южной тайги установлен для всех периодови сезонов года.

Основные климатические тенденции в регионе исследований (зона южной тайги ЦЧР)

y = 0.014x - 16.223R2 = 0.1187

y = 0.0218x - 38.715R2 = 0.1976

y = 0.0319x - 68.7822 = 0.1402-10

-5

0

5

10

15

1935

1940

1945

1950

1955

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

t°C

r=0.37, Δ= 2.5°С, 31.2% холодный период (1-3, 11-12)

r=0.44, Δ= 2.6°С, 35.9% годовой период (1-12)

r=0.34, Δ= 0.77°С, 18.4% теплый период (4-10)

Изменение средней температуры в г.Старица (1935-2011 гг.)

y = 0.0414x - 90.541

y = 0.0357x - 66.339

-15

-10

-5

0

5

10

1933

1939

1945

1951

1957

1963

1969

1975

1981

1987

1993

1999

2005

2011

Изменение средней температуры в г.Переславль-Залесский (1933-2011 гг.)t°C

r=0.37, Δ=3.2°C, 30.4% (зима)

r=0.47, Δ=2.8°C, 34.2% (весна)

Основные гидрологические тенденции в регионе исследований (зоны южной тайги ЕТР)

- Для рек с нарушенным и с ненарушенным стоком региона исследований характерна общая тенденция сокращения амплитуды колебания уровней и расходов воды за счет снижения их максимальных паводковых и повышения их меженных значений.- Для рек с малым нарушением гидрологического режима характерно снижение заливания

поймы к 1980 году на 1-2 м и к 2011 году – на 1,5-3 м.- Для рек с нарушенным гидрологическим режимом характерно снижение заливания поймы к

1980 году на 1,7-2,0 м и к 2011 году – на 2,3-4 м.- Подобное снижение заливания означает прекращение поемного режима на верхних и средних уровнях поймы, занятых ценными пойменными лесами, заливными и суходольными лугами.

y = -0.0368x + 76.398R2 = 0.216

2

3

4

5

6

7

8

1920

1925

1930

1935

1940

1945

1950

1955

1960

1965

1970

1975

1980

Колебания уровня за год, м

Линейный (Колебания уровня за год, м)

мМноголетнее изменение амплитуды уровня воды в реке

Волга (г. Ржев) 1922-1980 гг.

r=-0.46 (n=53, a=0.001)

y = -0.0276x + 57.462

R2 = 0.2177

1

2

3

4

5

1935

1940

1945

1950

1955

1960

1965

1970

1975

1980

Колебания уровня за год, БС

Линейный (Колебания уровня за год, БС)

мМноголетнее изменение амплитуды уровня воды в реке Тьма

(с. Новинки) 1936-1980 гг.

r=0.47 (n=45, a=0.001)y = -0.2195x + 500.77

R2 = 0.0977

20406080

100120

1891

1897

1903

1909

1915

1921

1927

1933

1939

1945

1951

1957

1963

1969

1975

1981

1987

Q среднегодовой Линейный (Q среднегодовой)

Изменение среднегодовых расходов р.Bолги (с.Eльцы) 1881-1985 гг.

r=-0.31 (n=94, a=0.01)м3/c

р Ки

льм

а

• повышение залегания УГВ по годам;• высокая степень ожелезнения почв с

поверхности по всему профилю;• развитие поверхностного оглеения разной

степени (слабого-среднего) и сильного оглеения с глубины 50 см в пойме и на надпойменной террасе;

• ослабление и выпадение березы, осины, дуба, ели;

• смена разнотравно-осоково-рогозовых лугов и ивовых кустарниковых сообществ (Salix spp.) на высокотравные сорные луга (Cirsium arvense , Calamagrostis canescens; Filipendula ulmaria);

• общее заболачивание низкой и средней поймы;

Изменение экосистем в долине р. Кильма (условно-естественный

лесной профиль)С

Ю

Табл. 1. Этапы динамики лугово-кустарниковой растительности на средней пойме (2-ой ПУ) в зоне южной тайги в современных климатических условиях

Тип ра-ститель-ности

Лугово-кустар-

никовый

Факторы

Лесной Факторы

Лесной Факторы

Лесной*/ Лугово-

кустарни-ковый**

Экотоп

пойменный (типичный переменно

заливаемый)

зональный (типич-

ный неза-ливаемый)

Зональный (ти-пичный незали-ваемый)*/ Пой-менный (нети-пичный забо-лоченный)**

условно пойменный

(нетипичный заболочен-

ный)

Характер увлажненияэкотопа

мезофитно-гидроморф-

ный

суходоль-ный

суходольно-мезо-фитный*/мезоф.-гидроморфный**

гидромор-фно-мезо-фитный

При первичном мелиоративном осушении

Формация раститель-ности

Saliceta spp. (ивовая

смешанная)

1–

Betuleta pen-dulae (березы

повислой)

1+3–

Pineta sylvestris(сосновая)*

При вторичном мелиоративном обводнении после первоначального осушения

Формация раститель-ности

Saliceta spp. (ивовая смешанная)

1–

Betuleta pen-dulae (березы

повислой)

1+3–

Populeta tremulae

(осиновая)**

1+2+3–

Saliceta spp. (ивовая смешанная)

Воздействующие факторы: 1 – мелиоративное осушение, 2 – мелиоративное обводнение (серии плотин), 3 – условно-естественное изменение климата.

Локальный гидроморфизм в условиях богарного земледелия в степной зоне Ситуации современного гидроморфизма

Естественные ландшафтные позициипоймы, днища балок, западины

Зоны подтопления водохранилищ в т.ч. прудов, небольших запруд

Зоны подтопления населенных пунктов

Подтопление орошаемых территорий и

прилегающих к ним богарных земель

Локальное переувлажнение исходно автоморфных агроландшафтов при ведении систем сухого земледелия

АГЕНТЫ

БОГАРНОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Ирригация Гидротехническое строительство

Промышленное и коммунальное водопотребление

Агротехнические приемы влагонакопления

Землеустроитель-ная деятельность

заливание, подъем грунтовых вод, подтопление, вторичное засоление, размыв грунтов

локальное скопление вод в зоне аэрации, переувлажнение и засоление почв, подъем грунтовых вод

ПРОЦЕССЫ

ЯВЛЕНИЕ: НЕОГИДРОМОРФИЗМГИДРОМОРФНЫЕ ЛАНДШАФТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

Ирригационные Экотонные системы на побережьях

Урболандшафты «Мочарные» ландшафты на плакорах и склонах

Методический подход к рассмотрению

Район исследований

Ростовская область

Октябрьский район

Переувлажнение имеет характер очагов среди освоенных полей

Состояние посевов в условиях переувлажнения

Засоление почвы

Вымокание посевов

Недоразвитие растений

Обобщенная схема структуры комплексов современного гидроморфизма(элементарные ПТК)

5

посевы

посевы

тростники

сорнотравье

Запасы влаги под растительными сообществами,формирующимися в различных элементарных ПТК

0100200300400500600700800900

0 20 40 60 80 100 120 140

расстояние вдоль трансекты, м

Запа

с вл

аги,

мм

0-50 см 0-100 см 0-150 см 0-200 см

А Б ЕДГВ

Сообщества с доминированием:А- дурнишника обыкновенного Г- астры солончаковой Б- тростника обыкновенного Д- пырея ползучего В- тростника обыкновенного и пырея ползучего Е- бодяка обыкновенного

0100200300400500600700800900

1000

0 20 40 60 80 100 120 140расстояние вдоль трансекты, м

За

па

с в

ла

ги,

мм

0-50 см 0-100 см 0-150 см 0-200 см

А Б Г Д ЕВ

ВЕСНА ОСЕНЬ

очаги современного гидроморфизма в ландшафте

источник переувлажнения УГВ Минер. воды фации подтип почв степень гидроморфизма чернозем обыкн. регулярно- пульсирующий

луговато-черноземная усиленный лугово-черноземная усиленный почвенно-грунтовые воды 250 и > 4180 I - IV

черноземно- луговая усиленный

чернозем обыкн. соврем. эпизодический лугово-черноземная усиленный смешанное 100-250 2800 III, IV черноземно- луговая усиленный

Все компоненты очагов современного переувлажнения на плакорах юго-восточных отрогов Донецкого кряжа несут следы гидроморфизма:

- формируются почвы полугидроморфного и гидроморфного ряда с признаками вторичного засоления

- произрастает влаголюбивая солеустойчивая растительность

- минерализованные грунтовые воды присутствуют в почвенном профиле

Причины возникновения современного гидроморфизма в условиях богарных агроландшафтов

Природные предпосылки

- особенности строения почвенно-грунтовой толщи

наличие литологической неоднородности или внутреннего рельефа, водоупоры в пределах 5м

- геоморфологические

формирование условий накопления, перераспределения поверхностного стока за счет геоморфологических структур разного уровня - мега- мезо- микро- нанорельефа, как современного, так и древнего

- климатические

сезонная, годовая, многолетняя, вековая флуктуация метеорологических показателей – атмосферных осадков, температурного режима, испаряемости, радиационного баланса

Антропогенные причины

- землеустроительные

организация полей, грунтовых дорог, лесомелиоративные мероприятия, строительство дорог с твердым покрытием, прокладка магистралей, коммуникаций

- агротехнические

уничтожение естественных растительных сообществ, использование водорегулирующих приемов, направленных на перевод поверхностного стока во внутрипочвенный, неадаптированная структура посевных площадей, уплотнение почв

Предложения по землепользованию в районе развития современного гидроморфизма

1. Участки с первично встреченным проявлением

гидроморфизма предпочтительно не распахивать, а на

территории их водосборной части изменить

агротехнические приемы и севооборот

2. Вокруг длительно существующих

участков переувлажнения

отодвинуть границу

распахиваемой территории

в весенний период

3. На участках среднего и слабого

переувлажнения желателен

подсев многолетних

корневищных злаков,

имеющих кормовое значение

Орошаемое земледелие и сопутствующие негативные последствия

Региональные водно-экологические проблемы в условиях развития орошаемого земледелия слабо проработаны в плане их дальнейшего развития и рекомендаций в связи с прогнозируемыми изменениями климата.

Выполненное исследование в лаборатории динамики наземных экосистем позволяет выявить тенденции в направлении развития негативных процессов – подтопления и засоления почв.

На картографических материалах обозначены существующие территории орошаемых массивов и развития негативных процессов подтопления и засоления почв по состоянию на 1982-2006 гг. На их основании для всех субъектов ЮФУ рассчитан процент площадей, с развитием этих явлений.

На основании существующих тенденций изменения климатических параметров составлена карта опасности дальнейшего развития существующих негативных процессов под их влиянием. Просчитаны площади с развитием подтопления для разных субъектов ЮФУ.

Природные предпосылки к развитию негативных процессов при орошении

- равнинный рельеф,

- слабая дренированность,

- лессовидные, глинистые засоленные отложения морского генезиса

Антропогенный фактор - избыточные нормы полива, приводящие к подъему уровня грунтовых вод, подтоплению прилегающих земель и засолению почв

Территория Южного федерального округа

Распространение подтопленных земель под влиянием гидромелиорации

Карта «Опасность засоления почв ЮФО», авторы Е.И. Панкова, А.Ф. Новикова, М.В. Габченко, С.П. Евгеньева (Опасность …, 2008, с. 158)

Соотношение площадей разной степени подтопления в результате гидромелиорации (%) в разных субъектах ЮФО

Соотношение ЧС (%), вызванных подтоплениями по субъектам Южного Федерального округа (1992-2006 гг.)

Опасность переувлажнения и засоления земель под влиянием изменений климата

На основании карты подсчитано распределение территорий субъектов Южного Федерального округа с разной степенью опасности переувлажнения земель под влиянием изменений климата (%)

По проекту за период 2006 -2008 гг. опубликовано 38 статей, в том числе

3. Экологические последствия создания водохранилищ и проблема сохранения природных комплексов побережий

Для равнинных водохранилищ степной зоны:

- разработан методический подход к изучению комплексного влияния водохранилищ на побережье на основе использования концепции блоковой организации экотона «вода-суша»

- предложена методика выделения границ блоков экотонной системы

- усовершенствована методика топо-экологического профилирования для целей мониторинга процессов в зоне влияния водохранилища

- разработана система индикаторов гидрогенной динамики и подходы к оценке глубины и степени трансформации природных комплексов побережий

- рассмотрено зарастание обнажающегося дна водохранилища и возможность поэтапного спуска водохранилища

Водохранилища

Цимлянское

Краснодарское

Пролетарское

Веселовское

Обследованные водохранилища

Структура экотона "Вода-суша"

Полночленная экотоннная система, разработанная

В.С. Залетаевым (Залетаев, 1997), включает блоки:

1. Аквальный2. Амфибиальный

(флуктуационный)3. Динамический4. Дистантный 5. Маргинальный

5

12

3

4

5

СУББОРЕАЛЬНЫЕ УМЕРЕННО КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ Степные Типично – степные (настоящие степи)Аллювиальные аккумулятивные с массивами лугов, широколиственных лесов и темнокаштановыми солонцеватыми почвами. 239а Поймы и низкие террасы 239б Надпойменные террасы крупных рек239в Высокие террасы СухостепныеАллювиальные аккумулятивные с широколиственными лесами и тростниковыми болотами и с темнокаштановыми солонцеватыми почвами. 251а Поймы и низкие террасы

Лессовые аккумулятивные с участками злаковых и полынныхстепей и каштановыми солонцеватыми почвами255о Равнины плоские и пологоволнистые, с широкими балками Лессовые аккумулятивно-денудационные участками злаковых и полынно-злаковых степей и с темнокаштановыми солонцеватыми почвами255х Равнины пологоволнистые с балками в придолинных частях255ц Равнины пологоувалистые с глубокими балками, оврагами255ч Равнины плоские, с глубокими балками Смешанного происхождения аккумулятивно-денудационные с участками злаковых степей и темнокаштановыми солонцеватыми почвами256 б Равнины холмисто-грядовые, с балками, оврагами, оползнями,

Легенда к ландшафтной карте СССР М 1:2 500 000

Мин-во геологии. Москва 1987 г.

Автор рисунка А.В. КутузовЛандсат ТМ - ? Год, дата?

-2

-1

0

1

2

3

4

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

НПУ19.06.2006

18.07.2004

23.08.2008

23.08.2009

скв. 1Гскв. 1В

скв. 1Б скв. 1А

скв. 1

скв. 2скв. 3 скв. 4

скв. 5

0

400

800

1200

1600

2000

1 2 3 4 5 6

г/м2

точкиЦП6

1. Маревое

2. Наземновейниково - чернотополевое

3. Зубровково – наземновейниково - чернотоплевое

4. Колючесолодково - чернотополевое

5. Вейниково-тростниково-чернотополевое

6. Разнотравно-вязовое

Фитомасса

ЦП 6

Длительность паводкового заливания основных высотных отметок (БС)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

32 33 34 35 36 37

Уровень (м)

Дли

тель

ност

ь (д

ни)

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

СУММА

32

32,5

33

33,5

34

34,5

35

35,5

36

36,5

0 2 4 6 8 10 12

2004 2006 2008 2009 2010 2011

Месяц

Н, м БСИзменение уровня воды водохранилища в годы наблюдений

Год 2004 2006 2008 2009 2011

Дата, д-д.м.

15-25.7

18-22.6 18-22.8 14-26.813-24.8

Уровень, м 35.3 35.6 34.7 33.5 32.6

НПУ

берег

Положение профиля на космоснимке

ОПРЕДЕЛЕНИЕ границ блоков – разного вида воздействия водохранилища на прилегающие территории

30

32

34

36

38

0 20 40 60 80 100

1 2 3 4 5

Н, м БС

Р, %

I

II

III

IV Условные обозначения

1 – абсолютные максимальные значения за год; 2 – абсолютные минимальные значения. Квадрат на графике – 50% обеспеченность.

3-5 – границы блоков экотона.

Блоки экотона для Цимлянского водохранилища

I - Аквальный (никогда не обнажается) – 30.8 м

II - Амфибиальный (зона сработки) – 30.8 – 35.4 м

III - Динамический (краткое заливание) – 35.4 -36.0 м

IV - Дистантный (не заливается) - > 36.0 м, УГВ до 3 м

Обеспеченность заливания высотных отметок побережья Цимлянского водохранилища:

Протяженность блоков – зон разного воздействия водохранилища

Блоки: 2 – Длительного затопления- сработки в вегетационный период (амфибиальный);

3 – Кратковременного заливания (динамический);

4 – Подтопления (дистантный)

0 200 400 600 800

2456

111217181921

2 3 4

Ном

ер п

роф

ил

я

м

050

100150200250300350

35 36 37 38 39 40

УГ

В, с

м

Н, м

3 4

3

4

5

6

7

8

9

10

35 36 37 38

Н, м. БС

г/л 3 4Глубина залегания грунтовых вод

Минерализация грунтовых вод

3 – динамический блок4 – дистантный блок

№ Показатели Экологические критерии1 Длительность и

частота заливания10 до 15 дней и не ежегодно – слабое; 16-40 дней, ежегодно – среднее;более 40 дней ежегодно – сильное.

2 Грунтовые воды сильного подтопления 0,3-1 м; умеренного подтопления – 1,25 м слабого подтопления – от 2,5 до 5(6) м.

3 В почвах повышенная мощность гумусового горизонта (А+В) для луговато- и луговых почв более 130 см; для влажно-луговых более 100 см;- глубины горизонтов с развитием признаков современных окислительно-восстановительных процессов в виде гидроокисных пленок железа (охристых пятен); сизоватости, включения марганцево-железистых новообразований: от 1 до 2 м - слабое проявление лугового процесса; под гумусовым горизонтом, в слое 50-80 см – активный луговый процесс; - развитие глеевого процесса; - для степной зоны – глубина залегания первичного и вторичного гипса, свидетельствующие об уровне поднятия капиллярной каймы грунтовых вод; присутствие карбонатной плесени или размытых палевых пятен белоглазки (CaCO3).

4 В растительности - изменение экологического типа растительности на основе характеристик представленности (соотношения) видов разных экологических групп по отношению к водному фактору и доминирования (гигрофиты, гидрофиты, мезофиты, ксерофиты), а также по отношению к типу водного питания (фреатофиты, трихогидрофиты, омброфиты) и засолению почв (мезофиты, мезогалофиты, галофиты);- виды-индикаторы водного режима (подтопления и затопления)

5 В животном населении

Изменение численности и плотности популяций индикаторных групп

Индикаторы гидроморфизма и их экологическое значение

Динамика численности и пространственного распределения млекопитающих под влиянием природных и антропогенных факторов в зоне влияния горнотаежного

водохранилища

Основные факторы воздействия на животное население в верхнем бьефе

водохранилища

Зейское водохранилище на р. Гилюй С.А. Подольский

1. Зона постоянного затопления

2. Экотонная система

побережья 3. Зона дистанционного

воздействия

Верхний бьеф Нижний бьеф

Основные блоки природно-техногенной системы

4. Зонанезамерзающей

полыньии ее воздействия

5. Изменение режима стока

Этапы трансформацииЭтап Содержание Длительность лет Основные факторы Процессы трансформации зоокомплексов

I Строительство гидроузла 10 Запланированная трансформация, браконьерство

Миграции и массовая гибель от браконьеров (1)

II Быстрое заполнение 4-5 Заливание новой суши Миграции и массовая гибель от затопления (1), временные концентрации в 3 зоне

III Медленное заполнение до достижения проектной отметки уровня

10-12 Перестройка режимов среды в зоне воздействия

Изменение численности, видового состава, доминирования (1-5)

IV Начало стабилизации 5 Функционирование в измененном режиме

Неполное восстановление структуры и численности (1-5)

V Стабильное функционирование и аномалии

Время работы гидроузла

Аномалии климатических и инженерно-геологических процессов

Резкие ответные реакции на аномальные явления (1-5)

Схема организации наблюдений для оценки влияния Зейского водохранилища на модельные виды животных

Обозначения:• 1 - «опытные» наблюдения на

побережье водохранилища• 2 – «контрольные» наблюдения вне побережий крупных водоемовОсновной объем использованных данных:Общая протяженность маршрутов ЗМУ

за 1986-2010 гг. - около 6000 кмОбщее количество площадок учета

«многодневным окладом» – 10 площадок суммарной площадью около 6700 га (ежегодно отрабатывалось 3-5 площадок суммарной площадью не менее 2,5 тыс. га

Данные государственного учета охотничьих животных в Амурской области за 1986-2010гг.

Данные Зейской ГМО о суммарном количестве осадков мая-июня с 1981 по 2010 г

Данные Зейского заповедника о средней величине снежного покрова на различных участках и по всей территории

Подход к дифференцированной оценке воздействия природных и антропогенных факторов на животное население на основе модельных видов (динамика плотности населения кабарги)

1981-82

1983-84

1985-86

1987-88

1989-90

1991-92

1993-94

1995-96

1997-98

1999-00

2001-02

2003-04

2005-06

2007-08

2009-100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

особей /1000 га

Зейский заповедник

1 – побережье водохранилища «опыт»2 – вне побережья«контроль»3 – вся территория заповедника4 – сумма осадков мая-июня сглаженная методом 5-и летней скользящей средней

Амурская область

Перевод абсолютных показателей

численности в баллы

.

Обозначения: 1- границы краев и областей; 2 - зона затопления при нормальномподпорном уровне (н. п. у.) 256 м.; 3 - зоны повышенной численности животных; 4 - зоныпониженной численности животных; 5 - места кратковременных концентрацийкопытных; 6-10 - места обитания редких видов животных: 6 - гималайский медведь, 7 -дикуша, 8 - черный журавль, 9 - кабарга, 10 - северный олень; 11 - 13 - миграционныепереходы копытных: 11 - переходы в обход водохранилища, 12 - переходы в зоневлияния незамерзающей полыньи, 13 - переходы, нарушенные водохранилищем; 14 -изолированные группировки ленка, 15 - места эпизодических концентраций хариуса,ленка и тайменя; 16 - 18 - редкие и уникальные природные комплексы: 16 - коренныепихтово-еловые леса, 17 - кедровые и кедрово-дубовые леса, 18 - дубовые и дубово-черноберезовые леса; 19 - 20 -места возможных техногенных нарушений природныхкомплексов: 19 - рубка леса, 20 - разведка и добыча полезных ископаемых.

Прогноз основных тенденций изменений экосистем в зоне влияния Бурейского водохранилища, основанный на выявленных закономерностях при мониторинге Зейского водохранилища оказался очень близким к реальности и позволил обосновать систему ООПТ

Пуск Бурейской ГЭС, 2003 г.

48-420 с.ш.

55-65 0 в.д.

4. Экологические последствия крупнорегиональных водохозяйственных проектов - Аральская проблема

На графике видна связь между увеличением площади орошаемых земель и сокращением притока воды к морю и уменьшением его площади в период с 1960 по 1990 гг.

Орошаемые земли

Приток воды к морю

Левая ось – площадь моря и приток воды Правая ось – площадь орошения

Изменение водного баланса в бассейне Аральского моря

Изменение притока речной воды в море Амударьи (а) и Сырдарьи (б), осадков (с) и испарения с поверхности моря

Изменение минерализации морской воды

0

10

20

30

40

50

60

70

1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

g/l

Aral Sea (Aktumsyk) Minor Sea

Данные Н.В. Аладина St. Petersburg.

Обсыхание морского дна во времени

Prepared by Rainer Ressl, DLR, Germany

Цвет обозначает площадь дна, обсохшую в определенный период времени

1964 – U.S. CORONA SPY SATELLITE

1976-NOAA? 1987 – LANDSAT TM

2003 – MODIS/TERRA2001 – MODIS/TERRA

SATELLITE IMAGERY TRACKS THE ARAL’S DRYING

1997 – NOAA - AVHRR

Prof. Ph. Micklin

Sudochye

Mezhdurechiye

Dumalak

Dzhilterbas

Muynak Rybatskiy

Outflow to Aral sea

Озера, заполняемые в дельте Амударьи речной водой и поступление воды в море

(Большой Арал)

Дельта Амударьи и обсохшее дно моря, 22 июня 2003 г.МОДИС, условное цветовое изображение, разрешение 250м.

Тугайный тип растительности, формирующийся на прирусловых валах вблизи речного русла

Populus pruinosa

Деревья и кустарники, доминирующие в тугаях

Populus ariana

Tamarix ramosissima - subdominant

Elaeagnus angustifolia

Tamarix laxa

Сообщества галофильных кустарников, формирующиеся в межрусловых понижениях

Halostachys belangeriana

Haloxylon aphyllum, Tamarix ramosissima

Доминанты

Halimodendron halodendron

Сукцессионная схема растительных сообществ для дельты Амударьи

Для Южного Приаралья отмечается увеличение годовых сумм атмосферных осадков, с наличием значимых трендов (r=0,36-0,39, при =0.95-0.99%); выявляется два периода повышенного (1962-2004 гг.) и пониженного (1937-1961гг) выпадения атмосферных осадков. Наибольшие изменения в годовом и сезонном распределении атмосферных осадков отмечаются после 1990 года, а, в 2002-2004 гг. года норма месячного количества осадков повышается в 2-10 раз.

В естественных условиях в годы с большим количеством осадков происходит рассоление автоморфных солончаков, особенно в первом метровом слое почвы, при этом структура солевого профиля изменяется слабо.

ГИС Южного Приаралья включает 8 слоев, которые могут быть представлены как карты

Layer “Ground water table”

Layer “Lithlogy”

Layer “Genetic types of relief”

Мониторинговые исследования по трансформации природных комплексов дельт рек Амударья и Сырдарья и обсохшего дна моря, поддерживаемые ЮНЕСКО, прекращены в 2002 г.

В настоящее время исследования ведутся только учеными Казахстана .

Экосистема малого моря на территории Кзахстана, куда поступают воды Сырдарьи,восстановилась.

Таблица - Сокращение нерестилищ плотинами, %Ихтиофауна Реки

Волга Дон Кубань

Белуга 100 100 100

Осетр 80 80

Севрюга 60 50 100

Первопричиной крайне негативного влияния на экосистемы рек, включая ихтиофауну, явилось строительство гидроэлектростанций и создание водохранилищ, развернувшееся с 40-50-х гг. ХХ века. Воздействие плотин в бассейнах южных рек привело, прежде всего, к деформации стока и потере нерестилищ.

Таблица – Сокращение нерестилищ плотинами, %

5. Проблема рыбопродуктивности южных рек (Волга, Дон, Кубань)

Действующие до настоящего времени Правила имеют существенный недостаток: в них отсутствует экологическая компонента (определение экологического стока и экологического попуска из водохранилищ, при которых сохраняется способность природных комплексов к. самовозобновлению и самоочищению), а интересы рыбохозяйственной отрасли учитываются по остаточному принципу. Именно эти обстоятельства, как показал 60- 80-летний опыт эксплуатации водохранилищ, с точки зрения водообеспеченности рыбного хозяйства, дали существенный сбой в системах управления водными ресурсами, привели к подрыву устойчивости водных экосистем.

Действующие до настоящего времени Правила управления попусками имеют существенный недостаток: в них отсутствует экологическая компонента (определение экологического стока и экологического попуска из водохранилищ, при которых сохраняется способность природных комплексов к самовозобновлению и самоочищению).

Именно эти обстоятельства, как показал 60- 80-летний опыт эксплуатации водохранилищ, с точки зрения водообеспеченности рыбного хозяйства, дали существенный сбой в системах управления водными ресурсами, привели к подрыву устойчивости водных экосистем.

Годы Всего В том числе

Осетровые

Судак Лещ Тарань Прочие проходные, полупроходные и

пресноводные

1936 (максимальные) 167,20 6,50 73,80 46,40 18,10 22,40

1930-1952 (ср. до зарегулирования)

76,12 3,22 31,15 20,55 6,65 14,55

1953-1971 (годы формирования нового режима)

13,15 0,50 5,10 1,84 2,74 2,98

1972-1977 (ср.за период осолонения)

11,42 1,034 2,79 2,18 2,16 3,24

1953-2009 (ср. после зарегулирования)

12,97 0,82 4,09 2,12 2,11 3,82

2006-2009 (средние) 1,24 0,002 0,311 0,045 0,14 0,74

Уловы ценных видов рыб в Азовском бассейне, тыс. т

Уловы основных промысловых видов рыб в Волго-Каспийском промысловом районе по периодам (тыс. т.)

УУловы воблы в среднем сократились в 10,4 раза, судака, сазана и леща соответственно в 15,4; 3,7 и 1,6 раза. При этом популяции судака, воблы и сазана близки к исчезновению, хотя раньше они являлись массовыми видами рыб Волго-Каспия.

При осолонении моря резко сокращается прирост запасов, обусловленный увеличением весеннего стока реки. Даже возрастание весеннего стока до 20 км3 и более не приводит к росту запасов

промысловых рыб при данной солености

Зависимость запаса леща от объема весеннего стока Дона и солености Азовского моря

Эмпирическая связь запаса леща и донского судака

Увеличение запасов рыбы

на млн.шт

Соленость моря, ‰;

9-10,4 10,5-11,5 11,5 11,5

возрастание стока с 6 до 16 км3 возрастание стока до 20 км3

Лещ 330 290 50 50

Судак 350 310 60 60

Рекомендуемые рыбохозяйственные попуски воды в низовья Волги в годы с различной обеспеченностью стока, тыс. м3 /c/км3

(Катунин и др., 2001г.)

Продолжительность половодья изменяется в пределах 73-49 суток, а максимальный уровень воды по водопосту Астрахань находится в интервале 565-530 см.

Месяц Декады Обеспеченность стока за II квартал

<50% 50% 75% 95%

Объем стока за II квартал

130 120 110 90

Апрель 1 6,0/5/2 6,0/5,2 6,0/5,2 4,5/3,9

2 6,1/5,3 6,1/5,3 6,1/5,3 4,5/3,9

3 12,5/10,8 12,5/10,8 12,5/10,8 10,5/9,1

Ср.мес. 8,2/21,3 8,2/21.3 8,2/21,3 6,5/16,9

Май 1 23,4/20,2 23,4/20,2 22,4/19,4 23,0/19,9

2 24,3/21,0 24,3/21,0 24,5/21,2 19,2/16,9

3 21,0/20,0 21,0/20,0 18,3/17,4 18,0/17,1

Ср. мес. 22,7/61,2 22,7/61,2 21,6/58,0 20,0/53,6

Июнь 1 21,0/18,1 21,0/18,1 17,9/15,5 12,5/10,8

2 20,7/17,9 15,5/13,4 11,5/9,9 5,3/4,6

3 13,5/11,7 7,0/6,1 6,5/5,6 5,0/4,3

Ср.мес. 18,4/47,7 14,5/37,6 12,0/31,0 7,6/19,7

Продолжительность половодья изменяется в пределах 73-49 суток, а максимальный уровень воды по водопосту Астрахань находится в интервале 565-530 см.

Рекомендуемые рыбохозяйственные попуски воды в низовья Волги в годы с различной обеспеченностью стока, тыс. м3 /c/км3

(Катунин и др., 2001г.)

Эколого-рыбохозяйственный попуск р.Дон 50% обеспеченности в Азовское море (а) и интенсивность нерестового хода донских рыб (б)

Выводы

Ныне действующие Правила использования водных ресурсов не учитывают гарантированные объемы и режим весенних попусков для условий нереста рыб в низовьях рек (хотя для южных рек эколого-рыбохозяйственные попуски разработаны), также как и требования рыбного хозяйства к уровенному режиму собственно водохранилищ. Для реализации эколого-рыбохозяйственных попусков необходим новый поход по изменению режима работы Волжско-Камского каскада ГЭС с учетом суммарной полезной емкости основных водохранилищ каскада, введения элементов многолетнего регулирования режимом работы водохранилищ, уточнения методики предварительного гидрологического прогноза притока воды в водохранилища и разработка Единых правил использования водных ресурсов водохранилищ.

Пересмотр Схем комплексного использования и охраны водных ресурсов рек, питающих южные моря, внедрения инновационных технологий по биотехнике развития аквакультуры, в т.ч. искусственного воспроизводства ценных видов рыб.

Требуется проведение комплекса организационных мер по разблокированию водотоков от искусственных дамб и дорожных насыпей, восстановление гидрографической сети в Волго-Ахтубинской пойме и установление режима специального хозяйствования в зонах периодического затопления на пойменных нерестилищах и нерестилищах в дельтах и низовьях рек, не допускающего на них размещения объектов капитального строительства и производства работ, негативно влияющих на запасы рыб и других водных животных и среду их обитания.

УГРОЗЫ

Наиболее тревожной в настоящее время является проблема внутренних водоемов

Наиболее серьезной и по-видимому не решаемой является проблема восстановления рыбного хозяйства (разнообразия и богатства ихтиофауны) рек южных районов нашей страны.

Проблема восстановления Аральского моря даже не обсуждается, но эта возможность не исключается.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ !

49.35-49.43° с. ш. 46.75-46.84° в. д.

Lake EltonRUSSIA

KASAKHSTAN

Динамика экосистем Северного Прикаспия при изменении климата и антропогенных нагрузок

y = 0,1584x - 28,783 y = 0,5804x - 996,13y = -0,5686x + 1254,3

0

100

200

300

400

500

600

1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

годовая сумма средняя за много летТеплый период (4-9) Холодный период (10-3)Линейный (годовая сумма ) Линейный (Теплый период (4-9))Линейный (Холодный период (10-3))

r = 0,037 r = 0,14r = 0, 17

год теплыйхолодныймм

y = 0,0019x - 3,2844

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020

ГТК граница лесостепи и степи

граница степи и пустыни Линейный (ГТК)

r=13

Климатические условия Средняя температура воздуха, оС

ОСАДКИ

Периоды ГодХолодный

периодТеплый период

1951-1959 6,2 -5,4 18,1

1960-1969 7,1 -3,9 17,8

1970-1979 7,2 -3,8 18,0

1980-1989 7,2 -3,5 18,0

1990-1999 7,5 -3,0 18,0

2000-2008 8,6 -1,4 18,7

ИТОГ +1,95 +3,26 +0,66

16

23

ГТК

ОСАДКИ: среднегодовая сумма 295 ммтеплый период - 161 мм, холодный – 134 мм

Традиционные представления о строении солонцового комплекса Большаков, Боровский, 1937; Мозесон, 1952; Каменецкая, 1952; Роде,

Польский, 1961

СН – солонец

Ксн – светло-каштановая солонцеватая почва

К1 - светло-каштановая почва

Кл – лугово-каштановая почва

Светлокаштановая почва (горизонт А) под ромашниковым (Tanacetum achilleifolium) сообществом.

Солонцовая почва под чернополынно- прутняковым (Kochia prostrata-Artemisia pauciflora) сообществом

Лугово-каштановая почва (горизонт А) под пустынножитняковым (Agropyron desertorum)сообществом.

СОЛОНЦОВЫЙ КОМПЛЕКС

Средняя валовая продукция растительности за 50 лет прямых наблюдений

Суммарная 15,5 ц/га

Солончаковые солонцы 9,7

Светло-каштановые почвы 13,5

Лугово-каштановые 29,7

Продуктивность растительных сообществ солончакового солонца:

1 – общая; 2 – черной полыни; 3 - прутняка

Изменение уровня грунтовых вод (3) и верхней границы капиллярной каймы (4)

Данные Джаныбекского стационара

ПЕРВИЧНАЯ ПРОДУКЦИЯ

ЛЕГЕНДА

Растительные сообщества на микроповышениях: 1 – Camphorosmeta monspeliacae (камфоросмовая); 2 – Kochieta prostratаe (Прутняковая); 3 – Leymusieta ramossimae (Острецовая); 4 – Agropyreta desertorae (Пустынножитняковая); Растительные сообщества на склонах 5 – Tanaceta achilleifoliae (Ромашниковая); 6 – Festuceta valesiacae (Типчаковая); 7 – Stipeta capillatae (Ковылковая); 8 – Yurinieta multiflorae (Юринеевая); 9 – Potentillieta bifurcae (Лапчатки двувильчатой);10 – Galatellieta villosae (Шерсистогрудницевая); Растительные сообщества микропонижений: 11 – Amugdalieta nanae (Миндалевая); 12 – Spiraeaeta hypericifoliae (Зверобоелистноспирейная); 13 – Stipeta capillatae (Тырсовая); 14 – Medicagieta romanicae (Люцерновая); 15 – Gramineaeta (Злаковая); 16 – Agropyreta pectinatae (Гребневидножитняковая); 17 – Carexeta stenofillae (Осоковая); 18 – Участки без растительности

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ

Масштаб 1: 250 Н.М. Новикова, Н.А. Волкова

Аrt

emis

ia p

auci

flora

Koc

hia

pros

trat

a

Ane

urol

epid

ium

ram

osum

Pyr

ethr

um a

chill

eifo

lium

Agr

opyr

on d

eser

toru

m

Fes

tuca

sul

cata

Koe

leria

gra

cilis

Stip

a ca

pilla

ta

Stip

a le

ssin

gian

a

Car

ex u

rale

nsis

Crin

itaria

vill

osa

Jurin

ea m

ultif

lora

Med

icag

o ro

man

ica

Gal

ium

rut

heni

cum

Agr

opyr

on c

rista

tum

Gra

min

ea

Ely

trig

ium

rep

ens

Spi

rea

hype

ricifo

lia

Poa

bul

bosa

Art

emis

ia a

uast

riaca

Pet

rosi

mon

ia t

riand

ra

Lepi

dium

per

folia

tum

Fal

caria

vul

garis

Аrtemisia pauciflora Kochia prostrata 1 2 3 4 5 44Aneurolepidium ramosumPyrethrum achilleifolium 6 7 8 10 11Agropyron desertorum 9 12Festuca sulcata 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22Koeleria gracilisStipa capillata 23 24 25 26 27 28 29Stipa lessingiana 30 31 32Carex uralensis 33 34 35Crinitaria villosa 36 37Jurinea multifloraMedicago romanica 38Galium ruthenicum 39Agropyron cristatum 40Graminea 41Elytrigium repens 42Spirea hypericifolia 43Poa bulbosa 45Artemisia auastriacaPetrosimonia triandra 46Lepidium perfoliatum 47Falcaria vulgaris 48

Условные обозначения:2003 год 2 пустынные; 6 полупустынные 31 степные 2 луговые 5 сорные

1950-е 2 пустынные; 5 полупустынные 25 степные 1 луговые 3 сорные

СИНТАКСОНОМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА РАСТИТЕЛЬНОСТИ

Компоненты солонцового комплекса

1 2 3

1 41 43* 19*

2 45** 51 37*

3 35** 46** 80

1-3 – элементы микрорельефа солонцового комплекса:

1 – микроповышения, 2 – склоны, 3 – западины;

* – сходство видового состава растительных сообществ в 1950-е годы; ** - в 2000-е годы.

Курсивом указано сходство видового состава сообществ на одном и том же элементе рельефа в 1950-х и в 2000-х годах.

ИЗМЕНЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ РАСТИТЕЛЬНОСТИ

ПОКАЗАТЕЛИ РАСТИТЕЛЬНОГО

СООБЩЕСТВА

КОМПОНЕНТЫ СОЛОНЦОВОГО КОМПЛЕКСА

Прутняковые чернополынники на

солонцах

Ромашниковые на светло-каштановых

почвах

Разнотравно-злаковые на лугово-каштановых почвах

Всего видов 30 40 64

Количество видов на площадке 12 16 27

Общее проективное покрытие, % 30-40 60-70 70-100

Продуктивность, (возушно-сухой

вес), г / м2112-109 153-148 235-330

ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНОСТИ КОМПОНЕНТОВ СОЛОНЦОВОГО КОМПЛЕКСА НА ЗАПОВЕДНОМ УЧАСТКЕ

1

2

3 4

0

40

80

120

160

200

0 500 1000 1500 2000

Расстояние, мОт

но

си

тел

ьн

ая

вы

со

та

, см

1 2 3 4

A БВ

Г Д Е

ЖЗ

Без выпаса

Слабый

Перевыпас

Умеренный

4

3

2

1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0 500 1000 1500 2000Расстояние, м

Вы

сота

рас

тен

ий

, м

y = -8E-05x + 0.1762

r = -0.50

Изменение высоты растений вдоль трансекты от заповедного участка к участку с перевыпасом

α =0,001

ТЕСНОТА СВЯЗИ ПАСТБИЩНОЙ НАГРУЗКИ С ВЫСОТОЙ РАСТЕНИЙ

0

4

8

12

16

20

0 500 1000 1500 2000Расстояние, м

Кол

-во

видо

в, е

д.

y = -0.0019x + 7.0316

r = -0.53 α =0,001

ТЕСНОТА СВЯЗИ ПАСТБИЩНОЙ НАГРУЗКИ С ВИДОВЫМ БОГАТСТВОМ

УЧАСТКИ

ХАРАКТЕРИСТИКИ СООБЩЕСТВ

ОПП,%

Высота растений

, смКоличество

видовЗапасы

фитомассы, г/м2

Заповедный1

20-60 10-30 4-8 130 (60/200)

Слабый выпас

2

30-60 5-30 4-12 70 (50/90)

Умеренный выпас

3

20-60 5-10 3-5 50 (40/60)

Перевыпас, скотосбой

4

10-60 2-10 2-4 35 (30/40)

ИЗМЕНЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ ПРИ УСИЛЕНИИ ПАСТБИЩНОЙ НАГРУЗКИ

УчасткиРастительные сообщества на основных элементах рельефа

повышения склоны западины

Заповедный1

Kochia prostrata-Artemisia pauciflora полынно-солянковая, высокой кормовой ценности

Tanacetum achilleifolium-Festuca valesiaca, Leymus ramosus

Festuca valesiaca-Agropyron desertorum- Mixteherbosa; Stipa sareptana и др.

Слабый выпас

2

Kochia prostrata-Camphorosma monspeliacum

Tanacetum achilleifolium-Festuca valesiaca

Festuca valesiaca-Mixteherbosa

Умеренный выпас

3

Kochia prostrata-Creatocarpus areanaria

Festuca valesiaca-Ceratocarpus arenaria

Fastuca valesiaca; Artemisia austriaca

Перевыпас, скотосбой

4

Petrosimonia triandra-Kochia prostrata; Ceratocarpus arenaria-Kochia prostrata; участки без растительности

Lepidium ruderale-Ceratocarpus arenaria-Festuca valesiaca; участки без растительности

Artemisia austriaca- Carex supina- Ceratocarpus arenaria

ПРЕОБЛАДАЮЩИЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА В УСЛОВИЯХ ВЫПАСА РАЗНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

Группы видов по-разному относящиеся к выпасу скота (1-4 – участки; + присутствие, – отсутствие вида).

Временные передислокации орнитокомплексов при обсыхании водоемовВнутренние экологические коридоры.

(полное пересыхание Ханаты)Ханата

Деед-Хулсун

2008г. маловодный)

Чограйское вдхр.

2010г. (многоводный)

Маныч-Гудило

2009г. (маловодный)(сброс воды в Чограйском вдхр. из-за ремонтных работ на плотине)

(сентябрь, начало сезона охоты, фактор беспокойства)

Шаповалова И.Б.

колония кудрявого пеликана и большого

бакланаресп. Калмыкия,

Яшкульский районОз. Деед-Хулсун

(май 2010г.)

Было в 2010г.

июнь 2011г.Оз. Деед-Хулсун,

тот же остров

Брошенная кладка, после подъема воды на водоеме

Искусственный подъем воды на Деед-Хулсун, июнь 2011

Болтуны (яйца с погибшими зародышами) разных видов птиц на острове

Естественные существующие глобального масштаба – зональность.Может быть как зонально обусловенный недостаток – степи и пустыни, так и избыток – зоны тайги и тундры Пульсации – изменения климатаЕстественные причины возникновения водных экологических проблем:изменение климата (годовых сумм осадков, режима внутри года, изменение годовых температур и их режима внутри года? изменение режима Маштаб проблем от глобального – потепление климата, до локального – изменение запасов влаги в почве по причине Решение проблем – водохозяйственная деятельность. Мелиорация, территориальное перераспределение водных ресурсов

Недостаток водных ресурсов: