Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Повышение устойчивости лесов в зоне подтопления Чебоксарского водохранилища

Покупка
Артикул: 786584.01.99
Доступ онлайн
500 ₽
В корзину
Представлены результаты исследований изменения экологоресурсного потенциала насаждений в зависимости от подзон подтопления Чебоксарского водохранилища. Выявленные изменения таксационных и лесопатологических характеристик, установленные закономерности формирования случайного отпада, а также коэффициенты жизнеспособности, стабильности состояния, агрессивности, вирулентности и патогенности патологических факторов и др., определенные для каждой из выделенных зон подтопления, послужили основанием для установления способов повышения устойчивости и защитных свойств подтопленных лесов, что необходимо для ведения лесного хозяйства в условиях избыточного абиотического воздействия. Для исследователей, научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов лесохозяйственного и экологического профилей.
Захаров, А. В. Повышение устойчивости лесов в зоне подтопления Чебоксарского водохранилища : монография / А. В. Захаров, И. А. Алексеев. - Йошкар-Ола : Поволжский государственный технологический университет, 2016. - 204 с. - ISBN 978-5-8158-1743-2. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1894314 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
 
 
 
 
 
 
 
 
 

А. В. Захаров 
И. А. Алексеев 

 
 
 
 

ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЛЕСОВ 

В ЗОНЕ ПОДТОПЛЕНИЯ 

ЧЕБОКСАРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА 

 
 

Монография 

 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2016 

УДК 630*4 
ББК  43.4 

З 38 

 
 
Р е ц е н з е н т ы : 
профессор кафедры лесоводства и лесных культур Ижевской государственной 
сельскохозяйственной академии, д-р с.-х. наук А. К. Касимов; 
зав. кафедрой лесного хозяйства Ульяновского государственного университета, 
д-р биол. наук, профессор Б. П. Чураков; 
д-р биол. наук, главный научный сотрудник Государственного национального 
заповедника «Большая Кокшага» Ю. П. Демаков 
 
 
 
 

Захаров, А. В. 

З 38        Повышение устойчивости лесов в зоне подтопления Чебоксарского 
водохранилища: монография / А. В. Захаров, И. А. Алексеев. 
– Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический 
университет, 2016. – 204 с.  
ISBN 978-5-8158-1743-2 
 

Представлены 
результаты 
исследований 
изменения 
эколого-

ресурсного потенциала насаждений в зависимости от подзон подтопления 
Чебоксарского водохранилища. Выявленные изменения таксационных и 
лесопатологических характеристик, установленные закономерности формирования 
случайного отпада, а также коэффициенты жизнеспособности, 
стабильности состояния, агрессивности, вирулентности и патогенности 
патологических факторов и др., определенные для каждой из выделенных 
зон подтопления, послужили основанием для установления способов повышения 
устойчивости и защитных свойств подтопленных лесов, что 
необходимо для ведения лесного хозяйства в условиях избыточного абиотического 
воздействия. 

Для исследователей, научных работников, преподавателей, аспирантов 
и студентов лесохозяйственного и экологического профилей. 

УДК 630*4 
ББК  43.4 

 

ISBN 978-5-8158-1743-2 
© Захаров А. В., Алексеев И. А., 2016 
© Поволжский государственный  
технологический университет, 2016 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 
Предисловие ................................................................................................. 4 
Введение ....................................................................................................... 5 

1. ИЗУЧЕНИЕ ПОДТОПЛЕННЫХ ЛЕСОВ: СОСТОЯНИЕ 
ВОПРОСА И ПЕРСПЕКТИВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ .......................... 8 

2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ ........... 21 

3. МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ............................ 32 

3.1. Методика исследования ........................................................... 32 
3.2. Объекты исследования ............................................................. 43 

4. ЛЕСОВОДСТВЕННОЕ И ЛЕСОПАТОЛОГИЧЕСКОЕ 
ОБОСНОВАНИЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОДЗОН ПОДТОПЛЕНИЯ ...... 45 

5. ЛЕСОПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 
ПОДТОПЛЕННЫХ ЛЕСОВ .................................................................. 63 

5.1. Взаимосвязь возникновения случайного отпада  

с диаметрами основных пород островной части  
Чебоксарского водохранилища ............................................... 63 

5.2. Зависимость распространения дереворазрушающих  

грибов основных древесных пород в прибрежной зоне  
Чебоксарского водохранилища  
согласно градиенту подтопления ............................................ 70 

5.3. Влияние подтопления на жизнеспособность и потери  

древесного запаса насаждений ................................................ 80 

6. ОБОСНОВАНИЕ ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ  
МЕРОПРИЯТИЙ В ПОДТОПЛЕННЫХ ЛЕСАХ  
НА ОСНОВЕ ПРОГНОЗА.................................................................... 101 

6.1. Параметры ухудшения качества древесины  

и накопления фитомассы подтопленных насаждений ......... 102 

6.2. Экологические показатели в системе  

«водохранилище – лес – среда обитания»  
и их использование в устойчивом управлении лесами ....... 106 

6.3. Выбор способов рубок и возобновления .............................. 117 

Заключение ............................................................................................... 124 
Список сокращений и условных обозначений ...................................... 126 
Глоссарий ................................................................................................. 129 
Библиографический список .................................................................... 133 
Приложения .............................................................................................. 148 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Настоящая монография представляет собой результат исследования ак-

туальной проблемы таксационно-лесопатологической оценки подтоплен-
ных водохранилищем Чебоксарской ГЭС лесов, с выделением подзон под-
топления, установлением показателей экологических характеристик насаж-
дений и на их основе поиска путей повышения устойчивости последних. 

Актуальность темы определена необходимостью улучшения санитарно-

лесоводственных характеристик подтопленных лесов водохранилищем 
Чебоксарской ГЭС, повышения их адаптативных свойств, т.к. отсутствие в 
них какой-либо хозяйственной деятельности приводит к их разрушению. 

Впервые подзонально, применительно к региону Верхней Волги для 

Республики Марий Эл выявлены изменения геоботанических, лесовод-
ственных и лесопатологических характеристик растительности согласно 
градиенту ее подтопления.  

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и 

практических рекомендаций обеспечиваются представительностью и 
репрезентативностью фактического материала, собранного за много-
летний период экологического и лесопатологического мониторинга на 
стационарных объектах подтопленных Чебоксарским водохранилищем 
лесов, в т.ч. в рамках проекта экологического мониторинга кафедры 
управления природопользованием и лесозащиты ПГТУ. 

Практическая значимость результатов исследования заключается в 

возможности дальнейшего использования разработанной авторами ти-
пологии подзон подтопления и обоснованных способов создания устой-
чивых насаждений при стратегическом планировании ведения лесного 
хозяйства. Это позволит сократить затраты на проведение лесопатоло-
гических обследований, обеспечит устойчивость естественных и искус-
ственно создаваемых насаждений. 

Прикладное значение результатов работы состоит также в том, что 

они могут быть использованы в учебном процессе при изучении дисци-
плин «Лесоведение» и «Лесоводство», а также при назначении систем 
защиты леса, лесной таксации, в лесовозобновлении при выборе спосо-
бов создания лесных культур и при селекционных исследованиях. 

Авторы выражают глубокую благодарность за консультации, по-

мощь в проведении исследований и ценные советы директору филиала 
ФБУ «Рослесозащита»-«ЦЗЛ Республики Марий Эл» А. Е. Самосудову, 
д-ру биол. наук, проф. Ю. П. Демакову, зав. кафедрой экологии, почво-
ведения и природопользования ПГТУ канд. с.-х. наук, доц. Е. А. Гонча-
рову и доцентам этой кафедры канд. с.-х. наук И. П. Курненковой и 
Н. А. Гаврицковой.  
 

ВВЕДЕНИЕ 

Строительство крупных гидроэлектростанций на равнинных реках с 

густо заселёнными берегами сильно затрагивает социальную и природ-
ную среды. Образование мелководий и подтопления левобережной ча-
сти на больших площадях, при существующем уровне водохранилища, 
вызвали у экологов и общественности опасения за дальнейшее ухудше-
ние гидрографической ситуации. Многолетние наблюдения и сравнения 
результатов исследований указывают на то, что Чебоксарское водохра-
нилище является мощным антропогенным фактором, влияющим на лесоводственные 
и экологические характеристики ландшафта Ветлужско-
Унженской низины и Марийского низменного Заволжья. 

Непредсказуемо происходит процесс берегоразрушения, изымаются 

из хозяйственного оборота земельные и лесные угодья, выявляются 
оползневые процессы. Подтопление вызывает изменение состава древостоев 
и ухудшение их санитарного состояния. Следует отметить, что 
ранее не были в достаточной мере изучены: ход разрушения древостоев, 
адаптация пород к изменившимся влажностным условиям почвы, дез-
интегрирующие факторы, экологические и другие показатели изменения 
природного ландшафта. 

В связи с неполной готовностью зоны затопления и незавершенными 
работами по защите земель и населенных пунктов, директивными 
органами по соглашению с субъектами Федерации было решено заполнить 
в 1981 году Чебоксарское водохранилище на 2-3 года до промежуточной 
отметки 63,0 м. Однако по ряду причин Чебоксарский гидроузел 
в течение 25 лет продолжает работать при промежуточной отметке 
63,0 м. Строительство ни одного из 19-ти объектов инженерных защит в 
зоне Чебоксарского водохранилища полностью не завершено (в т.ч. и 
для отметки 63,0 м), Чебоксарский гидроузел не сдан в постоянную экс-
плуатацию, а финансирование работ по обустройству зоны водохрани-
лища прекращено (Лесной план РМЭ, 2008). Управление водохранили-
ща (филиал ОАО «ГидроОГК») не занимается берегоукреплением, по-
садкой берегоукрепляющих насаждений, берегоочисткой, защитой бе-
регов от оврагообразования и проведением лесозащитных мероприятий 
в прибрежной зоне. Следует отметить, что в проекте довоенного строи-
тельства Чебоксарской ГЭС работы здесь были запланированы до уров-
ня 61-й отметки. 

Несмотря на то, что указанная проблема мониторинга состояния 

подтопленных лесов находится в поле зрения учёных и специалистов, 
эти исследования всё же основываются на разовых наблюдениях, они не 

выявляют лесоводственных закономерностей и эколого-лесопатологи-
ческих характеристик по единой методике. 

Зачастую при оценке влияния водохранилищ на леса не берутся во 

внимание такие важные показатели, как случайный отпад (бурелом, 
ветровал, снеголом) и изменение классификационного положения дере-
воразрушающих грибов и вредных насекомых, а зоны подтопления 
определяются по одному уровню грунтовых вод, без учёта лесовод-
ственных, геоботанических и лесопатологических характеристик. 

Целью данного исследования является выявление по выделенным 

подзонам следующих закономерностей:  

 изменения экологических свойств насаждений;  
 их состава и санитарного состояния;  
 разрушения и адаптации древесных пород; 
 других экологических, технических и хозяйственных характери-

стик, необходимых для разработки способов повышения устойчивости и 
защитных свойств подтопленных лесов.  

Для реализации цели исследования были поставлены и последова-

тельно решались следующие задачи: 

1) выявление динамики таксационных и лесопатологических харак-

теристик по данным длительных наблюдений на стационарных трансек-
тах, заложенных в начале проведения экологического мониторинга 
МарГТУ; 

2) выявление закономерностей формирования случайного отпада, 

вызванного неблагоприятными атмосферными явлениями (ветровал, 
бурелом, снеголом, снеговал), определение коэффициентов жизнеспо-
собности, биоразноообразия, стабильности состояния, агрессивности, 
вирулентности и патогенности патологических факторов; 

3) установление закономерностей изменения параметров депониро-

вания, эмиссии углерода и ежегодного выделения кислорода как одних 
из показателей рекреации в связи с включением в проект строительства 
ЧГЭС баз и домов отдыха в Левобережье; 

4) обоснование способов повышения устойчивости и защитных 

свойств подтопленных лесов. 

Впервые для региона выявлены изменения лесоводственных, геобо-

танических и лесопатологических характеристик согласно градиенту 
подтопления. Для каждой подзоны установлены следующие показатели:  

 потеря запаса древесины,  
 фаутность,  
 коэффициент депонирования, 
 эмиссия углерода,  

 ежегодное выделение кислорода,  
 полевая агрессивность,  
 вирулентность и патогенность патологических факторов,  
 коэффициент биологического разнообразия,  
 распространение вредителей и болезней леса,  
 прирост очагов усыхания и др.  
Полученные данные сравнивались с показателями неподтопленных 

лесов соответствующего состава и возраста. Определялись технический, 
хозяйственный и экологический ущербы по подзонам подтопления. По 
тенденциям изменения патологических характеристик обосновывались 
необходимые лесоводственные и лесозащитные мероприятия. 
 
 

1 

ИЗУЧЕНИЕ ПОДТОПЛЕННЫХ 

ЛЕСОВ: состояние вопроса  

и перспективы исследования 

 
Исследования подтопленных лесов в нашей стране стали проводить-

ся с середины ХХ века [31, 36, 6, 59, 92, 95, 46, 42, 74, 75, 116, 35]. При 
экологическом мониторинге состояния биосферы рассматривались сле-
дующие вопросы:  

 слежение за динамикой уровня грунтовых вод;  
 заражённость загрязняющими веществами; 
 развитие синезелёных водорослей; 
 бактериальное загрязнение; 
 абразивные процессы береговой линии; 
 изменение почвообразовательных процессов; 
 социальные последствия негативного влияния затопления земель.  
Данные мониторинга часто относились к одногодичным или к ко-

ротким по срокам наблюдениям. Характеристики объектов слежения 
были весьма поверхностны и не позволяли выявлять многие закономер-
ности негативных изменений. Почти все авторы (например, М. А. Бур-
лакова, В. М. Сердюкова, С. Л. Вендров, А. Б. Авакян, К. Н. Дьяконов) 
отмечали ухудшение качества питьевой воды на расстоянии от 500 м до 
15 км от водохранилища [42, 47]. При оценке изменения категорий санитарного 
состояния использовалось 7 групп: от здоровых до старого 
сухостоя, что исключало влияние различных факторов на образование 
отпада [109]. Случайный отпад при оценке подтопленных лесов русскими 
исследователями не фиксировался, хотя имеются работы XIX 
века [183]. По данным Э. П. Емельяновой, выявились такие негативные 
явления в почвообразовательном процессе, как снижение водопоглоща-
емости почв, концентрация верховодки и выход её на дневную поверхность, 
ход длительности испарения, которые, по данным А. А. Роде 
(1937), ухудшают санитарное состояние лесов [133]. 

По наблюдениям экологов, за первые десять лет эксплуатации электростанции 
уровень грунтовых вод от Новосибирского водохранилища 
поднялся: в нижней части у плотины на 10-15 метров, в средней – 5-10 
метров, в верховье – несущественно. Этот подъем, как отмечают 
Н. Я. Вострякова, Н. А. Воскобойникова, И. К. Невечеря, Т. А. Орлова, 
более всего происходил в трещиноватых породах, галечниках и крупнозернистых 
песках, медленнее – в суглинках и глинах [58]. При наполне-
нии глубоководного (100 м) Красноярского водохранилища через 2 года 
уровень грунтовых вод поднялся на 17 метров, через 10 лет (в 1975 го-
ду) – до 60-65 метров [36]. К. А. Кудинов констатирует, что в районе 
Дарвинского заповедника по берегу Рыбинского водохранилища уро-
вень грунтовых вод за 10 лет эксплуатации поднялся в среднем на 8 
метров [94]. По данным С. Х. Будыка, превышение глубины созданного 
водохранилища над прежними бытовыми уровнями до подпора опреде-
ляет величину подъёма уровня грунтовых вод [41].  

На этом фоне только незаконченностью объекта можно объяснить за-

явление проектировщиков в отношении подъема уровня Нижнекамского 
водохранилища о том, что с подъемом уровня воды «режим подтопления 
уменьшается» (Экологическое обоснование подъема уровня Нижне-
Камского водохранилища, ОАО «Волгаэнергопроект-Самара, 2005). Од-
нако исследователи уровня подъема воды не уделили достаточного вни-
мания тому, что на этот показатель влияет наличие или отсутствие водо-
растворимых материнских почвообразующих литогенных пород. 

А. Г. Емельянов выделяет четыре фактора, наиболее усиливающих 

негативное воздействие на почвообразовательный процесс, состояние 
растительности, состояние жилых и хозяйственных строений [74, 75]. 
Это уровень водохранилища, морфология берега, гидрогеология и лито-
логия, климат. Хотя Г. Н. Петров выделяет 116 факторов, усиливающих 
отрицательное воздействие подтопления на объекты суши, и потому 
большинство авторов считает, что для планирования мероприятий по 
борьбе с подтоплением (и вообще с отрицательным влиянием водохра-
нилищ на экологические характеристики) важным является выделение 
защитных зон до нескольких десятков километров [116]. 

В. С. Писанов [158] и С. Г. Шурыгин [118] утверждают, что подня-

тие уровня воды до 1,2 м приводит к оглеению и заболачиванию почв, 
особенно пониженных участков. Это связано с тем, что водопроницае-
мость подзолистых почв даже при слабом развитии глинозема снижает-
ся в 3-5 раз, а при сильном – в 50-100 раз [48, 70]. Оглеенная почва, та-

ким образом, легко заболачивается верховодкой, поддерживаемой 
увлажненным снизу глеевым горизонтом. Нередко при этом образуются 
мелководные висячие озера, не иссякающие в умеренных широтах в 
течение всего лета [62]. Выделение подзон подтопления не носило ком-
плексного характера, учитывали зачастую лишь УГВ и местоположение 
относительно водохранилища [48, 33, 75, 54]. 

Отмечалось увеличение содержания в корнеобитаемом слое почвы 

хлорно-кальциевых соединений, загрязняющих биологически активных 
веществ (БАВ), пестицидов. По данным В. А. Арефьевой, наблюдаются 
гниль сосущих и мелких проводящих корней, а также снижение жизне-
способности деревьев [31]. В связи с подтоплением в 3,5 км от Саратов-
ского   водохранилища черноземные почвы из-за появления в верхних 
слоях высокого содержания натрия превратились в солонцовые (галозе-
мы) почвы. Но исследователями не выявлены закономерности измене-
ния заболевания деревьев в длительном периоде развития. 

При оценке вреда лесам от подтопления исследователи привыкли 

сравнивать с устойчивостью к весеннему затоплению. Считается, что 
сосна выдерживает временное затопление от 15 до 25 дней, дуб – 45 
дней, тополь – 70 дней, кустарниковые ивы – до 120 дней. По данным 
Л. Н. Куражковского, совсем не выносят затопления молодняки сосны, 
дуба, липы и берёзы [95]. Однако исследователи не всегда увязывают 
эти сроки выносливости с возникающими впоследствии болезнями. 

В подтопленных лесах адаптация древесных пород происходит 

весьма болезненно. Поэтому В. И. Власенко, В. П. Воротников и др. 
отмечают развитие гнилей древесных пород [51, 57, 79], в частности 
сильное поражение ильмовых пород голландской болезнью [42], очагов 
стволовых вредителей [131, 30]. Но, говоря о поражении сосновых ле-
сов корневой губкой, из-за трудностей её диагностирования авторы 
приводят противоречивые данные [20-22]. Мало изученной остаётся и 
островная часть водохранилищ [175]. 

На большом протяжении от берега водохранилища многие авторы 

констатируют уменьшение годичного прироста деревьев по диаметру 
[32, 136, 37, 80], в том числе и с учётом типов леса [121], а также отме-
чают и временное его увеличение. Например, на второй надпойменной 
террасе Чебоксарского водохранилища (на 7 м выше уровня воды в 
Волге) в заболоченных древостоях в первые 4-5 лет после создания во-
дохранилища наблюдалось увеличение прироста. По данным С. Г. Шу-

рыгина, влияние подтопления на рост заболоченных сосняков на второй 
террасе уменьшается по мере удаления от Волги [158]. 

В основном проекте строительства ЧГЭС (рассчитанного на 68-ю 

отметку), принятом в 1978 году, было записано, что строительство 
улучшит качество воды благодаря глубоководности, создадутся благо-
приятные условия для рекреационных целей, при этом не учитывались 
уже выявившиеся к этому времени негативные процессы от подтопле-
ния по Левобережьям Куйбышевского, Верхневолжского, Горьковского, 
Саратовского и Сталинградского водохранилищ. Обследования указан-
ных берегов ГЭС, проведенные одним из авторов настоящей работы, 
показали, что в Левобережье подтопление заходит вглубь на большое 
расстояние и оно, сложенное песками, быстро разрушается образивны-
ми процессами, а в Правобережье были выявлены оползневые процессы 
в районе Ульяновска. 

Недостаточность по длительности исследований ксилотрофной па-

разитной микобиоты явилась основанием для некоторых авторов 
утверждать, что подтопление уровня I стадии способствует улучшению 
условий роста деревьев. При этом забывается, что стабильное повыше-
ние уровня грунтовых вод стимулирует почвенное испарение и способ-
ствует формированию капиллярной каймы на более высоком уровне. 
Это изменяет условия роста ксерофильных форм, или у адаптированных 
форм способствует откладыванию широких годичных колец. С увели-
чением ширины годичных колец увеличиваются условия поражаемости 
корневой губкой [10, 12, 21]. Распределение очагов усыхания по катего-
риям, типам зарастания, характеру поражения, динамике отпада, разви-
тию фаутности никем не изучалось ввиду того, что вопросами подтоп-
ления занимались лишь гидрологи и лесоводы, малознакомые с фитопа-
тологическими проблемами в подтопленных лесах [15, 21]. 

Согласно исследованиям В. С. Писанова, с позиции динамической 

типологии И. С. Мелехова, произошла существенная трансформация 
типов леса [122-124]. Исходный тип-этап лиственничник лишайниково-
зеленомошный через 30 лет в условиях влияния подтопления превра-
тился в лиственнично-еловый чернично-зеленомошный тип-этап. Ско-
рость происшедшей смены следует считать значительной. Ель же очень 
незначительно снизила темп прироста по высоте и диаметру, зато темпы 
изменения запаса и текущего прироста оказались гораздо выше, а темпы 
накопления отпада ниже, чем в эталонном древостое. А по данным 

Доступ онлайн
500 ₽
В корзину