С 1 июня по 31 июля 2021 года в Рязанской области проводится экспедиционный этап научно-исследовательского проекта Русского географического общества «Прошлое, настоящее и будущее осушенных болот Средней полосы России: трансформация ландшафтно-экологических функций водно-болотных угодий при смене природопользования».
Экспедиция, в которой участвуют ландшафтоведы МГУ имени М. В. Ломоносова, специалисты Почвенного института имени В. В. Докучаева, орнитологи ВНИИ «Экология» и главный научный сотрудник Мещёрского филиала Института гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костякова, доктор технических наук П. И. Пыленок, проходит в Мещёрском национальном парке Рязанской области, на стационаре в Центральной (озёрной) Мещёре. Задача проекта – оценить, как изменяются ландшафтные и экологические функции осушенных земель Спас-Клепиковского района при изменении характера антропогенной нагрузки.
В качестве эталонного объекта выступает Вожская мелиоративная система и прилегающие к ней ландшафты зандровых равнин. Низинные болота, дренируемые рекой Вожей, были осушены в 1966 году и до начала 90-х годов использовались в качестве пашни, пастбищ и сенокосных лугов. Мещёрским филиалом Института гидротехники и мелиорации с 1976 года, а МГУ имени М.В. Ломоносова с 1977 года осуществляются комплексные исследования как на самой системе, так и на прилегающей территории по важнейшим направлением современной ландшафтной экологии, гидрогеологическому, местному климату, почвенно-геохимическому, ботаническому, дендрохронологическому, орнитологическому и ряду других. С 1977 по 1985 годы они проходились в рамках международной программы СЭВ. Полученные результаты были внедрены в практику проектирования осушительных и осушительно-увлажнительных систем.
Осушение и сельскохозяйственное использование привели к потере ряда экологических функций территории, в частности, естественное регулирование стока было заменено системой шлюзов и каналов, были сокращены местообитания водоплавающих птиц, произошла сработка и эрозия торфяных залежей, что привело к эмиссии углерода, в дренажных водах повысилось количество биогенных элементов.
Одновременно район, расположенный среди песков и болот, получил плодородные сельскохозяйственные земли, сенокосы и пастбища. А распахиваемые до этого песчаные почвы были заброшены, и на них начал восстанавливаться хороший сосновый лес.
В 1990-х годах в результате экономического спада и оттока населения сельское хозяйство исследуемого района пришло в упадок. В 1992 году заброшенные мелиорируемые земли оказались в границах Мещёрского национального парка. К этому времени гидромелиоративная система продолжала функционировать и развиваться уже без участия человека, начался процесс вторичного заболачивания. С течением времени характер землепользования продолжал меняться, расположенное рядом озеро Белое стало популярным рекреационным аттрактором, деревни стали расти за счёт новых дач и баз отдыха.
Территория мелиоративной системы оставалась в стороне от экономических интересов человека, но вошла в сферу интересов местной флоры и фауны. Этому «способствовало» разграбление (в целях добычи металлолома) автоматизированной насосной стации и затворов гидротехнических сооружений.
Коллектив ландшафтоведов МГУ ведет наблюдения за динамикой природных комплексов Вожской мелиоративной системы и прилегающих ландшафтов с 1977 года. Развитие природных процессов более или менее ясно и поддается описанию, но как рассматривать их в контексте социально-экономических представлений, пока непонятно.
С 1990-х годов прошлого века в естественную науку вошло понятие экосистемных услуг, или ecosystemservices. Проблема истощающихся природных ресурсов Земли поставила задачу их всесторонней экономической оценки, причем требовалось оценить не только очевидные материальные ресурсы, такие как живую биомассу, залежи торфа или запасы чистой воды, а все блага, которые человек получает от экосистем – их способность регулировать весь комплекс физико-географических процессов, стабилизировать собственную динамику, создавать комфортную и эстетически привлекательную среду для человека.
oblozhka.jpg
Экономическая оценка экосистемных функций подразумевает монетарную оценку природных благ и требует участия экономистов. В области компетенции ученых-естественников находится оценка экосистемных и, в более широком понимании, ландшафтных функций, которые обеспечивают формирование комплекса так называемых услуг. Например, функция ландшафта – обеспечивать ежегодную продукцию биомассы, и мы можем определить, в каком состоянии ландшафт выдает больший или меньший объем нового живого вещества. Или ландшафт, например, в определенном состоянии может аккумулировать биогенные элементы и работать на увеличение плодородия почв, а в другом, наоборот, терять полезные элементы и ухудшать качество почв. «Экосистемная услуга» оценивается, как необходимые финансовые затраты на компенсацию этих процессов, например, на внесение удобрений. Совокупная оценка всех ландшафтных функций позволяет определить ценность ландшафтов, а прослеживание динамики изменения ландшафтных функций со временем позволяет говорить о благоприятном или неблагоприятном развитии ландшафта.
Наиболее «сильные» ландшафтные функции определяют тип землепользования – сельское хозяйство развивается в наиболее продуктивных и геоморфологически устойчивых ландшафтах; там, где высоки риски развития деструктивных процессов, повышается важность регулирующих функций экосистем, и такую территорию предпочтительнее использовать в лесном хозяйстве или для рекреации. То есть тот или иной тип землепользования эксплуатирует и усиливает одни ландшафтные функции, принося в жертву другие. Такой характер управления природными ресурсами является компромиссным.
Компромисс, который был достигнут при осушении Вожской системы, понятен – часть регулирующих функций ландшафта человек взял на себя, получив плодородные земли, но утратив запасы торфа и снизив разнообразие водоплавающих птиц. Как перестраиваются ландшафтные функции при неконтролируемом саморазвитии заброшенных осушенных торфяников – вопрос нашего исследования.
В настоящий момент экспедиция производит оценку двух ключевых ландшафтных функций – биологической продуктивности и поддержания ландшафтного и биологического разнообразия. Временная динамика функций будет восстановлена с помощью геостатистического моделирования на основе разновременных многозональных снимков Landsat, доступных с 1984 года. Для калибровки моделей в полевых условиях собираются данные по продукции надземной фитомассы, состоянию органических горизонтов постагроторфяных почв, проводятся описания ключевых фитоценозов и ведутся маршрутные наблюдения за орнитофауной.
Точно определить продукцию экосистемы возможно только полностью собрав и взвесив всю фитомассу текущего года с эталонной площадки. Это крайне сложный, трудоемкий, кропотливый и долгий процесс. Чтобы определить продукцию как можно большего количества разных фитоценозов за меньшие сроки, для оценки продуктивности лесных фитоценозов мы опираемся на опубликованные таблицы роста древесных пород на лесных площадках 20 на 20 метров, измеряем только высоту, диаметр и возраст деревьев I и II ярусов, высоту и количество кустарников и подроста, подробно описываем кустарничковый, травянистый и моховой ярус. В луговых фитоценозах мы берем укосы надземной фитомассы с площадок 4 на 4 метра. Так как заброшенные поля зарастают в первую очередь кустарниковой ивой, мы также собираем статистику по листовой массе ивовых кустов разной высоты.
Учет птиц показал ожидаемую смену орнитофауны вслед за изменением местообитаний – территорию покинули птицы, специализирующиеся на луговой и зерновой кормовой базе, но постепенно начали занимать свое законное место водоплавающие птицы - чирок-трескунок, широконоска, стали обычными видами журавли и серая цапля. Лесные и опушечные виды стали заселять заболоченную мелиоративную систему - черный дрозд, садовая славка, теньковка, весничка, лесной конек, обыкновенная овсянка.
Итогом проекта станет научно обоснованная оценка состояния и динамики качества ландшафтных функций трансформированных водно-болотных угодий, что поможет в разработке оптимальной стратегии природопользования и управления экосистемами на ландшафтной основе.
Авторы:
д.г.н., член-корр. РАН Дьяконов К.Н.
д.т.н., член-корр. ПАНИ Пыленок П.И.