Роль водной растительности в русловых процессах малых рек

Жихарев Алексей Михайлович (Ярославский государственный Педагогический университет)

До сих пор недостаточно изучена роль гидрофитов в русловом процессе, а также "обратная сторона" вопроса - влияние речного потока как специфической среды обитания на формирование и развитие водных растительных сообществ. Между тем, эти вопросы имеют важное значение, причем, в первую очередь, в отношении малых рек.

В малых реках с их небольшими морфометрическими параметрами и нормами стока удельная доля водной растительности существенно возрастает, и сообщества гидрофитов приобретают роль фактора, во многом определяющего направленность руслового процесса.

Вследствие осевого положения речных русел в функционально целостной системе речных бассейнов любые изменения ландшафтов водосборов изменяют соотношение жидкого и твёрдого стока, обусловливая трансформацию морфологии русел и их пропускной способности.

Как показывают результаты полевых исследований, проведённых на территории Ярославского Поволжья, такая перестройка осуществляется посредством изменения шероховатости речного ложа. Одним из путей этого изменения является смена различных инвариантных состояний русловых природно-аквальных комплексов на фоне средне-многолетней тенденции активизации зарастания речных русел гидрофитами.

Анализ результатов проведенных исследований позволяет выявить некоторые закономерности и факторы зарастания.

Набор местообитаний не однороден по длине реки и наибольшего разнообразия чаще всего достигает в среднем течении. т.к. здесь, с одной стороны, устанавливается четкая дифференциация и выраженность как русловых морфологических элементов, так и экологических условий, с другой - размер русла ещё невелик, и гидрофиты могут развиваться по всей поверхности руслового ложа. В результате структура русловых растительных сообществ здесь более сложна, и сами сообщества более многообразны.

С увеличением размеров реки от истоков вниз по течению виды гидрофитов, занимавшие всё русло вытесняются к берегам, а в русле появляются виды ранее не встречавшиеся или встречавшиеся в единичных случаях. Ряд видов уменьшают численность с увеличением размеров потока, а численность некоторых наоборот увеличивается.

Все факторы, определяющие распространение и развитие русловой водной растительности можно условно разделить на "внутренние" т.е. присущие самому речному потоку, и "внешние", под которыми нужно понимать сочетание своеобразно проявляющихся на рассматриваемом участке компонентов природы, и которые воздействуют большей частью опосредованно - через изменение "внутренних". Основными факторами первой группы являются грунт ( русловой аллювий ), скорость потока, его глубина, а также мутность и химизм речных вод. К факторам второй группы относятся литология речных бассейнов, их рельеф, заболоченность, затенённость русел, различного рода антропогенная деятельность на водосборе и т.п.

Характер воздействия каждого отдельного фактора первой группы достаточно своеобразен, и своеобразие это характеризуется территориальной однотипностью, что даёт возможность оценить особенности проявления их различных вариативных комбинаций.

Грунт, или русловой аллювий, определяет прежде всего возможности укоренения водной растительности, а также режим истирания и за- носа растений ( во время половодья и паводков ).При этом на первое место выходит не механический состав как таковой, а плотность и подвижность субстрата.

Скорость потока определяет сроки заселения и видовой состав русловых растительных группировок, определяющийся наличием у растений приспособлений, позволяющих переносить большие механические напряжения. Общая зависимость такова, что по мере увеличения скорости потока видовой состав русловой растительности сначала изменяется, затем обедняется, а сроки освоения местообитаний тем дольше, чем выше скорость течения.

В тех случаях, когда поток сохраняет высокие скорости и у берегов, прибрежные местообитания осваиваются преимущественно видами, имеющими сравнительно крупные размеры и жёсткий, достаточно прочный стебель. Плотные сообщества этих растений существенно трансформируют скоростное поле потока, формируя несколько новых местообитаний, осваиваемых другими видами.

Глубина определяет прежде всего видовой состав растительных группировок, т.к. является довольно жёстким лимитирующим фактором в распределении ряда гидрофитов, вытесняя их к берегам или же совсем с глубокого участка русла. Хотя отдельные виды с глубиной не коррелируют.

Глубиной в какой-то степени определяются и сроки зарастания, но этого нельзя однозначно утверждать, т.к. нередко были отмечены различные по глубине местообитания, зарастающие довольно "синхронно".

Рассматривая сочетания перечисленных факторов в натурных условиях нужно отметить, что наиболее жёстким условием для развития биоты являются каменистые участки русел с быстрым течением, при этом глубина как фактор имеет меньшее значение, т.к. на малых реках быстрых и одновременно глубоких участков немного, что объясняется известной зависимостью расхода от скорости течения и площади живого сечения. Нижние же участки русел имеют меньшие уклоны и зачастую находятся в подпоре. Спокойное же течение при достаточных глубинах даёт подобие озёрной модели зарастания с типичным для неё видовым составом растительных сообществ и характерным распределением видов гидрофитов по определённым интервалам глубин.

Прозрачность воды определяет распределение солнечной энергии и зависит от турбулентности и различных красящих примесей, в соответствии с этим максимальная глубина существования водной растительности в реках значительно меньше, чем в озёрах, а в мутных по- токах меньше, чем в чистых при прочих равных условиях. Поэтому растительные сообщества заметно угнетены в мутной коричневой воде болотных речек - истоков речной сети; несмотря на благоприятный органо-минеральный субстрат и медленное течение, в угнетённом состоянии находится и биота сильно эвтрофированных подпёртых участков рек и малых водохранилищ.

К факторам, локально сдерживающим зарастание русел можно отнести и неустойчивые к боковой эрозии берега, постоянное "обновление" которых снижает интенсивность зарастания и густоту растительных группировок по всей или почти по всей ширине русла на всём протяжении эрозионного участка берега.

Но так или иначе к периоду летней межени гидрофиты заселяют практически все русловые местообитания, за исключением подпорных участков с глубинами, превышающими 5-6 м., валунно-галечниковых перекатов с высокими скоростями течения и некоторых специфических местообитаний, таких, как плотинные сливы, подмостные быстрины и др.

Таким образом, детальное изучение водной растительности как фактора и одновременно механизма саморегуляции речного потока позволяет использовать речные природно-аквальные комплексы как в роли индикатора различных изменений ландшафтно-экологической ситуации в речных бассейнах на возможно более ранних стадиях, так и в качестве своеобразного инструмента, и позволит внести существенные изменения в практику управления русловым и процессами на малых реках, контролировать русловые переформирования и управлять ими, регулировать процессы стока с целью оптимизации долинно-речных ландшафтов.

Список литературы

Давыдов Л.К. и др. Общая гидрология Л.,Гидрометеоиздат. 1973.

Наумов С.С. О некоторых причинах водной эрозии почв на территории Ярославской области, "Ученые записки", Ярославль, 1972.

Рохмистров В.Л. Подземные воды Ярославского Поволжья. сб. "Труды 3 научно-методической конференции объединения географов и геологов педагогических институтов Центральных областей Европейской части РСФСР." Смоленск. 1966.

Рохмистров В.Л. Некоторые количественные характеристики водных ресурсов зоны интенсивного водообмена Ярославского Поволжья, Материалы по водным ресурсам, Смоленск, 1971.

Рохмистров В.Л. О проблеме местного стока. сб. "Вопросы истории и теории землеведения", Ярославль, 1972.

Черкинский С.М. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы, М. "Медицина", 1971.