Повышение устойчивости лесов в зоне подтопления Чебоксарского водохранилища

 
 
 
 
 
 
 
 
 

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 Чебоксар
ского 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, аспиран
тов 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 подтопленных водохранилищем Чебоксарской ГЭС лесов, с выделением подзон подтопления, установлением показателей экологических характеристик насаждений 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, лесоводственных 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 многолетний 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 типологии подзон подтопления и обоснованных способов создания устойчивых насаждений при стратегическом планировании ведения лесного 
хозяйства. Это позволит сократить затраты на проведение лесопатологических обследований, обеспечит устойчивость естественных и искусственно создаваемых насаждений. 

Прикладное значение результатов работы состоит также в том, что 

они могут быть использованы в учебном процессе при изучении дисциплин «Лесоведение» и «Лесоводство», а также при назначении систем 
защиты леса, лесной таксации, в лесовозобновлении при выборе способов 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, почвоведения и природопользования ПГТУ канд. с.-х. наук, доц. Е. А. Гончарову 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 природную среды. Образование мелководий и подтопления левобережной части на больших площадях, при существующем уровне водохранилища, 
вызвали у экологов и общественности опасения за дальнейшее ухудшение гидрографической ситуации. Многолетние наблюдения и сравнения 
результатов исследований указывают на то, что Чебоксарское водохранилище является мощным антропогенным фактором, влияющим на лесоводственные и экологические характеристики ландшафта ВетлужскоУнженской 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, дезинтегрирующие факторы, экологические и другие показатели изменения природного ландшафта. 

В связи с неполной готовностью зоны затопления и незавершенны
ми 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 эксплуатацию, а финансирование работ по обустройству зоны водохранилища прекращено (Лесной план РМЭ, 2008). Управление водохранилища (филиал ОАО «ГидроОГК») не занимается берегоукреплением, посадкой берегоукрепляющих насаждений, берегоочисткой, защитой берегов от оврагообразования и проведением лесозащитных мероприятий 
в прибрежной зоне. Следует отметить, что в проекте довоенного строительства Чебоксарской ГЭС работы здесь были запланированы до уровня 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-лесопатологических 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 дереворазрушающих грибов и вредных насекомых, а зоны подтопления 
определяются по одному уровню грунтовых вод, без учёта лесоводственных, 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 трансектах, заложенных в начале проведения экологического мониторинга 
МарГТУ; 

2) выявление закономерностей формирования случайного отпада, 

вызванного неблагоприятными атмосферными явлениями (ветровал, 
бурелом, снеголом, снеговал), определение коэффициентов жизнеспособности, 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 следующие 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 закономерности негативных изменений. Почти все авторы (например, М. А. Бурлакова, 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 водопоглощаемости 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 элек
тростанции 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 наполнении глубоководного (100 м) Красноярского водохранилища через 2 года 
уровень грунтовых вод поднялся на 17 метров, через 10 лет (в 1975 году) – до 60-65 метров [36]. К. А. Кудинов констатирует, что в районе 
Дарвинского заповедника по берегу Рыбинского водохранилища уровень 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 определяет 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 НижнеКамского водохранилища, ОАО «Волгаэнергопроект-Самара, 2005). Однако исследователи уровня подъема воды не уделили достаточного внимания тому, что на этот показатель влияет наличие или отсутствие водорастворимых 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 литология, 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 водохранилищ 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 водопроницаемость подзолистых почв даже при слабом развитии глинозема снижается 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 комплексного 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 жизнеспособности деревьев [31]. В связи с подтоплением в 3,5 км от Саратовского   водохранилища черноземные почвы из-за появления в верхних 
слоях высокого содержания натрия превратились в солонцовые (галоземы) почвы. Но исследователями не выявлены закономерности изменения 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 лесов 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 отмечают 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 водохранилища наблюдалось увеличение прироста. По данным С. Г. Шу