Академік НАН України Яків ДІДУХ уже вчетверте після підриву російськими агресорами Каховської греблі побував на території Каховського водосховища. Своїми спостереженнями й висновками він поділився з читачами «Світу».
Природа швидко реагує на завдані їй «рани» й намагається їх «вилікувати». Кожен виїзд на місце Каховського водосховища дає змогу дістати нову важливу інформацію, і так формується уявлення про процеси, які там відбуваються. Рослинний покрив є чутливим індикатором таких змін, тому фіксація його розвитку є дуже важливою. Оскільки аналогів таких масштабних руйнацій не було, поставити правильний «діагноз», спрогнозувати реакцію, розвиток природних екосистем досить складно.
Що розповіло прибережжя Хортиці
Ми провели чотири виїзди в різні частини водосховища: 28.07 та 19.10 2023 р. (НПП «Кам’янська січ», це Херсонська обл., південна частина водосховища; затока Міловська та балка р. Кам’янки), 11.04 та 12.10 2024 р. — Запорізька обл. (оз. Качаче, Осокоре та берег Дніпра о-ва Хортиця), північна частина водосховища (с. Канівське), зокрема і лівий берег Дніпра (с. Малокатеринівка). Хоча острів Хортиця розташований поза межами Каховського водосховища, але там наявні угруповання, які недоступні для досліджень на водосховищі. Отже, ми отримали досить широкий екологічний спектр і часовий зріз розвитку рослинності за два вегетаційні сезони. Такий період розвитку рослинності від піонерних (початкових) стадій геоботаніки називають сингенезом. Цей процес характеризується високими флуктуаційними змінами, появою різних видів, набір яких швидко і кардинально може змінитися з часом. На цьому етапі прогнозувати весь хід подальших сукцесійних процесів розвитку ще неможливо, але деякі висновки зробити можна.
Остання осіння поїздка засвідчила, що, крім верби (є гібридом між місцевою вербою білою та чужорідною вербою ламкою і має назву «верба червоніюча») та тополі чорної, було зафіксовано появу іншого виду тополі білої, яка раніше не відмічалася на місцях, де проводилися дослідження весною. За один сезон тут сформувалися тополині зарості заввишки 2,0–2,2 м.
Спостерігається перехід угруповань на інший етап сингенетичної стадії. Скорочується чисельність пагонів верби майже удвічі (від 20,6 до 10 на 1 м²), відбувається інтенсивніше галуження і сумарна кількість бічних гілок сягає понад 20. Водночас половина гілок, розміщених у нижній частині пагона до висоти 1,5 м, відмирає. Відмирають і низькорослі пагони верби, що мають висоту до 2 м. Висота верхнього ярусу пагонів в оптимальних умовах (с. Малокатеринівка) сягає майже 5 метрів (4,75). Приріст верб протягом двох сезонів (2023/2024) сильно варіює від характеру зволоження та багатства ґрунтів (трофність). Ми також бачили ділянки, де відбувається інтенсивне усихання пагонів та опадання жовтого листя, і ділянки зеленого кольору, де триває вегетація. Тобто, за більш-менш однакових умов достатнього зволоження першого сезону, на другому році умови існування змінюються, що веде до зміни структури ценозів. Водночас на пісках спостерігається поява іншої верби білої, розріджені зарості якої досягали висоти до пів метра. Уже тепер можна спрогнозувати, що навіть вербові ліси у майбутньому можуть бути досить різнорідними.
Чужинці атакують
На початкових стадіях першого року після підриву росіянами Каховської ГЕС фіксувалася лише поодинока поява адвентивних видів і були навіть припущення, що процеси інвазії тут не суттєві, що будуть формуватися угруповання природних видів. Сьогодні ж масштаби адвентизації зростають. Уже на оголених субстратах мулу весною фіксувалася значна участь адвентивного однорічника злинки канадської, а восени ці зарості мають високу зімкнутість намету і досягають висоти понад півтора метра. Злинка канадська — однорічна рослина, яка згодом зникне, однак така її висока участь на цьому етапі може спричинити стримування розвитку місцевих і появу чужорідних видів. З адвентивних кущів і дерев тут зафіксовані аморфа кущова, клен американський, робінія, гледичія, шовковиця чорна. Водночас аморфа уже проявляє високі інвазійні властивості й формує зарості заввишки до 0,5 м на сухих субстратах між непорушеними залісненими берегами та заростями верби. Як ми писали раніше, річкові долини є одним з найпотужніших коридорів міграції адвентивних видів, і сумніву в тому, що вони з’являться і будуть відігравати значну роль у структурі заплавних лісів, немає.
Верби проти тополь
Коренева структура верби й тополі на цих стадіях досить потужна. Зафіксовано формування розгалужених міцних бокових коренів. Це означає, що підземна невидима конкуренція між рослинами за поживні речовини відіграє велику роль. Поки що в таких заростях практично відсутні трав’яні види. Внаслідок високих транспіраційних властивостей верби (серед дерев цей вид випаровує найбільше вологи) ґрунти тут сухіші, ніж на відкритих місцях. Ґрунти такировидного типу, які на відкритих місцях мали щілини завглибшки до 50 см і завширшки до 20 см, тут втрачають свою структуру і тріщини сягають глибини до 10–15 см. З часом мікрорельєф тут буде непомітним, сформуються типові ґрунти.
Відновлення водосховища завдасть збитків
Механічне затоплення таких масивів заплавної рослинності матиме наслідком величезні збитки. На основі аналізу дистанційних знімків, наведених Українським науково-дослідним геолого-інженерним інститутом геоекосистем імені Петра Сагайдачного (А. Орещенком), вологі вербові ліси могли б займати близько 26,6 % площі дна водосховища, сухіші вербово-тополеві — 33,4 %, водно-болотна рослинність — 11, піски та мушлі — 15,3, акваторія — 13,5 %. За таких умов уже теперішні запаси біомаси на водосховищі становлять близько чотирьох млн т., що в перерахунку на показники енергії становить 72,3* 106 ГДж, а у грошовому еквіваленті — 911 млн доларів США. Таке затоплення спричинило б гниття біомаси та викиди 7 333 млн тонн СО2 в атмосферу. А через кілька років, коли біомаса наростатиме, ці показники збільшаться. Хто компенсує такі природні збитки? Тому за Кримінальним кодексом України (ст. 441), втрата рослинності на великих площах може трактуватися як екоцид.
Верба як біопаливо
Звичайно, можливе розв’язання цього питання, наприклад, через використання верби як біопалива, але це може наштовхнутися на технічні труднощі, пов’язані з вологим мулистим субстратом, де техніка працювати не зможе і заготівля деревини дорого коштуватиме. Тому оптимальним варіантом було б створення водосховища таких розмірів і об’єму, які забезпечували б найгостріші потреби водних запасів, енергетики, судноплавства. У такому контексті 30–50 % площі, де рівень води був неглибокий, доцільно залишити під відновлення природних екосистем трав’яних водно-болотних та чагарниково-деревних угруповань, зокрема тополево-вербових лісів. Водночас ще раз наголосимо, що це будуть не зовсім ті угруповання, які існували до затоплення, а цілком можливе формування лісів дещо іншого типу.
Тим часом в Україні, за даними таксаційних матеріалів, площа тополево-вербових лісів становить лише близько одного відсотка. Насправді вербняки поширені по заплавах річок, але вони не входять до складу лісового фонду. З погляду лісівничої цінності, їхнє економічне значення низьке. Пояснюється це тим, що на відміну від типових лісів, де дерева мають прямі стовбури, вузьку крону, густота та щільність деревостанів заплавних лісів невисока (0,4–0,6). Така розлога структура деревного ярусу сприяє тому, що формуватиметься густий намет нижчих дерев та чагарників. Характерною особливістю типових заплавних лісів є потужний розвиток трав’яних рослин з ліановидними стеблами, що обплітають стовбури дерев і крони кущів, тому ці ліси називають галерейними. Можливо, такі ліси у дельті Дніпра Геродот описував як гілеї. Типовий трав’яний покрив досить густий, високий і різноманітний, хоча флористична різноманітність цих угруповань невисока. Через певний час у цих лісах може з’явитися і дуб, який у таких умовах росте швидше і має більшу товщину, ніж на рівнині. Колись заплавні дубові ліси були досить поширені, й саме з таких товстих і високих дубів козаки робили свої «чайки», які ми бачимо у музеях.
Заплавні ліси як екологічний стабілізатор
Водночас тополево-вербові ліси мають важливе екологічне значення. У світовій науковій літературі приділяється велика увага питанням їхньої природоохоронної цінності, екологічному, господарському, рекреаційному значенню. Цей біотоп (G1.11) внесено до резолюції № 4 Бернської конвенції. Ці заплавні ліси протидіють негативним руйнівним наслідкам, сприяють транзиту, регуляції та акумулюванню речовинно-енергетичних потоків, стабілізації заплавних екосистем. Верба вважається одним з кращих видів швидкого відновлення природних екосистем. Основні екологічні характеристики, які визначають придатність верби до відновлення навколишнього середовища: легкість генеративного та вегетативного розмноження, інтенсивний ріст і продуктивність, особливо на молодих стадіях розвитку, енергійне відновлення з порослевих пнів та коренів після рубок, пожеж. Верба має найвищу серед деревних рослин здатність перетворювати сонячне випромінювання в хімічну енергію за певних кліматичних умов, характеризується високими показниками випаровування протягом вегетаційного періоду, інтенсивним поглинанням вуглекислого газу, продукуванням кисню, що характеризує кліматорегулювальне значення, протидіє глобальному потеплінню.
Ґрунтотвірна роль цих лісів зумовлена формуванням розгалуженої кореневої системи, що сприяє структуризації та очищенню ґрунтів від забруднення, ефективному засвоєнню поживних речовин, здатності очищувати воду від евтрофікації, накопичувати азотні, фосфорні сполуки, важкі метали, токсичні метали, особливо Cd. Завдяки високій стійкості та здатності накопичувати значну кількість деяких металів (Cd, Cu, Zn, Ni, Pb, Fe) запропоновано можливе використання верб для адсорбції металів. У літературі є дані щодо здатності очищати ґрунт від нафтопродуктів, оскільки коріння вербових насаджень пов’язане з мікроорганізмами, розвиток яких стимулює руйнування нафти.
Відмічається стійкість верб до затоплених або перенасичених водою ґрунтів і дефіциту кисню в кореневій зоні, до підвищеної концентрації вуглекислого газу та метану. Велика кількість підстилки підвищує вміст гумусу в ґрунті, а висока ефективність поглинання поживних речовин та води протягом вегетаційного періоду завдяки хорошому проникненню коренів у ґрунт сприяє ґрунтоутворенню і забезпеченню ефективного функціонування заплавних екосистем в різкозмінних умовах.
Заплавні лісові біотопи мають велике значення у забезпеченні консортивних зв’язків, трофічних ланцюгів як харчова база різноманітних організмів. Є дані про багату фауну комах (до 450 видів) та найбільшу кількість птахів (приблизно 60 видів) серед усіх досліджених середовищ біотопів. Вербові насадження мають високу рекреаційну цінність. Все це свідчить про те, що ми повинні розумно підійти до використання тих природних благ, які надає нам природа, оцінити не лише наші економічні потреби, а екосистемні послуги й відновити, можливо, один із найбільших масивів заплавних лісів у Європі.
PS. Дослідження ведуться в рамках виконання проєктів програмно-цільової та конкурсної тематики НАН України КПКВК 6541230 «Підтримка розвитку пріоритетних напрямів наукових досліджень»: «Оцінка впливу воєнних дій на трансформацію наземних природних екосистем з використанням модельних груп видів-біоіндикаторів та моніторинг чужорідних видів у флорі та фауні як складової забезпечення біологічної безпеки України» та конкурсної тематики НФД України «Наука для відбудови України у воєнний та повоєнний періоди»: «Геоінформаційна система з просторового оцінювання деградації довкілля України внаслідок російської агресії», а також за підтримки неурядових організацій «Екологія-Право-Людина» та Української природоохоронної групи.
Яків ДІДУХ, академік НАН України, Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, ДУ «Інститут еволюційної екології НАН України».
Читайте також:
- То скільки ж зрубано лісу в Карпатах або Криза довіри до українських науковців
- BasisOpen — як просто взяти й провести олімпіаду з фізики
- Справа життя Петра Гули. Чеські національні парки. Чим вони відрізняються від наших
- Забагато чи замало в Україні науковців?
- Рух до гармонії, чи до самознищення: системне осмислення конфліктуючого світу
- Чому Україна виграє цю війну?