Font Size

Cpanel

Пути сохранения редких видов растений при реализации гидроэнергетических проектов на примере Нижне-Бурейской ГЭС

В статье приводятся данные о редких видах растений, находящихся под угрозой уничтожения и исчезновения из флоры Амурской области при заполнении водохранилища Нижне-Бурейской ГЭС. Рассматриваются мероприятия по сохранению Aleuritopteris kuhnii (Milde) Ching, Polystichum craspedosorum (Maxim.) Diels, Woodsia polystichoides D.Eat. Проанализированы возможности переноса папоротников из мест затопления в новые подходящие местообитания, выращивания этих видов в культуре и создания искусственных популяций в природе.

Введение

Реализация гидроэнергетических проектов оказывает значительное негативное воздействие на окружающую среду, приводя к изменению экосистем и создавая угрозы для биоразнообразия в зоне влияния гидроузла. Сохранение биоразнообразия и проведение мероприятий по предотвращению, минимизации, смягчению и компенсации негативных воздействий является главным экологическим приоритетом при реализации гидроэнергетических проектов. В Амурской области осуществляется строительство Нижне-Бурейской ГЭС, в зону прямого влияния которой попадают места произрастания редких видов растений, занесенных в Красную книгу Российской Федерации и Красную книгу Амурской области. Одним из путей, которые позволяют компенсировать негативное воздействие гидроэнергетических объектов на биоразнообразие региона, является проведение специальных работ, направленных на сохранение редких объектов растительного мира, произрастающих в зоне затопления будущего водохранилища.

Нижне-Бурейская ГЭС – строящаяся гидроэлектростанция на реке Бурея у посёлка Новобурейский Бурейского района Амурской области. Входит в Бурейский каскад ГЭС, являясь контррегулятором крупной Бурейской ГЭС. Строительство станции ведётся ПАО «РусГидро» с 2010 года. Наполнение водохранилища и ввод в эксплуатацию гидроузла запланирован в 2017 г., что создает риски утраты уникальных растительных сообществ и мест произрастания многих реликтовых и редких видов растений долины реки Бурея в пределах Амурской области [1].

В Амурской области при строительстве и наполнении водохранилищ Зейской и Бурейской ГЭС были практически утеряны уникальные биоценозы и ландшафты и такие редкие и эндемичные виды как: протовудсия маньчжурская (Protowoodsia manchuriensis (Hook.) Ching), кортуза амурская (Cortusa amurensis Fed.), норичник амгунский (Scrophularia amgunensis Fr. Schmidt). Численность узколокальных эндемов камнеломки Коржинского (Saxifraga korshinskii Kom.) и одуванчика линейнолистного (Taraxacum lineare Worosch. et Schaga) сократилась до угрожающей. Долина реки Буреи является уникальным природным рефугиумом восточноазиатской флоры [2, 3]. Именно здесь находятся самые северные места произрастания таких реликтовых и редких видов папоротников, как алевритоптерис Куна (Aleuritopteris kuhnii (Leptolepidium kuhnii (Milde) Hsinget S.K. Wu), внесенного в Красную книгу РФ [4], многорядник укореняющийся (Polystichum craspedosorum (Maxim.) Diels.), вудсия многорядниковая (Woodsia polystichoides D.Eat.), щитовник сихоте-алинский (Dryopteris sichotensis Kom.), адиантум стоповидный (Adiantum pedatum L.), внесенных в региональные Красные книги [5–8].

В связи с этим выявление находящихся под угрозой исчезновения редких видов растений, в первую очередь папоротников, и проведение возможных мероприятий по их сохранению, включая ex situ при реализации гидроэнергетического проекта «Нижне-Бурейская ГЭС» является особенно актуальным.

Результаты исследования

Анализ литературы и флористические исследования, проводимые с 1993 года, показали, что в зону затопления водохранилищем Нижне-Бурейской ГЭС попадают места произрастания 75 видов редких и исчезающих растений, включенных в Красную книгу Амурской области [8], из них 19 видов внесены в Красную книгу Российской Федерации [4]. В зоне прямого и косвенного влияния Нижне-Бурейского гидроузла окажется пять таксонов папоротников, среди которых виды, внесенные в Красные книги РФ и Амурской области, и виды, приуроченные к долине Буреи, и более нигде не найденных на территории Амурской области.

В Красной книге Амурской области папоротник Aleuritopteris kuhnii имеет категорию 1 – вид, находящийся под угрозой исчезновения, произрастающий на северной границе распространения. На территории области известно только одно местонахождение: Бурейский район, по правому берегу р. Бурея, в 14 км ниже п. Талакан [9]. На территории России A. kuhnii произрастает только на юге Дальнего Востока. Известно по 4 места нахождения в Приморском и Хабаровском краях. Вне России встречается в Китае, Корее, Японии.

В Красную книгу Амурской области включены Woodsia polystichoides, Aleuritopteris argentea (S.G.Gmel.) Fée, Dryopteris sichotensis. В 2011 году в долине р. Бурея обнаружен редкий вид папоротника – Рolystichum craspedosorum, ранее не указывавшийся для флоры Амурской области [10]. В наиболее уязвимом положении находятся три вида, имеющие в долине р. Бурея единственную популяцию на территории области и попадающие непосредственно в зону затопления Нижне-Бурейским водохранилищем: Aleuritopteris kuhnii, Polystichum craspedosorum и Woodsia polystichoides.

Вышеперечисленные папоротники произрастают на береговых скалах р. Буреи в районе урочища «Сухие протоки», примерно 20-22 км ниже плотины Бурейской ГЭС в зоне выклинивания подпора будущего Нижне-Бурейского водохранилища. По результатам моделирования уровень воды здесь может подняться примерно на 5 м, что приведет к затоплению основной части популяций этих видов. В момент заполнения водохранилища вне зоны затопления останутся только некоторые участки скал с фрагментами популяции Polystichum craspedosorum. Однако, все деревья, произрастающие на незатопленных участках скал, будут подтоплены и вероятно погибнут, что вызовет резкое усиление освещенности, увеличение температуры и колебаний влажности воздуха и почвы. Эти изменения, по всей вероятности, приведут к гибели оставшихся выше уровня затопления популяций папоротников.

Сотрудниками АФ БСИ ДВО РАН разрабатываются и осуществляются мероприятия по минимизации возможных негативных воздействий на растительный мир в рамках проектов «Реализация мероприятий по компенсации негативного воздействия от строительства Нижне-Бурейской ГЭС на растительный и животный мир, попадающий в зону затопления водохранилищем» и «Выполнение компенсационного мероприятия по сохранению ex situ редкого вида папоротникообразных – Алевритоптерис Куна (Aleuritopteris kuhnii), произрастающего в зоне затопления водохранилищем Нижне-Бурейской ГЭС, для последующего создания его природных популяций на подходящих для произрастания территориях», реализуемых ПРООН/ГЭФ-Минприроды России в рамках проекта «Задачи сохранения биоразнообразия в политике и программах развития энергетического сектора России», реализации программы мониторинга окружающей среды в зоне влияния Бурейского каскада ГЭС, действующей с 2005 года, при участии АО «Нижне-Бурейская ГЭС» и Правительства Амурской области.

Для сохранения редких видов папоротников проводятся мероприятия тремя основными путями (направлениями).

Первым направлением является перенос растений в новые местообитания из зоны затопления, который был осуществлен в 3 временных этапа. Растения переносили в новые места обитания традиционным методом прямой пересадки взрослых экземпляров растений.

1 этап. В 2015 году (30 мая) на сопку Змеиная, в районе с. Домикан Архаринского района было пересажено 42 экземпляра Woodsia polystichoides, 35 – Aleuritopteris kuhnii, 53 – Polystichum craspedosorum. С целью лучшей приживаемости растения, по возможности, не разделялись поодиночке, а переносились вместе с комом земли или дерна небольшой группой. Aleuritopteris kuhnii и Polystichum craspedosorum переносили куртинами, Woodsia polystichoides – отдельными экземплярами, т.к. в зоне затопления растения этого вида произрастают одиночно. Подсчет количества растений, перенесенных куртинами, осуществлялся приблизительный.

2 этап. Заключался в переносе скального фрагмента с произрастающими на ней растениями Aleuritopteris kuhnii. Этот метод был впервые применен для переноса редких растений из зоны влияния промышленного объекта. С помощью высокотехнологичного оборудования 30 июня 2015 года производилось выпиливание кусков скальной породы до 40 см шириной, на которых произрастал A. kuhnii. Приблизительное число перенесенных таким образом растений составляет 12 экземпляров.

3 этап. В 2016 году (28 сентября) на участок левого берега р. Буреи, в нижнем бьефе Нижне-Бурейской ГЭС дополнительно было пересажено около 25 экземпляров Polystichum craspedosorum и 10 экземпляров Woodsia polystichoides.

Оба участка, выбранные в настоящее время для реинтродукции в качестве подходящих местообитаний входят в состав ООПТ регионального значения «Природный парк Бурейский», который был создан в 2015 году. Регулярный мониторинг перенесенных растений в течение 2015–2016 гг. показал, что большая часть растений «прижилась» в новых местообитаниях, при этом, лучше всего развивались растения, пересаженные куртинами и способом алмазной резки скалы, где погибших экземпляров практически не было, т.к., видимо, их корневая система была меньше повреждена.

Погибшие экземпляры не были отмечены у Polystichum craspedosorum. Растения полноценно развивались, но образования выводковых почек отмечено не было. У Woodsia polystichoides было отмечено значительное число погибших экземпляров (16 штук). Выжившие растения развивались полноценно, образовывали здоровую розетку ваий. У Aleuritopteris kuhnii были отмечены единичные погибшие экземпляры (4 шт.). Однако, прижившиеся растения слабо развивались и образовывали вайи меньшего размера, чем растения произрастающие на «Сухих протоках».

Таким образом, приживаемость папоротников, пересаженных куртинами, в первый год после пересадки была значительно выше, чем при пересадке растений единичными экземплярами, и составила у Polystichum craspedosorum – 100%, Aleuritopteris kuhnii – 88,6%, у Woodsia polystichoides – 62%. Мониторинг перенесенных растений будет продолжен в 2017 и последующих годах.

Вторым направлением по сохранению редких видов папоротников является реинтродукция в природные условия растений, выращенных в условиях культуры из спор (ex situ). Сохранение редких видов ex situ проводилось путем культивирования папоротников в открытом и закрытом грунте, как растений, изъятых из мест затопления, так и выращенных из спор. Споры папоротников собирались в сентябре 2015 и 2016 гг. В 2016 году споры Aleuritopteris kuhnii и Polystichum craspedosorum, были посеяны. В настоящее время уже получены гаметофиты и первые ювенильные спорофиты редких папоротников, которые будут высажены в мае 2017 года в природные места обитания. Удобно и экономически обоснованно при выращивании большого количества молодых растений использование камер роста растений. За весь период работ планируется вырастить с помощью современных камер роста растений и высадить в природные места обитания около 2000 растений.

С целью сохранения ex situ генофонда Aleuritopteris kuhnii и других редких видов флоры Амурской области в АФ БСИ ДВО РАН ведется серьезная подготовительная работа по созданию коллекционных маточных посадок, которые в дальнейшем будут служить базой для восстановления утерянных или уничтоженных популяций в естественных местах обитания. Проведение данных мероприятий включает долгосрочные, дорогостоящие и требующие значительных временных затрат работы, которые, к тому же, далеко не всегда могут оказаться успешными. В связи с этим, высадка выращенных растений будет проводится в несколько этапов до 2020 года.

Третьим направлением является сохранение редких видов папоротников в условиях культуры. Изучение возможности выращивания из спор и сохранения в условиях культуры в открытом и закрытом грунтах A. kuhnii, P. craspedosorum и W. polystichoides ведется с 2005 года [11, 12].

Выявлено, что в культуре A. kuhnii нестабилен, то есть имеет невысокую приживаемость после пересадки в открытый грунт (менее 80%), чувствителен к изменениям условий в зимний период (относительно природных условий) и в период начала вегетации, поражается вредителями и болезнями культурных растений (грибковые заболевания, щитовка, паутинный клещик и др.). Развитие растений в некоторые года можно оценить как полноценное, с образованием спороносных ваий и созреванием спор, что говорит об устойчивом состоянии интродуцента. Однако при пересадке в закрытый грунт, процент приживаемости растений составляет менее 40%. Обусловлено это, скорее всего, повреждением корневой системы и требовательностью вида к определенному химическому составу грунта и микроклиматическими особенностями естественной среды обитания вида. Woodsia polystichoides более пластична в условиях интродукции, выживаемость пересаженных растений составляет более 80%. Polystichum craspedosorum на коллекционном участке АФ БСИ ДВО РАН выращивается с 2014 года. Растения имеют обычный для себя сезонный ритм, но не образуют активного прироста, вегетативное размножение не отмечено. Выращивание из спор этого вида более сложный процесс, чем других исследуемых видов.

В сложившихся обстоятельствах возможно сохранение редких видов папоротников, произрастающих в долине р. Бурея и находящихся под угрозой затопления при возведении Нижне-Бурейского гидроузла, путем переноса растений из природных популяций в подходящие природные местообитания и выращивание в культуре с последующей их реинтродукцией. Для получения лучшего результата необходимо тщательное изучение биологии и экологии видов, специфики их спорового размножения, развития гаметофитов и спорофитов.

Заключение

Таким образом, выявлено, что в зоне прямого и косвенного влияния Нижне-Бурейского гидроузла произрастает 5 видов редких папоротников. В наиболее уязвимом положении находятся Aleuritopteris kuhnii, Polystichum craspedosorum и Woodsia polystichoides, имеющие в долине р. Бурея единственную популяцию на территории области и попадающие непосредственно в зону затопления водохранилищем Нижне-Бурейской ГЭС. В ходе проведения мероприятий по сохранению редких видов было пересажено 47 экземпляров Aleuritopteris kuhnii, 52 – Woodsia polystichoides, 78 – Polystichum craspedosorum. Реинтродукцию папоротников в новые природные места обитания из затопляемых территорий, а также выращенных в условиях культуры можно считать перспективным методом сохранения редких папоротников. Наиболее эффективно переносить папоротники из природных мест обитания куртинами (приживаемость папоротников составляет 88,6-100%), чем одиночными экземплярами (приживаемость составляет 62%). Для сохранения редких видов папоротников актуально применение высокотехнологичного современного оборудования при переносе растений методом алмазной резки, а также выращивание растений в специализированных камерах роста растений. Необходимо применять комплексный подход: создание искусственных популяций папоротников в природе и выращивание в культуре, ex situ, создание коллекций, чтобы минимизировать негативные последствия от реализации гидроэнергетических проектов на растительный мир. Использование только одного из направлений по сохранению редких видов будет недостаточно эффективным.

Литература

1. Борисова И.Г. Мониторинг флоры и растительности на крупных объектах гидроэнергетики: подходы, методические рекомендации и реализация / И.Г. Борисова, В.М. Старченко, Т.Н. Веклич. – Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2016. – 289 c.

2. Старченко В.М., Дарман Г.Ф., Борисова И.Г. Флора долины Буреи (Амурская область). – Владивосток: Дальнаука. – Комаровские чтения. – 2015. – Вып. 63. – С. 69 – 99.

3. Старченко В.М., Борисова И.Г. Перенос растений из зоны прямого влияния Нижне-Бурейской ГЭС (Амурская область) // Матер. Междунар. Конференции, посвященной 70-летию ЦСБС «Сохранение разнообразия растительного мира в ботанических садах: традиции, современность, перспективы». – Новосибирск: ЦСБС СО РАН, 2016. – С. 279 – 282.

4. Красная книга Российской Федерации (растения и грибы) / Министерство природных ресурсов и экологии РФ, Федеральная служба по надзору в сфере природопользования, РАН, Российское ботаническое общество; МГУ им. М.В. Ломоносова; гл. ред.колл. Ю.П. Трутнев и др., сост. Р.В. Камелин и др. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. – 855 с.

5. Красная книга Еврейской автономной области. Растения и грибы / отв. Ред. Рубцова Т.А. – Новосибирск: Изд-во «Арта», 2006. – 247 с.

6. Красная книга Хабаровского края. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и животных: официальное издание / Министерство природных ресурсов Хабаровского края, Институт водных и экологических проблем ДВО РАН. – Хабаровск: Издательский дом «Приамурские ведомости», 2006. – 632 с.

7. Красная книга Приморского края: Растения. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов. – Владивосток: АВК «Апельсин», 2008. – 688 с.

8. Красная книга Амурской области: редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных, растений и грибов: официальное издание / Управление по охране, контролю и регулированию использования объектов животного мира и среды их обитания Амурской области, Благовещенский государственный педагогический университет. – Благовещенск: Издательство БГПУ, 2009. – 446 с.

9. Крещенок И.А. Выращивание растений рода многорядник (Polystichum) из спор // Региональные проблемы. – 2011. – Т. 14. – № 1. – С. 30 – 32.

10. Старченко В.М., Дарман Г.Ф. Новые виды флоры Амурской области // Ботанический журнал. – 2012. – Т. 97. – № 10. – С. 116 – 118.

11. Крещенок И.А. Дальневосточные папоротники в культуре // Цветоводство. – 2011. – № 1. – С. 12 – 13.

12. Болотова Я., Дарман Г., Воробьёва А., Крещенок И. Растения Красной книги России в коллекции Амурского филиала Ботанического сада-института ДВО РАН // Цветоводство. – 2012. – № 5. – С. 17 – 21.

И.А. Крещенок, к.б.н.,

научный сотрудник лаборатории интродукции,

В.М. Старченко, д.б.н.,

заведующий лабораторией ботаники,

Е.В. Аистова, к.б.н.,

и.о. заведующего лабораторией защиты растений,

Амурский филиал Ботанического сада-института ДВО РАН,

г. Благовещенск.