Ukrainian (UA)Russian (CIS)

Особливості динаміки зволоженості солончакових природних комплексів Чорноморського біосферного заповідника у контексті їх значення як середовища існування водоплавних та прибережних птахів

Бібліографічне посилання:

Москаленко Ю. О. Особливості динаміки зволоженості солончакових природних комплексів Чорноморського біосферного заповідника у контексті їх значення як середовища існування водоплавних та прибережних птахів // Заповідна справа в Україні. — 2013. — 19 (1). — С. 78—82.

Значення солончакових природних комплексів, що знаходяться у межах Чорноморського біосферного заповідника і, одночасно, належать до складу водно-болотних угідь міжнародного значення, «Тендрівська затока» і «Ягорлицька затока», переоцінити дуже складно. Як відомо, солончаки, які поширені узбережжям Північного Причорномор'я, є місцем гніздування низки видів птахів, що охороняються. Наприклад, пісочника морського Charadrius alexandrinus, кулика-довгонога Himantopus himantopus, чоботаря Recurvirostra avosetta, кулика-сороки Haematopus ostralegus, дерихвоста лучного Glareola pratincola. Але особливо велике значення ці природні комплекси мають під час міграцій, коли в їх межах знаходить собі притулок і живлення величезна кількість пролітних прибережних птахів. Тому солончакові біотопи материкових ділянок Чорноморського біосферного заповідника, як території з найвищим охоронним статусом, є надзвичайно цінними для підтримання задовільного стану популяцій багатьох гідрофільних видів птахів, що гніздяться та мігрують вздовж північного узбережжя Чорного моря.
В той же час, властивості водно-болотних угідь у контексті їх значення як середовища існування птахів (кормові властивості, гніздопридатність біотопів тощо), можуть змінюватися у досить широких межах залежно від погодних умов року. Особливо це є актуальним для регіонів із посушливим кліматом, де багаторічна динаміка кліматичних умов може спричиняти істотні перебудови в екосистемах водно-болотних угідь.
Метою роботи було дослідження впливу багаторічної динаміки погодних умов на сезонну динаміку зволоженості солончаків Чорноморського біосферного заповідника і опис на цій основі характерних паттернів динаміки стану солончаків як середовища існування водоплавних та прибережних птахів. Оцінка значення параметрів солончаків для гідрофільних птахів в цій роботі побудована на підставі того факту, що роль кормового та гніздового біотопу для більшості прибережних птахів можуть відігравати лише перезволожені солончаки, які мають вільні ділянки водної поверхні.

Матеріали та методи

Модельною для цих досліджень було обрано ділянку заповідника «Ягорлицький Кут» (загальна площа — 5540 га), яка розташована в західній (дистальній) частині однойменного півострова, що лежить між Ягорлицькою затокою та східною частиною Тендрівської затоки. Комплексність ґрунтового покриву, різниця вологості та засолення обумовлюють складну структуру природного рослинного покриву півострова. В його межах степова рослинність чергується з низинами, порослими рослинністю вологих місцезростань і великими ділянками солончаків (Уманець та ін., 2007). За ознакою ключового фактору у динаміці зволоження, солончаки Ягорлицького півострова умовно було поділено на три типи.
До першого віднесли солончаки низинних периферійних ділянок узбережжя, серед яких поширені озера, що сполучаються протоками з акваторією заток. Провідним фактором динаміки зволоження цих солончаків є згінно-нагінні явища в затоках та фільтрація вод затоки через ґрунт.
До другого типу солончаків віднесли периферійні знижені ділянки півострова, що є дещо віддаленими від узбережжя і мають озера, не сполучені із затоками. Зволоженість солончаків цього типу залежить переважно від кількості атмосферних опадів. Однак, під час найсильніших штормів, що спричиняють катастрофічні нагони в затоках, ці солончаки можуть наповнюватися водами заток.
До третього типу ми віднесли солончаки, що поширені у подах, розміщених в осьовій підвищеній частині півострова. Динаміка зволоженості цих солончаків визначається виключно атмосферними опадами.
Для дослідження були використані метеодані Бехтерської метеостанції (Голопристанський р-н, Херсонська обл.), що розташована найближче (приблизно 30 км) до району досліджень. Середньобагаторічні показники, які використовували в аналізі, обчислювали за період з 1955 по 2011 рр. включно. Застосовували наступні інтегральні метеорологічні параметри: середньорічні та середньосезонні температури, річні і сезонні суми опадів. Для обчислення гідротермічного коефіцієнту Селянінова (К) (Краткая..., 1960) розраховували річну суму ефективних температур та річну суму опадів за період ефективності. При розрахунку середньорічної температури і річної суми опадів за початок року приймали 1 грудня, тобто розрахунок зазначених показників здійснювали не за календарним роком, а за чотирма сезонами.
Ступінь зволоженості солончаків визначали за допомогою даних дистанційного зондування землі (ДЗЗ) супутників Landsat 5 (сенсор ТМ) та Landsat 7 (сенсор ЕТМ+). Зазначені дані ДЗЗ вільно розповсюджуються Геологічною службою США (US Geological Survey) через веб-сервіс Glovis (USGS Global Visualization Viewer, http://glovis.usgs.gov/). Отримані супутникові знімки обробляли за допомогою вільного програмного забезпечення за оригінальною технологією (Москаленко, 2010). При цьому використовували комбінацію спектральних каналів 742, як таку, що чітко відображає межі водного дзеркала. В цілому, для дослідження було використано близько сотні сцен ДЗЗ, отриманих за період з 1984 по 2012 рр. включно.

Результати та обговорення

Результати вивчення, динаміки метеорологічних умов.

Основною метою аналізу динаміки метеорологічних умов було виявлення років із різним ступенем вологозабезпеченості вегетаційного періоду. Для таких років шляхом аналізу даних ДЗЗ необхідно було описати характерні паттерни сезонної динаміки зволоженості солончакових комплексів півострова. Обрання показників вологозабезпечення протягом вегетаційного періоду було зумовлено тим, що протягом холодного періоду року солончаки півострова водоплавними та прибережними птахами практично не використовуються. Для характеристики ступеню вологозабезпеченості вегетаційного періоду був обраний гідротермічний коефіцієнт Селянінова, як простий для обчислення. Відомо, що величина гідротермічного коефіцієнту на північній межі степової зони становить 1,0, на північній межі напівпустелі — 0,5 (Краткая..., 1960). Середньобагаторічне значення цього показника для регіону дослідження, обчислене нами за даними Бехтерської метеостанції, становить 0,60.
Виходячи із представлених даних (рисунок), екстремально висока вологозабезпеченість протягом вегетаційного періоду спостерігалася у 1997 (гідротермічний коефіцієнт К = 1,00), 2004 (1,13) та 2010 (0,93). Досить вологий вегетаційний період був характерний для 1982 р. (0,82), 1988 р. (0,83), 2000 р. (0,85) та 2008 р. (0,88) років. Екстремально посушливими видалися 1993-1994 рр. (К = 0,34), 2006-2007 роки (К = 0,38 і 0,39 відповідно) та 2011 рік (0,36). Досить посушливими були 1984 (К = 0,47), 1986 (0,46), 1990-1992 (К = 0,43; 0,42; 0,43 відповідно), 1999 (0,45) і 2009 (0,49) роки. Вологозабезпечення на рівні середньобагаторічної норми (0,60) спостерігалося у  1987 (К = 0,57), 1996 (0,60), 1998 (0,59) і 2002 (0,60) роках.

Динаміка інтегральних метеорологічних параметрів за 1981-2011 рр.
Динаміка інтегральних метеорологічних параметрів за 1981-2011 рр.

Шкала для оцінки ступеня зволоженості солончаків півострова Ягорлицького Кута за даними дистанційного зондування.

На основі детального вивчення всього наявного набору даних дистанційного зондування виділені 5 класів ступеня зволоженості солончакових комплексів півострова. Ці класи вдалося виділити за ознакою диференціації зволоженості різних солончаків у різних частинах півострова. Виявлені відмінності у зволоженості зумовлені особливостями рельєфу і різною віддаленістю від озер, сполучених із затокою.
0 балів — ділянки водної поверхні є тільки в озерах, що сполучені із затокою; решта поверхні солончаків повністю суха. Цей клас відповідає ситуації вкрай посушливих умов, коли навіть низини, що розташовані в безпосередній близькості від сполучених із затокою озер, залишаються сухими з причини того, що випаровування ґрунтової вологи перевищує можливості фільтрації води з боку озер і затоки.
1 бал — перезволоженість спостерігається тільки в низинних частинах півострова у солончаків, які безпосередньо межують з озерами, що сполучені із затоками. Більш віддалені низини від затоки і відкритих озер, а також солончаки в осьовій частині півострова повністю сухі.
2 бали — перезволоженими є низинні частини півострова (як солончаки, які межують із відкритими озерами і затокою, так і віддалені від них низини). За даними дистанційного зондування на солончаках в осьовій частині півострова можуть ідентифікуватися залишки вологи.
3 бали — перезволоженість солончаків спостерігається не тільки в низинних частинах півострова, але і в його осьовій частині. Площа перезволожених ділянок хоча б одного поду в осьовій частині півострова становить 30-60 % або ж менше, але тоді на частині півострова перезволоженими є ще й дрібні поди (на супутниковому знімку виглядають як округлі темні плями).
4 бали — значна перезволоженість спостерігається у всіх солончаків півострова. Площа перезволожених ділянок на солончаках в осьовій частині півострова становить не менше 70 %. На супутниковому знімку чітко видно перезволоженість дрібних подів на всій території півострова.

Характерні паттерни сезонної динаміки зволоженості солончаків півострова.

В роки з нормальним рівнем зволоження ступінь зволоженості солончаків на початку вегетаційного сезону, як правило, складає 3 бали. Це дозволяє водоплавним та прибережним птахам під час весняної міграції використовувати для перепочинку та годівлі солончакові біотопи у всіх частинах півострова. Однак протягом весни, внаслідок випаровування вологи, зволоженість знижується і до початку гніздового сезону досягає 2 балів, що практично позбавляє можливості гніздування на солончаках осьової частини півострова низки прибережних видів птахів, для яких є необхідною присутність ділянок водного дзеркала біля місць гніздівлі. Протягом літа зволоженість солончаків продовжує знижуватися і до початку осінньої міграції досягає 0-1 балів. Таким чином, під час осінньої міграції придатними для перепочинку та годівлі прибережних та водоплавних птахів є лише солончаки, які безпосередньо межують із узбережжям заток та з відкритими озерами.
На початку вегетаційного періоду екстремально посушливих років ступінь зволоженості солончаків, в залежності від кількості опадів, що випали у попередні осінь та зиму, може становити від 1 до 3 балів. Відповідно, при зволоженості в 1-2 бали птахами під час весняної міграції можуть використовуватися лише солончаки в низинній периферійній частині півострова. При зволоженості у 3 бали весняними мігрантами використовуються ще й солончаки осьової частини півострова. Через дефіцит опадів, як правило, до початку гніздового сезону зволоженість солончаків знижується до 0-1 балів. Отже в такі роки гніздова ємність півострова для прибережних птахів є найнижчою, оскільки вони мають змогу гніздитися лише на окремих солончаках, що безпосередньо межують із затоками, чи відкритими озерами. У другій половині літа ступінь зволоженості солончаків становить 0 балів. Відповідно ємність кормових угідь півострова для прибережних птахів під час осінньої міграції в такі роки є також найнижчою.
На початку весни в роки з екстремальним зволоженням, в залежності від кількості опадів, що випали взимку, ступінь зволоженості солончаків сягає 3-4 балів. Таким чином, весняні мігранти в межах півострова мають великі за площею угіддя для годівлі та відпочинку. Через відносно прохолодну температуру і велику кількість опадів до початку гніздового періоду всі солончаки півострова залишаються перезволоженими. У такі роки великі площі водного дзеркала під час гніздового періоду присутні навіть у подах осьової частини півострова, що дає можливість гніздитися тут як прибережним птахам, так і деяким видам водоплавних (напр. лисці Fulica atra, крижню Anas platyrhynchos, нерозню A. strepera). Багате на опади літо в такі роки перешкоджає повному висиханню солончаків і на кінець літа ступінь їх зволоженості може сягати 2 балів. Як наслідок, за таких умов площа кормових угідь півострова для прибережних птахів під час осіннього прольоту є максимальною.
Проведений аналіз метеорологічних даних за період понад 30 років показав, що загальна картина погодних умов в регіоні з року в рік варіює у дуже широких межах — від екстремальних посух до років з екстремальною кількістю опадів. Вивчення даних дистанційного зондування Landsat підтвердило значну варіацію зволоженості солончакових комплексів півострова Ягорлицький Кут по роках та сезонах. Солончаки зазнають циклічних нерівномірно-періодичних змін свого стану, які зумовлені сезонною та багаторічною динамікою метеорологічних умов. Динаміка стану солончакових комплексів у свою чергу зумовлює відповідні зміни у видовому складі та населенні птахів водно-болотних угідь півострова.
Описані основні паттерни сезонної динаміки зволоженості солончаків півострова дозволяють як інтерпретувати в певних межах динаміку видового складу та населення водоплавних і прибережних птахів півострова, так і робити короткострокові прогнози її подальшого ходу.
Слід підкреслити, що описані три паттерни сезонної динаміки зволоженості солончаків півострова не вичерпують всієї їх різноманітності. Значна нерівномірність у розподілі опадів протягом року може вносити істотні корективи у хід динаміки зволоженості. Ще одним фактором, який може істотно змінювати ступінь зволоженості солончаків у низинних частинах півострова, є катастрофічні нагони у затоках, викликані сильними штормовими вітрами.

Висновки

Проведені дослідження показали, що окремі типи солончаків на півострові можуть мати різне значення для птахів в роки з різними метеорологічними умовами. Так, у посушливі та нормальні за рівнем зволоження роки водоплавні та прибережні птахи, як правило, не мають можливості гніздувати на солончаках осьової частини півострова. Вони використовуються як гніздовий біотоп лише обмеженим числом прибережних видів (наприклад, пісочник морський та дерихвіст лучний), для яких наявність водойми поблизу місць гніздування не є обов'язковою умовою. Враховуючи, що і пісочник морський, і дерихвіст лучний є фігурантами Червоної книги України, можна впевнено стверджувати, що навіть у такі посушливі роки ці солончаки зберігають велике значення для охорони птахів.
З іншого боку, солончаки осьової частини півострова вкрай рідко можуть використовуватися птахами під час осінньої міграції. Проведений аналіз сезонної динаміки їх зволоженості показав, що незалежно від умов року, до кінця літа — початку осені вони, як правило, повністю пересихають. Тому для осінньої міграції прибережних птахів велике значення мають саме солончаки низинної частини півострова.
Під час весняної міграції солончакові комплекси осьової частини півострова можуть використовуватися птахами тільки у вологі або нормальні за кількістю опадів роки. В екстремальні ж посухи ці солончаки, як правило, навіть після зимового періоду залишаються сухими.
Варто відзначити, що у солончакових біотопах півострова гідрологічний режим є набагато жорсткішим, ніж на аренних ділянках Чорноморського біосферного заповідника. Тому часто спостерігається ситуація, коли через посуху на Ягорлицькому півострові чисельність низки прибережних птахів на гніздуванні стає дуже низькою, в той час на аренних ділянках заповідника їх кількість зростає.
Досвід застосування супутникових знімків Landsat для аналізу стану солончакових біотопів в різні роки і сезони показав великий потенціал цих даних для екологічного моніторингу. При цьому є необхідність у подальших більш ретельних дослідженнях у напрямку відпрацювання технології інтерпретації даних дистанційного зондування на основі досвіду, отриманого при вивченні просторово-часової динаміки стану рослинності солончакових комплексів півострова.
Слід також зазначити, що можливостей програмного забезпечення з вільним розповсюдженням цілком достатньо задля вирішення більшості дослідницьких завдань, пов'язаних з інформаційним забезпеченням тривалого моніторингу стану екосистем.
В ході виконання цього дослідження було створено блок безперервного моніторингу солончакових комплексів півострова Ягорлицький Кут у проекції динаміки стану цих комплексів як середовища існування водоплавних і прибережних птахів. Протягом 2010-2011 рр. здійснено успішну апробацію цього блоку у поєднанні з системою моніторингу орнітофауни та моніторингу природних комплексів Чорноморського біосферного заповідника.

Дослідження, у рамках якого були отримані ці результати, було виконане за фінансової підтримки з боку Європейського Економічного Співтовариства в рамках Сьомої Рамкової Програми згідно з угодою про надання гранту № 226740 „Формування потенціалу зі спостереження за Чорноморським басейном у рамках підтримки сталого розвитку території“ („Building Capacity for a Black Sea Catchment Observation and Assessment System supporting Sustainable Development“).

Література

Краткая географическая энциклопедия / Гл. ред. Григорьев А. А. – М.: Советская энциклопедия. — 1960. — Т.1. — 564 с.
 Москаленко Ю. О. Технологія оброблення даних дистанційного зондування Landsat з використанням вільного програмного забезпечення з відкритим кодом // Національне картографування: стан, проблеми та перспективи розвитку: Збірник наукових праць / Відп. за вип. А. А. Москалюк. — К.: ДНВП „Картографія“, 2010. — Вип. 4. — С. 39—42.
Уманець О. Ю., Селюніна З. В., Руденко А. Г., Ніточко М. І. Ягорлицький півострів — перспективна територія для природоохоронного резервування та створення буферної зони Чорноморського біосферного заповідника // Заповідні степи України. Стан та перспективи їх збереження: Матер. Міжнар. наук. конф. (Асканія-Нова, 18-22 вересня 2007 р.). — Армянськ: ПП Андрєєв О. В., 2007. — С. 93—96.

 

Додати коментар


Захисний код
Оновити

Пошук
Користувальницький пошук