КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-77-10087
НазваниеОценка деятельности бобра как регулятора стока воды, наносов и загрязняющих веществ малых рек востока Европейской территории России
Руководитель Шарифуллин Айдар Гамисович, Кандидат географических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" , Республика Татарстан (Татарстан)
Конкурс №71 - Конкурс 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-711 - Геоэкология и природопользование
Ключевые слова бобровые плотины, сток воды, сток взвешенных наносов, загрязняющие вещества, аккумуляция, малые реки, бобры, Castor fiber, донные отложения
Код ГРНТИ37.27.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
С середины XX в. началось восстановление популяции речного бобра (Castor fiber), практически истребленного к началу ХIХ века на всей территории Северной Америки и Евразии. В настоящее время численность этих животных в пределах только нашей страны составляет около 765 тыс. особей (Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2020 году»), которые вновь осваивают не только лесную, но и лесостепную и степную зоны. Основная роль бобров заключается в строительстве плотин, связанных с ними прудов, в регулировании водного режима рек, повышении уровня грунтовых вод, накоплении наносов в пойменно-русловых комплексах, создания угрозы затопления населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий и инженерно-технических сооружений. К тому же юг лесной, лесостепная и степная зон являются одними из наиболее охваченных сельскохозяйственной деятельностью территорий ЕТР, в результате эрозии с которых поступает вместе с наносами большое количество загрязнителей, связанных с удобрениями, пестицидами, что приводит к накоплению биогенных соединений, тяжелых металлов и радионуклидов в прудах и на поймах. В связи с многократным увеличением численности популяции данного вида в регионе, к настоящему времени остается слабо изученной проблема регулирования стока воды, наносов и накопления загрязняющих веществ в малых реках. Поскольку известно, что малые водотоки формируют сток более крупных рек (Gomi, Sidle & Richardson, 2002), влияние активности бобра может выходить далеко за рамки малых рек. Поэтому важно понимать, как деятельность бобра в корне может изменить речную сеть, оказывая влияние, прежде всего, на гидрологические, геоморфологические и гидрохимические процессы, происходящие в руслах и на поймах рек.
Большая часть работ по изучению влияния бобровых плотин на гидролого-гидрохимические характеристики малых рек проводились зарубежными исследователями на примере отдельных рек Канады, США и Северной Европы. Для Европейской части России подобного рода исследования единичны. В то же время, отсутствуют крупные обобщения оценки роли бобровых плотин в регулировании стока малых рек в различных природных зонах, происходящих на фоне серьезных климатических изменений и трансформации землепользования.
Поэтому главная научная проблема, обладающая научной новизной и на решение которой направлена реализация данного проекта, заключается в выявлении общих (межзональных), внутризональных и локальных закономерностей преобразования стока воды и наносов, морфологии днищ долин малых рек Европейской части России бобровыми плотинами в условиях трансформации землепользования и изменения климата.
Научная новизна исследований состоит в получении количественных и качественных характеристик стока воды и наносов, морфолого-морфометрической трансформации пойменно-русловых комплексов в условиях регулирования бобровыми плотинами на локальном (для отдельных ключевых участках, отличающиеся ландшафтными условиями), внутризональном (для отдельных природных зон) и межзональном уровнях на основе использования новейших методов и технологий.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В 2024-2025 гг. были получены следующие основные результаты:
1. На продольных профилях 4 изученных малых рек, протекающих в степной зоне Поволжья, практически все бобровые плотины и связанные с ними пруды (почти 99 %) размещаются на участках с уклонами менее 3 %. Причем, в 90 % случаев они располагаются на уклонах русел менее 2 %, в том числе в 56 % случаев – менее 1 %. Лишь единичные бобровые сооружения встречаются на уклонах русел более 3 %. Изменение уклона русла отражается как на общем количестве, так и на плотности и характере размещения бобровых сооружений вдоль исследуемых рек.
2. На четырех изученных малых реках степной зоны возвышенной части Поволжья было выявлено в общей сложности 158 бобровых плотин и связанных с ними прудов. Наиболее высокая плотность плотин определена для относительно короткой реки Ягодная (Предволжье Саратовской области) – 8,3 ед./км для всего русла реки и 12,9 ед./км – для обводненной в межень (в период полевых работ) его части; наиболее низкая – на самой длинной реке Жилой Ключ (Предволжье Саратовской области) – всего 1,3 ед./км и 1,8 ед./км, соответственно.
3. Выявлена слабовыраженная и статистически незначимая тенденция увеличения высоты бобровых плотин (h) по мере роста уклонов русел рек. С увеличением уклонов русел малых русла наблюдается статистически значимое уменьшение длины бобровых плотин. Критическое значение уклонов русел, при котором происходит статистически значимое изменение длины плотин (D), составляет 0,75 % (согласно тесту Петтитта; p = 0,031). Также выявлена статистически значимая тенденция уменьшения соотношения длины и высоты бобровых плотин индекса (D/h) по мере увеличения уклонов русел малых рек. Значение уклонов русел, при котором происходит статистически значимое изменение индекса D/h, составляет 0,90 % согласно тесту Петитта (p = 0,007). Как и в случае с показателями h и D, альтернативный тест Буйшанда также не выявил критического значения уклонов русла для статистически значимой трансформации зависимости индекса D/h от уклона русла. Помимо вышеуказанных, выявлен статистически значимый (p <0,0001) тренд уменьшения длины бобровых прудов (L) с ростом уклонов речных русел. Критическое значение уклонов русел, при которых происходит статистически значимое изменение длины бобровых прудов, составляет 0,78 % (по тестам Петтитта и Буйшанда; p <0,0001).
4. Вдоль исследуемых рек выявлено незначительное увеличение вверх по течению содержания радиоцезия и органического вещества. При этом не выявлены какие-либо статистически значимые изменения в гранулометрическом составе. Общее содержание цезия-137 в бобровых прудах малых рек невелико и составляет 4,4-10 Бк/кг, что в несколько (до 3-7) раз меньше их значений в почвах приводораздельных пространств.
5. Содержание валовых форм тяжелых металлов и биогенных элементов в донных отложениях бобровых прудов в целом сопоставимо с их содержанием в почвах водоразделов, за исключением Mn, Zn, а также Co, Cr в реке Жилой Ключ, и Ni, Cr – в реке Ягодная. Выявлено значительное накопление подвижных форм Pb, Mn и Fe в донных отложениях.
6. Распределение цезия-137, а также тяжелых металлов и биогенных элементов в донных отложениях исследуемых малых рек хорошо коррелирует с содержанием органического вещества и/или гранулометрическим составом. Выявлено слабое и статистически незначимое влияние содержания органического вещества на распределение цезия-137, умеренное статистически значимое влияние на валовые формы Pb, Mn и подвижные формы Cd, Zn, а также сильное влияние на содержание биогенных элементов.
7. Установлено косвенное влияние деятельности человека на морфометрические параметры бобровых плотин и прудов, которое выражается через изменение степени распаханности речных бассейнов изученных рек. В тех речных бассейнах, где распаханность почв сравнительно небольшая (33–35%), средняя высота бобровых плотин оказалась статистически значимо ниже (примерно на 20%), чем в речных бассейнах с распаханностью почв в 76–77%. При сравнении средних длин бобровых плотин и прудов статистически значимых различий не выявлено, хотя несколько большие (также примерно на 20 %) длины прудов характерны для речных бассейнов с наибольшей выявленной распаханностью почв.
8. Получены данные по скоростям аккумуляции наносов в бобровых прудах вдоль изученных малых рек степной зоны за период летней межени (2024 г.). В каждой точке анализа скоростей седиментации изученных малых реках были определены также гранулометрический состав отложений и доля в них органического вещества. Полученные данные находятся в процессе обработки и обобщения.
9. На разных участках исследуемых рек (включая мониторинговые реки Морквашка и Сумка) выявлено сокращение мутности воды в направлении от зоны выклинивания бобровых прудов к их приплотинной части, а также незначительное сокращение мутности в прудах в нижнем течении.
10. В ходе таксономического определения гидробиологических проб в бобровых прудах «базовой» реки Морквашка (крайний север Приволжской возвышенности) всего обнаружено 27 видов зообентоса. Сообщество донных беспозвоночных реки представлено только моллюсками и членистоногими. В видовом отношении наиболее представлен класс Insecta – 16 видов. Класс Gastropoda насчитывает 9 видов, по одному виду обнаружено в классах Bivalvia и Crustacea. Все виды двустворчатых моллюсков и ракообразных, а также представители отрядов Ephemeroptera, Trichoptera и Hemiptera были обнаружены только на участках с незарегулированным бобрами руслом. Показатель средней биомассы зообентоса на незарегулированных бобрами русловых участках в 2 раза выше, чем на бобровых прудах, и составил 0,93±0,33 г/м2.
11. По результатам микроскопии во всех образцах донных отложений бобровых прудов были обнаружены частицы микропластика. Микропластик в исследованных образцах представлен двумя формами: нити и гранулы, с явным преобладанием вторых, что связано с их большей массой. Выявлено преобладание микропластика белого цвета. Наибольшее количество пластика (59-70%) в донных отложениях представлено мелкими частицами размером менее 100 мкм.
12.В общей сложности по результатам реализации проекта за 2024-2025 гг. опубликовано 9 работ, из них в журналах, входящих в базу Scopus и Web of Science, опубликована одна статья (Q1). В изданиях, имеющих RSCI, опубликовано 4 статьи, РИНЦ – 4. На момент завершения подготовки данного отчёта 2 статьи сданы в журналы, входящие в системы цитирования Scopus и Web of Science.
Публикации
1.
Назаров Н.Г., Соко К.Н.
An overview of the current state of the beaver’s environmental activity
BIO Web of Conferences, Les Ulis, 116, 03010, 18 (год публикации - 2024)
10.1051/bioconf/202411603010
2. Гусаров А.В., Шарифуллин А.Г. ИЗМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БОБРОВЫХ ПЛОТИН И ПРУДОВ В МАЛЫХ РЕКАХ ВОЛГО-КАМСКОГО РЕГИОНА Издательство Чувашского государственного университета, г.Чебоксары, C. 94-96 (год публикации - 2024)
3. Шарифуллин А.Г., Гусаров А.В., Лаврова О.А. ПРИМЕНЕНИЕ GNSS-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ РУСЕЛ МАЛЫХ РЕК ЛЕСНОЙ, ЛЕСОСТЕПНОЙ И СТЕПНОЙ ЗОН ВОСТОКА РУССКОЙ РАВНИНЫ, ПРЕОБРАЗОВАННЫХ БОБРОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ Фонд пространственных данных, г.Казань, С. 77-83 (год публикации - 2024)
4. Назаров Н.Г. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЕВРАЗИЙСКОГО БОБРА НА ФИТОЦЕНОЗЫ РАИФСКОГО УЧАСТКА ВОЛЖСКО-КАМСКОГО ЗАПОВЕДНИКА Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, г. Красноярск, С. 267-268 (год публикации - 2024)
5.
Гусаров А. В. , Шарифуллин А. Г.
Морфометрические характеристики бобровых плотин и прудов малых рек Волжско-Камского региона
««ИЗВЕСТИЯ ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА». СЕРИЯ «НАУКИ О ЗЕМЛЕ», Т. 50, С. 17–34 (год публикации - 2024)
10.26516/2073-3402.2024.50.17
6.
Шарифуллин А. Г. , Гусаров А. В.
Особенности размещения и морфометрические характеристики бобровых плотин и прудов на малых реках возвышенностей степной зоны Поволжья
Известия Русского географического общества, Т.156, №4, С.423-440. (год публикации - 2024)
10.31857/S0869607124040129
7.
Шарифуллин А.Г., Гусаров А.В., Иванов Д.В.
Распределение тяжелых металлов в донных отложениях бобровых прудов малых рек севера Приволжской возвышенности
Труды Карельского научного центра РАН, № 2, С. 74–90 (год публикации - 2025)
10.17076/lim2072
8.
Гусаров А.В., Шарифуллин А.Г., Бейлих А.А., Лисецкий Ф.Н.
Cesium-137 Distribution Patterns in Bottom Sediments of Beaver Ponds in Small Rivers in the North of the Volga Upland, European Russia
Water , Vol. 17, №4, P. 503 (год публикации - 2025)
10.3390/w17040503
9.
Шевчук А.К., Шарифуллин А.Г., Степанова Н.Ю.
СОДЕРЖАНИЕ МИКРОПЛАСТИКА В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ МАЛЫХ РЕК ВОЛЖСКО-КАМСКОГО КРАЯ В УСЛОВИЯХ СТРОИТЕЛЬСТВА БОБРОВЫХ ЗАПРУД
Издательство Чеченского государственного университета им. А.А. Кадырова, г. Грозный, , С. 681-685. (год публикации - 2024)
10.36684/148-1-2024-681-685
10.
Шарифуллин А.Г., Гусаров А.В., Иванов Д.В., Бейлих А.А.
Heavy metals and biogenic elements in the bottom sediments of beaver ponds: A case study of small rivers of the Volga Upland’s far North (European Russia)
Journal of Soils and Sediments, 2026, 26, 168 (год публикации - 2026)
10.1007/s11368-026-04367-w
Возможность практического использования результатов
на данный момент нет такой возможности