Эколого-биологическое состояние пойменных озер Хоперского Государственного природного заповедника

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет географии, геоэкологии и туризма

Кафедра природопользования

Эколого-биологическое состояние пойменных озер Хоперского Государственного природного заповедника

Бакалаврская работа

Направление 022000.62 Экология и природопользование

Профиль Природопользования

Допущено к защите в ГЭК __.__.20__

Зав. кафедрой __________ к. геогр. н., доц. Л.М. Акимов

Студент __________Н.О. Золотарева

Руководитель __________ д.г.н., профессор Г. А. Анциферова

Воронеж 2015

Введение

Глава 1. Хоперский государственный природный заповедник

Глава 2. Физико-географический очерк территории Хоперского государственного природного заповедника

Глава 3. Описание пойменных озер долины реки Хопер и их эколого-биологическое состояние

3.1 Общая характеристика реки Хопер

3.2 Пойменные озера долины реки Хопер

3.2.1 Высшая и низшая водная растительность озер Хоперского государственного природного заповедника

3.2.2 Структура зоопланктона пойменных озер Хоперского государственного природного заповедника

Заключение

Список литературы

Введение

Проблема эколого-биологического состояния пойменных озёр Хопёрского государственного природного заповедника на данный момент является актуальной, так как по постоянному наблюдению за этими озёрами можно определить их дальнейшее состояние и развитие.

В настоящее время основными целями деятельности Хопёрского государственного природного заповедника являются сохранение и изучение естественного хода природных процессов и явлений, генетического фонда растительного и животного мира, отдельных видов и сообществ растений и животных, типичных и уникальных экологических систем. Выяснение причин изменения природных абиогенных и биогенных компонентов заповедника, расположенного в долине реки, возможно только на основе знания динамики погодных и гидрологических факторов. В Хопёрском заповеднике накоплены материалы многолетнего мониторинга погодно-гидрологических показателей за период с 1939 г. по настоящее время.

Давно назрела необходимость публикации всего массива погодных и гидрологических данных, как справочных таблиц, для возможности их использования специалистами различных направлений, изучающих природные процессы. Опираясь на погодные и гидрологические материалы, можно определять многие показатели природного комплекса.

Объектом исследования в данной работе являются природные процессы и явления Хопёрского государственного природного заповедника.

Предмет исследования - пойменные озёра Хопёрского государственного природного заповедника.

Целью данной работы является изучение эколого-биологического состояния пойменных озёр Хопёрского государственного природного заповедника.

Местом исследования является Воронежская область, Новохоперский р-он, п. Варварино и прилегающие к ним территории – геологические разрезы, рельеф, природные и антропогенные ландшафты

Задачи исследования:

1) Привести основные сведения о Хопёрском заповеднике: местоположение, время создания, основные задачи;

2) Охарактеризовать природные условия Хопёрского государственного природного заповедника: географическое положение, рельеф и геологическое строение, климат, растительный и животный мир;

3) Дать гидрологическое описание водоёмов и водотоков территории Хоперского государственного природного заповедника, а также их эколого-биологическое состояние

1 Хоперский государственный природный заповедник

Хоперский Государственный природный заповедник основан 10 февраля 1935 года постановлением ВЦИК и СНК. Основой его создания стала необходимость в охране лесных сообществ долины среднего течения реки Хопер. Он расположен в Воронежской области, в юго-восточной части Окско-Донской низменности на берегах реки Хопер и находится в пределах трех административных районов: Поворинского, Грибановского и Новохоперского районов (рис 1).

Рисунок 1 – Карта-схема Хоперского государственного природного заповедника

Этот заповедник считается одним из старейших заповедников в системе Особо Охраняемых Природных Территорий России. Он является научно-исследовательским, природоохранным и эколого-просветительским учреждением федерального значения. Центральная усадьба заповедника расположена в селе Варварино Новохоперского района Воронежской области, в 18 км от города Новохоперска.

Территория Хоперского государственного природного заповедника вытянута на 50 км вдоль реки Хопер с севера на юг. Ширина заповедного массива в зависимости от места варьируется от 1,5 до 9 км. Общая площадь заповедника составляет 16,2 тыс. гектаров.

Хоперский государственный природный заповедник богат лесами. Они занимают 80 % от всей территории заповедника. Среди этого богатства преобладают нагорные и пойменные дубравы возраст которых составляет от 80 до 100 лет. Хоперский заповедник располагается на границе степной и лесостепной зоны. Правый берег реки Хопер сохранил участки степи, но преобладающими являются луга.

Так как территория Хоперского государственного природного заповедника располагается в пойме реки Хопер, здесь в период паводков затапливается огромная площадь - почти 80 %. Также, благодаря своему расположению, заповедник богат озерами и старицами.

Отличительной особенностью Хоперского государственного природного заповедника считается богатство флоры. Здесь насчитывается около 1200 видов высших растений. Благодаря этому, он относится к одному из самых богатых по флористическому составу заповедников на равнинах Восточной Европы.

Огромное колличество представителей растительного и животного мира занесены в Красную Книгу РФ. Сюда занесена русская выхухоль, которая является характерным, особо охраняемым представителем Хоперского Государственного природного заповедника.

Целью создания Хоперского государственного природного заповедника является разработка методов по сохранению, рациональному природопользованию и восстановлению экологических систем долины реки Хопер. Еще одной, немаловажной целью считается охрана и восстановление популяции Русской Выхухоли.

В Хоперском государственном природном заповеднике осуществляется охрана природных территорий. Здесь очень важно поддерживать биологическое разнообразие, а также естественное состояние охраняемых природных объектов и комплексов.

На территории заповедника проводятся научные исследования, а также сотрудниками ведется Летопись природы. Научно-исследовательская деятельность направлена на сохранение биологического разнообразия, рациональное использование природных ресурсов и их воспроизводство. В состав научно-исследовательской работы сотрудников Хоперского государственного природного заповедника входит: изучение природных процессов и явлений на территории природного комплекса, слежение за динамикой основных типов леса, пойменнолуговой растительности, изучение влияния диких животных на лесовозобновимые процессы, изучение популяции выхухоли и её среды обитания. Также сотрудниками ведется база данных по экологическому состоянию природного комплекса заповедника.

Немаловажен здесь и мониторинг, так как необходимо постоянно следить за динамикой природных изменений на особо охраняемой природной территории с целью прогноза экологической обстановки. Так, на территории заповедника располагается сеть стационарных участков. В настоящее время в Хоперском Государственном природном заповеднике заложено 312 постоянных объектов наблюдения. Здесь работают сотрудники таких специализаций как геоботаника, метеорология, гидроботаника, териология, лесоведение, зоология.

В задачи Хоперского государственного природного заповедника также входит экологическое просвещение. Этот вид деятельности направлен на обеспечение поддержки заповедного дела широкими слоями населения. На заповедной территории проводятся экскурсионные мероприятия как для детей, так и для взрослых. Таким образом, у посетителей расширяется экологический кругозор, а также прививается бережное отношение к природе. Форматами данных мероприятий являются экологические праздники, обучающие экскурсии по экотропам, полевая практика и учебные лекции. Информация о природе заповедника является доступной, поэтому здесь снимаются документальные фильмы, также издается печатная продукция. На территории Хоперского государственного природного заповедника расположен музей, где представлены современные интерактивные экспозиции с представителями животного и растительного мира.

Хоперский государственный природный заповедник, как и многие другие заповедники, содействует в подготовке специалистов и научных кадров в области охраны окружающей природной среды.

Несмотря на то, что Хоперский государственный природный заповедник считается одним из старейших заповедников в системе Особо Охраняемых Природных Территорий России, здесь сохраняются экологические проблемы. Одной из причин этих проблем считается то, что заповедник не имеет строго очерченных границ, и, поэтому его территория очень уязвима. Одной из главных проблем на протяжении нескольких лет является планирование разработки месторождений никеля на берегу реки Хопер. Если допустить такое вмешательство человека, то оно может разрушить нетронутую природу Хоперского государственного природного заповедника.

2 Физико-географический очерк территории Хоперского государственного природного заповедника

Хопёрский государственный природный заповедник располагается на востоке Воронежской области, в лесостепной зоне, лесостепной провинции Окско-Донской равнины. Его площадь - 168,2 тыс. га, протяжённость составляет около 30 км, по изгибам реки – около 40 км, ширина от 1,5 до 9 км. Территория заповедника с севера на юг пересекается руслом реки Хопёр. Охраняемая площадь составляет 16,2 тыс. га. Территория заповедника рассекается самым крупным из левых притоков Дона рекой Хопер (рис 2).

Рисунок 2 - Расположение Хоперского Государственного природного заповедника на карте Воронежской области

Около 84 % площади заповедника составляет пойма, большей частью двусторонняя. С юго-восточной стороны пойма ограничена склонами первой и второй надпойменных террас, с северо-западной – правобережным, коренным склоном долины Хопра, сложенным моренными отложениями. Вокруг заповедника установлена охранная зона шириной от 0,5 до 4 км общей площадью 29,8 тыс. га. Заповедник входит в 10% заповедников с очень вытянутой конфигурацией. Отношение длины границ к площади и самой площади к длине границ Хоперского заповедника составляет величину 1,36, что указывает на значительную проницаемость его границ и дает основание отнести его к числу самых уязвимых заповедников России.

Хоперский государственный природный заповедник расположен на северо-востоке Воронежской области, на южной границе Окско-Донской впадины, которая представляет собой плоскую равнину 160 – 200 м абсолютной высоты, выполненную мощной толщей морских, аллювиально-озерных, неогеновых (до 100 м), аллювиально-флювиогляциальных четвертичных отложений (до 80 м). Здесь довольно расчлененный рельеф, хорошо разработанные речные долины с ярко выраженной асимметрией склонов, значительное распространение оврагов и балок, что обусловлено неотектоническими движениями земной коры. Участок долины реки Хопра, в котором находится Хоперский государственный природный заповедник, лежит в зоне регионального, структурного шва (Новохоперско-Мучкапский разлом), который отображается в линейных элементах поймы и надпойменных террас, в характере границ между рельефом правобережья Хопра – Вороны и аккумулятивного левобережья.

Хоперский район Воронежской антеклизы оформился в самостоятельный тектонический район в результате неоднократных (с раннего архея) разломов в кристаллической постели и проходивших затем вертикальных колебательных движений. Неотектонические процессы отражаются в четкообразном строении долины Хопра, характере его руслового процесса. Показателем движения земной коры являются и глубоко врезанные в надпойменную террасу крупные меандры долины реки.

80 % всей территории Хоперского государственного природного заповедника занимает пойма. Она имеет два уровня: высота первого – 3 м, второго – 4-4,5 м; ширина поймы изменяется от 1,5 до 6 км. Пойма в пределах ХГЗ относится к песчано-гривистым пойма, состоит из разновозрастных сегментов, отличных по рельефу, составу субстрата и характеру растительности.

В заповеднике выделяются три участка поймы, различающихся по числу и особенностям пойменных водоемов:

1) Северный участок односторонней левобережной поймы, который имеет площадь всего около 4 км² и среднюю ширину около 1,2 км. Здесь расположены в основном крупные, глубокие (до 7 м) промывные водоемы, возникшие из рукавов вдоль надпойменной террасы и из излучин русла.

2) Северо-центральный участок поймы реки Хопер в пределах Хоперского государственного природного заповедника соответствует расширению долины реки. Типично двусторонняя пойма здесь достигает ширины 6 км. Площадь участка более 6000 га, на нем находится 25 водоемов общей площадью 173,1 га (2,9% от площади участка), в число которых входят крупнейшие озера заповедника: озеро Юрмище – 45 га и озеро Тальниково – около 44 га. Почти все водоемы этой части поймы сильно заилены, относительно мелководны, хотя имеются и озера с глубиной более 5 м. Участок сильно заболочен: почти треть его площади занимают ольховые топи, а 233,4 га (4%) – травяные болота.

3) Центрально-южный участок более дренирован, имеет левобережную, одностороннюю пойму, южнее – двустороннюю, ширину около 2,6 км. При площади близкой к площади северо-центрального участка – более 6100 га, на нем расположено в шесть раз больше пойменных водоемов: 158 водоемов общей площадью 316 га (5,2% от площади участка). Тринадцать озер этого участка имеют глубину около и более 5 м.

Хопёрский государственный природный заповедник расположен в северном климатическом районе степной климатической зоны, на границе с восточным районом лесостепной климатической зоны. Правобережье реки Хопер по своим погодным условиям можно отнести к довольно умеренной лесостепной климатической зоне, а левобережье отличается более выраженной континентальностью климата (большая частота появления весенних заморозков и летних засух). Наблюдения за погодой правобережья Хопра ведут метеостанции таких городов как: Борисоглебск, Поворино, Новохоперск. На левобережных, песчаных террасах Хопра метеорологический мониторинг проводит только метеостанция Хопёрского заповедника специального назначения, обеспечивающая погодно-гидрологическую основу изучения динамики абиотических и биотических компонентов заповедника.

Специфика климата Хоперского заповедника и отличия его от климата Центрального Черноземья обусловлены преобладанием в первую очередь юго-восточных ветров, которые несут понижение температур зимой, а летом – периодические засухи (рис.3). Смягчается острота континентальности климата северо-западными и западными ветрами, приносящими повышенную влажность и осадки.

Рисунок 3 – Роза ветров Хоперского государственного природного заповедника

В последнее время в литературе обсуждается вопрос о глобальном изменении климата, связывая его с парниковым эффектом. По прогнозам средняя глобальная температура воздуха будет повышаться со скоростью примерно 0,3^оС за 10 лет, что может привести к ухудшению экологических условий жизни человека.

Накопленные в заповеднике данные многолетних наблюдений за погодно-климатическими факторами характеризуют локальные проявления глобальных катаклизмов. [6]

Среднемноголетняя годовая температура в Хоперском государственном природном заповеднике составляет 6,1°С; зимой -7,7°С; весной +6,5°С; летом +19,6°С и осенью +6,0°С. Средняя многолетняя минимальная температура воздуха -31,4°С; максимальная +35,8°С. Резкие перепады температур наблюдаются весной и осенью. Продолжительность безморозного периода в среднем 197 дней.

За период наблюдений в динамике средних температур воздуха отмечена тенденция к их повышению, скорость которого составляет 0,19°С каждые 10 лет. Повышение средних температур складывается за счет крайне незначительного увеличения максимальных и достаточно заметного повышения минимальных температур, которое происходило в среднем со скоростью 0,84°С за 10 лет. Наиболее выражена тенденция к потеплению зимой (0,46°С за каждые 10 лет) и весной (0,30°С за каждые 10 лет). Осенью такая тенденция не сильно выражена (0,08°С за каждое десятилетие). В летний период наоборот, средние температуры понижались, хотя и незначительно (0,02°С за 10 лет).

Относительная влажность воздуха в среднем за год составляет 75,9 %. Самая высокая влажность наблюдается зимой – 84,4 % и осенью – 80,0 %. Самая низкая влажность летом – 67,7 %. Весной относительная влажность воздуха составляет в среднем 71,5 %. По месяцам самая высокая влажность наблюдается в ноябре и декабре (более 86,8 %), самая низкая – в мае, всего 62,9 %. Для биогеоценозов заповедника большое значение имеет минимальное значение относительной влажности и в среднем оно составляет 16,1 %.

Наблюдается тенденция снижения среднегодовых показателей на 0,14% каждые 10 лет. Оно происходит за счет снижения относительной влажности зимой в среднем по 0,34%, а весной по 0,96% за десятилетие.

Осадков на территории Хопёрского заповедника за год выпадает в среднем 556,6 мм. Больше всего их выпадает в июле – 59,5 мм и меньше всего в апреле – 35,0 мм. По сезонам наибольшее количество осадков приходится также на лето – 154,6 мм и наименьшее на весну – 116,8 мм. Значительное количество осадков приходится на осень - в среднем 144,8 мм, и на зиму – 139,5 мм.

Большую роль в создании запасов влаги на территории заповедника (84 % ее составляет пойма) играет снежный покров. Устойчивый снежный покров образуется обычно в первых числах декабря (в среднем – 4 декабря) и максимальной толщины (в среднем – 29,0 см) достигает в феврале. В отдельные годы толщина снежного покрова может достигать 60 или даже 80 см. Таяние снега происходит обычно в марте. Первые проталины на открытых участках появляются в среднем 14 марта, а в лесу – 21 марта, а уже через неделю снег сходит полностью (28 марта). Последний снегопад обычно наблюдается в первых числах апреля (4.04), но иногда отмечается даже в мае (табл 1). Постепенное снижение высоты снежного покрова, которое отмечается в зимние месяцы, происходит, несмотря на увеличение сумм осадков в зимний период и является, очевидно, следствием повышения температуры воздуха, что приводит к оседанию выпавшего снега. Особенно это заметно на открытых пространствах по месяцам, где колебания температур более выраженные.

Показатели	Среднее	Средне-квадратичес--кое отклонение	Коэффици-ент вариации, %
Абсолютный минимум температуры воздуха, о С	-31,4	4,64	14,8
Абсолютный максимум температуры воздуха, oС	35,8	2,95	8,2
Размах температур воздуха за год, o С	67,5	4,90	7,3
Размах температур воздуха зимы и лета, o С	27,3	3,32	12,2
Появление первых проталин в лесу, дата	21,03	14,76	30,1
Появление первых проталин в поле, дата	14,03	15,18	36,1
Сход снега, дата	28,03	11,03	39,3
Последний снегопад, дата	04,04	14,11	40,3
Последний заморозок весной, дата	05,05	15,57	44,5
Первая гроза, дата	29,04	17,19	59,3
Первый заморозок осенью, дата	25,09	12,38	49,5
Первый снегопад, дата	27,10	19,63	72,7
Образование снежного покрова, дата	04,12	19,83	58,3
Продолжительность безморозного периода, дни	199	27,18	13,7
Продолжительность периода со снежным покровом, дни	114,1	22,09	19,2

Таблица 1 - Статистические показатели основных погодных явлений Хопёрского заповедника за период с 1939 по 2012 г.

Среднемноголетнее (за 70 лет) значение суммы ясных дней за год составляет 51,36 дня, наибольшее среднемноголетнее число ясных дней – летом – 15,5 дней; наименьшее – зимой – 9,07 дня. По месяцам наибольшее среднемноголетнее число ясных дней – 6,7 - в августе.

Среднемноголетнее (за 70 лет) значение суммы пасмурных дней за год составляет 131,1 день, наибольшее среднемноголетнее число пасмурных дней отмечено зимой – 49,3 дня; наименьшее – летом – 16,8 дня. По месяцам наибольшее среднемноголетнее число пасмурных дней 19,4 отмечено в декабре. [6]

В Хоперском государственном природном заповеднике зарегистрировано 800 видов высших растений, 22 вида из которых представляют собой древесные породы и 43 вида- кустарники. Здесь встречаются около 200 видов грибов, лишайников и мхов. Огромная территория заповедника—13,6 тыс. га (84%) — покрыта лесной растительностью, из них 6,4 тыс. га занимают дубравы, что составляет 47% от всей лесной территории. На возвышенной части наиболее распространена разнотравная дубрава с подлеском из лещины, бересклета, клена. Встречаются так же липа, ясень, дикие яблони и груши (рис.4)

Рисунок 4 – Ландшафтная структура Хоперского государственного природного заповедника

В нагорных дубравах, которые характерны для южных склонов, встречаются безлесные участки, занятые степной растительностью с ковыльно-типчаковым разнотравьем.

Пойма Хопра на данный момент почти вся покрыта лесами, в которых встречаются болота, озера, поляны. Самыми распространенными породами пойменных лесов являются осина, дуб, тополь белый, ольха, вяз.

Дубравы в пойме занимают в основном возвышенные участки. Здесь отмечается невысокая производительность, так как тут бедные условия произрастания и неоднократная их рубка в прошлом. В Хоперском заповеднике нередко встречаются ольха и белый тополь. Хопёрский заповедник является единственным местом, где сохранились значительные площади чистых древостоев белого тополя и где можно проводить детальное изучение особенностей возобновления и роста этой древесной породы и брать отсюда генетический фонд для расселения в другие районы.

Огромные площади (около 2000 га) в заповеднике заняли такие породы, как осинник и вязовник.

Следует отметить редкое разнообразие водяной растительности. На многих водоемах встречаются заросли камыша, тростника, телореза, рогоза, сусака, осоки, кувшинки, кубышки, рясок и др.

Хопёрский заповедник считается ценным участком для сохранения видового разнообразия флоры, так как он находится на границе таких природных зон как степная и лесостепная, а также имеет такой интразональный компонент ландшафта как пойма, по которой виды могут проникать в зоны далекие от их основных мест обитания. Северные виды, прячущиеся на влажных склонах и днищах оврагов (папоротники, малина, белокрыльник болотный, черная смородина) соседствуют с участками степной растительности со ставшими редкими ковылями - лессингой, волосатиком перистым.

Богатство флоры пополняется за счет видов, не сохранившихся в других районах из-за интенсивной деятельности человека. Только в одном месте заповедника, на обрывистых склонах Хопра, растет тюльпан Шренка - редкий вид для средней полосы европейской части России. Ранней весной на остепненных полянах зацветают Адонис весенний и волжский - ценные декоративные и лекарственные растения, почти исчезнувшие из-за распашки целинных степных участков вне заповедника.

Ежегодные паводки, обилие воды, сложный рельеф, который сформировался под влиянием весенних водных потоков, привели к формированию своеобразного облика лесов заповедника. Здесь отмечено 39 видов древесных пород и 54 вида кустарников, но неповторимость лесным урочищам придают непроходимые заросли ивняков, гигантские колонны тополя белого, который можно встретить только в пойме, и пойменные дубравы, переплетенные длинными колючими побегами ежевики, сквозь которые на двухметровую высоту поднимаются заросли крапивы.

В заповеднике около 1,6 % высших споровых, 0,4 %- голосеменных, 75 % - двудольных и около 23 % однодольных видов. В числе 10 наиболее крупных семейств: астровые, мятликовые, сельдереевые, капустовые, бобовые, розоцветные, норичниковые, яснотковые, сельдереевые и гвоздичные. Самыми большими родами флоры Хоперского государственного природного заповедника являются роды осок, вероник, рдестов, фиалок, васильков, лапчаток, ситников.

Некоторые виды растений находятся на грани выживания. Их исчезновение связано с аридизацией юго-востока европейской части страны. Из-за распашки надпойменной террасы и посадки сосны сокращаются участки песчаных степей, пригодные для произрастания многих песчано-степных видов.

В заповеднике встречается 270 видов позвоночных (Голубянка Римн, Пчела – плотник, Венгерская жужелица и др.), в том числе 30 видов рыб, 7 — земноводных, 8 — пресмыкающихся (Гадюка Никольского, Черепаха болотная и др.), 179 — птиц (Скопа, Черный аист, Коростель и др.) и 45 — млекопитающих (Северная выдра, Выхухоль русская, Хомяк обыкновенный). На реке Хопер в период ежегодного весеннего разлива останавливаются на отдых (а некоторые и на гнездовье) многочисленные чирки, кряквы, свиязи. Обычны кулики — перевозчик, малый зуек, черныш. В крутых берегах многочисленны норы береговой ласточки, зимородка, щурки. Пойменные леса необыкновенно богаты певчими птицами, в том числе соловьями. К середине сентября большинство мелких птиц улетает с реки Хопер. Держатся только трясогузки, одиночные зимородки, да кулики-перевозчики. Но к концу сентября и они улетают и начинается массовый пролет хищных птиц: конюка малого, коршуна, подорлика, скопы.

Разнообразен и видовой состав ихтиофауны. Обычны густера, плотва, щука, лещ, жерех, язь, линь, карась, окунь. Реже встречаются стерлядь, минога, сазан, пескарь, чехонь, карась, судак и др. В лугах и лесах заповедника в изобилии обитают заяц-русак и заяц-беляк, распространены хорь, лисица, ласка, горностай, куница, белка, еж, барсук и др. Самый интересный зверек заповедника — выхухоль, ради охраны которого и был создан заповедник.

3 Описание пойменных озер долины реки Хопер и их эколого-биологическое состояние

3.1 Общая характеристика реки Хопер

Водная площадь Хопёрского государственного природного заповедника слагается из площади водотоков (рек Хопёр, Карачан и Калмычок, ручьёв в оврагах и проток между пойменными водоёмами) и площади пойменных водоёмов.

Река Хопер несет свои воды от Керенско-Чембарской возвышенности по Пензенской, Воронежской и Волгоградской областям протяженностью около 1000 км, в пределах Воронежской области – 218 км, впадает в Дон у станицы Усть-Хоперской. Площадь водосбора Хопра составляет около 60000 км², в Воронежской области – около 25000 км², до Хопёрского заповедника бассейн Хопра составляет 35000 км². В своем среднем течении он извилистой лентой протекает вдоль по территории Хоперского заповедника, составляя водную поверхность площадью 432,4 га. Ширина реки Хопер в межень до 100 м. Глубина реки в межень незначительная и на перекатах едва достигает 50 см, в ямах доходит до 9-10 м. Высокие весенние паводки охватывают всю пойму, которая занимает 84 % Хопёрского заповедника, кроме немногих останцев I надпойменной террасы в пойме. Уровень воды в половодье в среднем поднимается до 4,5 м против летнего периода. От уровня воды в р. Хопёр в значительной степени зависит гидрологический режим его поймы. [7]

Учитывая значимость гидрологического режима для всей территории заповедника, с целью оценки его влияния на состояние и устойчивость пойменных экосистем, в 1972 и 1973 гг. была заложена сеть гидрологических стационаров для наблюдения за уровнем воды в двух точках русла р. Хопер и в 18 водоемах различного местоположения в пойме (табл. 2).

Месяцы	По датам
	1			10			20
	I	II	III	I	II	III	I	II	III
январь	138,3	51,4	37,2	141,6	57,0	40,3	141,9	53,7	37,8
февраль	143,1	58,9	41,2	142,6	60,0	42,1	143,9	53,4	37,1
март	149,4	64,3	43,0	158,1	69,9	44,2	182,0	82,6	45,4
апрель	284,1	137,4	48,4	395,2	139,7	35,3	471,6	143,2	30,4
май	454,2	165,2	36,4	352,2	162,0	46,0	238,3	112,1	47,0
июнь	164,5	50,9	30,9	141,6	41,8	29,5	124,6	36,0	28,9
июль	110,2	34,0	30,9	105,8	35,3	33,4	100,6	36,9	36,7
август	93,5	34,1	36,5	89,2	32,9	36,9	85,6	31,2	36,4
сентябрь	81,0	32,3	39,9	80,0	31,6	39,5	80,3	31,1	38,7
октябрь	82,6	33,4	40,4	84,6	33,5	39,6	87,4	33,0	37,8
ноябрь	90,7	33,7	37,2	94,9	35,5	37,4	103,3	33,8	32,7
декабрь	114,8	37,0	32,2	124,7	43,5	34,9	130,9	37,4	28,6

Таблица 2 - Показатели общего гидрологического режима р. Хопер по материалам наблюдений за 1935 – 2012 гг. (Новохоперский водомерный пост).

Примечания: I - Среднемноголетний уровень; II - Среднеквадратическое отклонение; III - Коэффициент вариации (%).

За 70-69-летний период среднегодовой уровень Хопра составляет 159,6 см; среднегодовой расход воды – 112 м³/сек; средний максимум весеннего паводка – 547,9 см; минимум – 73,6 см (на «0» гидропоста). По сезонам наибольшее значение среднемноголетнего уровня приходится на весну – 300,8 см; наименьшее – 88,8 см на осень. По годам самое высокое весеннее половодье – 813 см – было в 1942 г.; самое низкое – 250 см – в 1954 г. Самый высокий минимальный уровень Хопра - 140 см – наблюдался в 1941 и 1942 гг., самый низкий минимальный уровень Хопра – 17 см – в 1972 г. Средние показатели по годам, сезонам и месяцам дополнены данными по декадам. Средняя дата начала паводка – 22 марта, его окончания – 2 июня, при средней продолжительности весеннего паводка 73 дня. Наступление ледостава в среднем 6 декабря; ранний срок ледостава – 12 ноября, поздний – 10 января. Продолжительность ледостава в среднем 125 дней.

Максимум весеннего паводка приходится на третью декаду апреля, начинается паводок чаще всего во второй половине марта, а заканчивается в начале июня. Минимальный уровень воды в реке Хопер наблюдается, в основном, в середине сентября. В водном режиме реки Хопер наблюдается два периода с постоянным уровнем воды: это сентябрь-октябрь с минимальным уровнем и январь-февраль - со средним. В ноябре-декабре идет постепенное повышение уровня воды до средней величины, а затем в течение марта идет медленное, а затем в течение апреля резкое повышение уровня воды с последующим резким снижением в течение мая и далее медленным понижением до минимального сентябрьско-октябрьского уровня.

Наиболее устойчив уровень воды р. Хопер осенью и летом. Наиболее резкие колебания уровня - в период паводка в апреле-мае. Колебания погодных условий в наибольшей степени влияют на водный режим реки Хопер в паводковой период, меньше в зимний и оказывают незначительное влияние на колебания уровня воды во второй половине года. Меженный уровень в основном определяется колебаниями гидрологического режима местности.

Начало и конец паводка проходят в среднем при уровне 160 см над «0» графика по водомерному посту. Разлив паводковых вод в пойму и затопление низких участков поймы происходит при достижении уровня 350 см. При средних паводках уровень воды в пойме в среднем достигает 2 м (570-350 см), а при абсолютно максимальном уровне воды за исследуемый период, наблюдаемом в 1942 г. с отметкой 813 см, он превысил 4,5 м. Продолжительность затопления поймы на разных ее уровнях не одинакова, а зависит от максимального уровня и периода паводка. Так самые высокие участки поймы - выше 6 метров над меженным уровнем (летне-осенний меженный уровень в среднем равен отметке 90 см) за последние 70 лет затапливались полыми водами лишь 15 раз со средней продолжительностью 8 дней. Средняя продолжительность затопления высокой поймы (более 5 м над меженью) – 20 дней; средней поймы (5-3 м) – 26 дней и низкой поймы (менее 3 м) – 35 дней. Дата окончания паводка приходится в среднем на 2 июня. [5]

По режиму стока река Хопер относится к восточно-европейскому иди русскому типу. Для него характерно преобладание снегового питания. Расходы летней межени обычно ниже, чем зимней за счет сильного испарения в жаркие летние месяцы. Продолжительность половодья в среднем составляет 73 дня и колеблется в пределах 41-112 дней (табл.3)

Гидрологическое явление, дата	Сроки, объем
Начало половодья, дата	23 марта
Конец половодья	3 июня
Максимальный уровень воды, см	794
Продолжительность половодья, дни	73
Слой стока половодья, мм	70,1
Максимальный расход половодья, м3/сек	1107
Средний годовой слой стока, мм	97,4
Минимальный суточный расход летней межени м3/сек	23,3
Минимальный месячный расход летней межени, м3/сек	25,4
Минимальный суточный расход зимней межени, м3/сек	22,8
Минимальный месячный расход зимней межени, м3 /сек	28,4

Таблица 3 - Статистические показатели гидрологических явлений на р. Хопер за 1935 – 2012 гг. (Новохоперский водомерный пост).

Современное состояние морфологии русла реки - отсутствие заметных обсыхающих прибрежий (террас) около высоких и крутых берегов спрямлённых участков русла, сохранение затонов, активное меандрирование реки, свидетельствующее о достаточной силе потока, дают основание считать, что водность Хопра и площадь русла мало изменились по сравнению с серединой ХХ века. Казалось бы, снижение средней ширины русла реки, рассчитанное по картам с 99,7 га (1928-1946 гг.) до 94,3 га (2003 г.), свидетельствует о сокращении площади реки. Но за счёт развития излучин, протяжённость русла реки в пределах Хопёрского заповедника увеличилась с 50 км (1940 г.) до 52,75 км, несмотря на отчленение трёх излучин. [11]

3.2 Пойменные озера долины реки Хопер

Общее количество озер на заповедной территории составляет 220, причем часть из них временные (пересыхающие и перемерзающие). Суммарная площадь пойменных озер на территории Хоперского заповедника около 600 га. (рис 5) [12]

Рисунок 5 – Карта расположения гидрологических объектов на территории Хоперского государственного природного заповедника

Территория Хопёрского заповедника неоднородна по характеру пойменных массивов, количеству и состоянию пойменных водоёмов. На севере заповедника левобережная пойма сужена до 1,2 км. Река Хопёр примыкает к высокому правобережному склону долины, с восточной стороны пойма ограничена склоном песчаной, надпойменной террасы. В этом участке располагается около 25 водоёмов, 9 из них площадью от 1,6 до 11,1 га, остальные – менее 1 га. Из осмотренных 20 водоёмов, преобладают озёра, обсохшие в малой (5 озёр) и средней (11 озёр) степени. Уровень воды в них поддерживается действующими родниками, даже в засушливый год вытекающими из-под склона левобережной, надпойменной террасы. Кроме того, прирусловые старицы соединены с руслом реки низинами, по которым в них заходят воды даже низкого половодья. Значительно высохли в этом участке 3, а полностью высох 1 водоём.

Южнее, левобережная пойма расширяется до 4,9 км, в ней располагается крупный массив заболоченного черноольшаника (урочище «Бережина») и около 30 водоёмов, в том числе крупные озёра Юрмище (43,9 га) и Тальниково (40,1 га). Из осмотренных 25 водоёмов, слабо обсохло граничащее с черноольшаником озеро Юрмище и расположенное в мокром ольшанике озеро Малое Вьюновое. В средней степени обсохли 10 озёр, уровень воды в 5 из них поддерживается стоком из ольшаников, 5 водоёмов связаны протоками с руслом реки Хопер. В значительной степени обсохли 7 озёр, полностью высохли 6 водоёмов площадью от 0,7 до 5,4 га.

В расширенной до 3,4 км правобережной пойме северной части заповедника располагаются более 30 водоёмов, из них самые крупные лежат вблизи русла реки Хопер. Из 17 водоёмов, 8 из них обсохли в средней степени, 6 – значительно обсохли, полностью высохли 3 водоёма.

В центре заповедника около правого берега долины реки пойменные участки сокращены до узкой полосы или совсем отсутствуют – река Хопёр размывает высокий берег. В расширенной до 2,4 км левобережной пойме имеется более 100 водоёмов, площадь самых больших 12–13 га. Крупные водоёмы располагаются как около русла реки, так и близко к надпойменной террасе. Из 93 водоёмов здесь обсохли в малой степени 2 притеррасных озера, питаемых родниками; 31 водоём обсох в средней степени, 31– высох более чем наполовину, 29 водоёмов высохли полностью.

Южнее короткого сужения поймы, левобережная пойма вновь расширяется до 3 км. В расширении располагается более 80 водоёмов, четверть из них площадью более 1 га (озеро Сосновое – 19,9 га). Из 66 водоёмов, в 3 водоёмах, имеющие родниковое питание, уровень опустился мало; в средней степени обсохли 23, в значительной степени – 14, полностью высохли 26 водоёмов.

В южной левобережной части Хопёрского заповедника шириной до 3,2 км расположено более 50 водоёмов, в том числе 2 площадью до 12,2 га. Из 47 осмотренных водоёмов притеррасное озеро Жирное и прирусловой водоём Косякин затон обсохли в малой степени; 20 водоёмов – в средней степени; 19 – высохли более чем наполовину; 7 – высохли полностью.

В южной правобережной пойме, расширенной до 3,4 км, располагается более 55 водоёмов, зачастую соединённых сырыми низинами в системы отмерших рукавов реки. 22 водоёма имеют площадь более 1 га, самый крупный из них – Старый Хопёр – 13,1 га. Из 38 водоёмов 8, расположенных как около склона, так и около русла реки, мало обсохли; 22 – обсохли в средней степени; 6 - значительно, и только 2 водоёма высохли полностью. Участок ограничен с запада высоким склоном коренного берега долины Хопра, по оврагам которого стекают в пойму ручьи, а из-под склона в водоёмы поступают грунтовые воды. [8]

Пойма Хопра чрезвычайно богата озерами различного генезиса, размера и возраста.

По происхождению в пределах Хоперского заповедника Ф. Е. Боган (1959) различает два основных типа озер: 1) озера-старицы, образовавшиеся путем отшнуривания отрезков русла Хопра и 2) озера котловинные, образовавшиеся путем заполнения водой вымытых половодьем котловин и естественных понижений дна долины. Наиболее распространены озера первого типа. Многие крупные озера вытянуты в длину параллельно руслу реки, имеют веретенообразную, а местами петлеобразную форму и скорее всего представляют собой старицы Хопра — отделившиеся петлеобразные отрезки русла реки после промыва нового русла. Самые крупные из таких озер — Юрмище (45,1 га), Сосновое (29,3), Старый Хопер (16) и Ореховское (14,1 га). Такие озера образуются и сейчас. [2,12]

В пойме Хопра есть большие округлые озера, питающиеся также преимущественно за счет паводковых вод. Самое крупное из таких озер в заповеднике — озеро Тальниковое (43,2 га). Обычно эти озера мелководные, от 0,5 до 1,5 м, с заболоченными берегами, топким дном, слоем ила толщиной несколько метров. В притеррасной части поймы озера образовались в результате размыва паводком подножий террасы. Обычно они довольно глубокие (до 12 м), с пологими песчаными берегами в верхней части и обрывистыми — в нижней, там, где они постоянно подмываются полыми водами. Наиболее крупные озера притеррасной части заповедника — Серебрянка Городская (10 га) и Серебрянка Удельная (9,3 га).

Размеры озер разнообразные. Площадь свыше 50 га имеет лишь озеро Юрмище, свыше 40 га только озеро Тальниково, от 20 до 30 га - 4 озера, от 10 до 20 га – 5 озер, от 1 до 10 га – 82 озера, остальные имеют площадь менее 1 га.

Чрезвычайно разнообразен и возраст озер. Некоторые из них, несмотря на свои малые размеры, представляют собой молодые озера (озеро Садилка). В то же время есть ряд сравнительно больших озер, находящихся уже в стадии глубокой старости (озеро Тальниково).

На ряде озер в Хоперском заповеднике колебание уровня воды синхронно с колебаниями уровня на Хопре. Озеро Сосновое, Ореховое, Большое Гнилое в период высокого весеннего разлива имеют одинаковый температурный режим с рекой Хопер. Распределения температуры воды по слоям здесь нет, т.е. нет температурной стратификации воды, что объясняется хорошим перемешиванием воды. Повышение температуры воды наблюдается в первой декаде мая в связи с общим потеплением.

На пойменных озерах Хопра прозрачность воды различна. В притеррасных озерах и молодых озерах-старицах отмечена прозрачность воды в 170-180 см (озеро Лопушное и озеро Серебрянка Городская). На озерах-старицах среднего возраста (озеро Перевозное) максимальная прозрачность воды не превышает 140 см. Еще меньше максимальная прозрачность воды (125 см) на старых озерах (озеро Исаевское). Максимальная прозрачность воды на Хопре достигает 2,5 м.

Замерзают озера практически одновременно (с разницей в 1-2 суток). Сроки замерзания зависят от накопленных летом озером теплозапасов и температурных условий предзимья. Раннее замерзание наблюдалось во второй половине октября, позднее - в первой половине декабря. Раннее вскрытие происходит в самом конце марта или в начале апреля, позднее - в середине апреля. [12]

Из года в год колличество и очертания озер меняются в зависимости от водности Хопра. Мелкие озера либо совсем исчезают (в период засухи), либо соединяются в один водоем весной, а летом становятся самостоятельными. К таким озерам относятся: Шапшинское, Орловское, Песчаночка, Перевозное, Исаевское и др.

Питаются пойменные озера в основном талыми водами Хопра. В период половодья вода в озерах по сравнению с меженным зимним уровнем поднимается на 3,3-4,7 м. Некоторое участие в питании озер принимают атмосферные осадки и подземные воды. Озера без грунтового питания к концу лета заметно мелеют и даже пересыхают, а зимой, особенно в суровые морозы-перемерзают до дна. [1]

Уровенный режим пойменных озер Хоперского заповедника при сравнительной простоте организации наблюдений за ним является существенным признаком, отражающим спектр экологических свойств водоемов. От уровенного режима зависят температурный, гидрохимический, биологический режимы озер.

Выделяются четыре типа озер со своеобразным уровенным режимом:

1) Озера с высоким стоянием уровней, на 3-3,5 м превышающих средний меженный уровень Хопра. Падение уровней в них, как правило, не превышает 0,5 м. Это озера, расположенные в притеррасной части поймы, получающие обильное питание грунтовыми водами.

2) Озера, у которых летные уровни выше, чем в Хопре всего на 1-2 м. Падение уровня за лето превышает в них 1 м. Эти озера расположены в прирусловой части широких участков поймы. Они получают существенно меньшее питание за счет подземных вод, чем озера первого типа, что и обусловливает такую неустойчивость их меженных уровней.

3) Озера с переходным уровенным режимом. Они занимают промежуточное положение между озерами первого и второго типов как по высоте стояния меженных уровней, так и по амплитуде сработки.

4) Озера, имеющие устойчивый поверхностный сток в реке Хопер. Их уровень практически не меняется за лето и очень мало превышает уровень Хопра, например, всего 0,5-0,6 м у озера Большого Голого. [13]

В Хопёрском заповеднике наблюдается уменьшение числа и площади водоёмов в пойме реки Хопёр. Но в различные годы отмечена высокая динамичность площади водной поверхности и глубины водоёмов, обусловленная гидрологическими и климатическими условиями года наблюдений и предшествующих лет. За время существования Хоперского государственного природного заповедника самые заметные засухи происходили в 1954, 1957, 1965, 1972, 1984, 1986, 1992, 1996 гг., при которых многие мелководные водоёмы в значительной степени или полностью обсыхали, на глубоководных водоёмах высыхали мелководья. При последующем обводнении восстанавливалась водная поверхность каждого озера и характерное для него зарастание. Даже если маловодный или многоводный период продолжался несколько лет, что приводило к особенно заметным изменениям озёр, со временем водная поверхность и растительность восстанавливались. Длительные, ежегодные наблюдения в природе это подтверждают. Изменение водной поверхности и динамику значений глубины воды можно пронаблюдать на примере озера Терниха (рис. 6,7). [1]

Рисунок 6 – Изменение водной поверхности озера Терниха с 1975 по 2012 гг.

Рисунок 7 – Динамика средних значений глубины воды озера Терниха с 1981 по 2012 гг.

Видно, что и площадь водной поверхности, и глубина водоёмов за годы наблюдений не только не претерпели направленного сокращения, но в последние годы возросли.

Колебания уровня и водной площади глубоководного, питаемого родниками, озера Малого Подпесочного меньше, чем мелководного озера Тернихи. Изменение площади водной поверхности и динамику среднего значения глубины можно пронаблюдать на примере озера Малое Подпесочное (рис.8,9).

Рисунок 8– Изменение площади водной поверхности оз. Малое Подпесочное с 1981 по 2012 гг.

Рисунок 9 – Динамика средних значений глубины воды озера Малое Подпесочное с 1981 по 2012 гг.

Динамичность площади водной поверхности и глубины пойменных водоёмов равнинной реки, можно считать совершенно нормальным и свойственным пойме природным явлением. Изучение литературных источников позволяет сказать о высокой динамичности обводнения поймы и в прошлые века и годы. О засухе в пойме Хопра на месте современного Хопёрского заповедника в середине 18 века писал И. Гюльденштедт (1914).

Однако, существует немногочисленная группа пойменных водоёмов, развитие которых идёт в условиях Хоперского государственного природного заповедника быстро и направлено в сторону уменьшения водной поверхности и глубины. К ним относятся излучины (формирующиеся старицы) только в последние десятилетия отделившиеся от русла реки, и озёра, оказавшиеся в зоне действия приблизившегося к ним русла реки Хопер. Прогрессирующее обмеление и зарастание этих водоёмов нарушается периодическими высокими паводками, но в целом имеет направленный характер. [3]

Пойменные озёра Хопёрского заповедника относятся к озёрам со средней минерализацией. Высокое содержание биогенных веществ обусловливает активные биологические процессы. В таких условиях содержание кислорода в воде оказывается важнейшим гидрохимическим фактором, определяющим направление и интенсивность биологических процессов, протекающих в водной массе. Общая для всех озёр закономерность состоит в снижении содержания кислорода в воде от 10-15мг/л осенью до менее 1мг/л к концу ледостава. Но этот процесс не одинаков на каждом из озёр. Так, к примеру, в озерах, которые получают обильное питание грунтовыми водами, отмечено максимальное содержание кислорода в течение всего холодного периода. Такие озера расположены в притеррасной части. Однако есть и такие озера, в которых отмечается низкое содержание кислорода даже в теплое время года. Это озёра прирусловой части поймы, с малыми глубинами, со слабым подземным питанием. [4]

По своему местоположению озера и другие водоемы можно разделить на три категории – притеррасные, центрально-пойменные – находящиеся в зрелой пойме и прирусловые. Из стационарных водоемов, на которых ведутся наблюдения за уровнем воды, к притеррасным относятся Большое Голое, Майорское, Лебяжье, Малое Голое, Сосновое, Серебрянка Удельная, Ульяновское. К центрально-пойменным – Лебяжье, Рогачи, Большое Осиновское, Юрмище; к прирусловым – озёра Перекоп, Нижне-Клетное, Верхне-Клетное, Старый Хопёр.

Более стабильный уровень воды в летне-осенний период сохраняется в озерах с хорошим грунтовым питанием. Большая же часть прирусловых озер и находящихся в глубине зрелой поймы имеют слабое грунтовое питание, размах колебания уровня воды в них больше зависит от заполнения в паводковый период и количества осадков в последующее время. При низком паводке или его отсутствии, а также в засушливый период в этих водоемах перепады уровня воды очень большие, иногда их уровень снижается до заметного обсыхания.

Для изучения гидрологического режима подземных вод в Хоперском государственном природном заповеднике в 1972, 1973 и 1975 гг. заложены 32 специально оборудованные водомерные скважины для наблюдения за уровнем грунтовых вод. Мониторинг движения уровня грунтовых вод проводился и в 4-х колодцах. К настоящему времени работают 26 скважин и 2 колодца. К большому сожалению, самые глубокие скважины (№16 и №25), расположенные на высокой террасе, почти в первые годы были выведены из строя (засыпаны и забиты мусором) нарушителями заповедного режима. Четыре других скважины (№№ 3,6,11 и 20) прекратили работать значительно позже. Сеть гидрологических стационаров в основном была увязана с профилями и другими стационарами, а их постоянные отметки (реперы) пронивелированы в единой системе от базовой отметки (скважина № 25 в кв. 112) принятой за 100,00 м.

Наблюдения ведутся по графику – с апреля по сентябрь включительно через каждые 5 дней, а в остальное время года через 10 дней. Уровень грунтовых вод в пойме во многом определяется уровнем воды в р. Хопер, однако подъем и максимальный уровень грунтовых вод в незатапливаемых скважинах наступает на 5-7 дней позже и падает менее интенсивно, чем в р. Хопер.

На террасах и в притеррасной части поймы (скважины № 29, 15, 16, 18, 19, 24) уровень грунтовых вод мало связан с водным режимом Хопра и в основном определяется погодными условиями за предыдущий период. У коренного же берега долины Хопра на уровень грунтовых вод влияют преимущественно, водный режим Хопра и погодные условия. В летний период в пойме вблизи Хопра уровень грунтовых вод довольно тесно связан с водным режимом реки. При удалении от реки Хопер уровень грунтовых вод в пойме изменяется более интенсивно и колеблется в больших пределах, на что, по-видимому, оказывают влияние осадки и испарение влаги растительностью и с поверхности почвы.

В целом же гидрологический режим пойменной территории Хоперского заповедника в большей степени определяется максимальным уровнем и продолжительностью паводка реки Хопер в весенний период. От этого зависит заполнение водоемов полыми водами, насыщенность влагой почвы и соответственно уровень грунтовых вод. В дальнейшем в летне-осенний период благоприятное состояние гидрологического режима территории в основном зависит от количества осадков и влажности воздуха. [3]

В пойме Хопра на территории Хоперского заповедника С. А. Красовская (1959) выделяет пять типов озер:

1) Озера-старицы, петлеобразные

Хопер относится к числу сильно меандрирующих рек. Поэтому большинство его пойменных озер образовано путем отделения петлеобразных отрезков русла при соприкосновении двух противоположно направленных излучин. Озера, образованные таким путем, как правило, узкие, не шире русла Хопра. Длина их колеблется от нескольких десятков метров в верхнем течении до 6-7 км в нижнем течении. В межень глубина озер образовавшихся на месте перекатов очень небольшая-не более 40 см, в ямах же-до 10 м.

В первые годы жизни петлеобразные озера-старицы по внешнему виду и составу растительности очень мало отличаются от русла Хопра. Со временем длинные старицы такого типа образования в местах бывших перекатов реки разделяются на отдельные озера. Вогнутые берега у таких озер обычно крутые, иногда обрывистые; выпуклые-пологие, у молодых озер песчаные, быстро заиливающиеся. Летом уровень воды в петлеобразных озерах-старицах несколько выше, чем в русле реки Хопер. Спустя 3-4 года после отделения такой петли от реки Хопер ее верхний и нижний концы заносятся наносами, резко ускоряется процесс зарастания озера, особенно на местах бывших перекатов (Красовская, 1959).

2) Озера-старицы из затонов

Встречаются реже, чем озера-старицы, петлеобразные. Образуются следующим путем. Наносный остров, сформировавшийся в русле Хопра, постепенно увеличивается в длину за счет отложений аллювия в верхнем и, особенно, в нижнем конце острова. Обычно верхний конец вновь образовавшегося короткого бокового рукава реки пересыпается речными наносами и возникает речной затон. Позднее засыпается и нижний конец такого рукава. Озера этого типа прямые или лишь слегка изогнутые, небольшие по величине, не более 1 км длиной и до 60-70 м шириной. Глубина озер небольшая –до 1,5-2 м, что объясняется образованием этих озер на мелких участках реки-перекатах. До тех пор, пока озеро находится возле русла реки, в половодье вдоль него наблюдается довольно сильное течение. На протяжении ряда лет такой водоем промывается талыми водами. Дно ровное, песчаное, состоящее из крупнозернистого песка. Прибрежной растительности на озере нет, но имеются ассоциации плавающих и погруженных растений (Красовская, 1981).

3) Озера-старицы из рукавов реки

В половодье в вершинах излучин реки под действием центробежной силы по ее пойме возникают особо сильные потоки воды по направлению к нижнему концу излучины. В таких местах в результате эрозии иногда образуется новое русло. Вместе с ним в течение нескольких лет действует и старое русло. В дальнейшем старое русло превращается в длинную цепь озер. Более мелкие участки этого русла становятся сушей, а более глубокие сохраняются в виде длинных озер глубиной до 11 м. Берега озер крутые, в большинстве случаев песчаные. Некоторые участки таких озер располагаются у первой террасы, где такая старица принимает в себя значительное количество грунтовых вод.

В наиболее глубоких местах озер растительности нет, а в мелких растительность представлена плавающими, полупогруженными и погруженными растениями.

Если такая старица расположена у террасы, в ней из-за обильного притока грунтовых вод заморы рыб слабо выражены или их совсем не бывает.

В качестве примера можно указать на возникшее таким образом в 1949-1953 гг. из рукава реки Хопер озеро-старицу непосредственно около г. Новохоперск-озеро Старый Хопер (Красовская, 1959).

4) Озера центральной поймы, округлые

Изредка в пойме реки Хопер встречаются большие округлые озера площадью до 400 га. Занимают они центральную и притеррасную часть поймы.

В основном такие озера округлой формы, мелкие (от 0,5 до 1,5 м глубины) и очень заболочены. Грунтового питания озера не имеют, питаются за счет слабо их промывающих талых вод весеннего половодья. Берега низкие и очень пологие. Грунт дна-ил, иногда достигающий нескольких метров толщины. Некоторые из таких озер в суровые малоснежные зимы промерзают до дна, а иногда после сухого, жаркого лета и низкого половодья почти высыхают.

Весной озера являются местом нерестилища для большого количества рыб, но в начале зимы значительная часть видов рыб в них погибает от заморов. Это озеро Мазурский Ильмень, Тальниково, Ильмень, Сомовское и др. (Красовская, 1959).

О происхождении округлых пойменных озер Хоперского заповедника С. А. Красовская (1959) высказывает такое происхождение. «В случае примыкания русла реки Хопер к левой надлуговой террасе и к правому берегу между ними образуется угол, одну сторону которого составляет река Хопер. Отложения аллювия в течение длительного срока по примыкающему берегу создают понижение между рекой Хопер и материковым берегов или надлуговой террасой, которое позднее превращается в дно такого озера. Отложение аллювия должно происходить более интенсивно в том случае, если дно русла реки сложено глиной и очень плохо поддается размыванию». Процесс отложения аллювия на таких местах С. А. Красовская наблюдала неоднократно.

5) Озера притеррасья

Такие озера располагаются около материковой террасы, по форме обычно продолговатые. Происхождение их связано с интенсивным размывом талыми водами подножий материковой террасы там, где терраса вдается в пойму реки и сложена рыхлыми породами, поэтому глубина озер достигает в некоторых случаях 11-12 м. На территории заповедника имеется целый ряд озер притеррасья, размеры которых увеличиваются от размывания талыми водами (Серебрянка, Городская, Серебрянка Удельная, Кубаночка, Шиловское и др.)

Озера, как правило, имеют значительное грунтовое питание. Берега в верхней части озер пологие песчаные, в нижней-обрывистые. Дно песчаное или песчано-глинистое. Если потоки талых вод по какой-либо причине уменьшаются, то происходит быстрое заиление озер за счет делювиальных наносов, поступающих с террасы и мелкозернистого аллювия талых вод. Уровень воды в озерах притеррасья значительно выше уровня Хопра (Красовская, 1959).

По утверждению С. А. Красовской (1959) на территории Хоперского заповедника наибольшее распространение имеют петлеобразные озера-старицы. Остальные типы озер встречаются по всей заповедной зоне более или менее равномерно.

Самые малые озера, чаще всего относящиеся к числу временных водоемов, имеют площадь всего в несколько десятков квадратных метров (Нестеров, 1979). По данным К. И. Шурыгиной (1971) площадь всех водоемов на территории заповедника составляет 6,01 км², или 53,3% общей водной поверхности заповедника (табл. 5)

По происхождению большинство пойменных озер Хоперского заповедника относится к разному типу происхождения. Среди малых озер можно выделить озера эрозионного типа, обязанные своим существованием весенним волным потокам (Нестеров, 1979). [12]

Название озера	Длина, м	Ширина, м	Площадь, га
Гнилуша	837	182	11,3
Калмычок	5000	50	25,2
Юрмище	4200	200	53,3
Стержневое	2000	50	10,1
Дуга	2200	50	20,4
Тальниково	900	650	46,5
Старый Хопер	3400	100	27,1
Большое Осиновское	950	182	11,5
Калач Краснянский	732	107	7,5
Длинное Осиновское	832	283	20,3
Глушица Подстепная	125	125	8,2
Глушица Запорная	976	82	6,8
Большое Голое	1500	233	16,9
Малое Голое	578	47	2,3
Ореховое	987	102	12,4
Сосновое	2260	185	22
Перевозное	125	45	2,7
Закромцы	235	97	3,4
Серебрянка Удельная	750	235	5,2
Серебрянка Городская	1050	162	9,9
Долгое	258	110	4,5
Чиганак	950	138	23,7
Жирное	247	101	4,3

Таблица 4 – Основные сведения об озерах Хоперского государственного природного заповедника, площадь которых превышает 2 га [12]

По результатам наблюдений за качеством вод в пойменных озерах Хоперского заповедника, можно сделать вывод о том, что, в целом, воды относятся к классу 3-умеренно (слабо) загрязненных (удовлетворительной чистоты). Согласно разряду качества, в пределах данного класса они имеют высокий статус «достаточно чистых» вод. В результате состояние качества поверхностных вод, в целом, представляется вполне благополучным. Эколого-биологическое качество воды в пойменных озерах Хоперского государственного природного заповедника было определено согласно показателям индекса сапробности Панкле-Букка в модификации Сладечека. (табл. 6).

Номер точек наблюдения (отбора проб)	Расположение точек наблюдения	Значение индекса сапробности	Класс качества вод	Разряд качества вод
1	оз.Большое Подпесочное	1,98	Умеренно(слабо) загрязненные-Удовл. чистоты	(3а) Достачно чистая
2	оз.Юрмище	1,95
3	оз.Большое Голое	1,69
4	оз.Большое Щурячье	1,95
5	р.Хопер	2

Таблица 6 - Значения класса и разряд качества вод в пойменных озерах Хоперского государственного природного заповедника по показателям индекса сапробности Панкле-Букка в модификации Сладечека.

3.2.1 Высшая и низшая водная растительность озер Хоперского государственного природного заповедника

Наиболее глубоководные водоемы отличаются малой степенью зарастания высшей водной растительностью, но большинство пойменных озер относится к среднезаросшим и сильнозаросшим. На крупных и средних по размерам водоемах растительность располагается либо поясами, либо обширными зарослями, либо представляет собой комплекс фрагментов фитоценозов, сложенных видами, близкими по требованиям к диапазону глубин и грунтам. В малых по площади водоемах растительность чаще всего состоит из сплошного покрова лемнид (рясок малой или горбатой, многокоренника обыкновенного, сальвинии плавающей) с отдельными особями и клонами плейстофитов и гелофитов. В отсутствие лемнид развиваются заросли гидатофитов.

Из 68 видов гидрофитов, отмеченных в пойме Хопра на территории заповедника, большинство видов участвуют в строительстве гидрофитоценозов в качестве доминантов. Не отмечено доминирования и содоминирования в водоемах Хоперского заповедника камыша табернемонтана, частухи обыкновенной, риччии плавающей, рдестов фриза и красноватого, красовласки болотной, повойничка мокричного и дзаникеллии ползучсй. Развиваются в отдельные годы и изредка образуют высокое проективное покрытие в нижнем ярусе ценозов гелофитов и гигрофитов лютик многолистный, повойничек водяной перец, роголистник донской; на лугах низкого уровня и в манниковых болотах-рдест сарматский. Редко встречаются небольшие по площади заросли манника плавающего, ситняга игольчатого, рдеста остролистного, рдеста туполистного, пузырчатки обыкновенной, роголистника подводного.

Высшая водная растительность пойменных водоемов представлена 49 формациями, включающими 110 ассоциаций. Наиболее богаты ассоциациями формации рогоза узколистного (12 ассоциаций), рдеста плавающего (7), манника большого и камыша озерного (по 6), стрелолиста стрелолистного, кубышки желтой, телореза обыкновенного (по 5 ассоциаций). В ценозах гидрофитов четко выражена синузиальная структура. Синузии обладают высокой степенью независимости (особенно синузии лемнид) и встречаются как в качестве ярусов в гидрофитоценозах, так и в качестве самостоятельных сообществ.

Было проанализировано распространение формаций высшей водной растительности 116 водоемов, в число которых вошли почти все крупные и средние и некоторые небольшие по площади водоемы. Наиболее широко распространены ценозы формации рогоза узколистного (отмечены в 44% от 116 водоемов), кубышки желтой (42,2%), манника большого (38,8%), стрелолиста стрелолистного (36,2%), роголистника погруженного (35,3%), телореза обыкновенного (31,9%) и многокоренника обыкновенного (31%). В 10-30% от всего числа водоемов встречены сообщества рдеста блестящего, рдеста плавающего, камыша озерного, кувшинок белой и чисто-белой, ситняга болотного, ежеголовников прямого и всплывшего, жерушника земноводного.

Наиболее редки в заповеднике сообщества с доминированием клубнекамыша плоскостебельного, частухи злаковидной, рдестов длиннейшего, курчавого, злаковидного, урути колосистой, каулинии малой, роголистника пятииглого. Они нуждаются в тщательном наблюдении и разработке мер по их сохранению. (рис 10) [13]

Рис. 10 - Схема размещения высшей водной растительности в озере Ульяновском в 2012 г.

3.2.2 Структура зоопланктона пойменных озер Хоперского государственного природного заповедника

В составе зоопланктона озер Хоперского завповедника обнаружено 102 вида беспозвоночных, среди которых 56-Rotifera, 16-Copepoda, 30-Cladocera. Наибольшим видовым богатством отличаются озера Большое и Малое Голое, минимальным-озеро Ульяновское.

Одной из причин видового богатства зоопланктона является периодическое затопление поймы водами половодий и паводков. Так, именно Большое и Малое Голое озера-единственные из всех исследованных водоемов, которые затапливались в период половодий и паводков. А озеро Ульяновское отличается от остальных водоемов минимальной площадью водной поверхности-40% от среднемноголетней, в то время как площадь других не затапливаемых озер варьировала от 60 до 76%. [14].

В озерах Большое и Малое Голое и Подсопечное число видов зоопланктона осенью меньше, чем летом за счет сокращения разнообразия всех таксономических групп беспозвоночных. В остальных водоемах количество видов осенью больше. В абсолютном большинстве озер осенью возрастает доля видов коловраток (на 2-9,6%), сокращается доля видов веслоногих (на 1,6-6,5%) и ветвистоусых ракообразных (0,4-6,3%). Исключение наблюдается лишь в озере Ульяновское, где доля видов Rotifera сократилась на 25,5%, а доля Copepoda и Cladocera увеличились на 12,7%, а также в озере Щурячье, где доля видов коловраток практически не изменилась, а доля веслоногих ракообразных возросла на 6,1%.

По величине коэффициента трофности, основанном на аналоге видового состава зоопланктона в летне-осенний период, озера Малое Голое, Щурячье и Подсопечное соответствовали эвтрофным водоемам, остальные-гиперэвтрофным.

По числу видов практически на всех озерах первенствуют сообщества литорали. Лишь летом в озерах Подпесочное и Ульяновское количество видов зоопланктона в центре больше, чем у литорали. Это связано с менее благоприятными условиями развития беспозвоночных в литорали, где отмечено много гниющих высших водных и прибрежных растений (табл.7)

В целом, летом общее число видов в центре и литоральной зоне водоемов зависит от площади водной поверхности озера. Осенью в центре водоемов число видов коловраток снижается при увеличении степени зарастания, а в литоральной зоне общее число видов и число видов кладоцера имеют обратную зависимость от температуры воды.

Водоемы	Сезон	Зона	Число видов
			Rotifera	Copepoda	Cladocera	Всего
Малое Голое	лето	Ц	13	1	5	19
		Л	16	7	13	36
	осень	Ц	10	3	4	17
		Л	16	3	9	28
Щурячье	лето	Ц	9	1	7	17
		Л	10	3	9	22
	осень	Ц	5	1	5	11
		Л	11	4	8	23
Большое Голое	лето	Ц	12	3	3	18
		Л	15	6	10	31
	осень	Ц	11	1	0	12
		Л	14	4	8	26
Крутобережное	лето	Ц	10	2	3	15
		Л	8	8	7	23
	осень	Ц	10	4	1	15
		Л	15	4	7	26
Подпесочное	лето	Ц	15	2	2	19
		Л	3	4	4	11
	осень	Ц	14	1	1	16
		Л	10	2	4	16
Ульяновское	лето	Ц	10	1	0	11
		Л	5	1	2	8
	осень	Ц	6	3	0	9
		Л	4	4	5	13

Таблица-7 Число видов беспозвоночных в центре и литоральной зоне исследованных озер

Основу численности в озерах Малое Голое и Щурячье в центре и в литорали составляют веслоногие ракообразные, в центре озера Большое Голое-Copepoda, в прибрежье-Rotifera, в озере Крутобережное-Rotifera и Cladocera. В озерах Подпесочное и Ульяновское численность зоопланктона в центре больше, чем в литорали в 1,7 и 3,9 раза. В центре озер Подпесочное и Ульяновское преобладают коловратки, а в прибрежье-веслоногие ракообразные и коловратки.

В развитии сообществ большую роль играет поемность. Периодическое ежегодное весеннее половодье водоемов водами реки Хопер способствует увеличению видового богатства зоопланктона за счет коловраток.

Принос аллогенных веществ водами половодья способствует интенсификации процессов разложения и эфтрофирования. Об этом же свидетельствуют увеличение общей численности и общей биомассы зоопланктона. Однако необходимо отметить, что в этих условиях возрастает плотность и биомасса веслоногих ракообразных, а также доля коловраток в общей биомассе сообщества. То есть, одновременно зоопланктон имеет черты структурной организации, характерной для сообществ, развивающихся в менее трофных условиях. По всей видимости, поемность одновременно способствует обогащению воды биогенными и органическими веществами и поддерживает экосистемы пойменных озер на более ранних стадиях развития. [15]

Заключение

В ходе анализа литературных источников и проведенных мною исследований по оценке эколого-биологического состояния пойменных озёр Хопёрского государственного природного заповедника, можно сделать вывод о том, что в формировании пойменных экосистем и на их устойчивость на всей территории заповедника значительно влияет гидрологический режим.

Наиболее устойчив уровень воды р. Хопер осенью и летом. Наиболее резкие колебания уровня - в период паводка в апреле-мае. Колебания погодных условий в наибольшей степени влияют на водный режим р. Хопра в паводковой период, меньше в зимний и оказывают незначительное влияние на колебания уровня воды во второй половине года. Меженный уровень в основном определяется колебаниями гидрологического режима местности.

Так же, можно сказать о том, что гидрологический режим территории заповедника, особенно поймы, зависит от разлива Хопра весной, уровня и продолжительности паводка и колебаний уровня воды в реке в меженный период. Гидрологический режим территории заповедника, особенно поймы, зависит от разлива Хопра весной, уровня и продолжительности паводка и колебаний уровня воды в реке в меженный период.

В целом же гидрологический режим пойменной территории Хоперского заповедника в большей степени определяется максимальным уровнем и продолжительностью паводка р. Хопер в весенний период.

Территория Хопёрского заповедника неоднородна по характеру пойменных массивов, количеству и состоянию пойменных водоёмов. Здесь очень много небольших водоемов, из которых преобладают озера. Некоторые из них обсохли в малой, а также средней степени. Уровень воды в них поддерживается действующими родниками. Кроме того, прирусловые старицы соединены с руслом реки низинами, по которым в них заходят воды даже низкого половодья. Так же на территории заповедника есть уже высохшие озера. В пойме Хопра есть большие округлые озера, питающиеся также преимущественно за счет паводковых вод.

По проведённым наблюдениям можно говорить о том, что в Хопёрском заповеднике площадь водной поверхности, и глубина водоёмов за годы наблюдений не только не претерпели направленного сокращения, но в последние годы возросли. Динамичность площади водной поверхности и глубины пойменных водоёмов равнинной реки, можно считать совершенно нормальным и свойственным пойме природным явлением. Но, к сожалению, существует немногочисленная группа пойменных водоёмов, развитие которых идёт в условиях ХГПЗ быстро и направлено в сторону уменьшения водной поверхности и глубины.

Пойменные озёра Хопёрского заповедника относятся к озёрам со средней минерализацией.

На границе степной и лесостепной географических зон располагается Хоперский государственный природный заповедник. Его территория делится рекой Хопер на правобережную и левобережную части. Заповедник основан в 1935-м году с целью разработки методов сохранения, восстановления и рационального природопользования экологических систем долины Хопра.

Список использованной литературы

1. Печенюк Е.В. Многолетние изменения пойменных водоёмов Хопёрского заповедника // Роль особо охраняемых природных территорий лесостепной и степной природных зон в сохранении и изучении биологического разнообразия (Материалы научно-практической конференции, посвящённой 80-летию Воронежского государственного природного биосферного заповедника) - Воронеж.2007. - С. 84 – 86

2. Пояснительная записка к проекту организации и ведения лесного хозяйства Хопёрского государственного природного заповедника. Воронеж, 2004. - 187 с. (Рукопись)

3. Шурыгина К.И. Водный фонд Хопёрского государственного заповедника. 1944. Ч. 1 – 55 с., Ч. 2.. – 93 с. (Рукопись отчёта).

4. Бирюков В.И. Гидрологический режим пойменных озер и грунтовых вод Хопёрского заповедника. // Проблемы мониторинга природных процессов на особо охраняемых природных территориях (Материалы международной научно-практической конференции, посвящённой 75-летию Хопёрского государственного природного заповедника), Воронеж. Изд. ВГПУ, 2010. – С. 21-23.

5. Бирюков В.И. Гидрологический режим р. Хопер в Хопёрском заповеднике // Проблемы мониторинга природных процессов на особо охраняемых природных территориях (Материалы международной научно-практической конференции, посвящённой 75-летию Хопёрского государственного природного заповедника), Воронеж. Изд. ВГПУ, 2010. – С. 18-21.

6. Бирюков В.И. Погодно-климатическая характеристика Хопёрского заповедника // Проблемы мониторинга природных процессов на особо охраняемых природных территориях (Материалы международной научно-практической конференции, посвящённой 75-летию Хопёрского государственного природного заповедника), Воронеж. Изд. ВГПУ, 2010. – С. 24-26.

7. Печенюк Е.В. Пойменные водоёмы Хопёрского заповедника в засушливом 2009 г. // Проблемы мониторинга природных процессов на особо охраняемых природных территориях (Материалы международной научно-практической конференции, посвящённой 75-летию Хопёрского государственного природного заповедника), Воронеж. Изд. ВГПУ, 2010. – С. 84-87.

8. Семлянская Л.П., В.В. Протопопов. Гидрологическая характеристика р. Хопра в районе Хопёрского заповедника //Дубравы Хопёрского заповедника, Часть 1. – Воронеж: Изд-во Воронеж ун-та., 1976. – С. 24-30.

9. Печенюк Е.В. Развитие водоёмов в пойме реки Хопра // Состояние особо охраняемых природных территорий Европейской части России: (сборник научн. статей, посвящённый 70-летию Хопёрского государственного природного заповедника). - Воронеж, 2005. С. 59-64.

10) Бирюков В.И. Погодно-климатическая характеристика Хопёрского заповедника / В.И. Бирюков // Проблемы мониторинга природных процессов на особо охраняемых природных территориях (Материалы международной научно-практической конференции, посвящённой 75-летию Хопёрского государственного природного заповедника. Воронеж. Изд. ВГПУ, 2010. – С. 24-26.

11) Карта-схема лесонасаждений Хопёрского государственного природного заповедника Воронежской области, лесоустройство 2003 г.

12) Мишон

13) Проблемы изучения и охраны заповедных природных комплексов

14) Крылов А. В. Видовое богатство зоопланктона пойменных озер Хоперского заповедника / А. В. Крылов // Тр. Хоперского гос. Заповедника. – Воронеж : Издат.-полиграф.центр «Научная книга», 2013.-Вып. 8.-С.54-70.

15) Мяэметс А. Х. Изменения зоопланктона / А. Х. Мяэметс // Антропогенное воздействие на малые озера. – Л. : Наука, 1980. – С. 54-64.