Бобры учат управлять водой в меняющемся климате: от засух до наводнений

Бобры (Castor canadensis) — признанные инженеры, способные запрудить любой ручей с помощью бревен и грязи, затапливая большие территории. По мере того как изменение климата вызывает экстремальные штормы в одних регионах и сильную засуху в других, ученые обнаруживают, что мелкомасштабные природные вмешательства бобров ценны. В засушливых районах бобровые пруды восстанавливают влажность почвы; во влажных зонах их плотины и пруды помогают замедлить паводковые воды. Эти экосистемные услуги настолько полезны, что в США и Великобритании бобров переселяют для восстановления экосистем и повышения их устойчивости к изменению климата.

Ученые оценивают, что сотни миллионов бобров когда-то перегораживали водные пути по всему Северному полушарию. Их почти истребили ради меха в XVIII–XIX веках в Европе и Северной Америке, но сегодня во многих районах их популяции восстанавливаются.

Как бобры меняют ландшафты

Бобры строят плотины на ручьях, чтобы создать пруды, где они возводят свои куполообразные хатки в воде, держа хищников на расстоянии. Создание пруда влечет за собой множество других эффектов.

Вновь затопленные деревья отмирают, но остаются стоять как голые «сухостои», где гнездятся птицы. Разветвленные потоки создают сложные переплетенные каналы с медленной водой, заваленные бревнами и растениями, которые служат укрытием для рыбы. Эта сложная структура за плотиной формирует множество различных местообитаний для существ, таких как рыбы, птицы, лягушки и насекомые.

В отличие от человеческих плотин, которые часто блокируют миграцию рыбы вверх и вниз по течению, исследования показывают, что рыбы без проблем мигрируют вверх по течению через бобровые плотины. Одна из причин — возможность отдохнуть в медленных заводях и прохладных прудовых комплексах после преодоления самых высоких частей плотин.

Медленная вода за бобровыми плотинами очень эффективно задерживает осадок, который оседает на дно пруда. Исследования общего органического углерода на активных и заброшенных бобровых лугах показывают, что до 1800-х годов активные и заброшенные бобровые пруды по всей Северной Америке хранили в задержанном осадке большие количества углерода. Это открытие актуально сегодня, когда ученые ищут способы увеличить хранение углерода в лесах и других природных экосистемах.

Когда заброшенные бобровые плотины разрушаются, пруды осушаются и постепенно превращаются в травянистые луга. Высохшие луга могут служить поймами для близлежащих рек, позволяя водам разливаться и создавая кормовую базу и нерестилища для рыбы во время паводков. Пойменные луга — ценная среда обитания для наземногнездящихся птиц и других видов, зависящих от реки.

Ценность замедления потока

По мере расширения населенных пунктов люди часто стремятся использовать каждый акр земли. Обычно это означает желание иметь либо достаточно твердую и сухую землю для земледелия, либо водные пути, пригодные для судоходства. Чтобы создать такие условия, люди убирают плавающие бревна из ручьев и устанавливают дренажные системы для максимально быстрого и эффективного отвода воды с полей и дорог.

Однако покрытие все большей площади земли непроницаемыми поверхностями, такими как асфальт и крыши, приводит к более быстрому стоку воды в реки и ручьи. Осадки от обычного шторма могут вызвать интенсивный речной поток, размывающий берега и русла. А поскольку изменение климата усиливает интенсивность штормов во многих местах, это усугубит разрушительное воздействие.

Бобровые водно-болотные угодья естественным образом решают эти задачи: они задерживают («прудуют») воду, чтобы перехватить и замедлить ее; распределяют потоки на большей площади, снижая скорость; и создают понижения, позволяющие воде просачиваться в грунт. Исследования в Великобритании показали, что активность бобров может снижать сток паводковых вод с сельскохозяйственных угодий до 30%.

Бобровые луга и водно-болотные угодья также помогают охлаждать окружающую и подстилающую почву. Влажная почва в этих зонах содержит много органического вещества из погребенных и разложившихся растений, которое удерживает влагу дольше, чем почва, состоящая только из горных пород и минералов. Вода, просачивающаяся в грунт после шторма, проходит через чистый минеральный песок за часы или дни, но может оставаться в почвах с 80%–90% органического вещества до месяца.

Прохладная влажная почва также служит буфером против лесных пожаров. Недавние исследования на западе США показали, что растительность в речных коридорах с бобровыми плотинами более устойчива к пожарам, чем на территориях без бобров, потому что она хорошо увлажнена и пышна, поэтому горит хуже. Таким образом, районы вблизи бобровых плотин служат временным убежищем для диких животных, когда окрестности горят.

Как найти место для бобров

Экосистемные услуги бобров наиболее ценны в зонах, где изменение ландшафта никому не мешает. Однако в густонаселенных районах, например на востоке США, трудно найти открытые участки, где бобровые пруды могли бы растекаться, не затапливая канавы или дороги. Бобры также валят дорогие ландшафтные деревья и могут питаться некоторыми культурами, такими как кукуруза и соя.

Бобров часто обвиняют в наводнениях в освоенных районах, хотя реальной проблемой зачастую является конструкция дорог, а не бобровые плотины. В таких случаях удаление бобров не решает проблему.

Защитные решетки на водопропускных трубах, ограждения и другие исключающие устройства могут держать бобров на безопасном расстоянии от инфраструктуры и поддерживать уровень пруда, не вызывающий затопления прилегающих территорий. Переходы через водотоки, спроектированные так, чтобы пропускать рыб и других водных животных, а не блокировать их, дружелюбны к бобрам и будут устойчивы к изменению климата и экстремальным осадкам. Если такие конструкции достаточно велики, чтобы пропускать мусор, бобры построят плотины выше по течению, что поможет задерживать паводковые воды.

Растущий объем исследований показывает, что выделение участков земли для бобров полезно для водно-болотных экосистем, биоразнообразия и рек. Мы можем учиться у бобров навыкам управления водой, сосуществовать с ними в наших ландшафтах и использовать их природную инженерию в ответ на нарушенные изменением климата погодные условия и режим осадков.