Не случайно и Массачусетский, и Калифорнийский технологические институты считают бобра (Castor canadensis) своими талисманами. Известные инженеры, бобры, похоже, способны запрудить любой ручей, сооружая из бревен и ила конструкции, способные затопить большие территории.
В условиях, когда изменение климата приводит к экстремальным штормам в одних районах и сильной засухе в других, ученые приходят к выводу, что небольшие природные вмешательства бобров имеют большое значение. В засушливых районах бобровые пруды восстанавливают влагу в почве, а во влажных зонах их плотины и пруды помогают замедлить паводковые воды. Эти экологические услуги настолько полезны, что землеустроители переводят бобров в США и Великобританию, чтобы помочь восстановить экосистемы и сделать их более устойчивыми к изменению климата.
По оценкам ученых, сотни миллионов бобров некогда запружали водные пути по всему Северному полушарию. В XVIII и XIX веках в Европе и Северной Америке бобры были почти полностью истреблены из-за своего меха, но сегодня во многих регионах они возвращаются к жизни. Как геолог, специализирующийся на водных ресурсах, я считаю, что важно понимать, насколько полезными могут быть бобры в правильных местах, и находить способы сосуществования с ними людей в освоенных районах. Ученые изучают возможности использования бобров для уменьшения опасности лесных пожаров и засухи на западе США.
Как бобры изменяют ландшафты
Бобры запружают ручьи, создавая пруды, где они могут строить свои куполообразные домики в воде, держа хищников на расстоянии. Создание пруда влечет за собой и другие последствия.
Вновь затопленные деревья гибнут, но остаются голыми "корягами", на которых гнездятся птицы. Отведенные ручьи образуют сложные переплетения медленно движущейся воды, опутанные бревнами и растениями, которые служат укрытием для рыб. В результате сложного переплетения бобровых плотин образуется множество различных мест обитания для рыб, птиц, лягушек и насекомых.
Человеческие плотины часто препятствуют проходу рыбы вверх и вниз по течению, даже если в плотинах предусмотрены рыбоходы. Однако исследования показали, что рыба без проблем мигрирует вверх по течению через бобровые плотины. Одна из причин этого может заключаться в том, что после преодоления самых высоких частей плотин рыба может отдохнуть в медленных бассейнах и прохладных комплексах прудов.
Медленно движущаяся вода за бобровыми плотинами очень эффективно задерживает осадки, которые опускаются на дно пруда. Исследования по измерению общего содержания органического углерода в действующих и заброшенных бобровых лугах показывают, что до 1800-х годов действующие и заброшенные бобровые пруды по всей Северной Америке накапливали большое количество углерода в отложениях, задерживаемых ими. Этот вывод актуален сегодня, когда ученые ищут способы увеличить накопление углерода в лесах и других природных экосистемах.
Бобры могут оставаться на одном месте десятилетиями, если им не угрожают медведи, пумы или люди, но если вблизи их пруда заканчивается пища, они уходят в другое место. Когда заброшенные бобровые плотины разрушаются, пруды осушаются и постепенно превращаются в травянистые луга, засеваемые растениями из окружающих земель.
Осушенные луга могут служить поймами близлежащих рек, позволяя водам разливаться и обеспечивая рыбу кормом и нерестилищами во время сильного течения. Пойменные луга являются ценной средой обитания для гнездящихся на земле птиц и других видов, зависящих от реки.
Значение замедления потока
При расширении поселений люди часто стремятся использовать каждый акр земли. Обычно это означает, что им нужна либо твердая и сухая земля, пригодная для земледелия, либо водные пути, по которым можно передвигаться на лодках. Чтобы создать такие условия, люди убирают плавающие бревна из ручьев и устанавливают дренажи для максимально быстрого и эффективного отвода воды с полей и дорог.
Однако покрытие все большей поверхности земли барьерами, не впитывающими воду, такими как тротуары и крыши, означает, что вода быстрее попадает в реки и ручьи. Дождь, выпадающий во время обычной грозы, может вызвать интенсивный речной поток, который размывает берега и русла водотоков. А поскольку изменение климата приводит к усилению интенсивности штормов во многих местах, оно будет усиливать это разрушительное воздействие.
Некоторые застройщики ограничивают этот вредный поток, используя природные инженерные принципы, такие как "пруд" для перехвата и замедления воды, более широкое распределение потоков для снижения скорости воды, а также создание валов, или затопленных мест, которые позволяют воде погружаться в землю. Бобровые болота делают все это, только лучше. Исследования, проведенные в Великобритании, показали, что деятельность бобров может снизить поток паводковых вод с сельскохозяйственных угодий на 30%.
Бобровые луга и болота также способствуют охлаждению почвы вокруг и под ними. Влажная почва в этих зонах содержит много органических веществ, образовавшихся из погребенных и перегнивших растений, которые удерживают влагу дольше, чем почва, сформированная только из камней и минералов. Исследуя болота, я обнаружил, что после грозы вода, попадая в грунт, проходит через чистый минеральный песок за несколько часов или дней, но может оставаться в почве, на 80-90% состоящей из органических веществ, в течение месяца.
Прохладная и влажная почва также служит защитой от лесных пожаров. Недавние исследования, проведенные на западе США, показали, что растительность в речных коридорах, запруженных бобрами, более устойчива к пожарам, чем в местах, где бобров нет, поскольку она хорошо поливается и пышная, а значит, не так легко горит. В результате участки, расположенные вблизи бобровых плотин, служат временным убежищем для диких животных, когда окружающие территории горят.
Освобождение места для бобров
Экологические услуги, предоставляемые бобрами, наиболее ценны в зонах, где никто не возражает против изменения ландшафта. Но в плотно застроенной восточной части США, где я работаю, трудно найти открытые участки, где бобровые пруды могли бы разрастаться, не затапливая канавы и дороги. Кроме того, бобры валят дорогие ландшафтные деревья и питаются некоторыми культурными растениями, такими как кукуруза и соя.
Бобров часто обвиняют в наводнениях на застроенных территориях, хотя на самом деле проблема часто заключается не в бобровых плотинах, а в конструкции дорог. В таких случаях удаление бобров не решает проблемы.
Ограждения водопропускных труб, заборы и другие устройства, препятствующие движению бобров, позволяют держать их на безопасном расстоянии от объектов инфраструктуры и поддерживать высоту прудов на уровне, не допускающем затопления прилегающих территорий. Дорожные переходы через ручьи, спроектированные таким образом, чтобы пропускать рыбу и других водных животных, а не блокировать их, благоприятны для бобров и будут устойчивы к изменению климата и экстремальным осадкам. Если эти сооружения достаточно велики, чтобы пропускать мусор, то бобры будут строить плотины выше по течению, что поможет задержать паводковые воды.
Растущее число исследований показывает, что выделение участков земли для бобров полезно для водно-болотных экосистем, биоразнообразия и рек. Я считаю, что мы можем перенять у бобров их навыки управления водными ресурсами, сосуществовать с ними в наших ландшафтах и использовать их природные инженерные решения в ответ на погодные условия и осадки, нарушенные изменением климата.