УДК 911.51:58.006
DOI: 10.24412/cl-36359-2021-42-54
LANDSCAPE SCALE HABITAT MANAGEMENT AND RESTORATION OF ALKALINE STEPPES AND MARSHES IN THE HORTOBÁGY NATIONAL PARK, 2002-2020
УПРАВЛЕНИЕ ЛАНДШАФТАМИ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ СОЛОНЦОВЫХ СТЕПЕЙ И БОЛОТ В НАЦИОНАЛЬНОМ ПАРКЕ ХОРТОБАДЬ, 2002-2020 ГГ.
Sz. Gőri1, I. Kapocsi2
С. Гёри1, И. Капочи2
1Hortobágy National Park Directorate, Debrecen, Hungary
2Hortobágy National Park Directorate, Debrecen, Hungary
1Дирекция Национального парка Хортобадь, Дебрецен, Венгрия
2 Дирекция Национального парка Хортобадь, Дебрецен, Венгрия
E-mail: 1goriszilvia@hnp.hu, 2kapocsiistvan@hnp.hu
Abstract. Hortobágy steppes were damaged by river regulations and intensive agricultural activities in the 1960s, when irrigation systems were constructed for high yield grasslands and rice fields. Since the 1980s HNP Directorate has worked towards restoring the original water regime of wetlands. The first complete landscape restoration project started in 2002, and until now 30,000 ha steppe habitat has been restored; and complete landscape rehabilitation of a former military bombing area was implemented.
Keywords: Habitat degradation, restoration on landscape scale, traditional land use.
Аннотация. Регуляция речного стока и интенсивная сельскохозяйственная деятельность в 1960-х гг., а именно сооружение сети системы орошения, подводящей воду к высокопродуктивным грассландам и рисовым полям, негативно сказалось на степных ландшафтах Хортобади. С 1980-х гг. руководство национального парка Хортобадь начало разрабатывать планы и проекты, направленные на восстановление естественного водного режима водно-болотных угодий. Первый проект по восстановлению ландшафтов был запущен в 2002 г. С того времени, было восстановлено 30 тыс. га степных ландшафтов, и полностью реализована программа по реконструкции местообитаний на бывшем военном полигоне.
Ключевые слова: деградация местообитания, восстановление на ландшафтном уровне, традиционное землепользование.
1. General site description
1.1. General information. Hortobágy National Park covering 82,000 hectares was established in 1973. 52,000 ha of the park is UNESCO Biosphere Reserve and 32,000 ha is protected by the Ramsar Convention as wetlands of international importance. The entire area is World Heritage Site.
The national park area is dominated by alkaline steppes, the largest coherent grassland in Europe of natural origin, interspersed by a range of wetland, such as ephemeral waters, alkaline marshy meadows, seasonal and permanent marshes and man-made fishponds.
1.2. Summary description. Hortobágy region is situated in a shallow depression of the Great Hungarian Plain covering an area of 2200 km². Considering both size and character Hortobágy is unique in Europe. The «locus classicus» of the alkaline and non-coastal sodic and saline soils in Europe is the Carpathian Basin. Among all occurrences of these types the largest and most diverse area is the Hortobágy considering the types and sub-types of soils, special micro-geomorphologic conditions, surface erosional forms, microhabitats. Mineralogical and quaterpaleontological data of the last 30.000 years prove unambiguously that the formation of salinised areas here is not a result of human activities [8]. But the harmonious co-existence of man and nature, the still existing traditional land-use form by extensive grazing of natural grasslands, maintained rich natural values throughout centuries.
Soils in these areas are largely solonetz (black alkali soils) with an A-horizon of approximately 0-25 cm. The B-horizon of these soils has been formed due to the accumulation of mainly Na-salts (NaHCO3, Na2SO4, NaCl, Na2CO3) due to leaching (in periods of precipitation) and capillary rise of groundwater and salts (in dry periods). The saturated soil extract of the upper 50 cm layer has 10-70 mS conductivity. Salt concentration of the groundwater varies between 2000 and 20000 mg/l. This process has led to the formation of impermeable subsoils and in general to a decreased infiltration making overland-flow the most important hydrological pathway.
Complete series of grassland communities of alkaline steppes are found here, including tall-grassy loess grasslands of elevated loess ridges (Salvio-Festucetum), medium-tall loess-steppe grasslands (Peucedano-Asteretum), different communities of dry alkaline short grasslands (Achilleo-Festucetum, Artemisio-Festucetum), semi-desert-like associations (Puccinellion limosae), desert-like communities (Camphorosmetum annuae) with special surface erosion microforms of barren surfaces.
1.3. Hydrology. Before river regulations in the 19th century, Hortobágy received spring floods of River Tisza. The flood reached the Hortobágy area flowing in a southerly direction mainly along River Hortobágy, which is the hydrological axis of the area, crossing the national park from the north to the south in a length of 55 km. When naturally functioning in the past, the river regularly flooded and drained the steppe supplying extended marsh system.
This process sustained an extremely rich diversity of dry and wet habitats of alkaline steppe and maintained the natural surface erosion processes developing small surface sink depressions, depressions without an outlet, and a special surface erosion of alkaline soils forming benches and barren surfaces. The bed of River Hortobágy was dredged in the 1960s and today the river can not supply with water the marshes any more.
2. Human induced factors leading to habitat degradation
Loss of wetlands
When naturally functioning in the past, Hortobágy pastures regularly received floods originating from Tisza River. Because of the continental forest-steppe climate, the former floodings of Tisza River were unpredictable. At the beginning of the 19th century enormous water regulation works had started in the country in order to have larger areas for intensive agricultural production. Once wetlands have covered about 70,000 hectare in the Hortobágy region, from which today approximately 6,000-8,000 hectare is still existing wetland.
Fragmentation of the steppes
After the river regulations floods did not reach the region anymore, which resulted in high drought rather regularly. In addition, canalisations also were done in the region to drain lands. The drought sometimes caused big loss of livestock, mainly summertime because of lack of food and drinking water even. That’s why the idea of the irrigation of some grasslands roots back to the late 19th century, when it was aimed to safeguard fodder, but the idea of irrigating did never arise concerning the extended pastures used for free range grazing. Until World War II. those irrigation systems were settled in small scale, not larger then totalling some hundred hectares on the marginal grassland areas adjacent to arable lands.
In the 1950s and 1960s irrigation systems were constructed for high yield grasslands and rice fields which caused considerable fragmentation and damage to the natural grasslands. Due to the improper technical design many of them never were used; and, later on, as proven to be completely unsustainable, those within the national park were abandoned. However, these dikes and canals have fragmented the natural landscape structure and the native grasslands.
Ecological problems caused
As on alkaline soils the overland-flow of precipitation waters is the most important hydrological pathway, linear structures caused serious damage to natural habitats:
Overview of those major human induced transformation of natural habitats, which had to be managed on landscape-scale after the establishment of the national park (1973):
3. Landscape-scale ecological restorations in the Hortobágy National Park
3.1. Rehabilitation of permanent alkaline marshes on habitat scale.
Facts:
Permanent alkaline marshes suffered serious loss on our continent and almost completely disappeared from Hortobágy (also from major part of Europe) due to the river regulations. Regarded as the most vulnerable ones, the national park directorate has started habitat restorations with the rehabilitation of wetlands since the late 1970s. After the first projects were implemented in the 1970s and 1980s, further wetland rehabilitation projects were implemented with foreign support in 1996 (Egyek-Pusztakócs Marshes, Denmark) and in 1998-2000 (Zám-puszta, The Netherlands) [4].
In the past two major driving factors (natural disturbance process) maintained a mosaic landscape structure: regular floods and grazing. Therefore, restorations aims at reintroducing the natural hydrologic regime of wetlands:
(a) Ephemeral waters, seasonal/intermittent alkaline marshes: they are sustained naturally by precipitation and local run-off waters, the tool of the hydrological rehabilitation is the restoration of the catchment area and direct water supply should not be applied.
(b) Permanent alkaline marshes: they naturally had direct connection with water courses during floods, the hydrological rehabilitation aims at ensuring direct water supply imitating floods.
Flooding is done gravitationally, with early spring inundation. Water supply systems were created deriving water from River Tisza, which gives the possibility to simulate artificially the natural inundation pattern before the flood control. Yearly 1-6 million m³ water is used for flooding all the marshes.
In wetland restoration and management especially the fluctuating water level and the traditional land use forms (grazing) are determinant, sustaining mosaic habitat structure. In management and restoration of wetlands, cattle grazing has vital role. Not only the seasonally wet alkaline meadows are grazed, but after drying out, the grazing of the lower parts of the marshes results a mosaic-like habitat structure and maintains open water patches. Trampling also important in the development of the habitat structure.
3.2. Restoration of grasslands on landscape scale.
Facts:
The artificial linear establishments of former irrigation systems from the 1950s have fragmented the native steppes of the Hortobágy and resulted in serious habitat degradation in fifty decades. The total length of the channels located in the national park was about 1600 km.
The Directorate has started in 2002 the first landscape-scale rehabilitation project to restore complex habitat system of wetlands and grasslands, with the aim to eliminate the irrigation systems [5, 6]. This pioneer LIFE-Nature project of Restoration of pannonic steppes and marshes of Hortobágy National Park (2002-2005) was carried out on 10,000 hectares. Based on the management experiences and skills gained, similar follow-up projects resulted totalling finally 30,000 ha restored steppe habitat.
Habitat-scale results: recover of the natural vegetation. 1057 km dike and canal system was eliminated in the national park area. The canals were completely backfilled with the embankments (constructed from the excavated soil). The depth of the minor canals varied between 50-100 cm, but reaching even 2 m depth in the case of major canals and 5 m width. Through final levelling and surface preparation the tracks were fully adjusted to the natural surface relief. Minor, few centimetres differences of the surface topography already induce elementary changes in the local surface water movement. Precise soil levelling is essential when eliminating landscape scars and restoring perennial grass cover is needed [1].
The re-colonisation of the dominant species on the tracks and the regeneration of the natural vegetation has been started already in the first year after the earth works were carried out [7]. Valkó et.al found that that passive restoration (i.e. facilitating spontaneous grassland recovery) after soil-filling of disused drainage ditches is a successful restoration tool even within a few years, especially when restoration sites are surrounded by natural grasslands. Regardless of grassland type, target grasslands recovered within 6-8 years [9, 10].
Sample areas were selected in order to evaluate how do the recover of the vegetation on the tracks of the eliminated canals proceed, and whether the transitional, disturbed vegetation does have any influence on the adjacent varied alkaline communities of solonetz soils [7]. All the sample plots were cut by dikes and channels. All the characteristic habitat types affected by the project was represented: two types of alkaline short grasslands (Artemisio santonici-Festucetum pseudovinae and Achilleo-Festucetum pseudovinae), desert-like association with barren surfaces (Camphorosmetum annuae), temporary wet alkaline grasslands (Puccinellietum limosae), alkaline wet meadows (Agrosti stoloniferi-Alopecuretum pratensi - Agropyretosum repentis), alkaline wet meadows with tussocks (Agrosti stoloniferi-Alopecuretum pratensis).
Invasion of weeds was not so intensive on the tracks of the eliminated canals located on strongly saline areas. The bare soil surface patches did not assimilate to the adjacent associations, they remained rather stable unvegetated. The ornithological significance of these barren surfaces is very high (they are preferred habitats of protected species like Glareola pratincola, Charadrius morinellus, etc.) On soils with less saline character intensive growth of weeds started after the elimination of the canals, but the decrease and even the almost total disappearance of the weeds was measured already in the second year [7].
The disturbed vegetation of the eliminated canals did not have any significant influence on the adjacent alkaline steppe vegetation. Weeds not anywhere did invade the adjacent natural vegetation. Grazing (mainly cattle) successfully controlled the weeds on the tracks of the eliminated canals already from the beginning, and helped the recover [7].
The tracks overgrown by weeds in the first year after the project implementation later disappeared and their vegetation had been gradually altered by Festuca pseudovina dominated associations. As a result of the alkaline soil characteristics and the follow-up recurring management with grazing, weeds disappeared or their proportion fell to a few percentage in a few years.
Festuca pesudovina was successfully seeded to aid natural re-colonisation process on the place of major dikes and canals and grazing and mechanical weed control was successful. On some place with the highest salt concentration soils, there were almost not any weed coming up, the typical halophytic species re-colonised the tracks: Limonium gmelinii subsp. hungarica, Salicornia prostrata, Suaeda salinaria, Salsola soda, Spergularia salina, Camphorosoma annua and Plantago schwarzenbergiana (Carpathian Basin endemism) [5].
It was also learned, that natural communities of the salt steppes are highly stable, as the disturbance of earth works by filling the dikes did not induced any weed growth in the adjacent vegetation, even not on better quality soils [7].
Large-scale structural changes of the steppic biotopes:
Socio-economic context – traditional land use. Before human presence on the area, large ungulates grazed the steppe, which was replaced by nomadic cultures and later by extensive herding. People and wildlife was living together in harmony for many centuries on the steppes, which was never divided into small private farms, but was always common property of the surrounding local communities. Private animal keepers grazed the livestock (cattle, sheep, horse) collectively on these pastures. The today land ownership situation, being state property, is very similar. The linear structures hampered the traditional land use form of the area, elimination of them improved the conditions for extensive grazing which had been practised since centuries. The projects helped to strengthen a positive attitude towards nature conservation, which is verified by the numerous positive feed-back from the locals [5].
3.3. Landscape restoration, bird protection: elimination of overhead electric power lines.
Facts:
Hortobágy is one of the most important bird habitats in Europe, important stop-over site supporting masses of migrating waterfowl and waders. On autumn passage it holds the largest European concentration of Common Cranes up to 160,000 individuals.
Crossing critical habitats and local flyways in the open landscape, medium voltage (22 kV) overhead power lines and transmission poles, however, had been responsible for collisions and electrocuting masses of birds.
After conducting a 15 years long survey, in 2003 HNPD completed a study [3] to identify the most dangerous medium voltage power line sections, and prioritized those ones which has to be laid underground to effectively minimize the threat of bird collision and electrocution. Underground cables provide 100% bird protection, but very expensive, therefore the most critical habitats had to be identified. The target habitats and species were selected, serving as basis for project planning and conservation actions [6]:
1. Sensitive habitats fragmented by 22 kV overhead power line.
2. Geese, crane daily migration routes on autumn passage between feeding and over-night grounds; especially a lot of collisions in foggy weather (ten thousands of cranes migrate on the area, using several over-night places, mostly fish ponds).
3. Daily movements of rails, grebes, waterfowl, herons, shorebirds during breeding season, near breeding colonies.
4. Spring migration of rails, crakes, waterfowl, waders (night migrations).
5. Late summer assemblages of young white storks, ducks, waders.
6. Sensitive areas for birds of prey (Black Kite, White-tailed Eagle, Long-legged Buzzard, Rough-legged Buzzard, Imperial Eagle, Osprey, Red-footed Falcon, Saker).
7. Most critical Great Bustard habitats (key lekking and wintering grounds).
In 2006-2015 with EU co-finance and financial and technical support from the electricity provider (E.ON), HNPD replaced 121,5 km dangerous medium voltage overhead power lines crossing the national park by underground cables on the critical habitats.
3.4. Landscape-scale rehabilitation of a former military area on the southern grasslands of the Hortobágy National Park.
Facts:
The remote and sparsely populated southern area of the national park was used as a shooting range by the Hungarian Army for decades following World War II. The firing range within the Hortobágy National Park covered about 4,000 hectares. In 2004 the Hortobágy National Park Directorate become the legal owner of the former military training ground. Since then the area serves only nature conservation purposes.
After several years of preliminary preparation actions, a landscape rehabilitation and remediation project was implemented during 2009-2018 on 4161 hectares. The ground was carefully surveyed and mapped until -1,5 m depth under the surface. Demolition experts of the Hungarian Defence Force managed and removed 40,720 items of detected explosive remnants and unexploded bombs from the area. 5000 explosion craters were backfilled with local soil and some shallow wetlands were created on the digged soil surfaces.
Nowadays the area is used for extensive grazing, mainly cattle, which is the traditional land use form of this habitat type. The total cost of the project exceeded 9,74 million EUR.
Fast recovery of the grasslands. The rehabilitation of the damaged area and filling of the bomb craters were finished by the end of 2017 and the recovery of the grasslands could start on hundreds of hectares large barren surfaces. The results of the vegetation dynamic study of the grassland recovery processes after the restoration revealed, that the grassland recolonisation process is very successful. Plant species with the highest cover: Festuca pseudovina with 25% average cover, Limonium gmelini ssp. Hungaricum, 15,4%), Puccinellia limosa, 12,2%. Two protected plant species were found: Plantago schwarzenbergiana and Suaeda pannonica [2]. The high salinity of the soil hampered the occurrence of weeds. The developed grassland vegetation appeared to be near natural already in three years.
The results of the rehabilitation of the bombing area is of outstanding significance on European scale: it is almost without precedent, that on a barren soil surface of this large extension closed grassland from specialist plants would develop in such a short time [2].
4. Conclusions. EU integration opened new funding opportunities (ERDF) to launch and implement landscape-scale ecological rehabilitation of alkaline steppes and marshes of the Hortobágy National Park. A total amount of 12,8 million EUR was used to eliminate those human induced factors causing severe habitat degradation in the Hortobágy National Park and to restore native steppes and marshes during 2002-2020. The habitat restorations resulted more favourable conditions also for the traditional land use form of extensive grazing, which ensures the project results to be financially and ecologically sustainable on the long term.
LIFE02 NAT/H/8634 was implemented with the contribution of LIFE-Nature of the European Community and financial support of the Hungarian Ministry for Environment and Water Management. Elimination of irrigation channels and overhead power-lines, rehabilitation of the military bombing area was financed by the Hungarian State with EU co-finance (KIOP, KEOP, KEHOP) and the electricity provider (E. ON) co-finance.
1. Общая характеристика участка
1.1. Общая информация. Площадь Национального парка Хортобадь составляет 82 тыс. га; он был основан в 1973 г. 52 тыс. га парка входят в Биосферный заповедник ЮНЕСКО, а 32 тыс. га охраняются Рамсарской конвенцией о водно-болотных угодьях и имеют международное значение. Вся территория считается Объектом всемирного наследия.
На территории национального парка преобладают солонцовые степи – самые крупные грассланды в Европе естественного происхождения, разделенные очагами водно-болотных территорий, например, солончаковыми заливными лугами, сезонными и постоянными болотами и искусственными прудами.
1.2. Краткая характеристика. Национальный парк Хортобадь расположен на территории Среднедунайской низменности, площадь которой 2200 км2. Учитывая размер и характер территории, Хортобадь является уникальным местом в Европе. Карпатский бассейн считается классическим примером солончаковых и выщелоченных засоленных почв. А Хортобадь – самая обширная и разнообразная территория, характеризующаяся выщелоченными и солончаковыми типами и подтипами почв, которые создают уникальные микро-геоморфологические особенности, поверхностные эрозивные формы, микроареалы. Минералогические и палеонтологические данные за последние 30 тыс. лет однозначно подтверждают, что деятельность человека не воздействовала на формирование засоленных почв [8]. Наоборот, гармоничное сосуществование человека и природы, а также еще существующая форма традиционного землепользования в виде экстенсивного выпаса на естественных грассландах, способствовали богатому естественному биоразнообразию на протяжении тысячелетий.
Почвы на этих территориях, в основном, солончаковые (выщелоченные почвы); А-горизонт приблизительно 0-25 см. В-горизонт сформирован вследствие накопления, главным образом, солей натрия (NaHCO3, Na2SO4, NaCl, Na2CO3) в результате выщелачивания (в период дождей) или капиллярного поднятия грунтовых вод и солей (в сухой период). Удельная проводимость насыщенного солями почвенного экстракта верхнего уровня в 50 см 10-70 мСм. Концентрация солей в грунтовых водах колеблется от 2000 до 20000 мг/л. Всё это привело к образованию непроницаемой подпочвы и, в общем, к снижению инфильтрации (проницаемости почвы), что создаёт скопление воды на поверхности, течение которой образует важнейшие гидрологические пути.
На этих территориях можно обнаружить целый ряд сообществ, произрастающих на грассландах солонцовых степей, включая ассоциации, распространенные на лёссовых плакорах – (Salvio-Festucetum), среднетравные ассоциации лёссовых степей (Peucedano-Asteretum), различные сообщества сухих выщелоченных грассландов (Achilleo-Festucetum, Artemisio-Festucetum), полупустынные ассоциации (Puccinellion limosae), пустынно-подобные сообщества (Camphorosmetum annuae) с уникальными поверхностными формами эрозий на пустошах.
1.3. Гидрология. До регуляции стока в XIX в. территория Хортобади получала достаточно влаги из реки Тисы, которая протекала вдоль реки Хортобадь в южной части парка. Река Хортобадь являлась важнейшей гидрологической осью региона, пересекая нынешний национальный парк с севера на юг на протяжении 55 км. До регуляции стока, в своем естественном состоянии, река часто выходила из берегов, затапливая прилегающие степные территории и способствуя формированию протяженной сети водно-болотных угодий.
Это, совместно с чрезвычайно высоким разнообразием сухих и влажных ландшафтов на выщелоченных и засоленных почвах, способствовало развитию естественного эрозионного процесса на поверхности, формируя неглубокие сточные котлованы и низины без стока, а также усиливая эрозию почв, создавая террасы и пустоши. В 1960-х гг. было принято решение углубить русло реки Хортобадь, поэтому в настоящее время река больше не затапливает территорию национального парка и не поставляет воду к болотистым угодьям.
2. Антропогенные факторы, способствующие деградации территории
Утрата заболоченных территорий
Естественно функционирующие в прошлом пастбища Хортобади регулярно затапливались водами реки Тисы. Вследствие континентального лесостепного климата, затопления Тисы всегда носили непредсказуемый характер. В начале XIX века в стране начались масштабные работы по регулированию стока, нацеленные на расширение территории, используемой для интенсивного сельскохозяйственного производства. В прошлом, площадь болот Хортобади достигала 70 тыс. га, и только 6-8 тыс. га водно-болотных угодий существуют в настоящее время.
Фрагментация степи
После регуляции речного стока регион столкнулся с сильной засухой. Поэтому, для орошения территории была создана система каналов. Засуха часто приводила к гибели скота. Это происходило, в основном, летом вследствие недостатка кормов и питьевой воды. Поэтому идея орошения некоторых грассландов зародилась еще в конце XIX века. Тогда целью орошения было защитить кормовую базу скота, при этом не планировалось орошать протяженные пастбища, которые использовались для свободного выпаса. До Второй Мировой войны была создана такая мелкомасштабная система, она охватывала не более несколько сотен гектаров на окраинах, примыкающих к пахотным землям.
В 1950-х и 1960-х гг. была построена система орошения для высокопродуктивных грассландов и рисовых полей, что вызвало значительную фрагментацию ландшафтов и нарушило естественные грассланды. Вследствие ненадлежащей технической разработки большая часть оросительной системы никогда не использовались, и как было доказано позже, она была полностью нежизнеспособна, и была заброшена в пределах национального парка. Однако эти плотины и каналы фрагментировали естественную ландшафтную структуру и естественные грассланды.
Экологические проблемы, вызванные созданием оросительной системы
Так как дождевые потоки, не впитываясь в засоленные почвы, формируют на поверхности важные гидрологические пути, то линейная структура оросительных каналов и дамб вызвала серьезные нарушения естественных ландшафтов:
Обзор основных нарушений естественных ареалов и их регуляция на ландшафтом уровне, после образования национального парка (1973 г.):
3. Экологическое восстановление ландшафтов в национальном парке Хортобадь
3.1. Восстановление устойчивых засоленных болот.
Данные:
Постоянные засоленные болотные угодья сильно пострадали на нашем континенте и почти полностью исчезли в Хортобади (являющейся частью Европы) вследствие регуляции речного стока. Рассматривая водно-болотные территории как наиболее уязвимые, руководство национального парка инициировало восстановление ареалов и болотных угодий с конца 1970-х гг. После реализации первых проектов в 1970-х и 1980-х гг., дальнейшие программы по восстановлению водно-болотных угодий были начаты при поддержке других стран – проекты Болотная система Эгек-Пустакоч (Egyek-Pusztakócs Marshes) в 1996 г. с Данией и Зам-Пушта (Zám-puszta) в 1998-2000 гг. совместно с Нидерландами [4].
Раньше два основных движущих фактора (процесс естественного нарушения) поддерживали мозаичную ландшафтную структуру: регулярное затопление и экстенсивный выпас. Поэтому, регуляция, прежде всего, нацелена на восстановление естественного гидрологического режима водно-болотных угодий:
(a) Временные водные объекты, сезонные/периодические выщелоченные болота: поддерживаются осадками и местным стоком, для достижения результата необходимо использовать инструменты гидрологического восстановления – воссоздание водосборной площади и прямого водоснабжения.
(б) Постоянные засоленные болота: в естественной среде они напрямую были связаны с водным руслом во время наводнения, гидрологическое восстановление нацелено на гарантированное прямое водоснабжение, имитирующее наводнение.
Гравитационное затопление создаётся во время весеннего паводка. Была сформирована система водоснабжения, которая отводит воду из реки Тисы и даёт возможность создать искусственный паводок, контролируя поток. Ежегодно 1-6 млн м3 воды из реки Тисы используется для наполнения всех болот на территории национального парка.
Определяющими условиями восстановления водно-болотных угодий и управления на территории, поддерживающие мозаичную структуру, являются колебание водного уровня и традиционная форма землепользования (выпас). При управлении и восстановлении заболоченных территорий, выпас скота играет важную роль. Выпас происходит не только на сезонно влажных засоленных болотистых местностях, но и в нижней части болот после их высыхания, что способствует поддержанию мозаичной структуры и открытых поверхностных водных путей. Стравливание копытами также важно в развитии структуры местообитания.
3.2. Восстановление грассландов на ландшафтом уровне
Данные:
Начиная с 1950-х гг. искусственная линейная организация системы орошения фрагментировала естественные степные ландшафты Хортобади и через 50 лет привела к их деградации. Общая протяженность каналов, расположенных в национальном парке около 1600 км.
Руководство национального парка в 2002 г. инициировало первый проект по восстановлению ландшафтов, нацеленный на ликвидацию системы орошения, чтобы спасти комплексную сеть ландшафтов водно-болотных угодий и грассландов [5, 6]. Это был первый проект по Восстановлению Среднедуннайских (Паннонианских) степей и болот в национальном парке Хортобадь (2002-2005 гг.) реализованный на 10 тыс. га. Опираясь на опыт управления и полученные знания, были реализованы аналогичные проекты, которые способствовали восстановлению 30 тыс. га степных ландшафтов.
Результаты: восстановление естественной вегетации. На территории национального парка было устранено 1057 км дамб и каналов. Каналы были полностью засыпаны насыпями (из извлеченной почвы). Глубина небольших каналов колебалась от 50 до 100 см, при этом, основные каналы были около 2-х м глубиной и до 5-ти м шириной. Оставшиеся траншеи от каналов были полностью приближены к естественному рельефу вследствие выравнивания и воздействия осадков. Небольшие траншеи и каналы, имеющие перепад даже несколько сантиметров с топографией поверхности, уже препятствуют продвижению вод на территории. Поэтому, необходимо тщательное выравнивание поверхности, которое сравняет неровности и траншеи и способствует скорому восстановлению многолетнего травяного покрова [1].
Повторная колонизация и регенерация доминирующих видов естественной растительности начинается на засыпанных каналах уже в первый год после проведенных земляных работ [7]. Валько и др. обнаружили, что пассивная реабилитация (то есть, спонтанное восстановление грассландов) после заполнения неиспользуемых дренажных систем землёй, служит успешным орудием восстановления в течение нескольких лет, особенно когда засыпанные участки окружены естественными грассландами. Невзирая на тип, целевые грассланды восстанавливаются в течение 6-8 лет [9, 10].
Территория исследования была определена, исходя из возможности оценки восстановления растительности на колеях засыпанных каналов, и ответа на вопрос влияет ли промежуточная растительность на прилегающие разнообразные солончаковые сообщества [7]. Все участки были разделены насыпями и каналами. Проект затронул все характерные типы ландшафтов: два типа щелочных низкотравных грассланда (Artemisio santonici-Festucetum pseudovinae и Achilleo-Festucetum pseudovinae), пустынно-подобные ассоциации на пустошах (Camphorosmetum annuae), временные влажные засоленные грассланды (Puccinellietum limosae), выщелоченные влажные луга (Agrosti stoloniferi-Alopecuretum pratensi - Agropyretosum repentis), выщелоченные кочковатые влажные луга (Agrosti stoloniferi-Alopecuretum pratensis).
Сорная инвазия была не очень интенсивной на колеях засыпанных каналов, расположенных на сильно засоленных почвах. Голая почва поверхностных участков не ассимилируется прилегающими ассоциациями, они устойчиво остаются без растительности. Орнитологическая важность этих пустошей очень высокая (их предпочитают в качестве мест обитания охраняемые виды орнитофауны, например, Glareola pratincola, Charadrius morinellus, итд.) На менее выщелоченных почвах после уничтожения каналов сразу начинался интенсивный рост сорняков, но их количество снижалось, и происходило даже их полное исчезновение уже на второй год после земляных работ [7].
Растения, развивающиеся на засыпанных каналах, не оказывали существенного влияния на прилегающую солончаковую степную растительность. Также, никогда не наблюдалась инвазия сорных трав на прилегающую естественную растительность. Выпас (в основном, крупного рогатого скота) успешно контролирует сорняки на колеях засыпанных каналов и помогает восстановлению естественной растительности [7].
Колеи, заросшие сорняками в первый год после реализации проекта, позднее исчезли, а растительность постепенно сменилась доминантой ассоциацией Festuca pseudovina. Вследствие распространения типичной выщелоченной почвы, а также в результате рационального управления при помощи выпаса, сорняки исчезают или их пропорция уменьшаются в течение несколько лет.
На месте крупных дамб и каналов была успешно посеяна Festuca pesudovina, что способствовало процессу естественной повторной колонизации, при этом происходил выпас и механический контроль над сорняками. В тех метах, где почва характеризуется наибольшей концентрацией солей, сорняки почти не появлялись, при этом, колеи от канав колонизировали типичные галофитные виды: Limonium gmelinii subsp. hungarica, Salicornia prostrata, Suaeda salinaria, Salsola soda, Spergularia salina, Camphorosoma annua и Plantago schwarzenbergiana (эндемизм Карпатского бассейна) [5].
Было обнаружено, что естественные сообщества на солночаковых степях являются высоко устойчивыми, так как нарушение поверхности во время земляных работ по засыпке дамб не вызвало роста сорняков на прилегающих растительных ассоциациях, которые произрастали не на лучших по качеству почвах [7].
Широкомасштабные структурные изменения степных биотопов:
Социально-экономический аспект – традиционное землепользование. Крупные копытные млекопитающие паслись в степи ещё до появления человека в этом регионе. Позднее здесь проживали кочевые культуры, которые выпасали свои стада. Люди и природа существовали вместе в гармонии на протяжении тысячелетий в степи, территория которой никогда не разделялась на мелкие частные хозяйства, а всегда была общей собственностью окружающих местных сообществ. Частные владельцы коллективно выпасали скот (крупный рогатый скот, овец, лошадей) на этих пастбищах. В наши дни, ситуация похожа, так как эти земли являются собственностью государства. Линейные структуры мешали формам традиционного землепользования, их уничтожение улучшило условия экстенсивного выпаса, который практиковался веками. Проект помог укрепить положительное отношение к природоохране [5].
3.3. Восстановление ландшафтов, защита орнитофауны: устранение ЛЭП
Данные:
Хортобадь является одним из самых важных ареалов представителей орнитофауны в Европе. Это важное место остановки множества мигрирующей водоплавающей дичи и болотных птиц. При осеннем перелёте здесь скапливается самая крупная концентрация серого журавля в Европе – до 160 тыс. особей.
Пересекая ключевые места обитания и локальные перелеты на открытом ландшафте, средневольтная (22 кВ) ЛЭП и опоры электропередачи угрожают множеству птиц, которые сталкиваются с опорами или поражаются электротоком.
В течение 15-ти лет до 2003 г. Дирекция национального парка проводила исследования [3], которые помогли выявить самые опасные средневольтные секции ЛЭП, а также обратила внимания на линии электропередач, которые должны пройти под землей, чтобы максимально минимизировать угрозу поражения птиц электрическим током. Подземные кабели способствуют 100% защите птиц, но их стоимость очень велика, поэтому было необходимо установить самые ключевые ареалы орнитофауны. Были выявлены целевые ареалы и виды, которые послужили для разработки проектного планирования и природоохранных действий [6]:
1. Уязвимые места обитания, фрагментированные 22 кВ ЛЭП.
2. Дневные миграционные маршруты гусей, журавлей на осеннем перелёте между кормовой базой и ночными стоянками; особенно множество столкновений птиц с опорами ЛЭП происходит в туманную погоду (десятки тысяч журавлей мигрируют на территории, используя несколько ночных стоянок, в основном пруды с рыбой).
3. Дневное передвижение пастушковых, поганок, водоплавающих, цапель, ржанковых во время периода размножения, рядом с гнездовыми колониями.
4. Весенняя миграция пастушковых, коростелей, водоплавающей дичи, болотных птиц (ночные миграции).
5. Собрания поздним летом молодых аистов, уток, ржанковых.
6. Уязвимые территории хищных птиц (черный коршун, орлан-белохвост, курганник, мохноногий канюк, могильник, скопа, кобчик, сокол).
7. Наиболее ключевые места обитания дрофы (токи и места зимовки).
В 2006-2015 гг. совместно с ЕС, а также при финансовой и технической поддержке поставщика электроэнергии (E.ON), руководство Хортобади заменило 121,5 км опасных ЛЭП, пересекающих национальный парк, подземным кабелем на ключевых ареалах.
3.4. Ландшафтное восстановление территории бывшего военного полигона в южной части национального парка Хортобадь
Данные:
Удалённые и малонаселённые южные территории национального парка использовались в качестве стрельбища Венгерской армией десятки лет после Второй мировой войны. Диапазон стрельбища в национальном парке Хортобадь занимал около 4 000 гектаров. В 2004 г. Дирекция национального парка стала официальным собственником бывшего военного полигона. С тех пор, территория используется только в природоохранных целях.
После нескольких лет предварительных подготовительных действий, на протяжении 2009-2018 гг. началась реализация проекта по восстановлению ландшафтов на 4161 гектарах полигона. Вся территория была тщательно изучена до 1,5 м в глубину и картографирована. Эксперты по сносу Вооруженных сил Венгрии удалили 40 720 остатков взрывных устройств и неразорвавшихся снарядов на территории. 5000 воронок от снарядов было засыпано местной почвой и несколько мелких болот было образовано на выкопанных поверхностях.
В настоящее время территория используется для экстенсивного выпаса, в основном, крупного рогатого скота, что является традиционной формой землепользования на этом типе ландшафта. Общая стоимость проекта превысила 9,74 миллион евро.
Быстрое восстановление грассландов. Работы по восстановлению нарушенных площадей и заполнение воронок от снарядов было окончено к концу 2017 г., и на сотнях гектаров крупных пустошей началось восстановление грассландов. Результаты исследования динамики растительного покрова показали, что процессы повторной колонизации растительности на грассландах протекают успешно. Растительные виды с самым высоким покровом: Festuca pseudovina в среднем 25% покрова, Limonium gmelini ssp. Hungaricum, 15,4%, Puccinellia limosa, 12,2%. Были обнаружены два охраняемых растительных вида: Plantago schwarzenbergiana и Suaeda pannonica [2]. Высокая засоленность почвы препятствует появлению сорняков. Восстанавливающаяся растительность грассландов уже через три года становится близка к естественной растительности.
На Европейском уровне восстановление ландшафтов на территории полигона имеет огромную значимость: это беспрецедентный случай, когда за такое короткое время на пустошах большой протяженности могут развиться грассланды близкие к естественным [2].
4. Заключение. Интеграция с ЕС открыла новые финансовые возможности для старта и реализации экологической реабилитации солончаковых степей и болот в национальном парке Хортобадь. 12,8 миллион евро было потрачено для удаления следов деятельности человека, которые способствовали серьёзной деградации ландшафтов в Хортобади, а также для восстановления степей и болот на протяжении 2002-2020-х гг. Традиционная форма землепользования – экстенсивный выпас также создавал благоприятные условия для восстановления ареалов и гарантировал устойчивый результат проекта на протяжении длительного времени.
Проект LIFE02 NAT/H/8634 был реализован в рамках программы Живая Природа ЕС и при финансовой поддержке Министерства окружающей среды и водных ресурсов Венгрии. Устранение оросительных каналов и ЛЭП, восстановление военного полигона было проведено при финансовой поддержке Венгрии совместно с ЕС (KIOP, KEOP, KEHOP) и поставщиком электроэнергии (E. ON).
References / Список литературы
1. Deák B., Valkó O., Török P., Kelemen A., Miglécz T., Szabó Sz., Szabó G., Tóthmérész B. Micro-topographic heterogeneity increases plant diversity in old stages of restored grasslands // Basic and Applied Ecology. 2015. V. 16. Pp. 291-299.
2. Deák B., Valkó O. Bombatéri élőhelyrekonstrukciót követő gyepesedési folyamatok vegetációdinamikai vizsgálata (Vegetation dynamic study of the grassland recovery processes after the restoration of the former military bombing zone). Research report. 2020. 7 p.
3. Dudás M. Az elektromos légvezetékek természetvédelmi vonatkozásai a HNPI működési területén (Nature conservation problems of the overhead power lines on the area of the Hortobágy National Park Directorate). Debrecen, 2003. 22 p.
4. Gőri Sz., Kapocsi I., Aradi Cs. Restoration of natural hydrological systems in the Hortobágy National Park // III International meeting on hydrological restoration of wetlands (Huelva, October 19-22, 2004). Proceedings. 2005. Pp. 96-112.
5. Gőri Sz. Restoration of pannonic steppes, marshes of Hortobágy National Park. LIFE02 NAT/H/8634. Final technical activity report. 2006. 43 p.
6. Gőri Sz., Dudás M., Tihanyi G., Kapocsi I. Minimizing the threat to birds from collision and electrocution on medium voltage power lines in Hortobágy National Park with laying the most critical overhead cables underground, installing Fireflies and insulating pylons on the key habitats // Bermejo, A. (Ed.) 2010. Bird Numbers 2010 «Monitoring, indicators and targets». Book of abstracts of the 18th Conference of the European Bird Census Council. SEO/BirdLife. Madrid? 2010. Pp. 85-86.
7. Molnár A. A LIFE02 NAT/H/8634 projektben kijelölt mintavételi helyek botanikai felmérése (Botanical monitoring of the LIFE02 NAT/H/8634 project.). 2005. 68 p.
8. Sümegi P., Bodor E., Törőcsik T. The origins of sodification in the Hortobágy region in the light of the palaeoenvironmental studies at Zám-Halasfenék // Gál E., Juhász I., Sümegi P. (eds.). Environmental Archaeology in North-Eastern Hungary. Varia Archaeologica Hungarica, XIX. 2005. MTA Régészeti Intézet, Budapest.
9. Valkó O., Tóth K., Deák B. Grassland recovery on soil-filled drainage channels in the Hortobágy National Park // Természetvédelmi Közlemények. 2015. V. 21. Pp. 373-382.
10. Valkó O., Deák B., Török P., Kelemen A., Miglécz T., Tóthmérész B. Filling up the gaps–Passive restoration does work on linear landscape elements // Ecological Engineering. 2017. V. 102. Pp. 501-508.