CC BY
96
УДК 597.5
ФАУНА ПРОСЕК ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
© 2009 Е.К. Еськов, В.А. Карев
Российский государственный аграрный заочный университет, г. Балашиха Московской обл.,
e-mail: [email protected] Поступила 15.09.2008
В просеках высоковольтных линий электропередач (ВЛ ЛЭП), находящихся на территории Московской области, определен видовой состав птиц и беспозвоночных животных. Рассматривается влияние электрических полей ВЛ ЛЭП на распределение в просеках поселяющихся в них птиц и беспозвоночных.
Ключевые слова: птицы, беспозвоночные, низкочастотные электрические поля, высоковольтные линии электропередачи, напряженность, природные бикомплексы.
На протяжении обозримого геологического периода биосфера Земли подвергается природным электромагнитным воздействиям широкого частотного диапазона - от медленных изменений магнитного и электрических полей до гамма-излучений. Появление искусственных электромагнитных полей (ЭМП), как экологического фактора, сопряжено с изобретением и использованием, начиная со второй четверти XIX в., электромагнитов, электродвигателей и генераторов электрического тока, приобретающих все возрастающее применение в технике и повседневной жизни человека.
Воздействие антропогенных ЭМП на природные бикомплексы сравнимо с естественными, а в некоторых ситуациях превосходит их [5-7]. Искусственные электрические поля (ЭП) достигают высокой напряженности у мощных источников и потребителей электроэнергии. Большая напряженность ЭП создается под высоковольтными линиями электропередачи (ВЛ ЛЭП). Они проходят через лесные массивы, поля, водоемы, населенные пункты и города. Сеть ВЛ ЛЭП неуклонно возрастает в связи с увеличением промышленного использования электроэнергии.
В низкочастотном диапазоне экологический интерес представляют ЭП инфранизких (ниже 20 Гц) и промышленных частот (50-60 Гц). Инфранизкие колебания входят в спектр составляющих естественных ЭП, электрический ток частотой 50-60 Гц используется в промышленных установках и передаются на большие расстояния по ВЛ ЛЭП.
По имеющимся сведениям, ЭП инфраниз-
Евгений Константинович Еськов, заведующий кафедрой экологии и охотоведения; Карев Геннадий Алексеевич, аспирант.
ких частот влияет на электрическую активность мозга. В опытах А.П. Волынского и соавторов [1] на кроликах обнаружено учащение у них электроэнцефалограммы и увеличение ее амплитуды в случае воздействия ЭП частотой 8 Гц при относительно небольшой его напряженности - всего 0,05-0,1 кВ/м. Амплитуда электрических колебаний, связанных с функционированием мозга, также возрастает в ответ на воздействие ЭП частотой 2 Гц, но при этом происходит их уре-жение.
На ЭП промышленной частоты кролики реагируют ослаблением функционирования двигательного анализатора, нарушением терморегуляции и повышением кровяного давления. Отмеченные эффекты ЭП не прослеживаются, если кроликам ввести в крестцовый отдел спинного мозга новокаин [2].
На низкочастотные ЭП высокой напряженности пчелы и осы реагируют повышением локомоторной активности. Степень их активизации зависит от напряженности ЭП. Гиперактивизацию локомоций у пчел стимулирует ЭП частотой 500 Гц при напряженности 20-30 кВ/м [3]. Бумажные осы вылетают из надземного гнезда за 1-3 мин. под действием ЭП указанной частоты при напряженности 7 кВ/м [4].
В отличие от пчел и ос, рыжие лесные муравьи реагируют на ЭП торможением двигательной активности. Ее резкое снижение стимулирует ЭП напряженностью 80-90 кВ/м. Под действием этого муравьи медленно выходят на вершину холмика и принимают там оборонительные позы. Многие их них выпрыскивают защитный кислотный секрет
[4].
Человек специфически воспринимает низкочастотные ЭП высокой напряженности.
Ощущения ЭП промышленной частоты могут выражаться в подобии покалывания, увеличении потоотделения, повышении возбудимости или заторможенности. Такие и подобные ощущения возникают под ВЛ ЛЭП и в непосредственной близости от них. Вероятность и выраженность восприятия ЭП возрастает соответственно повышению его напряженности. Слабая реакция на ЭП наблюдается под ЛЭП-110 кВ, сильная - под ЛЭП-500 кВ и выше. При прочих равных условиях эффективность стимуляции ЭП возрастает с повышением относительной влажности воздуха и увлажнения опорного субстрата (почвы, травы и т.п.).
Наличие большой сети воздушных электрических приводит к существенной перестройке структуры биоценозов. В задачу настоящего исследования входило изучение видового состава и распределения в просеках ВЛ ЛЭП птиц и беспозвоночных животных.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования выполнены на территории Московской области. В ней протяженность воздушных линий электропередачи, которые находятся под напряжением от 35 до 500 кВ, составляет 16 371 км, из которого ВЛ-500кВ занимают 1012 км, ВЛ-220 - 1485 км, ВЛ-110 кВ - 9634 км и ВЛ-35 кВ - 4240 км.
ВЛ ЛЭП проходят по территориям, представленным в различной степени преобразованными селитебными территориями и естественным ландшафтам слабо затронутым антропогенными преобразованиями. По лесным массивам ВЛ ЛЭП проходят по просекам, в которых древесная и кустарниковая растительность подвергается вырубанию. Ширина просек у ВЛ-500 кВ занимает от 50 до 60 м, у ВЛ-220 кВ - от 30 до 40 м и у ВЛ-110 и 35 кВ - от 20 до 30 м.
Растительность просек на трассах ЛЭП в лесах Подмосковья характеризуется высоким разнообразием. Древесные породы просек представлены преимущественно невысоким (до 3 м) редким березняком, осинником и ольховником. Вдоль лесных опушек встречается ива, орешник, малина.
К специфическим средообразующим элементам просек относится срубленная кустарниковая и древесная поросль. Она, находясь в виде куч и/или валков, прорастает травой и мелколистными породами. Это создает благоприятные условия для поселения некоторых птиц.
Учеты поселений птиц проведены на просеках трех типов линий ЛЭП - 110, 220 и 500 кВ. Длина маршрута вдоль ВЛ ЛЭП составляла 4 км. За 7-летний период исследований проведено 33 учета птиц. Наземных и почвенных беспозвоночных учитывали в зависимости от удаленности на проекцию на землю край фазы ЛЭП. В качестве их основного наземного объекта исследований служили зеленые кузнечики (ТвШдвта {й{$$1ша), почвенного - дождевые черви (Lumbricidae). Их численность подсчитывали в грунте, выкопанном на площади 0,5 м2 глубиной 0,3 м. Почвенные пробы отобрали под крайней фазой и на определенном расстоянии от нее. Наряду с дождевыми червями в пробах фиксировали и определяли таксономическую принадлежность обнаруженных других беспозвоночных. Напряженность электромагнитного поля в просеках измеряли прибором «ИНЭП-50».
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Беспозвоночные животные. Кузнечики. Численность зеленых кузнечиков в зоне ЛЭП обычно уменьшается с удалением от ее крайней фазы, что зависит от напряжения в сети и соответственно от напряженности ЭП. В частности, с удалением на 100 м от крайней фазы ЛЭП-110 кВ плотность населения кузнечиков уменьшается в 1,3 (Р 0,95), а в зоне ЛЭП-500 кВ - в 2,5 раза (Р 0,99).
Для кузнечиков, обитающих вдоль линий электропередачи, характерна суточная миграция. В утренние часы значительная часть кузнечиков мигрирует от ЛЭП, а к середине они дня возвращаются под линию. Миграционная активность зависит от напряженности ЭП в зоне ЛЭП. Например, в зоне ЛЭП-110 кВ утром плотность кузнечиков под крайней фазой в 1,46 раза ниже, чем в 100 м от нее. В середине дня это соотношение уменьшилось до 1,16, а вечером немного возросло и достигло 1,19 раза. В зоне ЛЭП-500 кВ эти соотношения составляли соответственно 3,45, 1,89 и 2,35 раза (Р 0,99).
На миграционную активность кузнечиков в зоне ЛЭП влияет температура. Ее понижению сопутствует уменьшение плотности кузнечиков, находящихся под линией. С понижением температуры на 10°С под ЛЭП-110 кВ плотность населения кузнечиков уменьшилась в 1,17 раза, а под ЛЭП-500 кВ -
в 1,26 раза. Этому сопутствовало увеличение их плотности по мере удаления от линии.
Существенное влияние на динамику плотности кузнечиков в зоне ЛЭП оказывает влажность воздуха. В пасмурные дни при высокой относительной влажности воздуха кузнечики мигрируют от линии. Например, утром в солнечные дни при относительной влажности воздуха 44±6% под ЛЭП-500 кВ плотность населения кузнечиков была в 3,6±1,67 раза выше, чем в 100 м от линии. В такое же время суток и одинаковой температуре, но в пасмурные дни при относительной влажности воздуха в пределах 89±7% это соотношение равнялось 5,7±1,60.
Почвенные беспозвоночные. В проанализированных почвенных пробах наибольшее представительство имели дождевые черви, геофилиды (ОеорЫМае), жужелицы (Оа-rabidae) и стафилины (Staphylinidae). Влияние удаленности от линии в наибольшей мере отражалось на численности дождевых червей. Она уменьшалась по мере удаления от крайней фазы ЛЭП и зависела от напряжения, передаваемого по линии. В частности, с удалением от крайней фазы ЛЭП-500 кВ на 25 м численность дождевых червей на поле, занятом травянистой растительностью, уменьшалась в среднем в 1,4 раза, на 50 м -в 2,3 и на 100 м - в 2,6 раза. Дальнейшее увеличение этого расстояния не оказывало влияние на изменение их численности.
Наличие многолетних растений, обеспечивающих некоторую защиту от ЭП, влияет на уменьшение различия численности дождевых червей под линией и на некотором расстоянии от нее. Например, в зоне, занятой преимущественно кустарниковой растительностью, численность дождевых червей с удалением на 100 м от крайней фазы ЛЭП-500 кВ уменьшалась в среднем в 1,4 раза. При этом под ЛЭП-500 кВ на поле, занятом травянистой растительностью, на 1 м2 находилось в среднем по 138 дождевых червей (Сю = 47%), а в зоне кустарников - по 159 (Сю = 44%).
Численность дождевых червей несущественно изменяется на участке между двумя параллельно расположенными линиями электропередачи. В частности, по территории, занятой травянистой растительностью, проходило две линии ЛЭП-500 кВ. Расстояние между ними составляло 100 м. На максимальном удалении от их крайних фаз (в
50 м от той и другой линий) численность дождевых червей уменьшалась всего на 3,8% .
Масса тела червей в пробах, отобранных в конце весны между линиями, равнялась в среднем 709 мг (lim. = 32-1830; Cv = 58%), под крайней фазой - 595 мг (lim. = 7-1552; Cv = 64%) и в 100 м от нее - 394 мг (lim. = 46-1073; Cv = 72%).
В отличие от дождевых червей, численность которых зависит от расстояния до ВЛ ЛЭП, ее влияние на других представителей почвенной мезофауны имеет низкую вероятность. Небольшое уменьшение численности личинок долгоносиков обнаружено при приближении к крайней фазе ЛЭП-500 кВ. Однако достоверное различие прослеживается только в конце осени - начале весны. К концу весны - началу лета наблюдалось превышение их численности под ЛЭП. Численность геофилид и проволочников не имела выраженной связи с расстоянием от крайней фазы ВЛ ЛЭП. Не обнаружено также отличий по массе тела у перечисленных беспозвоночных в пробах, отобранных под ЛЭП и на расстоянии 100 м от линии.
Орнитофауна. Видовое разнообразие и обилие птичьего населения в просеках зависят от мозаичности фитоценоза на просеке, что определяется способом ухода и стадией зарастания. Население просек под ВЛ ЛЭП одинакового класса напряжения также зависит от технологии ухода за просеками. Слабым развитием растительности отличаются просеки, обработанные химическим средствами. Сильно угнетает зарастание просек механическая чистка, проводимая на ранних стадиях их зарастания.
В просеках и на их границах зафиксировано 34 вида птиц. Общее их количество в пересчете на 1 км2 в просеках, прокладываемых для обозначения границ кварталов и для размещения ВЛ ЛЭП, имеет сравнительно небольшие различия. В просеках под ВЛ ЛЭП поселяется примерно в 1,5 раза больше, чем в межквартальных границах. Но в них птиц в 7-20 раз меньше, чем непосредственно под линиями. Существенно различается также количество птиц, учтенных под линиями и на границах просек, прорубаемых под ЛЭП. Так, в просеках под ВЛ-110 кВ птиц меньше, чем на границах просек в среднем в 13 раз, а под ВЛ-500 кВ - в 27 раз. Относительно небольшое различие сравниваемых значений в зоне ВЛ-220 кВ связано с тем, что под этой линией часто
Таблица
Количество и видовой состав птиц, учтенных в смешанном лесу на просеках (А), их границах (Б), проходящих вдоль ВЛ ЛЭП и между кварталами (В), прокладываемым для обозначения их границ
Среднее количество особей на l км2
№ Виды птиц В ВЛ-110 кВ ВЛ-220 кВ ВЛ-500 кВ
А Б А Б А Б
1. Зяблик (Fringilla coelebs) 98 - 101 0,3 115 0,4 118
2. Пеночка-трещотка (Phylloscopus sibiltrix) 45 - 51 4 20 - 61
3. Пеночка-весничка (Phylloscopus trochilus) 45 3,1 51,2 10,3 59 2,7 70
4. Зарянка (Erithacus rubecula) 26 0,7 52 - 31 - 27
5. Певчий дрозд (Turdus philomelos) 9 - 18 - 3,8 - 32
6. Пеночка-теньковка (Phylloscopus collybita) 12 - 20 - 18 - 12
7. Славка черноголовая (Sylvia atri-capilla) 14 - 23 - 22 2,2 18
8. Большая синица (Parus Major) 22 0,3 27 0,3 6 - 9
9. Мухоловка-пеструшка (Ficedula hypoleuca) 12 0,7 9 - 3,8 - 3,8
10. Лесной конек (Anthus trivialis) 13 11,4 41 8,1 28 2,6 52
11. Серая славка (Sylvia cjmmunis) - - 1 - - 2,4 -
12. Садовая славка (Sylvia horin) 12 - - 8,8 5,8 - 2,4
13. Обыкновенный сверчок (Locustella naevia) 4 - - - 2,1 - 1
14. Дрозд-рябинник (Turdus pilaris) 4 - - - 2,6 - -
15. Серая ворона (Corvus cornix) 3 3,2 4,3 0,8 1,2 2,9 2,3
16. Кукушка (Cuculus conarus) 3 1,4 12 0,9 2,6 - 5,2
17. Большой пестрый дятел (Dendrocopos mayor) 3 - 8 - 3,8 - 3,6
18. Крапивник (Troglodites troglodites) 3 - - - - - 2
19. Сойка (Garrulus glandarius) 1 - 0,5 - - 0,6 -
20. Обыкновенная овсянка (Emberiza citronella) 2 1,8 5,3 5 9,5 0,9 1,2
21. Иволга (Oriolus oriolus) 2 - 0,4 - 2,1 - 2,9
22. Чечевица (Carpodacus erythrinus) 2 3,1 10 12,7 11 - 15
23. Славка-завирушка (Sylvia borin) 2 - 0,3 - 1 - 1
24. Соловей (Luscinia luscinia) 2 - - - - - 1,3
25. Зеленая пересмешка (Hippolois ic-terina) 2 - 3,3 - - - -
26. Bорон (Corvus corax) 1 3,1 - 0,6 - 2,4 3
27. Речной сверчок (Locustella fluviatilis) 1 - - - - 0,3 1
28. Белобровик (Turdus iliacus) 1 - - - 8 - 12
39. Черный дрозд (Turdus merula) 1 - - - - - 3
30. Пухляк (Parus montanus) 1 3,1 12 - - - -
31. Серая мухоловка (Muscicapa striata) 1 3,1 - - - - -
32. Снегирь (Pyrrhula pyrrhula) 1 - 1 - 1 - 9,2
33. Поползень (Sitta curopaea) 1 - 1,2 - 0,3 - 2
34. Сорокопут-жулан (Lanius collurio) 1 - - - 18.8 - -
B^re (разных видов) 350 35 452,5 51.8 376..4 17,4 470,9
встречались поселения пеночки-веснички, лесного конька, садовой славки и иволги.
Оптимизации условий для их поселения способствовало наличие подроста под многими участками этого класса линий.
В границах просек под ВЛ ЛЭП встречаются очень редко зяблик, зарянка, славка черноголовая, большая синица, серая славка, большой пестрый дятел и белобровник. При относительно высокой численности в
указанной зоне не встречалось поселений певчего дрозда. Вероятно, это связано с высокой чувствительностью электрическим полям отрицательным реагированием на них.
От скорости зарастания просек зависит их освоение птицами. Плотность их населения видовое разнообразие обычно достигает максимума к последней шестилетней стадии зарастания просек. В них предпочитаются птицами для поселения нижние ярусы, находящиеся под покровом древесно-кустарниковой растительности.
Напряжение, передаваемое по линии (ее класс), оказывает некоторое влияние на видовое разнообразие и доминирование отдельных видов, что, вероятнее всего связано с шириной просек и растительным покровом на их границах (см. таблицу). Просеки в наибольшей мере предпочитаются видами, гнездящимися на земле и в кронах древесных растений или кустарников. Но влияние просек на расселение лесных птиц не может оказывать существенного влияния на их численность из-за относительно небольшой экологической емкости биотопа по границе лес-просека. Регулярная чистка просек относится к факторам, лимитирующим их долговременное использования для гнездования.
Виды, обитающие на лесных опушках, активно используют примыкающие к ним просеки для расселения. В таких экологических условиях просеки могут, действительно, выполнять функию «русел расселения», условия которых зависят от ширины просек. Однако нами не обнаружено существенных различий орнитофауны, формирующейся на относительно узких просеках под ЛЭП-110 кВ и широких под ЛЭП-500 кВ (таблица).
Доминирующее значение для поселения птиц, очевидно, имеет не ширина полосы, а состав растительности и видовая специфика гнездового поведения. Растительность вырубок наиболее неблагоприятна для поселения для дуплогнездящихся видов. Поэтому они редко поселяются под ЛЭП. Вырубки при прочих равных условиях активно заселяются наземными гнездящимися видами. Эти различия по видам поселений не имеют выраженной связи с напряжением, передаваемым по линиям.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На частотах тока промышленной частоты
(около 50 Гц), передаваемого по ВЛ ЛЭП, индуцируется незначительное по величине магнитное поле. Его на несколько порядков превосходит магнитное поле Земли (на средних широтах около 0,5 Ге, а суточные вариации - 10-3 Ге). Поэтому вдоль ВЛ ЛЭП и под ними в качестве основного физического фактора связанного с электричеством выступает ЭП.
ВЛ ЛЭП, проходя над поверхностью почвенного слоя, порождает в нем электрический ток. Его величина зависит от напряжения, приложенного к линии и влажности почвы. Под крайней фазой ЛЭП - 500 кВ, приходящей над землями сельскохозяйственного использования, через 100 см2 верхнего почвенного слоя ток составляет от 2 до 3,7 мкА, возрастая в указанных пределах соответственно повышению влажности от 6% до 15%. На глубине 15-20 см величина почвенного тока при прочих равных условиях уменьшается примерно в 1,5 раза, а на расстоянии 1520 м от линии приближается к нулю.
Просеки под ЛЭП заселяются по-разному, животными разных таксономических групп, отличающихся по уровням сложности. Локализация беспозвоночных под ВЛ ЛЭП зависит от передаваемого по ним напряжения. Изменение плотности населения кузнечиков в зоне ВЛ ЛЭП связано с действием на них ЭП. Основной раздражающий механизм обусловлен действием наведенных токов. Поэтому миграционная активность кузнечиков в зоне ЛЭП сопряжена с изменением влажности. Ее повышение способствует усилению контактных токов, что побуждает кузнечиков удаляться от ЛЭП. В отличие от этого с усилением почвенных токов при приближении к линии связано распределение (плотность населения) дождевых червей. Вероятно, эти токи играют роль барьеров, что подтверждается относительно высокой численностью дождевых червей между параллельно проходящими линиями ВЛ ЛЭП.
Птицы, подобно беспозвоночным, избегают поселения в открытой части просек, хотя эти лесные биотопы привлекают птиц. Их поселению под линиями и в непосредственной близости от них, вероятно, препятствует раздражение наведенными токами. Их интенсивность возрастает при приближении к крайней фазе ВЛ ЛЭП, а также при повышении влажности воздуха и увлажнения опорных субстратов (почвенной поверхности, травянистой растительности, веток кустарников и кустар-
ничков).
С экранирующей ролью растительности связаны уменьшение токов и, соответственно, различия по численности червей в зонах, заросших кустарником. Лиственная поросль высотой 3 м снижает напряженность электромагнитного поля в 3-4 раза. Так, в месте наибольшего провеса провода ЛЭП-500 кВ над древесно-кустарниковой порослью напряженность ЭП составляет 12,5 кВ/м, а на уровне земли, покрытой густой травой - 2,5 кВ/м. Вероятно, с этим связано предпочитаемое птицами поселение под защитой крон. Она же благоприятна для насекомых, представляющих наиболее доступный корм для большинства птиц, поселяющихся в просеках. Следовательно, зарастающую просеку можно рассматривать как консорцию. Она включает в качестве автотрофных компонентов травянистую и древесно-кустарниковую растительность, а консумен-ты разных уровней представлены беспозвоночными и птицами.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (№ 08-04-97009).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Волынский A.M. и др. К изучению действия электромагнитных полей низкой частоты на различные системы организма животных // Адаптация организма при физических воздействиях. Вильнюс: 1969.
2. Дубров А.П. Геомагнитное поле и жизнь. Л.: Гид-
рометоиздат, 1974.
3. Еськов Е.К. Этологические аномалии у пчел и ос, порождаемые действием электрических полей // Экология. 1982. № 6.
4. Еськов Е.К. Генерация, восприятие и использование насекомыми низкочастотных электрических полей // Успехи совр. биол. 1995. Т. 115, № 5.
5. Пресман A.C. Электромагнитные поля и жизнь. М.: Наука, 1968. 288 с.
6. Протасов В.Р., Бондарчук А.И., Ольшанский В В. Введение в электроэкологию. М.: Наука, 1982. 336 с.
7. Холодов Ю.А. Реакции нервной системы на электромагнитные поля. М.: Наука, 1975. 208 с.
FAUNA OF GLADES OF HIGH-VOLTAGE TRANSMISSION LINES
© 2009 E.K. Eskov, V.A. Karev
Russian State Agricultural Correspondence University, Balashicha, Moscow oblast
In glades of high-voltage transmission lines (H-V TL), taking place in territory of the Moscow region the specific structure of birds and non-vertebrates animals (Invertebrata) is determined. Influence of electric fields H-V TL on distribution in glades of birds settling in them and non-vertebrates animals is considered.
Key words: a bird, unbackbone, low-frequency electrical fields, high-voltage transmission lines, intensity, natural biocomplexes.
