Лекция 8. Природные особенности и антропогенная трансформация биома степи
 Скачать 291.5 Kb.
|
|
Тема 8. ПРИРОДНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И АНТРОПОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ БИОМА СТЕПИ
Степи в России расположены южнее 55033’ с.ш. и образуют широтную зону, постепенно спускающуюся к югу. В Европейской части России, где протяженность этой зоны с севера на юг превышает 1,5 тыс. км, распространен весь спектр степей, сменяемых на крайнем юго-востоке полупустынями и пустынями северного типа. За Уралом, в Западной Сибири зона степей России значительно сужена и, кроме ее западной и восточной части, прослеживается только полоса лесостепи. На территории юга Средней и Восточной Сибири степи расположены в межгорных котловинах и нижних высотных поясах гор. Огромная протяженность стенных ландшафтов с севера на юг и с запала на восток определяет зональные и провинциальные изменения растительных сообществ. С запада на восток выделяют провинции: Европейско-Казахстанскую, Забайкальскую, Центральноазиатскую. По А.А. Чибилёву с севера на юг степи делятся на 4 подзоны: лесостепь, северная луговая степь, типичная степь и южная степь. По мере увеличения засушливости климата меняется облик растительности: от северной луговой степи через типичную ковыльную степь к южной типчаково-ковыльной степи. Усиление континентальности климата в степной зоне связано с действием Сибирского антициклона. По мере движения на запад его воздействие ослабевает. Степная зона Восточной Европы доступна теплым и влажным воздушным массам, приходящим с Атлантики. Весной Сибирский антициклон ослабевает, а затем исчезает. На его месте вследствие прогревания земной поверхности и нижних слоев атмосферы устанавливается область низкого давления. Значения температуры июля мало различаются по мере движения по долготе: в Придунайской низменности 23 оС, на Южном Урале 22 оС, в Забайкалье 20 оС. Важным фактором формирования степных биомов является количество и ритмика выпадения атмосферных осадков. В европейской лесостепи выпадает до 500 мм к югу и востоку количество осадков снижается - в Туве 215 мм. Испаряемость в Восточноевропейском секторе около 1000 мм. Сезонный ход выпадения осадков определяется в Европе западным переносом, в Центральной Азии муссонами. В европейских степях осадки выпадают в основном весной и осенью; летом царит засуха. В степных областях Центральной Азии наблюдается летний пик увлажнения на фоне засушливых и холодных весны и осени. Здесь под действием летнего муссона дожди выпадают в течение 1-1,5 месяцев (в июле-августе). Выдающимся феноменом степных биомов являются черноземы – самые богатые почвы на планете. Классическая область их распространения – причерноморские и приазовские степи. Определяющими условиями формирования типичного чернозема являются высокая продуктивность травянистой растительности, засушливое лето и известьсодержащие почвообразующие и материнские породы (лёсс, мел, известняк). Степные травы ежегодно продуцируют десятки тонн зеленой и корневой массы на гектар. Эта масса потребляется растительноядными животными; значительная ее часть отмирает и разлагается редуцентами. Накопление гумуса в черноземах является следствием неполного цикла деятельности микроорганизмов, которые из-за летней засухи и зимних морозов успевают осуществить лишь первые стадии трансформации органического вещества. Это приводит к резкому доминированию в черноземах процессов гумификации органических остатков над процессами их минерализации. Известьсодержащие материнские породы способствуют связыванию гуминовых кислот в труднорастворимые гуматы кальция. Таким образом, осуществляется главный процесс формирования черноземов - гумусонакопление. По мере продвижения на юг условия для образования черноземов в связи с повышением температуры и усилением засушливости климата становятся все менее благоприятными. Подзональные различия степных биомов находят отражение в почвенном покрове: от луговых степей к опустыненным последовательно сменяют друг друга мощные, обыкновенные и южные черноземы, темно- и светло-каштановые почвы. При движении с севера на юг отмечаются следующие изменения в растительном покрове: 1) густой травостой луговых степей сменяется разреженным на юге; 2) красочность степей уменьшается; 3) на севере преобладают многолетники, к югу значительно усиливается роль однолетников; 4) широколистные злаки к югу уступают место злакам узколистным – ковылям, типчаку и др.; 5) видовая насыщенность (число видов на определенную площадь) убывает от 50-80 видов на севере до 10-12 на юге. Ксерофитизация степей к югу все более усиливается, и степи постепенно переходят в полупустыни. В самых общих чертах можно говорить о северных и южных типах степных биомов. В северных степях доминируют красочное разнотравье и широколистные злаки (костер, дикие овсы, полевица), из ковылей – ковыль обыкновенный и узколистный. Южные степи – ковыльно-типчаковые с южным разнотравьем и узколистными злаками (ковыль Лессинга, ковыль-тырса, типчак, полыни). Растительности степей свойственна ксероморфность (мелколистность, опушение, восковой налет и др. приспособления для сокращения расходов на транспирацию, мощная корневая система и др.), сезонность вегетации (вспышки вегетации эфемеров и эфемероидов, изменение внешнего облика за счет развивающихся в массах цветущих растений, сменяющих друг друга). Характерны для степей и однолетние эфемеры, и многолетние эфемероиды. Встречаются кустарники: степная вишня, спиреи. На поверхности почвы растут ксерофильные мхи и накипные лишайники, сине-зеленые водоросли. В условиях степи растения выработали и специфические приспособления для распространения плодов и семян: форму «перекати-поле» образуют синеголовник равнинный, качим метельчатый, зопник колючий, кермек татарский и др. Животный мир степей так же, как растительность, обладает своими подзональными и провинциальными особенностями. Например, в Европейско-Казахстанской провинции в состав эндемиков входят несколько видов сусликов, байбак, слепыш, большой тушканчик, обыкновенный хомяк, степная мышовка, антилопа, сайгак. Из наиболее характерных птиц следует назвать стрепета, дрофу, малого журавля, степного луня, степного орла; из пресмыкающихся степную гадюку, разноцветную ящурку. Для естественных ландшафтов открытых степных равнин характерны крупные стадные копытные и грызуны. Отсутствие естественных укрытий обусловило то, что степные копытные обладают быстрым бегом и хорошим зрением, а грызуны укрываются в норах. Суровая зима заставляет многих зверей и птиц откочевывать в более южные районы. Названные группы животных не только потребляют растительную массу, но и активно воздействуют на почвенно-растительный покров, разбивая дернину и роя многочисленные норы. Если же биопродуктивность растений не регулируется, накапливается мощный слой ветоши, дернины злаков уплотняются, так что семенное возобновление становится невозможным, многие виды не выдерживают конкуренции и биоразнообразие сообществ резко падает. В естественных условиях численность животных и биопродуктивность растительности саморегулируются и степные биомы развиваются устойчиво.
Заселение лесостепной и степной зон произошло очень давно, почти одновременно с освоением зоны широколиственных лесов. Традиционно степная растительность использовалась под пастбища. Перевыпас вел к пастбищной дигрессии, в развитии которой можно выделить 4 стадии:  При чрезмерном выпасе происходит опустынивание степей, когда менее ксерофильные растения сменяются видами, свойственными полупустыням и пустыням. Вторичное засоление, полная деградация наземного покрова вследствие перевыпаса свидетельствуют о развитии процессов антропогенного опустынивания. Степи России, особенно ее Европейской части, являются единственным регионом в стране, где возможно ведение полноценного земледелия. Именно в степях сформировались самые плодородные почвы – черноземы, причем из 300 млн. га черноземных почв мира 100 млн. га находятся в России. Они дают 80% всей сельхозпродукции. Роковыми для степных ландшафтов стало принятое в 1954 г. решение правительства об освоении целинных земель в Зауралье – на юге Западной Сибири и в Северном Казахстане. В результате осуществления этого проекта степной биом был полностью уничтожен и заменен на пахотные угодья, что привело к серьезным негативным экологическим последствиям. К неблагоприятным явлениям в степной зоне относятся засухи, суховеи и пыльные бури. Массированная распашка степей, уничтожение растительного покрова лишают почву естественной защиты, плодородный слой может быть полностью унесен с пашни одной сильной бурей. Отсутствие степного покрова подорвало, а местами уничтожило запасы целинных охотничье-промысловых видов фауны. Преданием стала охота на степную дичь: дрофу, стрепета, серую куропатку, перепела. Сплошной ареал сурка распался на ряд изолированных популяций. Сайгак оттеснен в полупустынную зону. К неблагоприятным социально-экономическим последствиям освоения целины следует отнести бедственное положение зерновых хозяйств на востоке страны в сухостепной зоне, обусловленное низкой урожайностью зерновых (3,5-8,5 ц с 1га), что вызвало волну миграции населения из целинных районов. Степные пожары, ставшие обычным явлением с появлением человека, приводят к гибели многих животных, выгоранию ветоши и многих семян, лежащих на поверхности почвы, гибели молодых деревьев. Европейские степи России практически уничтожены, небольшие участки сохранились лишь в заповедниках. В Центрально-Черноземном регионе по-прежнему более 60-70% земель распахано (до 70-80% в Северокавказском и Поволжском регионах). Значительные площади эродированы, засолены и оказались под водой. Значительные негативные изменения претерпели гидроморфные и пресноводные экосистемы. В долинах рек в связи с созданием крупных водохранилищ (Цимлянского – на Дону, каскада водохранилищ на Волге; Краснодарского на Кубани; Чайграйского в Манычской впадине) полностью уничтожены пойменные экосистемы, затопленные водами водохранилищ, а также изменен гидроэкологический режим прилегающих территорий.
К числу смен, ведущих к демутации степной растительности можно отнести зацелинение залежей и процесс самозарастания песков. Восстановление нормальной структуры чернозема и формирование почвы на песках идет при этом под непосредственным влиянием растительности. Зацелинением залежи Г.Н. Высоцкий назвал процесс восстановления растительности степи после распашки.   Основные стадии демутации залежей на глинистых или суглинистых почвах по Залесскому К.М.:
Процесс демутации залежей на супесчаных почвах в основных чертах близок к аналогичному процессу на глинистых и суглинистых почвах. Но восстановление прежнего целинного покрова на супесях возможно только в том случае, если распашка супеси была кратковременной и почва в результате распашки не была развеяна. На чрезмерно разрушенных пахотой супесчаных почвах, также как и на песках, разбитых скотом, восстановление точно такого же целинного покрова, какой был до распашки, произойти не может. |