МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННОГО УВЕЛИЧЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ ЛУГОВО-СТЕПНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ ОХРАНЯЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ ЗЕЙСКО-БУРЕИНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ НА ОСНОВАНИИ ПАЛЕОБОТАНИЧЕСКИХ ДАННЫХ

Постановка проблемы. Одним из негативных последствий 100-летнего интенсивного сельскохозяйственного использования равнин Приамурья является уменьшение биоразнообразия естественных фитоценозов залежных и целинных земель. Насыщенность фитоценозов луговыми и степными видами является основой их устойчивости к контрастным колебаниям температуры и влажности, специфичным для климата северо-западной окраины обширной области муссонов Восточной Азии. Антропогенно нарушенные фитоценозы утрачивают способность к поддержанию продуктивности путем саморегуляции численности ксеро- и мезофитных видов в различные по увлажнению периоды вегетации, что способствует уменьшению проективного покрытия сообществ в целом и провоцирует внедрение в них рудеральных видов. Обилие видов-рудералов ведет к нарушению водного режима почвы, падению пирогенной устойчивости фитоценозов, снижению общего проективного покрытия почвы и развитию эрозии. Это способствует дальнейшему замещению коренных видов и формированию монодоминантных сообществ, практически лишенных свойства экологической пластичности. Деградация фитоценозов по подобному сценарию ведет к развитию опустынивания, в первую очередь ландшафтов поймы р. Амур.
Равнины Приамурья, и в первую очередь самая обширная по площади Зейско-Буреинская равнина, несмотря на значительную пост-сельскохозяйственную деградацию и превращение обширных территорий в полынные залежи, продолжают оставаться ключевым пунктом миграции и местом гнездования птиц различных видов, в том числе даурского, черного и японского журавлей, занесенных в Красную Книгу. Птицы вытеснены человеком из привычных местообитаний на неиспользуемые в земледелии залежные земли высокой поймы и первой надпойменной террасы р. Амур. На залежах широко распространены различные виды полыней (А. umbrosa, A. argyi, A. selengensis, A. sieversiana), поскольку они наиболее легко восстанавливаются после ежегодных палов. Эти антропогенные залежи не подходят для гнездования птиц, не содержат видов, пригодных для их питания, и из-за высокой пожароопасности дестабилизируют водный режим территории в направлении её аридизации. Сорняковые залежи занимают более 50% территории местообитаний птиц. На природоохранных территориях, где сейчас прекращено нерациональное землепользование, необходимо преобразовать залежные растительные группировки в экологически гибкие сообщества, способные к функционированию в режиме высокой продуктивности в условиях муссонного климата. Наши работы ведутся на территории Муравьевского парка устойчивого развития, который создан с целью охраны мест гнездования птиц и возвращения естественного облика деградированным ландшафтам Приамурья. Парк является первой в России негосударственной территорией рационального природопользования. Устав парка предполагает в отличии от территорий с заповедным статусом, как сельскохозяйственное использование земель, так и антропогенное восстановление утраченных растительных сообществ. Парк располагается в 70 км от г. Благовещенска в пойме и на первой надпойменной террасе р. Амур.
Методологический подход. С целью восстановления естественного состава фитоценозов Приамурья и возвращения им способности к устойчивому функционированию мы предлагаем воспользоваться реконструкцией видового состава фитоценозов, произрастающих на данной территории в доиндустриальную эпоху. Состав фитоценозов можно получить путем расшифровки спорово-пыльцевых спектров голоценового и верхнеплейстоценового возраста из образцов погребенных почв, торфов и сапропелей окрестных территорий. Оригинальность нашего подхода заключается в том, что мы при восстановлении залежей и гарей за эталон наиболее продуктивных фитоценозов будем принимать те палеофитоценозы, которые функционировали в климатических условиях, сходных с современными, т.е. наиболее доскональной расшифровке будут подвергаться спорово-пыльцевые спектры тех отложений, которые сформировались в климатических условиях, близких к сегодняшним. За «сегодняшние» климатические условия принимается климат последних 50 лет.
Методы исследования. Определение палеоклиматов проводилось по авторской методике определения климатических характеристик на основании количественного учета различных экологических групп организмов, законсервированных в торфяно-сапропелевых отложениях [3]. По общепринятой методике изучались спорово-пыльцевые спектры торфяных и сапропелевых отложений водоемов на территории Муравьевского парка. В живых пыльцевых зернах отложений подсчитывались хромосомные числа с целью уточнения видовой приуроченности. Почвенный покров залежей изучался для определения их гидрологического режима в различные периоды увлажнения.
Сапропелевые отложения пойменного озера Капустиха и окружающего его болота были пробурены до минерального ложа (скважины 135 и 100 см глубины соответственно). Предпочтение при дешифрировании климатов прошлого отдавалось сапропелевым отложениям, как более информативным из-за обилия организмов (одноклеточные водоросли, в том числе диатомеи, цисты водорослей различных отделов, беспозвоночные животные), быстро реагирующих уменьшением или увеличением численности на смену окружающих их условий. При анализе торфа и сапропеля были выделены слои, организмы которых наиболее точно соответствовали составу организмов верхних (наиболее молодых) слоев озерно-болотных отложений, т.е. климат в период накопления которых был сходен с современным климатом. Пыльцевые спектры растений именно из этих слоев были взяты за основу при составлении списков видов, рекомендуемых для посадки на залежах. Для почв поймы разных геоморфологических уровней и различного гидрологического режима подбирались сочетания с неодинаковым соотношением ксеро-, мезо- и гигрофитных видов и с неодинаковым долевым участием деревьев и кустарников.
Обсуждение результатов. Рассмотрим результаты количественных подсчетов различных видов организмов по слоям, полученным при бурении кернов. Современному слою болотных отложений в наибольшей степени соответствует слой отложений 75–90 см глубины, а для верхнего 25 см слоя сапропеля «приблизительным климатическим аналогом» [2] является слой 100–125 см. Именно эти слои были подвергнуты наиболее подробному споро-пыльцевому анализу (неопределенные зерна – 1%). Среди древесной пыльцы в этих слоях преобладает береза (29,28%), представленная тремя видами (В. davurica, B. рlatiphilla, B. costata?). На пыльцу монгольского дуба приходится 12,83%, сосны (P. silvestris) – 5,92%, лещины (С. heterophylla) – 2,63%. В настоящее время в составе древесных и кустарниковых пород преобладают монгольский дуб и разнолистная лещина. Пожары наиболее негативно сказываются на скорости возобновления берез и хвойных. И именно эти виды (80%) рекомендуются к высадке на приподнятых песчаных гривах и межозерных повышениях поймы (P. silvestris), на возвышенностях первой и второй террасы (релки) (P. silvestris, В. davurica), в незначительных понижениях и вокруг озер первой и второй надпойменной террасы (B. рlatiphilla, B.costata) при условии системной организации противопожарных мероприятий. Эти же виды рекомендуются для создания лесозащитных полос вдоль сельскохозяйственных полей.
В исследуемом климатическом отрезке наблюдается максимум по сравнению с другими отрезками голоцена развития многоножковых (3,95%). Причем на собственно Polypodium приходится 1,97%.
Среди пыльцы травянистых растений преобладали полыни (15,13%), однако их количество было почти втрое меньшим, чем сейчас. Осоки составляли 7,89% спектра. Идентифицированы отдельные зерна Саrex duriuscula, мезоксерофитного вида, произрастающего сейчас обильно в степях Забайкалья. Своеобразия забайкальских степей заключается в преобладании разнотравья. На выяснение видов-гигрофитов мы не сосредоточивались, поскольку они не могут быть доминантами на приподнятых над общим рельефом поймы участках, требующих восстановления. На злаки приходится 3,62%. Идентификация их по пыльце до вида, как известно, затруднительна, поэтому пришлось прибегнуть к подсчету хромосомных чисел в живых пыльцевых зернах, процент которых невелик (7–10). Достоверно удалось идентифицировать пока вейник Лангсдорфа (Calamagrostis langsdorffii Trin.), тростничек жестковолосистый (Arundinella anomala Stend.) и колосняк даурский (Elymus dahuricus Turcz.). Большинство фертильных пыльцевых зерен приходится именно на эти виды, которые, скорее всего, доминировали в фитоценозах, различающихся по степени увлажнения, и занимали различные гипсометрические уровни. В дальнейшем работы по видовой идентификации злаков будут продолжены путем анализа фитолитов из погребенных горизонтов почв, соответствующих времени отложения слоя торфа 75–90 см (по предварительной палинолоогической оценке 7700–7500 лет т.н.).
Обращает на себя внимание большое участие в спектре пыльцы маревых (3,29%). Сейчас представители семейства маревых распространены более ограниченно, а семейство не входит в состав десяти семейств, доминирующих во флоре лугово-степной растительности. Обилие маревых свидетельствует не только о значительной сухости климата в прошлом, но и о засолении почвенных профилей. Не безынтересно вспомнить в связи с этим предположение Ю.А. Ливеровского о прохождении почвами Зейско-Буреинской равнины стадии засоления [1], и о выдвинутом им положении об осолодении почв, которое закрепилось даже в названии родов луговых темноцветных почв (с признаками остаточного осолодения, слабо-, средне-, сильно остаточно осолоделые). В настоящее время, в связи с усилением иссушения территории, возможно прогнозировать более широкое распространение тех представителей семейства маревых, которые не тяготеют к засоленным почвам. Этот прогноз дает возможность более четко построить план мониторинга за колебанием численности различных видов, однако интродукции виды данного семейства подвергаться не будут.
Сумма пыльцы различных видов разнотравья превышает количество пыльцы злаков. Среди семейств преобладают лютиковые (1,64%) и розоцветные (1,32%, на Thalictrum spp. приходится 0,66%), в меньшем количестве (0,99%) представлены подорожниковые и крапивные, а также хвощевые (0,66%). По 0,33% от суммы пыльцы спектра приходится на лилейные, зонтичные, гвоздичные, маковые, валериановые, волчеягодниковые, парнолистниковые (Tribulus terrestris).
Водные и прибрежные растения представлены семействами пузыреплодниковые (Pinguicula vulgaris 0,33%), рогульниковые (Trapa natans 0,66%), рясковые (0,99%), кувшинковые (0,33%). Именно в изучаемом слое, в отличие от выше и ниже лежащих слоев, отсутствует пыльца рдеста и урути. Это связано, скорее всего, с достаточно высоким уровнем солености воды. Жирянку и водяной орех в силу их малой встречаемости необходимо подсаживать в современные водоемы семенами. В парке уже есть методические наработки по высадке в водоемы саженцев лотоса Комарова и эвриалы устрашающей.
Специфика зейско-буреинских фитоценозов заключается в парадоксальном для других территорий сочетании мезо- и ксерофитных видов. Такое смешение видов является результатом длительной эволюции. Пожары и прочие неблагоприятные процессы, спровоцированные антропогенной деятельностью, в первую очередь, нарушают баланс между видами различной экологической приуроченности, при этом в наибольшей степени подвергаются неблагоприятному воздействию ксероморфные виды (степной компонент ландшафта). Болота и мокрые луга поймы, в силу своей специфики, реже, чем суходольные участки, используются человеком и поэтому служат в некотором роде рефугиумом для мезотрофных видов. Здесь же могут длительно сохраняться семена видов, устойчивых к повышенному увлажнению. Степные виды более подвержены коренному уничтожению. В частности в условиях Зейско-Буреинской поймы они активно замещаются полынными зарослями. Анализ спорово-пыльцевых спектров палеофитоценозов показывает, что в доиндустриальный период, сходный по климату с современным, разнообразие ксерофитных видов было большим, и на островных плакорах среди болот поймы произрастали некие аналоги степей забайкальского типа, где разнотравье преобладало над злаками и в состав ассоциаций входили осоки-мезоксерофиты. Пока вопросы о доминировании степей забайкальского типа в изучаемом периоде прошлого и о поступательном развитии территории верхне-средне амурской поймы в этом направлении остаются открытыми.
Практические мероприятия. В настоящее время ведется работа по более полной расшифровке видового разнообразия семейств палеофитоценозов, в том числе будут проведены повторные бурения в соседних с оз. Капустиха ландшафтах и в озерах 1-ой и 2-ой надпойменных террас. Планируется отбирать образцы торфяных и сапропелевых отложений из кернов через 2–3 см с целью наиболее полного сбора информации о пыльце растений, господствующих на Зейско-Буреинской равнине в период, сходный по климату с современным. Центральные участки плакоров (0,5–3 га) поймы хорошо защищены от ветров зарослями лещины и ивы, поэтому при выращивании на них видов-интродуцентов можно рассчитывать на сохранение условий карантина при ведении опытов по внедрению в состав современных фитоценозов видов, привезенных из соседних западных областей. В первую очередь путем подсева будут интродуцированы виды Tanacetum boreale, T. sibiricum, T. Pallasianum, Elymus dahuricus, E. sibiricus, Bromopsis pumpelliana, Helictotrichon dahuricum, H. hookeri, Festuca lenensis, Silene repens, Vicia unijuga, V. multicaulis, Sophora flavescens, Melilotus suaveolens, Trifolium hybridum, Erigeron acer, путем высаживания рассады или пересадки молодых особей – Rosa davurica, Bupleurum scorzonerifolium, Polygala sibirica, Spiraea flexuosa, Leacanthemum vulgare, Leonurus heterophyllus и др. Для выращивания на пойменных песчаных слабосвязанных почвах, нарушенных выпасами и пожарами, предложено 7 вариантов сочетаний различных видов растений. Основным критерием подбора сочетаний для почв являлась степень их естественного увлажнения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ливеровский Ю.А. О генезисе почв Верхне-Зейского района ДВК // Проблемы советского почвоведения. Вып.5. – М., 1937. – С.18–34.
2. Скрипникова М.И., Успенская О.Н. Реконструкции палеоклимата на основе сопряженного анализа почвенных профилей, торфяных отложений и сапропелевых толщ // Труды XVI Уральского Археологического Совещания. – Оренбург, 2003. – C. 45–46.
3. Успенская О.Н. Другие водоросли // Общие закономерности возникновения и развития озер. Методы изучения истории озер (Сер. История озер СССР). – Л.: Наука,1986. – С. 146–151.

М.И. Скрипникова, О.Н. Успенская, О.О. Андреева