Т
ИПИЗАЦИЯ ЭКОЛОГО-КЛИМАТИЧЕСКИХ СИТУАЦИЙ В СТЕПНЫХ ЛАНДШАФТАХ ПРИОЛЬХОНЬЯ
По своеобразию ландшафтного строения, растительного и животного мира степная часть Прибайкалья представляет собой наиболее интересный объект для комплексных ландшафтно-экологических исследований. Степные сообщества в таежных широтах Приольхонья и западной береговой части о. Ольхон сформировались и функционируют в особых климатических условиях, существенно отличающихся от прилегающих территорий и настоящих степей южно-сибирского типа. Здесь установлена самая большая продолжительность солнечного сияния, наибольший приход суммарной радиации, наименьшее количество атмосферных осадков. Комплекс физико-географических материковых факторов предопределил относительно свободное перемещение северо-западных воздушных масс в котловину озера Байкал. Следствие проявления эффекта орографического барьера – неравномерность в распределении атмосферных осадков: наветренные (северо-западные) склоны и гребни Приморского хребта получают в год от 400 до 600 мм, подветренные (обращенные к Байкалу) – 200-300 мм. При этом здесь велика роль подгорно-котловинного эффекта, усиливающего сухость климата на побережье. Экстремальность экологической обстановки усиливается малоснежностью зимы [3].
В связи с разработкой методов контроля и оценки состояния природной среды в Прибайкалье значительный интерес представляет выявление комплекса биологических показателей, характеризующих локальные и региональные особенности структуры, функционирования и изменения биогеоценозов под воздействием естественных и антропогенных факторов. Состав и соотношение доминирующих групп почвенной биоты могут служить характеристикой важнейших свойств биогеоценозов: интенсивности деструкционных процессов, продуктивности, устойчивости к воздействию и способности к восстановлению.
Комплексные ландшафтно-экологические исследования проводились на ключевых участках, охватывающих спектр биогеоценозов – от таежных до настоящих степных: на маломорском побережье (окрестности пос. Сарма, залива Куркут) и о. Ольхон. При проведении работ использована методика биогеоценологических исследований с применением сравнительно-географического подхода [1]. Для изучения структурной организации Байкальской горно-котловинной системы важно выделить различные климатические ситуации. При этом проблема дифференциации территории тесно переплетается с понятием «типы климата». В их формулу вводятся индексы, характеризующие летний режим тепла и влаги, зимние термические условия и мощность снежного покрова. Качественной оценке типов климата соответствуют количественные показатели наиболее информативных данных.
На основе базовой информации о гидротермических режимах в Приольхонье выделено два типа климата. 1 – засушливый с умеренно теплым летом, умеренно холодной малоснежной зимой тип распространен на центральном участке западного побережья оз. Байкал от устья Бугульдейки до устья р. Зундук, а также на северо-западной пологой (увалисто-холмистой) части о. Ольхон. Это территория лесостепных и типичных степных комплексов в сочетании с горно-лесными. Количество атмосферных осадков в теплое полугодие здесь наименьшее на всем побережье с одним максимумом в годовом распределении (июль-август). На климадиаграммах Госсена (соотношение годового хода температуры воздуха и атмосферных осадков) особенно четко выражен недостаток увлажнения в апреле-июне и сентябре-октябре. Суммы положительных температур воздуха локально могут достигать 2000?С, снежный покров в отдельных местоположениях сдувается ветром. Со стороны Приморского хребта территория подвержена феновым процессам, а также горному ветровому потоку через прорезающую его поперек долину р. Сармы.
2 – засушливый (полузасушливый) с умеренно холодным летом, холодной малоснежной зимой тип климата отнесен к побережью Байкала от устья р. Зундук до м. Рытый, включая Онгуренско-Кичериковскую равнину, покрытую лугово-степной растительностью и фрагментарно лесами у берега, а также к более приподнятой юго-восточной части о. Ольхон. Климат и разнообразие ландшафтов формируются в условиях «орографической тени». В течение года отмечается один (метеостанция Узур) или два (Онгурен) максимума атмосферных осадков. Особой засушливостью отличаются май-июнь и сентябрь-октябрь.
Структура сообществ почвообитающих беспозвоночных обусловлена особенностями взаимоотношений отдельных видов со средой обитания, внутрипопуляционными факторами, а также формой и степенью антропогенного воздействия на экосистемы. Главными дифференцирующими факторами в пределах степных ландшафтов являются соотношения тепло- и влагообеспеченности, т.е. климатические, зависящие от мезо- и микрорельефа, экспозиционных особенностей и состава фитоценоза, существенное значение имеют физико-химические свойства почвы.
Величина массы беспозвоночных в почвах и напочвенном покрове варьирует от 0,5-0,7 до 11,0-12,5 г/м2, численность – от 120 до 670 экз./м2. По составу и количественным характеристикам зоокомплексы остепненных лесных и луговых биогеоценозов в пределах рассматриваемого ландшафтно-экологического ряда имеют много общего и вполне сравнимы между собой. Значительные различия прослеживаются в структуре населения предгорных и подтаежных ландшафтов.
В более влажных местообитаниях возрастает количество и удельный вес мезофильных форм и, как правило, здесь выше величина суммарной зоомассы. В дерново-подзолистых, дерново-лесных и лугово-черноземных почвах достаточны обычны энхитреиды, а в условиях относительно стабильной влажности встречаются и дождевые черви Eisenia nordenskioldi f. pallida Malevic. Достаточно разнообразен состав растительноядных насекомых, среди которых доминируют личинки долгоносиков и элатерид, постоянным компонентом являются двукрылые: личинки бибионид, эриннид, рагионид, лимониид и типулид. Хорошо представлен герпетобионтный комлекс, в составе которого наиболее обильны жужелицы, стафилины и муравьи.
В условиях недостатка информации об основных параметрах теплового состояния земной поверхности перспективно дистанционное термозондирование территории [2]. В степных ландшафтах Приольхонья и западной береговой части о. Ольхон радиационная температура поверхностного слоя колеблется от 33 до 45?С (термозондирование в полдень). При этом наибольшая температура отмечалась на оголенной (вспаханное поле), щебнистой или каменисто-глыбовой земной поверхности. Остепненные разнотравные сосновые и лиственничные леса на склонах, встречающиеся здесь локально, а также осоково-злаковые преимущественно солонцеватые луга и песчаный берег Байкала имеют радационную температуру 25-32?С. При интенсивном нагревании подстилающей поверхности температура 20-сантиметрового слоя каменисто-легкосуглинистой солонцеватой очень сухой почвы достигала 18-19?С. Радиационная температура поверхности степного участка прибрежной возвышенности на мысе Будун составляла около 35?С. Соответственно и 20-сантиметровый слой иссушенной каменисто-хрящеватой почвы прогрелся к этому времени до 15-18?С.
В степных ценозах значительно снижается участие представителей ксеромезофильного, а тем более – гигрофильного комплекса. Общая зоомасса уменьшается (до 0,3 г/м2) от луговых степей к умеренно засушливым настоящим и сухим опустыненным ассоциациям в направлении усиления жесткости гидротермического режима почв. В степных биогеоценозах в составе населения беспозвоночных возрастает удельный вес мезоартропод, среди которых наибольшим числом видов и жизненных форм представлены насекомые. На их долю приходится до 97% численности и до 80-99% веса педобионтов.
Здесь появляются менее требовательные к стабильной влажности виды. Значительную по численности группу в степных биогеоценозах образуют имаго и личинки жесткокрылых. Степной элемент фауны, для которого характерно наличие антицид, чернотелок, формицид, прямокрылых и мезоксерофильных видов элатерид, долгоносиков и пластинчатоусых, хорошо выражен в структуре зооценозов каштановых почв и черноземов обыкновенных. Для петрофитных степей с дерново-карбонатными почвами и маломощными черноземами характерны личинки пыльцеедов – Cteniopinus altaicus Gebl.
Наиболее высока численность среди артропод муравьев Formica picea Nyl., Lasius sp. В широком спектре степных ценозов встречаются чернотелки: Opatrum sabulosum L., Pedinus femoralis L., Anatolica lepida Fald., Blaps rugosa Gebl.; прямокрылые: Gomphocerus sibiricus L., Bryodema tuberculatum dilitum Stol.; личинки элатерид: Cardiophorus atramentarius Er., C. ebeninus (Germ.), Agriotes sputator L. и др. Единично отмечен степной представитель семейства церамбицид – Eodorcadion carinatum envolvens Fisch.
Основное ядро мезонаселения устойчиво сохраняется в большинстве степных биогеоценозов, исключая отдельные, где обеднение видового состава происходит из-за своеобразия гидротермических условий, сложившихся в результате особого положения в ландшафте, либо антропогенного воздействия. Удельный вес насекомых в составе населения почв увеличивается от лесных биогеоценозов и мезофитных лугов к остепненным и луговым степям, значительно повышается в умеренно засушливых и сухих степях. Роль насекомых в зооценозах возрастает от таежных к степным биогеоценозам, соответственно убывает общая зоомасса.
Сходные тенденции в изменении зооценозов прослеживаются при использовании земель в качестве пастбищ. При ограниченном воздействии скота численность и биомасса педобионтов снижается на 30-50%, при усиленном – на 85-90%.
При анализе зоокомплексов широкого экологического спектра биогеоценозов выделяются различные типы ассоциирования совместно обитающих беспозвоночных. По соотношению доминирующих групп педобионтов можно выделить два основных типа сообществ: I – центрально-азиатский степной ксерофильный полидоминантный тип сообществ, характеризующийся полным отсутствием люмбрицид, значительным участием представителей класса насекомых и других ксерорезистентных членистоногих с относительно короткими циклами развития. Сюда относятся сообщества степных и сильно остепненных биогеоценозов с засушливым климатом. II – лесной мезофильный тип сообществ с участием кольчатых червей и относительно малой долей насекомых. Ко второму типу относятся зоокомплексы лугово-степных, луговых и лесных биогеоценозов с более мягким климатом, представленные преимущественно видами беспозвоночных, не устойчивых к дефициту влаги.
В рассматриваемом спектре взаимосвязей в наиболее сильной положительной зависимости находятся дождевые черви, гастроподы и многоножки (т.е. группы, имеющие не индифферентное отношение к влажности), а в наиболее сильной отрицательной – представители первой группы с аллекулидами, антицидами и тенебрионидами.
В целом структура мезонаселения почв является результатом воздействия различных по природе факторов, проявляющихся как на макрогеографическом, так и на внутриландшафтном фоне. Местные климатические условия Приольхонья способствуют сохранению экстразональных биотических сообществ центрально-азиатского степного типа, не встречающихся в других районах байкальского побережья. Достаточно сложная структура биогеоценотического покрова, включающая реликтовые территориальные композиции, наличие редких и эндемичных видов растений и животных являются веским аргументом для ограничения любой хозяйственной деятельности и организации экологического контроля за состоянием уникальных степных геосистем Прибайкалья.
Сопряженный анализ климатических ситуаций и закономерностей изменения достаточно информативного биотического блока в пределах степных ландшафтов может служить методологической основой для оптимизации системы мониторинга: с одной стороны – при выборе ключевых участков и тестовых полигонов, с другой – репрезентативных элементов биоты в качестве объектов наблюдений, что позволяет уменьшить объем учитываемых показателей в различных ландшафтно-экологических условиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бессолицына Е.П., Какарека С.В., Крауклис А.А., Кремер Л.К. Геосистемы контакта тайги и степи: юг центральной Сибири. – Новосибирск, 1991. – 216 с.
2. Трофимова И.Е. Типизация и картографирование климатов Байкальской горно-котловинной системы // География и природ. ресурсы, 2002. № 2. – С. 53-61.
3. Трофимова И.Е. Оценка теплового состояния ландшафтов южного Прибайкалья дистанционными методами // География и природ. ресурсы, 1996. № 4. – С. 61-71.