ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАЗНООБРАЗИЕ И ОСОБЕННОСТИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА БУРТИНСКОЙ СТЕПИ
Буртинская степь – один из участков Госзаповедника «Оренбургский», расположенный в Беляевском районе Оренбургской области. Площадь участка составляет 4500 га. Буртинская степь является своеобразным ландшафтно-экологическим ядром Урало-Илекского Предуралья. Здесь, на сравнительно малой территории, сосредоточено большинство редких и характерных типов урочищ региона [10]. Довольно разнообразен растительный покров участка - наряду с зональной степной растительностью и различными её эдафическими вариантами присутствуют азональные компоненты.
Состав, структура, дифференциация и распространение растительных сообществ на территории участка всецело зависит от условий обитания. Анализ факторов окружающей среды, оказывающих воздействие на растительный покров – ключевой момент в понимании его характерных особенностей, причин разнообразия и закономерностей распределения. Для этих целей наиболее удобным представляется использование классификации экологических факторов, подразделяющей их на три основные группы: абиотические, биотические и антропогенные.
Для растительного покрова заповедника наиболее существенным и выраженным является влияние группы абиотических факторов. Основными из них можно назвать климат, геологическое и геоморфологическое строение, почвы, а также поверхностные и подземные воды.
Климат Буртинской степи имеет хорошо выраженные черты континентальности: холодную суровую зиму (январь –15,80С), сухое жаркое лето (+220С). Среднегодовое количество осадков 300-350 мм. Общая сумма тепла + 26000С. Длительность залегания снежного покрова 136 дней, его средняя высота 20-25 см [10]. Эти характеристики определяют общий ксерофитный облик, а также зональные и подзональные особенности растительного покрова. На локальном уровне характер растительности (состав, структура и распределение фитоценозов) в большей степени связан с микроклиматом (в широком понимании). Однако между этими компонентами существует взаимная зависимость. Кроме того, микроклимат обусловлен другими факторами, в связи с чем его целесообразно учитывать лишь рассматривая их влияние на растительность.
На территории Буртинской степи преобладает грядово-балочный рельеф, при этом балки разнообразны в поперечном сечении - от пологосклонных до ущельевидных, от симметричных до крайне ассиметричных. Плато Муюлды является главной водораздельной формой рельефа на участке, с него берут начало балки Кулинсай, Таволгосай, Кызылсай и Белоглинка. Абсолютные отметки колеблются от 420,9 до 230 м [10].
При оценке влияния орографического фактора на растительный покров следует учитывать различные разряды рельефа. В пределах исследуемой территории наиболее значимыми в этом отношении представляются мезо- и микрорельеф (в некоторых случаях и нанорельеф). На уровне первого орография участка представлена в следующем виде: мелкосопочно - расчлененная возвышенность Кармен; равнинное плато; волнисто-увалистые склоны западной и юго-западной экспозиции междуречья; сильно расчлененные склоны западной и северо-западной экспозиций; межувальные долины с элементами отрицательного рельефа [4]. Каждое из этих орографических образований отличается определенным набором фитоценозов и их соотношением, т.е. сообщества, относящиеся к различным формациям, неодинаково распространены в пределах вышеуказанных элементов мезорельефа. Это связано с его ролью в дифференциации воздействия других абиотических факторов. Так, например, в балках за счет снежников создается дополнительное увлажнение, что, в свою очередь существенно влияет на почвенный и растительный покров. Причем, это влияние проявляется не только в особенностях фитоценозов или формационного состава, но и в формировании иного, отличного от зонального, типа растительности (лесного или лугового). Равнинное же плато и балка Белоглинка (с широким (до 1-1,5 км) уплощенным днищем, представляющая собой своеобразную аккумулятивную равнину [10]), характеризуются относительно гомогенной структурой растительности (по крайней мере на уровне формаций). Разнообразие и особенности сообществ в пределах формации, в некоторой степени, зависят от микрорельефа. Последний имеет особое значение в галофитных комплексах, т.к. влияет на распределение солей, а также в сообществах различных элементов склона.
Гидрографическая сеть Буртинской степи, представленная истоками и верховьями малых рек — притоков Урала: Карагашты, Тузлукколь, а также пересыхающими ручьями Белоглинка, Кызылсай, Таволгасай, Дусансай [10], выходы грунтовых вод и крупные временные водотоки - определяют присутствие в растительном покрове азональных элементов, а в некоторых случаях участвуют в формировании галофитных комплексов.
Преобладающими горными породами участка являются пестро- и красноцветные конгломераты с прослоями песчаников, относящиеся к нижнему триасу - татарскому ярусу верхней перми. Мощность толщи конгломератов 150-200 м. Участок усеян галькой и валунами из этих пород, гальками переполнены почвы и рыхлые породы [2]. Последнее влияет на флористический состав, обилие видов, общее проективное покрытие сообществ и определяет широкое распространение их петрофитных вариантов. В местах выходов кварцито-конгломератов (широко встречающихся в переотложенном состоянии в виде глыб [2]) они отличаются некоторыми особенностями в составе и горизонтальной структуре. Определенное значение для дифференциации растительного покрова участка имеют свойства и состав горных пород, которые видимо нередко являются причиной присутствия здесь галофитных вариантов степной растительности. Геологические и литологические особенности территории влияют на растительный покров, прежде всего как один из факторов почвообразования. От них зависит механический и химический состав почв, на которые довольно чутко реагирует фитоценотический компонент экосистем.
Безусловно, эдафический фактор является основным и одним из наиболее важных в дифференциации растительного покрова и определяет его свойства на всех уровнях: от состава, структуры, разнообразия фитоценозов, формаций и типов растительности до зональных и подзональных особенностей.
Буртинская степь расположена в подзоне южных черноземов, одна из особенностей почв которой - усиление комплексности [1]. Следствием этого является неоднородность растительного покрова.
Особенности почвенного покрова Буртинской степи связаны с близким залеганием от поверхности плотных коренных пород и ландшафтно-экологическими особенностями территории. Почвы участка представлены черноземами южными (обычными), карбонатными, неполноразвитыми. Все они характеризуются укороченным почвенным профилем и наличием щебенки (гальки) с поверхности и по всему профилю [2]. Склоны массива Кармен и другие горно-холмистые участки имеют неполноразвитые почвы с высоким (до 8,2%) содержанием гумуса. По днищам балок и межувальных долин сформировались намытые почвы. Нижние участки склонов покрыты черноземами южными остаточными карбонатными малогумусными и маломощными, тяжелосуглинистыми и глинистыми. На плато массива Муюлды развиты черноземы южные карбонатные среднегумусные (6,2—6,4%) маломощные тяжело- и среднесуглинистые. По днищам узких долин, балок и оврагов повсеместно отмечены овражно-балочные смыто-намытые почвы [10]. Такое разнообразие почвенных условий является основой разнообразия растительности. Изменение почвенных характеристик (засоления, механического состава и т.д.) в пределах участка определяет пространственную структуру растительного покрова (в т.ч. распределение и распространение формаций).
Из биотических факторов, влияющих на растительность изучаемой территории, в первую очередь следует отметить деятельность роющих животных, главным образом, сурков и сусликов.
Наблюдения многих ученых (зоологов, почвоведов, ботаников), в частности Е.М. Лавренко, «…выявляют огромную роль грызунов-землероев из семейства беличьих в создании длительно существующей и весьма динамичной микрокомплексности микрорельефа, почв и растительности степей…». Такое воздействие может охватывать «огромные пространства» [3]. На изучаемом участке влияние этих животных не столь масштабно, однако локально (в пределах колоний и отдельных сурчин), безусловно проявляется. Это связано с небольшой численностью и плотностью популяций этих животных. Степной сурок на территории заповедника распространен небольшими изолированными колониями. Средняя плотность степного сурка на участке «Буртинская степь» - 5,5 особей на км2. Средняя площадь семейных участков составляет 5,22 ±0,6 га [8]. Такое зоогенное воздействие в «Буртинской степи» проявляется в формировании вокруг сурчин комплексной растительности (особенности которой зависят от фоновой формации) или моновидовых группировок, состоящих из видов растений, по-видимому, активно перемещаемых этими животными (Leymus paboanus (Claus.) Pilger., Agropyron desertorum (Fisch. ex Link) Schult., Kochia prostrata (L.) Schrad., Stipa lessingiana Trin. & Rupr.)
Можно предположить, что и на изучаемом участке определенное значение имеет также трофическая и роющая деятельность мелких млекопитающих. Установлено, что в разные годы в фаунистический комплекс этой группы животных Буртинской степи входят от 6 до 12 отдельных видов, при этом видовое ядро зоокомплекса формируют постоянные и наиболее массовые виды микромаммалий. Среди грызунов к ним относятся обыкновенная полёвка, степная мышовка, обыкновенная слепушонка и мышь-малютка, среди насекомоядных – белобрюхая белозубка и обыкновенная бурозубка [9]. Однако каких-либо закономерностей, отражающих характер влияния этой группы животных, нами пока не выявлено. Их установление требует проведения дополнительных исследований совместно со специалистами-териологами.
Некоторые данные о пищевых предпочтениях степной пищухи [7] (которые составляют довольно обычные и широко распространенные на территории участка виды растений) позволяют судить о незначительной роли трофической деятельности этого животного в преобразовании растительного покрова.
Прямое влияние других групп животных: птиц, копытных, хищных, рептилий – на растительный покров участка выражено слабо. В этом отношении более значительной представляется их косвенная роль, как важных компонентов экологических систем. Это же можно сказать и о такой немаловажной и довольно разнообразной группе животных, как насекомые.
Исключая собственно заповедный режим, влияние антропогенных факторов в «Буртинской степи» существенно снижено (что связано с природоохранным статусом территории) и не является определяющим в формировании растительного покрова. Тем не менее отдаленные последствия действия этой группы факторов проявляются, находя своё отражение в особенностях растительности участка.
В 1982 году (заповедник основан в 1989) на возвышенности Муюлды было проведено коренное улучшение сенокосов с посевом житняка гребневидного на площади около 40 га [4]. В настоящее время из антропогенно нарушенных территорий эта остается наиболее сложной по составу, строению и распределению фитоценозов. Всего за 1976 и 1982 г. было распахано и оставлено под залежь около 300 га земель [4]. Они отличаются нестабильным флористическим составом и хаотичным распределением видов и фитоценозов.
Осуществлявшийся до создания заповедника выпас скота несомненно повлиял на развитие растительности участка. Анализ локализации участков, использовавшихся для выпаса и степени пастбищной нагрузки позволит определить некоторые закономерности современного растительного покрова.
Трудно контролируемой, даже на заповедной территории, составляющей антропогенного воздействия являются пожары, возникающие, как правило в результате хозяйственной деятельности и стремительно переходящие с сопредельных территорий на участок. Пирогенный фактор незначительно влияет на большинство доминирующих видов сообществ, особенно на дерновинные злаки. Они довольно быстро восстанавливаются, отчего пространственная структура растительного покрова существенно не изменяется. Тем не менее, достоверные данные, руководствуясь которыми можно было бы судить о знаке влияния пирогенного фактора на растительность, отсутствуют. Проведены исследования, подтверждающие негативное воздействие пожаров на лихенофлору [5] и энтомофауну [6] участка. Учитывая значение последних в степных биоценозах, можно предположить, что это сказывается и на фитоценотическом компоненте экосистем. По-видимому, значимым в этом отношении является не сам факт возникновения пожаров, а их частая повторяемость.
Еще одним аспектом антропогенного воздействия являются созданные когда-то в балках небольшие плотины, оказывающие значительное влияние на растительность этих элементов рельефа. Следствием создания таких гидротехнических сооружений является развитие гидро-, гигро- и мезофитной растительности или увеличение площади существующих гидроморфных комплексов. В некоторых случаях повреждение почвенного и растительного покрова в ходе создания плотин являлось причиной появления во флоре участка рудеральных видов.
Данная работа представляет собой обзор основных экологических факторов и некоторых аспектов их влияния на растительный покров участка «Буртинская степь» Госзаповедника «Оренбургский». Их учет позволит понять причины разнообразия, особенности и закономерности распределения растительности участка. При этом не следует забывать о законе констелляции факторов, который предполагает проявление эффектов их совместного воздействия на экосистемы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Блохин Е.В. Экология почв Оренбургской области: Почвенные ресурсы, мониторинг, агроэкологическое районирование. – Екатеринбург, 1997. – 228с.
2. Красная книга почв Оренбургской области. – Екатеринбург, 2001. – 295с.
3. Лавренко Е. М. Избранные труды. – СПб., 2000. – 672с.
4. Летопись природы Госзаповедника «Оренбургский». Книга1. – Оренбург, 1993. – 225с.
5. Меркулова О.С. Влияние пожара на лишайники Буртинской степи Госзаповедника «Оренбургский» // Биология, систематика и экология грибов в природных экосистемах и агрофитоценозах: Материалы междунар. науч. конф. – Минск, 2004. – С.165-169.
6. Немков В.А., Сапига Е.В. Постпирогенное восстановление фауны беспозвоночных Буртинской степи // Степи Северной Евразии. Эталонные степные ландшафты: проблемы охраны, экологической реставрации и использования. Материалы III междунар. симпоз. – Оренбург, 2003. – С 368-369.
7. Рощина Е.Е. Экология степной пищухи в Государственном природном заповеднике «Оренбургский». Автореф. дис … канд. биол. наук: 03.00.16.– М, 2001. – 24с.
8. Сорока О.В. Экология степного сурка в Государственном природном заповеднике «Оренбургский». Автореф. дис … канд. биол. наук: 03.00.16.– М, 2001. – 24с.
9. Степин А.Ю., Пытель Д.Б., Классен Д.В. Изучение мелких млекопитающих в Госзаповеднике «Оренбургский» // Заповедное дело: проблемы охраны и экологической реставрации степных экосистем: Материалы междунар. конф., посвящ. 15-летию госзаповедника «Оренбургский». – Оренбург, 2004. – С. 230-240.
10. Степной заповедник «Оренбургский»: Физико-географическая и экологическая характеристика. - Екатеринбург, 1996. – 167с.
О.Г. Калмыкова