Научная статья на тему 'Условия произрастания древесно-кустарниковой растительности в балках второй террасы озерных депрессий глинистой полупустыни Заволжья'

Условия произрастания древесно-кустарниковой растительности в балках второй террасы озерных депрессий глинистой полупустыни Заволжья Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
163
28
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Волго-Уральское междуречье / глинистая полупустыня / органо-аккумулятивные почвы / химический состав почв / дендрофильные птицы / курганник Buteo rufinus / байрачные леса / полидоминантные древесно-кустарниковые заросли / Volga-Ural interfluve / clay semi-desert / organic-accumulative soils / soil chemical composition / ravine forest / dendrophilous birds / long-legged buzzard Buteo rufinus

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — А В. Колесников, О А. Бухарева, Н П. Шабанова, А В. Быков

В условиях глинистой полупустыни Волго-Уральского междуречья естественные древесно-кустарниковые заросли имеют очень ограниченные возможности для произрастания. Это связано как с климатическими изменениями последнего столетия, так и с изменением характера антропогенного воздействия за последние 20 лет. При этом экологическая роль этих сообществ значительна, особенно в вопросах сохранения биологического разнообразия региона. Детальное изучение условий произрастания таких сообществ необходимо для дальнейшего прогнозирование их судьбы, а, следовательно, и участи многих видов животных региона, и для проектирования рекомендаций по поддержанию или восстановлению этих биотопов. В работе представлены результаты почвенных исследований и компьютерного моделирования участка наблюдения в Приэльтонье (Палласовский район, Волгоградская область). Балка «Ланцуг», для которой характерно как наличие древесно-кустарниковых зарослей, так и подходящие условия для гнездования дендрофильных видов птиц, врезается во вторую террасу оз. Эльтон и имеет глубину около устья 11.5 м. Борта и днище балки сложены однородными суглинистыми осадочными породами. Заросли в балке начинаются с глубины 6 м. Под ними формируются органо-аккумулятивные почвы однородного гранулометрического состава. Эти почвы промачиваются талыми водами на глубину 120-230 см и почти не засолены, что создает благоприятные условия для формирования кустарниковых сообществ, а лимитирует их произрастание доступность грунтовых вод для использования корневыми системами. Уровень и минерализация грунтовых вод повышается вниз по уклону балки. В результате ближе к устью распространение зарослей ограничивается высоким хлоридно-натриевым засолением близко залегающих грунтовых вод, а в верхней части – их недоступностью.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — А В. Колесников, О А. Бухарева, Н П. Шабанова, А В. Быков

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TREE AND SHRUBS GROWTH CONDITIONS IN THE RAVINES OF SECOND TERRACES OF LAKE DEPRESSIONS IN THE CLAY SEMI-DESERT TRANSVOLGA

The natural shrubberies have very limited opportunities for growth in the clay semi-desert of the Volga-Ural interfluve. This is due both to the climatic changes of the last century, and to the changes in the anthropogenic impact pattern over the past 20 years. At the same time, the ecological role of these communities is significant, especially for the conservation of the local biological diversity. A detailed study of the growth conditions for such communities is necessary to predict their future, and therefore the future of many animal species, and for the design of recommendations for the maintenance or restoration of these biotopes. The paper presents the results of soil studies and computer modeling of the observation site near Elton Lake (Pallasovsky District, Volgograd Region). The “Lantsug” ravine is characterized by the presence of shrubberies, as well as the suitable conditions for the nesting dendrophilous bird species. It cuts into the second terrace of Elton Lake and is 11.5-meters deep near the mouth. Its beads and bottom are composed of homogeneous loamy sediments. The shrubberies in the ravine appear at a depth of 6 m. Organic-accumulative soils of homogeneous granulometric composition are formed below them. These soils are soaked with melt water to a depth of 120-230 cm and are barely saline, which creates favorable conditions for the formation of shrub communities. The limiting factor for their growth is groundwater availability for their root systems. The level and mineralization of groundwater rises downward along the slope of the girder. As a result, the distribution of shrubberies closer to the mouth is limited by the high chloride-sodium salinization of nearby groundwater, and in the upper part – by their inaccessibility.

Текст научной работы на тему «Условия произрастания древесно-кустарниковой растительности в балках второй террасы озерных депрессий глинистой полупустыни Заволжья»

ЭКОСИСТЕМЫ: ЭКОЛОГИЯ И ДИНАМИКА, 2018, том 2, № 2, с. 89-99

==————— ОЦЕНКА ЭКОСИСТЕМ И ИХ КОМПОНЕНТОВ =======

УДК 574.4+ 631.41+574.2

УСЛОВИЯ ПРОИЗРАСТАНИЯ ДРЕВЕСНО-КУСТАРНИКОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В БАЛКАХ ВТОРОЙ ТЕРРАСЫ ОЗЕРНЫХ ДЕПРЕССИЙ ГЛИНИСТОЙ ПОЛУПУСТЫНИ ЗАВОЛЖЬЯ

© 2018 г. А.В. Колесников, О.А. Бухарева, Н.П. Шабанова, А.В. Быков

Институт лесоведения РАН Россия, 143030, Московская обл., Одинцовскийр-он, с. Успенское, ул. Советская, д. 21

E-mail: [email protected]

В условиях глинистой полупустыни Волго-Уральского междуречья естественные древесно-кустарниковые заросли имеют очень ограниченные возможности для произрастания. Это связано как с климатическими изменениями последнего столетия, так и с изменением характера антропогенного воздействия за последние 20 лет. При этом экологическая роль этих сообществ значительна, особенно в вопросах сохранения биологического разнообразия региона. Детальное изучение условий произрастания таких сообществ необходимо для дальнейшего прогнозирование их судьбы, а, следовательно, и участи многих видов животных региона, и для проектирования рекомендаций по поддержанию или восстановлению этих биотопов. В работе представлены результаты почвенных исследований и компьютерного моделирования участка наблюдения в Приэльтонье (Палласовский район, Волгоградская область). Балка «Ланцуг», для которой характерно как наличие древесно-кустарниковых зарослей, так и подходящие условия для гнездования дендрофильных видов птиц, врезается во вторую террасу оз. Эльтон и имеет глубину около устья 11.5 м. Борта и днище балки сложены однородными суглинистыми осадочными породами. Заросли в балке начинаются с глубины 6 м. Под ними формируются органо-аккумулятивные почвы однородного гранулометрического состава. Эти почвы промачиваются талыми водами на глубину 120-230 см и почти не засолены, что создает благоприятные условия для формирования кустарниковых сообществ, а лимитирует их произрастание доступность грунтовых вод для использования корневыми системами. Уровень и минерализация грунтовых вод повышается вниз по уклону балки. В результате ближе к устью распространение зарослей ограничивается высоким хлоридно-натриевым засолением близко залегающих грунтовых вод, а в верхней части - их недоступностью.

Ключевые слова: Волго-Уральское междуречье, глинистая полупустыня, органо-аккумулятивные почвы, химический состав почв, дендрофильные птицы, курганник Buteo rufinus, байрачные леса, полидоминантные древесно-кустарниковые заросли. DOI: 10.24411/2542-2006-2018-10010

В глинистой полупустыне Заволжья естественные древесно-кустарниковые сообщества, представленные приречными лесами, тамарисковыми зарослями и спирейниками, приурочены к различным понижениям рельефа и оказывают заметное влияние на население животных и фаунистическое богатство региона в целом (Динесман, 1958, 1960; Ходашова, 1960; Линдеман и др., 2005; Быков, 2010). Последствия антропогенного воздействия в первую очередь проявлялись в таких сообществах. К настоящему времени байрачные леса уничтожены полностью, тамарисковые сообщества находятся на грани исчезновения, а спирейники изменили свой естественный облик (Быков, Бухарева, 2016). В последние десятилетия наметилась гумидизация климата региона, интенсивность антропогенной нагрузки снизилась и ее характер изменяется (Сажин, 1993; Опарин, 2007; Сапанов, Сиземская, 2015). Это создает предпосылки для восстановления естественных древесно-кустарниковых сообществ и обуславливает необходимость изучения их современного состояния и условий произрастания (Линдеман и др., 2005; Быков, Бухарева, 2016).

Объекты и методы исследования

Материал собран на западе Волго-Уральского междуречья, на северном берегу оз. Эльтон (Палласовский район Волгоградской области; рис. 1). Глинистая полупустыня Волго-Уральского междуречья является восточным аридизированным продолжением европейской степи на границе с азиатскими степями и пустынями. Климат отличается резкой атмосферной засушливостью и безводностью. Испаряемость доходит до 1000 мм, среднегодовое количество осадков не превышает 300 мм, выпадающих преимущественно зимой (Биогеоценотические основы ..., 1974; Доскач, 1979).

Здесь в озерных депрессиях на хорошо дренированных участках балок и в долинах речек на темноцветных, промытых овражно-аллювиальных почвах мощностью до 2 м еще 250 лет назад произрастали низкобонитетные байрачные леса с участием ветлы (Salix alba1), осокоря (Populus nigra), тополя белого (P. alba), осины (P. tremula), яблони ранней (Malus praecox) и других пород (Динесман, 1958, 1960). Эти леса обеспечивали существование в регионе характерного населения животных байрачного комплекса. Здесь гнездились утки-дуплогнездники (большой крохаль (Mergus merganser ), гоголь (Bucephala clangula), луток (M albellus)), обитала ласка (Mustela nivalis), горностай (M.. erminea), косуля (Capreolus capreolus) и другие виды (Динесман, 1960). Из-за длительного сухого периода, начавшегося в первой четверти XIX века, для большинства древесно-кустарниковых пород семенное возобновление оказалось возможным лишь в редкие, особенно влажные годы. В результате эти леса были быстро сведены человеком. На их месте сформировались полидоминантные кустарниковые заросли из жостера слабительного (Rhamnus cathartica), терна (Prunus spinosa), жимолости татарской (Lonicera tatarica), шиповника (Rosa canina), иногда с единичными яблонями, дикими грушами (Pyrus communis), с примесью ежевики (Rubus caesius) и крайне редко - с бересклетом бородавчатым (Euonymus verrucosa; Динесман, 1960; Быков, 2010; Быков, Бухарева, 2016).

Постоянно возрастающее хозяйственное воздействие и прежде всего вырубка, интенсивный выпас скота и пожары вели к деградации этих насаждений. В настоящее время в российской части Волго-Уральского междуречья кустарниковые сообщества байрачного типа сохранились преимущественно на северо-западном побережье оз. Эльтон, на территории ООПТ «Природный парк «Эльтонский». Здесь пространства широких междуречий на уровне второй террасы расположены на абсолютной высоте около 0 м н.у.м. БС, а устья соленых речек - на высоте около 15 м н.у.м. БС. На северо-западном побережье отмечено лишь 18 балок с участками насаждений площадью от 100 до 3500 м . Длина большинства балок - от нескольких сот метров до одного километра, и лишь у двух наиболее старых она превышает 2 км. Глубина врезки в местах формирования кустарниковых зарослей составляет от 4 до 12 м (Быков, Бухарева, 2016).

Некоторые из балок изучали еще в конце 1940-х гг. (Динесман 1960; Ходашова, 1960). В 1960-1970-х их обследовали В.А. Лопушков и Г.В. Линдеман. Мониторинг населения позвоночных животных и состояния кустарниковых зарослей начал А.В. Быков в 1985 г., а с 2008 г. его продолжили другие сотрудники Джаныбекского стационара Института лесоведения РАН. Очевидно, что для озерных депрессий со значительными перепадами высот, расчлененными берегами, развитой балочной системой характерны различные варианты условий произрастания полидоминантных кустарниковых сообществ, зависящие от местоположения балки, ее развития на первой или второй террасе озера, глубины, возраста и подстилающих пород.

1 Латинские названия растений даны по работе С.К. Черепанова (1995).

2 Латинские названия животных даны по работе В.Е. Соколова (1984).

Рис. 1 Карта с местом проведения работ. Fig. 1. Map showing the location of researches.

Эти условия определяют возраст сообщества, размер и положение занятой кустарниками площади и, соответственно, возможность использования кустарников лесными и дендрофильными видами. Например, в древних балках с широким выположенным дном, где кустарниковые заросли образуют единый массив, занимающий все поперечное пространство днища, слетки крупных хищных птиц, покидая гнездо, рискуют зависнуть в переплетении ветвей, а в балках с крутыми или обрывистыми берегами им трудно выбраться на равнину (Быков, Бухарева, 2018).

Исследуемая балка «Ланцуг» расположена на левом берегу одноименной реки. В 2013 г. здесь проведена теодолитная съемка участка, занятого древесно-кустарниковой растительностью, и заложены буровые скважины до глубины 4.5 м либо до уровня грунтовых вод (УГВ). Протяженность профиля составляет 202 м (рис. 2 А), а перепад высот - 8 м. Здесь заложены 4 скважины, грунтовые воды вскрыты на двух из них (скв. 3, 4). Скважины располагались по линии тальвега балки по следующей схеме: выше насаждения под травяной растительностью - на границе травяной растительности и зарослей - внутри зарослей - в низовьях балки. Грунтовые воды отбирались в начале мая и в конце июня 20132014 гг., а также в сентябре 2014 г. В образцах почвы из скважин исследована влажность. Анализ грунтовых вод выполняли общепринятыми методами (Воробьева, 1998), концентрацию иона SO4 " определяли по Комаровскому (Гедройц, 1955). В связи с тем, что исследуемый участок находится на особо охраняемой природной территории, почвенные разрезы не закладывались. Обработка теодолитных измерений и построение цифровой модели участка наблюдений и профилей проводились в программе IndorCAD.

Результаты и обсуждение

Специфика рассматриваемой балки определяется тем, что практически на всем своем протяжении она пересекает вторую озерную террасу с равномерно залегающими здесь суглинистыми осадочными породами. Отсутствие песчаных прослоек приводит к тому, что склоны балки не обрывисты (рис. 2 Б, В) и поросли разреженной травяной растительностью.

Балка относительно короткая, ее длина составляет 652 м. В нижней трети днища начинается промоина в виде канавки глубиной 1.5 м. По мере продвижения к устью ширина промоины увеличивается: в верхней части она составляет 1.1 м, внутри насаждения - 2.02.5 м, местами расширяясь до 4 м. При впадении в долину ширина промоины совпадает с днищем балки (рис. 3). Кустарники приурочены к бровкам и склонам промоины и лишь перед самой долиной выходят на днище, так как склоны промоины оголены и только на них возможно семенное возобновление жостера, чья поросль при конкуренции со злаками или другими травянистыми растениями теряет до 50% в росте и биомассе (Knight et al., 2007).

Кустарниковые заросли формируются в нижней глубокой части балки (глубина от 6 до 11.5 м), начинаясь в 200 м от ее устья, и тянутся до конца второй надпойменной речной террасы. Протяженность плотного массива кустарниковых зарослей составляет 85 м, а площадь - 360 м . В верхней части насаждение состоит из терна, в средней - из жостера и жимолости татарской, в нижней - только из жостера слабительного. Снаружи кустарниковый массив окаймлен миндалем низким (Amygdalus nana) и шиповником. После выхода балки в долину ее днище занимают заросли тростника, в котором встречаются единичные кусты жостера высотой 1.8 м. Вокруг самого устья разбросаны отдельные кусты селитрянки, не образующие сомкнутого массива.

В середине 1980-х годов кустарниковое сообщество представляло собой узкий плотный массив с сомкнутостью крон 1.0. В результате резко усиливавшегося выпаса скота уже в начале 1990-х появились тропы, пересекающие насаждение, а внутри него проплешины -места лежки коров. Сомкнутость крон снизилась до 0.8. К 2002 г. высота кустов жостера

составляла 3 м, а у отдельных стволов достигала 3.5 м, диаметр стволов у комля - 12 см. У некоторых жимолостей высота стволов превышала 4 м (причем их вершины постоянно обламывались), а диаметр стволов у комля превышал 30 см.

Рис. 2. Продольный (А) и поперечные (Б, В, Г, Д) профили через балку «Ланцуг». Условные обозначения: 1 - кусты терна, жостера и жимолости, 2 - тростник, 3 - линия профиля, 4 -линия профиля по берегу, 5 - указатель скважины и ее номер, 6 - уклон поверхности, град. Fig. 2. Longitudinal (А) and transversal (Б, В, Г, Д) profiles across the ravine "Lantsug". Legend: 1 - black thorn, buckthorn and honeysuckle shrubs, 2 - reed, 3 - profile line, 4 - profile line on the shore, 5 - mark of the well and its number, 6 - surface slope, deg.

В 2002 г. по этим зарослям прошел пожар, охвативший большую часть Приэльтонья. Плотные массивы полидоминантных кустарников обладают механизмами, которые обуславливают их устойчивость к огню. Загораются, а иногда и полностью сгорают краевые кусты, окруженные травами, и нижняя часть кустарникового массива, поросшая тростником. В плотных кустарниковых зарослях жостера отсутствует травяная ветошь, которая легко воспламеняется, а плотная, довольно быстро перерабатывающаяся подстилка медленно тлеет. В результате огонь не охватывает высокоствольные кусты, но их основания повреждаются. Такие растения уже не плодоносят, многие побеги продолжают вегетировать еще несколько лет, но листва на них разрежена. Окончательно такие кусты гибнут на 810 год, но сухие стволики стоят еще 3-4 года. Наличие многочисленных почек

возобновления, расположенных на горизонтальной части корневищ, погребенных в почве, обеспечивает быстрое и обильное порослевое возобновление. Уже в 2013 году в восстанавливающихся насаждениях высота кустов достигала 2.2 м при диаметре крон до 1.5 м (Быков и др., 2013).

С

Рис. 3. Картосхема балки «Ланцуг». Условные обозначения: 1 - смешанные заросли из терна, жостера и жимолости, 2 - заросли терна, 3 - остатки стволов и мертвые кусты, 4 - заросли тростника, 5 - заросли шиповника, 6 - куртины спиреи, 7 - отдельные кусты спиреи, 8 -кусты селитрянки, 9 - отдельно стоящие кусты терна, жостера или жимолости, 10 - линия профиля, 11 - скважина, ее номер и абсолютная высота. Fig. 3. The base map of the ravine "Lantsug". Legend: 1 - polydominant shrubberies of black thorn, buckthorn and honeysuckle, 2 -black thorn shrubberies, 3 - remains of stems and dead bushes, 4 - reedbeds, 5 - brier thicket, 6 -spirea thicket, 7 - single spirea, 8 - niterbush, 9 - single bushes of black thorn, buckthorn and honeysuckle, 10 - profile line, 11 - mark of the well, its number and absolute height.

Почвы в исследованной балке характеризуются относительно однородным суглинистым гранулометрическим составом. Почвенный профиль имеет вид AJ-C, где палево-серый гумусовый горизонт мощностью 5-7 см подстилается охристо-палевой почвообразующей породой, что позволяет отнести их к отделу органо-аккумулятивных почв. В целом, похожий почвенный профиль сформировался в течение 30 лет на территории Джаныбекского стационара в искусственно созданном мезопонижении, заселенном самосевом древесно-кустарниковой растительности (Соколова и др., 2013). В тоже время почвы балки имеют отличия: верхний горизонт под насаждениями здесь часто повреждает скот, вследствие чего верхние 10 см почвенно-грунтовой толщи оказываются перемешанными и представляют собой рыхлую комковато-порошистую массу и профиль принимает вид [AJ]tr-C. В нижней части балки при близком залегании грунтовых вод (ГВ) нижние слои почвы несут признаки оглеения в виде сизой окраски и появления ржавых железистых пятен (скв. 4). Весной 2013 г. почва верхней части кустарникового массива промачивалась талыми водами на глубину 120230 см, ниже располагался иссушенный горизонт, мощность которого зависит от глубины залегания подземных грунтовых вод, а также гранулометрического состава почвенно-

грунтовой толщи. У верхней границы массива грунтовые воды располагаются ниже отметки 440 см, а иссушенный горизонт залегал на глубине 240-410 см. Под самими кустарниками грунтовые воды вскрываются на глубине от 2.10-2.2 м (скв. 3), а в самой нижней части насаждений (скв. 4) - на глубине 0.72-2.0 м (табл. 1).

Таблица 1. Минерализация и состав грунтовых вод под древесно-кустарниковыми сообществами в балке «Ланцуг». Table 1. Mineralization and composition of the ground waters under the shrubberies in the ravine "Lantsug".

Сква- Дата УГВ, Минера- Концентрация ионов ммоль-экв/л

жина отбора м лизация, г/л га 32- HCO3- Cl- SO42- Ca2+ Mg2+ Na+

05.13 2.10 3.77 0.40 5.60 29.60 23.50 10.50 8.00 40.60

06.13 2.12 4.02 0.20 9.00 29.60 23.00 10.00 7.50 44.30

3 05.14 2.11 3.50 0 28.40 13.80 6.00 10.00 8.00 30.20

06.14 2.11 3.56 0 31.40 16.60 2.00 3.50 16.50 30.00

09.14 2.20 3.47 0 12.20 27.00 13.50 14.50 4.50 33.70

05.13 0.72 3.79 0.60 8.40 28.60 20.50 3.00 6.50 48.60

06.13 2.00 5.78 0.60 14.40 44.20 29.00 8.00 7.50 72.70

4 05.14 0.83 5.55 0 30.60 36.40 15.00 8.50 17.00 56.50

06.14 1.03 6.11 0 42.40 36.60 8.50 8.00 15.00 64.00

09.14 0.95 5.41 0 11.20 45.00 27.50 10.00 7.50 66.20

Уровень и минерализация грунтовых вод повышаются от верхних к нижних позициям. В балке «Ланцуг» грунтовые воды характеризуются хлоридно-сульфатно-натриевым составом солей и невысокой минерализацией. В течение сезона минерализация здесь мало меняется, что связано с небольшим расходом воды узкого, фактически линейного насаждения и быстрым поступлением ГВ из-под вышележащих участков вследствие большого уклона самой балки. В июне 2013 г. уровень грунтовых вод и минерализация в средней части балки (скв. 3) практически не изменились. В ее нижней части (скв. 4) УГВ понизился на 1.3 м, а минерализация возросла на 66%, при этом в составе солей возросла доля хлоридов, а химизм вод изменился на хлоридно-натриевый. Резкое снижение УГВ здесь связано с интенсивным потреблением влаги тростником.

Весной 2014 г. существенно повысилась общая минерализация ГВ в скважине 4 по сравнению с весенними значениями предыдущего года (табл. 1). Это связано с малоснежной зимой 2013-2014 гг., вследствие которой ГВ не получили подпитку талыми водами в весенний период. Наибольших величин (3.56-6.11 г/л) минерализация достигла в июне, а к сентябрю несколько снизилась до 3.47-5.41 г/л. Осеннее снижение минерализации связано с окончанием вегетации древесно-кустарниковой растительности, уменьшением потребления ГВ и подтоком последних с вышележащих позиций, где их минерализация ниже по сравнению с нижележащими. В целом, сезонная динамика минерализации ГВ в исследуемых скважинах сходна: минимальные значения минерализации наблюдаются весной, к лету достигая максимума и несколько снижаясь в сентябре. Более выраженные колебания минерализации в скважина 4 по сравнению со скважиной 3 связаны с разным высотным положением, влиянием поверхностного стока, а также разным залеганием УГВ и сезонной динамикой засоления-рассоления почв. Скважина 4 отражает полностью гидроморфный режим почв, в то время как скважина 3 - полугидроморфный.

Анализ солевого состояния почв (табл. 2) показывает, что почвы исследуемой балки практически не засолены - сумма солей в верхней трехметровой (либо до УГВ) толще не

превышает показателей 0.06-0.14 г/100 г для почв под древесно-кустарниковыми насаждениями. Это позволяет отнести их к практически незасоленным либо имеющим слабую степень засоления (Ковда и др., 1960). При этом весной 2013 года во всех скважинах наблюдалось некоторое снижение засоления в верхней 20-60-сантиметровой толще, связанное с промывкой верхней части почвенного профиля талыми водами.

Таблица 2. Содержание легкорастворимых солей в почвах балки «Ланцуг» в мае 2013 г. Table 2. Highly soluble salts content in soils of the ravine "Lantsug" in May, 2013.

Глубина, см Сумма солей, %

Скважина 1 Скважина 2 Скважина 3 Скважина 4

0-20 0.115 0.059 0.102 0.112

20-40 0.111 0.110 0.081 0.102

40-60 0.102 0.108 0.101 0.130

60-80 0.130 0.107 0.089 0.246

80-100 0.127 0.082 0.074 0.314

100-120 0.121 0.080 0.089 0.279

120-140 0.136 0.087 0.091

140-160 0.116 0.095 0.095

160-180 0.110 0.095 0.084

180-200 0.103 0.097 0.092

200-220 0.122 0.089 0.092

220-240 0.132 0.110 0.140

240-260 0.115 0.121 0.077

260-280 0.074 0.117 0.089

280-300 0.077 0.105 0.070

Столь низкое содержание в почве легкорастворимых солей создает благоприятные условия для произрастания древесно-кустарниковых насаждений. Лимитирующим фактором для их распространения выступает доступность грунтовых вод для использования их корневыми системами (напомним, что на верхней границе кустарникового массива уровень грунтовых вод не был вскрыт на глубине 4.5 м).

По всей протяженности балки в составе анионов преобладает гидрокарбонат-ион (лишь в нижних слоях в точке 4 - хлориды), а в составе катионов - ионы кальция и натрия. Повышение содержания легкорастворимых солей в почвах нижней части связано с более высоким уровнем ГВ и их большей минерализацией по сравнению с вышележащими позициями: профиль почвы постоянно находится в зоне капиллярной каймы.

Весеннее распределение влаги в балках под древесно-кустарниковой растительностью зависит от условий снегозадержания и перевода поверхностного стока во внутрипочвенный, а также от литологического строения почвенно-грунтовой толщи. В условиях относительно однородного суглинистого гранулометрического состава и близкого залегания грунтовых вод задержание снега древесно-кустарниковой растительностью и перехват поверхностного стока талых вод обеспечивают сквозное промачивание почвенного профиля, его влагозарядку и промывку от легкорастворимых солей. В верхней части этих насаждений почва промачивается талыми водами на глубину 120-230 см. Ниже располагается

иссушенный горизонт, мощность которого зависит от глубины залегания грунтовых вод.

Таким образом, в регионе с нерегулярным поступлением атмосферной влаги и частыми засухами существование древесно-кустарниковой растительности лимитируется доступностью слабоминерализованных грунтовых вод. В целом, их минерализация под исследованными насаждениями составляет 2.71-8.46 г/л, что позволяет отнести их к слабо- и умеренно-солоноватым (Шварцев, 1996). Под насаждениями ГВ вскрываются на глубине менее 3 м и доступны для корневых систем произрастающих здесь видов, имеющих смешанный или вертикальный тип корневой системы, проникающей на глубину до 2.5 м (Динесман, 1960). Таким образом, если верхняя граница распространения насаждений в балке определяется глубоким залеганием ГВ (ниже 450 см) и наличием иссушенного горизонта на глубине 240-410 см, то нижняя - лимитируется близостью ГВ, ростом их засоления и увеличением содержания в них ионов хлора и натрия.

Отметим, что специфика рассматриваемой балки с точки зрения пригодности для гнездования здесь крупных хищных птиц определяется тем, что на всем своем протяжении балка не имеет обрывистых склонов. Их крутизна в зоне насаждений изменяется от 21° до 12°, а уклон днища самой балки - от 2° до 1°. Кроме того, в верхней части профиля длина склонов составляет 13-15 м, тогда как в нижней - 20-30 м (рис. 2 Б, В, Г, Д). Полоса кустарников тянется здесь узкой полосой в нижней части днища, причем ширина ее не превышает 6.8 м в том случае, когда граница зарослей распространяется на все днище. В таких условиях слетки крупных хищных птиц, покидая гнездо, не рискуют зависнуть в переплетении ветвей (Быков, Бухарева, 2018). Передвигаясь вдоль насаждения, они с легкостью находят затененные убежища, а в случае необходимости могут выбраться на равнину как по склонам, так и двигаясь вверх по балке. И действительно, с начала 1980-х гг. в балке «Ланцуг» неоднократно гнездились степные орлы и курганники.

Выводы

1. Балка «Ланцуг» пересекает второю террасу оз. Эльтон с равномерно залегающими суглинистыми осадочными породами. Древесно-кустарниковые заросли приурочены к ее нижней части, где она врезана на глубину 6-11.5 м. Почвы здесь имеют однородный гранулометрического состав.

2. Органо-аккумулятивные почвы под зарослями промачиваются талыми водами на глубину 120-230 см и практически не засолены. Низкое содержание в почве легкорастворимых солей создает благоприятные условия для формирования древесно-кустарниковых насаждений, а лимитирующим фактором их произрастания выступает доступность грунтовых вод для использования их корневыми системами.

3. Низкая минерализация грунтовых вод позволяет древесно-кустарниковым породам потреблять влагу непосредственно из них. Высокий (около 3 м) уровень залегания ГВ под насаждениями обеспечивает капиллярной влагой почти весь почвенный профиль. Уровень и минерализация грунтовых вод увеличивается от наиболее повышенных к пониженным позициям, распространение насаждений по балке в нижней части ограничено высоким хлоридно-натриевым засолением близко залегающих грунтовых вод, а в верхней части - их недоступностью.

4. Балки, у которых борта и днище сложены однородными суглинистыми осадочными породами, имеют относительно некрутые склоны и максимально удобны для гнездования дендрофильных крупных хищных птиц.

Благодарность. Авторы выражают благодарность руководству ГБУ Волгоградской области Природного парка «Эльтонский» за содействие в работе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Биогеоценотические основы освоения полупустыни Северного Прикаспия. 1974. М.: Наука. 360 с.

Быков А.В. 2010. Значение древесно-кустарниковой растительности для позвоночных животных глинистой полупустыни Заволжья // Аридные экосистемы. Т. 16. № 5. С. 9097.

Быков А.В., Бухарева О.А. 2016. Современное состояние кустарниковой растительности байрачного типа в окрестностях оз. Эльтон // Аридные экосистемы. Т. 22. № 1 (66). С. 7076.

Быков А.В., Бухарева О.А. 2018. Гнездование курганника (Buteo rufinus, Accipitriformes, Accipitridae) в естественных древесно-кустарниковых сообществах глинистой полупустыни Заволжья // Зоологический журнал. Т. 97. № 5. С. 1-9.

Быков А.В., Бухарева О.А., Колесников А.В. 2013. Воздействие пожаров на естественные терновники озерных депрессий Северо-Запада Прикаспийской низменности // Лесоведение. № 2. С. 31-37.

Воробьева Л.А. 1998. Химический анализ почв. М. 272 с.

Гедройц К.К. 1955. Избранные сочинения. В 3-х томах / Ред. Н.П. Ремезов. Химический анализ почвы Т. 2. М.: Сельхозгиз. 616 с.

Динесман Л.Г. 1958. К истории древесно-кустарниковой растительности междуречья Урала и Волги // Труды Института леса АН СССР. Т. 38. С. 171-181.

Динесман Л.Г. 1960. Изменение природы северо-запада Прикаспийской низменности. М.: Изд-во АН СССР. 160 с.

Доскач А.Г. 1979. Природное районирование Прикаспийской полупустыни. М.: Наука. 142 с.

Ковда В.А., Егоров В.В., Муратова B.C., Строгонов Б.П. 1960. Классификация почв по степени и качеству засоления в связи с солеустойчивостью растений // Ботанический журнал. Т. 45. № 8. C. 1123-1131.

Линдеман Г.В., Абатуров Б.Д., Быков А.В., Лопушков В.А. 2005. Динамика населения позвоночных животных заволжской полупустыни. М.: Наука. 252 с.

Опарин М.Л. 2007. Антропогенная трансформация и естественное восстановление биоты сельскохозяйственных ландшафтов Нижнего Поволжья и Закавказья. Дисс. ... док. биол. наук. М. 340 с.

Сажин А.Н. 1993. Природно-климатический потенциал Волгоградской области. Научное исследование природно-климатических ресурсов области за 100-летний период. Волгоград: Изд-во ВСХИ. 28 с.

Сапанов М.К., Сиземская М.Л. 2015. Изменение климата и динамика целинной растительности в Северном Прикаспии // Поволжский экологический журнал. № 3. С. 307-320.

Соколов В.Е. 1984. Пятиязычный словарь названий животных. Млекопитающие. Латинский, русский, английский, немецкий, французский. М.: Русский язык. С. 352.

Соколова Т.А., Толпешта И.И., СиземскаяМ.Л., СапановМ.К., Колесников А.В. 2013. Начальные стадии почвообразования на днище искусственного понижения тридцатилетнего возраста в условиях полупустыни // Почвоведение. № 8. С. 899-910.

Ходашова К.С. 1960. Природная среда и животный мир глинистых полупустынь Заволжья. М.: Изд-во АН СССР. 140 с.

Черепанов С.К. 1995. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб.: Мир и семья-95. С. 990.

Шварцев С.Л. 1996. Общая гидрогеология. М.: Недра. 414 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

KnightK.S., Kurylo J.S., EndressA.G., Stewart J.R., ReichP.B. 2007. Ecology and Ecosystem Impacts of Common Buckthorn (Rhamnus cathartica): a Review // Biological Invasions. Vol. 9. P. 925-937.

TREE AND SHRUBS GROWTH CONDITIONS IN THE RAVINES OF SECOND TERRACES OF LAKE DEPRESSIONS IN THE CLAY SEMI-DESERT TRANSVOLGA

© 2018. A.V. Kolesnikov, O.A. Bukhareva, N.P. Shabanova, A.V. Bykov

Institute of Forest Science of RAS Russia, 143030, Moscow Region, Odintsovo District, Uspenskoye, Sovetskaya Str., 21

E-mail: [email protected]

The natural shrubberies have very limited opportunities for growth in the clay semi-desert of the Volga-Ural interfluve. This is due both to the climatic changes of the last century, and to the changes in the anthropogenic impact pattern over the past 20 years. At the same time, the ecological role of these communities is significant, especially for the conservation of the local biological diversity. A detailed study of the growth conditions for such communities is necessary to predict their future, and therefore the future of many animal species, and for the design of recommendations for the maintenance or restoration of these biotopes. The paper presents the results of soil studies and computer modeling of the observation site near Elton Lake (Pallasovsky District, Volgograd Region). The "Lantsug" ravine is characterized by the presence of shrubberies, as well as the suitable conditions for the nesting dendrophilous bird species. It cuts into the second terrace of Elton Lake and is 11.5-meters deep near the mouth. Its beads and bottom are composed of homogeneous loamy sediments. The shrubberies in the ravine appear at a depth of 6 m. Organic-accumulative soils of homogeneous granulometric composition are formed below them. These soils are soaked with melt water to a depth of 120-230 cm and are barely saline, which creates favorable conditions for the formation of shrub communities. The limiting factor for their growth is groundwater availability for their root systems. The level and mineralization of groundwater rises downward along the slope of the girder. As a result, the distribution of shrubberies closer to the mouth is limited by the high chloride-sodium salinization of nearby groundwater, and in the upper part - by their inaccessibility.

Keywords: Volga-Ural interfluve, clay semi-desert, organic-accumulative soils, soil chemical composition, ravine forest, dendrophilous birds, long-legged buzzard Buteo rufinus. DOI: 10.24411/ 2542-2006-2017-10010

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.