О проблемах изучения экотонов в аридных регионах юга России

АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2006, том 12, № 30-31

—————= СИСТЕМНОЕ ИЗУЧЕНИЕ АРИДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

УДК 574.9

О ПРОБЛЕМАХ ИЗУЧЕНИЯ ЭКОТОНОВ В АРИДНЫХ РЕГИОНАХ ЮГА РОССИИ

© 2006 г. З.Г. Залибеков

Прикаспийский институт биологических ресурсов ДНЦ РАН 367025, Махачкала, ул. М. Гаджиева 45, Россия

Предлагаемый номер журнала «Аридные экосистемы» посвящен важнейшей проблеме -изучению экотонных образований и разработке эффективных методов управления ими в целях сохранения и восстановления их ареалов и функций. Значение этой проблемы возрастает в современных условиях, особенно, в южных регионах России, где антропогенное опустынивание усиливается наметившейся тенденцией климатических изменений. Большое внимание изучению проблемы экотонов в связи с разработкой мероприятий по борьбе с опустыниванием уделялось во второй половине 20 века особенно в России, Франции, США и в других странах.

Важным достижением в этой области явилось научное обоснование понятия «Экотона» с описанием структуры и состава в системе «вода — суша». Развитие концепции экотонных образований привело к появлению новых подходов и идей, доказательством которого является обоснованная B.C. Залетаевым. «экотониальность географической среды». Нам хотелось бы отмстить, что Владимир Сергеевич явился одним из основателей экотонной концепции и внес значительный вклад в разработку научных и прикладных аспектов этой проблемы. Являясь заместителем главного редактора журнала «Аридные экосистемы» B.C. Залетаев, часто выступал со статьями, докладами, сообщениями об экотонах, их развитии, формировании закономерностей их эволюции. Следует отметить так же разработанную им структурно-функциональную организацию водно-наземных экотонов, явившуюся методологической основой изучения их современной антропогенной динамики. В обзорной статье Н.М. Новиковой видно активное содействие редакции нашего журнала в публикации материалов по экотонной тематике. Обозревая приведенные данные в этой статье можно отметить о разностороннем характере проводимых исследований и фундаментальную их значимость. Значение экотонных исследований и перспективный их характер виден на примере других компонентов природной среды - ареалах почвенно-растительного покрова в их пространственной структуре и организации. Оценивая почвенный покров Прикаспийской низменности с позиций экотонов и экотонных образований представляется возможным определить в качестве переходных стадий почвообразовательного процесса, где границы почвенных кон туров формируются на уровне разного таксономического порядка- от видовых различий до типовых. Если анализировать гидроморфные солончаковые комплексы дельты Терека, можно заметить, что в регионе прослеживается смена одного типа засоления другим на самых близких расстояниях. В условиях формирования автоморфных почв зонального ряда - светлокаштановых, смена ареалов происходит постепенно, переходная граница имеет значительную протяженность -3-5км (Зонн 1946,1979). В этой связи переходные границы почв экотонные структуры отличаются не только протяженностью в горизонтальном направлении, но и таксономическим уровнем встречающихся разновидностей почв. Считаем целесообразным принять за основу структурно-функциональную организацию экосистем, разработанную СВ. Залетаевым и коллективом сотрудников Института водных проблем РАН, при проведении исследований по экотонам Прикаспийской низменности. Следующей особенностью экотонных образований является периодичность изменений

формирующихся в границах почвенных контуров, получивших распространение в пределах береговой полосы

Западного Прикаспия. В отличие от других регионов Прикаспийской низменности экотонный характер почвенных образований, происхождение которых нужно выяснить дальнейшими исследованиями, связан со стратиграфическим составом почвообразующего материала. Из локальных факторов формирования почвенных экотонов принадлежит условиям рельефа, почвообразующим породам, полупустынному климатическому режиму и циклическим изменениям уровня Каспийского моря.

Наиболее важным направлением, характеризующим взаимосвязь эволюции почв с экотонными образованиями, является генетическая природа разновидностей почв. Для изучения генетического разнообразия, на наш взгляд, целесообразно определить вначале границы почвенных контуров и экотонов: как они сопряжены, в каких условиях проявляются максимальные различия и сходства. Видовое разнообразие почв в данном случае (на уровне низших таксономических единиц) определяется микро-мезорельефом. Как указывают Г.В.Добровольский и др. (1975), Н.С. Стаскж (2005) многообразие почв гидроморфиого происхождения в дельте Терека, связано со многими факторами, где ведущая роль отводится водному режиму.

Влияние процессов затопления, подтопления и деградации определяется появлением компонентов, происхождение которых связано с образованием седиментационных толщ и слоев. При этом образуются сложные тела педагенной трансформации. В основу их выявления лежит диагностика не генетических горизонтов, а минеральных, оргапо-минеральных, горизонто-подобных слоев. Разнообразие седиментационных толщ педогенного развития, не обладая свойствами почв и соответственно профилем построения горизонтов выполняет функции почв, по производству первичной биологической продуктивности. Выявляется новая категория педогенеза имеющего переходной характер к экотонам. Стабильное функционирование наземных экосистем под водой со светлокаштановыми карбонатными луговыми засоленными солончаков типичных связано с тяжелосуглинистым составом слагающего материала, сохраняющего общие черты рельефа, характерного для наземных условий их формирования. При повышении уровня морской воды (в настоящее время имеет слабо выраженную тенденцию) осушенные участки (или экотоны) превращаются в донные осадки, а при понижении в оголенную поверхность суши, испытывающие воздействие условий наземного почвообразования. Важное значение изучению экотонных образований придавал B.C. Залетаев в прибрежной полосе Каспия, где он подчеркивал возможную дестабилизацию среды при затоплении-иссушении как фактора увеличения разнообразия почв и экотонов. Об этом он говорил в докладе, с которым выступил на заседании секции "Проблемы изучения аридных экосистем и борьбы с опустыниванием Научного Совета по проблемам экологии биологических систем" ОБН РАН в городе Элиста 14 ноября 1994 года.

Определяющее значение при дифференциации границ контуров почв имеют процессы засоления, эрозии, солонцеватости, а при дифференциации границ экотонов на наш взгляд эти показатели играют ведущую роль в пределах низких таксономических единиц. Познание этих особенностей дает возможность определить различия в масштабах изменчивости экотонов в зависимости от показателей почвенных контуров. Значительный научный интерес представляет сравнительный анализ перехода одного типа почв к другому и соответственно пространственная смена экотонов. Скорость перехода различных типов, подтипов, видов и разновидностей почв характеризуют динамическую смену таксономических единиц по своей иерархии; выявление их позволяет выработать систему охраны разнообразия почв на стадии лугового и лугово-степного режимов. Становится очевидным необходимость экотоного расчленения территорий на основании изменений, происходящих в строении и составе почвенно-растительного покрова (Залибеков 2002, Салманов, Керимханов 1982, Баламирзоев, 1997). Отчетливое расширение

О ПРОБЛЕМАХ ИЗУЧЕНИЯ ЭКОТОНОВ В АРИДНЫХ РЕГИОНАХ ЮГА РОССИИ 9

спектра разнообразия почв обнаруживается при изменении условий микрорельефа, видового состава растительных сообществ и гипсометрии территории. Для выявления контуров различных экотонов необходимы параметры высотных

отметок водной поверхности и суши земли. Экотонная структура определяется биосферными категориями. отражающими переход 5 основных блоков, выделенных B.C. Залетаевым: амфибиальный блок, охватывающий мелководье с инстантной динамикой биокомплексов: Химический блок - непосредственно примыкающий на побережье к амфибиальному и испытывающий периодическое заливание; дистантный блок с запаздывающей динамикой, обусловленной колебанием уровня грунтовых вод; маргинальный заключительный блок: аквальный блок, акватория водоема с ее динамикой био комплексов. На основании изложенного можно отметить высокий уровень влияния биосферных факторов, способствующих формированию экотонов природного происхождения. Критерием, определяющим экотонную структуру, является степень выраженности противоположных процессов - устойчивое развитие почвенпо-растительного покрова в неустойчивой среде и наоборот, неустойчивое нестабильное развитие в устойчивой среде при воздействии внешних неблагоприятных факторов. Аналогичные процессы мы имеем при появлении короткоживущих микроочаговых процессов при опустынивании земель, и наоборот рассоление стабильно засоленных луговых почв (устойчивая среда) под воздействием мелиорации превращается в стабильную среду. В регионах Прикаспийской низменности факторы дифференциации экотонов - смена (чередование) литосферных условий гидросферными. В принципе это положение дискуссий не вызывает. В то же время, необходимо в дальнейшем дифференцировать проводимые НИР в целях выяснения особенностей классификации экотонов и экотонных образований на единицы, имеющие таксономическую основу.

Особое значение имеет выявление экотонных зон и экотонного разнообразия в контексте изучения биологического и почвенного разнообразия. Для определения роли водного фактора в дифференциации экотонов с позиций общебиосферных исследований необходимо определить классификационный ранг влияния водного фактора на почвенно-растительный покров. В целом для решения этих задач в будущем есть соответствующие разработки и выполнение их на высоком уровне не вызывает сомнений. Из материалов, публикуемых в предлагаемом номере видимо, что современный этап развития является наиболее насыщенным по накоплению фактов, проведению НИР. обобщению, популяризации основных достижений по проблеме экотонов. Вместе с тем, о целесообразности вводимого понятия, многоступенчатой географической типизации позволяющей определить функции водоемов, рек, озер в зависимости от степени влияния различных факторов: геоморфологических условий, размерности акваторий водных объектов, природно-климатической приуроченности места расположения и трендов многолетней динамики водности территорий.

Учитывая степень их влияния и возможностей функционирования применяются мероприятия по сохранению водоохранных функций водных объектов с выделением зоны особого режима. При определении роли лимитирующих факторов развития экосистем важное значение имеет выделение факторов устойчивости экотонноЙ системы искусственно созданных водных объектов. В материалах помещенных в журнале показан новый уровень теоретических основ сохранения динамической системы региона в пределах бассейнов используемых водных объектов. Изучение экотонов и их генезиса, географии и закономерностей распространения с позиций «экотональности географической среды» выдвигается на первый план оценка формирующихся различий в свойствах почв при затоплении береговой полосы Каспийского моря.

Актуальность этого вопроса заключается в том, что береговая полоса Западного Прикаспия характеризуется одновременным проявлением процессов затопления-иссушения - с одной стороны, и опустыниванием и аридизацией - с другой. Дифференциация этих явлений с позиций экотонообразования даст возможность определить по каким структурным блокам экотонов протекает формирование природных комплексов. В создавшейся экстремальной ситуации важное значение имеет определение соотношение «вода-суша» в

прибрежной части региона. Затопление и иссушение имеют циклически повторяющийся характер, в результате которого из сельскохозяйственного оборота выпадает значительная часть площадей.

По картографическому учету общая площадь сопряженная процессами затопления в 1995 г. составила более 3.6 млн. га. По степени влияния процесса затопления морской водой прибрежная часть подразделяется на полосы, характеризующие стадии перехода от гидроморфного режима к автоморфному. В этой связи изучение отдельных блоков экотонов в прибрежной полосе Каспийского моря приобретает приоритетное значение.

В заключение следует отметить, что издание отдельного номера журнала «Аридные экосистемы» для публикации материалов, посвященных экотонам, проблемам их формирования и антропогенной динамики является своевременным. Признание достижений научных коллективов в федеральном и международном масштабе и высокий уровень их выполнения, объясняются разработкой известными учеными конкретных механизмов влияния природных и антропогенных факторов на экологические процессы, направленные на поддержание и сохранение окружающей природной среды. Высшей формой поддержания окружающей среды является направленное конструирование экотонов, структурных блоков с соответствующим составом и свойствами, показатели которых публикуются в настоящем номере журнала «Аридные экосистемы».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Залетаев B.C. Экологически дестабилизированная среда - экосистемы аридных зон в изменяющемся гидрологическом режиме. М. Наука. 1989. 154 с.

2. Залетаев B.C. Экотоны в биосфере. М. Наука. 1997. 108 с.

3. Добровольский Г.С., Федоров К.Н., Стасюк Н.В. Геохимия, мелиорация и генезис почв дельты Терека. Изд. МГУ. 1975. 248 с.

4. Стасюк Н.В. Динамика почвенного покрова дельты Терека. Махачкала. 2005. 194 с.

5. Зонн СВ. Почвы Дагестана. Сб. «Изучение производительных сил СССР». Изд. АН СССР. М. 1940. С 68-94.

6. Зонн СВ. Вопросы преобразования почв Дагестана под влиянием антропогенных воздействий. Сб. Биологическая продуктивность почв Дагестана. Махачкала. 1979. С. 48-52.

7. Залибеков З.Г. Изменение почвенного покрова под влиянием процессов опустынивания. М. Почвоведение. № 12. 2002. С. 56-64.

8. Залибеков З.Г. К вопросу изучения почвенного разнообразия в регионах Прикаспийской низменности. Ж. Почвоведение. №8, 921-927.

9. Баламирзоев М.А. Качественная оценка почв Прикаспийской низменности Дагестана. Сб. Экологические проблемы Прикаспийской низменности. Вып. II. Махачкала 1997. С. 35-49.

10. Салманов А.Б.. Керимханов СУ. Основные принципы построения систематики и классификации почв Дагестана Сб. Классификация и диагностики почв Дагестана. Махачкала. 1982. С.6-20.

О ПРОБЛЕМАХ ИЗУЧЕНИЯ ЭКОТОНОВ В АРИДНЫХ РЕГИОНАХ ЮГА РОССИИ 11

ABOUT THE PROBLEMS OF ECOTONES STUDY IN ARID REGIONS OF THE SOUTH OF RUSSIA.

©2006. Z.G.ZaIibekov

Caspian Institute of biological resources of Daghestan scientific center of the Russian Academy of sciences 367025, Makhachkala, M.Gadjiev 45, Russia

This issue of the journal "Arid Ecosystems" considers the question of ecotones study and methods of their effective management in the purpose of conservation and restoration of their areals and functions. The contents of presented material reflect modern achievement in this scientific field that received world-wide recognition by its actuality and innovation.

Finding out common laws on formation of ecotone zones, ecotone diversity and principals of geographical typization of areais of their spread have a particular important meaning.

Any issued number of the journal with material publication on the problem of ecotone formation and anthropogenic dynamics shows that the developed scientific direction has regional and world -wide recognition.