Геоэкологические проблемы степных ландшафтов Волгоградской области

УДК 911.5

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КАЛЬЦЕфИЛЬНЫХ ландшафтов ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Н.В. Шилова

Волгоградский государственный университет, Волгоград, Россия

В статье рассматриваются геоэкологические проблемы кальцефильных ландшафтов степной зоны Волгоградской области и пути их решения.

The article considers the geo-ecological problems of calciphilous landscapes of the steppe zone of Volgograd region and possible solutions.

К настоящему времени большинство зональных геосистем, определявших ландшафтное своеобразие степной зоны Русской (Восточно-Европейской) равнины, в результате антропогенных преобразований перешли на положение своеобразных антропогенных неореликтов. В Волгоградской области, расположенной на юго-востоке Русской равнины проблемы изучения, сохранения ландшафтного и биологического разнообразия является очень актуальной. Из всех региональных геосистем степные кальцефильные ландшафты наименее изучены. Ландшафты кальцефильных степей после значительного сокращения пастбищной нагрузки в последние десятилетия находятся в спонтанном саморегулирующемся состоянии. Угрозу для их существования в настоящее время представляют пожары, стихийный туризм и вытаптывание, движение автотранспорта вне дорог. Важно отметить, что большинство плакорных геосистем меловых степей находятся на границах бывших колхозов и совхозов или административных районов. Кальцефильные ландшафты отличаются крайней неустойчивостью к антропогенным воздействиям, и их экосистемы могут быть легко разрушены. Разработка действенных мер по сохранению и восстановлению ландшафтного и биологического разнообразия, базируется на инвентаризационных исследованиях геосистем и оценки их современного состояния. Поэтому становится необходимым выделение особой категории природных комплексов, сохранивших естественную структуру и компоненты - ключевых ландшафтов. Ключевые ландшафты характеризуются не только максимальным для региона природным разнообразием, но и отличаются высокой научно-информационной ёмкостью и высокими пейзажно-эстетическими качествами, как например, Подгорский, Голубинский и Балыклейский меловые ландшафты Волгоградской области [10].

На территории Волгоградской области Н.О. Рябининой выделяются следующие кальцефильные ландшафты: Голубинский, Подгорский, Клетский меловой и Кременской известняковый в составе Восточно-Донской возвышенной; Балыклейский, Иловлинско-Ширяевский, Ольховско-Каменнобродский, Медведицкий, Бурлукско-Даниловский, Арчединский меловые и Жирновский, Линёвский известняковые в пределах Приволжской возвышенной; Хопёрский и Нехаевский меловой в составе Среднерусской возвышенной степной физико-географической провинции [1].

Самыми крупными по площади из них являются Голубинский и Подгорский меловой ландшафты расположенные в пределах Малой излучины Дона. Подгорский меловой ландшафт охватывает на севере Донского природного парка раннеплиоценовые (Nj2) низкие денудационные плато (абсолютная высота 120-170 м) с элементами карста и сильно эродированные склоны плато, обрывающиеся к долине Дона 80-100 метровым уступом. Поверхность здесь сложена пластами туронского мела (К^), подстилаемого песками альб-сеномана (K2al-sm). Их прорезают глубокие густо ветвящиеся овраги и промоины с вертикальными склонами, напоминающие каньоны. Меловые степи с каштановыми карбонатными неполноразвитыми почвами чередуются с выходами коренных пород. В его растительном покрове преобладают эндемичные кальцефильные и кальцефильно-псаммофильные виды. Подгорский меловой ландшафт является ключевой ландшафтной

и биологической территорией Волгоградской области. Н.О. Рябининой и А.В. Холоденко здесь было выявлено более 20 редких и исчезающих видов растений, занесенных в Красную книгу РФ и Волгоградской области [2].

Голубинский меловой ландшафт, сформировавшийся в бассейне реки Большой Голубой находится в центре Малой излучины Дона, вблизи западной границы Донского природного парка. Долина р. Большой Голубой врезана на 150 и более метров в окружающие плато, где плоскостной смыв обнажил на большой площади мел и мергели туронского яруса, и имеет вид низкогорной долины. Склоны её ступенчатые, с меловыми обрывами и обнажениями песков сантона в верхнем ярусе и альб-сеномана в нижнем ярусе. Присетевые склоны плато сильно расчленены густой сетью оврагов и балок. Долина р. Большой Голубой простирается с северо-запада на юго-восток, и возможно служила убежищем для ряда растений в ледниковую эпоху. Его геосистемы отличаются высокой степенью сохранности и репрезентативности, здесь встречаются более 30 редких и эндемичных видов растений [3].

Следующий по площади Балыклейский меловой ландшафт расположен на территории Волго-Иловлинского района Приволжской возвышенной степной физико-географической провинций в бассейне р. Балыклейки. Её долина врезана в толщу меловых пород туронского яруса, мощность которых достигает здесь 55-60 м. Наиболее живописен левый крутой склон долины её притока р. Голой, у с. Щепкина, где на протяжении примерно километра тянется почти отвесный меловой обрыв, расчленённый глубокими оврагами. Природные компоненты Балыклейского мелового ландшафта изучены слабо.

На высоком правобережье р. Иловли в районе сёл Каменный брод и Захаровка расположен Иловлинско-Ширяевский меловой ландшафт. Флора меловых обнажений здесь так же отличается разнообразием, включает более 20 эндемичных видов.

Меловые обнажения на правобережье долины Хопра и его притоков р. Тишанки и р. Акишевки занимают меньшие площади, чем в предыдущих ландшафтных районах. Они чередуются с закреплёнными склонами, покрытыми дубравами. В растительном покрове Хопёрского и Нехаевского мелового ландшафта также преобладают эндемичные виды [3].

Степень устойчивости кальцефильных ландшафтов к антропогенным воздействиям и направления их использования в жизнедеятельности человека определяются их экологической спецификой. Главным фактором, определяющим природно-экологические особенности и потенциал этих ландшафтов является их литогенная основа, которая влияет на формирование и свойства почвенно-растительного покрова. Кальцефильные степные геосистемы характеризуются преобладанием неполноразвитых, маломощных разновидностей зональных почв, для которых влияние подстилающей породы выражается в их каменистости (щебнистости). Кальцефильно-петрофильные группировки в составе растительного покрова характеризуются относительно невысокой продуктивностью, относятся к бедно-разнотравным сообществам, отличаются неустойчивостью к антропогенным воздействиям. Движение автотранспорта вне дорог крайне отрицательно влияет на кальцефильные комплексы. Уже после десятикратного проезда на меловых плато образуются незарастающие колеи. Последствия пирогенных воздействий для кальцефильных ландшафтов проявляются в течении длительного времени, по сравнению с зональными растительными ассоциациями. Даже умеренный выпас скота приводит к нарушению смены естественных растительных сообществ и появлению сорных трав. Типичная кальцефильная растительность исчезает и ускоряются процессы эрозии. Наибольший ущерб приносит выпас овец и коз, даже через 15-25 лет после прекращения их выпаса на склонах хорошо заметны скотопрогонные тропы.

При этом, необходимо отметить что значительная часть кальцефильных ландшафтов региона вовлечена в сельскохозяйственный оборот. Эти участки в течение многих лет использовались в качестве пахотных угодий и пастбищ. В большей мере сельскохозяйственному освоению подверглись меловые ландшафты в пределах Приволжской и Среднерусской возвышенных степных физико-географической провинций Волгоградской области. Однако, из-за небольшой продуктивности, сложностей агротехники, эрозионной расчлененности поверхности и эрозионной опасности, часто становились невостребованными и переходили из категории активно используемых земель в состояние самовосстанавливающихся сукцессий. Таким образом, можно заключить что сельскохозяйственный тип природопользования не является оптимальным вариантом для кальцефильных ландшафтов Волгоградской области [9].

Методологической основой изучения геоэкологических ситуаций и проблем является учение о современных ландшафтах как природно-антропогенных геосистемах. Именно с рассмотрения ландшафтной структуры, как каркаса, на котором строится хозяйственная и социальная деятельность человека начинается изучение напряжённых геоэкологических ситуаций. При этом приоритет в ландшафтных исследованиях следует отдавать ландшафтно-экологическим и функционально-динамическим направлениям. Далее в рамках ландшафтных структур производится изучение состояния и функционирования природно-антропогенных (природно-хозяйственных), техногенных и пр. систем с акцентом на экологические последствия их функционирования. Анализ современной структуры ландшафтов особенно важен, т.к. именно в рамках этих структур и формируются геоэкологические ситуации различной степени остроты (неблагополучия) [4, 5].

Кальцефильные степные геосистемы характеризуются крайней неустойчивостью к антропогенным воздействиям. Даже умеренный выпас скота приводит к нарушению смены естественных растительных сообществ и появлению сорных трав. Типичная кальцефильная растительность исчезает и ускоряются процессы эрозии. Наибольший ущерб приносит выпас овец и коз, даже через 25 лет после прекращения их выпаса на склонах Подгорского ландшафта хорошо заметны скотопрогонные тропы. Движение автотранспорта вне дорог также крайне отрицательно влияет на кальцефильные комплексы. Уже после десятикратного проезда на меловых плато образуются незарастающие колеи. На основании многолетних исследований установлено, что от пожаров сильнее всего страдают меловые ландшафты [6,7]. Даже единичные палы приводят к полному исчезновению или резкому - на 70-90% - сокращению эндемичных растений. Так, после пожаров 2006 и 2009 гг. на территории Подгорского мелового ландшафта полностью исчезла популяция майкарагана волжского, на 90% - можжевельника казацкого (остались укоренившееся фрагменты отдельных ветвей), практически исчезли мхи, лишайники и водоросли (Nostoc и др.); на 30-40% снизилось число экземпляров полыни солянковидной, тимьяна мелового, левкоя душистого, наголоватки меловой и астрагалов. Многие растения первый год после пала не цвели. В целинных ковыльниках происходит снижение продуктивности наземной фитомассы в среднем на 4050%, из травостоя на 3-4 года практически исчезают бобовые и представители мезофильного разнотравья, полностью погибает мохово-лишайниковый покров. Общее проективное покрытие снижается до 40-50%. Из-за отсутствия ветоши, мхов и лишайников усиливается вымывание и выдувание мелкозёма из верхнего слоя почвы. В результате пирогенных изменений активизировались эрозионные процессы на меловых обрывах: в течение одного осенне-весеннего сезона произошло углубление на 10-30 см склоновых промоин и каньонов, отступление бровки склона, подвижки меловых осыпей [6].

Под влиянием пожаров, по данным автора, в целинных ковыльниках происходит снижение продуктивности наземной фитомассы в среднем на 40-50%, из травостоя на 2-4 года практически исчезают бобовые и представители мезофильного разнотравья, полностью погибает мохово-лишайниковый покров и напочвенные водоросли (Nostoc и др.). Запасы ветоши, составлявшие до пожара в среднем 6,5-7 ц/га, сгорают полностью и начинают восстанавливаться при благоприятных условиях на второй - третий год, а в условиях многолетней засухи (2010-2012 гг.) - только на пятый год. В результате количество гумуса снижается на 20-25%. Если пожары повторяются каждые 3-4 года, то на целинных ковыльниках наблюдается изменение структуры фитоценоза, и вместо ковылей доминантами становятся типчаки (Festuca rupicola и др.). Общее проективное покрытие снижается до 50%. Из травостоя исчезают или представлены единично виды разнотравья (подмаренник русский, марьянник степной, люцерны, гвоздики). На 30% сокращается количество экземпляров ириса низкого, на 50-60% - адониса и луков, большинство из нихзацветает на 2-3 год после пала. Тюльпаны пожар переносят лучше, сокращения взрослых растений не наблюдается, погибают молодые экземпляры и семена. Погибает 20-30% кустарников спиреи и ракитника русского и до 80-90% миндаля низкого, выжившие отрастают медленно. Из-за отсутствия ветоши, мхов и лишайников усиливается вымывание и выдувание мелкозема из верхнего слоя почвы. Между дернинами ковыля и типчака наблюдается формирование микроложбин глубиной 5-7 см. После пожара 2009 г. в 2010-2012 гг. ковыли и разнотравье были угнетены и почти не цвели, и красочные аспекты степи наблюдались слабо. При более частых палах

дефляционные ложбины углубляются, и над ними, как островки, возвышаются дерновины типчака и ковылей. Семенное возобновление злаков и разнотравья 2-3 года после воздействия огня затруднено, и общее проективное покрытие снижается до 35-40%. Продуктивность целинных зональных фитоценозов падает в 2-3 раза, в среднем с 27,7-33,4 ц/га до 7,6-17,7 ц/ га. Сильнее всего от пожаров страдают меловые ландшафты. Даже единичные палы приводят к полному исчезновению или резкому (на 70-90%) сокращению эндемичных растений. Так, после пожаров 2006 и 2009 г. на территории Подгорского мелового ландшафта полностью исчезла популяция майкарагана волжского, на 90% - можжевельника казацкого (остались укоренившееся фрагменты отдельных ветвей), практически исчезли мхи, лишайники и напочвенные водоросли, на 30-40% снизилось число экземпляров полыни солянковидной, тимьяна мелового, левкоя душистого, наголоватки меловой и астрагалов. Многие растения первый год после пала не цвели. В результате пирогенных изменений активизировались эрозионные процессы на меловых обрывах и крутых склонах южной экспозиции: в течение одного осенне-весеннего сезона произошло углубление на 10-30 см склоновых промоин и каньонов, отступление бровки склона, подвижки меловых осыпей. Следует отметить, что пирогенные воздействия наложились на изменения, вызванные многолетней засухой [8].

Однако, в настоящее время геоэкологическая ситуация в степной зоне остаётся кризисной. Последнее десятилетие в России стало эпохой стихийного землепользования, когда структура агроландшафтов определялась не природоохранной концепцией, а экономическими трудностями конкретных хозяйств. Стихийное изъятие земель из севообротов без восстановления степных экосистем, несоблюдение севооборотов при выращивании технических культур и ведёт к дальнейшему снижению плодородия почв. В условиях сухого жаркого лета, характерного для степей, система чистых паров приводит к быстрому «сжиганию» гумуса. В тоже время развитие степного животноводства сдерживается из-за нехватки естественных пастбищ и сенокосов.

Список литературы

1. Рябинина Н.О. Территориально-экологическая оптимизация природно-антропогенных ландшафтов и формирование сети особо охраняемых природных территорий в Волгоградской области: Автореф. дис. ... канд. геогр. наук. - Волгоград, 1997. - 25 с.

2. Рябинина, Н.О. Ландшафтное районирование как основа выделения ключевых ландшафтных и биологических территорий Волгоградской области / Н.О. Рябинина, А.В. Холоденко// Вестн. Оренбур. Гос. Ун-та. - 2007. - Вып. 67. - С. 65-72.

3. Рябинина, Н.О. Изучение и перспективы сохранение степных кальцефильных ландшафтов Волгоградской области / Н.О. Рябинина, Н.В. Шилова // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 3: Экономика. Экология. - 2013. - № 1 (22). - С. 236-242.

4. Рябинина Н.О. Критерии определения устойчивости ландшафтов Волгоградской области // Эколого-экономически проблемы экологической политики региона. - Волгоград: изд-во ВолГУ, 2002. - С. 10-14.

5. Рябинина Н.О. Физико-географическое районирование как основа выявление эталонных ландшафтов Волгоградской области// Вестник Волгогр. гос. ун-та. Сер. 11: Естественные науки. 2011. - № 2 (2). - С 69-75.

6. Рябинина Н.О. Влияние пожаров на геосистемы сухих степей Донского природного парка Волгоградской области // Режимы степных особо охраняемых природных территорий: Сб. матер. междунар. научно-практ. конфер.- Курск, 2012. - С. 218-222.

7. Рябинина Н.О. Особенности экосистемного мониторинга на территории Донского природного парка // Юг России: экология, развитие. - 2010. - № 4. - С. 25-27.

8. Рябинина Н.О. Природные и антропогенные факторы изменчивости динамики биопродуктивности геосистем целинных типчаково-ковыльных степей Восточно-Донской гряды // Вестник Волгогр. гос. ун-та. Сер. 11: Естественные науки. 2013. - № 2 (6). - С. 62-68.

9. Холоденко, А.В. Особенности реализации принципов ландшафтно-экологической оптимизации природопользования в территориальной охране природы/ А.В. холоденко // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 3. Экономика. Экология, 2011. - №2 (19). -С. 246-253.

10. Чибилёв А.А. Ключевые ландшафтные территории: постановка проблемы и пути её решения // Ландшафтоведение: теория, методы, региональные исследования, практика: Матер. XI ландшафтной конференции. - М.: МГУ, 2006. - С. 626-628.