Степные и залежные фитосистемы тувы: структурно-функциональная организация и оптимизация природопользования 03. 00. 05 Ботаника 03. 00. 16 Экология

В процессе интенсивного и длительного использования злако­вых мелкодерновинных степей под выпас скота происходят разрушение злаковой основы, нарушение общей структуры и деградация травостоя. Как результат этого появляются производные фитоценозы, доминирующая роль в которых принадлежит более устойчивым видам — осоке твердоватой, полыни холодной и лапчатке бесстебельной.

Группа формаций дерновинно-злаковых опустыненных степей как по структуре, так и по основным компонентам составляющих их растений, пожалуй, наиболее близка к зональным пустынным степям северогобийского типа, впервые описанным А.А. Юнатовым (1974). В составе формаций выделяются галечноковыльковые и нанофитоновые степи. В Туве Nanophyton erinaceum (джунгаро-туранский вид) в ранге эдификатора имеет свой северо-восточный предел распространения.

Вопросы таксономического ранга высокогорных степей и место их в типе степной растительности интересовали многих исследователей. П.Н.Овчинников (1947,1948) в высокогорной растительности Средней Азии выделяет подтип — криофитные степи. А.А. Юнатов (1948, 1950), характеризуя степи Монголии, обосновывает особую группу степей с доминированием высокогорных овсяниц и кобрезий.

Сообщества высокогорных степей мы относим к классу формаций (подтипу) криофильных степей. Высокогорные степи приурочены к малоразвитым щебнистым горно-степным, горно-лугово-степным «черноземовидным» почвам, характеризующимся укороченным профилем и обилием в гумусовом горизонте остатков полуразложившихся корней. В последнее время эти почвы отнесены в особый тип криоаридных степных почв (Волковинцер, 1978; Соколов и др., 1979). В составе высокогорных степей выделены четыре формации: мелкозлаковые (чуйскотипчаковая и ленскотипчаковая), кобрезиевая и разнотравная (Намзалов, Дубровский, 2007).
4.2. Залежная растительность и процессы их зацелинения, основные стадии демутации

В условиях резко континентального и аридного климата Тывы развитие богарного земледелия себя не оправдала. Значительные распашки в засушливых районах западной и центральной частях Тувинской котловины не дали хороших результатов. И в результате значительные площади пахотных земель запущены в залежь, растительность которой находятся на различных стадиях формирования. Интерес к залежным системам особенно усилился в 90-ых годах ХХ столетия, в связи с развитием идей эколого-адаптивного природопользования (Помишин, 1993, Намзалов, Доржиев, 1999, Аракчаа, 2003).

Специального изучения растительности залежных земель Тывы еще не проводились. В связи с этим возникла необходимость изучения особенностей зарастания заброшенной пашни, видового состава фитоценозов, стадий зацелинения и их длительности, а также перспективы их использования в качестве кормовых угодий.

Для растительности залежей Тувы характерно пятнисто-мозаичное сложение, в структуре сообществ которой трудно уловить их одновозрастность с позиций общепринятой концепции 4-ех стадийности в залежной демутации. Так, например, контур с бурьянистым фитоценозом пространственно на небольшом протяжении сочетаются с вьюнково-пырейными группировками или мятликовыми рыхлодерновинными сообществами. С позиций общей теории их следует трактовать как разновозрастные стадии зацелинения, что не соответствует действительности. Столь парадоксальная разнонаправленная векторность демутационного процесса по-видимому является следствием не только микроклиматических контрастов, но и исключительной неоднородности субстрата, механического, термического и гидрологического режимов поверхностных горизонтов почв. Виды растений (семена в почве, внешний занос диаспор из окраин полей) различной экологии, обеспечивающие первичные стадии залежной сукцессии, оказываются в условиях достаточно неоднородных по эдафическому фону (рис. 5).

На представленном трансекте шириной в 10 метров и 216 метров длиной, заложенном поперек распаханной полосы по пологому склону невысокого грядового увала в окрестностях с. Арык-Узуу (148 км. по тракту от г. Кызыл), были зафиксированы ценозы как бурьянистой, так и корневищной стадий с участием плотнокустовых злаков. Пятнисто-мозаичное сложение растительности залежи, в структуре сообществ которой трудно уловить их одновозрастность с позиций общепринятой концепции 4-ех стадийности в залежной демутации. Столь парадоксальная разнонаправленная векторность демутационного процесса по-видимому является следствием не только микроклиматических контрастов, но и исключительной неоднородности субстрата, механического, термического и гидрологического режимов поверхностных горизонтов почв. Виды растений (семена в почве, внешний занос диаспор из окраин полей) различной экологии, обеспечивающие первичные стадии залежной сукцессии, оказываются в условиях достаточно неоднородных по эдафическому фону. В результате, процессы демутации растительности в условиях горносклонового и контрастного по экологическим условиям богарного земледелия в Тыве и Забайкалье имеют различные временные (по протяженности) и количественные (по этапам восстановления) стадии.

Демутация как сложный процесс восстановления не только естественной растительности, но и почвенного плодородия после определенного периода ее освоения под посевы культурных растений изучены в различных секторах Евразийского пространства (Голубинцева, 1930; Глумов, 1953; Микляева, 1996; Быков и др., 2003). При этом многими исследователями подчеркивается, что наличие общих черт в динамике восстановления не исключает проявления ряда специфических региональных особенностей. Последние является следствием не только самобытности длительного этапа филоценогенеза растительности, но и природно-климатических условий современности. В результате, в демутациях могут различаться количество временных стадий и их продолжительность, состав и разнообразие видов растений в сообществах. Нередко могут выпадать отдельные стадии или напротив, могут усложняться за счет формирования особых промежуточных стадий.

Классиками степеведения (Залесский, 1918; Лавренко, 1940; Семенова-Тян-Шанская, 1966) даны обобщающие схемы зацелинения степных залежей, они в целом состоят из 4 стадий: 1. Бурьянистая стадия (стадия полевых сорняков); 2. Корневищная стадия; 3. Стадия рыхлокустовых злаков; 4. Стадия плотнокустовых злаков (вторичная целина).

Схемы зарастания залежей на каштановых и светлокаштановых почвах Центральной Тувы (рис. 6).

______ - векторы направленности сукцессии

- - - - - - вектор вероятностного направления сукцессии (не всегда

наблюдаемая смена сообществ)

В целом, залежная растительность Тувы и Забайкалья до сих пор не была предметом специальных исследований. Комплексное изучение экологии залежных земель, ее растительности имеет не только большое теоретическое значение, но и практическое. Залежи покажут естественный потенциал экосистем, что позволит создать новую и более детальную схему районирования почвенно-климатических зон республики. В результате станет ясно, где оправдано пахотное земледелие, а где залежи необходимо довести до целинной стадии и использовать в качестве пастбищ. Это необходимо учитывать во внутрихозяйственном планировании, при бонитировке почв, организации экологически адаптированного земледелия. Данный подход может внести определенный вклад в обоснование национальной стратегии экологического земледелия в континентальных горных регионах Южной Сибири.

Выделение территорий разных рангов, растительность которых составлена неоднородными структурными типами, так или иначе взаимосвязанных и представляющих собой единство большей или меньшей степени спаянности, является целью геоботанического районирования (Сочава, 1952). Проводится оно по признаку экологической связи растительности с геофизической средой и с учетом современной динамики растительных сообществ (Сочава, 1979). Впервые дробное ботанико-географическое районирование Тувы сделано К. А. Соболевской (1950).

Используя положения и принципы районирования, высказанные В. Б. Сочавой (1979) и А. В. Куминовой (1960, 1971), а также составленные крупно- и среднемасштабные карты растительности, на территории Тувы нами выделено пять провинций и двенадцать округов (рис. 7). Две южные провинции и два округа в них продолжаются в Монгольской Народной Республике. Большая часть территории Тывы находится в пределах Алтае-Саянской горной области и захватывает узкую полосу на северо-западе Центральной Азии (Маскаев, Намзалов, Седельников, 1985).

Степи – одна из важнейших и широко распространенных типов растительности в Туве, они могут быть дифференцированы на три крупных региональных варианта. Крупнейшая из них – степи Центрально-Тувинской котловины, степи южных предгорий Танну-Ола и нагорья Сангилен составляют лишь северные окраины пустынной Убсунурской депрессии и степной массив горного узла Монгун-Тайга на юго-западе территории, в приалтайской части Тувы. Ниже подробно рассмотрим особенности этих трех степных провинций региона.

Господствуют степи (50% от общей площади провинции). Они представлены разреженными и низкотравными опустыненными группировками — ковыльковыми (Stipa glareosa), полынно-змеевковыми (Cleistogenes squarrosa, Stipa glareosa), полынно-змеевково-ковыльковыми (с караганой карликовой) и ковыльково-нанофитоновыми, а также сухими настоящими дерновинно-злаковыми степями предгорий (ковыльные с ковылем Крылова, житняковые, тонконогово-типчаковые с караганой Бунге). Небольшие массивы песчаных злаковых степей локализованы в восточной части котловины, в Хадынской озерной депрессии и в междуречье Чаргык — Шеми в Хемчикской котловине.

Луговые угодья занимают 15,2% и в основном представлены пойменными злаковыми (ячменевые, полевицевые, бескильницевые), низинно-заболоченными осоковыми (Carex enervis, С. caespitosa, С. dichroa), вейниковыми (Calamagrostis neglecia) лугами. Леса представлены в основном долинной тополевой формацией с участием лиственницы сибирской, березы мелколистной. Общие площади их незначительны. Тувинская котловина — район интенсивного хозяйственного ос­воения. Здесь сосредоточены основные массивы сенокосных угодий, пастбищ и пахотных земель.

На территории провинции выделено три округа: Хемчикский сухостепной, Центральнотувинский лугово-степной и Уюкский лиственничный лугово-степной. Хемчикский сухостепной округ находится в пределах Хемчикской котловины. С восточной стороны округ отделяется от Улуг-Хемской котловины средневысотным хр. Адар-Таш.

Юго-Восточная Алтайская горная степная провинция расположена в юго-западной части Тувы и отгорожена от остальной части республики на севере хр. Цаган-Шибэту. В провинции выделен один округ — Монгун-Тайгинский горнотундровый опустыненный (377,3 тыс. га). Он соприкасается с Чуйским высокогорно-степным округом подпровинции Юго-Восточный Алтай, по схеме районирования Алтая А. В. Куминовой (1960). Округ является наиболее высокогорной территорией в Туве. Его низшие отметки лежат на высотах около 1900 м, а высшие достигают 3970 м (гора Монгун-Тайга). В рельефе ярко выражено сочетание альпинотипных и гольцовых форм, что обусловливает большую комплексность в растительном покрове.

Растительный покров округа характеризуется господством высокогорной растительности и почти отсутствием лесов, занимающих всего 1 тыс. га (рис. 7). Высокогорная растительность (с высот более 2300 м) занимает более половины территории округа. Господствуют дриадовые, лишайниковые, овсяницевые и кобрезиевые тундры. Распределение их по территории округа неравномерно. Степная растительность на территории округа занимает высоты ниже 2100 м, где формирует хорошо выраженный пояс. Господствующее положение в нем имеют опустыненные и каменистые степи, при­уроченные к склонам южной экспозиции со сдуваемым в зимний период снегом. В местах интенсивного выпаса формируются злаково-лапчатковые, холоднополынные, чиево-холоднополынные степи. Опустыненные и каменистые степные сообщества Монгун-Тайгинского округа аналогичны подобным сообществам Юго-Восточного Алтая и Северной Монголии. По северным склонам распространены настоящие и луговые (в местообитаниях с выраженным снеговым покровом) степи, представ­ленные крупнодерновинными тырсовыми ценозами, мелкодерновинными, полидоминантными, злаково-осочковыми мелкодерновинными сообществами настоящих степей. Среди луговых степей преобладают разнотравные, разнотравно-злаковые, злаково-осоковые сообщества. По долинам рек в степном поясе небольшими участками распространены злаковые остепненные луга и различные их варианты. Лесная растительность представлена лиственничными и тополевыми лесами, встречающимися отдельными участками в наиболее теплых долинах рек.

В хозяйственном отношении округ является животноводческим, пашни занимают немногим более 300 га. Основное направление животноводства — овцеводство, в значительной мере — крупный рогатый скот (яки). Пастбища расположены как в степном, так и в высокогорном поясе, где выпасают овец и яков. В целом растительный покров используется под выпас относительно равномерно. Пастбищная перегрузка наблюдается только вблизи населенных пунктов, около стоянок чабанов и по долинам рек Каргы и Моген-Бурен.


Рис. 8. Фрагмент карты растительности Монгун-Тайгинского округа (М 1: 100 000). Условные обозначения. Тундры: 1 - Щебнистые лишайниковые и криофитно-разнотравные тундры; 2 - Лишайниково-дриадовые тундры; 3 - Травянистые тундры с участием овсяниц, осок и кобрезий; 4 - Ерниковые, рододендроновые тундры; Леса: 5 - Высокогорные лиственничные редколесья; 6 - Лиственничные кустарниково-травяные; Кустарниковые заросли: 7 - Ерниковые; Степи: 8 - Высокогорные криофитные степи (крыловотипчаковые, мятликовые, кобрезиевые); 9 - Холоднополынно-змеевковые опустыненные степи; Луга: 10 - Альпийские разнотравные луга; 11 - Субальпийские разнотравно-злаковые луга; 12 - Осоковые заболоченные высокогорные луга; Растительность скал и осыпей: 13, 14 - Петрофитные группировки и единичные поселенцы на скалах; 15 - Растительные группировки на галечных наносах рек. 16 - Ледники.
Убсунурская равнинная опустыненно-степная провинция занимает южные макросклоны хребтов Западный и Восточный Танну-Ола, юго-западную покатость нагорья Сангилен и северную часть Убсунурской котловины. Южная граница провинции совпадает с государственной грани­цей СССР, северная — проходит по водораздельной части хребтов Западный и Восточный Танну-Ола, восточная - по водоразделу рек Тес-Хем и Балыктыг-Хем, западная - по р. Барлык.

В растительном покрове хорошо выражена высотная поясность. В провинции выделяются два округа: Убсунурский опустыненно-степной и Южно-Таннуольско-Сангиленский степной.

Растительность округа характеризуется господством опустыненных степей, а по периферии, в границах нижней части горно-степного пояса, они приобретают характер сухих настоящих, дерновинно-злаковых степей. Полосу опустыненных степей формируют ковыльковые, змеевково-ковыльковые, нанофитоновые, ковыльково-нанофитоновые степи, занимающие обширные низкогорные части от приозерных равнин до предгорных шлейфов хребтов Танну-Ола. На более легких почвах шлейфов в водораздельных пологовсхолмленных равнинах междуречий (Холь-Ежу, Арасканниг-Хем, Улуг-Оруг и др.) широко распространены змеевковые степи, поднимающиеся здесь до высоты 1700 м (Ханминчун, 1980). В наиболее пониженных притеррасных частях отмечены пустынные ковыльковые степи, часто закустаренные караганой карликовой. Начиная с высоты 1300—1400 м на склонах различных экспозиций господствуют различные варианты горных петрофитных степей. Склоны южных экспозиций носят более опустыненный характер, среди разнообразия составляющих их фитоценозов выделяются полынно-ковыльковые, разнотравно-злаковые закустаренные, разнонотравно-ковыльковые степи. На склонах северных ориентации распространены более мезофитные сообщества: осоково-злаковые, стоповидноосоковые, разнотравно-мелкозлаковые степи. В горно-степном поясе на высотах 1200—1600 м выделяются плаунковые фитоценозы.

Леса занимают незначительные площади и представлены долинными тополевыми лесами иногда с участием березы мелколистной и некоторых видов ив.

В хозяйственном отношении провинция имеет животноводческое направление, преимущественно развито овцеводство и козоводство. Каменистые злаковые степи по горным склонам используются как естественные пастбища. Обширные опустыненные степи на шлейфах и подгорных равнинах являются позднелетними и осенними пастбищами. Значительная часть их используется зимой. Существенное значение имеют долинные злаковые луга. Они высокоурожайны, хорошего качества, но занимают небольшую площадь. Здесь сосредоточены основные сенокосные угодья.