Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Природные условия северо-западного Казахстана 16
1.1. Рельеф и геология 16
1.2. Климат 24
1.3. Почвенный покров 26
1.4. Краткий очерк растительности сзк 30
1.5. Растительность меловых обнажений сзк 46
Глава 2. Краткая характеристика флоры северо западного Казахстана 95
Глава 3. Флора меловых возвышенностей северо западного казахстана (состав и анализ) 102
3.1. Конспект флоры меловых возвышенностей сзк .102
3.2. Общий анализ флоры меловых возвышенностей СЗК 210
3.3. Парциальные флоры исследованных участков меловых возвышенностей общего сырта 235
3.4. Парциальные флоры меловых возвышенностей подуральского плато 244
3.5 парциальные флоры меловых возвышенностей эмбенского плато 260
Глава 4. Эколого-исторические свиты меловых возвышенностей северо-западного Казахстана 271
Глава 5. Характерные виды меловых возвышенностей (кальцефиты) в парциальных флорах северо западного казахстана (ядро флоры меловых возвышенностей) 315
5.1. Видовой состав ядра флоры меловых возвышенностей юго-востока европейской России 315
5.2. Анализ ядра флоры меловых возвышенностей сзк 328
5.3. Автохтонная группа калыдефитного комплекса сзк 337
5.4. Эндемики и характерные виды меловых возвышенностей сзк 341
Глава 6. Материалы к истории флоры меловых возвышенностей северо-западного Казахстана 355
Глава 7. Хозяйственное значение и охрана видов растений меловых возвышенностей северо западного Казахстана 365
7.1. Хозяйственное значение 365
7.2. Охрана флоры сзк 373
7.3. Объекты природно-заповедного фонда сзк 375
Основные результаты и выводы 378
Список использованной литературы 381
- Краткий очерк растительности сзк
- Парциальные флоры исследованных участков меловых возвышенностей общего сырта
- Видовой состав ядра флоры меловых возвышенностей юго-востока европейской России
- Хозяйственное значение
Введение к работе
Северо-Западный Казахстан представляет собой естественный физико-географический регион, простирающийся с запада на восток от р. Волги до Мугоджарских гор и с севера на юг от Общего Сырта до побережья Каспия, т. е. с 52 до 48 с. ш. и с 46 до 58 в. д. (Карта... 1947, 1989, 1990, 1995, 1999,2000).
В пределах Северо-Западного Казахстана выделяются возвышенности Общего Сырта и Подуральского плато. На Общем Сырте выделены ботанико-географические районы: Средний Сырт, Деркульский Сырт, Низкий Сырт, Высокий Сырт. Подуральское плато состоит из северной (ландшафтные районы Челкарский, Предсыртовый, Утвинский, Карагандинский, Киылский) и южной частей. Южная часть Подуральского плато известна как Эмбенское плато, где особо выделяется Среднеэмбенский район (Михно, 1997; Москалев, 1985; Рамазанов, 1998, 2001; Чибилев, 2001). С этими возвышенностями связано распространение меловых обнажений, которые и были изучены нами.
Меловые возвышенности со своеобразным растительным миром
занимают большую площадь в Северо-Западном Казахстане — 103 952,9 км^ (в том числе в Западно-Казахстанской или Уральской области — 30 841,5 км2; в Актюбинской области — 63 535,1 км2; в Атырауской, или Гурьевской,
области — 8842,1 км^ и в Оренбургской области — 734,2 км^). До последнего времени растительный покров меловых возвышенностей изучался только с флористической точки зрения, а такие меловые горы как Миргородские были полностью выпущены из внимания, поэтому перед нами стояла задача критически изучить флору сосудистых растений, а также рассмотреть общие закономерности растительного покрова и выявить специфические черты меловых обнажений. В основу положены полевые
работы, которые начаты в 1981 году и продолжались до 2002 г. В течение восьми полевых сезонов были выполнены маршруты по меловым обнажениям юго-западной части Общего Сырта и северо-восточной части Подуральского плато. В 1990 году работы были продолжены вначале на Миргородском меловом массиве (60 тыс. га), а с 1992 по 2002 г. на всех меловых обнажениях Подуральского плато и Общего Сырта. За 22 полевых сезонов изучены меловые обнажения на территории Западно-Казахстанской (Уральской), западной части Актюбинской и северной части Атырауской (Гурьевской) областей. Кроме маршрутных исследований проводились работы на ключевых участках для изучения структуры меловой растительности: Абышсай и Крутая (1), Ичка и Нижнеозерное (4), Сантас и Сасай (5), Алгабас и Миргородский (7), Акчатау (9), Белый Узень (10) (рис. 1).
За данный период исследовано 37 меловых обнажений. Сделано 370 геоботанических описаний, собрано около 10000 листов гербария. Сборы пополнили в основном гербарий Западно-Казахстанского университета.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1. Актуальность темы.
Северо-Западный Казахстан (СЗК) расположен в хорошо освоенном в хозяйственном отношении регионе Казахстана. В последние годы бурное развитие нефтяной и газовой промышленности повлекло за собой широкое строительство нефте-, газо- и трубопроводов, промышленных объектов, авто-и железных дорог. Все это негативно влияет на растительный покров меловых ландшафтов, так как происходит не только сокращение, но и полное уничтожение своеобразных меловых сообществ и формирование на их месте
новых сообществ, которые теряют свою устойчивость и способность к самовозобновлению.
Научной основой для сохранения генофонда СЗК является выявление видового разнообразия и закономерностей распределения растений в регионе и изучение основных этапов генезиса флоры.
Меловые возвышенности СЗК являются одним из уникальных в ботанико-географическом отношении объектом, находящимся на стыке Европы и Азии. Флора меловых ландшафтов сложена не только автохтонными туранскими видами, но на ее формирование повлияла также экспансия европейских, восточноевропейских, евразиатских и древнесредиземноморских видов.
Необходимость изучения флоры и растительности меловых возвышенностей обусловлена не только недостаточной изученностью, но и необходимостью разработки мероприятий по охране и рациональному их использованию, поскольку площади меловых ландшафтов в нашем регионе занимают 103952,9 км2.
2. Цель и задачи исследования.
Целью настоящей работы является всестороннее изучение флоры сосудистых растений меловых ландшафтов СЗК. В процессе исследования основными задачами были:
Проведение инвентаризации флоры региона и составление "Аннотированного списка растений меловых ландшафтов Северо-Западного Казахстана".
Проведение сравнительного таксономического, биоморфологического, экологического, эколого-фитоценотического, географического и эколого-исторического анализа парциальных флор (ПФ) всех трех возвышенностей.
Выделение эколого-исторических свит растительности меловых возвышенностей СЗК.
Выявление ядра флоры меловых возвышенностей и закономерностей его распределения во флоре СЗК.
Сравнение флоры меловых возвышенностей СЗК с разными районами развития меловых ландшафтов.
Обобщение данных по истории развития флоры региона.
Выявление реликтов, эндемиков и исчезающих видов, нуждающихся в охране, а также разработка научной программы природоохранных мероприятий.
3. Основные защищаемые положения.
Анализ впервые изученной флоры трех крупных меловых возвышенностей Северо-Западного Казахстана - ОС, ПП, ЭП, позволяет глубже понять зональную структуру растительного покрова и историю флоры этой территории.
Методика анализа состава флоры по элементам, составляющим эколого-исторические свиты растительности (по Г. М. Зозулину), дает новые данные для понимания процесса флорогенеза степных флор, как результата длительных контактов двух разных флор -Древнесредиземной и Бореальной.
Анализ «кальцефитного ядра» меловых флор СЗК дает основания для того, чтобы считать эти элементы флоры автохтонными, частью первичного ядра флоры региона.
Наличие в «меловой» флоре большого числа эндемиков, редких и исчезающих видов - реликтов разных стадий развития флоры, делает необходимым их особый учет в природоохранной деятельности.
4. Научная новизна работы.
Впервые проведен всесторонний анализ как общей флоры мелов, так и
отдельных возвышенностей, составлен конспект флоры сосудистых растений
мелов Северо-Западного Казахстана. В результате обнаружено три новых
вида для флоры региона, а также уточнено распространение 48 видов в
пределах СЗК, и в то же время установлено, что для региона ошибочно указано произрастание пяти видов растений. Проведен анализ (таксономический, биоморфологический, экологический, эколого-исторический, эколого-фитоценотический и географический) флоры СЗК в целом, отдельных меловых возвышенностей и парциальных флор. Выявлено кальцефитное ядро флоры региона и составлены карты распространения отдельных видов в СЗК и других районах развития меловых ландшафтов Русской платформы. На основании палеоботанических и палеогеографических данных показаны основные пути флорогенеза. Установлены границы ареалов 120 видов, представляющих особый интерес. Составлен список 162 видов, рекомендуемых к охране, часть из которых вошла в Красные Книги различного ранга (Красная Книга Казахстана, 1981; Редкие растения Западно-Казахстанской области, 1999). Выделен и осуществлен на практике природоохранный объект - Миргородский заказник.
5. Практическая значимость работы.
Материалы исследований были использованы в программе природоохранных мероприятий по Западно-Казахстанской области; при проектировании и разработке ТОО "Эксперимент", "Миргородского" и "Челкарского" заказников; при составлении обоснований по памятникам природы Северо-Западного Казахстана (около 10 объектов); подготовке списка охраняемых растений региона; при разработке "Геоботанической карты Западно-Казахстанской области" (М 1:500000); в рекомендациях по рациональному использованию и составлению геоботанической характеристики огороженных пастбищ Уральской области.
Материалы диссертации вошли в состав учебных пособий, практикумов (Природа Уральской области, Растительный мир Западного Казахстана, Батые Казакстан облысынын осімдіктер злемі), учебных программ (Экология местной флоры), методических указаний и пр., которые
используются в учебном процессе высших учебных заведений Западного Казахстана (Актюбинский государственный университет, Западно-Казахстанский государственный университет).
При участии автора комплектовались местные гербарии: Уральского областного музея природы, Актюбинского областного краеведческого музея, Западно-Казахстанского университета. Ценные коллекции гербарных сборов из региона переданы в Ботанический институт РАН (г. С-Петербург), Институт экологии Волжского бассейна РАН (г. Тольятти), Институт степи РАН (г. Оренбург), Саратовский педагогический институт, Стерлитамакский педагогический институт.
6. Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались на научно-теоретических семинарах Ботанического института им. В.Л.Комарова АН СССР (1985-1987), РБО — 2002 на выездном расширенном заседании Института ботаники АН Казахстана лабораторий флоры высших растений и экологии растений (Уральск, 1986), Алма-Ата, 2003 на конференции повышения квалификации ботаников Московского педагогического института (1989), на региональной конференции "Легкие нашей земли" (Актюбинск, 1992), на международных научно-практических конференциях Пермского университета (1995), Смоленского педагогического института (1996, 1998), на международной конференции "Географические основы устойчивого развития Республики Казахстан" (Алма-Ата, 1998), на научной молодежной конференции "Стратегия природопользования и сохранения биоразнообразия в XXI веке" (Оренбург, 1999), на международном симпозиуме "Степи Северной Евразии" (Оренбург, 2000), на международной конференции "Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий" (Оренбург, 2001, 2003), на областных научных конференциях преподавателей и сотрудников Западно-Казахстанского университета (1980-2003).
7. Публикации.
По теме диссертации опубликовано 45 работ, в том числе 5 монографий, из них 4 коллективные.
8. Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы (328 наименований) и приложений. Текст работы изложен на 415 страницах, содержит 66 таблиц, 26 рисунков, фотографии.
ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ФЛОРЫ И РАСТИТЕЛЬНОСТИ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАЗАХСТАНА
Изучение флоры и растительности Северо-Западного Казахстана насчитывает более 200 лет. Так, начиная с середины XVIII века в Прикаспий были снаряжены академические экспедиции П.С. Палласа, И.Г. Фалька и И.И. Лепехина (рис. 1). Исследования П.С. Палласа охватили северную и юго-восточную части Общего Сырта, а также примыкающие к нему с юга степные участки между реками Урал и Волга (Паллас, 1788). Маршруты И.Г. Фалька также проходили через Общий Сырт вдоль р. Урал, где им указывалось на наличие граба (Carpinus betulus) в составе древесных пород в пойменных лесах по берегу р. Урал (Фальк, 1785), впоследствие совершенно исчезнувшего из древостоя бассейна Урала.
В первой половине XIX в. изучение территории Общего Сырта и прилегающей с нему Букеевской Орды продолжает Э.А. Эверсман, а немного позднее Г.С.Карелин. В своей «Естественной истории Оренбургского края» (1840) Эверсман дал описание рельефа Общего Сырта, а Карелин (1875) характеризует некоторые типы растительности, отмечая их флористический состав.
Изучение флоры и растительности бассейна Урала во второй половине
Рис. 1. Маршруты первых исследователей Северо-Западного Казахстана:
- П.С. Палласа, --- — И.Г Фалька, Э.А. Эверемана, -А И.Г Борщова
—х— — ГС. Карелина
XIX в. продолжил И.Г. Борщов, опубликовав «Материалы для ботанической географии Арало-Каспийского края» (1865). В этой работе им впервые охарактеризованы байрачные леса между Уральском и Орском.
В начале XX века естественно-географические исследования бассейна р. Урал усилились в связи с работами Переселенческого управления. Появились публикации СИ. Ростовцева (1905). В.М. Савича (1905, 1908), B.C. Богдана (1908), В.Н. Бородина (1916), Д.Э. Янишевского (1905) и некоторых других исследователей, посвященные характеристике растительности Прикаспийских степей, пустынь и меловых обнажений, а также флоре и растительности Уральской области и, в частности, Общего Сырта.
Большой вклад в изучение растительности Северо-Западного Казахстана внес И.В. Ларин. В его работах (Ларин 1927а, б, 1930; Ларин и др., 1954) дается зональное разделение почв и растительности Сыртового района, определяется производительность кормовых угодий различных растительных группировок, а также приведена краткая характеристика колковых лесов и их флористический состав.
Флоре и растительности восточного Приуралья посвятили свои исследования Б.А. Федченко и Н.Ф. Гончаров (1929) составив всесторонний очерк растительности восточной части Оренбургской области.
В середине прошлого столетия в связи с изучением лесорастительных условий трассы лесополосы г. Вишневая — Каспийское море, С.А. Никитиным были проведены исследования лесной и степной растительности бассейна р. Урал, в частности, байрачных лесов среднего течения р. Урал и Подуральского плато. К сожалению, в своих работах (Никитин, 1954, 1956, 1957) автор приводит только наиболее редкие и находящиеся на восточном пределе своего распространения виды растений.
Более 50 лет (вторая половина XX века) научной деятельности посвятил исследованию СЗК В.В. Иванов - знаток степей и пустынь юго-востока европейской части СССР. За эти годы им было организовано и проведено
более 100 экспедиций в данном регионе и собран богатейший материал, отраженный в 255 публикациях. Работы В.В. Иванова (1958, 1960, 1964, 1971 и др.), посвященные флоре и растительности Северного Прикаспия, всесторонне характеризуют байрачные леса, колки на водоразделах, рощицы на песках, ковыльные, типчаковые и пустынные степи данного региона, который из всей обследованной нами территории меловых обнажений СЗК включает только западную часть Общего Сырта.
Большой вклад в изучение флоры меловых обнажений СЗК внес коллектив кафедры ботаники им. профессора В.В. Иванова ЗапКазГУ. За период с 1958 по 1968 гг. был собран обширный гербарный материал, который обработан О.Т. Кольченко и нашел отражение в ее многочисленных статьях (Кольченко, 1964, 1969, 1971, 1974, 1975).
Помимо этого, изучением флоры и растительности отдельных меловых возвышенностей Подуральского плато и западной части Общего Сырта занимались такие исследователи как Г.И. Черкасова (1965, 1970, 1971), А.З. Петренко (1971, 1998), П.Л. Горчаковский (1975, 1982), И.Н. Сафронова (1974), Г.В. Матяшенко (1975, 1985) и другие. В их работах детально охарактеризованы лесные и степные растительные сообщества на меловых обнажениях, в частности в работе И.Н. Сафроновой проведено ботанико-географическое районирование западной части Актюбинской области (юго-западная часть Подуральского плато) с уточнением границ зональных полос I и II порядка.
Как видно из приведенного обзора литературы, в предшествующие годы сделано довольно много по исследованию флоры и растительности степей, пустынь и байрачных лесов данного региона. Однако флора и растительность меловых обнажений северной части Подуральского плато и Эмбенского плато до настоящего времени были изучены недостаточно. Между тем изучение растительных сообществ меловых обнажений и их распределение по территории необходимы для решения вопросов динамики растительного
покрова и выявления причин его изменения, а также для решения теоретических проблем фитоценологии, биогеоценологии, истории и становления флоры.
Наши исследования флоры меловых возвышенностей были начаты в 1985 г. и продолжаются с небольшими перерывами уже более 17 лет.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Работы по изучению флоры проводились маршрутным методом в сочетании со стационарными исследованиями ключевых участков на Общем Сырте и Подуральском плато (Абышсай, Крутая (6 лет), Ичка (15 лет), Сантас и Сасай (13 лет), Актау, Каратау (3 года), Эмбенское плато (2 года)), где велись наблюдения за структурой и динамикой растительного покрова.
Выбор маршрутов исследований, а также места заложения ключевых участков и поперечных профилей проводились с учетом следующих требований: полноты охвата различных типов меловых обнажений и элементов рельефа, наличия типичного растительного покрова и степени его сохранности с учетом влияния выпаса на растительность.
Нами проведен также анализ картографических материалов ( планы землепользования, почвенные карты хозяйств) для получения сведений о размерах площади меловых возвышенностей и других данных.
В маршрутных исследованиях мы считали необходимым для каждого массива выполнить различные измерения высоты и крутизны меловых склонов с помощью эклиметра. На ключевых участках заложено 13 геоботанических профилей, которые прокладывались от шлейфов (подошвы) до высшей точки мелового массива или от бровки одного склона до бровки противоположного склона (Грибова и др. 1972, 1988).
Сбор и обработка гербарного материала проведены по общепринятой методике (Скворцов, 1977).
Для определения растений использовались "Флора СССР" (т.т. 1-30, 1934-1964). "Флора Казахстана" (т.т. 1-9, 1956-1967). "Флора юго-востока европейской части СССР" (1927-1936), определители В.В.Иванова (1964-1989).
Список флоры составлен в соответствии с системой А.Л.Тахтаджяна (1987, 1997). Для уточнения видовых и родовых названий использованы новейшие сводки С.К.Черепанова (1981, 1995), С.А.Абдулиной (1999).
При анализе флоры мы использовали биолого-морфологические классификации И.Г.Серебрякова (1962, 1964), Н.Т.Нечаевой, В.К.Василевской (1969, 1973).
Установление эколого-фитоценотических групп проведено на основе собственных наблюдений с привлечением литературных источников (Свешникова, 1979; Горшкова, 1966; Рачковская, 1963-1990).
Географические элементы в нашей работе устанавливались исходя из характера ареалов видов (Вульф, 1932, 1936; Клеопов, 1938; Тахтаджян, 1978; Камелин, 1973; Meuses, 1959, 1992).
Исторические свиты выделены согласно работам Г.М.Зозулина (1955, 1969, 1970, 1976), а также по работам В.В.Иванова (1964-1989).
Выделение и описание сообществ велось по общепринятым методикам (Алехин, 1923, 1938; Краткое руководство ..., 1952; Сукачев, 1957; Александрова, 1964, 1969 а, б; Корчагин, 1964, 1976; Понятовская, 1964; Юнатов, 1964; Шенников, 1964; Василевич, 1975, 1983; Быков, 1954, 1955, 1975, 1978, 1979,1981).
Размер пробных площадей для описания травяных сообществ чаще всего составлял 100 м2. Но в том случае если растительные сообщества занимали меньшую площадь, описания проводились в пределах реального контура.
Обилие, проективное покрытие определялось глазомерно с использованием шкалы Друде.
Краткий очерк растительности сзк
Большая часть рассматриваемого региона, согласно геоботаническому районированию Е. М. Лавренко (1947, 1970, 1991), относится к Евразиатской степной и Сахаро-Гобийской пустынной областям. Более точно — это часть Зауральско-Тургайской (Западно-Казахстанской) степной подпровинции (рис. 3).
Зауральско-Тургайская степная подпровинция занимает обширную территорию от Заволжья и Ергеней до Тургайской столово-останцевой равнины и делится на подзоны средних и южных степей (Карамышева, 1993;
Геоботаническая карта, 1933; Огуреева и др., 1999; Сафронова, 1971, 1974, 1975, 1980).
Типчаково-ковыльные степи
Северная граница типчаково-ковыльной степи проходит от верховьев Еруслана через верховья р.Большой и Малый Узень далее по отрогам Общего Сырта до г. Ички, отсюда на п. Илек, прорезая водораздел р. Илек до г. Актюбинска. Южная граница начинается в междуречье Узеней и направляется к водоразделу р. Кушума и р. Урала, огибает оз. Челкар и проходит по пос. Каратюба к верховьям рек Уила и Эмбы (Высоцкий, 1915; Тарасов, 1968, 1969, 1975). Эти степи представлены сообществами с господством Stipa lessingiana, S. capillata, S. pennata, Festuca valesiaca, Artemisia austriaca (Свешникова, 1979) и др. В разнотравье встречаются ксерофиты: Astra galus testiculatus, Crinitaria tatarica, С. villosa, Falcaria vulgaris, Phlomis pungens. Довольно разнообразны эфемероиды {Poa bulbosa, Tulipa biebersteiniana, T. gesneriana, Ornithogalum fischerianum, Gagea bulbifera, Iris pumila). В травостое преобладают ксерофильные полукустарнички: Artemisia austriaca, A. lerchiana, A. pauciflora, Kochia prostrata, Thymus marschallianus, Tanacetum achilleifolium.
Ковылковая {Stipa lessingiana) формация приурочена к темно-каштановым, каштановым и реже светло-каштановым почвам. Нередко ковылковые сообщества связаны с темно-каштановыми щебневатыми и малоразвитыми почвами и здесь встречается кальцефитный вариант степей, отличающийся меньшим проективным покрытием и пестротой разнотравья.
В ковылковой формации наиболее часты тырсово-ковылковая {Stipa lessingiana, S. capillata), типчаково-ковылковая {S. lessingiana, Festuca valesiaca) и лерхополынно-ковылковая {Stipa lessingiana, Artemisia lerchiana) ассоциации. По нашим описаниям, в ковылковой формации отмечено 113 видов. Следует отметить, что в состав ковылковой формации в северо западной части сухих степей входят представители мезофильного (лугово-степного) разнотравья: Nepeta ucranica, Senecio erucifolius, Stellar la graminea, а на юго-западе их становится меньше и все чаще встречаются представители более ксерофильных сообществ: Artemisia lerchiana, Limonium gmelinii, L. sareptanum, Kochia prostrata, Tanacetum achilleifolium.
Тырсовая {Stipa capillata) формация приурочена к темно-каштановым и каштановым супесчаным, легкосуглинистым и щебнистым почвам. В тырсовой формации выделены тырсовая и типчаково-тырсовая ассоциации, где зарегистрировано 125 видов. Видовой состав близок к ковылковой формации. При сравнении списков общими оказались 90 видов. Среди них можно выделить виды, связанные с усилением выпаса скота, и виды, произрастающие на почвах легкого механического состава: Euphorbia seguieriana, Koeleria cristata, Syrenia siliculosa, Potentilla bifurca, Verbascum phoeniceum.
Перистоковылъная {Stipa pennatd) формация характерна для юго-восточной и юго-западной частей Общего Сырта, в южной же части встречается редко. Кроме господствующего в формации Stipa pennata, постоянны такие виды, как Festuca valesiaca, Medicago falcata, Linaria vulgaris, а также представители ксеромезофильного разнотравья — Filipendula vulgaris, Trifolium montanum, Verbascum phoeniceum. Проективное покрытие ценозов около 80-90 %. В сообществах перистоковыльной формации зарегистрирован 31 вид. В этой формации выделено 3 ассоциации. Для разнотравно-ковыльной {Stipa pennata, Galium ruthenicum) ассоциации, сообщества которой встречаются по склонам балок Большой Крутой и Абышсай, характерна значительная видовая насыщенность (30 видов). Обильное разнотравье представлено следующими видами: Adonis wolgensis, Allium lineare, Lathyrus tuberosus, Salvia stepposa. Также здесь хорошо выражена синузия эфемеров и эфемероидов. В сообществах этой формации встречаются такие виды, как Amygdalus папа, Caragana frutex, Chamaecytisus ruthenicus, Spiraea hypericifolia.
Парциальные флоры исследованных участков меловых возвышенностей общего сырта
В настоящее время флора меловых возвышенностей Общего Сырта насчитывает 562 вида, относящихся к 67 семействам и 279 родам (табл. 20).
Ведущими по числу видов (табл. 20) семействами оказались: Asteraceae (94 вида; 16,7%), Роасеае (55; 9,7%), Fabaceae (43; 7,4%), Lamiaceae (33; 5,8%), Brassicaceae (ЗО; 5,3%), Rosaceae (ЗО, 5,3%), Caryophyllaceae (29; 5,1%), Scrophulariaceae (22; 3,9%), Aplaceae (20; 2,5%), Liliaceae (14; 2,4%), Chenopodiaceae (14; 2,4%), Boraginaceae (14; 2,4%), Ranunculaceae (11; 2,3%) (рис. 13). В первых трех семействах содержится 34%, а в десяти ведущих семействах - 39%. В 4 семействах содержится от 8 до 13 видов (7%), в 26 семействах - от 2 до 5 видов (83; 14,9%), в 24 семействах - по одному виду (5%).
Ведущими по числу родов семействами (табл. 20) явились: Asteraceae (37 родов или 13,2%), Роасеае (36; 12,9%), Brassicaceae (19; 6,8%), Lamiaceae (19; 6,8%), Rosaceae (18; 6,4%), Apiaceae (17; 6%), Fabaceae (14; 5%), Boraginaceae (14; 5,0 %), Caryophyllaceae (12; 4,3%), Scrophulariaceae (9; 3,2%),
Богатыми по числу видов являются роды: Astragalus (13 видов, 4,6%) и Artemisia (13; 4,6%), Veronica (9; 3,2), Senecio, Galium, Potentilla, Dianthus (no 8 видов каждый), Allium, Centaurea, Silene (no 7 видов каждый) (табл. 21). В этих десяти родах содержится 88 видов (31,8%).
Наличие большого числа видов в родах Astragalus, Veronica, Galium, Potentilla сближает нашу флору со средиземноморскими флорами (Попов, 1983).
При сравнении парциальных флор первых три места принадлежат семействам Asteraceae, Роасеае и Fabaceae (табл. 21), что характерно для Голарктической области (Хохряков, 1998). Четвертое место занимает семейство Lamiaceae, но на Высоком Сырте семейство губоцветных переходит на третье место, что и понятно, т. к. В байрачных дубравах создаются благоприятные условия для Lamiaceae, Виды семейств Brssicaceae и Caryophyllaceae разделяют 5-6 места. Устойчивое 7 место принадлежит семейству Rosaceae, включающему деревья, кустарники и травы. Семейства Liliaceae и Scrophulariaceae занимают 7-8 место, их виды встречаются как по склонам, так и в лесках. 9 место принадлежит Apiaceae, которые характерны для плакора и нижней части меловых склонов, где проходит водоток. Семейства Chenopodiaceae и Boraginaceae находятся на 10 месте и представлены сорными видами.
Среди родов в парциальной флоре наиболее богатыми оказались Astragalus и Artemisia, указывающие на самобытный кальцефитно-степной комплекс, складывающийся на меловых склонах (табл. 22). Высокое
положение родов Galium, Senecio и Potentilla, занимающих 3-5 места, также свидетельствует о влияниим степной зоны. Выход на 4-5 место рода Centaurea, на 6-7 место - Dianthus, Viola свидетельствует о том, что в парциальной флоре создаются различные экологические условия, способствующие их обитанию. Но в то же время, род Thymus отодвинулся на 7-8 место, вероятно сказывается не только меловой субстрат, но и большое антропогенное воздействие, что подтверждается 8-9 местом рода Potentilla.
Применение коэффициента Жаккара (К ) показало (Шмидт, 1980), что при сравнении видового состава отдельных парциальных флор, все флоры примероно в равной степени сходны, за исключением значительно большей общности Деркульского Сырта и Низкого Сырта (табл. 23), что подтверждается и единым происхождением и историей формирования флоры Общего Сырта.
Анализ биоморф показывает наличие 20 групп жизненных форм (Серебряков, 1962, 1964). Основу флоры меловых ландшафтов составляют травянистые растения (85,5%), из них подавляющее число относится к травянистым поликарпикам (64,6%), что характерно для умеренных флор. Травянистые монокарпики играют меньшую роль в сложении флоры (20,9%).
Доля участия кустарников и кустарничков (6,0%), полукустарников и полукустарничков (5,7%) невелика. Еще меньше доля деревьев (2,8%).
Пареобладание длиннокорневищных (23%) и короткокорневищных (22%) видов отражает мезофитные условия меловых ландшафтов Общего Сырта (рис. 14).
Сравнение парциальных флор Общего Сырта по набору биоморф показало, что наиболее разнообразны биоморфы Высокого Сырта, что объясняется тем, что он расположен на границе с разнотравно-дерновинно-злакавыми заволжскими степями, а также тем, что здесь сильно расчлененный рельеф с байрачными дубравами. Менее разнообразны биоморфы Деркульского Сырта, обогащение видами здесь происходит за счет древесных и полудревесных (15%) видов, проникающих сюда как с Общего Сырта, так и с Волго-Иргизского района (Келлер, 1936). Сходный состав биоморф Среднего и Низкого Сырта объясняется одинаковым расположением в подзоне сухих степей.
Видовой состав ядра флоры меловых возвышенностей юго-востока европейской России
Кальцефитное ядро флоры Северо-Западного Казахстана составляют покрытосеменные (116 видов) и голосеменные (1 вид). Среди покрытосеменных на долю однодольных в разных регионах (табл. 55) приходится от 4,3 до 5,8%, двудольных - от 93,6 до 94,7%.
Виды кальцефитного ядра флоры северо-западного Казахстана относятся к 108 родам, 29 семействам (табл. 45). Распределение видов растений по меловым ландшафтам разных регионов неравномерно. Так, на Общем Сырте выявлено 114 видов, Подуральском плато - 173 вида, Эмбенском плато- 125 видов (табл. 56).
Флористически более богатой оказалась территория Подуральского плато, что объясняется географическим положением и обогащением видами как евразиатского и европейского , так и туранского комплексов.
Сравнение трех меловых ландшафтов показало, что 66 видов являются общими для этих флор, что составляет 30.2% от общего числа видов. Наибольшей специфичностью обладает Подуральское плато, где выявлено 173 вида.
Применение коэффициента Жаккара (Kj) при сравнении видового состава кальцефитного ядра флор показало, что флоры Подуральского и Эмбенского плато сходны (Kj = 0.46) между собой, а флоры Эмбенского плато и Общего Сырта сильно различаются (Kj = 0.22). Таким образом, все три флоры имеют меловое флористическое ядро, но состав его различен на разных возвышенностях.
На меловых возвышенностях Северо-Западного Казахстана из-за создавшихся экстремальных условий хорошо представлены ксерофильные семейства. На долю 10 семейств (табл. 57) приходится более 77% видового состава каждой региональной флоры. Ведущим семейством является Asteraceae. Второе место на Общем Сырте (ОС) занимает Caryophyllaceae, с продвижением к востоку на Подуральском плато (ПП) вторым по числу видов становится Fabaceae, а на Эмбенском плато (ЭП) — Brassicaceae. Заметную роль во флоре ОС и ПП играют Apiaceae (5 место), а также Chenopodiaceae и Lamiaceae (6-7 место). В то же время здесь слабее представлено семейство Scrophulariaceae. Присутствие в первой десятке семейств Limoniaceae, Boraginaceae, Rubiaceae -признак самобытности меловых флор. Обращает внимание, что в составе флоры мелов ничтожна роль злаков (от 0.9% до 1.6%).
Таким образом, в кальцефитном ядре господствуют Asteraceae, Fabaceae, Caryophyllaceae, Brassicaceae, но в то же время уменьшается роль представителей семейств Lamiaceae и Scrophulariaceae и совсем мало видов из сем. Роасеае. Этим флора мелов значительно отличается от зональной степной и приближается к средиземноморской (Толмачев, 1974).
Хозяйственное значение
Богатый флористический состав меловых возвышенностей позволяет выделить 11 хозяйственно-ценных групп (табл. 63). Первое место занимают важнейшие для хозяйствования в степных регионах кормовые растения (243 вида).
Важнейшими представителями кормовых растений являются виды родов: Agropyron (3), Elytrigia (2), Festuca (6), Leymus (6), Koeleria (3), Poa (6), Bromopsis (2) и др.
На пастбищах положительную роль призваны сыграть подсевы таких видов как: Eremopyrum triticum, Е. orientale, Poa bulbosa. Эти виды не боятся вытаптывания и выдерживают засоление почвы, а также являются 365 великолепным нажировочным кормом для скота. На песчаных почвах можно рекомендовать Anisantha tectorum, по солончаковым и корково-солонцовым местам - Leymus ramosus, Puccinellia distans. Из разнотравья особенно перспективны: Medicago falcata, М. romanica, Astragalus danicus, A. onobrychis, Chondrilla ambiqua, С juncea, Polygonum aviculare, P. arenarium и др., которые могут быть введены в культуру, либо использоваться для подсева на пастбищах и выгонах. На исследуемой территории сделана попытка оценить экологическую ситуацию по содержанию тяжелых металлов (ТМ) в почвах. Это особенно важно для оценки ситуации на пастбищных угодьях региона. Поскольку техногенные аномалии обычно имеют полиэлементный состав, для них рассчитывается суммарный показатель загрязнения (СПЗ) по формуле Саета (1990) КСі - коэффициент концентрации металла, равный выявленному содержанию металла в почвах региона по отношению к допустимому кларку. 366 Полученные данные о содержании ТМ в пробах, отобранных с 23 участков исследуемой территории, позволили рассчитать суммарный индекс загрязнения Zc (табл.64). На трех участках (1, 15, 16) Zc не превышает 16 мг/кг, т.е. их можно отнести к категории с допустимой степенью загрязнения. Они составляют 13% от общего числа исследуемых точек. На остальных участках суммарный индекс загрязнения не превышает 32 мг/кг. Эти участки относятся к категории с умеренно опасной степенью загрязнения и составляют 87% от общего числа проб. Несколько настораживает повышенное содержание Cd и Со, так как они относятся к элементам опасной категории токсичности. Высокое содержание кадмия и кобальта можно объяснить интенсивным развитием и эксплуатацией громадных месторождений углеводородного сырья в Северо-Западном Казахстане. В первую очередь это месторождение Тенгиз-Шеврон и Карачаганакский газоконденсатный комплекс. В градации по содержанию ТМ в регионе в целом просматривается удивительное постоянство. Только на четырех участках меняются коэффициенты по Zn и Си (табл. 64), где Zn выходит на последнее, а Си на предпоследнее место. Обнаруженная высокая концентрация ряда металлов в почвах позволяет считать необходимым строгий контроль кормов на содержание ТМ, а также исследование накопления их в продуктах животноводства. 367 Технические растения разделяются на дающие деловую и поделочную древесину (43), фитомелиоранты оврагов, балок, обрывов (54 вида) и песчаных склонов (11); древесно-кустарниковые, используемые в озеленении (19); плетеночные (20); волокнисто-прядильные (14).
К фитомелиорантам относятся степные кустарники (Amygdalus nana, Spiraea crenata, S. hypericifolia, Cerasus fruticosa, Chamaecytisus borysthenicus, C. ruthenicus, Caragana frutex, Kracheninnikovia ceratoides), лесные кустарники (Lonicera tatarica, Primus spinosa, Rhamnus cathartica, Frangula alnus), корневищные многолетники (Bromopsis inermis, B. riparia, Carex physodes, C. muricata, C. pachystylis), дерновинные злаки (Agropyron desertorum, A. pectinatum, Festuca valesiaca, Koeleria cristata), стержнекорневые виды из родов Astragalus, Gypsophila, Medicago, Kochia, Artemisia. Укрепителями песчаных склонов являются: Artemisia arenaria, Chamaecytisus ruthenicus, Festuca beckeri, Leymus racemosus, Agropyron fragile. Наиболее широко распространенными из числа используемых в озеленении растений в северной части края являются: Populus alba, P. tremula, Ulmus laevis, Quercus robur и др., в южной - Eleagnus angustifolia, E. argentea, Ulmus pumila и др. В пределах исследуемой территории произрастают плетеночные виды ив: Salix alba, S. caprea, S. cinerea, S. pentandra, S. triandra, обитающие по днищам глубоких оврагов и балок. Местное население использует в качестве плетеночного материала для изготовления циновок не только прибрежно-водные растения - Typha (3 вида), Phragmites (1), Carex (2), Bolboschoenus (1), Scirpus (2), но и ксерофильные злаки (Achnatherum splendens, Leymus ramosus). По берегам ручьев и прудов произрастают Typha angustifolia, Т. latifolia, Epilobium hirsutum, E. palustre, E. tetragonum, Althaea officinalis, Urtica dioica, Lavathera thuringiaca ценные, как местный волокнистый материал. При создании клумб, бордюров, цветочных ковров большое значение имеют виды местной флоры, как хорошо приспособленные к климатическим и почвенным условиям края. Таких декоративных видов в нашей флоре 369 насчитывается 128. Например, можно использовать красиво цветущие растения, такие как желтые и оранжевые Anthemis, Galatella, пестрые Fritillaria, синие Consolida, Campanula, разноцветные Iris, или растения, имеющие седовато-беловатые листья: Matthiola, Veronica.
По месту обитания лекарственные растения подразделяются на лесные, луговые, степные, прибрежноводные. Среди лесных наиболее характерны Convallaria majalis, Chelidonium majus, Humulus lupulus, Hypericum perforatum, Origanum vulgare. Из луговых - Linaria vulgaris, Sanguisorba officinalis, Tanacetum vulgare. Прибрежноводные - Bidens tripartita, Persicaria hydropiper, Equisetum arvense. Из степных видов лекарственных растений наиболее широко распространены - Adonis vernalis, Inula helenium, Helichrysum arenarium, Artemisia scoparia, Echinops ritro, E. sphaerocephalus. Пустынные лекарственные виды: Peganum harmala, Ephedra distachya, Tanacetum achilleifolium и др.
Байрамные лески, пологие овраги, балки северной части рассматриваемой территории являются местами обитания таких медоносных растений, как: Lonicera tatarica, Prunus spinosa, Spiraea hypericifolia, S. crenata, Origanum vulgare, Glechoma hederacea.
По склонам меловых возвышенностей встречаются — Echinops ritro, Е. meyeri, Crambe aspera, С. tatarica, Nepeta pannonica, Salvia stepposa, S. pratensis, Alyssum tortuosum. Днища и склоны меловых оврагов и балок заняты следующими медоносными видами: Filipendula ulmaria, Scabiosa ochroleuca, Lathyrus tuberosus, Vicia cracca, Melilotus albus, M. officinalis, Onobrychis tanaitica и др.
В пустынной зоне тоже встречаются медоносы: Eleagnus angustifolia, Е. argentea, Convolvulus lineatus, Zygophyllum pinnatum, Z. turcomanicum.
Около ручьев и прудов произрастают такие медоносные виды, как: Geranium pretense, Chamaenerion angustifolium, Epilobium tetragonum, E. nervosum.
Среди пищевых растений выделяются следующие группы: овощные -зеленные (30 видов), плодовые (18), корне- и клубнеплоды (8), пряные (8), крахмалоносные (7), суррогаты кофе и чая (3).
Растения, употребляемые в пищу в качестве зелени: дикие луки (Allium - 8 видов), Rumex acetosa. В годы Великой Отечественной войны заготавливались и употреблялись в пищу: Chenopodium album, Malva pusilla, Descurainia sophia, Capsella bursa-pastoris, Chorispora tenella. Из растений с корневищами и клубеньками использовали такие виды, как: Arctium lappa, Phlomis tuberosa, Scorzonera tuberosa, Lathyrus tuberosus, Filipendula hexapetala и др.
Крахмалоносные растения также можно отнести к пищевым (Typha - 3 вида, Scirpus - 2, Phragmites).
Из плодовых видов главное место принадлежит Prunus spinosa и Rubus caesius. Местное население занимается также сбором плодов: Crataegus ambigua, С. sanguinea, Cerasus fruticosa, Cotoneaster melanocarpus.
Среди пряных растений наиболее часто применяют Artemisia dracunculus, Potamogeton pectinatum, Melissa officinalis, Mentha longifolia и др. К суррогатам кофе и чая принадлежат: Cichorium inthybus, Taraxacum officinale, Quercus robur, Triglochin maritima.
Из ядовитых растений наиболее широко распространены степные и пустынные виды: Anabasis aphylla, Peganum harmala, Lactuca tatarica, Artemisia austriaca и др. Среди лесных растений ядовиты: Aristolochia clematitis, Symphytum officinale, Calystegia sepium, Lamium amplexicaule и др. По ручьям и родникам произрастают ядовитые растения: Ficaria verna, Ranunculus acris, R. sceleratus, Conium maculatum, Cicuta virosa. Есть ядовитые и среди пустынных (Hyoscyamus pusillus, Petrosimonia monandra, Eremosparton aphyllum) и сорных (Cynoglossum officinale, Euphorbia virgata) растений.
Среди инсектицидных растений наиболее характерны: Clematis orientalis, Dodartia orientalis, Halochnemum strobilaceum, Tanacetum achilleifolium, T. millefolium, T. kittarianum.
Местное население широко применяло различные растения для окраски шерсти. Всего выявлено 32 вида. Красную краску получали из семян Peganum harmala и корней Limonium gmelinii и Onosma tinctoria.
Для розовых и бежевых цветов использовали корни Galium verum, G. ruthenicum. Для желтых тонов - траву Fumaria officinalis и Barbarea vulgaris. Зеленые цвета получали из Rhamnus cathartica, Chamaecytisus ruthenicus, С. borysthenicus, Caragana frutex. Из щелочного отвара Rubus caesius получался черный цвет. Кроме них для крашения применялись кора видов родов: Salix, Populus и трава Euphorbia и Urtica.
Широко распространенными дубителями являются виды таких родов как Limonium (7 видов), Tamarix (3), Rheum (1), Lythrum (2). Среди кермеков наиболее часто для дубления кож применялись: Limonium gmelinii, L. sareptanum, L. suffruticosum. Кроме них, в южных районах применялись amarix ramosissimum, Rheum tataricum. А такие виды, как Lythrum salicaria, L. virgatum использовали для пропитки рыбачьих сетей от гниения.
