Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Природные условия формирования почв и растительности 8
1.1. Оро-климатические условия Восточного Саяна 8
1.2. Мерзлотно-климатические условия Еравнинской котловины 5
1.3. Опустынивание как глобальный процесс и особенности его проявления в Байкальском регионе 15
Глава 2. Объекты и методы исследований 26
Глава 3. Информационно-статистическая оценка связи почв и растительности со средой на региональном уровне 32
3.1. Оценка сопряжения почва-среда 32
3.2. Оценка сопряжения растительность-среда 37
Глава 4. Пространственное распределение почв, растительности и мезопедобионтов на высотных градиентах и в условиях криолитозоны 41
4.1. Флора высших растений и лишайников высотных поясов Китойских Альп 41
4.2. Фитоценотический состав и сопряжение почва-растительность на высотном градиенте 44
4.3. Флора и растительность Еравнинской котловины и особенности сопряжения почва-растительность в криолитозоне 54
4.4. Оценка распределения мезопедобионтов по элементам рельефа 68
Глава 5. Оценка экологической напряженности территорий при опустынивании 79
5.1. Песчаные отложения как фактор опустынивания 80
5.2. Перестройка информационного портрета почв при опустынивании 86
5.3. Структурное разнообразие почв и опустынивание 102
5.4. Пространственно-временная динамика почв при опустынивании и оценка экологической напряженности территорий 118
Выводы 13f
Литература 13'
Приложения 14'
- Оро-климатические условия Восточного Саяна
- Оценка сопряжения растительность-среда
- Флора и растительность Еравнинской котловины и особенности сопряжения почва-растительность в криолитозоне
- Песчаные отложения как фактор опустынивания
Введение к работе
Актуальность. Действие экологических факторов носит не хаотичный, а последовательный градиентный характер. Градиенты экологических факторов имеют всеобъемлющий характер и на их всепроникающем действии основывается развитие всех объектов экосферы. В общем виде градиенты формируются за счет увеличения или уменьшения количества солнечного тепла, в результате перераспределения влаги и химических веществ в соответствии с высотой горной системы, мезорельефом, криогенными условиями, а также контрастами антропогенного происхождения.
Исследования таких важных составных частей окружающей среды, как почвы и растительность показывают, что необходимо исходить из «всюдности» и большого разнообразия природных градиентов. Именно такая идея лежит в основе данной работы.
Причиной возникновения экологических градиентов и контрастов в Бай кальском регионе служат горные системы с их высотно-поясной структурой вечная мерзлота с созданной ей особой ареной - криолитозоной, а также тако природно-антропогенное явление как опустынивание. Система почва-расті тельность, являясь основополагающей в поддержании экологического равнов< сия биосферы, реагирует на возмущающие воздействия и адекватно изменяет* в пространстве и времени.
В настоящее время в связи с глобальными изменениями климата в высок и средних широтах и широкомасштабным антропогенным прессингом данг система начинает давать сбои. Процесс опустынивания является одним из сл< ствий реакции экосистем на глобальные изменения и захватывает не только ] разийскую аридную полосу, но также субгумидные территории, в том чи криолитозону, как будет показано ниже, в той ее части, где радиационный деке сухости составляет менее 2,0. В этой связи возникает необходимость ] ширенных научных исследований реакции (отклика) системы по растительность на пространственно-временные, в том числе на глобальные менения факторов среды. Наибольшую эффективность в уяснении взаимосвязей природных явлений, в частности, состояния системы почва-растительность, имеют количественные методы, позволяющие проводить свертку разнообразной экологической информации, создавать адекватный и воспроизводимый информационный портрет объектов и процессов, извлекать новую информацию, содержавшуюся ранее в скрытой форме и осуществлять прогнозирование.
Проблема познания закономерностей функционирования системы почва-растительность и ее соотношения со средой становится особенно актуальной в Байкальском регионе, который признан ЮНЕСКО и включен в Список Участков мирового природного наследия. Дальнейшее усиление актуальности исследований связано с неизбежностью перехода человечества на путь устойчивого развития, роль в этом Байкальского региона как модельной территории устойчивого развития весьма велика. Кроме того, Байкальский регион является природным рубежом растительных, зоологических и почвенно-географических ареалов и служит материковым водоразделом между Пасификой, Арктикой и Центральноазиатским бессточным бассейном. Это обстоятельство накладывает особые экологические обязательства, т.к. дисбалансовое состояние на водоразделе по парагенетической цепи рассеивается на огромной территории геохими чески подчиненных ландшафтов.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось познание ко личественных закономерностей сопряжения почв и растительности с факторе ми среды.
В задачи входило:
На основе информационного и статистического анализов установить ос< бенности сопряжения в системах почва-растительность и по ва-растительность-среда на региональном и топологическом уровнях;
Вскрыть закономерности пространственного распределения почв, раст тельности и мезопедобионтов вдоль комплексных градиентов, индуцировЕ ных рельефом, мерзлотой и гидротермическим полем озерных систем;
3. Выяснить влияние опустынивания на пространственно-временную динамику почв, разработать прогнозные модели и оценить экологическое состояние территорий. Предмет защиты составляют следующие положения: связи в системах почва-растительность и почва-растительность-среда имеют вероятностную природу и вскрываются с помощью информационного и статистического анализов, в результате чего выделены приоритетные факторы и определены параметры экологических ниш;
Видовое и фитоценотическое разнообразие сосудистых растений и лишайников закономерно изменяется вдоль комплексных градиентов: высоты и экспозиции склонов в высокогорьях, мезо- и микроформах рельефа, мерзлотного гидроморфизма - в криолитозоне; озерные системы являются структурными центрами формирования особой котловинной циркумлимнической микропоясности, характеризующейся ослаблением взаимного контроля в ряду почва-растительность по радиальные направлениям, т.е. по градиенту ослабления напряженности гидротермиче ского лимнополя;
Опустынивание вызывает перестройку иерархической структуры информг ционного портрета почв, изменение их энтропии, а также биоразнообрази почвенной зообиоты.
Научная новизна.
Элементом новизны обладает методологический подход, реализованный работе, заключающийся в том, что пространственное распределение почв растительности на склонах высокогорий принимается подчиняющимся ко плексному градиенту высоты. В мезорельефе высотный градиент теряет св( дифференцирующую функцию, взаимодействие почв и растительности про] ходит под доминирующим влиянием экспозиционно-инсоляционного гради* та, в криолитозоне корректированного мерзлотным фактором. Впервые на і дельном участке долины р. Самарта изучено биоразнообразие растительно высотных поясов Китойских Альп и распределение почв и растительности под контролем фактора мерзлоты в условиях расчлененного мезорельефа, установлены количественные изменения взаимной сопряженности в системе почва-растительность. Озерные системы являются структурными центрами индуцирования особого лимнополя и специфической котловинной циркумлимниче-ской микропоясности. Взаимный контроль в системе почва-растительность снижается в радиальных направлениях вдоль градиента ослабления напряженности гидротермического лимнополя. Научно обоснована необходимость выделения Ширингинского соснового бора - уникального природного объекта, существующего в жестких мерзлотных условиях на экологическом пределе, в качестве памятника природы. Получены новые данные по иерархической структуре информационного портрета системы почва-растительность-среда и количественным параметрам ее перестройки при опустынивании. Показана новая возможность применения аппарата математической статистики для эволюционной интерпретации многолетнего материала. Выявлена 3-х этапность деграда-ционной трансформации почв, индицируемая по изменению структуры корреляционных зависимостей и дисперсии почвенных свойств. Разработаны модели. описывающие пространственно-временную динамику почв при опустынивании.
Практическое значение.
Проведенная климатическая параметризация опустынивания, в основе ко торой лежит комплексный показатель - радиационный индекс сухости, а такж разработанное численное шкалирование опустынивания повышает объектиЕ ность картографирования современной и особенно потенциальной деградаци земель. Установленный факт увеличения плотности корреляционных связей уменьшение дисперсии почвенных свойств в процессе эволюции опустыш вающихся почв дает возможность на основе мониторинговой информавд своевременно регулировать их экологическое состояние. Имеют значение д. региона разработанные прогностические модели. Обоснована возможное придания статуса памятника природы Ширингинскому сосновому бору в Ерав-нинском районе Бурятии. Результаты исследований используются в учебном процессе при ведении курсов по ландшафтоведению и мониторингу земель в Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р.Филиппова.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации обсуждались на международных конференциях: «Экология Южной Сибири» (Абакан, 2001), «Биогеография почв» (Сыктывкар, 2002), «Устойчивое развитие сельского хозяйства в бассейне оз. Байкал» (Улан-Удэ, 2002), «Народы Центральной Азии в XXI веке» (Улан-Удэ, 2002), всероссийской - «Экология Байкала и Прибайкалья» (Иркутск, 2001), а также региональных: «Земельные ресурсы Республики Бурятия» (Улан-Удэ, 1994), «Научная конференция, посвященная 75-летию Д.Ш.Фролова» (Улан-Удэ, 2000), «Вместе сохраним Байкал» (Чита, 2001), «Структура и функционирование экосистем Байкальского региона» (Улан-Удэ, 2002).
По материалам диссертации опубликовано 3 научные работы в центральных рецензируемых журналах, 2 приняты ими в печать, также имеется 14 материалов и тезисов и 1 учебно-методическое пособие.
Структура работы. Объем работы составляет 146 страниц, включая f глав, 18 рисунков, 21 таблицу и библиографию из 181 источника, из которых 1' - иностранных авторов; приложений 3.
Оро-климатические условия Восточного Саяна
Горы Южной Сибири являются частью Центрально-Азиатского орогенно-го эпиплатформенного пояса (Зятькова,1977). Это - возрожденные горы, возникшие на древнем докембрийском и палеозойском основании и испытавшие до основного этапа орогенеза длительный период платформенного развития. Для них характерны горстово-блоковые поднятия с широким распространением плоскостей выравнивания, т.е. высоко поднятых пенепленов (нагорий), плато унаследованных от платформенной стадии развития в палеозое. Это резко от личает их от молодых горных сооружений. Средняя крутизна склонов в высо когорье Восточного Саяна не превышает 21-22, тогда как в горах Кавказа : Карпат в хвойном поясе со средними отметками 1000-1500 м крутизна состаї ляет 20-28 (Лебков, 1967).
Центральным горным массивом восточной части Восточного Саяна явл. ется Окинское плоскогорье, расположенное в основном в системе верхнего т чения р.Оки. Плоскогорье характеризуется массивными, мягко очерченнь» формами рельефа и абсолютными высотами от 1800 до 2200 м. На юі восточной окраине плоскогорья, на водоразделе рек Оки и Иркута (на грани Бурятии и Монголии), расположен горный узел Мунку-Сардык ("вечный лец"). Его главная вершина (3492 м) несет небольшие ледники и является ві шей точкой Бурятии. На восток и юго-восток от Окинского плоскогорья ответвляются высокие, сильно расчлененные горные хребты - Тункинские и Китойские гольцы и Джи-динский хребет, причем последний служит переходным звеном от Восточного Саяна к Селенгинской Даурии. Эти хребты поднимаются до 2000-3000 м и более и обладают альпийскими формами рельефа: резко очерченными пирамидальными пиками, острыми гребнями, разрезанными узкими ущельями (Геология СССР, 1964).
В сложении Восточного Саяна отмечается широкое развитие в осевой части гнейсов, кристаллических сланцев, кварцитов, известняков, на Окинском плато - базальтовых покровов (Салоп, 1967).
Положение Восточного Саяна в центре Евразиатского материка, большая его удаленность от морей и океанов обуславливают значительную континен-тальность климата. Основными, определяющими его факторами, являются воздействия зимнего азиатского антициклона и западных ветров, несущих осадки.
Климат Восточного Саяна, вытянутого с северо-запада на юго-восток нг большое расстояние и соединенного с другими горными системами Южно? Сибири, в различных частях неодинаков.
Центральная часть Восточного Саяна, представляющая собой своеобраз ный горный узел, также находится под воздействием сибирского антициклона западных ветров. Значительная абсолютная высота местности определяет сш жение коэффициента континентальное климата по сравнению с окружающі ми котловинами и равнинами с 87-90 до 68-70 (Поликарпов и др., 1986). Пол жение территории на стыке нескольких ландшафтных провинций (Петре 1952) обуславливает некоторую переходность основных черт климата.
Климат центральной части Восточного Саяна относится к влажному с yiv ренно теплым летом и умеренно суровой снежной зимой (Жуков, 1965). В гор в течение всего года основным фактором, влияющим на распределение темі ратур, является рельеф. Зимой он как бы смягчает температуру воздуха. Ср няя температура января здесь составляет -16...-20С, тогда как в соседних котловинах Тывы она равна -28.. .-32С.
Летом горы способствуют снижению температур (средняя температура июля 8-12С). О некоторой мягкости климата гор можно судить и по величине годовой амплитуды температур 32-36С в горах и 36-40С в котловинах.
Центральная часть Восточного Саяна отличается значительным количеством осадков. Простирание хребтов поперек относительно господствующих западных ветров способствует задержанию осадков на склонах. С высотой количество осадков увеличивается. Зимние осадки составляют довольно большую долю от общего количества - средняя мощность снежного покрова достигает 60-80 см. Твердые атмосферные осадки в виде снега заносятся и за перевалы на подветренные склоны. Вследствие этого некоторые хребты во внутренней части Восточного Саяна в достаточной степени увлажнены. В целом же внутренние хребты получают меньшее количество зимних осадков.
Летние осадки очень обильны во всех районах центральной части Восточного Саяна. Этому благоприятствуют усиленная циклоническая деятельность местная циркуляция и повышенная конденсация влаги. Летом выпадает 60-70/ годового количества осадков, что составляет 160-180 мм (вычислено по данныг речного стока).
Большое количество атмосферных осадков приводит к нивелированш влияния экспозиции склона, что четко отражается на характере почвеню растительного покрова, который в циклонической провинции довольно однор» ден (Петров, 1952).
В пределах центральной части Восточного Саяна выделяются две больш: группы почвообразования - высокогорного и горно-таежного. Высокогорш пояс занимает самую верхнюю часть страны, располагаясь на высоте 1450-30 м н.у.м. Нижняя граница находится на различных гипсометрических уровня 1450-1800 м, что связано с особенностями климатического режима отдельн регионов. В связи с широким распространением климатических инверсий, в никающих из-за стекания холодных воздушных масс в нижние части склонов, часто наблюдается внедрение высокогорного пояса в горно-таежный.
Суровые климатические условия высокогорья, резкие внутрисуточные перепады температур, подавленность микробиологических процессов приводят к преобладанию в высокогорном поясе физического выветривания. Здесь, особенно в верхней части пояса, основным процессом является первичное почвообразование. Главное участие принимают литофильные лишайники и мхи. В средней и нижней частях пояса климатические условия становятся менее суровыми, появляются травянистые растения, кустарики и кустарнички, отдельные куртины древостоев. Усиленная микробиологическая деятельность и более богатый зольными элементами опад приводят к развитию процесса гумусонакоп-ления. В этих условиях формируются почвы с более развитым профилем. В целом же специфика почвообразования в высокогорном поясе приводит к образованию горно-тундровых, горно-луговых и горных лугово-лесных почв и подбу-ров (Горбачев, 1978; Колосов, 1983). Для всех почв характерны короткопро-фильность, сильная щебнистость, грубогумусность.
Оценка сопряжения растительность-среда
Исходный материал выбирался также из "Атласа Забайкалья" (1967), в котором в одном масштабе показаны карты растительности и гидротермических факторов. Последние были представлены: 1) суммой температур за период с температурами выше 10С (Тю), 2), температурой воздуха января (Ті), 3) температурой воздуха июля (TVn), 4) годовой суммой осадков (Ос), 5) вегетационным периодом (т), 6) континентальностью (К). Все вышеперечисленные факторы изменяются или создают неоднородность регионально-экологической размерности.
Первый фактор имеет пять состояний: 1200-1400, 1400-1600, 1600-1800, 1800-2000, 2000С; второй - семь состояний от -20С до -34С с интервалом в 2С; третий - четыре состояния от 14 до 20С с интервалом 2С; четвертый имеет пять классов-состояний: 1) 200-250, 2) 250-300, 3) 300-350, 4) 350-400, 5) 400-500 мм; пятый имеет четыре состояния: 1) 120- 130, 2) 130-140, 3) 140-150,4) 150 дней; и, наконец, шестой фактор - девять состояний от 55 до 95 с интервалом 5.
В качестве явления выступают степные Центральноазиатские формациі растительности в пределах Онон-Аргунского геоботанического округа и Забай кальских степных котловин, а состояния явления следующие: 1) Т - тырсовьк 2) Кр(а) - крупнозлаковые полидоминантные (а), Кр(б) - крупнозлаковые обильным участием караганы (б), 3) Мдз - мелкодерновинно-злаковые, 4) Тпч типчаковые, 5) Пжм - пижмовые с зарослями ильмовника, 6) Встр - вострец вые; а также интразональные сообщества: 7) П/кср - низкотравные частью п луксерофитные луга, 8) Пик - пикульниковые луга в сочетании с вострецовьп степями и солончаковыми сообществами, 9) Глф - галофитные луга с заросляї ив, 10) Лтт - лугово-тальниково-тополевый ряд ассоциаций, 11) Ссз - сырые лонцевато-злаковые луга, 12) ТрМ - тростниково-манниковые сообщества.
В табл. 5 представлены значения коэффициентов эффективности перед? информации от каждого фактора к растительности. Сопоставление этих ко фициентов позволяет считать, что в определении пространственного поведения растительности ведущее значение имеет такой фактор как суммы активных температур, затем январские температуры, атмосферные осадки, остальные факторы имеют меньшее сигнальное значение.
Высокая информативность среднеянварских температур объясняется тем, что между ними и мощностью снежного покрова в забайкальских степях существует корреляционная зависимость: чем ниже температура января, тем меньше высота снежного покрова. Соответственно этому глубже промерзание почв і больше запас холода в ней, что отрицательно сказывается на процессах весен него возобновления растительности.
Таким образом, видно, что термический фактор наиболее информативен Но в то же время становится непонятным, почему такой не менее важный пок затель, как континентальность несет наименьшую информацию. На наш взгля это можно объяснить тем, что континентальность является величиной прои водной от Т[ и Туи, которые по отдельности высоко информативны, а в сопр жении проявляется своеобразный взаимоингибирующий эффект и, как следе вие, уменьшение коэффициента эффективности передачи информации.
Определим однофакторные каналы связи в наиболее информативных сі темах: Р(Тю), Р(Ті), Р(Ос). Максимальная степень сопряженности выявлена жду растительностью и январскими температурами, при Ть равной -20... -22 а коэффициент информативности равен 1, иными словами только один тип р тительности (галофитные луга) приурочен к данному состоянию фактора. Также высокой степенью информационного соответствия обладают показатели среднегодовой суммы осадков, например, лугово-тальниково-тополевый ряд ассоциаций хорошо распознается суммой осадков 350-500 мм. Из заданных состояний фактора Т 10С высокое сопряжение с растительностью отмечается для значения 1200-1400С.
Используя процедуру автоматического определения наибольшего правдоподобия выявлены параметры экологических ниш отдельных растительных формаций Забайкалья, что в данной работе интерпретируется как информационный портрет изученных сопряжений объектов (табл. 6). Важно, что этот процесс не зависит от предпочтений исследователя, т.е. информационный анализ позволяет на сугубо объективной основе определить количественные параметры экологических ниш рассматриваемых формаций.
Тырсовые степи формируются преимущественно в пределах суммы температур за период с температурами выше 10С - 1800-2000С, январских температурах в пределах 24...-30С, для них характерен вегетационный период более 150 дней, температуры июля более 20 С, среднегодовое количество осадков 250- 350 мм. Вострецовые степи произрастают при довольно длительном (140-150 дней) вегетационном периоде, сумме активных температур более 2000С и среднегодовой сумме осадков - 250-300 мм. В то же время для них характерны низкие январские температуры - -28...-34С. У луговых формаций наблюдается широкий диапазон суммы осадков, например, тростниковые сообщества формируются в пределах 250-500 мм годовой суммы атмосферных осадков, т.е. в пределах всего диапазона этого фактора.
Если сопоставить значимость гидротермических показателей с пространственным распределением растительности, то на первом месте стоит сумма температур выше 10С, на втором - температуры воздуха в январе, на третьем -среднегодовое количество осадков.
Флора и растительность Еравнинской котловины и особенности сопряжения почва-растительность в криолитозоне
Определение закономерностей функционирования растительных сое ществ мерзлотных лесостепей имеет немаловажное значение. Лесостепи Заб; калья достаточно уникальны. Наличие мерзлоты накладывает свой отпечаток на растительность. Продолжительная морозная зима, мерзлота, короткий вегетативный период оказывают отрицательное действие на ход физико-химических и биологических процессов в почве, следовательно, на функционирование растительных сообществ (через действие, главным образом, термического фактора).
Исследования почв Еравнинской котловины, начиная с первых исследователей (Короткий, 1913; Семенова, 1956) и продолжаясь в трудах современных исследователей (Дугаров, Куликов, 1990; Куликов и др., 1997; Бадмаев и др., 1996 и др.), в той или иной степени посвящаются роли мерзлотного фактора в формировании их своеобразных черт. Однако в этих и других работах взаимоотношения почв и растительности в количественном аспекте не ставились на решение.
По ботанико-географическому районированию Еравнинская котловина относится к Северо-Забайкальскому горно-таежному и Онон-Аргунскому центрально-азиатскому степному геоботаническим округам (Атлас Забайкалья 1967). Характер растительного покрова Еравнинской котловины достаточн сложен и своеобразен (Сергиевская, 1951; Горшкова, 1954; Рещиков, 1961; Рас тительность..., 1977).
Для изучения характера взаимоотношений почв и растительности провс дились сопряженные исследования на двух иерархических уровнях: котловиі ном (внутрирегиональном) и топоэкологическом. При этом использованы м тоды разномасштабной картографической съемки и заложен экологичесю профиль через всю котловину от южного до северного бортов, тем самым п вторив маршрут М.А.Рещикова (1961), совершенный в 50-х годах XX века.
Наиболее теплая и относительно засушливая безлесная часть Еравнинск котловины представлена центрально-азиатскими формациями (рис. 4). Южь наиболее увлажненная и заболоченная часть занята осоковыми и вейниковы долинными переувлажненными лугами, местами в сочетании с ерниковыми и ивовыми зарослями.
На высоких террасах вокруг крупных озер формируются типчаковые и мятликовые степи в сочетании с зарослями степных кустарников.
В восточной, более приподнятой и слабозасоленной части котловины развиты вострецовые степи в сочетании с тонконогово-типчаковыми сообществами и местами с пятнами галофитов на мерзлотных лугово-черноземных солонцеватых и солончаковатых почвах в комплексе с мерзлотными солонцами по блюдцеообразным термокарстовым понижениям и солончаками на выпуклых участках с многолетними буграми пучения - булгунняхами. По выделяющимся на местности выпуклым формам рельефа локализуются испарительные геохимические барьеры.
Юго-западная, более влажная лесостепная часть котловины занята крупнотравными луговыми степями в сочетании с лесоопушечными лугами и лиственничными лесами. Здесь наибольшие ареалы составляют мерзлотные лугово-черноземные и мерзлотные лугово-лесные почвы.
На повышенных элементах рельефа остальной части приозерных равнин в северо-восточном направлении формируются низкотравные, частью остепнен-ные луга в сочетании с ерниковыми зарослями и кобрезиево-типчаковыми степями.
Предгорья и водораздельные поверхности горного обрамления котловинь заняты лиственничными ерниковыми лесами и редколесьями, а также листвен ничными осоково-моховыми заболоченными лесами с подлеском из кустарни ковых ив. На плоских водоразделах с системой полузамкнутых понижени формируются низкобонитетные лиственничные заболоченные леса с подлеско из ерника в сочетании с зарослями ерников и травяно-моховых болот.
Наибольшие изменения по сравнению с 50-ми годами прошлого столете произошли в физиономическом облике высоких слабонаклонных озерных те; рас. Они в значительной степени подвергнуты или распашке, или пастбищнь: дигрессиям. Так, приведенные М.А.Рещиковым (1961) парковые лиственничники на северном берегу оз. Малое Еравное сведены, в настоящее время здесь располагаются пашни и полынные залежи. О былом лесном покрове свидетельствуют отдельные куртинки и одиночные деревья.
Из заданных состояний растительности высокое сопряжение с солонцева-то-солончаковатыми почвами и мерзлотными лугово-степными солонцами отмечается для типчаково-мятликово-кобрезиевых и вострецовых сообществ с пятнами галофитов, коэффициент информативности соответственно составляет (Ки = 0,80; 0,75). Информативность осоково-вейниковых заболоченных лугов также высокая (Ки = 0,65). Максимальная величина информативности в системе почва-растительность характерна для непочвенных и парапочвенных образований типа выходов плотных пород и литоземов грубогумусных, на которых формируются подушки литофильных лишайников под лиственничным редколесьем. Березовые и березово-лиственничные леса с травяным покровом доминируют на сезонномерзлотных дерновых лесных почвах приозерной песчаноі наиболее теплой части Еравнинской котловины. Они маркируют одну из не многих таликовых зон многолетней мерзлоты.
Степные типчаково-мятликово-кобрезиевые и вострецовые с пятнами п лофитов фитоценозы встречаются только на черноземах и солончаках соотве ственно. Осоково-вейниковые заболоченные луговые сообщества индицирук и занимают самые низкие влажные и криоморфные позиции с мерзлотныл пойменными торфяно-глеевыми почвами.
Наибольшее разнообразие почв и низкие величины информативности рактерны для луговых степей (Ки - 0,30). Под этой растительностью формщ ются пойменные дерновые и луговые почвы.
Песчаные отложения как фактор опустынивания
Легкий гранулометрический состав пород и почв аридных и сухих субгу-мидных ландшафтов северного форпоста Евразийских степей задавал основной тон для периодического вслед за климатическими ритмами оживления процессов опустынивания, начиная, видимо, уже с раннего антропогена. Мозаичная структура ландшафтов и рисунок подстилающей поверхности, в немалой степени определялись режимом ветропесчаных потоков.
Континентальный эоловый литогенез принято связывать с периодами похолодания (Выркин, 1983; Оллиер, 1987 и др.). По разным оценкам, территория вокруг Байкала претерпела от 3 до 4-х эпох похолодания, причем покровногс оледенения на этой территории из-за дефицита влаги не наблюдалось, оледене ние носило горно-каровый характер, а в котловинах происходило образована многолетней мерзлоты (Стрелков, 1965; Базаров, 1986). Жесткий резкоконти нентальный климат, прослеживавшийся на протяжении всего четвертичноп времени, в периоды похолодания и экспансии в котловины подземного оледе нения становился еще более жестче и ариднее, вследствие консервации паро воды в леднике и дальнейшего уменьшения их парциального давления в атмс сфере. Это вызывало дальнейшее оживление никогда полностью не затухавших процессов эолового осадконакопления. Это позволяет считать современные процессы опустынивания на широтах Байкальского региона ни чем-то необычным, а вполне заурядным явлением, сквозным для всей региональной плейсто-цен-голоценовой истории ландшафтов. Особенность современного этапа - в повышении роли человека.
Грандиозные геологические события, развернувшиеся при байкальском рифтогенезе, не могли быть безразличными для всех сопредельных территорий. Возродившиеся горные системы продолжают диктовать условия экзогенеза, а также осадконакопления, перераспределяя терригенные осадки по большому периметру Центральной, Северной Азии и Дальнего Востока, т.к. эта территория является материковым макроводоразделом между Арктикой, Пацификой и Центральноазиатской бессточной областью.
По поводу происхождения мощных песчаных отложений среди исследователей нет единого мнения. Так, можно выделить гипотезу Черского о происхождении песков в результате постплиоценового подъема уровня воды в оз.Байкал и ингрессии байкальских вод в долины и впадины Забайкалья; гипотезу Обручева о самостоятельном (не связанном с подъемом уровня воды Е оз.Байкал) "забайкальском многоозерье"; гипотезу Д.Д.Базарова (1986) о доледниковом аллювиальном генезисе. В последнее время гипотеза Черского воз рождена С.С.Осадчим (1995).
Согласно новому изложению, возраст песков соответствует среднечетвер тичному времени максимального оледенения в горах бассейна оз.Байкал, когд происходило подпруживание рек ледниками и образование огромного единог Байкало-Селенгинского озерного водоема. Верхняя граница песков (800-900 н.у.м.) хорошо соответствует современной поверхности большинства КОТЛ( вин. Пески, залегающие выше этих высотных отметок, имеют уже иное, бол шей частью эоловое происхождение. При этом Осадчий не допускает возмо ным объяснять происхождение песков в результате тектонических прогибаш земной коры. Подпрудно-ледниковые озера - не уникальное природное явление. В ледниковые эпохи они периодически образовывались в регионе, а ныне существуют в виде Баунтовской и Еравнинской озерных систем.
Сквозной перигляциальный климат обусловливает постоянное продуцирование грубодисперсных частиц в высокогорье и их поступление в котловины. По Л.Пелтиеру (Peltier, 1950), физическое выветривание доминирует в ареале низкого количества атмосферных осадков и преимущественно отрицательных температур (рис. 7).
В регионе физическая дезинтеграция пород происходит с особой интег сивностью. Так, из данных геологов (Будз, Тржцинский, 1968) можно рассч тать, что образование 10-см слоя грубого элювия при физическом и морозш мерзлотном выветривании гранитов происходит всего за 30-90 лет, а извести: ков еще меньше - 5 лет. Одним из механизмов этого является аномально большая длительность периода с внутрисуточным переходом температуры через 0С, когда происходит термическое и криогидратационное расшатывание кристаллической решетки и текстурной основы минералов и пород. В среднем период с циклами попеременного замерзания-оттаивания в Байкальского региона составляет 100 дней в году.
Необходимо указать на то, что песчаные арены функционируют в режиме саморегуляции и самоподдержания, который заключается не только в их благоприятной несвязности, а потому легкости механического перемещения при воздействии водно-ветрового потока. Песчаные арены усиливают континенталь-ность и аридность климата. В виду высокой теплопроводности и низкой теплоемкости поверхность сухого песка легко перегревается в дневные часы и столь же быстро выхолаживается за ночь. Плотность потока эффективного излучения, как известно (Кухлинг, 1982), имеет вид: J = ІЇҐ, т.е. она растет пропорционально температуре в четвертой степени. Отсюда понятно, почему хорошо нагретая сухая поверхность песка за ночь выхолаживается до отрицательной температуры. В частности в этом видится "почвенно-физическая" часть механизма радиационных заморозков, нередко наблюдающихся в днищах песчаных котловин. Местное усиление континентальности и аридности песчаного ядре котловин накладывается на однонаправленный макроклиматический фон, чт( катализирует неустойчивость внутриконтинентальных степей Байкальского ре гиона. Механизмы саморегуляции также способствовали длительному сохране нию песчаных арен и их периодическому самовозобновлению, т.к. даже незна чительные изменения внешних условий тепловлагообмена могли вывести сие тему из квазиравновесия. Настоящий этап активизации опустынивания в Забар калье вызван наложением человеческой деятельности на природный тренд.
Песчаные арены в своем географическом распространении в регионе н разрывно связаны с кривоярскими песками нижнего плейстоцена (Предбайк лье и Забайкалье, 1965; Базаров, 1986). Они выполняют днища практически
Фазы эолового литогенеза и опустынивания: 1 - послеледниковое продолжение осадко накопления (нижний дриас D-3, Бёлинг, а также средний дриас D-2), расцвет стирающее эволюции почв и финал разрушения почв казанцевского и каргинского межледниковий; 2 относительный покой осадконакопления, связывание песчаных отложений почвообразовани ем (наследующая и развивающая эволюция почв) при потеплении в аллерёде {All); 3 - возоб новление активного развеивания песков при похолодании в предбореале {РВ) и бореале {ВО стирающая и наложенная эволюция почв; 4 - затухание осадконакопления, связывание net ков почвообразованием при атлантическом {А) климатическом оптимуме, захватившем такх суббореал {SB), развивающая и наследующая эволюция почв; 5 - постепенное увеличені подвижности песков при похолодании в субатлантике {SA), наследующая и наложенная эв люция при росте доминанты к стиранию облика среднеголоценовых почв, особенно в связи природно- антропогенным опустыниванием всех межгорных впадин, вершины низко- и среднегорий. Мощность песчаных отложений нередко достигает 600 м. По фаунистическому и спорово-пыльцевому комплексам, а также по следам криогенных дислокаций можно заключить, что отложение песков происходило в суровых условиях перигляци-альных степей, синхронных максимальному на широтах Забайкалья самаров-скому оледенению (Базаров, 1986; Равский, 1972; Региональная крполитология, 1989).
