И растительности степей Южного Урала

 

Стабильность экосистемы определенной территории как и стабильность всей мировой экосистемы напрямую связана с пространственным разнообразием (Murdock, 1975). Пространственное экологическое разнообразие растительного покрова - необходимое условие его сохранения при быстро меняющихся условиях среды. Стойкая экосистема способна оставаться малоизмененной в условиях нарастающего антропогенного вмешательства за счет достаточного числа внутренних и внешних связей, определяющихся ее видовым разнообразием (Frey, 1966; Duvianeau, Tanghe, 1967; Tooming, 1972; Eilart, 1976; Holling, 1973; Noy-Meir, 1974; McNaughton, 1978). Упрощение флористого состава, унификация растительности приводит к снижению устойчивости экосистем, снижению первичной биологической продуктивности биосферы, невозможности использования растительных ресурсов, их сохранения (Горчаковский, 1982).

Разнообразие видового состава сообществ гарантия их стабильности, важнейший признак фитоценоза (Работнов, 1950, 1978, 1992). Наиболее важным признаком, характеризующим флору является ее систематическая структура - количественное соотношение между видами в семействах, крупнейшими родами, принадлежность к определенным биоморфам, экологическим и фитоценотическим группам (Толмачев, 1959, 1974, 1976; Корчагин, 1976; Работнов, 1978; Лавренко, 1954).

Исследования, проведенные на степных участках Заволжья, Предуралья, Южноуральских низкогорий и Зауралья позволяют сделать сравнительный анализ флоры и растительности ключевых участков.

Видовое разнообразие флоры исследованных участков неодинаково. Наибольшее количество семейств отмечено в степях Предуралья и Южноуральских низкогорий - 73 семейства, 34 семейства характерно для участка Заволжских степей и 30 для Зауральских. Для сравнения – во флоре Губерлинских гор (Морозова, 1991) отмечено лишь 28 семейств. В группу 10 крупнейших семейств входят в общей сложности 14 семейств (табл. N 10), при этом 7 семейств характерны для всех анализируемых участков, четыре семейства Astreraceae, Poaceae, Fabaceae и Lamiaceae являются наиболее многочисленными, а Asteraceae и Poaceae всегда занимают 1 и 2 место в ранжировке. Такое распределение семейств полностью соответствует флористическому составу степного типа растительности.

В систематическом составе флоры есть особенности, позволяющие установить различия между анализируемыми участками степей. Так, в Зауральских степях в десятку крупнейших семейств входит сем.Chenopodiaceae, возрастает роль Scrophulariaceae и Brassicaceae, что приближает флористический состав Зауральских степей к флоре более южных районов Казахстана (Флора Казахстана, 1956; Иванов, 1961; Ильина, 1963, 1964, 1968), а во флоре Каракалпакии сем.Chenopodiaceae занимает первое по значимости место (иллюст. опред., 1983). Флора Заволжского участка характеризуется значительным количеством представителей сем.Alliaceae, Liliaceae, Ranunculaceae. На флору наиболее многочисленных 10 семейст анализируемых участков приходится более 50% видового состава (61%-79%).

Для всех участков наиболее разнообразными по видовому составу родами являются Astragalus, Artemisia, Stipa, Veronica, Plantago, они составляют от 10% до 15% флоры участков. В Зауральских степях выделяются роды Limonium, Tulipa, Serratula, что опять указывает на более южный характер флоры Зауралья.

Таблица 10

Ранжировка крупнейших семейств по числу видов

 

№	Название семейства	Заволжье	Предуралье и южноуральские низкогорья	Зауралье	Губерлинские горы (Морозова, 1991)
№ п\п	%	№ п\п	%	№ п\п	%	№ п\п	%
	Asteraceae				15,3				18,9
	Poaceae				8,7				13,4
	Fabaceae				9,0		4,9		7,2
	Lamiaсeae				4,0		2,7		5,6
	Ranunculaceae		4,7		3,4				3,9
	Alliaceae		4,7
	Liliaceae						4,1
	Scrophulariaceae				4,0		6,3		7,8
	Brassicaceae		3,5		7,0		4,8		3,3
	Rosaceae		3,5		5,0		4,1		7,2
	Apiaceae				3,6				3,9
	Caryophyllaceae				4,0		4,1		7,8
	Chenopodiaceae						5,6
	Plantaginaceae						4,1
Всего (%)		70,9				61,9

 

Важнейшим признаком организации фитоценоза является принадлежность видов к различным биоморфам (Уранов, 1960; Серебряков, 1962; Работнов, 1978). Для анализируемых участков характерно подавляющее преобладание многолетних травянистых растений (70%-80%), высока численность одно-двулетних растений, роль кустарников резко снижается в Зауральских степях, при возрастающей роли полукустарников (табл.11).

Таблица 11

Изменение соотношения биоморф, % от общего числа

 

Биоморфы	Заволжье	Предуралье и южноуральские низкогорья	Зауралье	Губерлинские горы (Морозова, 1991)
Деревья		1,8
Кустарники	3,5	4,35	2,0
Кустарнички и полукустарники		7,7	8,39
Многолетники	79,5		79,7	76,2
Одно – Двулетники	10,5	17,42	9,79	13,8

 

Рассматривая флору ключевых участков с точки зрения экологических групп растений (Борисова, Исаченко, Калинина, 1961) можно сделать вывод о преобладании ксерофильного экологического ряда, что характерно для всех настоящих степей. Растения гидрофильного ряда имеют незначительную численность (табл.12), при небольшом увеличении в Предуралье и Южноуральских низкогорьях.

Таблица 12

Изменение соотношения экологических групп, % от общего числа видов

 

Эко.группы	Заволжье	Предуралье и южноуральские низкогорья	Зауралье	Губерлинские горы (Морозова, 1991)
Гигро-гидрофиты	2,9	11,68	4,19
Мезофиты	12,2	20,59	3,49	10,6
Ксеромезофиты	11.7	29,3	6,99	13,3
Мезоксерофиты	22,8	20,19	21,67	28,3
Ксерофиты	46,8	18,21	55,93	47,8
Галофиты	3,5		7,69

 

Это увеличение связано с физико-географическими особенностями района - большое количество родников, ручьев, подходящих к поверхности грунтовых вод приводит к возрастанию в этих местах доли гидрофильных, гигрофильных растений, а также увеличению численности мезофитов. Для Зауральских и Заволжских степей характерно присутствие галофитов, характеризующих ту или иную степень засоления почв, здесь же отмечается и самая значительная роль ксерофитов.

Различные типы степей различаются по господству тех или иных экологофитоценотических групп растений (Борисова и др., 1957, 1961; Борисова, 1962; Дохман, 1969; Семенова-Тянь-Шаньская, 1966).

Таблица 13

Изменение соотношения экологофитоценотических групп, % от общего числа

 

Фитоценотические группы	Заволжье	Предуралье и южноуральские низкогорья	Зауралье	Губерлинские горы (Морозова, 1991)
Водные и прибрежно-водные	3,5	4,75	3,49
Луговые	10,5	21,38	4,19
Солончаково-луновые		3,96	9,79
Лугово-степные	15.78	15.29	9,79
Лесо-степные	1,16	4,75	1,39	10.6
Каменистые	5,26	3,96	7,69	14,6
Сорные	8,18	5,74	9,79	2,2
Степные	40,93	36.63	40,55
Пустынно-степные	7,6	3.56	13,28	1,7

 

Как видно из табл.13 в степных участках Заволжья преобладают степные и лугово-степные растения, они составляют 57% от общего числа видов, в степях Предуралья и Южноуральских низкогорий наряду со степными и луговостепными видами значительно увеличивается доля луговых и прибрежно-водных растений, что объясняется раннее отмеченными физико-географическими особенностями.

Наиболее сухими, приближающимися по всем признакам к более южным типам растительности являются степные участки Зауралья – при сокращающейся доле луговых, лугово-степных видов. В них увеличивается доля солончаково-луговых, каменистых и пустынно-степных растений.

Учитывая ранее отмеченное преобладание во флоре Зауральских степей сем.Chenopodiaceae, родов Artemisia, Limonium, значительную роль полукустарничков в сложении фитоценозов, можно заключить, что флора Зауральских степей по составу и структуре приближается к флоре более южных районов (Казахстана, Средней Азии).

В результате геоботанического изучения степной растительности, ключевых участков выделено и описано 3 подтипа степей, в том числе на Заволжском и Зауральском участках подтип настоящих степей, в Предуралье - настоящих и каменистых степей и на Южноуральском

Растительность Заволжского и Зауральского участков отличается меньшим разнообразием растительных сообществ. Выделяется здесь группа формаций разнотравно-злаковых степей с наиболее многочисленной формацией разнотравно-типчаковой. По остальным группам формаций наблюдаются следующие различия: в Зауральских степях большее значение имеют злаковые и полынные группы формаций, а также преобладание по площади злаково-разнотравной группы формаций, отсутствующей на Заволжском участке. Характерны особенности, связанные с засолением почв - значительное распространение фитоценозов с участием Artemisia pauciflora в Таловской степи (Заволжье) и растительности корковых солонцов с участием Нalocnemum strobilaceum, Salicornia europeae, Limonium caspium и др. в Зауралье (Рябинина и др., 1993).

Наибольшим разнообразием отличаются степи Южноуральских низкогорий. Это связано с большим разнообразием местообитаний, характерных для мелкосопочного рельефа с многочисленными выходами горных пород, склонов разной экспозиции, родников, ручьев, межгрядовых долин и т.д. Всего здесь выделено 44 ассоциации с явным преобладанием сообществ каменистых степей. В отличие от Предуральских степей, где также выделяются каменистые степи - для Южноуральских низкогорий характерно преобладание петрофитнозлаковых степей с большим количеством эндемиков и реликтов (Astragalus helmii, A.karelinianus, Oxytropis spicata, Orostachis spinosa, Thymus guberlineusis, Linaria altaica и др.).

Распределение степной растительности на территории Южноуральских низкогорий можно проследить на профилях пересекающих с северо-востока на юго-запад широкие межбугровые долины в районе пос.Ольховка на левобережье реки Урала. Наибольшее распространение имеют каменистые степи на вершинах бугров, на южных, юго-западных и юго-восточных склонах с выходами горных пород, щебневатыми, эродированными почвами. Настоящие степи характерны для межгрядовых понижений, склонов теневых экспозиций с почвами черноземами южными слабосмытыми. Луговые степи занимают ограниченную территорию в наиболее пониженных участках рельефа (рис.7).