Бекешев К.¹, Шарипов Ш.Ф.², Пудов А.М.¹, Норцева М.А.¹,Пудов И.М.¹

1 Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова

2 Каркаралинский государственный национальный природный парк

Комплексный подход к исследованию экосистем с биотопами обитания растений и животных Каркаралинского государственного национального природного парка

Для изучения биогеографических закономерностей в ходе научных исследовании использовался ландшафтный или ландшафтно-динамический подход, позволяющий выявить механизмы внутриландшафтных и межландшафтных связей. Суть его заключается в том, что все живые и неживые материальные объекты изучаемой территории рассматриваются как самостоятельные равноправные взаимосвязанные элементы природного комплекса [1].

Экосистемный подход позволяет наиболее глубоко проанализировать особенности функционирования живых организмов во взаимосвязи с условиями среды обитания, определить оптимальные и критические пределы их жизнедеятельности, выявить динамические тренды, оценить ресурсный потенциал. В то же время, ландшафтный подход, дает целостное представление о пространственной и хорологической структуре морфолитосистем, без чего не возможно понимание закономерностей пространственного размещения и эволюции экосистем. Оба этих подхода дополняют друг друга, а их комплексное использование значительно повышает качественный уровень проводимых исследований.

Экосистема, как территориальная единица, соответствует понятиям «биогеоценоз» или «биотоп». Это часть территории, характеризующаяся однородным рельефом, одним типом или подтипом почв и набором растительных сообществ, относящихся к одной ассоциации с общим составом экобиоморф и характерных видов, одинаковым диапазоном флюктуаций видового состава и продуктивности, однотипной сукцессионной тенденцией, сходной реакцией на природные и антропогенные воздействия и устойчивостью к ним. Для экосистемы характерен определенный тип отношений между компонентами и вещественно-энергетический обмен с внешней средой» [2].

Обилие форм мезо– и микрорельефа и неравномерное распределение почвенного покрова обусловливают большое разнообразие экологических условий, и вследствие этого фауна и флора низкогорья имеет специфический характер. Основными критериями при выделении типов местообитаний принимается: положение в вертикальном разрезе рельефа, степень развития почвенного покрова и условия увлажнения.

На исследуемой территории Каркаралинского государственного национального природного парка (КГНПП) выделено 6 типов основных растительных экосистем связанных с биотопами обитания фауны (таблица).

Таблица - Список выявленных типов экосистем КГНПП

1. Экосистемы крутосклонных и скалистых низких гор

1.1 Кустарниковые экосистемы

1.1.1 Арчевники с единичными злаками, петрофитными растениями и накипными лишайниками на пологих скальных склонах

1.1.2 Жимолостники (жимолость мелколистная) на крутых террасированных скальных склонах с овсецовыми сообществами на террасах

1.2 Степные экосистемы

1.2.1 Овсецовые степи на высоких крутых склонах гор

1.2.2 Петрофитно-типчаково-овсецовые степи на склонах в сочетании с розариями (шиповник колючейший) под скальными выступами вершин и серийными петрофитными сообществами и осочкой на сглаженных вершинах, местами трансформированные под влиянием выпаса

Продолжение таблицы

1.2.3 Серийные овсецовые и петрофитноразнотравные сообщества на крутых склонах со спирейными зарослями по подножью гор и глубоким логам.

1.2.4 Овсецово-ковыльно-карагановая степь в нижних частях пологих склонов в сочетании с холоднополынно-петрофитными сообществами куполообразных вершин и верхних частей склонов

1.3 Луговые экосистемы

1.3.1 Остепняющиеся луга (солодково-злаковые, злаково-солодковые, разнотравно-злаковые) с фрагментами степных (типчаково-ковыльных) сообществ и земляничными полянами на внутренних возвышенных плоских поверхностей низкогорий с лугово-каштановыми почвами

1.4 Скальные экосистемы

1.4.1 Петрофитноразнотравные, осочковые и типчаковые серийные сообщества с накипными лишайниками на выходах скальных пород на сглаженных вершинах

1.4.2 Серийные петрофитные сообщества (петрофитноразнотравные, осочковые, типчаковые) с поселениями накипных лишайников на выходах скальных пород обнаженных вершин

2. Экосистемы холмисто-грядовых низких гор

.1 Лесные экосистемы

2.1.1 Сухие лишайниковые (Cetaria islandica, Cladonia silvatica) сосновые леса на гранитах

2.1.2 Сосновое редколесье на выходах гранитных плит с тырсовыми степями на неполноразвитых и малоразвитых щебнистых и каменистых почвах

2.2 Кустарниковые экосистемы

2.2.1 Арчевники с единичными злаками и петрофитными растениями и накипными лишайниками на пологих скальных склонах

Продолжение таблицы

2.3 Степные экосистемы

2.3.1 Разнотравно-овсецовые степи на пологих склонах сопок в сочетании со спирейными зарослями по подножью

2.3.2 Холмы и гряды с пологими склонами. Типчаково-холоднополынные сообщества в верхних частях и тырсовые степи в нижних частях склонов

2.3.3 Холмы и гряды со скальными выходами пород на вершинах. Холоднополынно-овсецовые степи с кустарниками (спирея, карагана) по склонам в сочетании с розариями (шиповник колючейший) по ложбинам стока и петрофитами на вершинах

2.3.4 Полынно (п.лессинговидная, п.холодная)-карагановые степи по склонам и вершинам холмов и гряд с дерновинозлаковыми (типчак, тырса) спирейниками по логам

2.3.5 Холоднополынно-тырсовые и тырсово-холоднополынные с петрофитами сообщества на западных склонах и овсецовые сообщества с караганой на восточных склонах холмов

2.4 Скальные экосистемы

2.4.1 Обнаженные гранитные вершины, покрытые накипными лишайниками с редкими соснами единичными петрофитными растениями

3. Экосистемы шлейфов низких гор

3.1 Степные экосистемы

3.1.1 Типчаково-тырсово-красноковыльная с кустарниками (карагана, спирея) степь на каштановых почвах на внешних (восточных) шлейфах гор

3.1.2 Типчаково-тырсово-карагановая степь с петрофитным разнотравьем и холодной полынью на каштановой защебененной почве на внешних (западных) и внутренних шлейфах низких гор

3.1.3 Караганово-холоднополынно-тырсовая степь на каштановой суглинистой почве внешних (западных) шлейфов низких гор

Продолжение таблицы

3.1.4 Типчаково-красноковыльная степь на каштановой почве в сочетании с остепняющимися лугами внешних (северо-восточных) шлейфов низких гор

4. Экосистемы долин ручьев и речек

4.1 Лесные экосистемы

4.1.1 Березняки с мезофитными кустарниками (смородина) и фрагментами влажных лугов в ущельях и долинах ручьев

4.1.2 Осиновые и сосновые березняки с кустарниками и фрагментами влажных лугов в ущельях и долинах ручьев

4.2 Луговые экосистемы

4.2.1 Разнотравные луга (кровохлебковые, подорожниковые и солонечниковые) на аллювиально-луговых почвах в сочетании с березняками (ивовые, осиновые) и фрагментами болотистых лугов на лугово-болотных почвах долин речек

4.2.2 Остепняющиеся луга (солодково-типчаковые, типчаково-солодковые) на лугово-каштановых почвах долин речек

5. Экосистемы межгорных равнин с выходами ключей родников

5.1 Степные экосистемы

5.1.1 Петрофитноразнотравно-типчаково-тырсовая степь на защебненной каштановой почве повышенных мест в сочетании с лугами и березовыми колками по понижениям с луговыми и лугово-болотными почвами вблизи выходов родниковых вод

6. Аквальные экосистемы

6.1 Экосистемы пресных водоемов

На профиль обследованной местности накладывается распределение растительности по типам экосистем из которых выделяются (картируются) биотопы обитания тех или иных видов флоры и фауны. Наиболее характерные участки ландшафта представлены на рисунках (1-6).

Рисунок 1 - Степные участки

Рисунок 2 - Сосновые редколесья

Рисунок 3 - Луговые участки вдоль поймы ручьев

Рисунок 4 Типчаково-красноковыльная степь (северо-восточных) шлейфов низких гор

Рисунок 6 Лес из березы киргизкой

Рисунок 5 Пресный водоем озеро Самал (Пашено)

Бедность видового состава и низкая численность, спорадичность распространения и характер биотопической приуроченности, представителей ряда таксономических групп животных объясняется крайне неблагоприятными условиями существования в гранитных низкогорьях. Здесь в зональных условиях наблюдаются: высокая теплопроводность гранитных пород, отсутствие развитого почвенного покрова, слабое развитие или полное отсутствие травянистой растительности и подлеска под лесным пологом, малое количество выпадаемых за лето осадков, резкие перепады температур в течение суток, слабая кормовая база, как для фитофагов, так и для зоофагов, отсутствие условий для норения животных и обустройства гнезд для птиц, интенсивная инсоляция, усиленное давление антропогенного пресса и т.п.

В настоящее время ключевыми факторами, определяющими, распространение и численность животных в лесах и на прилегающих к ним территориях являются: разрушение местообитаний и их фрагментация, плохие защитные и кормовые условия угодий.

Животные, сезонно или круглогодично обитающие на данной территории находятся под постоянным воздействием антропогенного влияния. Многие из них нуждаются в охране. [3].

В проточных и непроточных водоемах КГНПП, зарегистрированы следующие виды рыб как аборигенов, так и интродуцентов: - щука, окунь речной, сибирская плотва, караси – серебряный и золотой, сибирский елец, сибирский пескарь, пятнистый губач, гольян Игнатова, гольян Чекановского, обыкновенный гольян, озерный гольян, карп, сазан. Наиболее незащищенными среди перечисленных видов являются аборигены: пятнистый губач, гольян Игнатова, гольян Чекановского.

Амфибии находятся в более или менее экологически стабильном состоянии. На горных территориях и сопредельных с ними равнинах обитают только два вида амфибий – остромордая лягушка и зеленая жаба.

Из 6 видов рептилий: ящерицы- прыткая и живородящая, узорчатый полоз, обыкновенный уж, степная гадюка и обыкновенный щитомордник, или щитомордник Палласа у опасной черты оказались степная гадюка и живородящая ящерица.

Птицы в силу их экологических особенностей, в частности таких как слабая устойчивость к фактору беспокойства, гнездовая консервативность, оказались уязвимыми ко всякого рода антропогенным воздействиям. На данный момент достоверно установлено 174 вида птиц, обитающих на территории КГНПП и прилегающих участках.

На рассматриваемой территории обитают представители пяти отрядов класса млекопитающих: насекомоядные, грызуны, зайцеобразные, хищные, парнокопытные. На изучаемой территории установлено, обитание 47 видов млекопитающих.

Фауна беспозвоночных изучена слабо и представлена типичными видами характерными для смежных природных экосистем – полупустынные, степные, лесные, луговые, горные, а также водные, береговые, солончаковые.

Подавляющее большинство зарегистрированных видов относится к классу насекомых, что в целом характерно для аридных территорий. Недостаток влаги и особенности почвенно-растительных условий определяют особенности населения беспозвоночных животных степей, где преобладают растительноядные формы, поглощающие массу сочного корма как для питания, так и восполнения влаги тел. Прежде всего, это различные прямокрылые - многочисленные виды саранчовых и кузнечиков.

Встречается большое разнообразие жесткокрылых: жуки-чернотелки, жужелицы, пластинчатоусые, щелкуны, мертвоеды, листоеды, долгоносики и другие. Большинство степных жесткокрылых тесно связано с почвой, где они находят укрытия и где часто происходит развитие личинок – жужелицы, хрущи, хрущики, чернотелки, долгоносики и другие. Личинки многих двукрылых и перепончатокрылых также развиваются в почве. На стеблях и листьях растений обычны тли, клопы, некоторые долгоносики. Вокруг цветущих растений обычны - шмели, пчелы, бабочки, мухи. Среди последних есть и активные хищники - ктыри.

В КГНПП выявлено произрастание 339 сосудистых, 64 видов лекарственных растений, относящихся к 55 родам и 23 семействам. Наибольшее число видов принадлежит семействам Сложноцветные, Губоцветные, Бобовые и Розоцветные.

Проведенное ландшафтное зонирование по профильным участкам позволило выявить шесть основных типов экосистем территории КГНПП с биотопами обитания изучаемых видов растений и животных. Изучение популяций привязанных к типам экосистем дает возможность вносить данные в систему картирования ГИС.

Современные исследования биоразнообразия территорий основанные на комплексном подходе с учетом пространственно-биотопического распределения фауны и флоры при многолетних наблюдениях позволяют замечать малейшие изменения происходящие в экосистемах и прогнозировать их состояние в дальнейшем. Комплексный ландшафно-экосистемный подход лучшая основа для системного мониторинга изучаемых территорий, так как биоразнообразие определяется в пространственно-временном континиуме с привязкой видов к конкрентным местам их обитания, с учетом обилия и состояния популяции.

Литература:

1 Солнцева Н.А. Избранные труды. Учение о ландшафте. М.: Изд. МГУ, 2001. 383 с

2 Пузаченко Ю.Г., Дьяконов К.Н., Алещенко Г.М. География и мониторинг биоразнообразия // Разнообразие ландшафта и методы его измерения. М.: Экоцентр МГУ, 2002. С. 143–302.

3 Исенов Х.А., Охмат Н.А. Эколого-ценотическое своеобразие лесных экосистем гранитных низкогорий Центрального Казахстана //Социальные, философские, экономические, политические и медицинские проблемы экологии и демографии: Сб. статей к Респ. Конф.-Караганда: Изд-во обкома партии, 1990.- С. 98-102.