Экология

Фокин Д.Ю., Федотова А.В.

Астраханский государственный университет, Россия

Особенности почвенно-растительного покрова засоленных местообитаний дельты Волги

Дельта Волги расположена на юге-востоке Восточно-Европейской равнины в пределах северо-западной части Прикаспийской низменности, на юге и юго-востоке Астраханской области, в умеренных широтах, в зоне пустынь и полупустынь. Климат умеренный, резко континентальный - с высокими температурами летом, низкими - зимой, большими годовыми и летними суточными амплитудами температуры воздуха, малым количеством осадков и большой испаряемостью.

Важнейшим экологическим фактором в дельте Волги является засоление почв. В данном регионе к засолённым относятся почвы, содержащие в каком-либо горизонте более 0,25% водорастворимых солей от общего веса сухого грунта. При таком критерии отнесении почв к засолённым родам в дельте их почти 50%.

Все засоленные почвы отличаются более тяжелым гранулометрическим составом, что обеспечивает преобладание восходящих токов влаги над нисходящими. Тогда как наличие песка в почвах наоборот способствует преобладанию гравитационной влаги, перемещающейся сверху вниз.

Основной причиной засоления почв является выпотной гидрологический режим. В дельте Волги, наряду с этим фактором, источником засоления могут быть неглубоко залегающие материнские засолённые породы – хвалынские глины бэровских бугров и лагунные морские отложения. Хотя и в этом случае подъём солей в верхние почвенные слои обязан преобладанию в почве восходящих водных потоков над нисходящими.

В дельте Волги солевой горизонт поднимается к поверхности, и засоление здесь в явном виде отражается на составе растительных сообществ. Тип засоления почв в дельте Волги в основном сульфатный и с хлоридно-сульфатным соотношением ионов. В буферных зонах дельты Волги на лугах низкого уровня к настоящему времени тип засоления сменился с сульфатно-хлоридного на менее токсичный - сульфатный. Это связано с увеличившимся водным стоком, который в дельте Волги привёл к вымыванию солей из почв лугов низкого уровня. На лугах среднего уровня произошла смена хлоридно-сульфатного типа засоления на сульфатный. На засолённых лугах высокого уровня - токсичный хлоридно-сульфатный тип засоления.

Происхождение горизонта аккумуляции легкорастворимых солей может быть связано с многолетним восходящим передвижением почвенной влаги от засоленных грунтовых вод к поверхности в соответствии с градиентом сосущей силы на фоне уже существовавшего засоленного горизонта как реликта солончаковой стадии развития почв или с подъемом уровня грунтовых вод в определенные более короткие периоды многолетнего цикла с повышенным увлажнением.

Растительный покров на солончаках неоднородный и определяется характером их засоления и содержанием солей.

На голых солончаках или сорах растительность сильно изрежена и представлена различными солянковыми и солянково-полынными растительными группировками, произрастающими на окраинах оголенных солончаков. Из таких растительных группировок представлены: сарсазаново-полынная (сарсазан шишковатый - Halocnemum strobilaceum и полынь Лерха - Artemisia lerchiana), две группировки со сведами (сведа высокая Suaeda altissima и сведа запутанная - Suaeda confusa), сарсазановая с однолетниками. Также часто встречаются солерос (Salicornia herbacea) и солянки (Salsola sp.). Состав растительных группировок однолетних солянок весьма изменчив по годам в зависимости от метеорологических условий.

На остепненных автоморфных солончаках произрастают бескильница (Puccinellia sp.), ячмень короткоостый (Hordeum brevisubulatum), кермек (Limonium gmelini), подорожник солончаковый (Plantago salsa), кокпек (Atriplex cana), астра солончаковая (Aster tripolium), бассия (Echinopsilon sedoides).

Растительный покров полугидроморфных и гидроморфных солончаков представлен клубнекамышево-ажрековыми ассоциациями. В значительных количествах им сопутствуют пырей ползучий, алтей лекарственный (Althaea officinalis), зубровка ползучая (Hierochloё repens), ситник Жерарда (Juncus gerardii), додарция восточная (Dodartia orientalis). Реже отмечаются здесь тростник обыкновенный, вейник наземный (Calamagrostis epigeios), солодка голая (Glycyrrhisa glabra) и др.

Растительный покров автоморфных солонцов представлен степными злаково-полынными ассоциациями, в состав которых входят полынь черная(Artemisia pauciflora ) и полынь белая (Artemisia alba), камфоросма (Camphorosma monspeliacum), прутняк (Kochia prostrata), кокпек (Atriplex cana), петросимония (Petrosimonia branchiata), типчак (Festuca sulcata), ромашник тысячелистный (Pyrethrum achilleibolium) и др. На поверхности солонцов часто встречаются водоросли и лишайники.

В состав растительного покрова полугидроморфных солонцов входят полынь черная (Artemisia pauciflora), полынь Шренка (Artemisia Schrenkiana), кермек (Limonium gmelini) и типчак (Festuca sulcata).

Растительный покров гидроморфных солонцов представлен луговой солонцовой растительностью, в состав которой входят вострец (Aneurolepidium ramosum), подорожник солончаковый (Plantago salsa), кермек (Limonium gmelini), полынь солончаковая (Artemisia nitrosa), бескильница (Puccinellia distans и др.), волоснец солончаковый (Elymus angustus) с примесью лугового разнотравья.

На засоленных почвах произрастают растения, адаптировавшиеся к высокому содержанию солей в почве – галофиты. Они отличаются специфическим видовым составом: так, есть целые «галофильные» семейства (маревых – Chenopodiaceae, франкениевых – Frankeniaceae, тамариксовых – Tamaricaceae). Здесь можно встретить солеросы, шведки, прибрежницу, марь красную и другие виды способные произрастать на засоленных почвах.

В зависимости от морфофизиологических особенностей и путей адаптации к засолению различают несколько групп галофитов (по Генкелю П.А.):

1. Эугалофиты (солянки). В основном это обитатели окраин оголенных солончаков или соров. В связи с высокой солеустойчивостью цитоплазмы эугалофиты способны поглощать и накапливать большие количества солей (до 45–50% от массы золы). Опад эугалофитов способствует засолению поверхностного слоя почвы. Например: солерос европейский (Salicornia europaea), сарсазан шишковатый (Halocnemum strobilaceum), виды родов Salsola, Petrosimonia, Suaeda и др.

2. Криногалофиты (солевыделители). Произрастают на сухих остепненных лугах западных и восточных придельтовых ильменей и северной дельты. Эти растения способны выделять наружу избыток соли в виде солевого раствора через особые железки на листьях. Сухой порошок соли сдувается с листьев ветром, осыпается или смывается дождем. Например: тамариксы, франкении, многие кермеки (Limonium).

3. Гликогалофиты. Это растения ксерофитного облика (например, многие полыни), корневая система которых малопроницаема для солей. Поэтому даже на сильно засоленных почвах в тканях растений соли не накапливаются. Произрастают на сухих остепненных лугах западных и восточных придельтовых ильменей, а также на автоморфных местообитаниях северной и центральной дельты.

4. Псевдогалофиты. Это группа растений, избегающих засоления благодаря глубокой корневой системе, т.е. их сосущие корни располагаются в глубоких малозасоленных горизонтах. Например: тростник (Phragmites communis). Произрастают на увлажненных лугах западных и восточных придельтовых ильменей, а также на полугидроморфных и гидроморфных местообитаниях нижней и приморской дельты.

В отличие от галофитов растения незасоленных местообитаний называются гликофитами.

В тоже время многолетние исследования сотрудников Астраханского государственного университета и Астраханского биосферного заповедника показывают, что после зарегулирования дельты Волги начался процесс активного засоления почв, а с 1990 года наблюдается тенденция сокращения территорий засоленных почв в дельте Волги, а также наблюдается процесс олуговения почв лугов среднего и низкого уровней дельты, т.е. постепенной смены галофитной растительности на луговую.

Таким образом, зарегулирование стока Волги привело к динамическим явлениям в почвенно-растительном покрове. Во время весенне-летних половодий в почвах дельты Волги ежегодно происходят процессы засоления/рассоления в зависимости от высотного положения конкретного участка. Увеличение общего содержания солей наблюдается на высоких подтапливаемых участках , уменьшение – на низких, длительно затапливаемых.

Следует ожидать, что рост уровня подъема вода во время весенне-летних половодий и их длительности в последние годы вызовет перераспределение содержания солей в почвах разных высотных отметок, а происходящие изменения в почвенном покрове повлекут за собой направленное изменение структуры и состава естественных фитоценозов дельты Волги.

Литература:

1. Горышина Т.К. Экология растений. М.: Высшая школа, 1979, 368с.

2. Колесников А.В., Соколова Т.А., Толпешта И.И., Сиземская М.Л. О составе обменных катионов и селективности катионного обмена в целинных солончаковых солонцах Северного Прикаспия//Вестник Московского Университета, Серия 17. Почвоведение, 2002, №3, С. 12-18.

3. Пилипенко В.Н., Сальников А.Л. Современное состояние и прогнозирование динамики фитоценозов буферных зон дельты р. Волги // II-я Всероссийская научная конференция «Эколого-биологические проблемы Волжского региона и Северного Прикаспия». Астрахань: Изд. АГПУ, 1999, С. 132-134.

4. Пилипенко В.Н., Сальников А.Л., Перевалов С.Н. Современная флора дельты Волги: Монография. Астрахань: Изд-во Астраханского гос. пед. ун-та, 2002, 138с.

5. Попов А.А. Систематика пойменных почв Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги // Почвоведение, 1960, № 5, С.65-71.

6. Роде А.А., Польский М.Н. Почвы Джаныбекского стационара, их морфологическое строение, механический и химический состав и физические свойства// Тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева, 1961, Т. 56, С. 3-213.

7. Структурные изменения экосистем Астраханского биосферного заповедника, вызванные подъемом уровня Каспийского моря / Под ред. Г.М. Русанова. Астрахань: ГУП ИПК «Волга», 2003. 223с.

8. Федотова А.В., Яковлева Л.В., Перевалов С.Н. Роль почвы в формировании естественных фитоценозов волжской дельты//Материалы конференции «Биосферные функции почвенного покрова», посвященной 100-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР В.А. Ковды, 15–17 февраля 2005г.: Тезисы докладов. Пущино, 2005, С. 98-99.

9. Фокин Д.Ю. Особенности почвообразования в дельте Волги // Актуальные проблемы современной биологии: Тезисы Российской студенческой конференции. 20 апреля 2005г. Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2005, С. 115-117.

E-mail: denisfokin@list.ru