Тема 8. Природные особенности и антропогенная трансформация биома степи

1. Природно-экологические особенности биомов лесостепи и степи.

2. Современное состояние экосистем лесостепной и степной зоны.

3. Процессы демутации степной растительности.

1. Природно-экологические особенности биомов лесостепи и степи.

Степи в России расположены южнее 55⁰33’ с.ш. и образуют широтную зону, постепенно спускающуюся к югу. В Европейской части России, где протяженность этой зоны с севера на юг превышает 1,5 тыс. км, распространен весь спектр степей, сменяемых на крайнем юго-востоке полупустынями и пустынями северного типа. За Уралом, в Западной Сибири зона степей России значительно сужена и, кроме ее западной и восточной части, прослеживается только полоса лесостепи. На территории юга Средней и Восточной Сибири степи расположены в межгорных котловинах и нижних высотных поясах гор.

Огромная протяженность стенных ландшафтов с севера на юг и с запала на восток определяет зональные и провинциальные изменения растительных сообществ. С запада на восток выделяют провинции: Европейско-Казахстанскую, Забайкальскую, Центральноазиатскую. По А.А. Чибилёву с севера на юг степи делятся на 4 подзоны: лесостепь, северная луговая степь, типичная степь и южная степь. По мере увеличения засушливости климата меняется облик растительности: от северной луговой степи через типичную ковыльную степь к южной типчаково-ковыльной степи.

Усиление континентальности климата в степной зоне связано с действием Сибирского антициклона. По мере движения на запад его воздействие ослабевает. Степная зона Восточной Европы доступна теплым и влажным воздушным массам, приходящим с Атлантики. 

Весной Сибирский антициклон ослабевает, а затем исчезает. На его месте вследствие прогревания земной поверхности и нижних слоев атмосферы устанавливается область низкого давления. Значения температуры июля мало различаются по мере движения по долготе: в Придунайской низменности 23 ^оС, на Южном Урале 22 ^оС, в Забайкалье 20 ^оС.

Важным фактором формирования степных биомов является количество и ритмика выпадения атмосферных осадков. В европейской лесостепи выпадает до 500 мм к югу и востоку количество осадков снижается - в Туве 215 мм. Испаряемость в Восточноевропейском секторе около 1000 мм.

Сезонный ход выпадения осадков определяется в Европе западным переносом, в Центральной Азии муссонами. В европейских степях осадки выпадают в основном весной и осенью; летом царит засуха. В степных областях Центральной Азии наблюдается летний пик увлажнения на фоне засушливых и холодных весны и осени. Здесь под действием летнего муссона дожди выпадают в течение 1-1,5 месяцев (в июле-августе).

Выдающимся феноменом степных биомов являются черноземы – самые богатые почвы на планете. Классическая область их распространения – причерноморские и приазовские степи. Определяющими условиями формирования типичного чернозема являются высокая продуктивность травянистой растительности, засушливое лето и известьсодержащие почвообразующие и материнские породы (лёсс, мел, известняк).

Степные травы ежегодно продуцируют десятки тонн зеленой и корневой массы на гектар. Эта масса потребляется растительноядными животными; значительная ее часть отмирает и разлагается редуцентами. Накопление гумуса в черноземах является следствием неполного цикла деятельности микроорганизмов, которые из-за летней засухи и зимних морозов успевают осуществить лишь первые стадии трансформации органического вещества. Это приводит к резкому доминированию в черноземах процессов гумификации органических остатков над процессами их минерализации. Известьсодержащие материнские породы способствуют связыванию гуминовых кислот в труднорастворимые гуматы кальция. Таким образом, осуществляется главный процесс формирования черноземов - гумусонакопление. По мере продвижения на юг условия для образования черноземов в связи с повышением температуры и усилением засушливости климата становятся все менее благоприятными.

Подзональные различия степных биомов находят отражение в почвенном покрове: от луговых степей к опустыненным последовательно сменяют друг друга мощные, обыкновенные и южные черноземы, темно- и светло-каштановые почвы.

При движении с севера на юг отмечаются следующие изменения в растительном покрове: 1) густой травостой луговых степей сменяется разреженным на юге; 2) красочность степей уменьшается; 3) на севере преобладают многолетники, к югу значительно усиливается роль однолетников; 4) широколистные злаки к югу уступают место злакам узколистным – ковылям, типчаку и др.; 5) видовая насыщенность (число видов на определенную площадь) убывает от 50-80 видов на севере до 10-12 на юге. Ксерофитизация степей к югу все более усиливается, и степи постепенно переходят в полупустыни.

В самых общих чертах можно говорить о северных и южных типах степных биомов. В северных степях доминируют красочное разнотравье и широколистные злаки (костер, дикие овсы, полевица), из ковылей – ковыль обыкновенный и узколистный. Южные степи – ковыльно-типчаковые с южным разнотравьем и узколистными злаками (ковыль Лессинга, ковыль-тырса, типчак, полыни).

Растительности степей свойственна ксероморфность (мелколистность, опушение, восковой налет и др. приспособления для сокращения расходов на транспирацию, мощная корневая система и др.), сезонность вегетации (вспышки вегетации эфемеров и эфемероидов, изменение внешнего облика за счет развивающихся в массах цветущих растений, сменяющих друг друга).

Характерны для степей и однолетние эфемеры, и многолетние эфемероиды. Встречаются кустарники: степная вишня, спиреи. На поверхности почвы растут ксерофильные мхи и накипные лишайники, сине-зеленые водоросли. В условиях степи растения выработали и специфические приспособления для распространения плодов и семян: форму «перекати-поле» образуют синеголовник равнинный, качим метельчатый, зопник колючий, кермек татарский и др.

Животный мир степей так же, как растительность, обладает своими подзональными и провинциальными особенностями. Например, в Европейско-Казахстанской провинции в состав эндемиков входят несколько видов сусликов, байбак, слепыш, большой тушканчик, обыкновенный хомяк, степная мышовка, антилопа, сайгак. Из наиболее характерных птиц следует назвать стрепета, дрофу, малого журавля, степного луня, степного орла; из пресмыкающихся степную гадюку, разноцветную ящурку.

Для естественных ландшафтов открытых степных равнин характерны крупные стадные копытные и грызуны. Отсутствие естественных укрытий обусловило то, что степные копытные обладают быстрым бегом и хорошим зрением, а грызуны укрываются в норах. Суровая зима заставляет многих зверей и птиц откочевывать в более южные районы.

Названные группы животных не только потребляют растительную массу, но и активно воздействуют на почвенно-растительный покров, разбивая дернину и роя многочисленные норы. Если же биопродуктивность растений не регулируется, накапливается мощный слой ветоши, дернины злаков уплотняются, так что семенное возобновление становится невозможным, многие виды не выдерживают конкуренции и биоразнообразие сообществ резко падает. В естественных условиях численность животных и биопродуктивность растительности саморегулируются и степные биомы развиваются устойчиво.