Ковыльная степь
Ковыльную степь можно подразделить на северную, богатую разнотравьем зону, развитую на обыкновенном черноземе, и южную, бедную разнотравьем зону, связанную с южным черноземом. Виды разнотравья менее засухоустойчивы, чем степные злаки, и поэтому с увеличением сухости климата они становятся все менее конкурентоспособными.
Но все они проникают в аридную область гораздо дальше, чем древесные растения, ибо, как и злаки, рано заканчивают вегетацию; во время засухи их надземные части засыхают. Некоторые поздноцветущие виды разнотравья,[например определенные зонтичные (как Eryngium или Peucedanum) либо сложноцветные (как Artemisia4 Centaurea или Linosyris), обладают очень глубоко проникающей корневой системой или утолщенными стержневыми корнями, в которых скапливаются запасы воды. Большая часть их листьев, и прежде всего розеточные листья, к началу засухи засыхает, соцветия же, расходующие мало влаги, сохраняются живыми. Определенные виды, такие, как Artemisia и полукустарнички из маревых, даже более засухоустойчивы, чем злаки, и сменяют их, как мы увидим ниже, в полосе перехода степи в полупустыню.[1] Эти сухие луга обычно антропогенного происхождения; распространяются они после г сведения леса на сухих местообитаниях; подробно описаны Элленбергом (см. «Phytologie», Bd. IV, 2).
[1]H-Nikfeld, Zur Xerothermen Vegetation im Osten Niederosterreichs, «Verb. Zool.-Bot. Ges.», Wien, 103/104, 1964, S. 152—181.
На границе между луговой и ковыльной степью доминантами становятся ковыли, ости которых в период цветения придают степи серебристый оттенок. Степь напоминает седое волнующееся море, когда травостой колышется от легкого ветра (рис. 73). В это время года степь особенно красива. Из ковылей важнейшими являются: Stipa Iessingiana и на юге S. ucrainica. В северных частях степи встречаются также Stipa Stenophylla и S.
Joannis (из группы S. pennata), но сомкнутый покров эти виды образуют редко. Следует назвать и ковыль-тырсу (Stipa capillata). Большая сухость климата в южной степной зоне обусловливает не только низкий рост растений и ксероморфное строение ассимилирующих органов, но и небольшую плотность растительного покрова. Поэтому на свободных пространствах между многолетниками поселяются многочисленные однолетние и низшие растения. Терофиты особенно хорошо развиваются влажной весной и бесследно исчезают с началом сухого периода после созревания семян.В составе травостоя значительную роль играют также луковичные теофиты (виды Tulipa, Ornithogalum, Gagea, Crocus и многие другие).
В разные времена года ковыльные степи, подобно луговым степям, дают ряд аспектов. Приведем в качестве примера смену аспектов богаторазнотравной ковыльной степи в районе Старобельска.
I. Предвесенний аспект. Тотчас после схода снега, во второй половине марта, между остатками прошлогодних растений начинают зеленеть мхи (Syntrichia — Tortula ruralis) и развивается густой покров сине-зеленой водоросли (Nostoc commune).
II. Ранневесенний аспект. Во второй половине апреля появляются цветущие растения: разноцветные пятна низких Iris pumila, ярко-желтые крупные звезды Adonis Wolgensis и желтовато-зеленые звездочки Gagea pusilla и G. bulbifera. Весьма многочисленны маленькие озимые однолетники (Draba verna и Holosteum umbellatum)·, на слабозасоленных почвах цветут тюльпаны (Tulipa Schrenkii и Т. biebersteiniana).
III. Аспект разгара весны. Вскоре степь зеленеет, и на общем зеленом фоне «вспыхивают» многочисленные светлые соцветия Orobus albus и О. pallescens, Anemone silvestris, Valeriana tuberosa, желтые цветки Potentilla opaciformis iiP. patula. Но лучшим украшением украинских степей служат пионы (Paeonia tenuifolia), предпочитающие северные склоны. В это же время появляются первые ковыли (Stipa Joannis и S. ruben- tiformis). Начинают цвести кустарники, образующие сплошные заросли на склонах и каменистых почвах: терн (Prunus spinosa), миндаль степной (Amygdalus папа) и кара- ганник кустарниковый (Caragana frutex).
IV. Раннелетний аспект. Во второй половине мая и до середины июня степь достигает наибольшей красочности. Цветут ковыли (особенно Stipa Iessingiana и S. rubenti- Jormis), различные другие злаки (Festuca sulcata, Koeleria gracilis, Bromus riparius). Между белыми метелками ковылей проступают синие соцветия шалфея (Salvia nutans), белые цоцветия Filipendula hexapetala, Trifolium montanum и Arenaria graminifolia, светло-голубые незабудки (Myosotis Silvatica), голубые колокольчики (Campanula steveni), красные головки юринеи (Jurinea arachnoidea) и высокие свечки румянки (Echium rubrum).
V. Аспект разгара лета. Постепенно красочность степей тускнеет. Уже во второй половине июня степь начинает приобретать бурый оттенок. Цветут лишь немногие виды: желтые Galium verum и Centaurea ruthenica, беловатый подорожник (Plantago media), фиолетово-красные Serratula radiata, Jurinea Iinearifolia и местами Salvia nemerosa. В это время года цветет и большинство растений, образующих перекати-поле (Statice tatarica, Serratula Xeranthemoides, Phlomis pungens, Statice Iatifolia и др.). Преобладают желтый и голубой с красноватым оттенком цвета.
VI. Позднелетний аспект. Со второй половины июля до начала сентября в облике степи доминируют жесткие, с металлическим блеском ости ковыля (Stipa capillata) и многие зонтичные (Peucedanum ruthenicum, Ferula ferulago, Seseli tortuosum, Falcaria vulgaris и др.). В это время цветет также грудница мохнатая (Linosyris villosa).
VII. Осенний аспект. C середины октября до снегопада степь безжизненна. Осенняя влага пробуждает к жизни только низшие растения (водоросли, мхи).
Еще южнее виды Filipendula hexapetala, Trifolium montanum, Anemone silvestris, Echium rubrum и др., характерные для луговой степи, распространены только во влажных балках.
Рис. 75. Южная ковыльная степь в разгар весны; вертикальная проекция, квадраты дециметровые (по Вальтеру и Алехину, 1936).
Слева направо: Siipa ucrainica, Geranium ucrainicum, Pyrethrum mil Iefoliatum,
Stipa capillata (до цветения), Draba пета, Festuca sulcata (2 экземпляра),
Stipa I essingiana.
В качестве примера самой южной, бедной разнотравьем ковыльной степи изберем степи обширного заповедника Аскания-Нова. Видовое разнообразие этой степи в сравнении с северным вариантом значительно беднее: около 12 видов на 1 м2 площади. Плотность травостоя показана на вертикальной проекции пробной площадки (рис. 75). Важную роль в травостое играет Festuca sulcata.
Ход развития по временам года здесь следующий.
I. Предвесенний аспект. В марте и начале апреля развиваются преимущественно зазеленевшие уже осенью листья луковичного мятлика (Poa bulbosa var. vivipara) и золотистые звездочки различных видов Gagea. Одновременно начинается цветение весенних эфемеров (озимых однолетников): крупки весенней (Draba verna), вероники (Veronica verna), незабудки (Myosotis arenaria) и ясколки (Cerastium ucrainicum).
II. Ранневесенний аспект. Приблизительно 15—20 апреля весенняя растительность достигает полного расцвета — появляются красные и желтые тюльпаны (Tulipa Schrenkii), желтые, лиловые, белые и коричневые низкие ирисы (Iris pumila).
III. Аспект разгара весны. Уже в мае степь пребывает в апогее своего развития: цветут ковыли (Stipa Iessingiana и У. ucrainica) и типчак (Festuca sulcata). Из видов разнотравья выделяются крупные корзинки чертополоха (Carduus uncinatus) и темно- лиловые гроздья коровяка (Verbascum phoeniceum). Это время фенологического лета.
IV. Раннелетний аспект. Уже вскоре злаки желтеют; однако число видов цветущего разнотравья увеличивается (Phlomis pungens, Salvia nemorosa, Centaurea ruthenica, Statice tatarica, Salvia aethiopis, Serratula Xeranthemoides). В это время цветет также ромашник тысячелистный (Chrysanthemum millefbliatum), часто растущий группами.
V. Аспект разгара лета. C середины июня до середины июля степь выгорает. Только у немногих видов разнотравья еще развиваются соцветия.
VI. Позднелетний аспект. Иногда степь снова оживает, когда Stipa capillata выбрасывает из колосьев длинные ости. Правда, полного развития она достигает лишь при обильных дождях. В благоприятные годы Stipa вырастает до высоты груди человека, в сухие остается низкой. В это время могут зацвести также Centaurea diffusa, Allium guttatum, A. paczoskianum, Peucedanum ruthenicum и др. Последними появляются Linosyris Villosa и Artemisia austriaca.
VII. Осенний аспект. Лишь с началом осенних дождей степь вновь зеленеет: развертываются листья ковылей и овсяницы и всходят бесчисленные озимые однолетки. В таком полузазеленевшем состоянии южные степи уходят под снег. Правда, снежный покров сохраняется только в защищенных от ветра местах, со скошенных участков снег сдувается
Рис. 76. Смена доминантов в ковыльной степи по мере увеличения интенсивности выпаса А -*· G (по Шалыту). 1 — виды Stipa', 2'— Festuca sulcata', 3 — Artemisia iaustriaca.
В доисторические времена степи Восточной Европы изобиловали дикими животными. Напрашивается вопрос, какую роль играла пастьба диких копытных в формировании растительного покрова степей. В наши дни сохранившиеся в северных районах зоны степи обычно выкашиваются, что оказывает, однако, не совсем такое же влияние, какое оказывала пастьба диких животных. Косьба — одна из причин существования резкой границы между луговой степью и лесом, так как [на сенокосах древесные растения не возобновляются. В первобытной степи низкорослые- древесные виды Amygdalus папа, виды Spiraea и Caragana по опушкам леса, вероятно, встречались более часто.
Влияние выпаса изучалось в южной степи Аскания-Нова [49]. Интенсивный выпас наносит степной растительности тяжелый урон. Первыми исчезают ковылн (рис. 76). Из них наименее стоек Stipa Stenophylla и наиболее устойчив Stipa capillata. Длительное время сохраняется типчак (Festucasulcata). Совершенно не страдает луковичный мятлик (Poa bulbosa var.
vivipara), который поэтому можно считать типичным злаком пастбищ с чрезмерным выпасом. В больших количествах появляется однолетний сорняк Eragrostis minor.На пастбищах исчезают также многие виды красиво цветущего степного разнотравья (например, Phlomis pungens, Ph. tuberosa, Iris pumila, Jurinea Iinearifolia, Onosma Unctorium и др.). Напротив, широко распространяются виды, не поедаемые скотом, например молочай (Euphorbia segueriana) или Kochia sedoides. Таким образом, при интенсивном выпасе ив травостоя полностью выпадают многие степные растения, а на освободившихся местах поселяются многочисленные сорняки, первоначальна чуждые степи (Artemisia austriaca, Centaurea Solstitialis и др.). Однака полный заповедный режим также неблагоприятен. Листья крупных злаков в этом случае перед зимой не удаляются. Снег лишь придавливает их к земле и тем самым затрудняет отрастание весной ранних растений; в результате многие важные степные виды, утратив возможность возобновления, исчезают. Со временем все более начинает доминировать ковыль-тырса (Stipa capillata). В конце концов образуется столь плотная подстилка, что затрудняется возобновление семенами и этого злака. В растительном покрове появляются лысые участки, где
укореняются сорные растения; среди них первыми оказываются чертополохи (Carduus hamulosus, Onopordon acanthiumii др.). Распространяется иногда полупустынный злак (Agropyron cristatum), образующий почти чистые травостои. Растительный покров становится неоднородным, что всегда служит одним из признаков нарушения равновесия степных сообществ. Напрашивается вывод: для формирования типичной степной растительности необходим умеренный выпас, каким он был в доисторическое время. В результате такого слабого выпаса: 1) в землю втаптываются семена степных растений, что облегчает их прорастание; 2) уничтожаются пришлые сорные растения; 3) удаляется лишняя листовая масса злаков, в результате чего к зиме сокращается слой отмерших растений. Все это, вместе взятое, способствует сохранению равновесия между различными компонентами степной растительности и ее гармоничному развитию. Кроме того, выяснилось, что степные растения очень чутко реагируют на различия в микрорельефе. Уже в самом незначительном углублении, почва которого несколько больше увлажняется стекающей в него водой и одновременно обогащается гумусом, поселяется иная растительность, носящая более северный характер по сравнению с растительностью окружающей степи на ровных местообитаниях. Эта особенность проступает еще более резко, когда мы знакомимся с более крупными блюдцеобразными, бессточными впадинами, часто встречающимися именно в зоне южных степей, где их называют «подами». В полосе перехода от плакорного пространства вниз, ко дну впадины, легко обнаружить поясообразное расположение многих различных растительных ассоциаций, каждой из которых соответствует также определенный тип почвообразования. Эта микрозональность напоминает зональную смену растительности, наблюдаемую при пересечении Украины с юга на север (ср. стр. 131 и след.).
Микромозаичность, или микрокомплексность, растительности в сте- пях^обусловлена жизнедеятельностью грызунов E Норы крупных грызунов — суслика (Citellus), байбака (Marmota) и др. уходят очень глубоко вниз, нередко достигая материнской породы. Выброшенная у выходного отверстия земля лишена гумуса, богата известью, то есть обладает иными свойствами, нежели верхние горизонты почвы. В районе распространения солонцов таким образом часто выносятся на поверхность более засоленные слои почвы. Поэтому вокруг нор отмечается иной состав растительности. Если нор очень много и зверьки часто роют новые, то возникает отчетливо выраженная микромозаичность растительного покрова. Требуется весьма длительное время, чтобы почва и растительность на таких нарушенных местообитаниях снова приняла свой обычный облик. Если степь распахивается, то даже спустя много лет после начала распашки с самолета можно заметить множество светлых пятен бедной гумусом почвы, выброшенной из прежних нор.
Вероятно, даже большее значение имеют мелкие грызуны (виды Micro- tus, Lagurus Iagurus и др.). Правда, они перекапывают только верхние слои почвы, так что почвенный профиль в целом нарушается лишь незначительно. Опасность в другом: зверьки стравливают почти всю растительность вокруг своих нор, поедают даже подземные части дерновинных злаков. Оголив все пространство вокруг нор, колония перекочевывает на другое место. На площади, удобренной экскрементами и мочой, начинается процесс, сходный с тем, какой происходит на заброшенной пашне: заселение однолетними сорными растениями, двухлетними видами и сукцессией многолетних видов, которое продолжается до тех пор, пока не восстанавливается зональная растительность. Пастбищные угодья крупных грызунов значительно обширнее, поэтому столь сильного локального изменения растительности они не вызывают.
Мелкие грызуны каждые 4—5 лет размножаются особенно интенсивно, а каждые 10 лет их численность достигает катастрофических размеров. В степях Монголии на пространстве 500 тыс. га на 1 га площади насчитали 1—3 тыс. нор Microtus brandtii. Грызуны уничтожали 9/10 растительной массы, так что для скота травы не оставалось. Мелкие грызуны интенсивно изменяют растительность, но на непродолжительный срок; крупные грызуны изменяют главным образом почву, но на очень длительное время.
G учетом высказанного становится понятным, почему растительный покров степей отнюдь не столь однороден, как это может показаться на первый взгляд. В результате жизнедеятельности грызунов происходит известный круговорот растительных микрокомплексов, иными словами, отдельные виды растений на определенных местопроизрастаниях постоянно сменяют друг друга с течением времени. Такого рода чередование, по-видимому, является непременным условием длительного сохранения зональной растительности в неизменном составе на обширных площадях.