1.6. Современная и реконструированная растительность
Современный растительный покров Каменной степи совершенно не похож на нативный, существовавший до активной преобразовательной деятельности человека. Каменностепский ландшафт называют агролесоландшафтом, чем указывают на ведущие роли агро- и лесных экосистем.
В Воронежской области распространены южный тип степей, а именно степи ковыльные и типчаковые. Степная флора насчитывает около 300 видов. В состав её входят злаки, бобовые, осоки и представители других семейств. Экологически степная растительность весьма неоднородна, выделяются следующие жизненные формы степных растений: 1) кустарники (бобовник, степная вишня), 2) полукустарники (дрок красильный, полынок), 3) полукустарнички (чабрец Маршалла), 4) многолетнике травы дерновинные (ковыль, типчак), 5) корневищные (пырей ползучий, костер безостый), 6) корневищно-дерновинные (мятлик узколистный, осока приземистая), 7) стержнекорневые (нивяник), 8) корнеотпрысковые (вьюнок полевой), 9) кистекорневые (астра ромашковая, мелколепестник острый), 10) ползучие (крупка сибирская, ястребинка ползучая), 11) луковичные (тюльпаны, гусиные лук, гиацинтик беловатый), 12) клубневые (чина клубненосная, зопник клубненосный), 13) двулетние (колокольчик сибирский, румянка), 14) однолетние (проломник удлиненный, песчанка тимьянолистная), 15) мхи (Tortula, Thuidium, Mnium), 16) лишайники (кладония), 17) синезеленые водоросли (стратоносток).
В девственных местах, где воздействие стравливания минимально формируются ковыльные степи, иногда чередующиеся с участками, где господствует костер прямой и степной. По мере усиления выпаса и сбивания степи скотом ковыльная степь замещается типчаковой, костровой. Ковыли быстрее других злаков выбывают из травостоя под влиянием усиленного выпаса.
Степень проективного покрытия колеблется от 70% в ковыльных, до 80-95% в разнотравных. В настоящее время типчаковая степь (сформировавшаяся в результате выпаса на ковыльной) сохранилась на плакоре Таловского района (Краснянские степи). Он занят тырсовоковыльно-типчаковой ассоциацией, состоящей из трех ярусов. Для первого яруса характерны ковыли, костер степной; второй ярус состоит из типчака, клевера горного и т. д.; третий - из чабреца Маршалла, одуванчика лекарственного, истода обыкновенного и др. Общее проективное покрытие - 50-70 %, видовое обилие - 15-20.
Костровые степи известны в Новоусманском, Аннинском, Таловском районах Воронежской области (Хмелев, 1976)
Талантливый геоботаник А. И. Мальцев в 1923 году закончил геоботаническое обследование Каменной степи, выпустив в свет книгу «Фитосоциологические исследования в Каменной степи». В своей работе он описал современную, на тот момент, растительность территории, а также попытался восстановить облик нативной растительности и историю её возникновения.
Он отмечает, что еще в XVI-м столетии, как видно из описания путешествия митрополита Пимена по р. Дону в Царьград, места, относящиеся ныне к Воронежской области, представляли собою совершенно дикую картину: «Нигде бо видети человека, - говорится в летописи, -- точию пустыня велия и зверей множество». Эту «пустыню велию», оживляемую только набегами разных кочевых народов, Воронежский край представлял собою почти до конца XVI-го столетия, когда началась его колонизация, двинувшаяся с севера и юго-запада. В середине XVI-гo-столетия Воронежскую губернию пересекает оборонительная линия из крепостей, валов, защищавшая от набегов татар и других кочевников. Линия эта проходила гораздо севернее Каменной Степи. Южной часть Воронежской губернии, а, следовательно, и сама Каменная Степь, стала заселяться только с начала XVIII-гo столетия. Таким образом, лет 200--300 тому назад Каменная Степь представляла собою нетронутую первобытную степь.
Какая же была тогда растительность в Каменной Степи? А. И Мальцев (1923) рисует следующую картину. В балке Таловой когда-то, несомненно, протекала река, с соответствующей ей флорой и фауной, а склоны этой балки, если не сплошь, то, по крайней мере, па перевалах были покрыты лесом. К лесу примыкали дерезняки (кустарниковые сообщества), которые местами может быть поднимались и на водораздельное плато. Все остальное пространство было занято ковыльной степью, которая лишь кое-где (по западинам и в верховьях балок) прерывалась пятнами солонцов и солончаков.
Степь здесь была представлена на плакорных местах тою ее разновидностью, которую Б. Келлер называл дернистой -- со Stipa Joannis penicillifera, а по скатам--крупнодерновинной тырсовой--со Stipa capillata. Кроме того, на южных склонах, как внезональное включение, здесь встречалась и третья разность мелкодернистой степи со Stipa Lessingiana. Что же касается всех остальных видов ковылей, то они ныне лишь изредка встречаются в Каменной Степи и в девственном покрове ее, вероятно, также не играли преобладающей роли. Таким образом, Каменная Степь находилась на рубеже двух зон ковыльных степей - дернистой и крупнодерновинной тырсовой. Она представляла собой переходную полосу между этими двумя зонами и имела более луговой характер, чем ныне.
В девственном покрове Каменной Степи были представлены, таким образом, все главнейшие типы ковылей, в зарослях которых ютились еще типчак, тонконог и другие степные злаки. При изреженном дернистом и сравнительно невысоком травостое, флора такой переходной «разнодернистой» древней ковыльной степи поражала богатством и разнообразней своего состава. Весною здесь цвела масса эфемерных растений с ярко окрашенными цветками. В начале лета она покрывалась целым морем перистых ковылей, из которых выставлялись разнообразные цветки двудольных и оригинальные шатрообразные кусты растений, образующих перекати-поле; во второй половине лета эта степь золотилась зарослями тирсы, а под осень, гонимые во множестве ветром кусты перекати-поля, придавали ей совершенно дикий колорит. В этой девственной степи бродили стада диких млекопитающих (тарпаны, сайгаки и др.), было много степных птиц (стрепета, дрофы и др.), много водилось разных землероев, во главе с сурками, которых было такое множество, что трудно себе представить. Жалкие остатки их и поныне еще сохранились в Каменной Степи. Эта девственная степь уже давно исчезла и ее не восстановить никакими нашими заказными участками, как не удержать сурков от их вымирания. Эта степь исчезла навсегда, так как коренным образом изменились те природные условия, при которых она существовала (Мальцев А. И., 1923).
Под «жалкими остатками» А. И. Мальцев подразумевал косимые и некосимые степные залежи степных заповедников (№ 1, 2, 3). Некоторое представление о характере девственной растительности и связи её с почвами может дать их описание, сделанное Д. И. Колпиковым и приведенное у Н. Н. Никаноровой (1953).
На некосимой залежи распределение видов пятнистое, что тесно связано с микрорельефом местности и почвами. По отрицательным элементам микрорельефа, где развиты выщелоченные и оподзоленные лугово-черноземные почвы, преобладает вейник наземный (Calamagrostis epigeios). По ровным местам с лугово-черноземными почвами растет костер безостый (Bromus inermis), пырей (Agropyrum intermedium). На слабо повышенных элементах микрорельефа с черноземами обыкновенными, переходными от лугово-черноземных почв, встречаются небольшими пятнами ковыли (Stipa Iohannis, St. stenophylla). Эти ковыли подавляются окружающим разнотравьем. Здесь пятнисто разбросаны подмаренник (Galium verum), дербенник (Lytrum virgatum), кровохлебка (Sanguisorba officinalis), горошек тонколистный (Vicia tenuifolia), люцерна серповидная (Medicago falcata), резак (Falcaria rivini), шалфей степной (Salvia nemorosa) зонтик перекати-поле (Phlomis pungens), дрок красный (Genista tinctoria), тысячелистник (Achillea millifolium) полынь (Artemisia campestris), коровяк желтый (Verbascum orientale), конский щавель (Rumex crispus), синеглазка и др.
Моховой покров почти отсутствует. Отдельные довольно значительные пятна на некосимой залежи заняты бобовником (Amygdalus nana), ракитником (Cytisus ruthenicus), дроком, терном и отдельными кустами яблонь и груш. Все эти участки покрыты толстым слоем растительного войлока. Этот войлок мешает развитию господствующих дерновинных злаков и ведет к их отмиранию.
На участках косимой залежи встречаются те же виды растений, но распределение их рассеянное (диффузное). Травостой на некосимой залежи густой (95-100% покрытие), на косимой сравнительно изрежен (около 75% покрытие). Высота первого яруса на некосимой залежи около 112 см, на косимой - 35-50 см.
Присутствие рыхлодерновинных злаков и незначительное количество длиннокорневищных - характерный признак северных степей. Bromus inermis, Agropyrum repens, A. intermedium, овсец опушенный и другие, а также в меньшем количестве мелкодерновинные злаки (более засухоустойчивые) - овсяница бороздчатая (Festuca sulcata), келерия степная (Koeleria gracilis) и крупнодерновинные злаки - ковыли, как уже упоминалось, встречаются в незначительных количествах и разбросанно. Из бобовых растений присутствуют здесь Trifolium montanum, T. medium, Т. alpestre, Т. pratense, Onobrichis viciaefolia. Последние высеиваются и на полях севооборотов, давая высокие урожаи.
В меньшем количестве встречается горошек тонколистный (Vicia tenuifolia), горошек мышиный (Vicia crassa), сочевичник белый (Lathyrus albus), люцерна серповидная (Medicago falcata). В очень небольшом количестве присутствует низкая осока (Carex humilis). Разнотравье очень пестрое, придающее степи красочную непрерывно меняющуюся картину: горицвет (Adonis vernalis), лапчатка (Potentilla heptaphylla), лютик многоцветный (Ranunculus polyanthemus), шалфей луговой (Salvia ptatensis), живокость (Delphinium cuneatum) и много других.
Вся некосимая степь имеет мощный растительный войлок. Сухая масса растений с 1 м2 составляет около 2400 г (без войлока) (Никанорова Н. Н., 1953).
Разрабатывая общий проект «Особой экспедиции» В. В. Докучаев (1951) сделал особый упор на высаживание древесной растительности на опытном участке. Лес планировали высаживать по водоразделам, открытым пространствам. При этом посадки должны получить строгую зависимость от местных орографических, метеорологических, гидрологических, почвенных и геологических особенностей. Преобладающая форма их - полосы и ленты, различной ширины, составленные из разнообразных древесных и кустарниковых пород. Также планировались насаждения леса в сухих и обводненных балках, и местах, мало пригодных или вовсе не пригодных по качеству грунта или положению для иного хозяйственного пользования (пески, супеси, каменистые, рухляковые, известняковые и солончаковые места).
В настоящее время на территории Каменной степи насчитывается 242 лесные полосы разного назначения, занимающие 512,6 га, или 8,2% от общей площади землепользования.
В подавляющем большинстве (73%) насаждения Каменностепного оазиса размещаются на плоских плакорах или пологих (до 3?) плакорных склонах; 66 % приходится на полезащитные полосы; почти четвертую часть составляют прибалочные и водоохранные насаждения; довольно большую площадь (около 10%) занимают садозащитные и озеленительно-декоративные полосы.
Полезащитные полосы окаймляют поля, имеющие, как правило, форму прямоугольники, длинная сторона которого ориентирована по меридиональному или близкому к нему направлению. Размеры лесных полос и межполосных клеток разнообразны. Их можно подразделить на две системы (рис. 2). Первая располагается в юго-западной части Каменной степи и представлена полосами посадок 1893--1903 гг. Характерной ее чертой является большая ширина лесных полос (30--60, а иногда 100 и даже 200 м) и малые размеры межполосных клеток (от 7 до 29 га). Средняя лесистость этой части Каменной степи составляет около 20%. Во вторую систему лесных полос условно можно объединить все посадки послереволюционного периода. Площади облесенных полей здесь колеблются от 30 до 200 га. Основные полосы этой системы сориентированы поперек склона и имеют достаточно большую ширину. Длина полей и межполосных клеток во много раз (чаще в 3 раза) превышает ширину. (Петров Н. Г. и др., 1971).
Большинство насаждений, созданных на рубеже XIX и XX вв., были смешанными по составу, среди них главенствующую роль (около 2/3 по площади) играли насаждения дуба черешчатого в первом ярусе. Кроме того, в насаждения входили ясень, вяз, берест, береза. Липы, груша, клены ясенелистный и остролистный произрастают в насаждениях дуба как сопутствующие породы в одном с ним ярусе, либо во втором. Третий ярус представлен подростом первого и второго ярусов, но дуб там отсутствует. По мере роста и развития лесных культур в них происходят существенные изменения первоначального состава лесных пород, что связано с их различной устойчивостью, долговечностью и конкурентоспособностью при совместном произрастании. К 60-летнему возрасту сохранились лишь отдельные деревья вяза, клена ясенелистного, остролистного, липы, груши.
По интенсивности роста и продолжительности насаждения на плакорном и склоновом типе местности существенно не различаются. Здесь самые старые, почти 100-летние насаждения достигли высоких запасов древесины - 322-370 м3/га. Если учитывать и промежуточное лесопользование в виде рубок ухода и санитарных рубок, то общая продуктивность некоторых лесополос составит 500 м3/га и более.
Рисунок 2 - Карта размещения лесных полос на территории НИИ сельского хозяйства ЦЧ полосы. 1- лесные полосы и их номера; 2 - пруды; 3 - балки; 4 - населенные пункты.
Производительность склоновых насаждений на 20-30 % меньше. В настоящее время нет достаточных данных, чтобы назвать причины такой разницы. Можно предположить, что они кроются в различиях почвенно-гидрологических условий (Ерусалимский В. И. и др. 2007).
Практически все лесные полосы из-за низкой сквозистости крон сложены мертвопокровными парцеллами.
Клетки между лесными полосами заняты либо сельскохозяйственными полями, либо залежами различного возраста. В настоящее время залежи активно зарастают лесом. Во многих местах даже 10-ти летние заросли уже покрыты густым молодняком. Наиболее показательной в этом отношении является некосимая степь (описание её приводилось выше), которая в 70-е годы вдруг начала зарастать. Начало зарастания совпало с началом более влажного цикла. Повышенное увлажнение послужило толчком к зарастанию. Но видимо большую роль сыграло и то, что рядом находится мощная 40-я лесополоса. Возможно, что лесная растительность этой лесополосы начала активно отвоевывать пространство. И через поток диаспор и вегетативным путём. Древесно-кустарниковая растительность на некосимой степи появилось в первую очередь в той части, что ближе к 40-й лесополосе. Это хорошо видно на разновременных фотографиях. И сейчас, высота полога зарослей некосимой степи выше со стороны 40-й лесополосы, более того, там растёт много деревьев, в то время как восточная сторона некосимой степи занята преимущественно кустарниковой (груша, боярышник, шиповник) растительностью, перемежающейся с полянами. К сожалению геоботанического описания заросшей некосимой степи найти не удалось.
Таким образом, важной особенностью современных залежей Каменной степи является то, что они очень длительное время остаются на бурьянистой стадии и в конечном итоге зарастают лесом. Ещё Мальцев А. И. (1923) выделял четыре стадии сукцессии залежей: пырейно-бурьянный, разнотравья, типчаковый, ковыльный периоды. Так вот последних двух стадий нам наблюдать не удалось. Уже на разнотравной стадии происходит внедрение древесно-кустарниковой растительности, и формируются мертвопокровные парцеллы молодняка. Лесные полосы также очень сильно обрастают по периметру, сокращая площади полей. Имеющиеся лощины и балки Каменной степи в результате поднятия уровней грунтовых вод были заброшены. Если в балке развит чернозём глинисто-иллювиальный, то растительное сообщество представлено вейниковым лугом. При нарастании увлажнения, когда грунтовые воды даже в самые засушливые года (такие как 2007 год) не опускаются глубже 1 м, лощины заселяются тростником, которые образует моновидовые сообщества. Под тростниковыми зарослями распространены тёмные слитые почвы.
Причина зарастания полей лесом и исключительная устойчивость бурьянистых сообществ, сложенных эксплерентной растительностью, видится нам в особенностях миграции диаспор. Для того чтобы сукцессия степной растительности шла до конечных стадий, типчаковых и ковыльных, необходим устойчивый поток в серийное сообщество. Современная ситуация такова, что типично степная растительность сохранилась весьма незначительными ареалами на неудобицах (как то овраги, обочины дорог) и не может дать потока диаспор, который бы смог обеспечить возобновление степных экосистем. Зато лесные полосы распространены повсюду и дают богатый поток семенного материала. Бурьянистая стадия сложена видами, которые в конкурентной борьбе проигрывают степной и древесной растительности. Степных растений не поступает, зато древесные поступают, они то и укореняются и сукцессионный ряд уже идёт по лесному типу. К тому же обилие лесополос препятствует перемещению диаспор степняков, они задерживаются в их кронах.
