БОТАНИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ СТЕПНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ТЕРРИТОРИИ СЕМИПАЛАТИНСКОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ПОЛИГОНА

THE BOTANICAL DIVERSITY OF STEPPE VEGETATION AT THE SEMIPALATINSK TEST SITE TERRITORY 

Б.М. Султанова

B.M. Sultanova

Институт ботаники и фитоинтродукции Министерства образования и науки (Казахстан, 050040, Алматы, Тимирязева 36 Д) 

Institute of Botany and phytointroduction of the Ministry of education and science (Kazakhstan, 050040, Almaty, Timiryazev 36 Д)

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Показано изменение флористического разнообразия степной растительности Семипалатинского испытательного полигона на естественных и техногенных ядерных экотопах. Приведено распределение фитоценотического разнообразия степной растительности СИП.

Modifies the floristic diversity of steppe vegetation of the Semipalatinsk test site on natural and man-made nuclear jekotopah. Shows the distribution of phytocenotic diversity of steppe vegetation SIPS. 

Значительная часть степных экосистем Казахстана подверглась тотальному уничтожению или глубокой антропогенной трансформации. Трансформация степных ландшафтов, уничтожение основных зональных типов степей поставили степные регионы на грань экологической катастрофы. Основными факторами антропогенной трансформации степной зоны Казахстана являются распашка, воздействие военно-промышленного комплекса, промышленная разработка полезных ископаемых и т.д.

Семипалатинский испытательный полигон (СИП) площадью в 18500 кв. км, расположен на северо-восточной окраине Центрально-Казахстанского мелкосопочника. 480 ядерных взрывов, проведенные на территории СИП в период с 1949 по 1989 гг. оказали воздействие на степной биом и образовали техногенные ядерные экотопы, не имеющие природных аналогов, с хроническим ионизирующим излучением от 60 до 21000 мкР/ч. Радиоэкологическая ситуация на территории полигона еще не стабилизировалась. Продолжается миграция радионуклидов во внешней среде: перенос с ветром, осадками, водой и т.д. [1]. Современный растительный покров техногенных экотопов представлен различными стадиями восстановления сообществ.

Ботаническое разнообразие зональной степной растительности СИП складывается из флористического и фитоценотического разнообразия естественных и техногенных экотопов. Флора техногенных ядерных экотопов включает виды пионерных группировок и сериальных сообществ, участвующих в естественном зарастании. Флора опытно-экспериментальных площадок (ОЭП) СИП включает 570 видов из 72 семейств и 283 родов [2]. Широкая вариация на уровне таксонов разного ранга и флористического разнообразия в пределах отдельных ОЭП связана с разнообразием природных условий и степенью антропогенной нарушенности растительного покрова территории. Формирование флоры техногенных экотопов ОЭП СИП влечет за собой коренные изменения в спектрах семейств и родов региональной флоры. Флора техногенных ядерных экотопов значительно беднее. Меняется представленность монотипных таксонов разного ранга.. В техногенных ядерны х экотопах возрастает доля ксерофитов и мезоксерофитов. В трансформированной флоре изменяется соотношение жизненных форм: на техногенных экотопах резко снижается роль кустарников и возрастает доля травянистых растений. Ведущую ценотическую роль на начальных стадиях восстановления растительного покрова играют однолетники, многолетние корневищные травы и дерновинные гемикриптофиты. В техногенных ядерных экотопах естественное зарастание осуществляется в основном травянистыми видами: на Дегелене 87,7%, на Балапане 84,4%, и на Опытном поле 89,6%. В техногенных ядерных экотопах в почти в два раза возрастает доля сорных и адвентивных видов (от 11,9% до 23,3%). В естественном зарастании техногенных ядерных экотопов, кроме эвритопных сорных видов, большое участие принимают виды местной флоры (44,3%). Поселяющиеся на техногенных ядерных экотопах аборигенные виды иногда претерпевают значительные изменения: варьируют размеры растений, до предела сокращается онтогенез (неотения), изменяется фенология, формируются тераты, происходят изменения в анатомическом строении. Были обнаружены тератогенные формы Linaria altaica, Kochia scoparia, Rosa spinosissima, Leonurus glaucescens, Atraphaxis frutescens, у видов рода Artemisia. Сопряженное изучение флоры техногенных ядерных экотопов ОЭП СИП и радиоэкологических условий выявило дифференциацию видов при разных уровнях ионизирующего излучения. Нами определен радиоэкологический диапазон произрастания 570 видов сосудистых растений ОЭП СИП. Для выявления радиорезистентности видов, нами в качестве критериев были приняты нормы загрязнения, установленные НРБ-96 РК. Растения, произрастающие при МЭД свыше 6300 мкР/ч, представлены следующими видами: Artemisia frigida Chamaenerion angustifolium, Ephedra distachya, Festuca valesiaca, Kochia scoparia, Lotus angustissimus, Phragmites australis, Psathyrostachys juncea, Silene suffrutes-cens, Stipa sareptana, Typha angustifolia, или 2,1% от общего числа видов. Растений, обитающих на техногенных экотопах с МЭД 2900-6300 мкР/ч уже больше – 59, или 11,1%. Они представлены такими видами как: Artemisia scoparia, Dianthus rigidus, Iris scariosa, Kochia sieversiana, Lepidium latifolium, Limonium suffrutescens, Rumex confertus, Salix cinerea, Sanguisorba officinalis, Stipa capillata, Urtica urens и др. Растения, произрастающие при “потенциально опасных” дозах в диапазоне от 60 до 3000 мкР/ч, разделены нами на группы до 200 мкР/ч, 1000мкР/ч, 2000 мкР/ч и 30000мкР/ч. Это самая многочисленная группа (389видов, 73,4%), включающая такие виды, как: Atriplex cana, Tanacetum achileifolium, Gypsophila paniculata, Urtica cannabina, Acroptilon repens и др. Формирование флористического разнообразия растительного покрова вновь образованных техногенных ядерных экотопов ОЭП СИП характеризуется следующими процессами: 1) физическим уничтожением и исчезновением ряда видов; 2) обеднением генофонда местных видов; 3) заносом и экспансией адвентивных видов; 4)возникновением морфологических и анатомических изменений; 5)дифференциацией видов по радиорезистентности.

По ботанико-географическому делению растительный покров СИП относится подзоне сухих дерновиннозлаковых степей на каштановых почвах и опустыненных полынно-ковыльных степей на светло-каштановых почвах [3].

На территории СИП, кроме зонального степного, представлены фрагменты следующих типов растительности: пустынного, лесного, кустарникового и лугового. Распространение типов растительности и смена зональных типов степей связаны с окружающей средой (орографо-климатические, почвенно-грунтовые факторы и т.д.).

Сообщества степного типа растительности формируются на равнинах, шлейфах и склонах сопок и низкогорий. Сухие караганово-холоднополынно-типчаково-тырсовые (Stipa capillata, Festuca valesiaca, Artemisia frigida, Caragana pumila) степи на делювиально-пролювиальных равнинах и склонах мелкосопочника характерны для северо-западной части СИП. В высоком мелкосопочнике этой части полигона типичны сообщества с доминированием Stipa kirghisorum, Helictotrichon desertorum.

Плакорные типы опустыненных тонковатополыно-типчаково-тырсиковых (Stipa sareptana, Festuca valesiaca, Artemisia gracilescens) степей на светлокаштановых суглинистых почвах типичны для пологонаклонных равнин в северо-восточной и восточной части СИП.

Полынно-типчаково-ковылковые (Stipa lessingiana, Festuca valesiaca, Artemisia sublessingiana, A. albida) степи на светлокаштановых дресвянистых и щебнистых почвах характерны для межсопочных и подгорных равнин гранитных низкогорий центральной и юго-западной части полигона.

Гемипсаммофитные варианты степей – маршалловополынно-типчаково-тырсиковые (Stipa sareptana, Festuca valesiaca, Artemisia marschalliana) с участием Spiraea hypericifolia на светлокаштановых легкосуглинистых и супесчаных почвах- представлены на древнеаллювиальных равнинах восточной части СИП.

Кальцефитные варианты степей, сложенные Stipa lessingiana, Festuca valesiaca, Artemisia gracilescens, A.albida, характерны для пологоувалистых равнин со светлокаштановыми суглинистыми почвами.

На территории СИП широко представлены петрофитные варианты степей. Гранитные низкогорья, высокие и низкие мелкосопочники создают разнообразие экологических условий для формирования петрофитной растительности. В гранитных низкогорьях хорошо выражена высотная поясная смена растительности. Для предгорных равнин и шлейфов низкогорий характерны караганово-холоднополынно-типчаково-тырсовые (Stipa capillata, Festuca valesiaca, Artemisia frigida, Caragana pumila). На дресвянистых участках склонов представлены сообщества с доминированием Festuca valesiaca, Ziziphora clinopodioides, Thymus serphyllum, Veronica incana. На малоразвитых и неполноразвитых почвах склонов северной и северо-восточной экспозиции формируются разнотравно-осоково-злаковые (Helictotrichon desertorum, Stipa kirghisorum, Festuca valesiaca, Carex pediformis, Thalictrum foetidium, Bupleurum aureum, Chamaerhodos erecta, Pulsatilla patens) сообщества. Для южных склонов типичны злаково-разнотравные (Fragaria viridis, Dianthus acicularis, Veronica spuria, Artemisia latifolia, A.rupestris, Festuca valesiaca, Stipa capillata, Agropyron cristatum) с участием кустарников (Spiraea trilobata, S.hypericifolia, Caragana pumila, Lonicera microphylla). На гранитных плитах распространены петрофитноразнотравно-кустарниково-злаковые (Stipa kirghisorum, Agropyron cristatum, Helictotrichon desertorum, Spiraea trilobata, Rosa spinosissima, Cotoneaster oliganthus, Lonicera microphylla, Pentaphylloides parvifolia, Orostachys spinosa, Sedum hybridum, Onosma simplicissima, Thalictrum simplex) ценозы. На каменистых вершинах обычны петрофитноразнотравно-лишайниковые группировки с преобладанием Parmelia vagans, P. cetrata, Diploschistes scropsus, Orostachys spinosa, Euphorbia humilis, Patrinia intermedia, Onosma simplicissima, Silene suffrutescens, Hieracium echioides.

Естественное зарастание техногенных экотопов начинается с поселения единичных растений: Artemisia scoparia, Lepidium. perfoliatum, Heteropappus altaicus, Ceratocarpus arenarius, Kochia scoparia, Chorispora sibirica, Acroptilon repens. Из степных первыми поселяются Artemisia frigida, Festuca valesiaca. Затем к ним присоединяются Stipa sareptana, Psathyrostachys juncea, Koeleria cristata, Cleistogenes squarrosa. Иногда в сложении пионерных группировок принимает участие Carex supina. Затем происходит дифференциация группировок по элементам рельефа. По микропонижениям формируются различные злаковые группировки, по микроповышениям преобладают группировки с участием Artemisia scoparia, A.frigida. На ровных участках встречаются полынно-злаковые группировки. В пионерных группировках отмечены также Gypsophila paniculata, Centaurea scabiosa, A.dracunculus, A.austriaca, Acroptilon australe, Chondrilla laticoronata, Senecio erucifolius, Panderia turkestanica, Ferula tatarica, Lactuca serriola. В процессе восстановления растительности внедряются виды, характерные для коренной растительности - Potentilla acaulis, Ancathia igniaria, Iris scariosa, Sisymbrium loeselii, Spiraea hypericifolia. Последние стадии восстановления растительности представлены ценозами, близкими по составу и структуре к зональным. При восстановлении растительности на некоторых нарушенных участках в холоднополынно-типчаково-тырсиковых ценозах Stipa sareptana часто заменяется Stipa capillata.

Ряд демутации растительности на светлокаштановых защебненных почвах делювиально-пролювиальный равнины, при малых дозах хронического ионизирующего излучения, представлен следующим образом: полынно-типчаково-тырсиковые (Stipa capillata, Festuca valesiaca, Artemisia frigida, A.marschalliana) c участием Galium ruthenicum, Dianthus rigidus, Seseli ledebourii, Phlomis tuberos® дерновиннозлаково-полынные (Artemisia frigida, A.marschalliana, Festuca valesiaca, Stipa sareptana) группировки ® эфедрово-типчаково-полынные (Ephedra distachya, Festuca valesiaca, Artemisia frigida, A.austriaca) группировки ® единичные растения с участием Artemisia frigida, Kochia sieversiana, Heteropappus altaicus, Centaurea scabiosa, Chondrilla laticoronata, Psathyrostachys juncea, Lepidium latifolium.

Фитоценотическое разнообразие растительности СИП отражено на карте растительности СИП М 1 : 300 000, содержащей 52 выдела. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Семипалатинский испытательный полигон. Создание, деятельность, конверсия / Под ред. В.С. Школьника. Алматы, 2003. 344 с.

Султанова Б.М. Антропогенная трансформация растительности Семипалатинского испытательного полигона: Дис. … канд. биол. наук. Алматы, 2000. 150 с.

Карамышева З.В., Рачковская Е.И. Ботаническая география степной части Центрального Казахстана. Л.: Наука, 1973. 277 с.


Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!