Текст книги "По тундрам, лесам, степям и пустыням"

Автор книги: Александр Кожевников

сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 15 страниц)

ЧЕРНОЗЕМ И ЕГО ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Человек, проведший всю свою жизнь на севере, в зоне тайги, попадая впервые в полосу черноземных степей, невольно бывает поражен интенсивно темным цветом степной почвы. Как сейчас помню то впечатление, которое оставил на мне в детстве чернозем, когда я впервые его увидел из окна вагона на паровых полях Курской и Харьковской губерний, через которые лежал мой первый путь на далекий юг.

Понятно поэтому, что и первые путешественники, исследовавшие нашу страну, не могли пройти мимо этого характернейшего явления степного ландшафта.

Знаменитый натуралист XVIII века П. С. Паллас, прославившийся своими многочисленными путешествиями по России и оставивший нам прекрасные описания растительности, впервые серьезно задумался над тем, что представляет собой чернозем, и дал своеобразные объяснения его происхождению. Паллас полагал, что чернозем представляет собой иловатый осадок отступившего моря и темный цвет его обусловлен перегниванием различных обитавших в нем водорослей. Другие исследователи также видели в черноземе продукт, отложенный в водоемах, болотах, озерах. Тем не менее, ряд фактов, как, например, отсутствие в черноземе морских раковин и т. п., говорит против его водного происхождения. Впервые за растительное и сухопутное происхождение чернозема высказался еще М. В. Ломоносов, однако мысли его остались незамеченными, и лишь значительно позже, во второй половине XIX века, трудами академика Рупрехта и профессора В. В. Докучаева, создателя науки о почве – почвоведения, окончательно было доказано, что чернозем представляет продукт перегниваиия степной растительности в условиях засушливого климата.

Говоря о черноземе, нельзя не остановиться на подстилающей его материнской породе – лёссе. Лёсс – своеобразная горная порода, мощным плашом покрывающая всю южную часть нашего Союза. С ней можно познакомиться на глубоких почвенных разрезах, по крутым берегам рек и на склонах оврагов. Это палево-желтая мучнистая масса, состоящая из мельчайших частиц. Она лишена всякой слоистости и содержит большое количество пор, вследствие чего легко размывается текучими водами – отсюда большое количество оврагов в степной полосе. Для лёсса характерно большое количество извести, которая как бы насквозь пропитывает его и образует нередко особые скопления в виде белых пятен, известных под названием «журавчиков».

Несомненно, что раньше лёсс и похожие на него так называемые лёссовидные породы выходили на дневную поверхность, затем, однако, они покрывались черноземом. Что же представляет собой лёсс? По этому поводу, так же как и относительно происхождения чернозема, различными учеными были высказаны самые различные взгляды, но если по вопросу о черноземе быстро пришли к единому мнению, то здесь вопрос до сих пор еще остается окончательно не решенным.

Одни ученые приписывали лёссу водное происхождение, полагая, что он отложен в больших водоемах, в долинах рек или является продуктом сноса дождевыми струями тонкой грязи с возвышенных мест, другие же считали, что лёсс образовался сухолутным путем. Сторонники этого взгляда полагали, что во время отступания Великого ледника, благодаря существовавшей здесь разнице температур, дули сильные ветры, поднимавшие над неприглядной пустыней, оставшейся на месте ледника, огромные облака тонкой пыли. Эта пыль, являвшаяся продуктом выветривания и развевания, переносилась на огромном пространстве и оседала затем в виде однородной мелкозернистой массы, подобно тому как сейчас в период суховеев в ряде степных мест наблюдается отложение мельчайшей пыли из воздуха.

Мы не имеем возможности останавливаться здесь на разборе различных взглядов о происхождении лёсса. Укажем лишь, что есть много фактов, говорящих за и против, а потому весьма вероятно, что в различных районах нашей обширной страны образование лёсса происходило разными путями.

Однако вернемся опять к чернозему. Познакомившись со свойствами его материнской породы, мы тем самым в значительной степени определили некоторые характерные его свойства: мелкозернистость и богатство известью.

На разрезе чернозем обычно имеет следующее строение: на самом верху, если степь не распахана, располагается тонкий слой из переплетенных корней степных растений. Далее идет мощный мелкозернистый слой черного Цвета, достигающий нередко полуметра толщины, который переходит в несколько более светлый слой, постепенно приобретающий книзу желтоватую окраску и переходящий Уже в знакомую нам подпочву, или материнскую породу. В зависимости of количества перегноя различают разные виды чернозема. Северный чернозем, подстилающий северные разнотравные степи, содержит обычно от 3 до 6% перегноя, тучный чернозем имеет его более 10%, тогда как в южных степях количество перегноя снова падает, доходя до 4 %.

Черноземом нередко в общежитии называют темную торфянистую или иловатую почву лугов и болот, однако с ней, как мы уже имели случай говорить, он, естественно, не имеет ничего общего, так как образуется в совершенно иных климатических условиях. Чернозем – продукт, образовавшийся в сухом степном климате, где вследствие небольшого количества осадков и сильного испарения промывание и выщелачивание почвы незначительно и разложение органических и минеральных веществ идет очень медленно.

Большая роль в образовании чернозема принадлежит извести, благодаря которой перегнойные вещества не обладают подвижностью и, закрепляясь в почве, подвергаются медленному изменению на месте, не промываясь в более глубокие почвенные слои. Считается, что чернозем, как правило, вообще не может образовываться на породах, лишенных извести, в то время как торфяная почва, как мы знаем, очень бедна минеральными веществами, обладает кислыми свойствами и совершенно не содержит извести.

Лёсс, поселяясь на черноземе, вызывает в нем сильнейшие изменения. Интенсивно черная окраска его светлеет, причем это наблюдается обычно несколько ниже того места, где располагается наибольшее количество корней. Наряду с этим, под влиянием жизнедеятельности деревьев почвенные частицы от ничтожных крупинок укрупняются до угловатых отдельностей величиной с крупную горошину или орех, на которые рассыпается почва при копке. Благодаря этим хорошо заметным внешним признакам, чернозем, побывавший под лесом, всегда легко отличить – от степной целины.

На разрезах чернозема можно видеть многочисленные крупные пятна круглой, овальной, вытянутой или согнутой формы. Обычно они бывают засыпаны землей из выше-или нижележащих слоев, благодаря чему они хорошо бывают заметны, выделяясь черными пятнами на желтовато-сером фоне нижней части разреза и, наоборот, более светлыми пятнами на темном фоне верхних, богатых перегноем слоев. Эти пятна представляют собой так называемые кротовины – ходы роющих животных: байбаков или сурков, сусликов, тушканчиков и слепцов. Эти степные грызуны, характерные обитатели целинных участков, оказывают огромное влияние на растительный покров степи, разрыхляя почву и вынося на дневную поверхность более глубокие ее слои, богатые известью и другими солями. Наблюдения показывают, что холмики, насыпанные сурками и сусликами, обычно покрыты иной растительностью, чем ровные места. На них поселяются преимущественно полусорные виды и растения, любящие известь, почему даже старые заброшенные холмики можно легко отличить на общем фоне растительности. На свежих холмиках, располагающихся у норок, нередко можно видеть застывшего, похожего на статую зверька, сидящего в характерной для него позе, на задних лапках, и осматривающегося по сторонам. Стоит вам сделать одно резкое движение, как суслик или сурок издает пронзительный предупреждающий свист и мгновенно исчезает в норе, как бы проваливаясь в землю. Остатки кротовин находят нередко и под лесом, в местах, где степные зверьки никогда не живут. Этот факт с несомненностью указывает на то, что лес здесь имеет вторичное происхождение и поселился на месте когда-то бывшей степи. Как мы увидим ниже, это обстоятельство имеет большое значение для решения некоторых спорных вопросов ботанической географии.

КОВЫЛЬ – «ШЕЛКОВА ТРАВА»

С таким эпитетом упоминается этот характернейший обитатель степи в старинных былинах и песнях, и всякий раз, когда мы хотим воспроизвести в своем воображении широкие степные просторы, мы неизменно представляем себе его белые, шелковые ости, колеблющиеся при первом дуновении ветра, словно точнейший флюгер, указывая его направление.

Для всякой ли степи характерен ковыль? Мы видели уже из приведенного краткого описания северной степи, что здесь в основном господствует разнотравье – различные двудольные растения, цветущие в первой половине лета, придавая в это время степи вид пестрого персидского ковра. Тем не менее в этом море цветов то тут, то там можно заметить перья ковыля и его характерные густые дернинки. Таким образом, даже в самых северных степях ковыль имеется, но роль его здесь невелика.

Другое дело в ковыльных степях, занимающих центральную и южную части степной полосы, само название которых указывает ча то, что ковыль является здесь основным, как говорят, «ландшафтным» растением. Однако на юге степной области ковыль снова начинает редеть и в полупустыне господствуют уже различные полукустарнички – седые полыни и солянки.

Рис. 54. Ковыль (по Н. А. Бушу)

Что же представляет собой ковыль? Это злак, образующий плотные дерновины с узкими, нередко щетиновидны-ми листьями и мощной корневой системой, имеющей вид густой и длинной бороды (рис. 54). Смотря на густую дернину ковыля, не представляешь себе, что под землей располагается не меньшая, а порой значительно большая масса растения, пронизывающая своими многочисленными корнями каждый участочек чернозема, высасывая из него малейшую каплю столь дефицитной в степи влаги. Раньше ботаники различали лишь несколько видов ковыля: перистый ковыль (Stipa pennata), образующий характерные длинные белые «перья»; ковыль Лессинга (Stipa Lessingiana), дающий небольшие дернинки и более мелкий во всех своих частях, и, наконец, ковыль тырса, не образующий «перьев», а имеющий длинные волосовидные ости. Но в последнее время перистый ковыль разбит на ряд мелких видов, отличающихся, на первый взгляд, ничтожными признаками, но вместе с тем имеющих строго ограниченную область распространения и ряд характерных особенностей. Обратим внимание прежде всего на строение листа ковылей.

Некоторые виды ковылей имеют листья щетиновидные, сложенные вдоль таким образом, что верхняя сторона листа находится внутри почти замкнутой полости. Нижняя (наружная) сторона листа гладкая, верхняя же имеет характерные желобки, или борозды, причем устьица располагаются по бокам ребрышек, разделяющих борозды. При таком положении, особенно в свернутом листе ковыля, устьица оказываются погруженными в замкнутую камеру, где скапливается влажный воздух, задерживающий испарение. Свернутые листья по большей части имеют ковыли, характерные для южных и полупустынных степей, где налицо особо засушливые условия (например, ковыль Лессинга); другие виды, идущие дальше на север и занимающие центральную часть степной полосы, обладают листьями другого характера. Во влажную погоду пластинки их плоски и испаряют большое количество влаги, с наступлением же засухи они складываются вдоль таким же образом, как у ковыля Лессинга (рис. 55). Способность листьев ковыля в зависимости от погоды разворачиваться и складываться объясняется изменением тургора (Тургор – давление клеточного сока на клеточные стенки) внутри определенной группы клеточек ткани листа. Не получая достаточного количества влаги, они уменьшаются в своем объеме, становятся дряблыми и не в состоянии удерживать пластинку листа в развернутом виде.

Рис. 55. Поперечные разрезы через листья ковыля тырсы: 1 – свернутый; 2 – плоский лист (по В. Н. Любименко)

Цветки ковыля невзрачны и не имеют заметного околоцветника, как и все злаки. Состоят они из трех тычинок с крупными тяжелыми пыльниками, сидящими на тонких длинных нитях, и завязи с двумя перистыми рыльцами, напоминающими в миниатюре ламповые щетки. Эти важнейшие части цветка заключены в пару жестких чешуек, плотно прилегающих друг к другу. Эти чешуйки расходятся лишь во время цветения, выпуская наружу тычинные нити и рыльца. На более крупной чешуе, плотно охватывающей другую, находится длинный коленчато согнутый придаток – так называемая ость. Эта ость бывает настолько длинна, что кажется, что не она является придатком к маленькой чешуе, а, наоборот, весь цветок является как бы деталью этого мощного и изящного образования, достигающего нередко полуметра длины. Ость бывает обычно коленчато согнута, нередко дважды (см. рис. 56), причем у перистых ковылей нижнее колено голое, а верхнее покрыто белыми шелковистыми волосками. Чешуйки, заключающие в себе половые части цветка и потому носящие название цветковых, заключены в пару других чешуи колосковых, сидящих на ножках, которые прикреплены к общему стержню соцветия, образуя сжатую метелку.

Рис. 56. Плоды ковыля, зарывающиеся в землю

Ковыль, как и все злаки, – ветроопыляемое растение, о чем можно догадаться сразу по строению его цветков, лишенных ярко окрашенного околоцветника, аромата, сладкого нектара и т. п. Однако у некоторых ковылей цветки нередко вовсе не раскрываются и. в них происходит самоопыление, подобно тому, как это мы видели у «удивительной фиалки» в широколиственном лесу.

Когда из оплодотворенной завязи ковыля начнет развиваться плод, цветковая чешуя с остью плотно охватывает его и вместе с ним отваливается от материнского растения. Какое же значение имеет в жизни растения ость? У перистых ковылей она прежде всего играет роль парашюта и, подхваченная порывом ветра, переносит плодики (зерновки) на значительные расстояния. Но вот ветер стих, и летящий плод ковыля плавно опускается на землю. Имея центром тяжести расположенную внизу зерновку, он приземляется таким образом, что нижняя часть зерновки, длинно и тонко заостренная, вонзается с размаха глубоко в землю (рис. 56). Однако расположенная над ним длинная ость представляет большую парусную поверхность, поэтому казалось бы, что при новом порыве ветра она неминуемо должна была бы повалить укрепившуюся в земле зерновку; тем не менее этого не происходит благодаря специальному приспособлению. У самого кончика зерновки, близ ее острия, имеется венец обращенных назад волосков, расположенных таким образом, что, позволяя зерновке углубляться в почву, они вместе с тем оказывают сопротивление при выдергивании ее из земли, удерживая ее наподобие якоря. Что же происходит дальше с таким укрепившимся на новом месте плодом ковыля? Далее начинается любопытнейший процесс самозарывания зерновки, которая штопором ввинчивается в землю. Нижняя часть ости ковыля, лишенная волосков, обладает особой гигроскопичностью. В сухую погоду она винтообразно закручивается, во влажную же раскручивается, зарывая при этом плод в землю все глубже и глубже.

Если вам придется когда-либо держать в руках перья ковыля с зерновками, проделайте следующий несложный опыт. Воткните кончик плода в рукав вашего платья и смочите закрученное спиралью нижнее колено ости. Через несколько секунд вы будете наблюдать, как кончик пера начнет медленно вращаться и зерновка станет постепенно погружаться в ткань рукава. То же самое вращение, но в обратную сторону, будет происходить и при подсыхании, однако и в данном случае зерновка будет продолжать погружаться в ткань. Если вы забудете вынуть зерновку ковыля из своего рукава, она через некоторое время сама напомнит вам о своем существовании, вонзившись в него настолько, что начнет колоть тело. Плоды ковыля, особенно тырсы, нередко попадают в шерсть овец, и, ввертываясь через нее в тело животного, наносят ему многочисленные раны. Известны случаи, когда зерновки тырсы проникали таким образом овцам в легкие и вызывали их смерть. В прежнее время в южных ковыльных степях применялись даже специальные тырсобойные машины, состоящие из двух ножей, укрепленных на колесном ходу, которые должны были, уничтожать плодоносящие стебли этого растения, чтобы обезвредить таким образом пастбище для овец.

В настоящее время, в связи с массовой распашкой степей и сильной потравой сохранившихся целинных участков, приведших к сильному угнетению ковыля, эти машины имеют лишь историческое значение.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТЕННОГО ПОКРОВА

Растительность степи, особенно южной, испытывает летом значительный недостаток влаги. Дождей временами здесь не бывает подряд целый месяц, и почва под палящими солнечными лучами сильно пересыхает, трескается и становится твердой, как камень. В ковыльной степи крупные дернины ковыля нередко смыкаются друг с другом пучками своих длинных раскидистых листьев, но, если раздвинуть их руками, нетрудно заметить, что между отдельными пучками имеется значительная площадь свободной земли. Здесь находят себе приют дернинки более мелких злаков тонконога (Koeieria gracilis) и типчака (Festuca sulcata), не менее характерного обитателя степи, чем ковыль.

Играя незначительную роль в сложении травостоя северных степей, типчак на юге степной полосы и в полупустыне имеет очень важное значение, образуя здесь вместе с мелким ковылем Лессинга так называемые мелкодерновинные степи. Корневая система типчака, подобно ковылю, имеет вид густой бороды, причем подземная часть растения нередко значительно превышает надземную. Неудивительно поэтому, что кажущаяся нам, на первый взгляд, несомкнутость степного покрова в действительности не имеет места. Мощные корневые системы степных злаков, смыкаясь между собой, почти не оставляют места для поселения других растений. Тем не менее среди отдельных дерновин в ковыльной степи то тут, то там встречаются различные двудольные растения, имеющие очень глубокую корневую систему, позволяющую им высасывать воду из самых нижних слоев почвы, даже в некоторых случаях черпать ее из грунтовых вод (там, где уровень их не особенно низок). Таким образом, степная растительность имеет своеобразную корневую ярусность, благодаря которой различные ярусы используют влагу с различных глубин.

Корни двудольных растений слабо ветвятся и имеют резко выраженный главный стержневой корень, уходящий иногда на глубину более трех метров. Корни злаков, наоборот, представляют густые бороды и высасывают воду из более мелких слоев. Весной, когда влаги в почве достаточно, имеется еще и третий ярус корней весенних растений – различных луковичных и мелких однолетников, использующих влагу, находящуюся у самой поверхности. Жизнь этих растений очень короткая, и через несколько недель после того как сойдет снег и под горячими лучами солнца исчезнут в поверхностных слоях последние запасы влага они уже желтеют и отмирают. Однако, несмотря на столь короткий период жизни, эти кратковременные обитатели степи успевают закончить свой жизненный цикл, расцвести и дать зрелые семена. Многолетние растения – тюльпаны, ирисы, степные гиацинты, имеющие под землей корневища и луковицы, сохраняются в таком виде до будущей весны; однолетники же, как, например, маленькая крупка (рис. 57), отмирают нацело и лишь семена их переживают знойные летние месяцы и холодную зиму.

Случаются такие годы, когда выпавший за зиму ничтожный снежный покров и засушливая весна не благоприятствуют развитию однолетников – этих кратковременных гастролеров на степи, и они там почти совершенно отсутствуют; в другое же время, наоборот, они развиваются в огромном количестве, придавая степи порой даже необычный для нее колорит.

Впрочем, внешний облик степи, который, как мы видели, в течение всего лета меняется вследствие последовательного развития тех или иных растений, меняется также и по годам, в зависимости от степени влажности.

Один и тот же степной участок в одно и то же время в различные годы может выглядеть по-разному. В одном случае, если в середине лета в почве имеется достаточное количество влаги, в причерноморских степях (Аскания-Нова) развивается с особенной пышностью ковыль тырса, который окрашивает степь в характерные золотисто-зеленые тона, в случае же засухи он цветет гораздо слабее и потому становится почти незаметен, хотя его дерновины попрежнему имеются в степи, правда, в более подавленном состоянии.

РАСТЕНИЕ-КОМПАС

Мы видим, таким образом, что на строении растительного покрова степей, особенно южных, отражаются условия засушливого климата и растения здесь стремятся возможно полнее использовать каждую каплю драгоценной влаги. Неудивительно поэтому, что у большинства обитателей степи мы можем найти ряд приспособлений, направленных к лучшему сохранению влаги и предохранению ее от излишнего испарения. Пример подобных приспособлений мы уже видели на листьях ковыля, имеющих погруженные устьица и щетиновидно свернутые листья.

Рис. 57. Крупка весенняя. Типичный эфемер (по П. Ф. Маевскому)

Здесь мы хотим рассказать еще о некоторых приспособлениях к условиям засушливого климата, которые можно встретить среди растений степного покрова. Особый интерес представляют в этом отношении так называемые компасные растения, к числу которых относится, между прочим, латук, или дикий салат (Lactuca Scariola), растущий не только в степной зоне, но и на юге лесной, а потому и более широко известный (рис. 58). Если дикий салат растет во влажных или несколько затененных местах, листья его, несколько напоминающие по форме листья одуванчика, располагаются на стебле спирально, ориентируясь во все стороны. Однако в нормальных условиях на открытых местах, на залежи или засоренной степной целине, где встречается обычно это растение, оно имеет иное листорасположение. Здесь листья латука бывают повернуты на ребро и располагаются в два ряда, что достигается поворотом основания листовых черешков на 90°. Если посмотреть по компасу, куда направлены своим ребром листья латука, нетрудно убедиться, что это замечательное растение, подобно магнитной стрелке, совершенно точно указывает север и юг, соответственно подставляя на запад и на восток плоскую часть своих листовых пластинок. Польза подобного приспособления очевидна. Поворачивая свои листья на ребро по отношению к югу, латук в самое жаркое время дня предохраняет свои листья от нагрева прямыми солнечными лучами, чем и ослабляется испарение.

Рис. 53. Компасное растение – латук: слева – вид растения с запада или востока; справа – с юга или севера (по В. В. Алехину)