Южное Прибайкалье характеризуется большим разнообразием и контрастностью геосистем на близко расположенных участках, что обусловлено доминирующими биогеографическими комплексами на протяжении всего кайнозоя.
При многократных изменениях природной среды отдельные компоненты геосистем (чаще всего представители флоры и фауны) сохранялись в качестве реликтовых в рефугиумах.
Рефугиумы – «убежища», небольшие территории со специфическими природными условиями, в которых различные виды представителей флоры и фауны переживают (или пережили в прошлом) неблагоприятные для них геологические и климатические периоды времени. Существование рефугиума определяет относительную стабильность природных условий в нем, нивелирование всевозможных экстремальных флуктуаций и колебаний.
Рефугиальные геосистемы – это прежде всего геосистемы топологического уровня, занимающие относительно небольшие площади, с особыми физико-географическими условиями, благоприятные для сохранения отдельных видов флоры и фауны.
В рефугиальных геосистемах одни виды сохраняются в равновесном состоянии, т.е. в течение длительного периода времени не испытывают эволюционные изменения. Однако другие виды могут испытывать незначительные эволюционные изменения, поскольку обитание разных видов в рефугиуме связано с изолированностью их от основного ареала.
Биота рефугиальных геосистем значительно отличается от биоты геосистем, свойственной широтной или высотно-поясной зонам, т.е. рефугиальные геосистемы являются экстразональными и представляют большой интерес для изучения. Часто биота рефугиальных геосистем сочетает в себе реликтовые и эндемичные виды, уникальные не только для Сибири, но и для России в целом.
Южное Прибайкалье располагается на стыке Байкало-Джугджурской горнотаежной и Южно-Сибирской горной физико-географических областей, также сюда проникают представители Северо-Азиатской лесостепной и Центрально-Азиатской сухостепной областей. Кроме того, данная территория характеризуется сочетанием четырех структур, резко отличающихся между собой и находящихся под влиянием развития Байкальской рифтовой зоны: озера Байкал, Тункинской ветви котловин, Восточного Саяна, хребта Хамар-Дабан и имеет длительную историю развития с многократными тектоническими и климатическими изменениями. В связи с этим здесь формируются геосистемы со сложной пространственно-временной самоорганизацией и специфическими механизмами функционирования.
Цель исследования – выявить основные типы рефугиальных геосистем Южного Прибайкалья. Для достижения поставленной цели были использованы методы комплесных физико-географических исследований, материалы полевых маршрутных наблюдений, проводился анализ литературных и картографических источников.
Результаты исследования и их обсуждение
На территории Южного Прибайкалья было выявлено два основных типа рефугиальных геосистем: геотермальных источников и степной биоты Тункинской ветви котловин, неморального комплекса речных долин и террас северного макросклона хр. Хамар-Дабан.
Рефугиальные геосистемы северного макросклона хр. Хамар-Дабан. Северный макросклон хр. Хамар-Дабан характеризуется сравнительно мягкими пологими очертаниями рельефа и достигает абсолютных высот 2994 м. На современный облик рельефа хребта Хамар-Дабан большое влияние оказали древняя пенепленизация, четвертичное горное оледенение, интенсивное выветривание и базальтовые покровы [1].
Для хребта Хамар-Дабан, в распределении почв по вертикали, выражена гумидная структура: типы почв, свойственные лесостепной и степной зонам, отсутствуют [2]. Отличительная черта почвенного покрова хребта – наличие буроземов. На их формирование оказал влияние относительно мягкий климат данной местности [3]. Буроземы не характерны для умеренно-теплого климата, а свойственны для широколиственных и хвойно-широколиственных лесов. На Хамар-Дабане буроземы сосредоточены главным образом в средней части горно-лесного пояса в пихтовых и кедрово-пихтовых лесах (зачастую перемежающихся с тополевниками) с крупно- и широкотравным покровом. Особый терморежим этих почв способствовал сохранению реликтовых растений.
Для северного макросклона хр. Хамар-Дабан свойственно значительное разнообразие в пространственном распределении климата, что связано с особенностями простирания хребта. В зависимости от термического влияния оз. Байкал, ориентации склонов и абсолютной высоты местности, в пределах северного макрослона хр. Хамар-Дабан выделяют 4 типа мезоклимата [4]. Наибольшее количество осадков отмечается на наветренных склонах хребта Хамар-Дабан и варьируется от 520 (Култук, Слюдянка) до 1450 мм (Снежная, Хамар-Дабан) в год [5].
Влияние оз. Байкал сказывается лишь на сравнительно узкой прибрежной полосе побережья им по долинам крупных рек – озеро ослабляет континентальность климата; также благодаря оз. Байкал на наветренных западных склонах Хамар-Дабана выпадает значительное количество осадков, что в зимний период обеспечивает мощный снежный покров. Совокупность этих условий обеспечивает сохранение здесь реликтовых видов, прежде всего неморальной биоты.
В настоящее время рефугиальные геосистемы в пределах Хамар-Дабана приурочены прежде всего к долинам рек и надпойменным террасам. Это такие реки, как Слюдянка, Безымянная, Утулик, Солзан, Хара-Мурин, Паньковка, Снежная. Здесь перемежаются пихтовые и тополевые леса с крупнотравным, крупноразнотравным и широкотравным покровом. Прослеживается связь между пихтарниками и широколиственно-хвойными лесами плиоцена. Тополевые леса, так же как и пихтарники, имеют в своем составе ряд неморальных реликтов неоген-палеогенового периодов [6]. Прежде всего, это реликтовые виды растений, такие как арсеньевия байкальская (Arsenjevia baicalensis) (рисунок), вальдштейния тройчатая (Waldsteinia ternata), душистый ясменник (Asperula odorata), горный пузырник (Cystopteris montana), анемоноидес алтайский (Anemonoides altaica), кипрей горный (Botrichium virginianum), подмаренник трехцветковый (Galium triflorum), вероника лекарственная (Veronica officinalis), примула Палласа (Primula pallasii), волчник обыкновенный (Daphne mezereum), сныть широколистная (Aegopodiym latifolium), селезеночник байкальский (Chrysosplenium baicalense), хохлатка прицветковая (Corydalis bracteata), борец Сукачева (Aconitum sukaczevii), многорядник копьевидный (Polystichum lonchitis), щитовник мужской (Dryopteris filix-mas Schott), ореоптерис горный (Oreopteris limbosperma), мятлик расставленный (Poa rtmota), осока Ханкока (Carex nancockiana), подмаренник трехцветковый (Gallium triflorum), ятрышник шлемоносный (Orchis militaris), гроздовник многораздельный (Botrychium multifidum).
Рефугиальные геосистемы геотермальных источников и степной биоты Тункинской ветви котловин. Тункинская ветвь котловин (Тункинская, Торская, Хойтогольская, Мондинская, Туранская, Быстринская) ограничена с севера системой Тункинского и Мондинского разломов и выражается в рельефе крутым переходом южного склона хр. Тункинские гольцы в северный борт Тункинской впадины; с юга – зоной коротких разломов северо-западного и субширотного простираний, выраженных в рельефе менее четко [7]. Средняя высота котловин составляет 700–1430 м [8]; котловины отличаются мощным слоем флювиогляциальных и ледниковых отложений, из-под которых местами выступают вулканические конусы, холмы и гряды, сложенные базальтами и шлаками, которые встречаются восточнее р. Кынгарги и вдоль склонов Хамар-Дабана.
Среднегодовые значения температуры воздуха изменяются в пределах от –1,5 °С (Аршан) до –3,8 °С (Кырен). Осадки распределены крайне неравномерно: от 360 мм в центральной части (Монды) до 550 мм у подножия Тункинских гольцов (Аршан) [5].
Одной из природных особенностей Тункинской ветви котловин являются многочисленные выходы на поверхность минеральных термальных вод. Мощные выходы геотермальных вод оказывают влияние на микроклимат примыкающих территорий, обуславливая развитие здесь рефугиальных геосистем и в целом формирование геосистем, свойственных более южным природным зонам.
Арсеньевия байкальская (Arsenjevia baicalensis). Неморальный реликт лесов третичного периода в долине реки Снежной (фото автора)
Крупные выходы термальных вод сосредоточены вблизи таких населенных пунктов, как Жемчуг, Аршан, Нилова Пустынь; также существует множество холодных железистых и сероводородных источников. В Тункинской ветви котловин в состав биоты рефугиальных геосистем геотермальных источников входят следующие реликтовые растения: кривокучник сибирский (Camptosorus sibiricus), гроздовник ланцетовидный (Botrychium lanceolatum), гроздовник виргинский (Botrychium virginianum), гусиный лук зернистый (Gagea granulosa), мегадения Бардунова (Megadenia bardunovii), ятрышник шлемоносный (Orchis militaris), эвтрема сердцелистная (Eutrema cordifolium), ужовник обыкновенный (Ophioglossum vulgatum). Выходы геотермальных и минеральных вод оказывают влияние не только на прилегающие территории, но и на более или менее значительно удаленные [9].
Чем выше общая теплообеспеченность территории рефугиальных геосистем, тем ярче реликтовые черты таких геосистем. Территории с максимальной теплообеспеченностью занимают рефугиальные геосистемы степной биоты. Происходит сочетание резко различных по увлажнению ландшафтных условий – сухость воздуха с высокими летними температурами воздуха, заболоченность почв (Тункинская котловина).
В пределах районов с повышенной теплообеспеченностью развиты рефугиальные степные сообщества, такие как криофитные степи с овсяницей Крылова (Festuca kryloviana), песчаные с кострецом Короткого (Bromopsis korotkiji), а также такие реликтовые компоненты, как горечавка лежачая (Gentiana decumbens), пустынница красивая (Eremogone formosa), прострел сомнительный (Pulsatilla ambigua), карагана гривастая (Caragana jubata) и др. [5].
Заключение
Подводя итог можно заключить, что рефугиальные геосистемы неморального комплекса речных долин и террас хр. Хамар-Дабан сохранились благодаря воздействию водной массы оз. Байкал, которое сказывается на сравнительно узкой прибрежной полосе побережья им по долинам рек: сниженная континентальность климата, избыточное увлажнение, мощный снежный покров.
Рефугиальные геосистемы геотермальных источников и степной биоты Тункинской ветви котловин функционируют за счет повышенной теплообеспеченности, контрастности условий, а также за счет микроклиматичеких изменений территорий, прилегающих к выходам термальных вод.
В целом рефугиальные геосистемы Южного Прибайкалья весьма разнообразны и вносят существенный вклад в биоразнообразие региона. В них поддерживается существование ряда реликтовых растений, не характерных для данной физико-географической ситуации.
Рефугиальные геосистемы – уникальные объекты и представляют собой особый интерес для изучения современного состояния геосистем, эволюционных и палеогеографических реконструкций, для разработки вариантов развития природной среды в будущем. Комплексное изучение рефугиальных геосистем позволяет выявить их структуру и взаимосвязи компонентов.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 16-05-00902.