Антропогенное освоение ландшафтов Пензенской области

Введение . Исследование ландшафтов лесостепи, к которой относится территория Пензенской области, представляет большой интерес в современных условиях меняющегося климата. Изучение процессов формирования ландшафтов до сих пор остается актуальным [1]. Чтобы понять закономерности развития современности и дать обоснованный прогноз их развития на будущее, необходима реконструкция палеогеографических условий прошлых эпох [5].

Контрастная картина ландшафтной организации лесостепи в пределах Пензенской области осложняется рубежным положением исследуемой территории: на границе Окско-Донской равнины и Приволжской возвышенности, на водоразделе рек Волга и Дона, на границе северной лесной зоны и южной степи, в пределах бывшей перигляциальной области Валдайского ледника. Такая позиция способствовала формированию следующих типов ландшафтов: 1 - хвойно-широколиственные леса на водноледниковых равнинах; 2 - лесостепные ландшафты вторично-моренных равнин Приволжской возвышенности; 3 - лесостепные ландшафты эрозионно-денудационных равнин высокого плато Приволжской возвышенности; 4 - пойменно-долинные ландшафты [5].

Целью исследований является изучение ландшафта лесостепи на территории Пензенской области. Необходимо выделить основные этапы изучения ландшафтов, понять, где произошли существенные антропогенные изменения в растительном и почвенном покрове.

Материал и методы исследований . Последнее потепление в лесостепи Русской равнины началось с периода 1930-40-х г.г., однако статистически значимые оценки коэффициента линейного тренда имеют не высокие величины (~ 0,03⁰ за 10 лет). С другой стороны, произошло смещение многих дат сезонных явлений - вскрытия рек раньше на 4-11 дней, более поздний ледостав на 15-20 дней. В одних районах лесостепи наблюдается возрастание тепло- и влагообеспеченности (Пензенская область) [7], в других - рост засушливости. Наиболее значимым научным методом прогнозирования является метод палеогеографических реконструкций при интерпретации современной динамики экосистем [13].

Основными источниками информации об эволюции ландшафтов Пензенской области в голоцене явились данные, полученные на результатах фундаментальных исследований изменения климата и растительности в сопредельных территориях. Например, использовались данные палеореконструкции климата и структуры зональности в северном полушарии за последние 130 тыс. лет, полученные в Институте географии РАН под руководством А.А. Величко [2]. Единственным надежным доказательством происхождения изменений в ландшафте в пределах 1000 и более лет может служить споро-пыльцевой анализ, за счёт высокой сохранности пыльцы в почве. Спорово-пыльцевой анализ органогенных и минералогенных отложений голоцена, ботанический анализ торфов, радиоуглеродное датирование, определение относительного возраста методом экстраполяции - такой комплекс методов использовался в региональных исследованиях палеорастительности в центральной части Приволжской возвышенности (включая юго-восточные районы Пензенской области). Изменение флористического состава в лесной и лесостепной зонах европейской части России отражают результаты фундаментальных ландшафтных и биоценотических исследований под руководством Смирновой [3]. Большой интерес представляют работы Спрыгина И.И. по Пензенской области, работы Милькова Ф.Н. по северной лесостепи [8], а также местные и сопредельные почвенно- археологические материалы [6].

Результаты исследования и их обсуждения. Реконструкция палеоклимата с помощью изотопно-кислородного метода и споровопыльцевого анализа позволила сделать вывод о значительных колебаниях климата в четвертичном периоде и, тем, не менее, сохранности широколиственных лесов в южных внеледниковых районах Русской равнины в период последнего оледенения. Обнаруженная пыльца пород смешанного дубового леса в нижних горизонтах торфяников на юге Приволжской возвышенности, произрастание сосны по меловым и известняковым склонам Приволжской возвышенности позволяют утверждать, что современная лесостепь с широколиственными лесами - это результат эволюции третичной флоры лесостепей, переживших ледниковую эпоху на возвышенностях юга лесостепной зоны. Убедительные доводы в пользу древнего возраста дубрав Приволжской возвышенности приводит И.И. Спрыгин [10,11]. С потеплением климата в атлантический период голоцена широколиственные леса из убежищ заселили лесостепь. Это свидетельствует о древности лесостепного ландшафта.

Формирование же современной флоры и фауны тесно связано не только с климатическими изменениями, но и с изменением рельефа, в целом, литогенной основы ландшафтов. Так, некоторые горно-аридные и аридные реликтовые виды проникли к нам с юга и юго-востока в миоцене, когда Приволжская возвышенность была приподнята, расчленение превосходило современное в два раза, и представляла собой «денудационные горы» [13].

В эпоху последнего валдайского оледенения Пензенская область была в экстрагляциальной области и здесь функционировали природные комплексы холодных полынно-маревых степей. Сосново-березовые и березовые редколесья были распространены по высокому плато. По более теплым поймам (песчаные массивы и долина р. Сура) произрастали сосновые леса с примесью ели, развивались сфагновые болота с вереском, вокруг болот произрастали березы и ольха. Из споровых во всех районах преобладали хвощи, что свидетельствует о бедности, и кислотности подстилающих пород.

Эволюция пространственной структуры растительного покрова имела метахронный характер. Она во многом зависела от свойств литогенной основы ландшафтов, при незначительном изменении широтной зональности.

В предбореальный и первой половине бореального периода происходит значительное похолодание. По мнению некоторых исследователей в это время над всей Европой господствовал обширный антициклон, блокирующий западную циркуляцию воздуха [15]. На территории Приволжской возвышенности годовая сумма осадков в это время составляла около 400 мм. Континентальность климата уже к середине бореального периода снижается. Начинают формироваться дерново-подзолистые, дерново-карбонатные и серые лесные, а также пойменно- луговые почвы. В это время по данным

Благовещенской Н.В., территория Приволжской возвышенности входила в зону сосновых и березовых лесов, в составе которых появились породы смешанного дубового леса.

В бореальный период с сухим климатом происходит продвижение с юга степных видов. Благоприятные места для их обитания - долинные комплексы вторично моренных и эрозионно-денудационных равнин Приволжской возвышенности. Перигляциальный комплекс трансформируется, растительность приобретает типично лесостепной облик. В это время формируются степные карбонатные почвы и дерново-песчаные почвы под сосняками [6, 13, 14].

В начале атлантического периода повсеместно происходит небольшое похолодание [15] с одной стороны, и повышение уровня грунтовых вод [13], что приводит к массовому облесению территории. Формируются дерновоподзолистые, дерново-карбонатные и серые лесные почвы, растительный покров становится типично лесным, господствует береза.

Суббореальный период в целом сухой и теплый, поэтому происходит усыхание болот и освоения их лесом и увеличение доли степей. В позднесуббореальный период (поздний бронзовый и ранний железный век) похолодание климата увеличивается. В почвенном покрове преобладают черноземы и серые лесные почвы. Происходит сокращение площади лесов и расширение открытых участков.

Начало субатлантического периода примерно совпадает с началом железного века. Лес в это время не только выжигался, но и вырубался после подсечки. После таких вырубок он частично восстанавливался, но происходили изменения в составе самих лесов. Площадь лесов при этом значительно сокращается, а степей - возрастает. С этого времени вся территория нашей области приобретает лесостепной облик, а на юге - степной. Появляются агроценозы, что предполагает существенное геоэкологическое преобразование луговых степей и редколесья.

Около 700 лет назад произошло резкое похолодание климата: так называемый «малый ледниковый период» [4,9]. Кроме того, начиная с XIV до конца XVII века н.э. исследуемая территория подверглась нашествию Золотой орды и на 400 лет стала практически безлюдной. Климатические условия способствовали расширению лесов и восстановлению плодородия почв. Обширные пространства степей по территории нашей области оставались целинными, заброшенные пашни, зарастали лесом с эволюцией почв по схеме чернозёмы – серые лесные [14].

Около 300 лет назад геокологическая преобразованность ландшафтов усилилась. Повсеместно сокращается площадь лесов и расширяется площадь агроценозов. В последнее столетие происходило увеличение площади лесов, что связано с лесовосстановительными работами [13].

Заключение. Становление и начальные периоды развития ландшафтов Пензенской области определяются особенностями литогенной основы и динамикой климата.

Основные этапы изучения ландшафтов Пензенской области:

• 1.    Древний голоцен : холодные степени и разреженные кустарниковые ивово-березовые сообщества.

• 2.    Ранний голоцен : полынно-маревые степи и сосняки зеленомошники, остепненные, папоротниковые; березово-сосновые зеленомошники.

• 3.    Средний голоцен : луговые степи и широкое распространение сосновоберезовых и березовых (крупнотравных) лесов. В результате сильного похолодания продлилось сокращение лесистости, на рубеже атлантического и суббореального периодов.

• 4. Поздний голоцен : сокращение площади лесов (антропогенный фактор).

Существенные антропогенные изменения в растительном и почвенном покрове степей начались в позднесуббореальном периоде (около 3 000 лет назад) с массовым развитием земледелия. Сокращение площади лесов и гэоэкологическая преобразованность ландшафтов относится к началу субатлантического периода (около 2 500 лет назад).

Сейчас изменения ландшафта происходят в основном из-за изменения климата и от деятельности человека. Количество рек длиной до 20 км за последнее столетие сократилось в два с лишним раза. Многие из них только на картах называются реками и давно превратились в ручьи. Причины этого – вырубка лесов, промышленные разработки ископаемых. Мелиоративные работы, строительство дорог, линий электропередач и других объектов привели к нарушению водного баланса и резкому снижению уровня водоемов. За последние сто лет, он понизился так, как при естественных процессах понижался бы тысячелетие.