12.3. Зона смешанных и широколиственных лесов
Экосистемы смешанных и широколиственных лесов (дубравы) характеризуются большим запасом живого и мертвого органического вещества при незначительном преобладании последнего (55 %). Для мертвого органического вещества преимущественно характерен гумус (плодородие почв высокое). В живой биомассе господствуют растения (больше 99 %). Запасы живой фитомассы большие, в основном она принадлежит деревьям. Величина первичной продукции значительна. Молодые широколиственные леса способны весьма эффективно поддерживать кислородный баланс атмосферы. К сожалению, большая часть смешанных и широколиственных лесов уже сведена человеком.
Эта территория заселена раньше и с большей плотностью, чем другие зоны России. Уже в начале прошлого века естественно-антропогенные экосистемы (в основном, пастбища) занимали большую площадь, чем коренные природные экосистемы. Постепенно существенную роль в структуре ландшафта стали играть пахотные сельскохозяйственные угодья. Не случайно многие дворянские усадьбы, в том числе родовые имения великих русских писателей, поэтов и композиторов, располагались именно в этой зоне.
Многие приемы хозяйствования в сельской местности оставались неизменными на протяжении столетий. Например, подсечно-огневая система земледелия применялась во вновь осваиваемых районах вплоть до XIX в. включительно. Урожайность зерновых культур оставалась чрезвычайно низкой - "сам-3,5". В XX в., особенно во второй его половине, деградация естественных экосистем нарастала. В структуре ландшафтов значительное место стали занимать техногенные промышленно-селитебные комплексы. Реликты естественных экосистем сохранились лишь в немногих заповедниках.
Отдаленная перспектива рисуется в следующем виде: господствующее место займут антропогенные экологические комплексы, на которые будут переложены как ресурсовоспроизво-дягцие функции, так и средорегулирующие. Поскольку в противоположность естественным экосистемам, где эти функции выполнялись "бесплатно", антропогенные экосистемы не являются саморегулируемыми, а полностью управляются людьми, заботу о поддержании благоприятного экологического режима в антропогенных ландшафтах человеку придется взять на себя. Долю экологических затрат в экономике надо будет резко увеличить.
На юге лесного пояса в начале XXI в. особенно сильно проявится иссушение климата. Здесь следует ожидать увеличения числа лет с засухами, что отрицательно скажется на производстве сельскохозяйственной продукции. Усилится эффект пыльных бурь, поскольку южная половина лесного пояса представляет собой открытые распаханные пространства.
12.4. Лесостепная и степная зоны
Для экосистемы луговой степи характерны большие запасы живого и мертвого органического вещества при господстве мертвого, преимущественно в виде почвенного гумуса (96 % -плодородие почв очень высокое). В живой биомассе преобладают травянистые растения (больше 92 %). Величина первичной продукции значительная. Общий газообмен интенсивный, однако вклад в кислородный баланс атмосферы несуществен. Большая его часть идет на окисление мертвой органики.
Заселение лесостепной и степной зон произошло очень давно, почти одновременно с заселением зоны широколиственных лесов. В первой половине XIX в. основным занятием населения было скотоводство и в ландшафте господствовали пастбищные экосистемы. Однако значительные площади коренных степных экосистем еще сохранялись.
К началу XX в. резко возросли площади пахотных земель, но и выпас не потерял своего значения. В настоящее время степной биом стал полностью земледельческим. В некоторых районах пашни занимают 70 % территории, а местами и более. Благодаря развитию системы орошения под пашню стали осваиваться засушливые районы юго-востока степной зоны. Площади, занятые коренными экосистемами, резко сократились.
Массированная распашка земель, охватившая зоны смешанных и широколиственных лесов, лесостепную и степную зоны, вызвала целый ряд негативных экологических последствий. Главным является потеря гумуса из пахотного слоя, что приводит к снижению урожая до 85 % (рис. 12.3).
Пахотный слой - результат динамического равновесия между поступлением органического вещества, приводящего к образованию гумуса, и потерями его за счет разложения. Самое разрушительное воздействие на пахотный слой оказывает эрозия. Обнаженная почва намного чувствительнее к выносу гумуса водой или ветром, чем почва с сомкнутым растительным покровом (рис. 12.4). Для восстановления пахотного слоя применяются почвозащитные севообороты. Особую роль в повышении плодородия почвы выполняют посевы многолетних бобовых трав.
К неблагоприятным физико-географическим процессам в наиболее освоенной в сельскохозяйственном отношении степной зоне относятся засухи, суховеи и пыльные бури, возникновение которых связано с устойчивым антициклональным режимом атмосферной циркуляции, часто устанавливающимся в этих широтах на территории России. Пыльные бури обусловлены также высокой распаханностью степей. Почвы, лишенные дернины, подвержены интенсивной дефляции. Плодородный гу-мусный слой может быть унесен с пашни в течение одной сильной бури.
Зимой результатом антициклонального режима погоды является недостаточная мощность снежного покрова, что в свою очередь вызывает недостаток продуктивной влаги в почве после весеннего снеготаяния. Сухая и жаркая погода летом приводит к усилению испарения с поверхности почвы и растений, к прогреванию и высушиванию воздушных масс. Из этого следует, что в развитии весенней и летней засухи огромное значение имеет накопление влаги за предыдущий осенне-зимний период. В засушливые периоды лета создаются условия для развития суховеев. Почти ежегодно в отдельных районах степи наблюдаются пыльные бури, которые могут распространяться на большие площади и превращаться в настоящее бедствие. При пыльных бурях скорость ветра доходит до 20-30 м/с, относительная влажность понижается до 10—15 %, видимость уменьшается до 50-200 м. Такие явления в степной зоне характерны для всего весенне-летнего периода, но весной они наиболее интенсивны и опасны.
В XXI в. сельскохозяйственное производство будет полностью переведено на индустриальную основу; исключение будут составлять ничтожные по площади участки природных реликтовых степных экосистем, сберегаемых в заповедниках. В степях, как и в условиях предыдущих зон, поддержание благоприятного экологического режима человеку придется брать на себя, предусматривая для этого значительные материальные затраты.
Изменения климата в XXI в. в степной зоне будут более благоприятными. Повысятся зимние температуры, но летние останутся близкими к современным. Количество атмосферных осадков увеличится. Все это будет способствовать получению более устойчивых урожаев. В середине столетия агропромышленный потенциал может возрасти на 25-40 %.