Пустыни Туранской низменности и Прибалхашья
Бо́льшая часть песков в пустынях Средней Азии образовалась в результате перевевания древнеаллювиальных четвертичных песчаных и песчано-глинистых отложений. В южной зоне (субтропических пустынь) это пески Центральных и Южных Каракумов, пески северо-восточной, присырдарьинской, части пустыни Кызылкум. Сравнительно небольшая часть песков возникла в результате выветривания и дальнейшего перевевания песчаников (западная часть Заунгузских Каракумов, центральная и юго-западная части пустыни Кызылкум). Есть пески, представляющие собой перевеянные озерные отложения.
Благодаря эоловой переработке пески среднеазиатских пустынь хорошо отсортированы. Это мелкозернистые пески, на 90—99% состоящие из фракции 0,05—0,25 мм.
Цвет песков зависит от возраста развевания, длительности их переработки атмосферными агентами. Древнеаллювиальные пески в пустынях Средней Азии обычно серые, но, попадая в сферу почвообразования, они приобретают желтовато-бурый оттенок за счет гидроокислов железа. Чем дольше пески находятся на поверхности, тем больше они желтеют. Пески Заунгузских Каракумов, например, подвергающиеся развеванию и действию почвенных процессов с плиоцена, более желтые, чем верхнечетвертичные пески Центральных Каракумов.
Следует четко разграничивать вопросы происхождения песков и происхождения форм песчаного рельефа в пустынях. По отношению к пустыням Средней Азии вопрос происхождения рельефа песков подвергался в предвоенные годы дискуссии. Многие исследователи отрицали специфичность рельефа песчаных пустынь и роль ветра в формировании рельефа заросших песков. Грядовым заросшим пескам Каракумов приписывали различное происхождение: их рассматривали как эрозионно-аккумулятивные образования меридиональных водных потоков, писали о карстовом или суффозионно-карстовом происхождении межгрядовых котловин. Высказывалось даже предположение (П. С. Макеев) о тектоническом происхождении меридиональных гряд Каракумов.
Выяснению вопроса о происхождении форм рельефа песчаных пустынь способствовало применение авиации. При помощи наблюдений с самолета и аэрофотосъемки были закартированы большие пространства песчаных пустынь и с несомненностью установлена специфичность рельефа песков, связанная с их сыпучестью и эоловой транспортировкой.
При помощи аэрофотосъемки и визуальных наблюдений с самолета установлено широкое развитие в песчаных пустынях Средней Азии грядовых форм рельефа, параллельных господствующим ветрам, и замечена тенденция к перестройке форм, перпендикулярных господствующему ветру, в параллельные. Образование грядового рельефа песков, являющегося основным типом, и его особенности, по Б. А. Федоровичу, связаны с вихревыми потоками воздуха и динамическими явлениями, которые возникают на границе двух подвижных сред, в данном случае воздуха и песка 1. Наглядное доказательство эоловой природы грядовых форм рельефа — огибание грядами останцовых возвышенностей в пустыне (например, в песках Кызылкум), подобно тому как эти возвышенности огибаются воздушными потоками.
1 См. Б. А. Федорович. Некоторые основные положения о генезисе и развитии рельефа песков. — «Изв. АН СССР», сер. геогр. и геофиз., 1940, № 6.
В Каракумах. Фото А. Дубинина
Характер форм рельефа зависит главным образом от режима ветров, а также от возраста рельефа, количества песка, наличия растительности.
Если пустынная равнина из песчано-глинистого аллювия находится на первых стадиях развевания, то на ее поверхности лежат лишь небольшие скопления песка. В этих условиях могут образоваться одиночные барханы. При длительности развевания и больших скоплениях сыпучего песка вместо одиночных барханов возникают барханные цепи, располагающиеся перпендикулярно господствующим ветрам.
Барханы и барханные цепи характерны лишь для сыпучих песков, закрепленных растительностью. Для заросших песков, которые занимают значительно бо́льшие пространства, чем сыпучие, характерен грядовый и бугристый, или ячеистый, рельеф.
Долгое время закрепленные растительностью пески рассматривали как неподвижные, рельеф которых перестал развиваться. Этот взгляд опровергнут прямыми наблюдениями в природе. В Каракумах, близ Репетека, проводились опыты пленочно-капельного битуминизирования заросших песчаных гряд (в загороженном участке). Через некоторое время оказалось, что местами битумная пленка развеяна и песок выдут, местами же пленка погребена под навеянным песком. Стало ясно, что заросшие пески не неподвижны, развитие продолжается, хотя и медленно.
Грядовые пески образуются в тех случаях, когда в системе ветров явственно ощущается какое-либо господствующее направление или четко выраженная равнодействующая суммы активных ветров. Если в системе ветров не наблюдается одного господствующего направления, то образуются бугристые, или ячеистые, пески.
Л. С. Берг доказывал, что увеличение площадей сыпучих песков не связано с усыханием климата Средней Азии, как предполагали некоторые исследователи, а обусловлено хозяйственной деятельностью — неумеренным выпасом скота и вытаптыванием растительности у колодцев и водопоев, сведением на топливо саксаула и т. п. По мнению Л. С. Берга и В. А. Палецкого, в современных климатических условиях пески, будучи изолированы от влияния хозяйственной деятельности, подвергаются самозарастанию, т. е. естественным путем покрываются растительностью. Это положение как общее правило может быть принято и сейчас, однако с исключениями, поскольку в местах усиленной циркуляции атмосферы создаются естественные условия для развития и существования сыпучих барханных песков.
Почвы песчаных пустынь на прежних почвенных картах обозначались просто как скопления песков. Е. В. Лобова (1960) южные песчаные пустыни включает в Туранскую провинцию карбонатных (типичных) серо-бурых почв.
Гумус в почвах песчаных пустынь содержится в незначительных количествах (около 0,5% и менее). Максимальное количество гумуса часто бывает приурочено к средней части профиля, так как верхние горизонты могут представлять собой свеженавеянный песок, только что вступивший в фазу закрепления растительностью.
Условия произрастания растений в естественной обстановке (т. е. без орошения) в песчаных пустынях более благоприятны, чем в каменистых, а тем более каменистых и солончаковых. Дело здесь в первую очередь в гидрологическом режиме песков, так как возможность органической жизни в пустыне определяется прежде всего влагой.
Зимой и весной при стаивании снежного покрова и от дождей пески промачиваются. Глубина зимне-весеннего промачивания песком достигает 1—1,5 м. Капиллярность чистых песков слабая, восходящие токи влаги отсутствуют, и запасенная в песках влага почти целиком расходуется на транспирацию растениями. Следует еще учитывать, что при промачивании песка почти вся влага бывает доступна растениям: в сравнении с глинистыми грунтами в песках меньше мертвый запас влаги. Кроме того, пески обладают способностью поглощать (конденсировать и сорбировать) влагу из воздуха.
Из впитываемой с поверхности и поглощенной из воздуха влаги образуется так называемый висячий горизонт влажности. В разные сезоны он находится на различной глубине: весной у самой поверхности, а в начале лета опускается до 20 см и вскоре совсем исчезает, иногда сливаясь с влажным горизонтом, расположенным глубже. Этот верхний непостоянный горизонт влажности весной питает эфемеровую растительность. Кроме того, на глубине 100—140 см существует не исчезающий в течение всего года второй влажный слой, влага которого используется кустарниковой растительностью.
Таким образом, в песчаной пустыне в противоположность пустыням других типов сравнительно хорошее постоянное увлажнение почвы, что создает условия для существования в ней кустарников и даже деревьев, т. е. жизненных форм, в общем чуждых пустыне.
Растительность песчаных пустынь наиболее богата по сравнению с другими типами пустынь, но вместе с тем чрезвычайно специфична в связи с подвижностью сыпучего субстрата. Растения песчаной пустыни имеют специальные приспособления для существования в этих условиях и образуют особую группу псаммофитов (песколюбов).
Обычное растение в условиях сыпучего песчаного субстрата было бы засыпано песком и погибло. Псаммофиты же обладают способностью к усиленному побегообразованию и быстрому росту при засыпании песком. С аккумуляцией новых порций песка и поднятием поверхности песчаного накопления поднимается и висячий горизонт влажности, точнее, образуется новый горизонт, на более высоком уровне. Прежний горизонт не пополняется больше влагой, содержащаяся в нем вода быстро расходуется растениями, и корни, находящиеся в этом горизонте, перестают получать влагу. Однако псаммофиты не погибают, так как образуют придаточные корни в новом горизонте влажности.
Поскольку происходит не только навевание, но и выдувание песка, часть корней может оказаться оголенной и попасть под воздействие палящих солнечных лучей. Для защиты от них корни псаммофитов имеют либо пробковую ткань, либо чехлики из склеившихся вокруг корня песчинок.
Семена и плоды псаммофитов снабжены специальными летательными придатками — аэроаппаратами — или сами построены наподобие летательных аппаратов. Они нередко принадлежат к типу аэростата, будучи спрятаны в полую шарообразную перепончатую чашечку или коробочку (у астрагала, песчаной осоки), иногда еще снабженную упругими щетинками (у джузгуна), либо скручены, как пропеллер (бобы песчаной акации), либо крылаты (у очень многих растений), или же, наконец, относятся к парашютному типу (например, у злака селеу).
При сильных ветрах, когда происходит энергичное выдувание и навевание песка, плоды псаммофитов переносятся с места на место, прыгая по поверхности песков или взлетая на воздух; таким образом они избегают губительного засыпания песком.
К растениям-пионерам, поселяющимся на сыпучих песках, принадлежит злак селеу, или селин, представленный в основном двумя вида: аристидой Карелина (Aristida karelini) и аристидой перистой (A. pennata). Селин — крупный многолетний злак, до 1 м высоты, типичный псаммофит, быстро растущий и дающий придаточные корни; на корнях имеются чехлики из склеившихся песчинок.
Типичные псаммофиты — джузгуны, или кандымы (виды рода Calligonum). Это крупные кустарники, до 3 м высоты, сильно ветвящиеся, с цилиндрическими нитевидными зелеными веточками вместо листьев, отличающиеся быстрым ростом и легко образующие придаточные корни. Ствол иногда достигает 40 см толщины. Характерный псаммофит также песчаная акация (Ammodendron conollyi) — кустарник из семейства бобовых, до 3 м высоты, с серебристыми листочками.
Для песков типичен белый, или песчаный, саксаул (Haloxylon persicum) — деревце до 4—5 м высоты, с диаметром ствола до 35 см. Древесина песчаного саксаула светлая, листочки имеют вид коротких острых чешуек. Основные местообитания белого саксаула — полузаросшие или заросшие бугристые и грядово-бугристые пески с глубоким залеганием грунтовых вод. Характерны для песчаной пустыни также черкез (Salsola richteri), астрагалы, эфедра.
Закрепленные пески весной покрываются довольно густой травянистой растительностью. Преобладает песчаная, или вздутая, осока (Carex physodes, по-туркменски — илак), выгорающая в середине мая. К ней примешиваются живородящий мятлик, костер (Bromus tectorum) и другие эфемеровые растения. Осока не только закрепляет, но и высушивает пески, что приводит к угнетению и вымиранию растений-пионеров, поселяющихся на подвижных песках.
Пески, закрепленные песчаной осокой (илаком). Фото А. Дубинина
Песчаные пустыни используются в качестве пастбищ: здесь наилучшие условия для выпаса каракульских овец. Важной особенностью песчаных пустынь как пастбищ является возможность использовать их в течение всего года. Весной и летом главным кормовым растением служит песчаная осока. Осенью основной корм — полукустарники и кустарники, поедаемые главным образом овцами и верблюдами; кормовое значение имеют астрагалы, солянки, эфедра, джузгун, саксаул и др. Зимой кормом служат солянки и разные полукустарники; кустарники же к зиме теряют листья и поедаются только верблюдами. Круглый год большое кормовое значение имеет злак селеу (селин).
Итак, пастбища песчаных пустынь по сравнению с другими типами пустынь отличаются высокой продуктивностью, хорошим качеством кормовых растений, наличием кормов в зимний период, критический для скотоводства, и сравнительно малой зависимостью от погодных условий. Даже в наиболее засушливые годы песчаные пастбища имеют достаточно кормов. В такие годы однолетние травы не появляются, что, конечно, отражается на продуктивности пастбищ.
Умеренный регламентированный выпас скота не только не вредит растительности песчаных пустынь, но даже полезен, так как скот разрыхляет верхний слой песка и разрушает образующуюся в пылеватых песках корочку, что улучшает гидрологический режим песков. В Каракумах, в районах чрезмерно слабого выпаса, развиваются мхи (туркмены называют их «карахарсанг»), угнетающие травянистую растительность.
Многие растения песчаных пустынь используются для закрепления подвижных песков, которые надвигаются на оазисы, засыпают поля, сады и строения, заносят дороги и пр. К растениям-пескоукрепителям относятся джузгуны, саксаул, черкез, астрагалы, гребенщики (Tamarix), селин и др. (М. П. Петров, 1950).
Древесина кустарников и деревьев песчаной пустыни для поделок не годится, так как хрупка и свилевата, но зато является высококалорийным топливом.
Рыхлость песчаного субстрата представляет некоторое удобство для жизни животных в пустыне, позволяя им легко закапываться в песок, но вместе с тем передвижение по сыпучим пескам требует особых приспособлений.
В песчаной пустыне много грызунов. Из них особенно характерны: тонкопалый суслик (Spermophilopsis leptodactylus), ведущий одиночный образ жизни; большая песчанка (Rhombomys opimus), живущая колониями; ночные зверьки — малая, или полуденная, песчанка (Pallasiomys meridianus); мохноногий тушканчик (Dipus sagitta), длина прыжка которого в 10—12 раз больше длины самого зверька. У мохноногого тушканчика, как и у менее распространенного гребнепалого тушканчика (Paradipus ctenodactylus) и некоторых других, на пальцах задних конечностей имеется щетка из упругих волос, препятствующая при прыжке погружению ступни в рыхлый песок.
Из отряда насекомоядных для песчаных пустынь характерен ушастый еж (Hemiechinus auritus), поедающий и ядовитых змей. Из копытных обитает антилопа джейран.
Среди птиц есть виды, свойственные только песчаным пустыням, например саксаульная сойка (Podoces panderi) — стремительно бегающая птица. Обитает здесь маленькая пустынная славка (Sylvia nana), окрашенная под цвет песка. Такого же цвета и живущий в песках Каракумов воробей Зарудного. Встречаются хохлатые жаворонки. Проезжая по Закаспийской железной дороге через Каракумы, можно видеть жаворонков, сидящих в тени телеграфных столбов. По мере того как сдвигается тень, перемещаются и птицы. Встречаются также пустынный сорокопут (Lanius excubitor pallidirostris), чекан пустынный (Oenanthe deserti), подражающий голосам разных зверьков и птиц, пустынный ворон (Corvus ruficollis), крупный хищник канюк-курганник (Buteo rufinus).
Для песчаных пустынь характерно обилие пресмыкающихся. Из ящериц здесь встречаются: небольшая песчаная круглоголовка (Phrynocephalus interscapularis); более крупная ушастая круглоголовка (Ph. mystaceus), которую можно увидеть на вершине бархана или бугра, где она обычно стоит на вытянутых ножках с загнутым вверх хвостом, обдуваемая ветерком; агама туркестанская (Agama sanguinolenta), которая спасается от горячего песка на верхушках кустов. Встречается гигантская ящерица серый варан (Varanus griseus) длиной до 1,5 м. Из змей интересен песчаный удав (Eryx miliaris) небольших размеров (до 75 см). Он обхватывает свою добычу (песчанок и других зверьков) крепкими кольцами, душит и заглатывает целиком. Быстро и ловко действует ядовитая, но неопасная для жизни человека стрела-змея (Taphrometopon lineolatum), незаметная среди кустарников. Встречается ядовитая песчаная эфа (Echis carinatus).
Из насекомых в песчаной пустыне живут жуки-чернотелки (Sternodes caspica и др.), жуки-навозники и пр. Из паукообразных многочисленны фаланги и скорпионы.
Даже из краткого обзора особенностей природы песчаных пустынь можно сделать вывод о том, что и эти пустыни, обладающие своеобразными формами эолового рельефа, песчаными малогумусными почвами, приспособленной к существованию на сыпучем субстрате псаммофитной растительностью и своеобразной, приспособленной к жизни в песках фауной, представляют совершенно особый географический комплекс. Его специфику и отличия от других подтипов пустынного ландшафта определяет песчаный субстрат.
К песчаным пустыням южной зоны относятся крупнейшие в СССР пустыни Каракумы и Кызылкум (каждая площадью около 300 тыс. км2), пески Прикаспийской равнины Туркмении.
«Каракумы» в переводе с тюркского означает, по мнению Э. М. Мурзаева, «земляные пески». По рельефу пустыня делится на две части. Меньшую, северную часть занимают Заунгузские Каракумы, или Заунгузское плато, которое на юге ограничено крутым, расчлененным на плосковерхие гряды уступом высотой 60—80 м. У подножия этого уступа протягивается цепь солончаковых впадин Унгуза, представляющих собой остатки древнею речного русла, деформированного тектоническими движениями и обработанного пустынными континентальными агентами. Гораздо более свежим руслом древней речной протоки Амударьи является ограничивающий Каракумы с северо-запада Узбой, который высох, но сохранил все морфологические особенности речной долины. К югу от Унгуза простираются пространства Центральных, Юго-Восточных и Южных Каракумов, образующих в совокупности вторую, бо́льшую часть пустыни. Центральные Каракумы по отношению к ступени Заунгузских Каракумов представляют более низкую плоскость, из-за чего их нередко называют Низменными Каракумами. К югу и юго-востоку поверхность постепенно приподнимается, и равнины Южных и Юго-Восточных Каракумов лежат на больших высотах, чем Заунгузское плато. Поверхности обеих плоскостей, образующих ступень, слабо наклонены на запад. В Юго-Восточных Каракумах находится сухое русло древней речной протоки — Келифский Узбой, значительная часть которого занята теперь Каракумским каналом.
Заунгузское плато сложено в верхней части песчаниками и глинисто-песчаными отложениями палео-Амударьи, протекавшей здесь в миоцене — плиоцене. Между уступом Заунгузского плато и Копетдагом с востока на запад текли воды древней Амударьи в нижнечетвертичное время, ее аллювием выстланы пространства Центральных и Юго-Восточных Каракумов. В южной части Каракумов на него наложены дельтовые наносы рек Теджен и Мургаб. В эоловом рельефе пустыни господствуют грядовые пески, на юге переходящие в бугристые (мелкогрядовые), среди которых расположены плоские глинистые участки — такыры. Бо́льшая часть песков закреплена растительностью. Сыпучие, барханные пески занимают примерно около 5% площади, преимущественно в Юго-Восточных Каракумах.
Грунтовые воды в центральных частях пустыни сильно минерализованы, но там, где в пески просачиваются воды Амударьи, Мургаба, Теджена и прикопетдагских речек, распространены слабозасоленные грунтовые воды. В результате гидрогеологических исследований последних лет открыты большие запасы пресных подземных вод на востоке и юго-востоке пустыни, пресноводные линзы в Заунгузских Каракумах. В пустыне много копаных колодцев (более 10 тыс.), а в районах, лишенных пресных грунтовых вод, устраивают наливные колодцы (чирле), в которые с такыров собирается пресная дождевая вода. Она насыщает толщу песка, образуя линзы поверх более плотных соленых грунтовых вод.
Почвенно-растительный покров и животный мир Каракумов в сущности уже описаны выше, при общей характеристике южных песчаных пустынь. Для Каракумов в сравнении с другими песчаными пустынями особенно типично интенсивное развитие весенней эфемеровой растительности. Почти вся их территория, за исключением барханных песков, весной покрывается зеленым ковром эфемеров и эфемероидов, среди которых преобладает песчаная осока илак — ценное кормовое растение. На заросших песках встречается белый и черный саксаул. Для зарастающих барханных песков характерны селеу и кустарники: песчаная акация, кандымы (джузгуны).
Каракумы представляют собой обширные пастбища, на которых выпасают каракульских овец, коз и верблюдов. Большей частью эти пастбища используются круглый год. В местах выпаса основных отар овец создают резервные кормовые фонды, сооружают новые колодцы. Для расширения площади земледельческих оазисов и обводнения южной части пустыни создан Каракумский канал. Актуальными вопросами являются внедрение пастбищеоборотов, улучшение пастбищ, запрещение рубок саксаула и кустарников.
В Каракумах имеются месторождения различных минеральных вод, открыты большие запасы калийной и поваренной соли. В центре пустыни, в районе Унгуза, с 1929 г. разрабатывались месторождения высококачественной серы. В некоторых местах обнаружены газ и нефть. Крупные газовые месторождения Дарваза-Зеагли находя в Центральных Каракумах. Очакское газовое месторождение расположено в Заунгузских Каракумах, Байрам-Алийское — в Юго-Восточных Каракумах (здесь есть также и нефть).
По соседству с западной частью Каракумов, в прибрежных пустынных районах западной Туркмении, эксплуатируется ряд нефтяных и газовых месторождений — в Небит-Даге, Кум-Даге, Котурдепе, на полуострове Челекен и др.
Название «Кызылкум» в переводе с тюркского означает «красные пески». Красноватую окраску имеют здесь пески, образовавшиеся путем выветривания и развевания коренных песчанистых отложений. В северной, присырдарьинской полосе, представляющей собой подобно Центральным Каракумам древнюю аллювиальную равнину со скоплениями песка, возникшими в результате перевевания аллювия, пески серо-желтоватые. Поверхность пустыни имеет пологий общий наклон с юго-востока на северо-запад, к побережью Аральского моря.
Характерная особенность пустыни Кызылкум — существовании в ее центральной и юго-западной частях изолированных невысоких гор — останцовых кряжей; это Букантау, Джетымтау, Тамдытау, Кульджуктау и др., на западе — Султануиздаг. Все они представляют собой останцы палеозойских (герцинских) складчатых цепей, расположенные на продолжении структур северных цепей Памиро-Алая (Туркестанского хребта и хребта Нуратау) и приподнятые новейшими тектоническими движениями. Кряжи сложены сильно дислоцированными и метаморфизированными палеозойскими сланцами, известняками, гранитами и пр. На вершинах и гребнях многих останцов развиты поверхности выравнивания, используемые для богарных посевов. Склоны останцов сильно расчленены, у подножий имеются шлейфы щебнисто-песчаных накоплений, являющиеся часто вместилищами пресных грунтовых вод, которые местами питают родники, снабжающие водим горнорудные поселки. В районе останцов встречаются плоские холмистые возвышенности и плато куэстового типа, сложенные слабонарушенными меловыми и палеогеновыми осадочными породами (мергели, пески, глины). Характерно также наличие в центральной и юго-западной частях пустыни обширных замкнутых котловин (впадин Караката и Аякагытма).
Артезианская скважина в пустыне Кызылкум. Фото Н. Гвоздецкого
Бо́льшую часть пустыни Кызылкум занимают песчаные массивы, образованные полузакрепленными песками. Наиболее распространены песчаные гряды меридиональной ориентировки. У населенных пунктов и вокруг колодцев встречаются сыпучие, барханные пески. Значительный массив барханных песков вытянут вдоль Амударьи. В большинстве случаев оголение песков — результат неумеренного выпаса, вытаптывания скотом растительности у водопоев, а также сведения кустарников и саксаула на топливо. В ряде районов производятся работы по укреплению песков путем посадки кустарников — джузгуна, черкеза и др. Барханные пески на юге пустыни, надвигавшиеся на Бухарский и Каракульский оазисы и засыпавшие их, теперь закреплены. Здесь создан мощный барьер зеленых насаждений (из черкеза и крупных деревьев черного саксаула) длиной 120 км.
В пустыне Кызылкум производится выпас мелкого рогатого скота (главным образом каракульских овец), а также верблюдов, лошадей, в меньшем количестве — крупного рогатого скота. Организация использования пастбищ и создание новых колодцев позволили сильно увеличить поголовье скота. В центральной и юго-западной частях пустыни обнаружены крупные артезианские бассейны. Возле артезианских колодцев во впадинах возникают очаги земледелия, возделываются бахчевые культуры, созданы опытные станции, работы которых направлены на обеспечение животноводства дополнительными кормами. Проведенный в глубь пустыни канал из Чардаринского водохранилища на Сырдарье позволил освоить часть пустынных земель под рисовые поля, фруктовые сады и виноградники.
В останцовых горах пустыни имеются разнообразные минеральные богатства (мрамор, графит, бирюза, асбест, каменный уголь и др.), работают рудники. Не так давно открыто Мурунтауское золоторудное месторождение, где уже вырос поселок Зарафшан («золотоносный» — по-узбекски). На юге находится крупное газовое месторождение Газли. Газ обнаружен также на юго-западной окраине пустыни по правобережью Амударьи, в районе станции Фараб.