Ландшафтные зоны и провинции Западно-Сибирской равнины
Степная зона занимает крайнюю южную часть Западно-Сибирской равнины, примыкающую к холмистым степям Казахстана. Южная граница ее проходит несколько южнее Кустаная, севернее Кокчетава и далее на восток, к Семипалатинску.
Западносибирские степи отличаются от степей Русской равнины прежде всего своим более континентальным климатом. Здесь выпадает значительно меньше осадков, зима более холодная и малоснежная, а лето намного теплее. В связи с этим среди почв преобладают южные черноземы и темно-каштановые почвы, а флора беднее, чем в степях Русской равнины.
Рельеф степей Западной Сибири несколько разнообразнее, чем в северных зонах страны. Бо́льшая часть ее территории представляет собой внеледниковые озерно-аллювиальные и эрозионно-аккумулятивные равнины, сложенные палеогеновыми и неогеновыми породами. На западе они прикрыты сравнительно маломощным покровом лёссовидных суглинков, а на востоке — в Кулунде и Прииртышье — более мощным чехлом озерно-аллювиальных четвертичных отложений.
Для степной зоны характерны сравнительно высокие летние температуры и заметное увеличение продолжительности вегетационного периода (до 170—175 дней) и сумм его температур (2000—2400°). Однако осадков здесь выпадает мало; их годовое количество обычно не превышает 300 мм, местами же уменьшается до 240—260 мм (Кустанай — 252 мм, Павлодар — 260 мм). Лето сухое и жаркое. Средние температуры июля 19—22°, но в отдельные дни жара может достигать 38—42°. Наибольшее количество осадков выпадает летом, в среднем 35—40 мм за месяц. Однако летние осадки недостаточно эффективны: высокие температуры воздуха и сильные ветры, которые наблюдаются в эти месяцы, обусловливают большое испарение (до 85—95% годовой суммы осадков). Поэтому влаги в почву поступает мало. В среднем раз в три года посевы зерновых страдают от засухи, особенно в первую половину лета. Случаются и кратковременные суховеи, опаляющие растения и вызывающие быстрое иссушение почвы; иногда они сопровождаются пыльными бурями. Большой вред сельскому хозяйству нанесли, например, суховеи 1940, 1952 и 1974 гг. Относительная влажность воздуха во время суховеев может понижаться до 11—20%, температура повышается до 39—40°, а на поверхности почвы даже до 62—65°.
Зима достаточно продолжительная и холодная. Средняя температура января −16 −22°, а морозы в отдельные дни достигают −40 −50°. Снежный покров устанавливается поздно и в первую половину зимы имеет небольшую мощность, в связи с чем наблюдается глубокое (до 1—1,3 м) промерзание почвы. Лишь в феврале — начале марта мощность снежного покрова достигает 16—30 см, но на повышениях она много меньше. Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом — 130—160 дней. Весна наступает поздно, она здесь короткая и засушливая. Осень непродолжительная и сухая в первой своей половине.
Степная зона отличается небольшим поверхностным стоком (модули стока 0,3—1 л/сек/км2) и малой густотой речной сети. Большинство степных рек получает питание преимущественно за счет таяния пита весной (до 80—90%). Половодье продолжается всего 10—12 дней. Уже в начале лета реки нередко имеют солоноватую воду, а в июле и августе пересыхают. Значительные участки территории вообще лишены рек; Иртыш, например, не принимает в пределах зоны ни одного притока. Зато здесь много пресных и соленых (содовых, сульфатных и хлоридных) озер. Накопление солей в них обусловлено большим испарением с поверхности озер в условиях сухого континентального климата.
В степях Западной Сибири преобладают обыкновенные и южные черноземы (более 50% площади зоны), а на юге — темно-каштановые почвы. Зональные почвы западносибирских степей, формирующиеся в условиях засушливого лета и продолжительной суровой зимы, имеют меньшую мощность, чем в европейских степях, но содержат больше гумуса (обыкновенные черноземы — 7—8% , южные — 4—6%). Оттаивание их весной идет медленно и местами затягивается до начала июля. Солонцы, солончаки и лугово-черноземные почвы занимают меньшую площадь, чем в лесостепной зоне. Засоленные почвы приурочены главным образом к тем местам, на которых поверхностные отложения и грунтовые воды отличаются повышенным содержанием легкорастворимых солей. Почвенный покров характеризуется большой пестротой. Нередко на расстоянии всего нескольких сот метров встречаются не только разности одного и того же типа, но даже и разные типы почв: смена их происходит в соответствии с элементами микрорельефа. Для некоторых районов типичны сильная ветровая эрозия песчаных почв и пыльные бури.
Наиболее характерные для северной подзоны степей южные черноземы формируются на участках с относительно глубоким залеганием грунтовых вод. Они отличаются небольшой мощностью гумусовых горизонтов, комковатой или зернистой структурой и чаще всего относятся к малогумусным разностям: содержание гумуса колеблется в них от 3,5 до 6,5%. Вскипание начинается с глубины 20—25 см, а карбонаты обнаруживаются на глубине 60—65 (у суглинистых разностей) и 80—120 см (в почвах легкого механического состава).
Южные черноземы обладают высокими потенциальными запасами питательных веществ, хотя в большинстве их разностей ощущается некоторый недостаток подвижного фосфора. В результате многолетней излишне глубокой вспашки структура этих почв становится пылеватой, содержание гумуса уменьшается, а интенсивность разложения органического вещества возрастает. В связи с засушливым летом и малой мощностью снежного покрова зимой для почв этого типа характерен значительный дефицит влажности. По этой причине для получения более устойчивых урожаев необходимо проведение мероприятий по накоплению и сохранению влаги (снегозадержание при помощи кулис, создание полезащитных лесных полос). Значительный эффект дает также внесение минеральных удобрений, особенно содержащих фосфор.
В южной подзоне западносибирских степей на положительных формах рельефа преобладают темно-каштановые почвы, а в понижениях формируются солонцеватые почвы, солонцы и солончаки. Мощность гумусовых горизонтов темно-каштановых почв — 40—50 см, но на склонах, с которых происходит плоскостной смыв, сокращается до 25—30 см. Запасы гумуса в общем невелики — от 2 до 4—4,5%, но, несмотря на бедность органическим веществом, почвы хорошо обеспечены подвижным фосфором. Признаки солонцеватости типичны для суглинистых темно-каштановых почв, но в разностях легкого механического состава проявляются слабо.
В связи с характерным для южной подзоны недостатком влаги для повышения урожайности зерновых и технических культур требуется осуществление комплекса агротехнических мероприятий по ее сохранению, а в некоторых местах — и искусственное орошение, которое, как показал опыт кулундинских районов, оказывается весьма эффективным.
Растительный покров степной зоны Западной Сибири отличается однообразием, бедностью флористического состава, преобладанием сибирских видов, среди которых доминируют ксерофильные злаки, малой задернованностью поверхности почвы и несомкнутым травостоем. В связи с большой распаханностью территории, доходящей в отдельных районах до 80—90%, естественная растительность сохранилась лишь на небольших целинных участках.
В таких местах подзоны ковыльно-разнотравных степей преобладают степные виды (60—80%), задернованность почвы колеблется от 60 до 80%, а облесенность территории не превышает 1—2%. Основной фон степей северной подзоны образуют узколистные дерновинные злаки: ковыль-волосатик (тырса), типчак и перистые ковыли (Stipa zalesskii и S. stenophylla). Разнотравье представлено главным образом тимьяном (Thymus marschallianus), зопником (Phlomis tuberosa), вероникой (Veronica incana), степной люцерной. В понижениях, где почвы засолены, появляются солелюбивые растения: солодка, кермек (Statice gmelini), прутняк или изень (Kochia prostrata) и некоторые другие.
В подзоне ковыльно-типчаковых степей доля степных видов увеличивается до 80—90% и возрастает роль различных полыней. Задернованность почвы уменьшается до 40—60%. Для южной степи особенно типичны ковыли (Stipa capillata, S. sareptana, S. lessingiana), к которым присоединяются типчак и тонконог. Разнотравье представлено главным образом ксерофильными видами (различными полынями, степным луком — Allium lineare, горицветом — Adonis sibirica, тимьяном, ирисом — Iris scariosa, эфедрой — Ephedra distachya, песчанкой — Arenaria koriniana, прутняком). Весной здесь цветут тюльпаны (Tulipa patens). После пышного весеннего развития степная растительность начинает постепенно выгорать, и к июлю целинные участки степей приобретают бурый или желтоватый оттенок.
Солончак в степном бору. Фото И. Тимашева
В местах с более пересеченным рельефом понижения нередко заняты «тарначами» — зарослями невысоких степных кустарников: спиреи (Spiraea hypericifolia), татарской жимолости (Lonicera tatarica), караганы (Caragana frutex), вишни (Prunus fruticosa), бобовника (Amygdalus nana). Там же, где близко к поверхности подходят засоленные грунтовые воды, место кустарников занимают полыни (Artemisia incana, A. frigida) и солелюбивые растения (терескен — Eurotia ceratoides, кермек).
Животный мир зоны достаточно разнообразен, что объясняется, в частности, относительной древностью степной фауны, которая начала формироваться еще в олигоцене и подверглась менее значительным воздействиям четвертичных оледенений, чем фауна других зон. Своеобразие степной фауны объясняется и современными природными условиями. Большинство «степняков» прекрасно приспособлено к жизни в открытой степи, неплохо переносит и жаркое сухое лето, и зимнюю стужу, и степное маловодье.
В западносибирских степях встречается около 60 различных видов млекопитающих. Особенно многочисленны грызуны: земляной заяц, мохноногий тушканчик (Dipus sagitta), краснощекий суслик, серая и стадная полевки (Microtus arvalis, M. socialis), малый суслик (Citellus pygmaeus), хомяк, хомячок Эверсмана (Cricetulus eversmanni), степная пищуха (Ochotona pusilla), слепушонка (Ellobius talpinus) и степная пеструшка. Все они являются вредителями посевов сельскохозяйственных культур. В борьбе с ними человеку помогают степные хищники: светлый степной хорь, корсак, обыкновенная лисица (Vulpes vulpes), волк, ласка, горностай, барсук (Meles meles). Много грызунов становится также добычей хищных птиц: степного орла (Aquila rapax), канюка, пустельги (Falco naumanni). Для степной зоны характерны также белокрылый жаворонок (Melanocorypha leucoptera), стрепет (Otis tetrax), полевой конек (Anthus campestris), овсянка (Emberiza hortulana) и другие птицы. Особенно богато и разнообразно пернатое население крупных озер, где летом в прибрежных зарослях гнездятся тысячи гусей и уток, лысухи (Fulica atra), чайки (Larus canus), кулики и др.
Степная зона Западной Сибири — важнейший сельскохозяйственный район на востоке Советского Союза. В результате освоения целинных массивов сейчас почти все пахотнопригодные земли — более 50% площади зоны (а в отдельных районах до 80—90%) — вовлечены в хозяйственный оборот. В настоящее время зона ежегодно дает государству до 14—20 млн. т зерна, главным образом пшеницы. Кроме того, большие площади заняты здесь подсолнечником, а на востоке — сахарной свеклой и кормовыми бобами.
В связи с неустойчивым, недостаточным в отдельные годы увлажнением почти повсеместно необходимы мероприятия по накоплению и сбережению влаги (снегозадержание, создание кулис и т. д.). Небольшая продолжительность весны и частые дожди осенью требуют проведения посевных и уборочных работ в весьма короткие сроки.
Видную роль в хозяйстве областей степной зоны играет также животноводство, имеющее здесь молочно-мясное направление. Пастбищные угодья занимают около 20—25% площади зоны (от 10—15% на севере до 35—40% на юге); площадь же естественных сенокосных угодий невелика (3—5%).
* * *
Территория степной зоны Западной Сибири включает три ландшафтные провинции: Притургайскую, Среднеиртышскую и Кулундинскую.
В состав провинции входят юго-западные приуральские районы зоны, ограниченные на юге северным склоном Тургайского плато. Ее территория представляет собой наклонную волнистую равнину, постепенно понижающуюся на северо-восток. На крайнем юго-западе ее высоты достигают 240—250 м, на востоке — от 150 до 200 м. Притургайская наклонная равнина сложена морскими палеогеновыми и континентальными неогеновыми отложениями. Покров четвертичных элювиально-делювиальных суглинков здесь сравнительно маломощный, и коренные породы нередко выходят из-под него даже на междуречьях. По поверхности равнины с юга на север протягиваются многочисленные древние долинообразные понижения, иногда занятые озерами (Убаган, Челкар и др.). Молодые эрозионные долины встречаются редко. Река Тобол в пределах провинции не имеет правых притоков, и только реки, начинающиеся на Урале, доносят до нее свои воды. Большинство рек имеют снеговое питание (85—100% годового стока) и бурный весенний паводок. В жаркие летние месяцы реки и многие озера пересыхают.
Климат Притургайской равнины континентальный; разница среднемесячных температур 35—38°, но наиболее сильные морозы достигают −47 −48°. Лето повсеместно теплое, а на юге засушливое. Средне температуры июля 19—21°, хотя в отдельные дни жара достигает 39—41°. Сумма температур выше 10° — от 2100° (на севере) до 2350° (на юге). В течение года выпадает от 280 до 350 мм осадков, из них 220—280 мм приходится на теплое время года. Таким образом, зимой выпадает не более 25% годовой суммы осадков. По этой причине даже максимальная мощность снежного покрова обычно не более 25—35 см, хотя продолжительность его залегания — 150—155 дней.
В северной половине провинции на дренированных междуречьях, в настоящее время уже почти целиком распаханных, преобладают обыкновенные черноземы. Гумусовый горизонт их имеет довольно большую мощность (40—60 см), а содержание гумуса в нем составляет 5—8%. Плохо дренированные участки и террасы речных долин заняты комплексом луговых и степных солонцов.
Для южной подзоны более характерны южные черноземы и темно-каштановые почвы; на нераспаханных участках здесь преобладает более засушливые варианты дерновинно-злаковых степей. Для этой подзоны типичны меньшая мощность (30—40 см) и гумусность (3—5%) почв, присутствие включений гипса и значительное содержание легкорастворимых солей, что объясняется соленосностью палеогеновых глин и их элювия. Поэтому южные черноземы и каштановые почвы провинции отличаются повышенной карбонатностью и нередко относятся к группе солонцеватых. Песчаные разности их, особенно в долинах, подвержены дефляции, и использование их требует проведения комплекса мероприятий против ветровой эрозии. На поймах и нижних террасах речных долин под остепненными лугами нередки также аллювиальные и луговые почвы, обычно сочетающиеся Солончаками или солонцами. Такие места используются в качестве пастбищных и сенокосных угодий, урожайность которых составляет 10—15 ц/га. Особенно значительные площади солончаки и солонцы занимают в долине Убагана.
Для тех районов провинции, поверхность которых сложена песками, характерны своеобразные сосновые боры.
Провинция занимает междуречье Ишима и Иртыша, примыкая на юге к холмистым степям Казахстана. Ее пологоравнинная плоская поверхность, сложенная песчано-глинистыми озерно-аллювиальными четвертичными отложениями, подстилаемыми породами неогена, постепенно понижается с юга (где отметки достигают 200 м) на север. На территории провинции много крупных озерных котловин, отметки уреза воды которых значительно ниже 100 м (Селетытениз — 64 м, Улькен-Карой — 56 м, Теке — 28 м). Во многих местах протягиваются широкие, не дренируемые реками древние ложбины стока, разделенные невысокими гривами.
Для Среднеиртышской провинции характерен довольно континентальный климат (разница среднемесячных температур — 37—38°) Зима здесь умеренно холодная (средняя температура января −18 −19°, абсолютные минимумы — до −48 −53°). Устойчивый снежный покров удерживается в течение 155—160 дней, а его максимальная мощность достигает 30—35 см. Лето теплое: в июле средняя температура составляет 19—20°, но жара иногда доходит до 42°. Потому суммы температур выше 10° сравнительно высоки: от 2000° на севере до 2400° на юго-востоке. В течение года здесь выпадает от 220 до 350 мм осадков, в том числе 150—280 мм в теплый период. В мае и июне в местах, где развиты солонцеватые почвы легкого механического состава, иногда случаются сильные песчаные бури, наносящие заметный ущерб посевам зерновых.
Речная сеть провинции развита слабо. Только Иртыш имеет постоянное течение, но и он в пределах степной равнины не принимает притоков. Многие озера имеют минерализованную воду; засолены и грунтовые воды верхних горизонтов. Поэтому проблема водоснабжения населенных пунктов является достаточно сложной и вода в них доставляется из Иртыша или пресных озер иногда на расстояние десятков километров.
Плакоры более влажных северных и западных районов провинции, где преобладают массивы обыкновенных черноземов, в настоящее время уже почти целиком распаханы. Только на слабодренированных участках с лугово-черноземными, иногда солонцеватыми почвами сохранились небольшие колки и разнотравно-злаковые луга, используемые в качестве пастбищ и реже сенокосов. Южнее обыкновенные черноземы сменяются южными, которые на участках западинного рельефа чередуются с солодями, солонцами или осолоделыми почвами, покрытыми характерной для них степной солелюбивой растительностью. Около озер и в древних ложбинах стока встречаются и солончаки.
Памятник Ермаку в городе Ермак. Фото И. Тимашева
Провинция включает в свой состав крайние восточные районы степной зоны, лежащие к востоку от долины Иртыша. Она располагается в пределах Кулундинской тектонической впадины, поверхность которой сложена глинисто-песчаными флювиогляциальными, аллювиальными и озерными четвертичными отложениями. Отметки в центральной части Кулунды составляют 100—120 м, но на востоке, с приближением к предгорьям Алтая, возрастают до 200—300 м. Для рельефа провинции характерны многочисленные высокие (50—60 м) гривы, вытянутые с северо-востока на юго-запад. В межгривных понижениях располагаются цепочки крупных бессточных озер, нередко с соленой или горько-соленой водой (Кулундинское, Кучукское и др.).
Важное значение для водоснабжения населенных пунктов, а местами и орошения, имеют пресные грунтовые воды. Водоносные горизонты четвертичных отложений залегают на глубине от 3—5 до 30—40 м. Нередко пресными являются и артезианские воды более глубоких горизонтов (до 150—200 м).
Характерная особенность Кулундинской провинции — повышенная континентальность ее климата (разница среднемесячных температур составляет 38—40°). Средние температуры января равны −17 −19°, хотя наиболее сильные морозы в отдельные годы достигают −50 −54°. Лето теплое, иногда даже жаркое и засушливое. Средние температуры июля — от 19 до 22°, максимальные — до 38—41°. Сумма температур выше 10° составляет 2100—2400°. В течение года выпадает от 250 до 400 мм осадков, из них 200—330 мм приходится на теплый сезон. Снежный покров лежит на протяжении 155—170 дней; его максимальная мощность на востоке достигает 30—40 см.
На территории Кулунды преобладают южные и обыкновенные черноземы, обладающие по сравнению с другими степными провинциями Западной Сибири повышенной мощностью и высоким плодородием. В наиболее жарких и сухих западных районах они сменяются темно-каштановыми почвами обычно легкого механического состава. Помимо этих зональных типов в понижениях рельефа нередки крупные массивы солонцов и солонцеватых черноземов.
В настоящее время большая часть (около 60%) территории провинции распахана и является одним из важнейших земледельческих районов Западной Сибири. Сохранившиеся небольшие целинные участки заняты злаковыми песчаными степями, а также крупными массивами ленточных сосновых боров, под которыми формируются оподзоленные и дерновые почвы. Процент распаханных земель колеблется в различных районах провинции от 35 до 85. Пастбища занимают здесь около 14%, а сенокосы — 6% площади сельскохозяйственных угодий.
В связи с неустойчивым увлажнением (особенно весной и в первую половину лета) требуется осуществление мероприятий по накоплению влаги в зимнее время (в том числе при помощи лесных полос), а в ряде районов и орошение. Местами нужна система мер по предотвращению вредных последствий водной и ветровой эрозии.
Из минерально-сырьевых ресурсов Кулунды важное значение имеют соли (мирабилит, сода, поваренная соль), запасы которых в озерах провинции (Кучукском, Кулундинском, Бурлинском, Михайловских и Петуховских) составляют сотни миллионов тонн. Рапа некоторых озер обладает целебными свойствами. Есть здесь и месторождения сырья для промышленности стройматериалов (гипс, мергели, пески, глины).