Береза в ольхонской степи

Любовь Касьянова, доктор биологических наук, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН (Иркутск)
Анатолий Мазукабзов, доктор геолого-минералогических наук, Институт земной коры СО РАН (Иркутск)
«Природа» №12, 2018

Здесь и далее фото авторов

На протяжении многих лет мы изучаем растительность и геологическую историю Ольхона — крупного острова на Байкале. За это время нам не раз приходилось убеждаться в самобытности местных ландшафтов и уникальности отдельных природных объектов. Особенности же климатических условий острова, которые выражаются в нестерпимом летнем зное, исходящем от безводных степных пространств, и в пронизывающем холодном, неистовом байкальском ветре, мы часто испытываем на себе во время наших многочисленных экспедиций.

Схема растительности о. Ольхон

В одном из маршрутов, при обследовании участка степи на юго-западном побережье острова, мы неожиданно повстречали уникальный объект. В тот день мы медленно продвигались по намеченному пути, преодолевая высокие холмы и широкие котловины. Спустившись с очередного возвышения в низину, мы заметили вдалеке темную точку, нарушающую монотонность приземистой степной растительности. Исследовательское любопытство заставило нас изменить маршрут и направиться к загадочному объекту. Чем ближе мы подходили к нему, тем все более возрастало наше нетерпение. Приблизившись, мы ахнули от удивления. Перед нашим взором предстала береза. Сразу вспомнились слова известной песни «Во поле береза стояла»...

Одинокая береза на просторах Семисосенской котловины. На заднем плане — голубая гладь Семисосенской губы

Стройная красавица одиноко возвышалась в степи, являя собой чудесное творение природы. Ее внешний облик, отразившийся в форме ствола и структуре побегов, согласно существующим в биологии экологическим и морфологическим признакам, был совершенен.

Почему же этот экземпляр березы вызвал у нас такое восхищение? Дело в том, что на Ольхоне береза мало распространена. Небольшие вкрапления березняков можно встретить лишь среди лесных фитоценозов в гористой, наиболее увлажненной восточной части острова. Например, банный березовый веник в обиходе жителей Ольхона — большая редкость. Чтобы достать такой, надо не только знать места произрастания березы, но и иметь возможность и большое желание добраться туда.

Степная юго-западная часть о. Ольхон. Значком показано месторасположение березы. Фото с сайта google.com/earth

Встреченный нами экземпляр — береза повислая (Betula pendula Roth). Этот вид произрастает в разных природных зонах Евразии. В европейской части России он наиболее распространен в лесной и лесостепной зоне. За Уральскими горами, в Западной и Средней Сибири, ареал березы повислой протягивается с севера на юг, от тундры до степи. Восточная граница распространения вида находится у Байкала [1].

Наша береза растет в западной, степной, части Ольхона, в Семисосенской котловине, расположенной на берегу одноименной губы и пролива Малое Море. Дереву приблизительно 50 лет. Оно имеет один ствол высотой около 10 м и обхватом 90 см (на высоте 1,3 м). Кора ствола преимущественно белая, но на высоте примерно 1 м от поверхности имеет желтоватый оттенок из-за прикосновений рук любопытных туристов и тел домашнего скота, пасущегося поблизости. Крона березы расположена высоко — в 210 см от поверхности почвы. Структуру кроны образуют живые скелетные ветви, растущие в двух направлениях, вверх и немного в стороны. Боковые скелетные ветви ориентированы от ствола под острым углом вверх, верхушечные — почти вертикально вверх. При этом верхушечные ветви немного толще боковых.

В летний период ветви березы с развернувшимися полностью листьями образуют компактную, почти овальную крону. За десятки лет одиночного развития среди безводного пространства ольхонской степи березе удалось сформировать идеальную внешнюю форму, характерную для лесных деревьев. В широко известной системе жизненных форм растений И. Г. Серебрякова береза повислая относится к одноствольным кронообразующим деревьям с листопадным ритмом развития листвы и полностью одревесневающими удлиненными побегами [2, 3]. Ствол березы данной жизненной формы способен интенсивно наращивать длину и толщину до 50–60 лет, при общей продолжительности жизни дерева 100–120 лет.

Жизнестойкая береза повислая в песчаной степи Ольхона в разные сезоны года. Снимок справа хорошо передает идеальную структуру вегетативных органов дерева

По нашему мнению, одинокая береза выросла из семени, которое было случайно занесено в степную часть острова ветром, птицами, животными, рыбаками или туристами. Сам по себе факт попадания семян деревьев на степные участки — обычное явление. Однако благополучное развитие дерева в ольхонской степи в течение нескольких десятков лет из семени до взрослого растения — случай для природы острова уникальный.

Попробуем разобраться в особенностях биологического развития березы повислой, живущей на острове в экстремальных условиях. Из публикаций по экологической морфологии растений мы знаем, что у березы на протяжении жизни обычно наблюдается несколько возрастных периодов, которые связаны с развитием главного ствола и формированием кроны [2].

Самый ранний период охватывает промежуток времени от пяти до восьми лет. В это время проростки березы обычно находятся в травяном покрове, под пологом кустарников и среди подроста деревьев, образуя одностебельную структуру. Благодаря теневыносливости молодое дерево успешно развивается и при ограниченном количестве солнечного света. К 10–15 годам березы перерастают травостой и выходят из затенения. В условиях высокой освещенности подрост березы образует многочисленные быстрорастущие побеги. Из-за их слабой соподчиненности молодые особи приобретают облик куста. В возрасте от 10–15 до 40–50 лет у дерева усиливается рост главной (лидерной) оси и пробуждается соподчиненность между главной осью и боковыми побегами. В результате у березы формируется древовидная форма с островершинной кроной, в которой хорошо выражена главная ось. По толщине она превосходит все боковые ветви. После 50 лет у дерева изменяется общее направление роста ветвей в кроне. В зависимости от климатических условий у одних экземпляров деревьев ветви продолжают расти вверх, а у других свешиваются вниз, придавая дереву так называемую плакучесть. Это явление считается следствием ослабления камбиальной деятельности в органах березы, ведущего к формированию в кроне тонких побегов с длинными междоузлиями. Однако плакучесть у березы появляется не только под влиянием внутренних процессов. Она может возникнуть и в конкурентной борьбе за воздушное пространство, а также вследствие постоянного воздействия сильного ветра.

В позднем возрастном периоде березы, от 50–70 до 100–120 лет, ростовые процессы в главной оси дерева постепенно затухают. Понемногу она утрачивает лидирующее положение среди ветвей верхней части кроны. Перестройка в организме березы приводит к прекращению роста дерева в высоту, но при этом прирост в толщину у ствола и ветвей сохраняется. Крона зрелых деревьев постепенно приобретает раскидистый куполообразный облик. Со временем в ней увеличивается доля усыхающих ветвей, причем возрастные явления не вызывают полной атрофии деревьев. Они продолжают развиваться за счет образования вторичной кроны из спящих почек ветвей и ствола.

Следует подчеркнуть, что в формировании жизненной формы дерева как единого организма важную роль исполняет главная ось. Она регулирует интенсивность роста всех боковых ветвей, обеспечивая им соподчиненность и расположение на побегах ассимилирующих органов (листьев). Данную соподчиненность, как известно, создает камбий в результате своей деятельности, стимулирующей приток ростовых веществ к верхушке.

Очевидно, что растущая в ольхонской степи одинокая береза повислая находится в необычных для этого вида экологических условиях. Ее местообитание представляет собой котловину, простирающуюся от пляжа вглубь суши на 2 км. У берега ширина котловины составляет 1,5 км, а по мере удаления от озера она снижается до 0,6 км.

Продольный профиль Семисосенской котловины. Условные обозначения: 1 — оз. Байкал, 2 — галечно-песчаный пляж, 3 — современные покровные эоловые пески, 4 — коренные породы, 5 — местоположение березы, 6 — направление воздушных потоков (синяя стрелка — насыщенных водяными парами, красная — транспортирующих песчаный материал)

Дно и частично склоны котловины покрыты эоловыми песками, источником которых служит пролив Малое Море [4]. Следует пояснить, что отдельные песчаные массивы встречаются по всему западному побережью острова. Их формирование началось около 0,7 млн лет, продолжается оно и в настоящее время. Эти процессы тесно связаны с мелководными заливами, поскольку транзит песчаного материала и его осаждение на суше начинается с пляжей. Под воздействием волн песок выбрасывается в береговую зону, где подхватывается ветром. Часть материала осаждается в прибрежной части острова, здесь формируются эоловые дюны различной мощности. Дюнные пески на Байкале, и в частности на Ольхоне, встречаются лишь локально, тем не менее по генезису они близки береговым песчаным дюнам, образующимся вне пустынных зон, на побережьях морей и океанов.

Растительность песчаного пляжа

На подвижных дюнах Ольхона развивается растительность, считающаяся для острова азональной. Она слагается фитоценозами степного и лесного типов. Лесной комплекс представлен остепненными сообществами из сосны обыкновенной с участием лиственницы сибирской, а также сосны и лиственницы необычных жизненных форм, растущих поодиночке или группами. Степной комплекс состоит из псаммофитных фитоценозов, в нем доминируют растения, приспособленные к жизни на песках.

Псаммофитная растительность, формирующаяся в котловине на эоловых песках

Как известно, в формировании азональной растительности главную роль играет почвенный фактор [5]. Песчаный субстрат, несомненно, определяет формирование этих комплексов на берегах Байкала и на Ольхоне. Но немаловажную роль играет и климат. Особенности природной среды песчаного побережья Ольхона дополняют сильные ветры и небольшое годовое количество атмосферных осадков.

Огромное влияние на островной климат оказывает водная масса Байкала, определяющая формирование необычного температурного и ветрового режима, а также горные хребты, перераспределяющие воздушные массы над побережьем и акваторией. Так, Приморский хребет, окаймляющий впадину Байкала с запада, представляет собой громадный климатический барьер, на котором осаждается влага воздушных масс, движущихся к озеру. По этой причине Ольхон и Приольхонье получают осадков меньше (191–203 мм), чем все остальное побережье Байкала [6].

Растительность территории во многом определяется радиационным индексом сухости, т.е. соотношением тепла и влаги. Установлено, что для бореальных лесов этот показатель составляет 0,5–1, для степей — 1–2, для полупустынь — 2–3, для пустынь — >3. Индекс сухости ольхонских степей составляет 1,86, что примерно соответствует степной зоне умеренных широт, годовое увлажнение которой оценивается как умеренно-недостаточное и скудное [7–10].

Семисосенская котловина на востоке, западе и юге ограничена холмами разной высоты, в то время как северная ее часть открыта ветрам из акватории Байкала. Как уже говорилось, сильные ветры способствуют транспортировке песка с пляжа через все пространство котловины вглубь острова [11, 12]. Песчинки проносятся высоко над земной поверхностью, и по пути из воздушного потока сначала выпадают тяжелые фракции, тонким слоем покрывающие дно котловины. Легкие и средние фракции песка отлагаются на бортах котловины в виде невысоких гряд.

Воздушные потоки, несущие песок, по всей видимости, проносятся над кроной дерева. На стволе и ветвях березы мы не обнаружили следов механических повреждений, обычно остающихся на деревьях от воздействия песчинок, переносимых ветром. При этом в аналогичных песчаных массивах Ольхона, где ветер со стороны Байкала имеет иное направление и более высокую мощность, встречаются сосны и лиственницы со сбитой хвоей.

Сосна на Сарайском песчаном массиве на берегу одноименного залива. На дереве заметны ветви без хвои, оголившиеся в результате механического воздействия песка, переносимого сильным ветром

Гармоничный внешний облик березы указывает на то, что она развивается в условиях оптимального увлажнения. Вероятно, дерево получает влагу из грунтовых вод, которые накапливаются в трещинах подстилающих горных пород. Об их наличии говорят небольшие участки луговин, поросшие влаголюбивыми осоками.

Кроме того, дополнительным источником воды для березы, как и для других степных растений острова, служит конденсационная влага, которая оседает на листьях и ветвях из росы и тумана. Туманы здесь в теплый период года — обычное явление. Они зарождаются над акваторией Байкала и проникают вглубь суши настолько, насколько позволяет орография и погодные условия [13]. Туманы насыщают листья влагой, и таким образом растения частично удовлетворяют свои потребности в воде [14–17].

Вопреки тому, что во все времена года ольхонская береза подвергается напору сильных байкальских ветров, ствол ее не согнулся, не наклонился, а ветви не разметались в разные стороны. Правильная и компактная внешняя форма дерева свидетельствует о его значительном адаптивном потенциале. В настоящее время береза одиноко стоит среди обширного пространства степи. Она не угнетена. Ее облик идеален.

Одиноко стоящие деревья издревле привлекали внимание людей и почитались в культуре разных народов. Так и эта береза овеяна легендами. В одной из них рассказывается о шаманке, погибшей, а затем вернувшейся к людям в виде одинокого дерева. Местные жители уверяют, что издали в кроне можно заметить очертания женского лица.

В течение долгого времени береза была известна лишь местным пастухам, и дерево росло без помех. Однако в последние годы с развитием туризма на острове окрестности стали многолюдными, отчего травяной покров вокруг ствола начал деградировать. Сейчас, чтобы защитить одинокое дерево, неравнодушные люди пытаются соорудить ему достойное ограждение.

Желая сберечь этот экземпляр березы от вандалов, мы подали запрос в сертификационную комиссию Всероссийской программы «Деревья — памятники живой природы», занимающуюся вопросами сохранения природного наследия нации. Решением этой комиссии жизнестойкая береза повислая на острове Ольхон признана уникальной и включена в Национальный реестр деревьев России.

Литература
1. Конспект флоры Сибири. Новосибирск, 2005.
2. Серебряков И. Г. Экологическая морфология растений. М., 1962.
3. Серебряков И. Г. Жизненные формы высших растений и их изучение // Полевая геоботаника. М.; Л., 1964: 146–205.
4. Агафонов Б. П., Акулов Н. И. О природе песчаных потоков на Ольхоне // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2006; 5: 101–108.
5. Вальтер Г. Растительность земного шара. Эколого-физиологическая характеристика. М., 1975; 3.
6. Структура и ресурсы климата Байкала и сопредельных пространств. Новосибирск, 1977.
7. Иванов Н. Н. Ландшафтно-климатические зоны земного шара. Записки географического общества. М.; Л., 1948.
8. Григорьев А. А. Географическая зональность и некоторые ее закономерности // Известия Академии наук СССР. Серия географическая. 1954; 5: 17–39. 1954; 6: 41–50.
9. Будыко М. И. Глобальная экология. М., 1977.
10. Буфал В. В., Панова Г. П., Стрелочных Л. Г. Радиационный режим и тепловой баланс // Структура и ресурсы климата Байкала и сопредельных пространств. Новосибирск, 1977; 21–50.
11. Агафонов Б. П. Распространение и прогноз физико-географических процессов в Байкальской впадине // Динамика Байкальской впадины. Новосибирск, 1975; 59–138.
12. Вика С., Снытко В. А., Щипек Т. Ландшафты подвижных песков острова Ольхон на Байкале. Иркутск, 1997.
13. Ладейщиков Н. П. Туманы на Байкале // Известия Восточно-Сибирского отдела Географического общества. Иркутск, 1960; 59(1): 14–37.
14. Библь Р. Цитологические основы экологии растений. М., 1965.
15. Милторп Ф. Л. Поступление и расход воды в сухих и засушливых зонах. Растение и вода. Л., 1967; 5–63.
16. Мирославов Е. А. Структура и функция эпидермиса листа покрытосеменных растений. Л., 1974.
17. Касьянова Л. Н. Экология растений Прибайкалья. Водный обмен. М., 2004.