Орта Азия және Қазақстан шөлдері

Орта Азияның және Қазақстанның жартылай шөлдері Тұран жазықтығында орналасқан.Шөлдер Оңтүстігінде Копетдаг және Парапомиза тауларының, шығысында Жоңғар Алатауы, Тянь-Шань және Памир Алайға дейін созылады.

Бұл аталған территорияларда геологиялық және ландшафтық тұрғыдан әртүрлі типті шөлдер кездеседі:

1. Құмды (Қарақұм, Қызылқұм, Мойынқұм, Арал маңындағы Қарақұм, үлкен және кіші Барсуктар, Еділ-Жайықтық);

2. Тасты Бетпақдала;

3. Қиыршық тасты үстірт;

4. Саз топырақты – Бетпақ дала;

5. Кебірлі – Келькор (Қара-Құмда), өлі култук (Қазақстанда Каспий теңізі жағалауында) және т.б.

Қарақұм Орта Азияның оңтүстігіндегі құмды шөл. Жалпы ауданы 350 мың шаршы км, климаты құрғақ. Қатал континентальді. Жылдың жауын-шашын мөлшері 200 мм дейін. Булану жылдың жауын-шашын мөлшерінен 7-10 есе артық. Қыстың күні Қарақұмда солтүстік-шығыс, ал жазда оңтүстік-батыс желдері басым.

Құмды шөлдердің өсімдіктерінің арнайы осы жерде тіршілік етуге бейімделген ерекшеліктері бар. Құмдар жылжымалы, сусымалы болғандықтан жай өсімдіктерді құм басып қалған болар еді.

Ал құмды шөлдерде арнайы бейімделген псаммофиттер (құм сүйгіштер) тобының өсімдіктері тіршілік етеді. Псаммофиттердің өркендері қарқынды пайда болып, тез өсіп, құм басып қалудан құтылуға қабілетті болады. Псамофиттер құмдардың жаңа қабаттары пайда болғанда бұрынғы қабаттардағы ылғал тез пайдаланылып кеткенмен псаммофиттер өлмейді, өйткені олардың жақсы дамыған, қосалқы тамырлары пайда болып құм қабаттарынан қажетті ылғалды алады.

Псаммофиттердің тұқымдары және жемістері арнайы ұшатын өскіншелерімен қамтамасыз етілген (аэроаппараттармен). Ондай аппараттар шар тәрізді тостағаншаларында немесе коробкаларында жасырылған (мысалы астрагалдар және құмдағы акацияларда, кейбір псаммофиттердің серпінді қылшықтары болады (жүзгіндер), кейбіреулерінде ол өскіншелер пропеллер сияқты бұралған, (мысалы қоянсүйек – Ammodendron). Көптеген өсімдіктерде ол аэроаппараттар қанат тәрізді, немесе парашют тәрізді (селеу – Aristida).

Осындай аэроаппараттардың көмегімен псаммофиттердің жемістері немесе тұқымдары құмға көмілмей аман қалады.

Сусымалы құмдарға алғаш пайда болатын пионерлік өсімдіктерге селеу (триостница) жатады. Селеудің негізінен екі түрі Aristida karelina және A. pennata деген түрлерді жатқызуға болады. Селеу үлкен көпжылдық астық тұқымдасына жатады. Оның тез өсетін қосалқы тамырлары бар.

Типтік псаммофиттерге - жүзгінді (Calligonum), қоянсүйекті (Ammodendron Conolly) жатқызуға болады. Ал сексеуіл (Haloxylon persicum), черкез (Salsola richteri), астрагалдар (Astragalus), қылша (Ephedra) және т.б. өсімдіктер де құмдарда кездеседі.

Бекінген құмдар көктемде шөптесін өсімдіктермен жамылады. Олардың ішінде әсіресе үрмежеміс қияқөлең (Carex physodes). Олардың арасында қоңырбас (Bromus tectorum) және басқа да эфемерлерді көруге болады.

Құмды шөлдер жайылым ретінде кеңінен пайдаланылады. Көктемде,жазда негізгі мал азықтық өсімдік, ол құм қияқөлең (Carex sabuloza). Күзде негізгі мал азықтық өсімдіктер-жартылай бұталар, бұталар (астрагалдар, қылша, жүзгін, сексеуіл, сораңдар). Қыста - сораңдар және әртүрлі бұталар, жыл бойы - селеу.

Профессор Е.П. Коровин (1961) өзінің монографиясында әртүрлі шөлдердегі түрлер санына байланысты мынадай мәліметтер келтіреді:

Батыс Қарақұм – 1141 түр (Родин,1958),

Бетпақдала – 931 түр (Кубанская,1956),

Оңтүстік Батыс Қызылқұм – 533 түр (Гранитов, 1950),

Оңтүстік үстірт – 295 түр (Коган,1951).

А.В. Прозоровский (1940) мәліметі бойынша, шөлдерде 83 тұқымдастардың өкілдері кездеседі.

Шөлдер флорасындағы әртүрлі тұқымдастарға жататын түрлер саны 14 кестеде келтірілген.

14 кесте

Шөлдер флорасындағы әртүрлі тұқымдастарға жататын түрлер саны

Тұқымдас	Түрлер саны %
А.В. Прозоровский бойынша %	Е.П. Коровин бойынша %
Алабұталар (Chenopodiaceae)	126 9,5	256 16,0
Астралар (Asteraceae)	250 14,7	160 12,0
Бұршақтар (Fabaceae)	167 9 ,8	148 9,0
Крестгүлділер (Cruciferae)	123 7,5	96 6,0
Лалагүлдер (Liliaceae)	68 4,0	72 4,5
Қоңырбастар (Poaceae)	-	63 4,0
Қорғасыншөптер (Plumbaginaceae)	12 0,8	27 1,7
Шатыршагүлдер (Apiaceae)	76 4,5	46 3,0

Егер де кейбір тұқымдастардың ара қатынасын аймақтар бойынша салыстыратын болсақ (15 кесте).

15 кесте

Аймақтар бойынша негізгі тұқымдастардың арақатынасы (%)

Тұқымдастар	шөл	дала	орман
Астралар	14,7	11,5	9,9
Алабұталар	9,5	3,9	1,2
Крестгүлділер	7,2	6,4	4,6
Бұршақтар	9,8	5,6	3,0
Қияқөлеңдер	1,4	4,0	6,4
Орхидиялар	0,1	1,5	2,8

3 кестедегі мәліметтерден шөл аймағында жас және қарқынды дамып келе жатқан тұқымдастар (астралар, алабұталар, бұршақтар) рөлі артып, ал гигрофиттер (қияқөлеңдер, орхидиялар) рөлі кемігенін көреміз.

Шөл флорасында алабұталар (сораңдар) басым екендігін көруге болады.Бұл тұқымдас өкілдері үшін шөлдер негізгі дүниежүзілік формалары пайда болатын орталық екендігіне көңіл аудару керек.

Шөл аймағында негізгі факторлар ылғалдың тапшылығы, ауа температурасының тәуліктік және жылдық амплитудасы, топырақтың су-физикалық және химиялық қасиеттерінің қолайсыздығы. Осындай өте қолайсыз ортаға өсімдіктердің бейімделуі әртүрлі, мысалы, анатомиялық-морфологиялық бейімделуі.

Жапырақтардың мөлшерінің азайып немесе тіпті редукциялануы (ондай жағдайда фотосинтез қызметін жас өркендер атқарады) қалың кутикула, устьицелердің көлемінің және санының азаюы және т.б. мұндай белгілер ерекше экологиялық тип - ксерофиттерге тән.

Бірақ та кейбір шөл өсімдіктерін «Ксерофиттердің» топ тармақтарына жатқызу физиологиялық және биологиялық тұрғыдан дәлелденбейді.

Шөл өсімдігі -эремофиттің спецификалық эколого-физиологиялық ерекшеліктері туралы айтуға болады. Ол ерекшеліктер әрине ыстық және құрғақ климатқа, қарқынды инсоляцияға, желге, субстрат ерекшеліктеріне тікелей байланысты.

Ағаш-бұталарға жататын Эремофиттердің (грек. eremos - шөл). Эколого-физиологиялық ерекшеліктеріне толығырақ талдауды С.А. Никитин (1966) жасады.

1. Эремофиттерөз тіршілігіндегі процестерді және зат алмасуды басқа аймақ өсімдіктерімен салыстырғанда кеңірек диапазонда реттеуге қабілетті. Олардың зат алмасуы ылғалды тропика және тайга өсімдіктеріне қарағанда қарқынды жүреді. Эремофиттердің зат алмасуына кенеттен айқын көрінетін маусымдық, күндізгі және тәуліктік ритмикалық тән. Олар ортаның маусымдық кенет өзгеруіне жақсы бейімделген.

Эремофиттердің энергетикалық балансында негізгі рөлді жылу беру және транспирация атқарады, фотосинтезге болғаны 5% энергия ғана жұмсалады.

2. Ылғалды маусымдарда эремофиттердің транспирациясының қарқындылығы гумидті райондардағы өсімдіктермен салыстырғанда анағұрлым жоғары. Сумен жеткілікті қамтамасыз етілгенде олардың суды жұмсауы физикалық булануға жақындайды. Бірақ та ыстық, құрғақ маусымдарда транспирация өте төмендейді. Оларда устьицелік транспирация басым кутикулалық транспирация мөлшері 10% төмен. Соған байланысты эромофиттерде устьицелер саны өте көп болады. Эромофиттердің ыстыққа және құрғақшылыққа беймделуінің мысалы ретінде олардың жапырақтарының құрылысын келтіруге болады. Шөл өсімдіктері жапырақтарына жоғалып кету – редукциялану тән көптеген бұталардың және аласа ағаштардың жапырақтары қабыршақтарға дейін редукцияланған, олар ассимиляциялық маңызын жоғалтқан деуге болады (құлан құйрық –Эремоспартон), Қылша - Хвойник- Ephedra, Жыңғыл – Гребенщик - Tamarix және т.б.).

Жапырақтардың редукциялануы өсімдіктің тіршілік әрекетінің, ассимиляциялық жүйесінің қайта құрылуына байланысты. Аэрофильді шөл өсімдіктерінде ассимиляция және транспирация қызметтерін жасыл жылдық өркендер орындайды. Ол өркендер жапырақ қабыршақтарының қолтық бүршіктерінен пайда болады.

Жапырақтардың қызметін жасыл өркендердің атқаруы оларда хлорофилді ұлпалардың дамуымен, устьицелердің болуымен, өткізгіш шоқтардың болуымен қамтамасыз етіледі. Жапырақтар жалпы аудандарын азайтуды басқа жолмен де іске асыруы мүмкін, мысалы, олардың тікенектерге айналуы және т.б. Эремофиттер трансформациясы шөлдердегі жарықтың өте мол болуына және күн радиациясының қарқындылығына байланысты жоғарылайды.

3. Эремофиттер бейімделушілік қабілеттілігі нәтижесінде су жеткіліксіз болған жағдайда оны реттей алады, сусыздану 40-50% болғанша шыдайды. Морфологиялық тұрғыдан бейімделу типтік «ксерофиттік» белгілермен көрінген. Соған байланысты кейбір ғалымдар эремофиттерді ксерофиттерге жатқызады.

4. Эремофиттер вегетациясы ыстық және құрғақ кезеңдерде ыстыққа, жоғары температураға төзімді болып ұлпалардың шектен тыс қызып кетуіне шыдайды. Эремофиттердің мұндай қабілеттілігі жасы ұлғайған сайын күшейеді.

Эремофиттердің мұндай қабілеттілігі олардың ыстық кезеңдерде тіршілік қызметін минимумға дейін төмендете алатындығымен түсіндіріледі, яғни ыстықтағы толас күйге көшеді деуге болады.

Ыстықтағы толас күйі өсімдіктің сумен қамтамасыз етілетін ең қиын кезімен сәйкес келеді. Ыстықтағы толас күйінің алдында жапырақтар, сабақтар үзіліп түседі. Ыстықтағы толас күйі кезінде өсімдіктің барлық тіршілік қызметтері нашарлайды әсіресе транспирация, бұл кезеңнің қыстық толас күйіне ұқсастығы бар.

Ыстық толас күйінің бейімделушілік мәні ол - сол жоғары температуралық ұзақ құрғақшылықты басынан өткізу. Оңтүстік шөлдерде сол ыстық толас кейде тікелей қыстық толасқа ауысады.

Әртүрлі зерттеу жұмыстары ыстық толас кезеңінің табиғаты өсімдіктерде әртүрлі екендігін көрсетті. Кейбір өсімдік түрлері осы ыстық толасқа көшуге мәжбүр болады, өйткені оларды ылғалды жағдайға ауыстырғанда олар ыстық толастығын жоғалтады. Ал басқа түрлер үшін бұл ыстық толас күй қажет. Мысалы, геофиттер (қызғалдақтар, пияздар) және көптеген монокарпиктер (мысалы ферулалар) мәдени жағдайдағы ботаникалық бақтарда ылғал жеткілікті болса да, олар толас күйіне көшеді.

5. Эремофиттердің көбісі галофиллдер, яғни олардың тұзы көп топырақтарда өсуге бейімделген морфо-физиологиялық ерекшеліктері бар. Галофиттер (грек. hals - тұз және phyton - өсімдік) тұзға төзімді өсімдіктер. Галофиттер тұзды топырақтарда 5% кейде одан да артық суда еритін тұздары бар топырақтарда өсіп тіршілік ете алады.

Тұздардың өсімдік организміне спецификалық әсері оларды әртүрлі өзгерістерге ұшыратады. Галлофилиялық хлорофилдің мөлшерінің көп болуына байланысты. Соның нәтижесінде фотосинтез энергиясы көбейеді нәтижесінде жоғарғы молекулалық көмірсулар-гидрофильді биоколлоидтар, гигроскопиялық илеуші заттар, пектиндер және суды байланыстыратын қоймалжың заттар жинақталады.Клеткада мұндай заттардың және минералды тұздардың көп болуы онда жоғары осмостық қысымның және клетка шырыны концентрациясының жоғары болуын қамтамасыз етеді.

Соның нәтижесінде тамыр жүйесінің сорушы күші тұзды топырақтың суды ұстаушы күшінен артық болады. Галофиттерде тұздың жинақталуы олардың көбісінде структуралық өзгерістердің болып сабақта және жапырақтарда суккуленттік қасиеттер пайда болады. Ол әрине өсімдіктің ол мүшелерінде судың мөлшері 85-90% болатын су жиналатын паренхималар пайда болуымен байланысты. Бұл ерекшеліктерге байланысты галофиттер құрғақшылыққа төзімді өсімдіктер тобына жатқызылады.

6. Эремофиттер галофиттер тобына жатады. Олардың жарық сүйгіштігі оларға күн сәулесі тікелей түсіп тұрғанда өсіп дамуына мүмкіншілік береді. Эремофиттер аналық өсімдіктер қалқасынан тыс жерде жақсырақ өсіп жетіледі.

7. Эремофиттердің солтүстікке таралуы олардың суыққа төзімсіздігімен шектеледі. Олардың шығымы көктеуі көктемдегі суыққа төзімсіз.

8. Эремофиттердің тіршілігі ұзаққа созылмайды және олардың өсу және даму кезеңдері қысқа. Шөлдегі кейбір ағаш және бұталардың (эремофиттер) жыныс кәмелеттілігі 2-5 жыл, ал олардың тіршілігінің жалпы ұзақтығы 40-50 жылдан аспайды.

9. Судың жеткіліксіздігіне байланысты эремофиттердің фитомассасы негізінен жер асты мүшелерінде жинақталады (80-90%), олардың жалпы массасынан ағаштарда (50-65%).

Эремофиттердің тамырлары 4 типтен тұрады:

1) Қаңқа тамырлар (мөлшері және диаметрі өте үлкен);

2) Өсуші (олар сорушы тамырларды топырақтардың жаңа қабаттарына жеткізеді);

3) Сіңіруші немесе қоректендіруші (вегетациялық кезеңде бірнеше рет жаңарады);

4) Қосалқы, діңнің төменгі бөлігін құм басып қалғанда немесе жалаңаштанып немесе жарақаттанып қалғанда дамиды;

10. Ағаш эремофиттердің жер бетіндегі массасы өркендердің 3 типімен қалыптасады:

1) көпжылдық өсуші-қаңқаға немесе тікенекке айналады,

2) ассимиляциялық,

3) біржылдық қысқарған генеративтік.

С.А. Никитин (1966) эремофиттерді сумен қоректенуіне және тамыр жүйелерінің құрылысына байланысты 5 топқа бөлді:

1.Топырақ- ризинния (қыналар, балдырлар, мүктер)

2. Саяз-тамырлы (эфемерлер және эфемероидтар)

3. Тамырлары шамалы болса да тереңдеген

4. Тамырлары жер асты суларымен қамтамасыз етілген

5. Тамырлары суға жеткен

Эремофиттерді бұлайша топтарға бөлу онша түсінікті емес.

Топырақтағы ылғалды пайдалануына байланысты өсімдіктерді Е. Варминг (1901) гидрофиттерге, ксерофиттерге және мезофиттерге бөлген. И.Н. Бейдеман (1948, 1953, 1962) өсімдіктерді ылғалды пайдаланылуына байланысты 4 топқа бөлді:

1. Омброфиттер - тамыр жүйелері топырақтың жоғарғы қабаттарында таралған жер асты сулары тереңде орналасқан. Негізінен топырақта жиналған жаңбыр сулары, гравитациялық және капиллярлық суларды пайдаланады.

2. Трихогидрофиттер - тамыр жүйесі омброфиттермен салыстырғанда тереңірек. Жер асты сулары салыстырмалы онша тереңде емес. Трихогидрофиттер сол жер асты суларынан капиллярлы көтеріліп келе жатқан топырақ ылғалын пайдаланады.

3. Фреатофиттер – тамырлары топыраққа өте тереңге дейін еніп, жер асты суларын пайдаланады.

4. Гидрофиттер - тамыр жүйелері топырақтың жоғарғы қабаттарында орналасқан және беткі немесе жоғары жатқан жер асты суларын пайдаланады.

С.А. Бедеревтің (1963) мәліметтері бойынша, Қазақстан флорасынан омброфиттерге - Salsola Laricifolia

Artemisia terrae-albae H. Krasch - Полынь серая

Artemisia turanica H. Krasch - Полынь Туранская

Artemisia sublessingiana H. Krach - Полынь Лессинговская

Salsola rigida Pall - Соленка жесткая - Күйреуік

Eurotia cerotoides (L) C. A. M. - Терескен

Caragana balchaschensis Pojurk - Карагана жатады

Трихогидрофиттерге:

Artemisia pauciflora Web - Полынь черная

Atriplex cana C. A. M. - Көкпек