Когда-то в древности жила в людях вера в чудодейственную силу колдун-травы, которая только в Иванову ночь может раскрыть перед человеком самые заветные тайны природы. В теплой, напоенной цветочным благоуханием ночи накануне Ивана Купалы люди находили что-то особенное. Тысячелетиями в эту ночь зажигали костры язычники, а собиратели целебных растений более всего верили в силу трав, омытых ее росами.

Колдунтравы

Однажды такая же ночь в лесах Прикарпатья застигла нашу экспедицию, собиравшую полевые материалы по растениям-указателям грунтов и подземных вод.

Голубоватое мерцание далеких звезд, потоки близких огоньков светлячков в ночи заставили особенно остро ощутить единство Вселенной. Видимо, йод воздействием сказочности окружающего мира разговор у костра зашел о растениях - указателях... кладов.

Даже молчавший весь вечер шофер экспедиции поделился дедушкиным секретом: где и как найти клад. По его версии, оказалось, что искать надо под орешником, который именно в такую июльскую ночь якобы распускает цветы над кладами. Мне не хотелось нарушать очарование этой сказочной ночи и среди потока голубых огоньков объяснять, что цветки у орешника появляются ранней весной и вид имеют самый неприметный.

И хотя потом я рассказала шоферу о реальных возможностях использования растений в качестве указателей свойств тех мест, на которых они произрастают, и о фантастических вымыслах, еще бытующих среди некоторых людей, в глазах его светилась грусть об утраченной возможности найти сказочный цветок над таинственным кладом...

 

Что такое фитоиндикация?

В сказочных образах растений, открывающих пути поисков непознанного, заключен многовековой опыт взаимоотношений человека с окружающей средой.

Первые записи-предположения о растениях-индикаторах можно встретить у "отца" ботаники - Теофраста, жившего в IV - III вв. до н. э. Уже определеннее высказывались римляне: "Горькую землю узнают по черной и выродившейся траве, холодную - по криво растущей, влажную - по некрасивой" (Катон Старший, III - II вв. до н. э.). "Земли же производить не всякие всякое могут. Ветлы растут по рекам, по болотам илистым - ольхи" (Вергилий Марон Публий, I в. до н. э.). Успешно пользовались растениями-указателями даже полководцы тех далеких времен. Вот что пишет Плутарх, живший в I - II вв. до н. э., об осаде римским полководцем Эмилием Павлом македонского царя Персея в 168 г. до н. э.: "Более всего римлян тяготила жажда: вода была лишь в немногих местах, скверная на вкус, да и та не текла, а скорее еле сочилась на самом берегу моря. Разглядывая вздымавшуюся над их лагерем громаду Олимпа, густо заросшего лесом, и по зелени листвы определив, что в недрах горы бьют источники, а ручьи сбегают вниз, так и не выходя на поверхность, Эмилий приказал пробить у подножия побольше отдушин и колодцев. Эти колодцы немедленно наполнились чистой водой - сдавливаемая со всех сторон, она стремительно хлынула в образовавшиеся пустоты". Напоив войско, Эмилий продолжил осаду и победил македонцев.

Наиболее ранние высказывания наших соотечественников о растениях-указателях принадлежат А. Н. Радищеву. Он писал: "Где растет дуб, клен, вяз, яблонник, буковица, клубника, там земля добра. Березняк показывает убогую глину, а сосняк, можжевельник, молодило - сухую супесь, а тростник, мох, хвощ, осока - мокрую землю и болотную".

Так было написано в самом начале XIX в., а к концу его - началу XX в. успехи естественных наук были столь значительными, что создалось более четкое представление о приуроченности растительных зон в целом и отдельных растений к определенным условиям климата, рельефа, почв, увлажнения.

Термин "фитоиндикатор" был предложен А. П. Ильинским в 1914 г. Ученый рекомендовал выращивать одинаковые растения в сосудах с одной и той же почвой, помещая их в различные участки поля, а по отклонениям в биомассе определять влияние микроклимата поля на урожай.

Возможности индикации практически неисчерпаемы. Цели же при этом могут быть поставлены самые различные. Например, американский ботаник Р. Вент по цветению узумбарских фиалок устанавливал ночную температуру в комнатах своих знакомых: "Африканская фиалка будет хорошо расти, если ее держать в тепле, особенно ночью (21 - 24°С), и погибает уже при температуре около 10°С - задолго до появления минусовой температуры. Обычный диагноз при установлении причины гибели африканских фиалок: ночью было открыто окно. Поэтому я делю любителей комнатных цветов на две категории: на тех, кто может выращивать африканские фиалки, и на тех, кто не способен на это, или соответственно - на тех, кто спит с закрытыми, и тех, кто спит с открытыми окнами".

Пышное цветение на окнах таких обычных наших цветов, как герань, свидетельствует об обилии солнца, о хорошей освещенности окон безотносительно к температурам.

Таким образом, фитоиндикация - это практические приемы использования как растительности в целом, так и отдельных растений или их частей в качестве показателя (индикатора) интересующих нас компонентов среды.

При всем многообразии индикационных возможностей растений они еще очень мало используются для выяснения событий исторического прошлого. И нередко даже их считают укрывателями событий ушедших веков.

Историки могут назвать десятки городов, известных еще во времена Бориса Годунова, а сейчас скрытых дремучими лесами. Вы, например, будете бродить в поисках грибов среди зеленого безмолвия леса, даже не подозревая, что находитесь на площади, где чьи-то предки собирались на шумное вече... Зная же законы развития растений, можно точно определить территории подобных городов и узнать, когда они были покинуты людьми.

 

Растения-долгожители

Никто лучше живых свидетелей не сможет поведать о прошлом. "Один очевидец больше стоит, чем десять только слышавших", - говорили римляне. И поэтому интересно поискать среди растений- "современников" экземпляры, живущие дольше других. Среди каких же растений больше всего долгожителей? В сказках символом долговечия всегда служили могучие дубы. Каждый помнит прекрасные строки А. С. Пушкина:

Гляжу ль на дуб уединенный,

Я мыслю: патриарх лесов

Переживет мой век забвенный,

Как пережил он век отцов.

И действительно, "дуб уединенный", к которому обращался поэт, и поныне растет в Тригорском, хотя в Великую Отечественную войну 1941 - 1945 гг. его сильно поранило осколком снаряда. Многие наши деревья - дубы, сосны, кедры, лиственницы, жившие по 300 - 400 лет, могли быть свидетелями царствования Ивана Грозного, и "смутных" времен, и славных побед русского оружия. Но деревья фиксируют не события истории, а каждый год своей жизни, древесная летопись которой посвящена всецело событиям, непосредственно влияющим на само дерево.

В песнях, легендах, газетных сообщениях иногда упоминаются очень древние деревья. Но так ли они стары, как может показаться? Подсчитать древесные кольца старых деревьев очень трудно, так как древесина в центральной части пня может совсем отсутствовать, а гигантские размеры еще не свидетельство их древности. Например, огромные буки Закавказья (в окружности до 6 м) сравнительно "молоды" - им всего по 100 - 200 лет. Великолепные пихты Карпат, обхватить которые сможет лишь хоровод ребятишек, тоже не старше 150 лет. Величественные секвойи Северной Америки, в основании стволов которых устраивались гаражи, прокладывались дороги, тоже не могут считаться чемпионами долголетия, а чемпионом же, как ни странно, оказалась невысокая и неказистая остистая сосна.

Среди растений-долгожителей могут быть названы накипные лишайники, высота которых не превышает долей миллиметра, и несведущий человек вообще не отличит их от камней, на которых они произрастают. А ведь возраст некоторых из них исчисляется тысячелетиями. Но подобные "долгожители" встречаются чрезвычайно редко.

В окружающей нас "дикой" природе повсюду распространены травянистые многолетники: их можно увидеть и у кромки ледников, и в безводной пустыне, и в джунглях. Если же мы среди травостоя леса или луга начнем поиски однолетников, то нам не всегда удастся найти их. А ведь в цветниках, в садах, на огородах большую роль играют как раз однолетники. Это всем известные маки, кларкии, годеции, маттиолы, васильки. Есть и двулетние растения, такие, как незабудки, многие виды фиалок.

Большинство растений Приокских лугов, например, имеют возраст 10 - 40 лет. Клевер луговой, борщевик сибирский, лютик едкий и золотистый живут 15 - 20 лет, а щучка дернистая, типчак, ковыли, белоус - 25 - 40 лет. До 100 и даже 300 лет могут расти некоторые растения-подушечники в высокогорьях.

Таким образом, по самым долговечным травам возможна индикация в пределах одного столетия, а по отдельным деревьям и накипным лишайникам - в интервале нескольких тысячелетий. Но если использовать для индикации сообщества в целом, то сроки эти сокращаются. Травянистые сообщества могут нести информацию до 20 - 50 лет, лесные сообщества - до 300 - 500 лет, а лишайниковые - до 1000 лет. Рассмотрим же вначале самые долговечные индикаторы

 

Повествуют древесные кольца

В наше время дендрохронологические исследования широко развиваются как у нас, так и за рубежом. Общепринятым считается, что дендрохронология - это систематическое изучение древесных колец с целью датирования событий прошлого и оценки климатических изменений.

На пнях свежеспиленных деревьев хорошо заметны годичные кольца. И многие, наверно, подсчитывали их, чтобы установить возраст дерева. Особенно интересно это делать на сосновых и еловых пахнущих смолой спилах с четкими слоями. Со школьной скамьи мы знаем, что весной и в начале лета откладывается светлое кольцо ранней, или весенней, древесины, а затем летом формируется более темный и прочный слой поздней. Ближе к центру дерева расположен слой ранней древесины, замыкает его поздняя. И так повторяется год за годом, десятилетие за десятилетием, пока дерево живет.

Люди издавна подметили, что от того, где дерево произрастает, зависят свойства годичных колец, прочность древесины и возможности ее использования. На влажных землях, например, быстро растет так называемая мяндовая сосна. Кольца на пнях у нее светло-желтые, широкие, но древесина мягкая, слабая. А вот у "кондовых", или "рудовых", сосен, произрастающих на сухих песчаных гривах, годичные слои тонкие, темные, едва различимые, но долговечность и прочность именно этих сосен издревле известна. Современный "чемпион" долгожительства - сосна из подобных местообитаний в Калифорнии.

Около пяти столетий назад Леонардо да Винчи отметил зависимость ширины годичных колец деревьев Средиземноморья от осадков. Более двух столетий назад Карл Линней проследил уменьшение ширины приростов в соответствии со снижением температур в северных краях.

Трудности, с которыми встречается каждый занимающийся подсчетом годичных колец, связаны прежде всего с тем, что ширина кольца определяется одновременно десятком причин. А вот какая из них ведущая - определить очень трудно. Даже применение компьютерной техники, оценивающей "вес" каждого природного фактора, не проясняет дела.

Можно выделить пять узловых моментов, своеобразных "уровней", с которыми имеют дело дендрохронологи: годичные кольца с особенностями клеточного строения; дерево в целом, состоящее из этих колец; сообщество деревьев, имеющих сходные изменения в приросте; характер местообитания этих деревьев и, наконец, зона, для которой типичны рассматриваемые местообитания. Недоучет специфики на одном из этих "уровней" может свести на нет кропотливый труд по измерению колец и их последующие сопоставления. Поясним же коротко главнейшие из встречающихся трудностей на каждом "уровне".

Сложности измерения каждого годичного кольца связаны с тем, что бывают годы, когда кольцо может совсем не сформироваться, а в другие годы могут отложиться сразу два слоя. Например, вблизи ледников на Центральном Кавказе, в ущелье Азау, в 1976 г. у осин и берез появились ложные полукольца в направлении к леднику. Это было связано с тем, что после теплого апреля из ущелья подули холодные ветры со снегом. Деревья прекратили вегетацию. А потом все началось заново. Не зная особенностей этого года, можно было бы посчитать каждый год за два. В засушливых условиях деревья прекращают расти в сухие месяцы, но после обильных осадков рост возобновляется.

Годичные кольца строго концентрической формы встречаются очень редко. Обычно кольцо с одной стороны шире, с другой - уже, что связано с ориентировкой дерева, характером кроны, наклоном ствола. Поэтому дендрохронологи измеряют кольца по двум диаметрам, а затем рассчитывают средние величины прироста.

Но информацию может дать и анализ асимметричной, так называемой креневой, древесины. Замеряя наклоны деревьев на оползневых склонах в парках Москвы и сопоставляя наклоны деревьев с шириной колец, удалось выявить, что деревья могут менять наклон под действием движения грунтов и ветров, а затем восстанавливают вертикальность. При этом ширина колец у наклонявшихся деревьев бывает асимметрична. Поскольку многие деревья затем приобретают первоначальное положение, то годичные кольца у них снова становятся концентрическими. Лесоводы называют такую крень "прожилковой".

Разнообразие в рисунке годичных колец и возможностей их использования для выявления былых лавин, селей, ледников в горах можно быстро усвоить. Там, где был уничтожен весь лес и растет одновозрастный подрост, простой подсчет колец укажет на год былого разрушения. Всего точнее дают сведения вертикальные побеги, растущие на поваленных деревьях. По окраинам сохранившегося старого леса всегда можно найти деревья с асимметричными кольцами и следами былых ударов. Если полученные сведения по различным деревьям совпадают, то можно уверенно воссоздать картину действия стихий в этом месте за 200 - 300 лет в соответствии с максимальным возрастом деревьев.

Следы действия селей на старой лиственнице

Интерес представляет анализ групп деревьев определенных мест, по которым можно выявить общие изменения. Но каждое дерево еще растет и само по себе, увеличивая прирост в годы расцвета, в 20 - 100 лет, и уменьшая его в старости. Снижение прироста от неблагоприятных условий может происходить сразу, а может наступить только на следующий год или захватить несколько последующих лет. Ряд формул, применяемых в дендрохронологии, дают возможность абстрагироваться от этих помех и количественно охарактеризовать приросты групп деревьев как представителей определенной местности. На пределе развития лесов сбор массового материала невозможен. Поэтому выбор характерных модельных деревьев, остро реагирующих на колебания среды и при этом как бы демонстрирующих своим приростом колебания сотен деревьев, - залог успешной работы дендрохронолога.

Американский ученый Г. Фритс предложил называть серии приростов таких деревьев "чувствительными" и разработал формулу для их оценки. Говоря житейским языком, анализируются приросты тех "несчастных" особей, которых еще семенами занесло в скверные условия. И поскольку деревья не могут сами изменить условия обитания, они вынуждены всю жизнь "страдать", резко снижая прирост в засушливые или холодные годы и откладывая кольцо пошире в редкие хорошие годы. Напротив, в хороших условиях прирост деревьев плавно увеличивается и уменьшается в соответствии с возрастом; такие серии приростов называются "благоприятными", и подсчет колец этих деревьев неинтересен, так как не дает информации о внешних аномалиях.

При работе в редколесьях на полярном и высотном пределах лесов или в лесостепи можно не учитывать взаимодействие между деревьями. Но в лесу могут быть всякие неожиданности. Деревья-долгожители могут резко увеличивать прирост после 150 лет за счет выпадения из-под полога леса берез и осин, достигших своего предельного возраста. Ветровалы, буреломы, сели, лавины, снеговалы, приводящие к гибели многих деревьев, дают возможность оставшимся резко увеличить прирост за счет естественного изреживания. Немалое значение имеет и плодоношение деревьев. В год обильного плодоношения ели в Карпатах, например, на ней откладывались узкие годичные кольца.

Все эти сложности затрудняют выявление условий прошлого по годичному приросту, хотя каждое дерево объективно фиксирует все особенности каждого года жизни. И возможности получения информации могут быть самыми неожиданными...

Однажды после публикации в журнале "Природа" № 6 за 1968 г. моей короткой заметки об индикации по деревьям склоновых процессов в редакцию пришло письмо из Охотска от Юрия Васильевича Шереметьева, который сообщал, что еще в начале века адмирал Григорович подметил свойство лиственниц побережья откладывать широкие годичные слои поздней древесины перед суровой ледовитой зимой. В течение многих лет Ю. В. Шереметьев безошибочно прогнозировал по приросту лиственниц ледовитость Охотского моря, связывая это с тем, что глубокий продолжительный антициклон в конце лета с теплой солнечной погодой вызывает определенный режим давления в холодный период, что в свою очередь и определяет ледовитость. В лесах Охотского побережья много старых деревьев.

Подсчет колец и выявление возможных колебаний позволили бы наметить и будущие изменения приростов и ледовитости. Пример же этот демонстрирует разнообразие практических выходов из материалов по приростам деревьев.

Успехи дендрохронологии в нашей стране бесспорны. На всесоюзных совещаниях, проходивших в Вильнюсе (1968), Каунасе (1972), Архангельске (1978), Иркутске (1983), было показано большое разнообразие возможностей этого метода и приложения полученных результатов к практике. В последние годы опубликованы интересные сводки по дендрохронологии, а в прекрасном библиографическом указателе по вопросам дендрохронологии, составленном А. Ситникайте, каждый интересующийся может найти все публикации по этому вопросу.

Описание дендрохронологического метода мне бы хотелось закончить, несмотря на перечисленные сложности, похвальным словом его простоте. Каждый любознательный человек может увидеть на поперечном спиле годичные кольца разной ширины. Сопоставив узкие и широкие годичные кольца последних лет с известными событиями - холодами, засухами, можно углубить сведения об этих явлениях за всю жизнь дерева. Темные кольца холодных зим, следы ударов лавин, селей, ветровалов несложно увидеть и продатировать.

 

Летопись на камнях

Самыми распространенными растениями-долгожителями высокогорий и приполярных широт являются накипные, или корковые, лишайники. Они так плотно прикреплены к субстрату, что воспринимаются как нечто с ним единое. Тысячи видов разнообразных лишайников, растущих повсеместно, придают то зеленую, то оранжевую, то бурую, то серую, то черную окраску и стенам древних замков, и стволам деревьев, и скалам, и статуям с острова Пасхи, и средневековым надгробьям, скрывая их истинный цвет.

Долговечность накипных лишайников сразу же наводит на мысль - нельзя ли по наиболее старым из них определять длительность неизменного положения пород, на которых они развиты. Так, геолог Л. В. Фирсов предлагал датировать глыбы по диаметрам пармелии центрифужной (Parmelia centrifuga (L) АСН). Шведский ботаник А. Сток по весу лишайников, развитых на моренах, устанавливала возраст морен. Но только после серии работ австрийского ученого Бешеля датирование с помощью лишайников стало широко применяться во всем мире. Объясняется это прежде всего тем, что Р. Бешель предельно упростил метод. С помощью обыкновенной линейки производится замер диаметров слоевищ наиболее распространенного вида - ризокарпона географического (Rhizocarpon geographicum D. С), и по средним величинам наибольших слоевищ судят о возрасте тех пород, на которых они разрослись. Р. Бешелем был предложен и термин "лихенометрия".

Сейчас во всем мире работы проводятся преимущественно с одним видом - ризокарпоном географическим, что сразу же снимает трудности флористического характера. Для точного видового определения лишайников нужны не только большие познания, но и наличие микроскопа, реактивов, без которых в полевых условиях исследования осуществить невозможно.

Лишайники еще не до конца изучены, число их видов колеблется от 16 тыс. до 30 тыс. Происходит это за счет дробления видов.

Полевые исследования на Тянь-Шане, Кавказе, в Хибинах подтвердили вывод Р. Бешеля о том, что ярко-оранжевые слоевища калоплаки изящной (Caloplaса elegans) появляются в первые десятилетия, а в дальнейшем они вытесняются ризокарпонами и другими видами. Леканора красная (Lecanora rubina), имеющая фисташковый цвет слоевища и оранжевые плодущие тела - апотеции, в первые же десятилетия может сплошь покрыть глыбы селевых отложений, создавая иллюзию их древности. На самом же деле этот вид господствует на отложениях не более 50 лет.

При работе лихенометрическим методом очень важно, чтобы глыбы и валуны были одновозрастны и связаны только с одним элементом рельефа. Отдельные глыбы в горах часто могут быть принесены камнепадом, лавиной, селем и наложены сверху на тот элемент рельефа, который было намечено продатировать.

Например, при датировании селевого очага мы на одной и той же старой крупной глыбе можем обнаружить несколько поколений лишайников: на верхней части глыбы - наиболее старые лишайники, указывающие на тот сель, который принес глыбу; на стороне, обращенной вверх по течению, - следы новых селей и молодые лишайники. А вокруг могут находиться отложения с разновозрастными лишайниками последних селей.

Слоевища ризокарпона географического выделяются светлыми пятнами на фоне глыб: а) на отложениях столетнего возраста

Слоевища ризокарпона географического выделяются светлыми пятнами на фоне глыб: б) на отложениях трехсотлетнего возраста

Или другой пример. Со стороны ледников часто дуют холодные ветры, оказывающие угнетающее влияние на прирост растущих вблизи лишайников, поэтому их колонии скорее всего поселяются по участкам валов, находящихся в ветровой тени. Один и тот же ледниковый вал может по величинам прироста показаться разновозрастным, если не знать этих особенностей лишайников.

Замеряются всегда отдельные слоевища лишайников, а не слившиеся из нескольких, которые могут дать вдвое-втрое завышенные данные. Успех датировок зависит от правильного определения годичного прироста лишайников. Имеющиеся данные по годичному приросту ризокарпона показывают, что колебания этого показателя весьма значительны - от 0,02 мм в год в Арктике до 0,6 мм в год в среднегорьях, поэтому желательно определение прироста в каждом районе.

Наиболее сложный момент лихенометрии - выбор экземпляров лишайников для замеров. Для этого находят лишайники, имеющие близкие размеры слоевищ, определяют годичный прирост именно для них. Многие советские и зарубежные специалисты замеряют диаметры у основного поколения лишайников и выводят средние величины приростов именно для этого поколения. При этом рассчитываются средние величины для 20, 100, 200 особей этой группы.

Оригинальный способ быстрого сбора лихенометрических данных был применен профессором Г. К. Тушинским. Во время путешествий в Альпы и Скалистые горы Канады при маршрутных обзорах интересных мест он сфотографировал на слайды глыбы с лишайниками. При этом рядом помещалась масштабная линейка. А затем в лабораторных условиях на экране масштабная линейка совмещалась с оригиналом сфотографированной линейки и проводились замеры лишайников, спроектированных на экран. Таким образом мы смогли просчитать приросты ризокарпона географического на альпийских приледниковьях, по которым есть точные сведения о наступаниях ледников.

 

Растения-пионеры

С "долгожителями" растительного мира могут поспорить в информативной насыщенности самые недолговечные представители растительного мира (их прямая противоположность), а именно растения-пионеры. "Сорная трава растет быстро", - любили повторять римляне.

И как раз эта их быстрота и дает возможность выявлять самые недавние нарушения грунтов. В народе травы-пионеры называют бурьянами, в научной литературе эта растительность именуется рудеральной, пионерной, вторичной, временной. В честь растений-пионеров можно было бы даже сложить хвалебную песнь...

Они первыми поселяются и в заоблачных высокогорьях, и на холодных побережьях полярных морей, и на полях нерадивых хозяев. Они поселяются, "не раздумывая", благоприятны или нет будут там условия жизни и что их ожидает в будущем. Они погибают, если окажется, что грунт не подходящ или температура для них губительна. А при благоприятных условиях они живут на этом месте всего несколько лет, потому что вслед за ними идут более сильные и "конкурентоспособные" растения, безжалостно вытесняющие их, первооткрывателей. Общая черта всех растений-пионеров - приспособленность к самым разнообразным условиям освещенности, увлажненности, температур грунтов, но в то же время эти растения не выдерживают тесноты, соседства других растений.

Наиболее характерным представителем трав-пионеров является мать-и-мачеха. Растение это встречается повсеместно, от фиордов Скандинавии до высокогорий Гималаев, поднимаясь в горы до 2000 м. Средняя дата зацветания этой травы в Подмосковье - 6 апреля. Иногда можно встретить цветущий экземпляр и среди последних тающих снежников. Поскольку семена мать-и-мачехи теряют всхожесть уже через 30 дней, то в начале лета они должны либо прорасти, либо погибнуть. Наиболее подходящими местами для семян чаще всего оказываются весенние оплывины, оползни, перекопанные за зиму грунты, которые в середине лета сплошь покрываются темно-зелеными коврами мать-и-мачехи. Но уже на третий год на этих же участках можно встретить десятки видов других растений. Листья же этого пионера становятся желто-зелеными, покрываются пятнами. Поэтому темно-зеленые ковры чистой популяции мать-и-мачехи указывают на участки, появившиеся на поверхности почвы в последние месяцы или годы.

Одним из самых красивых растений-пионеров является хорошо всем известная ромашка. "Ромашками" называют растения нескольких видов и даже родов. В середине лета белые душистые поля ромашек красуются по всем отвалам строек, вдоль придорожных канав, по брошенным полям, словно желая сделать красивыми те места, где была нарушена и не восстановлена естественная растительность.

Еще одним очень характерным растением-пионером является иван-чай (Chamaenerium angustifolium) и другие виды этого же рода, а также близкие к нему виды кипрея (Epilobium). Эти высокие с ярко-розовыми кистями цветков растения образуют во время цветения живописные поляны по краям и вблизи отступающих ледников, в местах схода лавин, селей, оползней, по ветровалам.

Неожиданностью стало широкое распространение папоротников, плаунов, ужовниковых и других споровых растений, которые в целом являются пройденным этапом в развитии природы, почти реликтами, однако легкие споры позволяют им раньше других растений проникать в приледниковья.

Захват растительными сообществами новых территорий в большой мере случайный процесс. И от того, какие растения первыми разрастутся на данном месте, зависит его дальнейшая судьба. Если первыми поселятся травы, деревьям очень трудно будет внедриться в травянистые сообщества. В то же время луговые травы не могут существовать под пологом разрастающихся деревьев.

На Центральном Кавказе, например, начиная с XIX в. ледниковые и селевые отложения зарастают сосняками на высотах 1800 - 2300 м. На этих же высотах валы предшествующего, более мощного оледенения заняты лугами. Вероятно, климатические различия здесь явились первопричиной, обусловившей развитие луговой или лесной растительности. Но первые стадии у них всегда бывают очень сходными. Наиболее приметные растения в этих восстановительных (сукцессионных) сериях растительности следующие: 0 - 3 года - мать-и-мачеха, ромашка, иван-чай, пырей, вейник наземный, лебеда, марь; 0 - 10 лет - господство бурьянов, представленных десятками видов полыней, лопухов, иван-чая, вейника наземного, пырея, первые деревья-пионеры; 10 - 20 лет - красочное разнотравье, луга с обилием бобовых, единицы и группы деревьев-пионеров; 20 - 60 лет - в местах, где развитие деревьев невозможно, постепенное формирование сообществ с господством злаков или осок или разнотравных ковров типа альпийских лужаек. В ранее залесенных местообитаниях наблюдается преобладание деревьев-пионеров - и в, берез, тополей, рябины, сосны (в городах - клена ясенелистного). Эти деревья уже к 10 - 20 годам перерастают бурьяны и наиболее приметными становятся в местообитании от 60 до 100 лет; в наиболее северных или высокогорных районах - до 300 лет, здесь наблюдается формирование коренных растительных сообществ (климаксовых, как принято говорить после серии работ Д. Клементса).

В этом же интервале пионерные леса выделяются среди коренных лесов, которые постепенно разрастаются под их пологом. Наиболее типичная для этого картина, например, в Подмосковье - ельники, стихийно разрастающиеся в березняках.

Травянистые сообщества становятся монодоминантными (преобладание одного растения). Чаще всего в таких сообществах господствующее положение занимают злаки (пестроовсяничники, ковыльники, тростниковые заросли и др.) или же осоки. Нередко при этом видовая насыщенность уменьшается. Максимума она достигает приблизительно между 20 - 40 годами, когда некоторые из трав-пионеров, особенно бобовые, не сдали еще свои позиции, но многие более конкурентоспособные виды - эдификаторы - уже появились.

Приведем еще пример разнообразного использования сведений о пионерах-индикаторах.

О характере наступаний и отступаний ледников в Альпах исчерпывающие сведения собраны историком Э. Ле Руа Ладюри "История климата с 1000 года", которым приводятся многочисленные выдержки из писем, хроник и другие материалы. В частности, он анализирует изменения у селения Шамони, делает вывод о некотором отступании ледника в 1770-е годы и приводит строки из письма Соссюра, подтверждающие это предположение: "Возле лиственного леса, растущего на прекрасном белом песке, по которому кое-где группами были разбросаны цветы epilobium". Одно это описание сразу же убеждает, что по обнаружившемуся субстрату идут деревья-пионеры и иван-чай - этот пионер-космополит. При наступаний ледника его край внедряется в сформированные сообщества, луга, леса, и никакие травы-пионеры здесь уже не встречаются. По одному только упоминанию об иван-чае, еще не имея никаких данных о положении края ледника, можно было бы сказать о его отступании.

Растения-пионеры, таким образом, указывают на недавнее появление независимо по какой причине обнаженных поверхностей. Лесной пожар, строительство, отступание ледников, сокращение площадей озер и морей, оползни, обвалы, сели, вулканизм - следствия всех эти различных процессов будут проявляться одинаково. Сначала в первые недели и месяцы на обнаженных грунтах появятся травы-пионеры, которые будут господствовать в первое десятилетие. Затем, если позволяют условия, развиваются древесные породы, которые через 10 - 20 лет образуют густые заросли, а к 60 годам - сомкнутые леса. Через 40 - 100 лет восстановятся степи, луга, болота. И только в самых суровых условиях высокогорий и приполярных районов для восстановления коренной растительности потребуется два-три столетия.

 

Растительность предельных местообитаний

Индикация по растениям предельных, критических местообитаний может быть очень полезной при выявлении событий прошлого. Но при этом сразу же надо договориться, что "критическими" предлагается считать те места, где временами каким-либо растениям живется очень плохо. Порой они даже гибнут. Но само понятие "плохо", "тяжело" тоже весьма условно, так как то, что плохо для одних, для других - хорошо. Все наше разнообразие биоценозов, т. е. сообществ растений и животных, связано с тем, что каждому биоценозу свойственна своя особая среда, своя "экологическая ниша", как говорят биогеографы. Сменяются поколения, и приспособление к данным условиям достигает такого уровня, что колебания внешней среды уже мало влияют на обитателей "уютной ниши". Но все имеет конец, и растения, занимающие окраину "ниши" или окраину мест, где возможно произрастание данного вида, часто оказываются в неблагоприятных условиях. Выявляя эти изменения, можно заранее выбрать для анализа растительность критических местообитаний, где наступают ледники, сходят лавины, случаются засухи или похолодания. Выбор "чувствительных рядов" деревьев - это тоже по существу анализ прироста тех "бедных" деревьев, которым временами приходится так туго, что они резко снижают прирост. Интересны для изучения и отдельные растения, находящиеся на пределе распространения, по которым возможно найти сведения в литературе, такие, например, как виноград, олива, лещина.

О возделывании винограда в Европе существует обширная литература. В книге Э. Ле Руа Ладюри "История климата с 1000 года" приводятся доказательства того, что до XIII в. он разводился севернее, чем теперь, а во времена наступания ледников в XVII - XIX вв. в горах урожай его снизился. О винограде Причерноморья Овидий два тысячелетия назад писал, что в низовьях Дуная он не вызревает и часто гибнет от зимних морозов. В настоящее время виноград плодоносит всюду в Причерноморье, хотя на зиму его прикапывают, и лишь в отдельные годы некоторые сорта вымерзают. Зимовать южные сорта могут даже в Подмосковье, хотя хозяйственное использование винограда на этих широтах нерационально.

Существуют сведения, что виноград разводился монахами в XI - XII вв. в Архызской долине Западного Кавказа, где сейчас произрастают ели и пихты. В Описаниях Печерского монастыря под Киевом виноград нарисован на схемах сада при монастыре. О многочисленных виноградниках в Нижнем Поволжье сообщалось в описании Хазарии X в. Затем в этих местах о виноградарстве забыли, что свидетельствует о значительном похолодании в средние века. Вновь здесь стали разводить виноград русские купцы, переняв это искусство от персидских купцов, приехавших торговать в Астрахань.

Вызывает интерес грецкий орех (juglans regia), высокая приспособляемость которого к различным экологическим условиям позволила ему, как и винограду, выжить со времени мелового периода. Вегетационный период у грецкого ореха - 150 дней, сумма активных температур более 10° должна быть не менее 2000, вымерзает он при температуре ниже -30°.

В Европе орех произрастает даже на юге Финляндии, в Прибалтике, правда, в этих местах он время от времени вымерзает. В возрасте 200 - 300 лет деревья достигают диаметра 1,5 - 2 м. Вблизи Тбилиси росло 700-летнее ореховое дерево, высотный предел его 1450 м. В Крыму произрастало тысячелетнее дерево грецкого ореха. На Кавказе и в Закавказье наблюдения за растительностью в связи с деятельностью лавин позволили выявить приуроченность грецкого ореха к заснеженным и теневым экспозициям и логам, по которым сходят лавины. Грецкий орех при этом лучше других пород деревьев выдерживает действие лавин. Ветви его пригибает снег, а после того как он растает, они вновь выпрямляются. На местах поломов в первый же год образуется обильная поросль.

В современных климатических условиях возможно произрастание и плодоношение грецкого ореха и в Подмосковье, и в Среднем Поволжье из саженцев, привезенных из южных районов.

Интересными сведениями о перемещениях северной границы оливы располагал древнегреческий географ Страбон. Но анализ использования различных видов растений, возделываемых человеком, может учитываться лишь как косвенное свидетельство колебаний климата, так как здесь большую роль играют агротехнические приемы. Более интересны поэтому сведения о динамике естественной растительности.

Следовательно, для того, чтобы узнать изменения природной обстановки в прошлом, надо обращать внимание на растения, находящиеся за пределами обитания своих "благополучно живущих" собратьев. Любой выход за границу распространения данного вида - указатель необычных условий в прошлом или новых условий в настоящем.

 

Источники сведений о былой растительности

Особенности растительности прошлых веков положены в основу восстановления природных условий последнего тысячелетия. Но какие источники нам дают сведения об этой растительности? Сразу же можно сказать, что источников много, а сведений мало. Но хотелось бы оценить возможность каждого из них в надежде, что местные краеведы могли бы воспользоваться тем или иным источником с целью получения конкретных сведений о прошлой природе своих мест. Историко-архивные документы традиционно используются нашими учеными для восстановления былой лесистости, обводненности.

В археологических материалах для наших целей особое внимание должно уделяться культурным растениям. Их детальный анализ содержится в серии работ, публиковавшихся в "Трудах по прикладной ботанике" и проводившихся по инициативе академика Николая Ивановича Вавилова.

Два последних десятилетия археологические материалы сопоставляются с колебаниями климата. Но загадок в этих материалах пока еще очень много, даже по таким известным с прошлого века объектам, как городища народа дьяковской культуры.

В дошедших до нас исторических свидетельствах очень мало уделялось места описанию природы. Но некоторые сведения можно найти в эпосе о Гильгамеше, в произведениях Гесиода, Гомера, Геродота, Теоф-Раста, Полибия, Плутарха, Овидия, Лукреция, Страбона, Константина Багрянородного и во многих других дошедших до нас произведениях древних авторов. Наиболее содержательны греко-римские источники V в. до н. э. - IV в. н. э. Очень мало нам известны византийские источники. Многие сведения о природе, растительности, урожайности нив могли бы быть получены при анализе монастырских архивов, к работе над которыми "естественники" еще не приступали, а историки по существу лишь недавно за символикой записей V - XV вв. стали видеть реальные факты. По периоду с X по XVI вв. наибольшая информация содержится в летописных свидетельствах и художественных произведениях Киевской Руси, Новгорода, документах московских князей, писцовых книгах.

Некоторые сведения о природе Восточной Европы можно найти в арабских источниках VIII - XV вв.

В XVI - XVII вв. Московию неоднократно посещали путешественники, оставившие интересные описания и карты. Наиболее подробное описание дано 3. Герберштейном и А. Олеарием. Стоит заметить, что многие путешественники более поздних лет дают описания, слово в слово повторяющие Герберштейна, особенно в отношении холодов и сортов яблок. Подобные совпадения типичны и для греков: Геродота повторяют даже Теофраст и Страбон, хотя последний постоянно критикует Геродота.

В XVIII - XIX вв. появляется много конкретных описаний путешествий, справочников, мемуаров, содержащих сведения о растительности. Начинают издаваться журналы вроде "Отечественных записок" Павла Свиньина, в которых даются описания достопримечательных мест. Много интересного можно найти в публикациях А. Т. Болотова, В. Я. Ломиковского и многих других. Наиболее общей сводкой по географии начала XIX в., читающейся с интересом и в наши дни, является книга Е. Зябловского "Землеописание Российской империи".

Колебания цен, сопоставленные с изменениями прироста деревьев и другими показателями, не определяемыми социальными причинами, тоже могут дать много о климатических отклонениях в прошлом. Например, приросты деревьев связывались с колебаниями цен с 1760 по 1805 г., сведения о которых собраны и изданы в 1817 г. Андреевым в книге "Статистическое описание Ярославской губернии". За это время цены на рожь, овес, ячмень, пшеницу, просо, гречиху увеличились с 1 - 2 руб. за четверть до 6 - 14 руб. в начале XIX в. В то же время прирост деревьев Хибин и Кавказа в этот интервал имел тенденцию к уменьшению. Правда, годичные колебания цен и пики приростов деревьев не совпадают. Сегодня, конечно, на это не ориентируются, но в далеком прошлом понятия "голод", "мор" на определенных территориях Руси указывают на погодную аномалию (анализ Е. П. Борисенкова, В. М. Пасецкого).

Анализ старых карт также дает интересный материал о прошлом, хотя некоторые старые карты довольно трудно понять, так как изображения давались в иной манере, чем сейчас, и у каждого автора были свои особенности. Так, Север, например, нередко изображался в нижней части карты.

Очень многое могут дать местные легенды, воспоминания старожилов. К сожалению, огромная работа филологов по сбору фольклора, открывших сказания, былины русского народа за тысячелетие, не сопровождалась столь же кропотливыми записями о былых лесах, реках, урожаях... Но в то же время нельзя считать, что в легендах заключена последняя истина. Ведь "говорят" совсем не означает "я так думаю". В этом отношении уместно напомнить о печальной участи некоторых высказываний Геродота. "Говорят, что люди там живут с песьими головами", - передавал он. И ему приписывали веру в людей с песьими головами. А он прежде всего хотел выделить мысль, что люди, сообщающие тот или иной факт, думают таким образом, не называя их при этом из деликатности ни невежами, ни варварами, надеясь, что будущие читатели поймут различие в культурных уровнях.

Важным источником информации служат также материалы по фенологии - науке о ритмах развития растений (от греческого "phaino" - являют и "logos" - понятие, наука).

Наблюдения за характером развития растений, за временем зацветания, увядания, плодоношения с глубокой древности были свойственны людям. В Японии по зацветанию вишни удалось проследить начало весен в XII в. В Европе по срокам сбора винограда восстанавливают характер летних сезонов почти за тысячелетие. А по времени зацветания каштана делается вывод, что весны в течение столетия стали в Средней Европе теплее на 0,5°.

В России фенологические наблюдения были начаты в XVIII в. Петра I заинтересовали в новом городе на Неве (по сравнению с Москвой) сроки распускания листьев, зацветания деревьев. Чтобы сделать какие-то выводы, потребовались многолетние наблюдения. В XIX веке огромный материал был собран В. Далем.

Фенологические наблюдения лежат в основе сотен поговорок, народных примет. Наиболее глубокая проработка этих примет содержится в широко известных книгах фенолога А. Стрижева, посвященных календарю русской природы. Однако надо учитывать, что в каждом месте существуют свои особые приметы, и в этом отношении краеведам предстоит еще очень много сделать, чтобы каждый город, каждая деревня имели свои надежные приметы, зафиксированные не только в умах бабушек и дедушек, но и в краеведческих музеях и школах. В настоящее время сеть фенологических наблюдений очень широка, к ней подключены сотни любителей, регулярно посылающих свои наблюдения в научные центры. Основные выводы, которые можно сделать по фенологическим индикаторам на основании многих поговорок и пословиц, могут быть такие:

- снежные холодные зимы предвещают хороший урожай. Каждому с детства знакомы поговорки: "Много снега, много хлеба", "Холодная зима - благодать", "Большой иней, бугры снега, глубоко промерзлая земля - к хлебородию", "Коль земля не промерзла, так и соку не даст" (после теплой зимы неурожай), "Снегу надует - хлеба прибудет; вода разольется - сена наберется", "Хлебород перед строгой зимой", "Коли снег лежит глыбами, легко скоту будет";

- сырое влажное лето дает урожай овса, ржи, обильны бывают травы: "Даст бог дождь, уродится рожь", "Комара нет - овса и трав не будет", "Много комаров - быть хорошему овсу". Но в целом оно неблагоприятно: "Дождливое лето хуже осени";

- летом очень важно тепло: "Не моли лета долгого, моли теплого", "Худое лето, коли солнца нету".

Интересным аспектом фитоиндикации являются наблюдения за первыми фазами развития растений. Характер прохождения растениями первых фенологических фаз может дать информацию и о последующих стадиях. Подобные наблюдения за цветением растений были проведены Д. Апаля, это дало ей основание сделать вывод, что интенсивность ранневесеннего цветения фитоценоза можно использовать как индикатор цветения на все лето. Обильное цветение, характерное для теплого апреля, всегда сопровождается высоким уровнем цветения в летний период. Аналогичные выводы были сделаны для лесных и луговых фитоценозов Чехословакии и Литвы. Наблюдения в Подмосковье тоже позволяют присоединиться к этому выводу. Раннее и хорошее цветение в апреле - мае медуницы в лесах и самых ранних садовых растений - примул, нарциссов, тюльпанов - совпадают с годами раннего цветения плодовых кустарников и деревьев, что определяет и раннее созревание плодов, несмотря на возможное снижение температур ниже обычных в июне - июле.

В целом же фенологические ряды интересно проанализировать по определенным регионам с учетом колебаний климата, местных условий с привлечением легенд по аномалиям в сезонных явлениях за столетия.

Палинология (от греческого слова "paline" - пыльца, тонкая пыль) - наука, занимающаяся изучением формирования, распространения и сохранения пыльцы и спор растений настоящего и прошлого. Палинологический анализ за последние три десятилетия прочно вошел в практику геологических и палеогеографических исследований. И хотя сегодня уже имеется достаточная информация по данному вопросу, однако для установления изменений последних столетий по Восточной Европе сведений пока мало. Возможности применения спорово-пыльцевого метода в этом временном интервале ограниченны, так как коренных смен растительности и соответственно формирования различных пыльцевых спектров не происходило.

Исследования на болотах Северо-Германской низменности и Южной Финляндии позволили выявить годичные слои в отложениях пыльцы за последние столетия. В результате был установлен устойчивый тридцатилетний цикл в отложениях пыльцы ольхи, восьмидесятилетний цикл в смене растительных сообществ. Ценные результаты дает использование топонимики - совокупности географических названий какой-либо местности. Материалы по топонимике привлекались исследователями уже в XVIII и XIX вв., со времен первых путешественников-землеописателей.

В наше время результаты исследований по топонимике регулярно заслушиваются на заседаниях Топонимической комиссии Московского филиала Географического общества СССР и получают отражение в публикациях. Так, например, Е. Л. Любимова составила интересные карты с названиями, в которых упоминается Дуб. Эти карты свидетельствуют о былом распространении дуба. В любом народе некоторые места часто называются традиционно, по тому, что здесь когда-то произрастало. Отсюда и разнородность, например, в значении слова "дубрава". Местные жители по традиции называют и березняки, и мелколесья, выросшие на месте дубравы, - "дубравой", в то время как березняки и мелколесья не образуют обычно устойчивых насаждений, разрастаясь за два-три десятилетия до высокоствольных лесов. Аналогичное объяснение может быть дано и слову "бор" в значении "поросль". Сосна может захватить Пустырь и дать прирост в первые же годы, а бор образовать уже через 20 - 30 лет. В народе же все еще будут называть это место "поросль". Как пример использования топонимии для выявления изменений растительности в пределах тысячелетия стоит привести названия "ель" и "дуб".

У карпатских славян до сих пор "еловицей" зовется пихта, и для культовых обрядов отмечено использование пихты, а не ели. Это может навести на мысль о том, что культовые обряды славян на Карпатах формировались во времена господства пихты до вторжения ели. В работе В. П. Семенова-Тян-Шанского рассмотрены названия в Ленинградской, Псковской, Смоленской, Тверской, Московской, Владимирской, Ярославской и Костромской губерниях. Анализ упоминания слова "дуб" позволяет ему сделать вывод: "Хотя дуб в лесах этой группы деревьев встречается как примесь Не особенно часто, но он настолько ценится населением, что названия с его именем занимают второе место, постепенно уменьшаясь в количестве с юго-запада к северо-востоку, параллельно с постепенным уменьшением количества дуба в лесах". На первом же месте стоят названия, связанные с бором и сосной. Удивляет В. П. Семенова-Тян-Шанского редкое упоминание ели: "Поразительно мало количество названий поселков, происходящих от ели, несмотря на ее обилие". Представленные в сводке данные в сокращенном виде выглядят так. Сосна упоминается в названиях 774 раза, дуб - 691, береза - 371, ольха - 211, липа - 189, ель - 158, вяз - 157, клен - 36, ясень - 31 раз. Зная общие тенденции изменения климата, можно сделать вывод, что редкое упоминание елей в названиях поселков вызвано предположительно следующим. Основное продвижение славян в зоне смешанных лесов на новые земли происходило в VIII - XV вв., когда ель не господствовала столь широко, как в настоящее время и, естественно, не нашла своего отражения в названиях.

Широкое распространение получило в последнее десятилетие для наших исследований абсолютное датирование с помощью радиоуглерода. Определение абсолютного возраста производится по изотопу углерода 14С, который удобен тем, что может легко регистрироваться и долговечен. Впервые метод радиоуглеродного датирования был предложен В. Ф. Либби в 1946 г. и разработан им в 1952 г. В настоящее время в Советском Союзе существует несколько лабораторий, где производится датирование по 14С.

Таким образом, существует немало источников для получения общих сведений о природе за тысячелетие, но без помощи краеведов, любителей родной природы, собирателей местных легенд восстановление истории природы конкретных мест невозможно.

 

Практические советы

Использование фитоиндикационного метода осложнено тем, что на растительность воздействуют и хозяйственная деятельность человека, и колебания климата, и погодные аномалии, и современные склоновые процессы, и неотектонические проявления, и взаимоотношения внутри фитоценоза. Выделить же какой-то основной, преобладающий процесс весьма трудно, выбор будет субъективным.

Поэтому, не забывая о том, что на каждую травинку одновременно воздействуют десятки факторов и процессов и реакция ее может быть однотипной на многие из них, попробуем перечислить способы их фитоиндикации раздельно.

Распространение растений-пионеров после гибели или перестройки предшествующих им растительных сообществ очень часто бывает связано с эпизодически действующими процессами, как внешними, экзогенными, так и внутренними, эндогенными. При этом существует возможность неправильной оценки интенсивности этих процессов. Например, отложения одного и того же селя в высокогорье останутся не заросшими растительностью и будут казаться недавними, а среди леса этот же сель будет казаться старым, так как за два-три десятилетия покроется древесными зарослями.

Эпизодические процессы отражаются на деревьях и кустарниках обычно поломами ветвей, наклоном основной оси дерева; на их стволах часто можно заметить шрамы, подсушины. В годичных слоях типично отложение то концентрических колец, то асимметричных, вследствие чего образуется так называемая прожилковая крень. При повале лиственных деревьев, особенно березы, рябины, ольхи, ивы, типично образование вертикальных побегов, которые начинают расти от основного ствола в первый же год из так называемых "спящих" почек. По возрасту этих побегов можно точно установить, когда дерево было повалено, и таким образом продатировать процесс, вызвавший это явление. Нередко сход селей, сильный паводок, лавина уничтожают лес. На лишенных растительности отложениях быстро поселяются березы и сосны. А потом по возрасту этих лесов можно судить о времени уничтожения предшествующего леса. При этом если по вертикальным побегам можно установить точный год, то по поколениям деревьев этого нельзя сделать, так как семена могли прорасти и в первый же год, и через десятилетие.

При сходе лавин с интервалами в десятилетия выбиваются молодые деревья

Лавины и сели являются типичными процессами, воздействующими на растительность с интервалами самой разной продолжительности - от дней и недель до столетий и тысячелетий. Фитоиндикацию лавинной деятельности можно разделить на несколько этапов.

На первом этапе выявляются места повышенной снежности. Это криволесья, стланики, красочные разнотравные луга. В таких местах, если есть уклон, всегда возможен сход небольших лавин и сползание снега. Лишь в некоторых случаях это приводит к полому молодых деревьев и кустарников, сносу мелких строений и изгородей. Аналогичные явления возможны и в редкостойных лесах.

Столетний сосняк, разросшийся на отложениях селя конца XIX в.

Условия рельефа в подобных местах вызывают перераспределение снежных масс и определяют участки схода более крупных лавин. Растительность там, обладая всеми чертами растительности заснеженных местообитаний, имеет и ряд существенных отличий, прежде всего снижение вертикальных поясов. Но наряду с этим вертикальные пояса могут быть подняты и выше своего предела. Так, криволесья в местах схода лавин заходят в лесной пояс и поднимаются выше, в пояс альпийских лугов, в места надува снега и возможного схода лавин. Отделение мест схода лавин от участков сползания снегов - второй этап работы, требующий большого опыта и знания местности.

На третьем этапе выявляется частота схода лавин. Определение частоты схода лавин производится прежде всего по растительным сообществам. При произрастании, например, трав-пионеров можно говорить о регулярно сходящих грунтовых лавинах; луга, стланики, криволесья свидетельствуют о регулярном сходе лавин по снежной толще, а не по грунту. Для мест схода лавин с интервалами от нескольких до 10 - 20 лет характерно наличие поломов, вертикальных побегов семенного и порослевого происхождения. Для того чтобы установить время схода последних лавин, необходимы такие дендрохронологические исследования, как определение на спилах возраста вертикальных побегов, прожилковой крени, следов сбитостей и пр. На следующем этапе основное внимание уделяется редко-действующим лавинам. Выявление редкодействующих, катастрофических лавин, зачастую не имеющих явных следов лавинной деятельности, производится исключительно дендрохронологическим методом.

Для таких участков, как дорожные трассы, строительные площадки, стационары, где нужны и количественные показатели лавинной деятельности, возможен и пятый этап - установление конкретной границы самой лавины и ее воздушной волны, определение силы удара, защитной роли растительности при сходе лавин и сползании снежной толщи.

Разрушительные сели, внедряющиеся в леса, после остановки очень быстро заселяются растениями. Дружные всходы сосен и берез по селевым валам местами напоминают хорошо засеянные грядки. Растительный покров в долине р. Шхельды был уничтожен совершенно. При действии лавин растительность полностью не уничтожается, и флористический состав ее значительно богаче.

В местах, где формируются лавины, где зимой высокая заснеженность, летом простираются великолепные луга. А в очагах зарождения селей растительность, наоборот, находится в угнетенном состоянии из-за эрозионного смыва, накопления рыхлообломочного материала. Зоны исследования лавин и селей имеют много общего - растительность здесь либо отсутствует (или представлена пионерными группировками), либо носит следы поломов. Лавины воздействуют на широкую полосу, где растительность представлена стланиками и криволесьями, и лишь в центральной части растительность отсутствует. Очень важным признаком таких мест является отсутствие деревьев. Выход зимой людей на подобные места может привести к нарушению равновесия, "подсечке лавины" и даже к человеческим жертвам. Места разгрузки селей, остановки лавин выделяются лесами разного возраста, которые чередуются с лугами, травами-пионерами; летом здесь всегда очень живописно.

Таким образом, для индикации селей может быть результативна и дендрохронология, и лихенометрия, и анализ сукцессионных смен растительности. Для изучения наиболее интересна дендрохронология редкодействующих лавин, а также выявление заснеженных территорий, подвергающихся систематическому сходу лавин по характерным сообществам - стланикам, криволесьям, высокотравным красочным лугам.

Действие оползней проявляется прежде всего в образовании "пьяного леса", состоящего из деревьев, имеющих разный наклон. Но бывают случаи, когда, не изменив наклона, вместе с оползнем сползают целые массивы леса. Фитоиндикация оползней заключается в выявлении участков склонов с группами необычно наклоненных деревьев, на спилах которых прослеживается прожилковая крень. Местами по мелким оползням произрастают травы-пионеры. Если раскопать ствол ивы на приречных песчаных валах, то можно обнаружить у нее несколько поясов с обильно разросшимися корнями. Каждый такой пояс соответствует временному положению поверхности. Совсем другая картина - при смыве или выдувании песков, когда ярусы высохших корней свисают вдоль ствола, указывая на былые уровни песка. Подобное можно увидеть и на склонах. Обнаженные корни всегда свидетельствуют об отрицательном балансе грунтов, а занесенные до сучьев деревья - о положительном. И то и другое не зависит от постоянства проявления процессов.

Для датирования обвалов наиболее полезна лихенометрия, но если обвал произошел в лесном массиве, то это можно проследить и по следам сбоя на стволах деревьев.

Ледники можно продатировать и лихенометрическим и дендрохронологическим способами, а также по растительности в целом. Наступающие ледники окружены растениями-пионерами, по каменистым глыбам морен разрастаются лишайники.

На вулканах, уничтожающих при извержении все живое, наблюдается быстрое появление пионерной растительности после стабилизации лавы. Это относится даже к вулканам, находящимся на островах.

Неотектонические трещины, разломы, обвалы можно продатировать лихенометрически, хотя последние исследования выявили возможности применения и дендрохронологии.

Обычно мы обращаем внимание на склоны лишь тогда, когда там случаются какие-нибудь чрезвычайные происшествия - обвалы, оползни, лавины, всякий раз пытаясь выяснить, как часто могут происходить эти неприятные явления. Но мы пока еще очень мало знаем о жизни "спокойных" склонов. И растения могут помочь в их изучении. Например, на одном совершенно устойчивом (на первый взгляд) склоне Ленинских гор в Москве, заросшем густым лесом, одна липа "ухитрилась" съехать вниз вместе с грунтом более чем на 10 м и продолжала зеленеть. Никто, возможно, и не заметил бы этого смещения, если бы она не сломала забор. В поисках "хулигана", разрушившего забор, случайно обратили внимание на липу. Проследив ее путь от места отрыва, установили "виновность" дерева.

Растительный покров, приспособившийся в процессе долговременной эволюции к постоянным, систематически действующим процессам, может служить индикатором этих процессов. Достаточно напомнить, что красочные высокотравные луга в горах с аконитами, гречиш-кой, аквилегиями обязаны своим существованием постоянно сходящим зимой лавинам, мешающим развитию лесов. Не менее живописны ковры из темно-зеленых листьев мать-и-мачехи, или заросли бобовых с малиновыми, белыми, синими, желтыми цветами, или поляны с розовым иван-чаем, разросшимся на склонах только там, где постоянно сползают верхние толщи грунтов.

Чаще перемещение грунтов на склонах проходит как бы исподволь, ниже верхнего слоя, скрепленного корнями растительности. Если для того, чтобы разорвать дернину трав, требуется немалая сила, то для того, чтобы разорвать корни деревьев, нужно усилие в тонны. Не вдаваясь в терминологические тонкости, можно сказать, что травы-пионеры в этом случае не могут, служить индикаторами, так как нарушения растительного покрова не происходит. А вот деревья с саблеобразными стволами, согнутыми вниз по склону, и постоянным отложением асимметричных годичных колец - верный признак подобных мест. Можно даже ориентировочно установить мощность сползающих верхних слоев на таких склонах по величине грунта, накопившегося над основанием дерева за время его жизни. Так, подсчеты на склонах Подмосковья и Центрального Кавказа показали, что слой сносимого грунта колеблется в пределах 3 - 5 мм в год. На многих склонах деревья медленно сползают вниз. Это происходит словно бы "незаметно" и для самого дерева. А если мы захотим это выяснить, то, раскопав корневые системы таких деревьев, убедимся, что они как бы отстают от дерева и вытянуты вверх по склону.

Свойство постоянно действующих процессов преобразовывать стволы и кроны -деревьев издавна используется человеком. Наверное, стоит упомянуть в связи с этим о достоинствах и красоте древесины карельской березы, тысячелетиями создаваемых действием резких северных ветров и сползанием снегов. Высокие стройные лесные березки, очутившись на краю леса, вдруг становятся низкими, ветвистыми, с многочисленными побегами, отходящими от основания ствола; они словно желают закрыть вход в лес. А ведь это просто зимняя поземка, надувы снега формируют "на свой вкус" форму деревьев по кромке леса.

В лесотундре единично растущим деревьям приходится бороться с зимними ветрами и потоками переносимого ими снега в одиночку. И нередко можно увидеть деревья с коленчатым изгибом на стволе. По этому изгибу летом можно определить высоту снежного покрова и направление ветров, так как вогнутость изгиба обращена в сторону этих ветров. Так появляются "ели в юбках". Под прикрытием снежного покрова еловые ветви сохраняются зелеными и густыми. Летом такая ель кажется одетой в "юбку-клеш", выше которой следует "талия" без ветвей с корой, ободранной поземкой, а уже выше идут обычные еловые ветви. Еловая "юбка" - своеобразный показатель высоты снежного покрова. А следы "шлифовки" на стволе указывают преобладающее направление зимних ветров.

Постоянное действие ветров, особенно сильных, в горах создает флагообразную форму крон, хорошо знакомую всем по соснам, однобокие кроны которых часто рисуют художники. Примечательно, что кроны деревьев фиксируют не только основные ветровые потоки, но и завихрения, возникающие в ветровой тени за гребнем. В таких случаях кроны деревьев направлены в противоположную сторону относительно ствола. Такие смены направления ветров и строения крон происходят на протяжении десятков и сотен метров. Для сосен, выходящих на верхний предел лесов на Кавказе, типична форма кроны, словно повернутая от вершины горы независимо от направления к основным воздушным потокам. Это связано с тем, что с вершины опускаются вниз, в долину, переваливающиеся через хребты и самые сухие, почти феновые летние ветры, и холодные зимние воздушные массы. И поэтому сосны напоминают человека, повернувшегося спиной к неприятному ветру и пригнувшего голову. Повсюду направление "флагов" крон - прекрасные указатели ветров. На спилах таких флагообразных деревьев все годичные кольца асимметричны.

Постоянным процессом на склонах гор является и сползание снежных толщ зимой. Деревья и кустарники прекрасно приспосабливаются к этому, приобретая форму стлаников и криволесий. Березовые криволесья повсеместно приурочены к заснеженным склонам со сползающими снежными толщами. На Карпатах, например, в таких местах расположились заросли ольхи зеленой. Огромные пространства Сибири заняты кедровыми стланиками, забирающимися на самые заснеженные склоны гор. Один из примечательных стлаников - рододендрон - без снежного укрытия погибает. Поэтому на Западном Кавказе лавровишня и рододендрон четко указывают на самые заснеженные места. Гибель этих зарослей свидетельствует о снижении заснеженности в течение нескольких лет.

Изогнутость ствола у основания высоких деревьев на склонах тоже бывает следствием давления сползающих снежных толщ, похожую форму приобретают они и при движении грунтов.

Плоскостная эрозия выражается в общем "угнетенном" виде растительного покрова, в его низкой сомкнутости, в ослабленной жизнеспособности. На таких склонах развиты дерновинные злаки, корни которых при выпадении осадков омываются струйками воды. В промоинах поселяются травы-пионеры. У деревьев, кустарников, многолетних трав корни обнажаются. Для таких мест характерны ступенчатость, микротеррасированность, создаваемые дерновинными злаками, наползающими сверху на нижних соседей.

Речная боковая эрозия, действие волноприбойных сил озер и морей выражаются в завале деревьев в сторону действия разрушающей силы и в обнажении корней растущих деревьев.

Карст, термокарст, суффозия часто совершенно не выражаются в травостое, приспосабливающемся к постепенно изменяющимся условиям. Однако деревья нередко заваливаются, и по годам развития асимметричных колец можно установить, когда произошел провал.

Неотектонические понижения на равнинах иногда способствуют заболачиванию, а повышения оживляют эрозионную сеть и создают условия для поселения трав-пионеров.

Индикация климатических условий имеет некоторые особенности, наиболее общие из которых можно свести к следующему.

Динамическое равновесие, в котором находятся растительные сообщества, произрастая в конкретных условиях рельефа и климата, в момент наблюдения постоянно нарушается антропогенным воздействием, влиянием климатических и геодинамических процессов.

Антропогенные и геодинамические факторы действуют обычно кратковременно и приводят к уничтожению растительности и последующему развитию восстановительных смен сукцессий, длительность которых колеблется от 30 до 300 лет. Следует при этом сразу же оговориться, что действие загрязнения атмосферы или неотектонические движения могут быть и длительными. Но в целом наиболее всеобъемлющим фактором, влияющим постоянно, являются климатические условия, колебания которых и вызывают постоянную перестройку растительности.

Растительность реагирует как на прямое воздействие климатических факторов (летние засухи, снежные зимы и, пр.), так и на косвенные показатели этих процессов (наступания ледников, усыхания озер и пр.).

Для получения более надежных результатов индикации лучше всего использовать данные прямого воздействия климатических условий на, растительность. Но при этом нужно четко определить, что мы хотим установить - кратковременные аномалии в ходе метеорологических процессов длительностью от нескольких дней и часов до нескольких лет или же колебания климата продолжительностью в десятилетия и столетия. Ведь отдельные растения и в меньшей мере сообщества реагируют на это, вымирая или же снижая темпы прироста, и в том и другом случае. Интересными и пока еще почти не используемыми индикаторами являются бактериально-водорослевые группировки, бурное развитие которых среди белых просторов льдов и снегов привлекает внимание исследователей. Общеизвестно, что окрашивание снегов и льдов в красный, розовый, зеленый цвета происходит за счет массового развития водорослей. Из них наиболее широкое распространение имеет вид хламидомонады (Chlamidomonalis nivalis - в прошлом Sphaerella nivalis). Массовое развитие этих водорослей наблюдалось как на ледниках Приэльбрусья, так и на ледниках Швеции после пыльных бурь в степях Причерноморья в 1968 - 1969 гг. Шведские ученые, тщательно исследовавшие состав организмов "красного снега", выявили в нем много спор и семян степных растений, определить которые им помогли советские ученые из Ботанического института АН СССР.

Это позволило сделать вывод, что в годы с ярко выраженным меридиональным переносом воздушных масс возможны значительные аномалии в пыльцевых спорах. Вероятно, целесообразным был бы и просмотр судовых записей полярных экспедиций с целью выявления лет массового развития цветного снега в прошлом для установления аномалий в циркуляции.

Длительные, многолетние колебания климата наиболее четко прослеживаются в перемещении границ древесно-кустарниковой растительности в предельных условиях развития - в субальпийской зоне, лесостепи, лесотундре. Годичный прирост деревьев в этих условиях испытывает наибольшие колебания, поэтому при выяснении климатических условий прошлого исследователи чаще всего обращаются к подобным местообитаниям.

На огромных территориях, покрытых сформированной растительностью, фитоиндикация климатов прошлых веков должна, естественно, базироваться на экологии современных сообществ. Задача кажется предельно простой. Количественные параметры, необходимые для произрастания определенных растений или сообществ в современных условиях, дают основание считать, что сходные температуры и осадки были необходимыми для них много веков назад. А при обнаружении в прошлом таких видов и сообществ можно сделать вывод о соответствующих температурах и осадках прошлого. Однако наши современные знания о климатических параметрах, благоприятных или губительных для растений и сообществ, еще очень далеки от желаемого. Дендрохронологи и агроклиматологи, более других располагающие обширными цифровыми материалами, раньше других почувствовали, что обилие цифр лишает нас былой уверенности в возможности одной цифрой охарактеризовать что-либо. Одни растения остро реагируют на осадки, другие - на температуры, третьи на них никак не отзываются, а наиболее чувствительны к световому режиму, для четвертых основное - плодородие почвы. Можно бесконечно перечислять важнейшие параметры, поддающиеся количественным характеристикам. Но и без этого ясно, что ожидать от растений точного ответа об осадках, температурах прошлого пока преждевременно, хотя какие-то самые общие цифровые данные уже есть.

Таким образом, итог всем перечисленным способам фитоиндикации может быть предельно кратким - имеется чрезвычайно широкий круг приемов и методов восстановления условий последнего тысячелетия, но их использование требует комплексного анализа всех имеющихся сведений.