2 Физико-географический очерк территории Хоперского государственного природного заповедника

Хопёрский государственный природный заповедник располагается на востоке Воронежской области, в лесостепной зоне, лесостепной провинции Окско-Донской равнины. Его площадь - 168,2 тыс. га, протяжённость составляет около 30 км, по изгибам реки – около 40 км, ширина от 1,5 до 9 км. Территория заповедника с севера на юг пересекается руслом реки Хопёр. Охраняемая площадь составляет 16,2 тыс. га. Территория заповедника рассекается самым крупным из левых притоков Дона рекой Хопер (рис 2).

Рисунок 2 - Расположение Хоперского Государственного природного заповедника на карте Воронежской области

Около 84 % площади заповедника составляет пойма, большей частью двусторонняя. С юго-восточной стороны пойма ограничена склонами первой и второй надпойменных террас, с северо-западной – правобережным, коренным склоном долины Хопра, сложенным моренными отложениями. Вокруг заповедника установлена охранная зона шириной от 0,5 до 4 км общей площадью 29,8 тыс. га. Заповедник входит в 10% заповедников с очень вытянутой конфигурацией. Отношение длины границ к площади и самой площади к длине границ Хоперского заповедника составляет величину 1,36, что указывает на значительную проницаемость его границ и дает основание отнести его к числу самых уязвимых заповедников России.

Хоперский государственный природный заповедник расположен на северо-востоке Воронежской области, на южной границе Окско-Донской впадины, которая представляет собой плоскую равнину 160 – 200 м абсолютной высоты, выполненную мощной толщей морских, аллювиально-озерных, неогеновых (до 100 м), аллювиально-флювиогляциальных четвертичных отложений (до 80 м). Здесь довольно расчлененный рельеф, хорошо разработанные речные долины с ярко выраженной асимметрией склонов, значительное распространение оврагов и балок, что обусловлено неотектоническими движениями земной коры. Участок долины реки Хопра, в котором находится Хоперский государственный природный заповедник, лежит в зоне регионального, структурного шва (Новохоперско-Мучкапский разлом), который отображается в линейных элементах поймы и надпойменных террас, в характере границ между рельефом правобережья Хопра – Вороны и аккумулятивного левобережья.

Хоперский район Воронежской антеклизы оформился в самостоятельный тектонический район в результате неоднократных (с раннего архея) разломов в кристаллической постели и проходивших затем вертикальных колебательных движений. Неотектонические процессы отражаются в четкообразном строении долины Хопра, характере его руслового процесса. Показателем движения земной коры являются и глубоко врезанные в надпойменную террасу крупные меандры долины реки.

80 % всей территории Хоперского государственного природного заповедника занимает пойма. Она имеет два уровня: высота первого – 3 м, второго – 4-4,5 м; ширина поймы изменяется от 1,5 до 6 км. Пойма в пределах ХГЗ относится к песчано-гривистым пойма, состоит из разновозрастных сегментов, отличных по рельефу, составу субстрата и характеру растительности.

В заповеднике выделяются три участка поймы, различающихся по числу и особенностям пойменных водоемов:

1. Северный участок односторонней левобережной поймы, который имеет площадь всего около 4 км² и среднюю ширину около 1,2 км. Здесь расположены в основном крупные, глубокие (до 7 м) промывные водоемы, возникшие из рукавов вдоль надпойменной террасы и из излучин русла.

2. Северо-центральный участок поймы реки Хопер в пределах Хоперского государственного природного заповедника соответствует расширению долины реки. Типично двусторонняя пойма здесь достигает ширины 6 км. Площадь участка более 6000 га, на нем находится 25 водоемов общей площадью 173,1 га (2,9% от площади участка), в число которых входят крупнейшие озера заповедника: озеро Юрмище – 45 га и озеро Тальниково – около 44 га. Почти все водоемы этой части поймы сильно заилены, относительно мелководны, хотя имеются и озера с глубиной более 5 м. Участок сильно заболочен: почти треть его площади занимают ольховые топи, а 233,4 га (4%) – травяные болота.

3. Центрально-южный участок более дренирован, имеет левобережную, одностороннюю пойму, южнее – двустороннюю, ширину около 2,6 км. При площади близкой к площади северо-центрального участка – более 6100 га, на нем расположено в шесть раз больше пойменных водоемов: 158 водоемов общей площадью 316 га (5,2% от площади участка). Тринадцать озер этого участка имеют глубину около и более 5 м.

Хопёрский государственный природный заповедник расположен в северном климатическом районе степной климатической зоны, на границе с восточным районом лесостепной климатической зоны. Правобережье реки Хопер по своим погодным условиям можно отнести к довольно умеренной лесостепной климатической зоне, а левобережье отличается более выраженной континентальностью климата (большая частота появления весенних заморозков и летних засух). Наблюдения за погодой правобережья Хопра ведут метеостанции таких городов как: Борисоглебск, Поворино, Новохоперск. На левобережных, песчаных террасах Хопра метеорологический мониторинг проводит только метеостанция Хопёрского заповедника специального назначения, обеспечивающая погодно-гидрологическую основу изучения динамики абиотических и биотических компонентов заповедника.

Специфика климата Хоперского заповедника и отличия его от климата Центрального Черноземья обусловлены преобладанием в первую очередь юго-восточных ветров, которые несут понижение температур зимой, а летом – периодические засухи (рис.3). Смягчается острота континентальности климата северо-западными и западными ветрами, приносящими повышенную влажность и осадки.

Рисунок 3 – Роза ветров Хоперского государственного природного заповедника

В последнее время в литературе обсуждается вопрос о глобальном изменении климата, связывая его с парниковым эффектом. По прогнозам средняя глобальная температура воздуха будет повышаться со скоростью примерно 0,3^оС за 10 лет, что может привести к ухудшению экологических условий жизни человека.

Накопленные в заповеднике данные многолетних наблюдений за погодно-климатическими факторами характеризуют локальные проявления глобальных катаклизмов. [6]

Среднемноголетняя годовая температура в Хоперском государственном природном заповеднике составляет 6,1°С; зимой -7,7°С; весной +6,5°С; летом +19,6°С и осенью +6,0°С. Средняя многолетняя минимальная температура воздуха -31,4°С; максимальная +35,8°С. Резкие перепады температур наблюдаются весной и осенью. Продолжительность безморозного периода в среднем 197 дней.

За период наблюдений в динамике средних температур воздуха отмечена тенденция к их повышению, скорость которого составляет 0,19°С каждые 10 лет. Повышение средних температур складывается за счет крайне незначительного увеличения максимальных и достаточно заметного повышения минимальных температур, которое происходило в среднем со скоростью 0,84°С за 10 лет. Наиболее выражена тенденция к потеплению зимой (0,46°С за каждые 10 лет) и весной (0,30°С за каждые 10 лет). Осенью такая тенденция не сильно выражена (0,08°С за каждое десятилетие). В летний период наоборот, средние температуры понижались, хотя и незначительно (0,02°С за 10 лет).

Относительная влажность воздуха в среднем за год составляет 75,9 %. Самая высокая влажность наблюдается зимой – 84,4 % и осенью – 80,0 %. Самая низкая влажность летом – 67,7 %. Весной относительная влажность воздуха составляет в среднем 71,5 %. По месяцам самая высокая влажность наблюдается в ноябре и декабре (более 86,8 %), самая низкая – в мае, всего 62,9 %. Для биогеоценозов заповедника большое значение имеет минимальное значение относительной влажности и в среднем оно составляет 16,1 %.

Наблюдается тенденция снижения среднегодовых показателей на 0,14% каждые 10 лет. Оно происходит за счет снижения относительной влажности зимой в среднем по 0,34%, а весной по 0,96% за десятилетие.

Осадков на территории Хопёрского заповедника за год выпадает в среднем 556,6 мм. Больше всего их выпадает в июле – 59,5 мм и меньше всего в апреле – 35,0 мм. По сезонам наибольшее количество осадков приходится также на лето – 154,6 мм и наименьшее на весну – 116,8 мм. Значительное количество осадков приходится на осень - в среднем 144,8 мм, и на зиму – 139,5 мм.

Большую роль в создании запасов влаги на территории заповедника (84 % ее составляет пойма) играет снежный покров. Устойчивый снежный покров образуется обычно в первых числах декабря (в среднем – 4 декабря) и максимальной толщины (в среднем – 29,0 см) достигает в феврале. В отдельные годы толщина снежного покрова может достигать 60 или даже 80 см. Таяние снега происходит обычно в марте. Первые проталины на открытых участках появляются в среднем 14 марта, а в лесу – 21 марта, а уже через неделю снег сходит полностью (28 марта). Последний снегопад обычно наблюдается в первых числах апреля (4.04), но иногда отмечается даже в мае (табл 1). Постепенное снижение высоты снежного покрова, которое отмечается в зимние месяцы, происходит, несмотря на увеличение сумм осадков в зимний период и является, очевидно, следствием повышения температуры воздуха, что приводит к оседанию выпавшего снега. Особенно это заметно на открытых пространствах по месяцам, где колебания температур более выраженные.

Показатели	Среднее	Средне-квадратичес--кое отклонение	Коэффици-ент вариации, %
Абсолютный минимум температуры воздуха, о С	-31,4	4,64	14,8
Абсолютный максимум температуры воздуха, oС	35,8	2,95	8,2
Размах температур воздуха за год, o С	67,5	4,90	7,3
Размах температур воздуха зимы и лета, o С	27,3	3,32	12,2
Появление первых проталин в лесу, дата	21,03	14,76	30,1
Появление первых проталин в поле, дата	14,03	15,18	36,1
Сход снега, дата	28,03	11,03	39,3
Последний снегопад, дата	04,04	14,11	40,3
Последний заморозок весной, дата	05,05	15,57	44,5
Первая гроза, дата	29,04	17,19	59,3
Первый заморозок осенью, дата	25,09	12,38	49,5
Первый снегопад, дата	27,10	19,63	72,7
Образование снежного покрова, дата	04,12	19,83	58,3
Продолжительность безморозного периода, дни	199	27,18	13,7
Продолжительность периода со снежным покровом, дни	114,1	22,09	19,2

Таблица 1 - Статистические показатели основных погодных явлений Хопёрского заповедника за период с 1939 по 2012 г.

Среднемноголетнее (за 70 лет) значение суммы ясных дней за год составляет 51,36 дня, наибольшее среднемноголетнее число ясных дней – летом – 15,5 дней; наименьшее – зимой – 9,07 дня. По месяцам наибольшее среднемноголетнее число ясных дней – 6,7 - в августе.

Среднемноголетнее (за 70 лет) значение суммы пасмурных дней за год составляет 131,1 день, наибольшее среднемноголетнее число пасмурных дней отмечено зимой – 49,3 дня; наименьшее – летом – 16,8 дня. По месяцам наибольшее среднемноголетнее число пасмурных дней 19,4 отмечено в декабре. [6]

В Хоперском государственном природном заповеднике зарегистрировано 800 видов высших растений, 22 вида из которых представляют собой древесные породы и 43 вида- кустарники. Здесь встречаются около 200 видов грибов, лишайников и мхов. Огромная территория заповедника—13,6 тыс. га (84%) — покрыта лесной растительностью, из них 6,4 тыс. га занимают дубравы, что составляет 47% от всей лесной территории. На возвышенной части наиболее распространена разнотравная дубрава с подлеском из лещины, бересклета, клена. Встречаются так же липа, ясень, дикие яблони и груши (рис.4)

Рисунок 4 – Ландшафтная структура Хоперского государственного природного заповедника

В нагорных дубравах, которые характерны для южных склонов, встречаются безлесные участки, занятые степной растительностью с ковыльно-типчаковым разнотравьем.

Пойма Хопра на данный момент почти вся покрыта лесами, в которых встречаются болота, озера, поляны. Самыми распространенными породами пойменных лесов являются осина, дуб, тополь белый, ольха, вяз.

Дубравы в пойме занимают в основном возвышенные участки. Здесь отмечается невысокая производительность, так как тут бедные условия произрастания и неоднократная их рубка в прошлом. В Хоперском заповеднике нередко встречаются ольха и белый тополь. Хопёрский заповедник является единственным местом, где сохранились значительные площади чистых древостоев белого тополя и где можно проводить детальное изучение особенностей возобновления и роста этой древесной породы и брать отсюда генетический фонд для расселения в другие районы.

Огромные площади (около 2000 га) в заповеднике заняли такие породы, как осинник и вязовник.

Следует отметить редкое разнообразие водяной растительности. На многих водоемах встречаются заросли камыша, тростника, телореза, рогоза, сусака, осоки, кувшинки, кубышки, рясок и др.

Хопёрский заповедник считается ценным участком для сохранения видового разнообразия флоры, так как он находится на границе таких природных зон как степная и лесостепная, а также имеет такой интразональный компонент ландшафта как пойма, по которой виды могут проникать в зоны далекие от их основных мест обитания. Северные виды, прячущиеся на влажных склонах и днищах оврагов (папоротники, малина, белокрыльник болотный, черная смородина) соседствуют с участками степной растительности со ставшими редкими ковылями - лессингой, волосатиком перистым.

Богатство флоры пополняется за счет видов, не сохранившихся в других районах из-за интенсивной деятельности человека. Только в одном месте заповедника, на обрывистых склонах Хопра, растет тюльпан Шренка - редкий вид для средней полосы европейской части России. Ранней весной на остепненных полянах зацветают Адонис весенний и волжский - ценные декоративные и лекарственные растения, почти исчезнувшие из-за распашки целинных степных участков вне заповедника.

Ежегодные паводки, обилие воды, сложный рельеф, который сформировался под влиянием весенних водных потоков, привели к формированию своеобразного облика лесов заповедника. Здесь отмечено 39 видов древесных пород и 54 вида кустарников, но неповторимость лесным урочищам придают непроходимые заросли ивняков, гигантские колонны тополя белого, который можно встретить только в пойме, и пойменные дубравы, переплетенные длинными колючими побегами ежевики, сквозь которые на двухметровую высоту поднимаются заросли крапивы.

В заповеднике около 1,6 % высших споровых, 0,4 %- голосеменных, 75 % - двудольных и около 23 % однодольных видов. В числе 10 наиболее крупных семейств: астровые, мятликовые, сельдереевые, капустовые, бобовые, розоцветные, норичниковые, яснотковые, сельдереевые и гвоздичные. Самыми большими родами флоры Хоперского государственного природного заповедника являются роды осок, вероник, рдестов, фиалок, васильков, лапчаток, ситников.

Некоторые виды растений находятся на грани выживания. Их исчезновение связано с аридизацией юго-востока европейской части страны. Из-за распашки надпойменной террасы и посадки сосны сокращаются участки песчаных степей, пригодные для произрастания многих песчано-степных видов.

В заповеднике встречается 270 видов позвоночных (Голубянка Римн, Пчела – плотник, Венгерская жужелица и др.), в том числе 30 видов рыб, 7 — земноводных, 8 — пресмыкающихся (Гадюка Никольского, Черепаха болотная и др.), 179 — птиц (Скопа, Черный аист, Коростель и др.) и 45 — млекопитающих (Северная выдра, Выхухоль русская, Хомяк обыкновенный). На реке Хопер в период ежегодного весеннего разлива останавливаются на отдых (а некоторые и на гнездовье) многочисленные чирки, кряквы, свиязи. Обычны кулики — перевозчик, малый зуек, черныш. В крутых берегах многочисленны норы береговой ласточки, зимородка, щурки. Пойменные леса необыкновенно богаты певчими птицами, в том числе соловьями. К середине сентября большинство мелких птиц улетает с реки Хопер. Держатся только трясогузки, одиночные зимородки, да кулики-перевозчики. Но к концу сентября и они улетают и начинается массовый пролет хищных птиц: конюка малого, коршуна, подорлика, скопы.

Разнообразен и видовой состав ихтиофауны. Обычны густера, плотва, щука, лещ, жерех, язь, линь, карась, окунь. Реже встречаются стерлядь, минога, сазан, пескарь, чехонь, карась, судак и др. В лугах и лесах заповедника в изобилии обитают заяц-русак и заяц-беляк, распространены хорь, лисица, ласка, горностай, куница, белка, еж, барсук и др. Самый интересный зверек заповедника — выхухоль, ради охраны которого и был создан заповедник.