Первые системные исследования природы степной зоны второй половины XIX в.

В истории отечественной географической науки первые три четверти XIX в. были периодом её углублённой дифференциации и покомпонентного изучения природы. В конце XIX в. всё более заметным становится стремление к интеграции географии, к исследованиям изменений природы не только в пространстве, но и во времени.

В 1845 г. благодаря усилиям Ф.П. Литке, К.И. Арсеньева, К.М. Бэра, В.И. Даля, И.Ф. Крузенштерна и других известных учёных в Петербурге было учреждено Русское географическое общество. До революции его вице-президентами были сначала Ф.П. Литке и затем П.П. Семёнов Тян-Шанский. Организация Русского географического общества способствовала проведению более комплексных географических исследований. Во второй половине XIX в. большое значение для изучения рельефа, гидрографии, растительности и других физико-географических компонентов степной зоны России и зарубежной Азии, а также хозяйственной деятельности населения имели разнообразные по своему характеру и задачам экспедиции. Особенно значительными по своим результатам были: экспедиции П.П. Семёнова [Тян-Шанского] (1856 — 1857 гг. и 1886 — 1887 гг.), Каспийская экспедиция К.М. Бэра (1853 — 1857 гг.), исследование Калмыцкой степи Н.П. Барбота де Марни (1860 — 1861 гг.) и И.В. Мушкетова (1884 — 1885 гг.), флористические и фаунистические исследования Э.А. Эверсманна, Г. С. Карелина, Н.А. Северцова, А.Н. Бекетова (1859 г.), Н.М. Богданова (1869 — 1871гг.), исследование почв под руководством В.В. Докучаева (1870 — 1890 гг.).

К середине XIX в. вследствие организации нескольких государственных и общественных научных учреждений (Военно-топографическое депо, Горный департамент, Корпус горных инженеров, Русское географическое общество и др.) Академия наук значительно сократила деятельность по изучению России. Однако учёные взаимодействовавшие с этими учреждениями, проводили исследования как члены или руководители организуемых ими экспедиций.

Огромный вклад в развитие Русского географического общества, географии России и зарубежных стран внёс П.П. Семёнов (впоследствии Семёнов-Тян-Шанский). Многосторонний учёный, прекрасный организатор науки, государственный деятель, почётный член Академии наук. П.П. Семёнов -Тян-Шанский в 1873 — 1914 гг. возглавлял Русское географическое общество, которое в дореволюционной России являлось центром организации исследований, а также был главой Русского энтомологического общества. Незаурядный человек и крупный учёный он смог сплотить вокруг Русского географического общества молодых, отважных, образованных людей — будущих мсследователей и знаменитых путешественников: Н.М. Пржевальский, М.В. Певцов, П.К. Козлов, Г.Н. Потанин, Н.А. Северцов, П.А. Кропоткин, А.И. Воейков, И.М. Мушкетов и др.

Сначала П.П. Семёнов специализировался в области ботаники (тема его магистерской диссертации - «Придонская флора»), собирая материал для которой, в 1849 г. проводил флористические исследования меловых ландшафтов на правобережье Хопра у станицы Усть-Бузулукской. Позднее он расширил сферу своих научных интересов, включив в неё геологию, геоморфологию, зоологию, энтомологию, статистику (т.е. экономическую и социальную географию).

Прекрасный полевой исследователь П.П. Семёнов во время экспедиций 1856 — 1857 гг. и 1886 — 1887 гг. изучал ландшафты юга Западной Сибири, Казахстана и Тянь-Шаня. Он впервые выполнил съёмку берегов озера Иссык — Куль, проделал протяженные маршруты по горной системе Тянь-Шаня, обследовал Заилийский, Джунгарский, Терскей Ала - Тау и другие горные районы. В результате были выяснены орография и геологическое строение Тянь-Шаня и опровергнуто мнение А. Гумбольдта о его вулканическом происхождении. Экспедиция собрала богатые коллекции горных пород, насекомых и прекрасный гербарий. П.П. Семёнов изучил также особенности высотной поясности ландшафтов, выделив пояса высокогорных степей. Он первым выполнил комплексное научное горной страны Тянь-Шаня и за успехи в её изучении стал называться Семёновым -Тян-Шанским.

Благодаря исследованиям П.П. Семёнова-Тян-Шанского значительно расширились представления о степном типе ландшафтов. Сравнивая киргизскую (казахскую) степь в Семипалатинской и Семиреченской областях со степями юга Западной Сибири (Ишимской и Барабинской) и Русской равнины, он в 1856 г. выделил четыре типа степей, встречающихся в России. Обощив сведения о различных степях России, П.П. Семёнов-Тян-Шанский впервые дал обстоятельное географическое определение степного типа ландшафтов.

Четыре экспедиции Н.М. Пржевальского (1870 — 1873 гг., 1876 — 1877 гг., 1879 — 1880 гг., 1883 — 1885 гг.) внесли огромный вклад в изучения природы степей Центральной Азии и смежных территорий — Тибета, Гоби, Восточного Тянь-Шаня и др.. Н.М. Пржевальский со своими спутникам прошёл более 30 тыс км по неизведанным просторам Центральной Азии, выполнил маршрутную съёмку, открыл горные хребты и оз. Лобнор, верховья рек Янцзы и Хуанхэ, собрал богатейшие зоологические коллекции и гербарии. Обнаружил неизвестные виды животных - дикого верблюда и дикую лошадь, впоследствии названную его именем. У Н.М. Пржевальского было много последователей, некоторые из которых работали с ним в экспедициях (В.И. Роборовский, М.В. Певцов, П.К. Козлов), позднее самостоятельно изучавшие различные степные и пустынные районы Центральной Азии, Тибета, Нань-Шаня и оставившие описания и карты своих путешествий, многочисленные коллекции и гербарии.

Особый интерес представляют географические исследования выдающегося учёного - биолога К.М. Бэра, возглавлявшего Каспийскую экспедицию (1853 - 1857 гг.), организованную Министерством государственного имущества и Русским географическим обществом с целью всестороннего изучения Нижнего Поволжья, Каспийского моря и его биологических ресурсов. Академик К.М. Бэр использовал комплексный подход к изучению природы Нижнего Поволжья, Волго-Донского междуречьяв пределах юго-востока Русской равнины. Одновременно с работами по решению основной задачи он проводил обширные физико-географические исследования, изучал геологию и геоморфологию Прикаспийской низменности, долин Волги, Урала и других рек, сделал разностороннее описание природы значительной территории юго-востока Русской равнины от Царицына до Новохопёрска, от Сарепты до Камышина, а также — Заволжья. К.М. Бэр одним из первых после П. С. Палласа охарактеризовал физико-географические условия Прикаспийской низменности, предположив, что некогда она была дном древнего Каспийского моря. Он связал образование Каспия и колебания уровня воды в нём с тектоническими процессами, отрицая его усыхание, объяснил образование песчаных холмов («бугров Бэра») на Прикаспийской низменности. На примере Волги в 1857 г. сформулировал «общий закон формирования русла рек» («закон Бэра»), объясняющим причины подмыва правых берегов рек в северном полушарии и смещение русел. В ходе этих экспедиций были собраны разнообразные сведения не только об ихтиофауне Волги и Каспия, экологии и географии районов исследований, но и об экономике, быте и обычаях местного населения. Исследование состояния рыболовства на Волге и Каспийском море экспедицией под руководством К.М. Бэра позволили собрать и синтезировать обширный материал, на основе которого были высказаны практические рекомендации и теоретические идеи.

В начале и середине XIX в. изучение рельефа, геологии и палеонтологии России проходили под руководством Департамента горных и соляных дел (Штаба корпуса горных инженеров с 1834 г.), Московского общества испытателей природы, основанного в 1805 г., и Всероссийского минералогического общества (1817). После организации 1882 г. Геологический комитет, главными задачами которого были систематическое исследования геологического строения, проведение крупномасштабной геологической съёмки и создание «Общей геологической карты России», началась организация специализированных геологических экспедиций, в которых принимали участие преподаватели и студенты Московского, Казанского, Новороссийского и др. университетов.

Во второй половине XIX в. наиболее значительными были геологические экспедиции под руководством Н.П. Барбота де Марни, А.П. Павлова, И.Ф. Синцова, П.А. Православлева, И.В. Мушкетова, А.Д. Архангельского и др., изучавшие рельеф, геологию и тектонику юго-востока Русской равнины.

В середине XIX в. изучение фауны и флоры степных ландшафтов Европейской России становятся всё более широкими и систематическими.

В 1863 г. А.П. Федченко студент Московского университета (будущий исследователь гор Средней Азии), принимал участие в экспедиции по изучению соляных озёр и промыслов юга и юго-востока России, организованной Министерством финансов, которую возглавлял его старший брат Г.П. Федченко. Во время поездки к озёрам Эльтон, Боткуль, Баскунчак проводил физико-географические наблюдения и собрал гербарий степных растений.

Степи Среднего Дона неоднократно посещал выдающийся русский географ и ботаник Д.И. Литвинов одним из первых высказавший предположение о реликтовом характере флоры меловых обнажений на юго-востоке Европейской России (1902), что позднее было подтверждено палеоботаническими данными. В 1883-1886 гг. Д.И. Литвинов посетил меловые ландшафты на правобережье Иловли (у сёл Каменный Брод, Захаровка, Александровка), на правобережье Среднего Дона (у станиц Клетской, Кременской и хутора Подгорский) и собрал ценнейший гербарий. При изучении Арчедино-Донского натеррасного песчаного массива в сырых межбугровых котловинах Д.И. Литвиновым впервые были обнаружены редчайшие (для территории рассматриваемого региона) реликтовые растительные сообщества сфагновых болот — так называемые «сфагнеты». В их состав входят реликтовые бореальные виды, сохранившиеся со времени ледникового периода, как мох сфагнум, кукушкин лён, гипновые и другие мхи, плаун булавовидный, ситник альпийский, насекомоядная росянка круглолистная, миниатюрные болотные орхидеи и осоки.

Большой вклад в изучение меловой флоры внёс В.И. Талиев. Собирая материал для своего главного труда «Растительность меловых обнажений Южной России», изданного в 1905 г., он посетил меловые и известняковые ландшафты Среднего Дона, Иловли, Хопра и в междуречье Волги и Иловли.

Значительную роль в объединении разрозненных материалов отечественных ботаников-флористов сыграл профессор Московского университета В.Я. Цингер. На основании почти 300 гербариев, присланных многими исследователями из 15 губерний (в т.ч. А.К. Беккером, Э.А. Эверсманном, Д.И. Литвиновым и др.) им в 1885 г. был опубликован «Сборник сведений по флоре Средней России». Во второй половине XIX в. исследователями публикуются первые флористические списки для отдельных территорий Среднего Доны. Они изучали растительный покров, ещё не преобразованный кардинально хозяйственной деятельностью.

Среди зоологических исследований середины XIX в. особое значение для развития науки имеет книга выдающегося зоолога, одного из первых русских экологов и географа А.Н. Северцова «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии», изданная в 1850 г. Он впервые изучил влияние внешней среды на жизнь животных, в т.ч. и степных видов. В 1857 г. А.Н. Северцов возглавил экспедицию для исследования Арало-Каспийской области, организованную Академией наук. По материалам этой экспедиции им были составлены карты Арало-Каспийской степи, дана подробная характеристика рельефа, климата, растительности. А.Н. Северцов первый определил древние границы между Каспийским и Аральским морями и отметил процесс усыхания Арала.

В 1869 - 1870 гг. казанский зоолог М.Н. Богданов и сопровождавший его пензенский ботаник О.О. Баум, исследовавшие в междуречье Волги и Иловли, в окрестности Сарепты и Царицина, собрали уникальные гербарии, коллекции насекомых и птиц. По результатам этого и других путешествий и исследований М.Н. Богданов в 1871 г. опубликовал фундаментальную монографию «Птицы и звери чернозёмной полосы Поволжья и долины Средней и Нижней Волги (биогеографические материалы)», в которой впервые рассматривается схема зоогеографического районирования Русской равнины.

Первые научные сведения о почвах юго-востока Русской равнины появляются с 70-х гг. XIX века. Русское географическое общество, Академия наук, Вольное экономическое общество, государственные и земские учреждения проявляли большой интерес к проблемам изучения и использования почв Европейской России. Особое внимание было привлечено к изучению степей, т.к. с середины XIX в. основным производителем зерновых культур становятся южные губернии России. Из-за сильнейшей засухи и неурожая 1873 и 1875 гг. вопросы плодородия почв приобрели исключительную остроту. В 1876 г. Вольным экономическим обществом было организована специальная Чернозёмная комиссия, в которую был приглашен молодой учёный В.В. Докучаев. За два летних сезона 1877 - 1878 гг. он объездил всю северную границу чернозёмной полосы, Заволжье, центральную чернозёмную Россию, Крым, северные склоны Кавказа. В В.В. Докучаев проехал по Грязе — Царицынской железной дороге, осмотрел песчаные массивы по берегам Дона и Цимлы, побывал в междуречье Волги и Дона, на Ергенях, охарактеризовал распространённые в этих местах чернозёмные и каштановые почвы, солонцы. В своих отчётах В.В. Докучаев, на примере почв Волго - Донского водораздела, Приволжской возвышенности и Прикаспия впервые рассмотрел влияние коренных пород на образование чернозёма. Департамент земледелия поручил В.В. Докучаеву завершить издание новой почвенной карты России (начатой ранее В.И. Чаславским) и составить к ней пояснительную записку. Взявшись за неё, В.В. Докучаев создал в 1879 г. крупное теоретическое сочинение «Картография русских почв», в котором дал наиболее точное для того времени определение: «Всякая почва есть продукт совокупной деятельности материнских горных пород, климата, растительности и рельефа местности... Почвоведение вообще и знакомство с географией почв в частности находятся в самой теснейшей генетической связи с историей нашей планеты» (Докучаев, 1950). В 1881 г. В.В. Докучаев опубликовал две аналитические работы «Ход и главнейшие результаты предпринятого Вольным экономическим обществом исследования русского чернозёма» и «О законности известного географического распределения наземно-растительных почв на территории Европейской России». В первой он провёл сравнительный анализ почв, исходя из характера рельефа местности и содержания гумуса, и показал влияние климата на процесс почвообразования. Во второй работе определены закономерности географического распределения почв на юго-востоке Русской равнины.

Результатом многолетних исследований явилась, изданная в 1883 г. и ставшая классической книга В.В. Докучаева «Русский чернозём». В ней детально рассмотрены область распространения, способ происхождения, химический состав чернозёма, принципы классификации и методы исследования почв. На основании орографических и геологических особенностей, характера почвообразования чернозёмная зона была разделена В.В. Докучаевым на 6 районов. В книге «Русский чернозём» он показал как изменяется характер почв и содержания в них гумуса с юго-востока на северо-запад на территории нашего региона: «Что касается почв рассматриваемой нами линии (Грязи – Борисоглебск - Царицын), то они... представляли удивительную постепенность в увеличении гумуса, интенсивности тёмной окраски и толщины, по мере движения от Царицына к Грязям.... После сожжённой царицынской почвы,... чернозём нерешительно появляется только около ст. Лог (110 вёрст от Царицина), но ст. Арчеда уже положительно вся в чернозёме... По мере движения отсюда через Филоново и Волконскую к Грязям чернозём делался всё более и более типичным... Более идеальной правильности и постепенности в изменении свойств почв и их географии невозможно и желать!» (Докучаев, 1949). Далее В.В. Докучаев делает вывод о том, что климатические условия имеют важнейшее значение для почвообразования, и почва подобно живому организму зависит от комплекса географических условий. Он рассматривал почву как результат взаимодействия всех географических компонентов, как «продукт» и одновременно «зеркало ландшафта». В своей работе В.В. Докучаев дал первую классификацию почв на генетической основе, обосновал необходимость создания заповедников как эталонов природных комплексов, подчёркивая, что объективное изучение степей возможно только на участках, изъятых их хозяйственного использования. Этой работой впервые в истории были заложены основы научного почвоведения.

Именно изучение смены почв на юго-востоке Русской равнины послужило для В.В. Докучаева отправным пунктом для более широких географических обобщений. В 1898 г. он приходит к мысли о необходимости разработки новой науки о соотношении и взаимодействиях между всеми компонентами живой и неживой природы и о законах их совместного развития (Докучаев, 1951). В 1898 - 1900 гг. вышла в свет серия статей, в которых В.В. Докучаев излагал свое учение о зонах природы, или естественно-исторических зонах. Впервые зональность рассматривалась как мировой закон, действие которого распространяется на все природные процессы, происходящие на земной поверхности, включая и «минеральное царство». Естественно-историческая зона в его трактовке — это природный комплекс высшего ранга, в границах которого все географические компоненты образуют взаимообусловленное единство. И хотя сам В.В. Докучаев, сформулировав первый географический закон о природной зональности, на дал название этой новой науке и не успел посвятить ей специальную книгу, крупнейший отечественный географ Л.С. Берг назвал его родоначальником учения о ландшафте и основоположником современной географии (Исаченко, 1991).

В середине XIX в. наступил новый этап в истории природного районирования, для которого был характерен переход от общих схем к отраслевому районированию по отдельным географическим компонентам. В 1851 г. Р.Э.Траутфеттер опубликовал первое ботанико-географическое районирование Европейской части России, которое в последствие совершенствовалось Н.А. Бекетовым (1874) и Ф.П. Кеппеном (1885). Схему зоогеографического районирования Русской равнины в 1871 г. опубликовал М.А. Богданов. В 1877 г. Н.А. Северцов разработал зоогеографическое разделение Палеарктического царства, уточнённое М.А. Мензбиром в 1882 г. В 1871 г. было опубликовано климатическое районирование Кавказа А.И. Воейкова, в 1886 г. – первое геоморфологическое районирование Европейской части России С.Н. Никитина. В 1871 г. известный российский географ П.П. Семёнов-Тян-Шанский разделил Европейскую Россию на так называемые 14 «естественных» областей, положив в основу деления как природные, так и экономические условия территорий и уточнив их границы уже не по губерниям, а по уездам. В частности, он выделил Чернозёмную степную и Степную нечернозёмную (включая Прикаспийскую низменность) области. В 1880 г. для нужд государственной статистики России П.П. Семёнов-Тян-Шанский предложил 12-частную классификацию, привязанную к губерниям. Эти районы представлялись как компактные своеобразные по своим природным и хозяйственным условиям территории, среди которых была выделена и Нижневолжская область. Таким образом, 70-80-е г.г. XIX в. стали периодом интенсивных аналитических работ по природному районированию. Несмотря на отраслевой характер, эти работы отличались строгим научным обоснованием и содержанием, как правило, выделенные регионы отображались на карте. В районирование вводится многоступенчатая система территориальных единиц. Эти аналитические исследования послужили основой для перехода к географическому синтезу на более высоком научном уровне, т.е. к комплексному районированию (физико- и экономико-географическому) (Исаченко, 1971).

Рис. 2. Маршруты экспедиции XIX в. по изучению степной зоны (Геоэкологические проблемы…, 2005, С. 23)