ОСОБЕННОСТИ ЭКОЛОГИИ BOSWELLIA SACRA В АРИДНЫХ ТРОПИКАХ ПРОВИНЦИИ ДОФАР ОМАНА Аль, Амери Мохсин

Введение к работе

Актуальность темы. Смола ладанного дерева (Boswellia Sacra) издавна использовалась как целебное средство в медицине. Она широко применяется также в парфюмерии и культовых обрядах народами Аравии, Индии, Китая, Эфиопии, стран Средиземноморья. В Султанате Оман (южная часть Аравийского полуострова) сбор ладана производят главным образом в провинции Дофар. Здесь, в условиях горных аридных тропиков, получают лучший в мире по качеству ладан.

Актуальным является вопрос изучения на стационарах почвенных и ландшафтных условий произрастания Boswellia Sacra, что поможет глубже понять своеобразие экологии данного древесного растения.

Остаются слабо освещенными, с одной стороны, генетические черты зональных типов почв, специфика их эволюции и деградации (опустынивания), а с другой—особенности функционирования Boswellia Sacra, проявляющиеся, например, в формировании и накоплении в стволе дерева значительных масс смолы с целебными и ароматическими свойствами.

Государствам, находящимся в аридных зонах земного шара — Аравии, Африки, Ближнего Востока и иных континентов, лучше вкладывать часть средств в систематизированное и комплексное изучение (а также мониторинт) ландшафтов, нежели необратимо терять ценные земельные угодья, а затем растрачивать огромные капиталовложения на рекультивацию и мелиорацию масштабно деградированных территорий, ставших бесплодными вследствие нерационального природопользования.

Целью настоящего исследования были комплексное изучение аридных ландшафтов, почв и растительности ряда стационаров провинции Дофар Омана, а также биохимическая оценка качества смолы Boswellia Sacra. В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи изысканий:

1. Изучить особенности гранулометрического, валового химического состава и свойств зональных типов почв в ландшафтах произрастания Boswellia Sacra.

2. Изучить особенности генезиса щЬункции кор в ландшафтах провинции,

3 Изучить зко'іоі иго Boswellia Sacra, ее сие гема гику и морфологические особенное г и

4. Исследовать компонетныи (биохимический) состав смолы Boswellia Sacra

5 Оценить некоторые акологические функции оріани-ческих веществ смолы Boswellia Sacra в аридных гропиках Дофара.

Научная новизна. Впервые на шести почвенно-экологичес-ких стационарах в провинфии Дофар изучены гандшафты почвы и экологические особенное ш произрастания Boswellia Sacra.

Показано, что карбонатные коры и коровые горизонты бурых аридных почв широко распространены в аридных тропиках Дофара Эти природные образования оттичаются своеобразным генезисом и выполняют уникальные экологические функции в геохимических ландшафтах^- 1) информационную, 2) средозащигную 3) геохимическую, 4) гидрологическую, 5) -экологическую, 6) экономическую (хозяйственную), 7) пе-догенную (И М Яшин, Л Л Шишов, Аль-Амери Mvk-син, 2001)

Показано, в чаешоеш, что для аридных тропических ландшафтов Дофара характерны щеточные условия выветривания и осадконакопления Это способствует вовлечению в геохимический цикл значительных масс щелочных и щелочно-зе-мельных оснований, а іакже кремнезема при очень слабом (и эпизодическом) участии такого мощного фактора почвообразования, как биогенный.

Впервые установлено, что в юрных аридных іропиках Дофара, где многие гысячедешя произрасіасі Boswellia Sacra, заметные массы водорасгворимых со чей аккуму шруются не только в почвах, но и приурочены к зонам современного корообразования, которые можно испотьзоваїь в палеопочво-ведении, как своеобразные маркеры эволюции почв и почвенного покрова

Отмечено, что в изучаемых ландшафіах преобладают экзогенные процессы, физическое выветривание минералов, активное участие масс солей (растворов элекгрошлов) в трансформации и миграции веществ, а также интенсивный эоловый перенос мелкозема, нередко затрудняющий нагивную диагностику почв Фчювиатьные процессы наблюдаются

эпизодически (во время редких ливней), в частности, по долинам горных вади.

Изучен биохимический состав и некоторые экологические функции ряда органических веществ смолы Boswellia Sacra. Такие вещества, как эфирные масла, смолы, дубильные соединения, алкалоиды, низкомолекулярные органические кислоты, и определяют в значительной мере экологические механизмы адаптации Boswellia Sacra к экстремальным условиям — их жаро-, засухо- и солеустойчивость, а также способность этого растения поглощать парообразную влагу при густых туманах и обильных росах.

Практическая значимость. В условиях конкурентной рыночной экономики производители смолы Boswellia Sacra в Омане будут иметь необходимые сведения как о специфике почв и ландшафтов, так и о биохимическом составе веществ смолы, т. е. сертификат качества. Подобный подход позволяет решить ряд эколого-экономических задач: 1) обосновать критерии диагностики качества образцов смолы, 2) более целенаправленно и успешно бороться с конкурентами из других стран, 3) рационально регулировать цены на мировом рынке, 4) более целенаправленно использовать смолу: продавать не только сырье, но и преимущественно конкретные ее компоненты (эфирные масла) и отдельные органические соединения (камфору, монотерпеноиды).

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Международной научной конференции в г. Ставрополе «Агроэкологическая оценка в деградации почв», 27-30 сентября 2001 г.; научной конференции МСХА (декабрь 2001); на кафедре экологии и безопасности жизнедеятельности МСХА (1999-2001 гг.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано пять научных работ.

Объем работ. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, объектов и методов исследований, экспериментальной части, выводов, библиографического списка. Диссертация изложена на 36 страницах машинописного текста, иллюстрирована рисунками, таблицами. Список литературы включает 87 наименований, из них 23 — на иностранных языках.

Благодарности. Автор выражает пубокую о іагодарность своим научным руководителям профессорам И. М. Яшину и А. И. Карпухину за методическую помощь, консультации и внимание при выполнении работы Автор признателен академику Р\СХН Л. Л. Шишову, доценту кафедры органической химии МСХА Л. Б. Дмитриеву, доценту кафедры ботаники А. Н. Смирнову за помощь в проведении и организации ряда экспериментов по разрабатываемой научной проблеме

В специальной литературе по климатологии, географии, ландшафговедению, геоботанике и почвоведению Аравия (и территория Султаната Оман) рассматривается вместе с другими (соседними) регионами африканской Сахарой, Иранским нагорьем И это не случайно чандшафты и почвы Аравийского полуострова изучены еще крайне слабо и в основном с помощью мелкомасштабных сьемок и зкстрагочяции этих сведений на близлежащие регионы В го же время в сіране за последние 15 20 лет выпо шены интересные изыскательские работы по карпгрованию почв, поиску новых подземных водных источников, оценке растите гьных ресурсов и г д (MAF/FAO «General soil map », 1990, Vlaki M , 1^91; Platel J P., Rouen J , 1992; Anthony M and M Morns, 1988)

Однако в вопросах экочогии Boswelha Sacra, биохимической оценки состава смолы ладана отмечается явный дефицит информации Имеющиеся публикации носят рекої носциро-вочный, а нередко и научно-популярный характер (Аль-Га-сани А , 1983)

В диссертации подробно охарактеризованы особенности климата, рельеф, почвообразующие и подстилающие породы, характер залегания и испо гьзования подземных природных вод іандшафгьі, почвы, расштельность, а также своеобразие горного террасного земледелия Отмечается, в частности, что на іерритории изысканий геоморфологи диагносіируют 4 типа рельефа первый — тектонический, представленный нагорья-

&

ми, островными горами и крупными междугорными впадинами; второй — эрозионный, идентифицируемый по останцам размытых структурных равнин и слаборазвитым каменистым руслам вади, которые генетически (потоками веществ) связывают местные базисы эрозии с нагорьями и останцами плато Дофар; третий — водно-аккумулятивный, отмечаемый в виде древнеаллювиальных равнин и озерных депрессий при переходе от горных ландшафтов северного макросклона плато Дофар к пустыне Руб эль-Хали; четвертый — эоловый, представленный эргами (В. П. Петров, 1973).

Растительность объекта изысканий крайне скудная по видовому составу и изреженная в пространстве. Преобладают склерофиты, редко суккуленты, эфемероиды, а на приморской низменности — галофиты. В оазисах растительный покров иной и очень богатый по видовому составу. Здесь при орошении на небольших участках возделываются овощи, цитрусовые, зерновые и иные культуры.

Важным элементом гидрографии Омана (что актуально для безопасной жизнедеятельности населения) являются подземные водные источники, сосредотачиваемые в горах. После кратковременных сильных ливней вода свободно просачивается через каменисто-щебнистые карбонатные породы и, очищаясь от примесей, скапливается в ямах и карстовых колодцах глубиной 100-125 м. Отсюда вода по специальным (цементированным или глиняным) желобам подается самотеком к оазисам. Несмотря на государственную поддержку, в Омане к 2000 г. ежегодный дефицит воды составлял 330 млн м³.

Большое разнообразие форм рельефа, пестрота залегания почвообразующих пород, неоднородность процессов экзогенного выветривания и почвообразования на фоне разных типов климата определяют зонально-провинциальную дифференциацию почвенного покрова Дофара, его полигенетичность, заметную эродированность и комплексность.

В качестве обьектов исследования были выбраны горные тропические пустынные ландшафты Дофара с бурыми аридными почвами и кордми карбонатными Здесь в основном и произрастает локально (очагами) Boswcllia Sacra, дающая наиболее ценный в мире по качеству тадан

Изучаемая провинция* четко дифференцирована в пространстве по климатическим и оротптогенным условиям, а следова-іельно, и по типам почв Так, низкогорные гандшафты (вбчизи Аравийского моря) находятся в зоне муссонных дождей Эту территорию географы относят к тропической засушливой саванне. «Теневые» склоны низко- и средне!орий (северной и восточной экспозиции) не получают летом осадков муссонов и огаосятся к тропической полупустынной и пустынной (аридной) области Изучаемый решон отнесен к жаркому поясу (Д И Шашко, 1977), который, простираясь на запад, занимает центр пустыни Сахара Сумма t > 10С за г од здесь составляет более 8000 Соо пго-шение масс г одовых атмосферных осадков и испаряемости весьма низкое: 0,12-0,28

Первый стационар находится на слабовочнистом водоразделе известнякового плато (800 м над уровнем моря), здесь выпадает < 100 мм осадков в год Второй расположен на отметке ~650 м над у м , в высохшем русле горной реки (вали), на склоне горной ірядьі северной экспозиции, обращенной к самой большой пустыне Аравии — Руб эль-Холи Осадков выпадает < 50 мм Третий находится на той ас іипсометри-ческой огметке, что и вюрой, но расположен в центре хорошо развитого русла вади, ориентированного в восточном направлении Четвертый заложен в преде іах низкогорного рельефа, в нижней трети склона ірядьі южной экспозиции (в вали) на высоте 150 м над v м Осадки < 105 мм Указанный склон обращен на юг — к Аравийскому морю Пятый был организован в 100 м от 4-ю стационара не в русле вади а на склоне юрной ситьнокаменистои гряды Шестой расположен на водоразделе горной гряды, на о гметке- 600 м над у м (у истока вади) Осадки < 100 мм ud і од

* Район изыскании труднодоступен и іруднопроаддим Картирование почв, растительности и ландшафтов осложняется чрезвычайно сильно расчлененным ретъефом, высокой каменисюстыо почв, отсутствием воды и высокими ie\mepaTvpaMH воздуха

Таким образом, указанные стационары образуют в пространстве дугообразную катену: ряд почв, развитых в одинаковых условиях климата, рельефа и на однородной породе — элювии известняков. При этом одни ландшафты ориентированы на север— в направлении пустыни Руб эль-Хали, а другие на юг — к морю. На стационарах изучали биологические особенности ладанного дерева (Аль-Амери М., Карпухин А. И., Смирнов А. Н., 2001), проводили фотосъемку, исследовали морфологию пород и почв, отбирали образцы растений, почв, соленых корок и горных пород.

В отобранных образцах почв были определены следующие параметры: 1) гранулометрический состав методом пипетки (седиментационный анализ); 2) содержание, состав и свойства легкорастворимых солей методом насыщенной водной вытяжки; 3) карбонаты (СаС0₃) на кальциметре; 4) общую засоленность — путем измерения электропроводности на приборе, а концентрацию отдельных катионов (Са²¹", Mg²⁺, Na²"¹", К ) и анионов (НСО~₃, С1~ и SO.²") — с помощью соответствующих методик (И. С. Кауричев, 1989). Степень засоленности рассчитывали по сумме токсичных солей и удельной электропроводности; 5) доступные формы фосфора в щелочной вытяжке (0,5 п. раствор NaHC0₃ с рН 8,5) — на спектрофотометре; 6) доступные формы Fe³⁺ и Си²⁺ — соответственно в вытяжках по Тамму (смесь щавелевой кислоты и щавелевокислого аммония) и Эгнеру-Риму-Доминго (A-L-мстод) в буферном растворе (СН₃СООН + CH₃COONH₄) на атомно-абсорбционном спектрофотометре; 7) общий азот — по Кьельдалю; 8) органический углерод (С_срг) с дихроматом калия — по Тюрину (внося поправки на присутствие солей в холостом опыте); 8) гипс — весовым методом.

Полученные данные были обработаны (для однородной выборки) с помощью метода вариационной статистики.

Хроматографическое разделение органических веществ эфирного масла, выделенного из смолы Boswellia Sacra, проводили с помощью капиллярной газовой хроматографии на кафедре органической химии МСХА. Газовый хроматограф: Varian Aerograph модель 1240 с колонкой (0 3 мм и 1 = = 2000 мм), содержащий НФ-силикон OV-101, который предварительно наносился на хромосорб GAW (100-200 меш.) в количестве 1,5%. Скорость прохождения газа гелия — 20 мл/мин. Ввод образца пробы (обычно 0,1 мкл) осуществлялся

непосредственно при набивке котонки Программа термос га-тирования завершалась в течение 60 мин Режим і ермонаї рева контролировался специальной программой ог + 18^СС до +290С

Элементарный анализ вещее їв смочы выпотнен на С, Н, N-анализаторе