Интерес Г. И. Танфильева к степям не ослабевал на протяжении всей его научной деятельности; первая и предпоследняя его научные работы (1, 110), а также его кандидатская и магистерская диссертации (8, 23) были посвящены изучению степей.
В кандидатской диссертации «К вопросу о флоре чернозема» (8) Г. И. Танфильев подчеркивает влияние состава почвы на распределение растений. Он приходит к выводу, что чернозем всюду залегает на богатых известью породах, причем северная граница его проходит там, где подпочва становится неизвестковой. «Чернозем влияет на распределение растений своей известью, почему флору его нужно считать флорою известковых почв». Перечисляя наиболее типичные для чернозема растения (в количестве 25), он отмечает, что наиболее характерные растения нашей черноземной полосы встречаются в Западной Европе почти исключительно на почвах известковых, что растения эти и у нас, помимо чернозема, растут еще только на почвах известковых.
Он считает, что химические свойства почв и подпочв являются главнейшим условием, определяющим появление на черноземе его своеобразной растительности.
К работе приложен алфавитный список растений с указанием того, как реагируют они на химические свойства почвы (1 278 видов).
В этой работе диссертантом был затронут вопрос о связи между почвенным и растительным покровами; этот вопрос впоследствии освещался во всех его важнейших ботанико-географических работах. Е. М. Лавренко отмечает, что «...для Г. И. Танфильева особенно характерна эдафичность многих его геоботанических концепций: при объяснении различных явлений распространения как отдельных растений, так и целых ценозов, он выдвигал, как определяющие, преимущественно почвенные факторы. Так, причины безлесия степей и тундр он объяснил почвенными условиями».
5 января 1890 г. на заседании секции ботаники VIII съезда русских естествоиспытателей и врачей (под председательством К. А. Тимирязева) Гавриил Иванович сделал сообщение «О флоре берегов Оки в Московской губернии». В этом сообщении ои отмечает факт повсеместного залегания чернозема на богатых известью породах (лёсс, мел, мергель). Нахождение черноземных растений на известняках р. Оки он объясняет составом той среды, в которой развиваются корни растений, т. е. богатством почвы или подпочвы известью.
В течение 1890 и 1891 гг. Г. И. Танфильев изучал почвы и растительность в Воронежской губернии и 30 ноября 1891 г. сделал на заседании Почвенной комиссии (Вольного экономического общества) сообщение о связи между растительностью и почвою по этим наблюдениям. Результаты исследований были опубликованы в 1892 г. (19). Г. И. Танфильевым была установлена строгая зависимость группировок растений в ботанические формации от почвенных типов, а также составлена геоботаническая схема, на которую были нанесены ботанические формации в связи с главнейшими почвенными типами и подтипами. Как особенно резкий пример влияния почвы на появление определенной ботанической формации Г. И. Танфильев привел песчаные дюны по р. Битюгу, занятые Хреновским бором, напоминающим боры севера, несмотря на то, что бор лежит среди черноземных степей.
В своих работах ои содействовал внедрению в науку и жизнь взглядов Докучаева и всячески популяризировал в России и за границей его учение.
В своем письме к В. В. Докучаеву из Копенгагена от 18 июня 1894 г. Г. И. Танфильев писал:
«...Познакомился здесь с несколькими лицами, бывавшими и живавшими в Гренландии, между прочим, и с проф. ботаники Вармингом, чрезвычайно интересующимся степями и черноземом и предложившим мне стереотипный вопрос: «разъяснено ли происхождение чернозема?». О Ваших работах ничего так-таки и не знал, а мои объяснения были для него открытием. О степях и черноземе он имел совсем неверное представление.
Мюллер интересуется черноземом, конечно, еще больше других, но о Ваших работах не имел представления. Сущность их я ему передал. Костычев, который изредка пишет у Wollny, здесь более известен».
Работая ботаником в степной экспедиции В. В. Докучаева, Гавриил Иванович должен был разъяснить главным образом следующие вопросы:
1. Причины безлесия наших степей и условия появления на них лесов.
2. Причины плохого роста многих искусственных лесных насаждений в степи.
3. Причины плохого возобновления сосны в степных борах.
4. Условия и ход восстановления целины после ее распашки.
5. Изменения в растительном покрове целины по временам года.
6. Характер растительности по меловым обнажениям, пескам, лугам и солонцам.
Результаты своих исследований Г. И. Танфильев опубликовал в трудах экспедиции в виде двух работ: «Пределы лесов на юге России» в 1894 г. (23) и «Ботанико-географические исследования в степной полосе» в 1898 г. (37).
По плану Докучаева, были выделены участки для опытных работ по посадке лесных полос.
1. Хреновский участок, в зоне лесостепья (в Бобровском уезде, Воронежской губернии, на водоразделе рек Битюг и Холер), в состав которого входил большой степной массив, называвшийся «Каменная степь» и два леса: Хреновский - хвойный и Шипов - лиственный. Шипов лес расположен в северной части подзоны разнотравно-типчаково-ковыльных степей.
2. Старобельский участок (в б. Харьковской губернии, ныне в Ворошиловградской области УССР), расположенный в центральной зоне степи на водоразделе речек Камышной и Деркула, в так называемой Старобельской степи.
3. Великоанадольский участок (на крайнем юге черноземного пояса, в зоне южной степи) занимает возвышенный участок близ самого водораздела Днепра и Кальмиуса, недалеко от берегов Азовского моря, при Великоанадольском лесничестве, где еще с 1843 г. проводилось искусственное разведение леса.
Г. И. Танфильев уделил главное внимание взаимоотношению леса и степи и выяснению причин безлесия степей. Причины безлесия степей, происхождение чернозема и некоторые другие, относящиеся сюда, вопросы с конца прошлого столетия стали объединяться одним названием - «степной вопрос», изучению которого были посвящены работы С. И. Коржинского, А. Н. Краснова, Г. И. Танфильева, Г. Н. Высоцкого, А. Я. Гордягина, В. И. Талиева и др.
Для изучения взаимоотношений леса и степи Г. И. Танфильев посетил летом 1893 г. Черный лес (в северной части б. Херсонской губернии вблизи ст. Знаменки), Шипов и Хреновский леса - в Воронежской губернии, небольшие лески в юго-восточной части Харьковской губернии и искусственно насажденный Велико-Анадольский лес.
В своей магистерской диссертации «Пределы лесов на юге России» (23) Г. И. Танфильев выступает сторонником химико-эдафической теории безлесия степей. Здесь он повторяет сделанные им в 1886 и 1889 гг. выводы, что чернозем залегает всюду на породах, богатых известью, и влияет на распределение растений своей известью, почему флору его нужно считать флорой известковых почв. Наряду с этим он развивает взгляд о том, что причина безлесия степей кроется в неблагоприятной для лесов почве степей, а именно, в богатстве их почвы или подпочвы вредными для леса легко растворимыми солями, особенно Na2SО4, MgSO4, Na2CO3, NaCl.
Впервые свои взгляды на причины безлесия степей Г. И. Танфильев сформулировал еще в 1891 г. в критическом реферате книги Неринга «О тундрах и степях настоящего и прошлого» (16). Уже тогда он утверждал, что «...степные леса занимают у нас водоразделы, склоны балок и высокие берега рек, т. е. места, наиболее благоприятные для дренажа и выщелачивания... С течением времени, независимо от того или иного климата (влияющего только на скорость известных процессов), состав и физические свойства почвы, как и всякого другого естественно-исторического тела, должны были неизбежно измениться, вместе с тем должна была исчезнуть степная флора, а вслед за нею и питающиеся степными растениями животные» (16).
В своей диссертации (1894) Г. И. Танфильев повторяет свое мнение о причинах безлесия степей. Малоудовлетворительные результаты искусственного лесоразведения он объясняет неудачным выбором мест с неподходящими условиями рельефа и почв. В таких местах деревья, начиная с известного возраста, когда корни достигают соленосного слоя, начинают обнаруживать признаки угнетенного роста (23). Основной причиной угнетенного роста многих искусственных лесных насаждений в степи он считает малую выщелоченность грунтов.
На основе наблюдений, проведенных на опушках Черного, Шилова и других лесов, Г. И. Танфильев доказывает, что лес обнаруживает склонность к расширению своих пределов за счет соседней степи. У лесных опушек вдоль южных окраин лесной зоны больше задерживается снега, таяние которого способствует постепенному выщелачиванию почвы, что и создает благоприятные условия для постепенного надвигания леса на степь. И, действительно, применяя метод вскипания, он установил значительную выщелоченность лесных почв, по сравнению с почвами степей; оказалось, что почвы под лесом вскипают от соляной кислоты на большей глубине, чем почвы степные.
Применение метода вскипания дает возможность определить, до какой глубины выщелочена углекислая известь. Тем самым определяется и максимальная глубина удаления легко растворимых, вредных для леса, солей. Вскипание на небольшой глубине черноземных почв от действия на них соляной кислоты объясняется залеганием черноземов на породах, богатых известью. Он доказал, что глубина вскипания в степях увеличивается по мере движения к западу и северу, в соответствии с увеличением количества выпадающих осадков; ему удалось также установить, что под степными лесами почва всегда вскипает на большей глубине, чем рядом на степи.
Г. И. Танфильев перечисляет «строго определенные древесные породы, которые являются пионерами леса в степи как по опушкам существующих лесов, так и по открытым местам» (23). По его мнению, облесение степи могут подготавливать заросли степных кустарников.
В этих зарослях появляются вначале отдельные деревца яблони и груши, затем берест пробковый (Ulmus suberosa) и, наконец, деревца дуба. Возникает рощица, окруженная кустарниковой каймой.
Аналогичные выводы приводит Г. И. Танфильев в 1922 г. в одной из своих работ, посвященных природе юга России. «Ближе к области появления лесов довольно широким распространением пользуются разные степные кустарники, особенно степная вишня (Prunus chamaecerasus), образующая по лесным опушкам часто сплошные заросли, а кроме нее, таволга, или спирея, терн, боярышник, шиповник (Rosa pimpinellifolia). Обильно растет также дикий миндаль или бобовник, дрок (Genista tinctoria), а на степи, подальше от лесов, среди ковылей и других степняков, дереза (Caragana frutescens), ракитник (Cytisus austriacus) и некоторые др.» (97).
Много внимания в своей работе Г. И. Танфильев уделяет лесоразведению в степи. Он считает, что лесоразведение в степи позволяет получать достаточно долговечные леса только там, где почва более выщелочена. «При несоблюдении этих условий разведенный лес хорошо развивается только до тех пор, пока корни не достигнут еще не тронутого выщелачиванием слоя. Соленосность почвы или подпочвы оказывается особенно гибельной для леса, конечно, в тех случаях, когда он страдает от длительного недостатка осадков» (23).
Он описывает результаты замечательного опыта лесоразведения на юге, произведенного в районе Велико-Анадольской дачи. Первые грядки питомника были засеяны в 1843-1844 гг. В результате долголетнего опыта выяснилось, что наиболее пригодными породами для целей лесоразведения являются: берест, ильм, вяз, ясень, дуб и остролистный клен. В виде примеси к главным породам успешно произрастают: лох, боярышник, желтая акация и татарский клен, а в низких, более влажных местах - тополь и верба. Долголетние наблюдения над Велико-Анадольекими лесонасаждениями дали возможность установить, что вполне хороший вид имеют только посадки не старше 30 лет. Насаждения же более старые мало напоминают тенистый лес, так как приходится удалять большое количество засыхающих деревьев. Почвы Велико-Анадольского леса мало выщелочены, грунтовые воды солоноваты, вследствие чего, по Танфильеву, лес, достигнув известного возраста, начинает обнаруживать признаки угнетенного роста. Засушливые годы, увеличивая концентрацию почвенных растворов, усугубляют угнетенный рост леса. «Причина невзгоды, постигшей Велико-Анадольский лес,- заключает Г. И. Танфильев,- та же, что и причина безлесия степей»; при этом он добавляет: «Наша черноземная степь постепенно заселяется лесом. Современное распределение леса и степи на юге не есть... что-либо незыблемое, постоянное, от века существующее. Почва, как и всякое другое естественно-историческое тело, как горная порода, как растительный или животный организм, подвержена всевозможным внешним влияниям. Было, конечно, время, когда подстилающие современный чернозем породы еще не были покрыты почвой в строгом смысле слова. Затем эти породы оделись рядом растений, заселились животными и дали степной чернозем. Чернозем, постоянно выветриваясь, выщелачиваясь, теперь, конечно, не тот, каким он был сотни лет тому назад, каким оя будет по прошествии веков, а, в зависимости от изменения чернозема, должна изменяться и одевающая его растительность. В одном месте черноземная почва уже занята древесными породами, еще не успевшими образовать леса, в другом мы можем видеть, как лес, шаг за шагом, раздвигает свои пределы за счет соседней степи, занимая здесь места с наиболее измененною почвой... Подобно тому как степные почвы, изменяясь под влиянием выщелачивания, перестают питать степную растительность, так и пески, изменяясь путем обогащения питательными веществами, начинают давать приют не только представителям широколиственного леса, но и выходцам со степи, попадающим, местами, в совершенно необычную обстановку» (23).
Таковы главные положения магистерской диссертации Г. И. Танфильева. Эти положения он отстаивал и последовательно развивал на протяжении 37 лет (с 1891 по 1928 г.).
В 1923 г., приводя мнения различных авторов на причины безлесия степей в книге «Очерк географии и истории главнейших культурных растений» (99), Г. И. Танфильев пишет:
«На самом деле, леса существуют буквально бок о бок со степными участками, при совершенно, конечно, тождественных климатических условиях, так что не может быть и речи о недостатке осадков для леса, об иссушающем влиянии летних или зимних ветров и т. д. Еще в 1894 г. мною была развита мысль, что причина существования степей кроется в неблагоприятной для лесов почве степей, именно, в богатстве почвы или подпочвы вредными для леса легко растворимыми солями, особенно Na2SO4, MgSO4, Na2CO3, NaCl. Присутствие этих солей в подпочве обусловливает появление соляных выцветов на стенках ям и столь характерную для степей солонцева-тость колодезных вод. Леса появляются в степи только там, где, как мы уже видели выше, имеются условия для выноса этих солей, именно на более возвышенных местах и по высоким, изрезанным оврагами берегам рек. Лесоразведение в степи позволяет получать достаточно долговечные леса тоже только там, где почва более выщелочена, где она лучше промачивается...»
Интересные мысли высказывает Г. И. Танфильез в 1924 г. в брошюре «Главнейшие физико-географические районы Одесской губернии» (103).
«Всюду на земном шаре, где развит лёсс, он безлесен, пока верхние его слои не будут хорошо промыты атмосферной водой...
Безлесие степи является в значительной степени не следствием, а причиной сухости климата степи, особенно северной ее части, причем, в свою очередь, степной характер южной половины России предопределен отложением здесь лёсса»...
«Что причина безлесия наших степей кроется не столько в климате, сколько в почве, лучше всего показывают сосновые боры, идущие в степной полосе очень далеко на юг, прекрасно себя чувствуя даже там, где они окружены сплошною степью, лишенною даже намека на лес... Появление на песках боров так далеко в глубь степи, при весьма засушливом климате, с очевидностью говорит, что наши степи были бы облесены до Черного и Азовского морей, если бы здесь выходили на поверхность пески, а не лёсс с одевающим его черноземом».
В 1927 г. Г. И. Танфильев развивает высказанную им раньше мысль о том, что главным фактором, обусловливающим образование черноземной почвы, является не климат, а известковистая материнская порода: «Итак, главной, наиболее характерной особенностью природы нашего юга являются развитые здесь известковистые суглинки, дар, главным образом, ледниковой морены. Чернозем, неотъемлемую и наиболее характерную составную часть которого образуют соединения органического вещества с кальцием, является всецело детищем этих суглинков (или других известковистых пород), их степного покрова и климата нашего юга. Этот климат, воздействуя на известковистый суглинок удалением кальция на большую или меньшую глубину и покровительствуя той или иной растительности, ведет к образованию тех или иных черноземных типов и заставляет их располагаться по зонам. Но не будь известковистой материнской породи, климат был бы бессилен создать черноземную почву, как он не создал ее, например, на слабо известковых песках» (109).
И, наконец, в 1928 г. в статье «К происхождению степей» (110) Г. И. Танфильев снова приходит к выводам о том, что лёссовый материал вынесен из морены талыми ледниковыми водами, что северная граница лёсса - граница не климатическая, а чисто геологическая; что богатство лёсса легкорастворимыми, вредными для наших обычных древесных пород солями, создает всюду на земном шаре безлесие сложенных лёссом пространств, является, другими словами, причиной их степного характера. «Вместе с тем, богатство того же лёсса известью, связывающею продукты разложения растительных остатков и образующею с ними прочное соединение - гумус или перегной, ведет к образованию чернозема, характернейшей почвы степей». В этой же статье он, развивая мысль, высказанную им в 1924 г. (103), пишет:
«Если бы у нас на юге отложились не лёсс и разные лёссовидные суглинки, а пески, то у нас до Черного и Азовского моря тянулись бы леса с господством, вероятно, хвойных.
Не будь у нас на юге соланоеного лёсса, не было бы у нас и степей».
Таким образом, по мнению Г. И. Танфильева, не климат, а соленосный лёсс, отложившийся из морены ледниковыми талыми водами, способствовал образованию безлесных степных пространств.
Однако, несмотря на всю категоричность утверждений Г. И. Танфильева, их строгую логичность и несомненное значение выдвигаемых им факторов, «степная загадка» оказалась все же не столь простой, как показали дальнейшие исследования.
Е. М. Лавренко отмечает, что, «как доказано рядом исследователей, почво-грунты европейской лесостепи (кроме некоторых районов) не содержат вредных для произрастания леса легкорастворимых солей». Анализируя высказываемые различными авторами взгляды на причины безлесия степей, он приходит к выводу, что при объяснении этого явления «нельзя ограничиваться одним каким-либо фактором, даже таким универсальным, как климат, а необходимо принимать во внимание целую совокупность факторов, благоприятствующих лесной экспансии в той или иной части степной области или тормозящих ее, и притом в их взаимной связи».
Однако тот же Е. М. Лавренко указывает, что и в теории Г. И. Танфильева содержится много ценного.
«Основной причиной безлесия южных степей (разно-травно-типчаково-ковыльных и типчаково-ковыльных), по мнению большинства исследователей, является климат (недостаток осадков при усиленном испарении). Однако даже для южных степей необходимо принять во внимание характер подпочвы. Совершенно прав Г. И. Танфильев, утверждая, что если бы подпочвой на юге европейской части Союза служили не лёссы или лёссовидные суглинки, а пески, то леса проникли бы на юг значительно южнее, если не сплошь, то значительными массивами. И действительно, по песчаным террасам рек сосновые и дубово-сосновые леса проникают далеко на юг».
Л. С. Берг считает, что в последнем отрезке послеледниковой эпохи происходит климатическое колебание большого периода, а именно постепенное изменение климата в сторону увеличения его влажности, что влечет за собою, с одной стороны, смену «растительных ассоциаций, а с другой - выщелачивание грунтов» (121).
Теперь установлено, что Г. И. Танфильев неверно объяснил причины раннего усыхания деревьев в Велико-Анадольском лесничестве, но причина его ошибки лежала в неправильности произведенного там эксперимента лесонасаждения.
Дело заключалось в том, что в Великом Анадоле, как и в других искусственных лесонасаждениях, во второй половине XIX в. практиковался далеко не совершенный тип смешанных посадок, в состав которых входили поровну породы главные (дуб, а после него ясень и клен остролистный), а также подгоночные (ильмовые). Как неопровержимо было доказано впоследствии, причина массового усыхания деревьев во всех этих лесонасаждениях заключалась не в характере почвы, не в особенностях степного климата, а исключительно в неумелом подборе пород. Практика показала, что правильно подобранный состав пород, посаженных по древесно-кустарниковым типам, обеспечивал нормальное развитие вполне жизнеспособного леса.
Древесно-кустарниковый тип посадок, разработанный и осуществленный Г. Н. Высоцким, является наиболее эффективным для степного лесоразведения. Этот тип посадки разработан в значительной мере на основании наблюдений Г. И. Танфильева над самооблесением степи.
Лесные полосы, посаженные в Великом Анадоле Г. Н. Высоцким в 1893-1895 гг. по типу древесно-кустар-никовых посадок, развиваются вполне нормально и по сей день. Нормально развиваются также лесные полосы, насаженные по типу древесно-кустарниковых посадок на знаменитом Деркульском участке в Ворошиловградской области. Эти полосы, состоящие из дуба, береста, белой акации и других пород, были заложены здесь 50 лет назад. В. Н. Сукачев, посетивший этот участок в сентябре 1949 г., отмечает отличное состояние 50-летних и более молодых посадок. Институт леса АН СССР организовал здесь научно-исследовательскую станцию.
В соответствии с постановлением Совета Министров СССР и ЦК ВКП(б) от 20 октября 1948 г. в настоящее время в СССР осуществляется, разработанный по инициативе и указаниям товарища Сталина, великий план развернутого генерального наступления на засуху в стенных и лесостепных районах европейской части СССР. В этом плане видное место отводится агролесомелиорации, созданию системы полезащитных лесонасаждений для преодоления губительного влияния суховеев на урожай сельскохозяйственных культур, для ликвидации процессов смыва, размыва и выдувания почв и улучшения водного режима и климатических условий страны.
Г. И. Танфильев сделал попытку указать, какие участки в степной зоне наиболее благоприятны для лесоразведения:
1. Места, бывшие прежде под лесом.
2. Северная часть черноземной полосы.
3. Места, примыкающие к естественным лесам, если только почва здесь не солонцевата.
4. Водоразделы.
5. Заросли степных кустарников (23).
В письме, посланном Г. И. Танфильевым из Черкасс, В. В. Докучаеву 23 августа 1893 г., он указывает еще на следующее обстоятельство, которое, по его мнению, может помочь разведению лесов в степях, а именно: «Что касается естественно произрастающих на степи древесных и кустарниковых пород, то они могли бы служить одним из исходных пунктов для насаждения лесов...».
Лучшими древесными породами и кустарниками для степного лесонасаждения Г. И. Танфильев считает породы, произрастающие в степи на более засоленных местах и по опушкам степных лесов. Эти породы, как доказывает он, лучше других уживаются в степных насаждениях.
Наиболее выносливыми для степи породами, по мнению Г. И. Танфильева, нужно считать:
1. Дуб (Quercus pedunculate),
2. Берест (Ulmus campestris, особенно U. glabra),
3. Яблоню (Pyrus malus),
4. Грушу (Pyrus communis),
5. Клен татарский (Acer tataricum),
6. Боярышник (Crataegus oxyacantha),
7. Терн (Prunus spinosa),
8. Жестер (Rhamnus cathartica),
9. Крушину (Rhamnus Frangula),
10. Бересклет (Euonymus europaea),
15. Ракитник (Cytisus biflorus).
Особенно ценным является указание Г. И. Танфильева на то, что «семена для посева надо, конечно, брать от экземпляров, выросших в степи и к ней уже приспособившихся» (23).
На основании наблюдений, проведенных в Хреновском бору, Г. И. Танфильев устанавливает губительное влияние грунтовых вод на произрастающую там сосну. О результатах своих наблюдений он писал 15 июня 1893 г. В. В. Докучаеву:
«В только что обследованном мною Хреновском бору сосна доживает свой век, собираясь уступить место лесу лиственному.
Гибель сосны здесь никоим образом не могу я приписать чрезмерной сухости почвы. Причина гибели ее заключается во многих случаях,- «о далеко не во всех,- скорее даже в избытке влаги, хотя это и кажется на первый взгляд парадоксальным. Дело в том, что выкопанные мною корни погибшей и погибающей сосны оказываются в известных случаях погруженными в грунтовую воду. Грунтовые воды стояли, конечно, не всегда так высоко, как в этом году, необыкновенно богатом влагою, но дело в том, что все корни сосны оказываются на известном уровне, совпадающем с уровнем грунтовой воды, точно подрезанными, они тут внезапно сходят на нет, причем все окончания вертикальных корней лежат в одной плоскости: очевидно, корням мешало что-то углубляться далее.
Это «кто-то» заключается или в воде, или в каких-то условиях, находящихся в связи с водою. Чтобы получить более полное представление об условиях существования сосны на юге, я думаю посетить сосновые леса близ Черкасс, в казенной даче Киевской губернии, и заняться корневой системой петербургской сосны.
В литературе вопрос о корневой системе почти совсем еще не тронут, но в нем вся суть, почему мне еще не мало придется повыковырять пней, прежде чем решусь указать на причины гибели здесь сосны, хотя об этих причинах у меня, конечно, и составилось уже известное представление...».
Не меньший интерес представляют наблюдения Г. И. Танфильева над особенностями развития корней дуба, произрастающего на песках. По его наблюдениям, дуб на песках отличается от дуба на лесных землях сильным развитием корней в самом верхнем почвенном слое и присутствием длинного стержневого корня, т. е. требовательный дуб вырабатывает на песках особую корневую систему, дающую ему возможность успешно произрастать рядом с аборигеном песков - сосною.
Этим выводом Г. И. Танфильев показывает, как растительность с течением времени претерпевает изменения под влиянием среды. При этом он отмечает, что меняется и среда; часто пески, обогащаясь питательными веществами, претерпевают существенные изменения, вследствие чего на них могут произрастать не только представители широколиственного леса, но и выходцы со степи.
Пытаясь всесторонне разрешить «стецной вопрос», Г. И. Танфильев 2 мая 1893 г. из Черного леса (вблизи Знаменки) послал В. В. Докучаеву особую записку об организации опытов над испарением листьев. В этом же письме он просит согласия у В. В. Докучаева на постановку опытов над выращиванием различных древесных пород в почвах, поливаемых разной солености растворами:
«Быть может, Василий Васильевич, Вы не отказались бы дать свое согласие на опыты над выращиванием различных древесных пород в почвах, поливаемых различной крепости растворами, циркулирующих по степным грунтам солей и прямо колодезными степными водами. Эти опыты, полагаю, дали бы весьма интересные результаты. К этим опытам можно было бы приступить теперь же, для чего взять из питомников несколько деревец и пересадить их в горшки, которые и поливать различными водами. В Анадоле переговорю об этом с Г. Н. Высоцким подробнее...».
Кстати, необходимо отметить, что на должности младшего таксатора - заведующего Великоанадольским участком экспедиции - состоял геоботаник и географ Георгий Николаевич Высоцкий, написавший ряд замечательных работ о природе степей и о лесных искусственных посадках в их пределах. Общность интересов сблизила Г. И. Танфильева с Г. Н. Высоцким; между ними возникла прочная дружба, которая росла с каждым годом. Много было друзей у Гавриила Ивановича, но лучшим его другом до конца жизни был Г. Н. Высоцкий.
Чрезвычайно ценными являются упоминания Г. И. Танфильева о приспособлениях степных растений к степному климату. Так, например, одним из важнейших приспособлений, затрудняющих испарение и способствующих задержанию атмосферной влаги, по Танфильеву, является характер роста степных злаков. «Злаки эти, особенно Festuca ovina, принадлежит к числу кустистых, растущих плотными дерновинами, а в густом пучке щетинистых листьев таких дерновин отдельные листья друг друга защищают от излишнего испарения, тем более, что воздух между отдельными листьями и стеблями дерновины образует мало подвижный столб и должен с трудом заменяться новым. Это станет вполне понятным, если примем во внимание, как, действительно, густо сидят листья в дерновине степного злака. Рост столь густыми дерновинами как нельзя лучше, конечно, способствует и задержанию атмосферных осадков и проведению их к подземным частям» (23).
23 августа 1893 г. Г. И. Танфильев писал В. В. Докучаеву из Черкасс: «На травянистой целине хорошо было бы произвести опыты для выяснения законности в восстановлении первоначального характера степи после изменения ее физического и химического состояния. О плане этих опытов я уже переговорил с П. Ф. Бараковым, который и взял на себя труд детальнее развить этот план.
Раз предполагаемые опыты будут поставлены, вырешится и весьма запутанный в настоящее время, но чрезвычайно интересный, вопрос о причинах появления на залежах той или иной растительности»...
В. В. Докучаев не ошибся в своем выборе ботаника экспедиции. Мы видим, что Г. И. Танфильев проявил себя инициативным естествоиспытателем, организовавшим в наших степях опыты над испарением листьев деревьев, - опыты над выращиванием различных древесных пород в почвах, поливаемых водами различной солености, опыты на залежах по восстановлению первоначального характера степи, наблюдения над развитием корневой системы как древесных, так и травянистых растений. Осуществление этих мероприятий в значительной мере обогатило наши знания о природе степей.
Большой заслугой Г. И. Танфильева является составление карты, приложенной к его магистерской диссертации («Карта распределения лесов на юге Европейской России»). Эта карта была составлена им по предложению В. В. Докучаева. На нее были нанесены различные типы лесов на юге России, а также искусственные лесные насаждения.
Эта превосходная карта послужила основой для дальнейшего составления более подробных геоботанических карт этой территории, и значение ее трудно переоценить.
Об отношении Г. И. Танфильева к работе, связанной с изданием этой карты, свидетельствует выдержка из его письма к В. В. Докучаеву (от 23 мая 1894 г.):
«Карта лесов, наконец, подписана к печати. В литографии я ежедневно проводил не мало времени, следя за ходом работы, которой-таки очень и очень немало.
В самой карте погрешности будут, но они не могут быть особенно существенными. Во всяком случае, осуществленная идея Ваша наглядно покажет, что такое лесостепь, предстепье, предлесье и т. д. Для будущего популярного издания оставлены черные оттиски, по которым очень легко и по весьма недорогой цене можно будет составить уменьшенную копию с карты.
Одна загвоздка - в деньгах. Н. П. Адамов говорит, что на карту имеется всего 120 рублей, стоить же она будет 260 рублей. Где взять недостающие 140 рублей?».
Не все исследователи соглашались с выводами Г. И. Танфильева по «степному вопросу», но, однако, все высоко оценивали его труды. Так, Л. С. Берг пишет:
«Как бы то ни было, работа Г. И. Танфильева сохраняет полное значение и до сих пор, а наличие прекрасной карты лесов делает ее незаменимым пособием для всякого изучающего степной вопрос» (121).
А. А. Борзов писал: «Конечно, дальнейшее изучение затронутых Г. И. Танфильевым вопросов во многом углубило самую их постановку и внесло известное дополнение к построениям их творца, но и теперь, как и в конце 90-х годов, без самого внимательного изучения трудов проф. Танфильева невозможна ни одна серьезная работа о наших степях, как и четверть века назад» (122).
Подводя итоги выводам Г. И. Танфильева в вопросе о причинах безлесия степей и соглашаясь, что он был несколько односторонен в объяснении его причин, мы теперь, после полувека работ в этом направлении, все же не можем умалить его ведущей роли в решении этого вопроса. Как и всякий новатор, Г. И. Танфильев увлекался и несколько преувеличивал значение открытых им факторов, умаляя роль «климата». Здесь он, всегда мысля комплексно, в своей работе выступал против сторонников чисто «климатической теории», упуская из виду, что сами почвы являются функцией климата и пределы между лесом и степью ставит не только «климат» (температура и влажность), а весь комплекс естественно-исторических условий.
В 1894 г. В. В. Докучаев опубликовал «Программу исследований на участках девственной степи Деркульского конного завода, Старобельского уезда», в составлении которой принимали участие Г. И. Танфильев, А. А. Измаильский и А. Н. Краснов. «Эта программа намечает исследования ритмов развития основных степных фитоценозов (ковыльной степи, дерезняков, залежей и пр.), биологии степных растений, а также проведение разнообразных экспериментальных работ. К числу последних относится «посев диких трав русских и североамериканских (прерий) степей», «для ближайшего ознакомления с условиями их (растений) совместного сожительства и борьбы» с целью «путем постепенного подбора выработать такую комбинацию степных диких трав, которая давала бы наибольшее количество и наилучших качеств степное сено». Намечены были также разнообразные опыты с посадками в степи различных древесных пород и т. д. Программа эта звучит весьма современно. Нельзя не высказать большого сожаления, что эта программа не была целиком осуществлена».
Летом 1895 г. Г. И. Танфильев посетил острова темных почв у Седнева и Стародуба в Черниговской губернии, у Трубчевска в Орловской губернии и в окрестностях Юрьева и Суздаля во Владимирской губернии.
На основании произведенных исследований он пришел к выводу, что владимирские темные почвы, обыкновенно называемые черноземом, лесного происхождения; эти почвы теперь беднее гумусом, чем были прежде. Они образовались путем деградации распространенных здесь прежде черноземов. Под влиянием внешних агентов владимирские темные почвы продолжают светлеть, терять свой гумус, все более и более удаляясь от своего родоначальника - чернозема. Г. И. Танфильев утверждает, что темные почвы в Юрьевском и Суздальском уездах были еще сравнительно недавно покрыты широколиственными лесами, поселившимися, вероятно, на черноземных почвах.
Таким образом, Г. И. Танфильев рассматривает темноцветные, черноземовидные почвы Владимирской губернии как реликты когда-то бывших здесь степей. Этому вопросу он посвятил статьи: «О владимирском черноземе» (29), «Еще о владимирском черноземе» (43) и «К вопросу о доисторических степях во Владимирской губернии» (59).
Выводы Г. И. Танфильева подтверждает в 1926 г. Н. Иванова, указывающая, что некогда к северу от «доисторических степей» располагалось «доисторическое лесостенье», к которому и принадлежали почвы владимирского Ополья.
Не соглашаясь с мнением Г. И. Танфильева о существовании доисторических степей во Владимирской губернии, А. А. Борзов писал: «30 лет тому назад послеледниковая история Русской равнины трактовалась еще слишком суммарно, и для того уровня ее изучения толкование Танфильева было наиболее вероятным, и не случайно именно оно надолго осталось более признаваемым, да и, до известной степени, не утеряло своего значения и доныне» (122).
Многочисленные наблюдения и исследования, проводимые Г. И. Танфильевым над почвами и растительностью южных окраин лесной зоны, дали ему материал для обоснования учения о доисторических степях Европейской России.
28 сентября 1896 г. Г. И. Танфильев сделал на заседании Почвенной комисии сообщение «К вопросу о доисторических степях». В том же году была опубликована в журнале «Землеведение» его статья «Доисторические степи Европейской России» (28).
В этой статье Г. И. Таяфильев доказывает, что в доисторические времена на месте бесчерноземных лёссовых пространств, начиная от Волыни на западе и вплоть до Казанской губернии на востоке, тянулись так называемые доисторические степи, прежде, по всей вероятности, одетые черноземом. К доисторическим степям, по его мнению, должна быть отнесена полоса темноцветных почв, находящихся между северной границей чернозема и границей, отделяющей хвойные леса на песке от широколиственных лесов на лёссовидных породах. Полоса доисторических степей примыкала с севера к современным степям.
Было время,- утверждает Г. И. Танфильев,- когда область степей в Европейской России была обширнее современной, когда и сами степи были еще более безлесны, чем теперь.
Полоса доисторических степей в настоящее время занята главным образом широколиственными лесами, где подпочвой является типичный лёсс. Было время, когда в этой полосе на поверхность выходили слои невыщело-ченного, неизмененного лёсса; на таком лёссе, по Танфильеву, никогда и нигде лесов не наблюдается, что объясняется, главным образом, соленосностью лёсса. «Появление лёсса на поверхности равносильно появлению степей».
Под лиственным лесом, занимающим полосу доисторических степей, встречаются бедные гумусом, темные черноземовидные «деградированные» почвы, на основании чего Г. И. Танфильев приходит к выводу, что здесь на степь некогда надвинулся лес.
Надвигание леса на степь подтверждается здесь, помимо почвенных данных, следующими наблюдениями: дубовые леса полосы доисторических степей занимают всегда места, изрезанные оврагами, которые могли образоваться только в местности безлесной; в этих лесах иногда встречаются курганы, которые были, очевидно, насыпаны в степи и лишь позже оделись лесом; подпочва в дубовых лесах и в соседних степях почти везде совершенно одинаковая, почему одинаковыми должны были быть прежде и почвы. Это подтверждается наличием на разрезах почвы кротовин, следов ходов степных животных, в лесах не живущих; остатками доисторических степей можно рассматривать степные растения, находимые по берегам Оки в пределах бывшей Московской губернии.
Верхние горизонты лёсса, выходящие на дневную поверхность в доисторических степях, в большинстве случаев были уже сильно выщелочены. Постепенное самооблесение северных пределов степи является, по мнению Г. И. Танфильева, не результатом изменений климата, а неизбежным следствием изменения грунтовых условий. Не отрицая значения климата для распределения органического мира на территории России, он утверждает, что современное распределение растительности не есть что-либо постоянное, а неизбежно меняется под влиянием изменения грунтовых условий. Таким образом, надвигание леса с севера является результатом не климатических, а почвенно-геологических причин (1).
Доисторическое простирание степей иллюстрировано картою, составленной Г. И. Танфильевым и приложенною к его работе («Карта северных пределов степей Европейской России», в масштабе 100 верст в дюйме).
Учение Г. И. Танфильева о доисторических степях было, несомненно, плодотворным учением, так как оно
------------------------------
1. С выводами Г. И. Танфильева о причинах надвигания леса не соглашается Л. С. Берг, который, однако, пишет: «Словом, Танфильев отрицает влияние климата на смену наших ландшафтов. С его выводами можно не соглашаться (как не согласен с ним пишущий эти строки), но нельзя отрицать их серьезности» (121).
-------------------------------
знаменовало собой новый подход к исследованию географических зон Русской равнины, как непрерывно изменяющихся. К тому же учение это удачно освещало одну из недавних страниц палеогеографии четвертичного периода Русской равнины.
Дополнением к магистерской диссертации Г. И. Танфильева была его работа «Ботанико-географические исследования в степной полосе», опубликованная в трудах экспедиции в 1898 г. (37). В этой работе он описывает наиболее существенные особенности растительности степей. Он снова утверждает, что чернозем всюду залегает на породах, богатых карбонатами, причем в южной и юго-восточной части степной полосы почвы, в общем, выщелочены менее, чем в северной и северо-западной ее части, называемой А. Н. Бекетовым предстепьем, а В. В. Докучаевым - лесостепью. Г. И. Танфильев изучает влияние рельефа на уровень вскипания и доказывает, что уровень вскипания приближается к поверхности почвы на водоразделах и глубже опускается на более пониженных участках, расположенных ближе к ярам (наблюдения производились на Деркульской целине б. Старобельокого уезда). В этой же работе он дает описания изменений растительности целины по временам года, степных кустарников и растительности меловых склонов, а также растительности залежей или перелогов, последовательные стадии превращения залежей в ковыльную степь или во вторичную целину (при этом он всесторонне оценивает влияние различных факторов на развитие растительности залежей).
Е. М. Лавренко подчеркивает, что для европейской части СССР первая сводка сведений о растительности залежей была сделана Г. И. Танфильевым, которому удалось в значительной мере разъяснить влияние ряда условий на процесс превращения залежи в «целинные» земли, в частности на последовательность стадий развития их растительного покрова, выпадение и длительность существования отдельных стадий и т. д.
Описывая леса в верховьях Миуса, F. И. Танфильев доказывает, что главнейшими причинами развития здесь широколиственного леса являются обилие влаги и отсутствие вредных солей в рыхлой, легко проницаемой для воды, почве. В этой же работе он приводит схему распределения растений в средней части степной полосы в зависимости от геологического строения, рельефа и почвы. В этой схеме Г. И. Танфильев приводит данные об асимметрии речных долин нашего юга.
Поперечный разрез от Днепра яа восток дал возможность обнаружить закономерность в положении отдельных элементов рельефа. Общая картина такова: степное плато круто обрывается к правому берегу реки; крутой склон правого берега возвышается над уровнем реки нередко на несколько десятков метров. По обе стороны от русла реки тянется пойма, более широкая на левом берегу; ширина поймы около 1 - 3 км. В пойме встречаются старицы и озера. За полосой поймы на левом берегу лежит полоса песков, обычно всхолмленных в дюны и часто поросших сосною. За дюнами начинается пологий подъем шириною от 10 до 20 км и более.
Пологий склон переходит в горизонтальное степное плато (шириною до 5-6 км), с которого спускаются короткие и крутые овраги в одну сторону, и длинные и пологие - в другую. Г. И. Танфильевым описаны наиболее характерные особенности растительности каждого из вышеперечисленных элементов рельефа.
Высокую оценку этой схемы Г. И. Танфильева, впоследствии дополненной Г. Ф. Морозовым, дает Б. А. Келлер. Он пишет: «...Степные реки служат проводниками лесной растительности далеко на юг, в зону травяных степей и даже отчасти полупустынь. В этом отношении богатую содержанием картину дает известная схема Танфильева - Морозова. Упомянутая схема представляет распределение растительности на профиле через долину степной реки, типичную для европейской части Союза.
На правых возвышенных берегах речной долины тянется полоса широколиственных нагорных дубрав на глинистых почвах, в заливной долине - пойменные дубравы и на болотистых местах - ольшаники, на левой надлуговой террасе - сосновые боры. В этом расположении растительности отражаются не только современные условия речных долин, но и их древнее геологическое прошлое. Тогда на месте нынешних рек были потоки от тающих ледников. Эти потоки отложили песчаные наносы на левых надлуговых террасах, а упомянутые пески послужили в свою очередь продвижению на юг хвойной сосновой тайги».
В своей работе «Ботанико-географические исследования в степной полосе» Г. И. Танфильев приводит данные о длине стебля и корней у некоторых степных растений. Кроме того, в книгу включены описания растительности бывшей Воронежской губернии и результаты геоботанических исследований в Старобельском уезде.
В самом начале XX столетия Г. И. Танфильев посвятил степному вопросу еще несколько статей: «Что такое степь» (46), «Еще о методе вскипания» (49), «К вопросу о безлесии степей» (53), «Ответ Талиеву по вопросу о безлесии степей» (67), «Die siidrussischen Steppen» (72). Во всех этих работах он продолжает развивать и отстаивать высказанные им взгляды на природу степей и на причины их безлесия.
Заслуживает внимания интересный опыт, поставленный им по перенесению растительности степи в Петербург. Этот опыт описан в статье, опубликованной в журнале «Почвоведение» в 1901 г., «Опыт перенесения степи в Петербург» (51); дальнейшие наблюдения за перенесенной в Петербург степью помещены в книге «Иллюстрированный путеводитель по СПб. Ботаническому саду», 1905 (83).
Опыт перенесения степи заключался в следующем. Зимой 1899-1900 гг. на целинной черноземной степи б. Старобельакого уезда Харьковской губернии было вырезано 6 глыб целины, общей площадью в 1 кв. сажень и глубиною в 3 аршина.
Доставленные в Петербург 6 ящиков с целинной землею были положены, под открытым небом, на землю и прикрыты тонким слоем снега. Так они пролежали до 30 марта (ст. ст.) 1900 г. Тем временем для будущего степного участка было подготовлено открытое к югу место. Чтобы избавить корни степных растений от излишней сырости, прямо на землю положили слой пористо-коксового шлака, который должен был служить дренажем. Выше насыпали вершка полтора песку с мелким известковым туфом, чтобы заменить богатую известью подпочву чернозема. На этот слой поставили вынутые из ящиков 6 мерзлых глыб целины, растительным слоем кверху. Так как трудно было тяжелые, по углам обсыпавшиеся, глыбы уложить друг к другу вплотную, то образовавшиеся между ними промежутки были засыпаны смесью из песка с известковым туфом, поверх которой насыпали слой степного чернозема. Чтобы придать степному участку большую прочность и яснее отметить границу участка, вокруг него оставили доски. К этим доскам снаружи привалили садовую, с примесью туфа, землю, так что образовался холмик, который вне целины был засажен степными растениями, выращенными из семян.
Ни посева, ни посадки в целинную почву не было произведено. Развивалось только то, что оказалось в привезенной с юга почве.
Описывая смену растений, появлявшихся на степном целинном участке на протяжении вегетационного периода, начиная с ранней весны, Г. И. Танфильев в 1905 г. отмечает, что степной гиацинт (Hyacinthus ciliatus Cyr.), отличающийся длинными, оттопыренными плодоножками, под петербургским небом, кажется, погибает, потому что в 1902 и 1903 гг. цвел всего 1 экземпляр вместо 6 в 1900 г.
Только в 1903 г. впервые зацвел под северным небом катран (Crambe tatarica Jacq), покрывшийся летом массою мелких шаровидных плодов.
Крупное зонтичное Seseli tortuosum L. впервые зацвело в 1902 г. Наблюдениями Г. И. Танфильева было установлено, что в 1900 г. цвело всего 37 видов растений, причем растительный покров целины был очень густой. Некоторые растения впервые зацвели в 1901 г. (Astragalus testiculatus Pall., Ranunculus illyricus L), другие в 1902 r. (Falcaria Rivinii Host., Seseli tortuosum L.), а катран, как отмечалось выше,- только в 1903 г.
Он установил, что сравнительно с Харьковской губернией степь развивалась в Петербурге гораздо пышнее, благодаря, вероятно, большему количеству влаги и светлым ночам в мае и июне. Растения получались выше ростом; кроме того, продолжительность цветения удлинилась. К зиме почва покрывалась густою, спутанною мае» сою стеблей и ветвей отмерших растений.
Посаженные вокруг целинных участков степные растения, выращенные из семян, достигали гораздо более пышного роста и имели склонность к полеганию, так что их приходилось подвязывать.
Рядом с харьковской целиною, на том же холмике, была заложена целина с южного склона оврага близ ст. Анадоль, к северу от Мариуполя. К сожалению, дальнейшие наблюдения над участком целины в Ботаническом саду не производились.
В 1902 г. были Опубликованы его статьи «Специальная программа для некоторых наблюдений на юге России» (61), а также образцовое для своего времени описание Барабы и Кулундинской степи в пределах Алтайского округа (63).
Еще в 1899 и 1901 гг. Г. И. Танфильев выезжал в командировки для исследования Барабы и Кулундинской степи в пределах Алтайского округа. В 1902 г. он совершил еще одну небольшую экскурсию в том же районе. Результаты исследований были опубликованы в книге «Бараба и Кулундинская степь в пределах Алтайского округа» (63). К книге была приложена составленная им карта поверхностных образований восточной части Барабы и Кулундинской степи в масштабе 50 верст в дюйме.
28 декабря 1901 г. Г. И. Танфильев сделал на XI съезде русских естествоиспытателей и врачей сообщение о Кулундинской степи, в котором указывал на существование в ледниковую эпоху обширного ледникового покрова на севере Западной Сибири, запруживавшего сток рекам бассейна Оби, и, быть может, спускавшего часть своих талых вод в Арало-Каспийский бассейн.
Высокую оценку работы Г. И. Танфильева «Бараба и Кулундинская степь» (63) дал в своем кратком реферате этой книги проф. А. И. Воейков (на заседании Метеорологической комиссии Русского Географического общества 7 февраля 1903 г.).
В предисловии к своей книге Г. И. Танфильев отмечает, что особенности подлежавшей исследованию страны, имеющие огромное значение для жизни человека, заставили его обращать внимание, рядом с геологическим строением местности, также на природу степей, на характерные условия их орошения, на их поверхностные образования и на одевающую их растительность.
Бараба занимает часть Западно-Сибирской низменности, расположенную между реками Иртышом и Обыо. Область к югу и востоку от степной речки Бурла получила название Кулундинской степи, по имени обширного Кулундинского соленого озера, расположенного посередине ее.
Г. И. Танфильев дает картину геологического строения степи, ее рельефа, гидрографии и, наконец, почвенных условий и растительного покрова во взаимной связи перечисленных факторов. Он указывает на обилие в ландшафтах исследуемой территории рек и особенно озер, а также массы блюдцеобразных углублений, наполняющихся водою лишь в весенний период. Реки Барабы имеют вид канав, реки Кулундинской степи протекают в широких (10-12 верст) и глубоких ложбинах; по дну ложбин тянутся сосновые боры, причем с одного края ложбины, поверх этих боров, видна степь противоположного берега.
Большинство озер не имеет стока; вода в них чаще всего соленая (соли глауберовая и поваренная). Г. И. Танфильев считает, что соленость воды в озерах, а также наличие здесь многочисленных солонцов находится в зависимости от распространения здесь соленосных глин (оли-гоценовых и миоценовых). Большим распространением пользуются лёссовидные глины и лёсс, а также типичные для южнорусских степей черноземы. Лёссы западно-сибирских степей, по его мнению, должны быть отнесены к образованиям водного происхождения. Танфильев указывает, что мощность лёсса особенно велика на водоразделах, а к речным долинам лёсс выклинивается.
Западно-Сибирская низменность отличается равнинным, почти горизонтальным характером рельефа. «Перевалив через хребет (Уральский),- пишет Г. И. Танфильев,- дорога вступает в область почти горизонтальной равнины, где глаз на огромных расстояниях не улавливает почти никаких изменений в рельефе, где нет ни холмов, ни оврагов, где некоторое разнообразие вносят в пейзаж лишь многочисленные, самой различной величины озера, в низких, постепенно сливающихся с окружающей равниною, берегах. Внимание путешественника привлекают здесь к себе и бесчисленные раскинутые на степи березовые рощи и рощицы, издали, в перспективе, сливающиеся в один сплошной лес» (63).
Особенностью рельефа Кулунды и Барабы служит ряд параллельных друг другу, вытянутых с северо-востока на юго-запад, валов, или грив, отделенных друг от друга низинами, занятыми часто реками, озерами, болотами и солонцами. Г. И. Танфильев указывает, что в ледниковое время в Западной Сибири ледник надвигался с севера, достигая устья Иртыша; этот ледник должен был подпирать воды, притекавшие с юга Западно-Сибирской низменности. «Даже сравнительно небольшого поднятия воды в этих разливах от таяния ледника было достаточно, чтобы часть воды потекла к юго-западу, через Барабу. Эти-то воды, вероятно, и расчленили поверхность Барабы на ряд параллельных друг другу грив и плоских ложбин».
Н. М. Ядринцев (1886 г.) утверждал, что западно-сибирские степные озера находятся в периоде постепенного усыхания. Эти выводы он основывал, главным образом, на сравнении старых карт с новыми. Старые карты, как устанавливает Г. И. Танфильев, отличаются большими неточностями; никакого усыхания озер в западно-сибирских степях нет. Г. И. Танфильев доказывает, что уровень воды в этих озерах претерпевает периодические колебания. Наряду с этим, независимо от периодичности колебаний уровня воды в озерах, некоторые из них находятся действительно на пути к обмелению и могут совершенно исчезнуть вследствие заболачивания и заторфовывания.
Интересны наблюдаемые в Барабе, в условиях необычайного равнинного рельефа, факты зарастания не только озер, но и рек.
Таким образом, Г. И. Танфильев выступает против взглядов о прогрессивном высыхании озер Западной Сибири.
Как Бараба, так и Кулундинская степь в своей северной части покрыты черноземной почвой; подпочвой здесь служат лёсс, лёссовидная глина и «красик» (красноватая мергелистая глина). Все эти породы богаты карбонатами. Черноземные почвы приурочены обыкновенно только к междуречным гривам, да и одеты они черноземом не сплошь, а полосами. Блюдцеобразные понижения между гривами, находящиеся в лучших условиях обводнения, отличаются большей, чем окружающие их участки, выщелоченностью почвы и более обильной растительностью, с характерными березовыми колками.
«Трудно сказать, чего больше в Барабе, лесов или безлесных участков. По какому бы направлению мы ни передвигались по стране, нам будет казаться, что мы приближаемся к сплошному березовому лесу, так как горизонт почти всюду закрыт лесами. Но стоит только ближе подойти к опушке «леса», как он распадается на отдельные лески или «колки», куртинками разбросанные среди безлесных участков и только в перспективе сливающиеся в один сплошной лес. В общем, чем ближе к северу, к южной границе тайги, тем колков больше, тем и сами колки крупнее, тем более сдавлены безлесные участки лесами. Наоборот, к югу колков меньше, а безлесных участков больше. Местность здесь почти совершенно горизонтальная с едва заметными на глаз блюдцами, занятыми березой или отмеченными развитием солонцеватой растительности. Ни оврагов, ни склонов нигде не видно, а все время приходится передвигаться по удивительно однообразной стране, где через 10-20-30 верст виден все один и тот же ландшафт, с неизменными березовыми колками, солонцеватыми падями и степными полянами. Над всем этим стоит несмолкаемый звон комаров, мошек и паутов»(63).
В то время как в Европейской России развита полоса дубового предстепья, в Западной Сибири тянется полоса березового предстепья.
Г. И. Танфильев приводит описание наиболее характерных растений для различных участков Барабы и Кулундинской степи. В списке дикорастущих, пищевых и кормовых растений исследуемой территории, он указывает несколько растений, которые следовало бы попробовать культивировать б южной Кулунде, мало обеспеченной сеном: это - Phloeum Boemeri, эспарцет, Trifolium lupinaster и Setaria viridis.
Г. И. Танфильев уделяет много внимания разъяснению вопроса о причинах отсутствия в исследуемой им области, да и в большей части Сибири, многих обыкновенных для Европейской России древесных и кустарниковых пород. Дуб, клен, ясень, вяз, яблони, груши, вишни и др. адесь отсутствуют, несмотря на попытки их насаждения. «Причину отсутствия этих пород в Сибири следует искать в климате». Особенно вредны, повидимому, весенние морозы, когда начинается вегетация; но основную причину отсутствия широколиственных деревьев в большей части Сибири, как и на севере Европейской России, Танфильев видит в геотермических условиях. В мае и в июне господствует низкая температура почвы на глубине около 1,5 м (намного ниже, чем в области распространения дуба в Европейской России), где еще располагается густая сеть корней дуба.
В связи с наличием низких температур почвы, дерево не может весною принять из нее столько воды, чтобы покрыть уже сильное в это время испарение листьями, и гибнет.
«Испарение может в Омске и Барнауле итти в некоторые годы даже энергичнее, чем в Полтаве и Одессе.
А так как деревья подвержены иссушающему действию ветра, то потеря воды листьями должна быть весьма значительна. Между тем, ...при низкой температуре поступление воды в корни идет гораздо медленнее, чем при более высокой, причем дерево начинает страдать от недостатка воды еще задолго до наступления t°, равной 0°. Отсюда следует, что при низкой весенней t° почвы, испаряющим частям грозит смерть от засыхания. Практики-лесоводы всегда и указывают на дуб как на породу, требующую теплой почвы... В мае и июне, когда деревья должны были бы развить усиленную деятельность, они оказываются в Сибири окруженными мерзлою или сильно охлажденною почвою. Нижние, ближайшие к почве, слои воздуха гораздо влажнее верхних, где движение атмосферы и высыхание идет более энергично; поэтому прежде всего отсыхают у дерева наиболее выдающиеся над почвой части, так что пересаженная в Сибирь европейская порода приобретает в конце концов вид жмущегося к почве куста ... В Сибири растут только деревья с мелкосидящей корневой системой, тогда как деревья глубокосидящие здесь отсутствуют, благодаря, главным образом, неблагоприятным условиям температуры почвы. В южных частях Западной Сибири геотермические условия, конечно, более благоприятны, но появлению деревьев, притом не только крупнолиственных, но даже и березы здесь препятствует крайний недостаток осадков, в связи с соленостью грунта»... (63).
Эти теоретические выводы Г. И. Танфильева были впоследствии блестяще подтверждены практическими работами передовых садоводов Сибири (Кизюриным и др.). В настоящее время в Сибири более 150 сортов яблок и груш, выращиваемых в стелющейся форме (низкорослые деревья с прижатыми, стелющимися по земле, стеблями и ветвями), приносят плоды, несмотря на суровый климат и неблагоприятные температурные условия почвы.
Кроме того, Г. И. Танфильев формулировал чрезвычайно плодотворную идею о несоответствии между процессами испарения и поступления воды (в течение вегетационного периода) в корневую систему из сильно охлажденной почвы, т. е. объяснял физиологической сухостью почвы отсутствие в лесостепи Западной Сибири дуба и целого ряда других древесных пород. Эта его идея легла в основу современных взглядов на безлесие тундры. Как отмечалось уже выше, безлесие тундры, по Б. Н. Городкову, «вызвано несоответствием между испарением и поступлением воды в корневую систему из сильно охлажденной почвы в течение вегетационного периода».
В дополнениях к работе «Бараба и Кулундинская степь» (63) Г. И. Танфильев приводит большой список барометрических определений высот, список собранных им растений (в нем перечислены с указанием местонахождений 459 видов сосудистых растений, 5 лишайников и 3 водоросли), химические анализы трех образцов озерных вод, трех образцов почвы и одного образца лёссовидной глины.
В статье «Полярные пределы дуба в России» Г. И. Танфильев доказывает, что физиологической сухостью почвы определяется северная граница дуба в России.
Причина, определяющая северную границу дуба в России, по его мнению, «заключается в низкой весенней температуре почвы на севере, благодаря чему, в начале усиленной вегетации дерева, не может установиться равновесия между приходом и расходом воды». Причина отклонения полярной границы дуба к югу и понижения границы (в горах) древесных пород в Скандинавии, по Танфильеву, лежит в ухудшении почвенных, а не климатических условий, как утверждал Г. Андерсон.
Большое значение для развития учения о зонах природы имели оригинальные работы Г. И. Танфильева «Физико-географические области Европейской России», 1897 г. (34), а также «Главнейшие черты растительности России», 1903 г. (66). В них он разработал зональное и провинциальное расчленение степей России.
В первой работе он делит область южной России, или область дреннестепную, на две основные полосы (1): 1) полосу бледноцветных лёссовых почв (соответствует подзоне широколиственных лесов) и 2) полосу черноземную (соответствует степной области). В свою очередь черноземная полоса делится на: 1) предстепье, или полосу выщелоченного (лесостепного прерывистого) чернозема, в пределах которого различается округ западного предстепья и округ восточного, внеледникового, предстепья, и 2) полосу сплошных черноземных степей (соответствует степной зоне в узком смысле), в ней различаются: а) черноземные степи, б) округ горночерноземной степи, в) округ степных озер, солонцов и солонцеватого чернозема.
Во второй работе одна из глав представляет сводку о растительности степей России (2). «Область южной России, или область господства степей», т. е. всю степную зону, Г. И. Танфильев делит на две основные полосы: 1) полосу предстепья и 2) полосу степей (в эту полосу включаются черноземные и каштановые степи, в современном понимании этой полосы).
------------------------------
1. Под полосами Г. И. Танфильев подразумевает зоны; см. резюме на немецком языке, приложенное к его работе (34).
2. Первой по времени, но менее удачной, чем у Г. И. Танфильева, сводкой о растительности степей России была одна из глав монографии А. Н. Краснова, опубликованная в 1894 г. («Травяные степи северного полушария», Изв. Общ. люб. естествозн., антропол. и этнограф., М., т. 83, 1894 г.)
-------------------------------
В свою очередь предстепье разделено на две части: а) округ дубового, или южнорусского предстепья, или (на карте) дубовое предстепье с черноземом (к западу от Урала) и б) округ березового, или сибирского предстепья, или (на карте) березовое предстепье с черноземом, солонцами и болотами (к востоку от Урала).
«Полоса степей» подразделяется на следующие округа: а) округ южнорусских степей, б )округ западно- и среднесибирских степей, в) край Киргизской гряды и г) округ Забайкальских степей.
Это зональное расчленение степей России, предложенное Г. И. Танфильевым, как утверждает Е. М. Лавренко, явилось прообразом последующих систем геоботанического районирования этой части нашей страны.
Не соглашаясь с высказанным Г. И. Танфильевым взглядом на причины безлесия степей, академик В. Р. Вильяме все же отмечает крупные заслуги Г. И. Танфильева в деле изучения наших степей: «Докучаев, Костычев, Измаильский, Коржинский, Пачоский, Танфильев, Келлер, Высоцкий - вот те богатыри, которые исколесили степную полосу, труженики, которые в течение более полустолетия плели канву далекого и близкого прошлого этой полосы в целях построения лучшего ее будущего. Пришел новый человек. Он возьмет труды этих ученых, разберется в них критически и все заслуживающее внимания, все ценное положит в основу своего дела. Труды Докучаева и других не пропадут даром».
Интересна статья Г. И. Танфильева «К вопросу о вымирании Тгара natans» (14). По его мнению, главнейшими причинами постепенного вымирания Тгара natans, или чилима, являются: 1) несовершенство способов распространения этого растения, 2) приспособленность его только к стоячим и медленно текущим водам, легко заносимым песком и илом и 3) своеобразный химический состав растения, зола которого содержит до 14% Mg3O4. Истощение запасов марганца в почве неизбежно, если озеро окончательно отделяется от реки, приносившей во время разливов новый запас питательных веществ. «Следствием изменения состава питательной среды должны быть или гибель растения, или приспособление его к новым условиям существования». Чилим в прошлом выработал приспособления к известным условиям существования, но эти приспособления лишают его в настоящее время возможности выдержать борьбу с другими, более подвижными, а потому и вытесняющими его, водными растениями. Исчезновение бассейна от заноса или зарастания грозит гибелью и другим водным растениям, которые, однако, легче расселяются и более поэтому обеспечены в дальнейшем своем существовании.
В 1899 г. Г. И. Танфильев описал разнообразные средства передвижения и раоселения различных растений, облегчающие их распространение и борьбу за существование («Средства передвижения и расселения у растений», 40).
Исследуя вопрос о причинах безлесия Крымской Яйлы, он утверждает, что избыток почвенной влаги и позднее освобождение почвы от снега препятствуют развитию леса на Яйле. Лески на Яйле приурочены только к гребням и склонам и к стенкам оврагов и ям, т. е. тем местам, где имеются условия для удаления избытка воды, а вместе с тем и для скорейшего освобождения почвы от снега (58).
Летом 1903 г. Г. И. Танфильев был командирован Петербургским Ботаническим садом на Кавказ для исследования почв и растительности в области культуры чая. В результате произведенных исследований, в 1904 г. он опубликовал статью «Очерк главнейших районов Черноморского побережья Кавказа», помещенную им в юбилейном сборнике И. А. Стебута (71).
В этой статье Г. И. Танфильев дает описание почв и растительности южной (от Сухуми до Батуми), северной (от Новороссийска до Геленджика) и средней частей побережья. Перечисляя растения, культивируемые здесь, он особенно подробно останавливается на культуре чая. «Не подлежит сомнению,- говорит он,- что чайная культура, сосредоточенная теперь в ближайших окрестностях Батума, главным образом в Чакве, получит со временем более широкое распространение». Приводя описание почв и растительности опытных учреждений в Сочи и Сухуме, Г. И. Танфильев высказывает пожелание о необходимости создания опытной станции также и в районе распространения галринеких известняков, что даст возможность составить более подробные почвенные и климатические карты побережья и указать для каждого района наиболее пригодные культурные растения.
Г. И. Танфильев составил значительное количество статей, помещенных в путеводителе по Петербургскому Ботаническому саду.
В этих описаниях Г. И. Танфильев остается не флористом, а геоботаником и географом в широком смысле этого слова. Он приводит интересное описание результатов опыта по перенесению степи в Петербург (83), дает описание хвойных лесов России с указанием состава древесных пород на равнинах Европейской России, в Крыму, на Кавказе, в Туркестане, в Сибири; описывает распространение хвойных за пределами России и т. д.
К путеводителю приложена ботаническая карта земного шара, в составлении которой также принимал участие и Танфильев. На эту ботаническую карту нанесены ландшафтные зоны земного шара: тундра, леса (преимущественно хвойные), степи, пустыни, леса с вечнозелеными породами, саванны и влажнотропические леса.
Большой заслугой Г. И. Танфильева перед отечественной наукой является создание им «Очерка географии и истории главнейших культурных растений» (99). Эта книга представляет собой несколько измененный для печати курс лекций, читанный им в 1922 г. на курсах по семенному делу при Одесском обществе сельского хозяйства. В книге 14 глав, из которых три первые посвящены краткому обзору главнейших факторов, определяющих произрастание и распространение растений, а также характеристике ботанико-географических областей и их основных культурных растений. В остальных главах дается описание культурных растений по однородным группам, как-то: хлеба, овощи, плодовые деревья, орехи и каштаны, агрумы, или померанцевые, плодовые пальмы и некоторые тропические плодовые растения; растения, усиливающие нервную деятельность, масличные и прядильные, сахар, табак, кормовые растения.
Для каждого культурного растения Г. И. Танфильев стремится выяснить значение его для жизни человека, приводит древнейшие исторические упоминания о данной культуре, ее происхождение (дикого родича), границы распространения, происхождение названия, приводит статистические данные о сборе некоторых культур. Говоря о пределах земледелия на севере России, он упоминает о больших возможностях продвижения земледелия на север. «Постепенному распространению культуры хлебов все далее и далее на север особенно способствовала выработка... приспособленных к местным условиям сортов, благодаря чему хлеба приобрели устойчивость против засухи, морозов и инея, сократили время роста и вызревания» (99).
Перечисляя наиболее распространенные и культивируемые кормовые травы, он говорит о возможностях введения в культуру многих диких растений. «На наших степях живет еще великое множество других растений, тоже могущих играть роль культурных кормовых, но они еще ждут изучения, а пока входят лишь в состав собираемого со степей сена» (99).
К работе приложены указатель литературы, содержащий свыше 220 названий, и три карты: 1) схематическая карта пределов распространения в Европейской России древесных и кустарниковых пород, преимущественно плодовых, 2) схематическая ботанико-географическая карта СССР, 3) схематическая ботанико-географи-ческая карта земного шара.
В предисловии к этой книге Г. И. Танфильев выступает как поборник самобытной русской терминологии, призывая заменять немецкие термины - русскими.
В критическом реферате этой книги, помещенном в журнале «Землеведение» за подписью А. К. (надо полагать, А. Крубера), отмечается, что «эта полезная, в особенности для географов, книга... восполняет существенный пробел в русской ботанической литературе». К подобным же выводам приходит и Л. В. Климентов, который пишет: «Ввиду отсутствия в русской литературе подобного курса этот труд приобретает особенную ценность и интерес» (125). Л. С. Берг отмечает большую ценность этого труда: «Нужно упомянуть еще об одном, весьма ценном труде Гавриила Ивановича - «Очерке географии и истории главнейших культурных растений», вышедшем в свет в 1923 году» (121).
В архиве АН СССР хранится отзыв Н. И. Кузнецова о научных работах Г. И. Танфильева и рецензия (на 8 стр.) на «Очерк географии и истории главнейших культурных растений». Детально освещая все достоинства этой первой на русском языке сводки по географии и истории главнейших культурных растений, Н. И. Кузнецов писал: «Книга написана легко и содержит богатый фактический материал; можно горячо рекомендовать эту интересную книгу для прочтения; она одинаково заинтересует и географа, и агронома, и геоботаника, и вообще образованного читателя».
Г. И. Танфильев внес также ценный вклад в дело развития такой отрасли знаний, как луговедение. Во многих своих работах он приводит описания растительности лугов, публикует статью «Поймы» (в Полной Энциклопедии русского сельского хозяйства за 1902 г.); он выступает против представлений западноевропейских ученых, отвергавших возможность существования естественных лугов. В ответ на такие утверждения ученых Запада Г. И. Танфильев в 1925 г. публикует в Цюрихе статью «Естественные луга в России» (104).
Г. И. Танфильев является одним из тех ученых, которые обеспечили современный расцвет палеоботаники в нашей стране. Он никогда не упускал случая собрать палеоботанический материал, передавая его специалистам (например, ископаемый Quercus macranthera на Кавказе, описанный И. В. Палибиным), поддерживал интерес и стимулировал изучение ископаемой флоры, особенно третичной и четвертичной. Наибольшее значение Г. И. Танфильев придавал изучению четвертичной флоры таких районов, как Крым, где в известковых туфах могли уцелеть те формы древесных растений, которые составляли ландшафт нашей страны в конце третичного периода.
Учитывая необходимость палеоботанических данных для понимания истории развития растительности нашей страны, Г. И. Танфильев своими неоднократными советами побудил одного из своих слушателей, студента А. Криштофовича, заняться изучением ископаемой третичной флоры. Следя за ходом работ своего ученика, Г. И. Танфильев настоятельно советовал ему связывать палеонтологические определения с изучением наиболее богатых реликтами современных флор Дальнего Востока и тропиков. Идеи Г. И. Танфильева о зональности и генетической преемственности современной растительности глубоко проникли в современную советскую палеоботанику. Именем Танфильева назван один тополь из раннечетвертичных отложений крайнего Севера. Велики заслуги Г. И. Танфильева в создании почвенных и ботанико-географических карт нашей страны. Почвенная карта, составленная Н. Сибирцевым, Г. Танфильевым и А. Ферхминым, явилась необходимой базой для составления ботанико-географических карт Европейской России.
Мелкомасштабные геоботаничеокие карты, составленные Г. И. Танфильевым («Карта физико-географических областей Европейской России», 1897 г., в масштабе 1:11 550 000, «Ботанико-географическая карта Российской империи», приложенная к его труду «Главнейшие черты растительности России», в масштабе 1 :25 200 000 и др.), на которых нанесены типы растительности Европейской России, как-то: тундра, лес, лесостепь, степь и т. д., также стали основой для составления более крупных и более подробных геоботанических карт Европейской России.
«Ботанико-географическая карта Российской империи» была одной из первых русских геоботанических карт. Она была составлена по смешанному районно-типологическому принципу. «На этой карте нанесены типы растительности различной степени дробности: тундра, тайга, черноземные и каштановые степи, сосновые леса, березовые перелески, песчаные пустыни, солонцевато-глинистые пустыни, лёссовые пустынные степи и пр. Наряду с этими типологическими единицами выделяются такие чисто пространственные («районные») единицы, как «предстепье» (сочетание лиственных лесов и луговых степей), горные пояса в горах Крыма, Кавказа и бредней Азии, «Амурские луга».
Важнейшим основанием для составления геоботанической карты Европейской России, в масштабе 60 верст в дюйме, кроме всех вышеупомянутых карт, послужила «Карта распределения лесов на юге Европейской России», в масштабе 60 верст в дюйме, составленная Танфильевым и приложенная к его известной работе «Пределы лесов на юге России» (1894). На этой карте нанесены лесные площади лесостепной и степной полосы России, причем разными цветами обозначены леса хвойные (главным образом, сосновые) и леса лиственные (главным образом, дубовые). Важную услугу при составлении геоботанической карты Европейской России оказали еще два его труда, а именно, о северной и полярной границе леса и тундры, с картой, и работа о доисторических степях Европейской России (в журнале «Землеведение» 1896 г., с картой северных пределов степей Европейской России, с нанесением доисторических степей).
Н. И. Кузнецов указывал, что Г. И. Танфильев принимал участие и в составлении геоботанической карты европейской части СССР в масштабе 25 верст в дюйме. На исторической (ботанической) карте европейской части СССР, составленной по поручению Геоботанического отдела Главного ботанического сада Ю. Д. Цинзерлингом, в масштабе 60 верст в дюйме, северная граница чернозема и доисторических степей нанесена по данным Танфильева.
«Мы видим, таким образом,- писал Н. И. Кузнецов,- что вся современная работа по составлению ботанико-географических карт европейской части СССР проходит на основе и работ Г. И. Танфильева. Его многолетние труды не пропали даром; без его трудов мы не можем обойтись ни при одной картографической работе по географии растений».
Г. И. Танфильев был, несомненно, выдающимся геоботаником в широком смысле этого слова. Особенно ценный вклад внес он в дело развития ботанической географии нашей страны. «Для конца прошлого столетия и начала нынешнего,- пишет В. В. Алехин,-следует указать ряд выдающихся исследователей, называвшихся в тo время «ботанико-географами», которые изучали растительность России, имея объектом изучения растительную формацию. К их числу относятся Танфильев, Краснов, Крылов и Высоцкий.
Своими работами Г. И. Танфильев внес много нового и ценного в дело познания природы наших степей, болот и тундр, в дело познания закономерностей в распространении растений на территории СССР. Он установил явление зональности, присущее растительным формациям СССР, дал одну из первых на русском языке научную сводку по географии растений нашего отечества, труд по географии и истории главнейших культурных растений, а также ценный материал по ботанико-географическому картированию нашей Родины.
