Физико-географическая характеристика

История формирования дельты Волги тесно связана с историей развития Каспийского моря. Каспийское море испытывает колебания уровня, намного превосходящие по амплитуде и скорости изменения уровня Мирового океана. В позднем плейстоцене максимальные отметки уровня достигали +50 м абс., а минимальные отметки в раннем голоцене опускались до –110 м абс. В течение позднеголоценового цикла колебаний моря (около 2500 лет) размах колебаний составил около 25 м.

Дельта Волги – это регион, где великая русская река впадает в Каспийское море. Каспий представляет собой крупнейший на Земле замкнутый водоем, не связанный в современную геологическую эпоху с океаном. Важнейшие особенности Каспийского моря – это быстрые и значитель­ные колебания его уровня и сопутствующие им изменения площади и объема вод. Скорость современных колебаний уровня Каспия в 100 раз превышает скорость эвстатического подъема уровня Мирового океана, амплитуда последнего цикла Каспия (20–90-е гг. ХХ в.) составила около 3 м.

В соответствии с изменениями уровня моря изменялось положение дельты Волги, мигрировавшей на сотни километров то к северу, то к югу от ее современного положения. Формирование современной дельты Волги началось около 9000 лет назад, когда глубокая мангышлакская регрессия сменилась новокаспийской трансгрессией. Последняя стадия новокаспийской трансгрессии завершилась около 2500 лет назад, с тех пор дельта Волги, сохраняя положение своей вершины, увеличивалась в южном направлении, чутко реагируя на колебания уровня моря, который в целом снижался.

Причины циклических колебаний уровня Каспия до сих пор не выяснены, однако большинство исследователей склоняется к тому, что основной является причина климатическая. Увеличение количества осадков в бассейне Волги приводит к возрастанию стока Волги, которая является основным источником пресной воды для Каспия.

Наряду с климатической, существует и тектоническая концепция. По мнению Рогачевой Э.В.  (Институт проблем экологии и эволюции РАН им. А.Н. Северцова, Москва),  последние исследования, котловины Каспия показали, что она  сформировалась и развивается под преобладающим воздействием горизонтальных тектонических движений, связанных с пульсационным давлением выступа Аравийской плиты. Этот тектогенный механизм «сжатие-растяжение» периодически приводил к сжатию или растяжению котловины Каспия, а соответственно – к повышению или понижению уровня моря, то есть обуславливал уникальный трансгрессивно –регрессивный механизм.

«Тектогенные и климатогенные  бедствия часто проявляются совместно не только на региональном, но и межрегиональном уровне. Основные колебания уровня Каспия в ХХ в. Тесно связаны с крупномасштабными геодинамическими процессами на обширных территориях. Аномальное падение уровня моря в 1929-1940 гг. совпадает с резкой активизацией сейсмичности в северных альпийских горных системах – Карпатах, Крыму, Кавказе и прилегающей части юга Русской равнины, а аномальное повышение уровня Каспия в 1978-1995 гг. соответствует периоду резкой активизации сейсмичности в средних альпийских орогенах: северо-западной Турции, Малом Кавказе, северном Иране, западной Туркмении. Можно полагать, что колебания уровня Каспия в известной мере являются региональной реакцией на глобальные изменения природной среды.». (Э.В. Рогачева, Институт проблем экологии и эволюции РАН им. А.Н. Северцова, Москва. «Долговременный мониторинг и сохранение колониальных водных птиц северного Каспия в связи с многолетними колебаниями уровня Каспийского моря» Москва-Астрахань, 2005 г.).

В последние десятилетия побережье Каспийского моря привлекло большое внимание исследователей в связи с глобальными изменениями окружающей среды. Глобальное потепление климата привело к ускорению подъема уровня Мирового океана и изменению морских берегов. Прогноз воздействия океана на прибрежные комплексы затруднен из-за невысоких темпов подъема его уровня (13 см за ХХ столетие). Средняя скорость последнего подъема уровня Каспийского моря превышала темпы эвстатического подъема Мирового океана в 100 раз. В связи с этим неоценима роль Каспия как природной лаборатории для изучения быстротекущих колебаний уровня моря и их последствий для прибрежной зоны (Kroonenberg et al., 2000). Каспийское море предоставляет уникальную возможность проследить непосредственно в природе закономерности поведения берегов при подъеме уровня водоема и использовать их в дальнейшем для обоснования и проверки прогностических моделей.

Волга (в древности Ра, в средние века Итиль) принадлежит к рекам с восточно-европейским ти­пом водного режима, с хорошо выраженными весенним поло­водьем, осенними паводками, летней и зимней меженью. Питание реки преимущест­венно снеговое.

Скорость течения воды в дельте зависит от величины водного стока Волги, поступающего в дельту, ледового режима, сгонно-нагонных ветров, а также от геоморфологического строения и морфометрических характеристик водоемов. Наибольших значений скорость течения в дельтовых водотоках достигает в период весенне-летнего половодья.

Годовой сток воды, поступающий в дельту Волги, испытывает сильные колебания, обусловленные, главным образом, естественными климатическими причинами. Средняя величина стока составляет около 250 км³. В течение ХХ в. размах колебаний составлял от 200 до 270 км³. На гидрологический режим дельты Волги большое влияние оказало сооружение каскада водохранилищ и гидроэлектростанций как на самой Волге, так и на ее притоках, особенно Волжской ГЭС и Волгоградского водохранилища, замыкающих волжский каскад.

Главное следствие зарегулирования стока – уменьшение объема по­ловодья и изменение его сроков. Ранее на долю самых многоводных месяцев года (апрель – июнь) приходилось около 50% годового стока, после заре­гулирования эта доля сократилась в среднем до 40%. После зарегулирования стока половодье стало начи­наться позже и заканчиваться раньше, его продолжительность сократилась в среднем на 45 дней.

До Волгограда течение Волги имеет южное, юго-западное направление, у Волгограда оно резко меняется на юго-восточное и таким сохраняется до владения в Каспийское море. На территории Астраханской области Волга в условиях аридного климата не принимает ни одного притока.

В 21 км выше Волгограда у города Волжский от Волги отделяется к востоку крупный рукав — Ахтуба (длина 537 км), которая течёт параллельно основному руслу. Обширное пространство между Волгой и Ахтубой, пересечённое многочисленными протоками и староречьями, заливаемое паводковыми водами называется Волго-Ахтубинской поймой.

Дельта Волги начинается к северу от Астрахани, там, где от Волги отделяется рукав Бузан. Надводная дельта Волги представляет собой аллювиальную равнину, прорезанную сложной сетью различных по величине протоков, на которой в разных местах возвышаются бугры Бэра. Ниже по течению Бузан присоединяет к себе Ахтубу. Самыми крупными водотоками дельты с запада на восток являются рукава Бахтемир, Старая Волга, Кизань, Болда и Кигач (из них в судоходном состоянии поддерживается Бахтемир, переходящий в Волго-Каспийский канал). Главные рукава при своем  движении к Каспийскому морю веерообразно разветвляются на многочисленные протоки, а протоки на ерики. Условно за западную границу дельтовой равнины можно принять Бахтемир и Волгу, а за северную и восточную – Бузан, проток Берекет и линию, идущую, примерно, от конца Берекета на села Красный яр, Сафоновку и Ганюшкино.  В дельте насчитывается до 500 рукавов, протоков и мелких речек, а при впадении в Каспийское море Волга насчитывает до 900 устьев. Дельта Волги является одной из самых крупных в России.

Русла рукавов и протоков врезаны в дельтовые, а часто и в додельтовые отложения. Ветвление их увеличивается к морскому краю дельты. Нижнюю часть дельты пересекают 223 водотока, а на морском крае дельты насчитывается уже до 900 устьев. В среднем на 1 км береговой полосы морского края дельты насчитывается 5–6 устьев.  На устьевом взморье некоторые протоки продолжаются в виде естественных бороздин или  искусственно углублённых судоходных или рыбоходных каналов. Именно те водотоки, которые имеют продолжение на устьевом взморье в виде каналов, получили наибольшее развитие, и по ним идет основной речной сток.

Дельта Волги располагается в пределах Прикаспийской низменности, представляющей собой равнину, оставленную в позднечетвертичное время хвалынским морем. Характерной чертой низменности является то, что значительная часть ее площади имеет абсолютные высоты ниже уровня моря. Она лежит в пределах двух структурно-тектонических областей, граница между которыми примерно совпадает с широтой Астрахани. Особенности геоструктурного положения дельты и прилегающей к ней акватории Северного Каспия обусловили широкое развитие почти плоской поверхности обширного устьевого взморья (авандельты) и чрезвычайное мелководье примыкающего к авандельте дна моря. Как надводная, так и подводная части дельты имеют очень малые уклоны (около 0,0002), не имеющие аналогов среди крупных рек земного шара. Это способствовало формированию самой сложной и разветвленной в мире системы дельтовых рукавов,  а также активных наносов у морского края дельты.

Следствием этого являются исключительно сложная гидрографическая сеть дельты Волги, которая включает крупные магистральные рукава, активные и отмирающие протоки и ерики, дельтовые озера (ильмени) и пресноводные морские заливы (култуки), а также наличие обширного мелководного устьевого взморья (авандельта) с глубинами до 1,5–2,5 м, выдвинутого в сторону моря на 35–50 км. На этом мелководье происходит медленный плоскостной сток волжских вод, вследствие чего зона смешения речных и морских вод удалена на десятки километров от морского края дельты. Площадь дельты Волги вместе с мелководным устьевым взморьем составляет 20 000 км², а общая площадь устьевой области (включая все устьевое взморье) – 120 000 км² (Михайлов, 1997).

Таким образом, дельта Волги – это уникальный природный район, не имеющий аналогов в мире, существенно отличающийся от других крупных речных дельт. Ее отличают огромные размеры, наличие обширного мелководного устьевого взморья (авандельта), выдвинутость зоны смешения речных и морских вод на десятки километров в сторону моря, исключительная сложность гидрографической сети, сильная изрезанность береговой линии, обилие островов, высокая динамичность природных процессов в связи с быстрыми колебаниями уровня Каспийского моря.

Согласно районированию Е.Ф.Белевич (1963), дельта делится на верхнюю, среднюю и нижнюю зоны, култучную зону, островную зону авандельты, зону собственно авандельты или открытой авандельты, зону морского подхода к авандельте.

Дельта Волги является неотъемлемой частью экосистемы Каспийского моря, эволюция которой в течение геологического времени во многом определялась циклическими колебаниями уровня моря. В периоды максимальных трансгрессий Каспий затапливал огромные территории прилегающих равнин и соединялся с Мировым океаном. В периоды глубоких регрессий площадь водоема сильно уменьшалась (вплоть до размеров Южно-Каспийской впадины), что приводило к осушению больших участков морского дна. В результате этого в биоте Каспия имеются как южные, так и северные представители флоры и фауны. К остаткам третичной фауны, претерпевшей значительные изменения на протяжении сложной геологической истории Каспия, относятся осетровые, сельди, бычки и пр. К группе каспийской биоты, проникшей из северных морей, относятся каспийский тюлень, лосось и белорыбица, которые до сих пор сохранили холодноводный облик (размножаются в зимнее время). Адаптации биоты к частым изменениям параметров морской среды способствовала огромная протяженность Каспийского моря, сочетание обширных мелководных и глубоководных зон, разнообразие природных условий.

Для функционирования экосистемы Каспия огромное значение имеют «зоны сгущения жизни», к которым относятся в первую очередь дельты рек. Для Северного Каспия (да и всего моря) наибольшее значение имеет дельта Волги. В ней концентрируются десятки видов рыб (речных, полупроходных, проходных), произрастает целый ряд редких водных растений (лотос, чилим, сальвиния и др.). Обширные водно-болотные угодья сделали устьевую область Волги одним из важнейших в Евразии регионов обитания птиц. В половодье большое значение имеет полойная система дельты, где образуются временные водоемы, которые служат местом нереста и нагула молоди многих видов рыб. В целом экосистемы устьевой области Волги отличаются наибольшим на Каспии видовым разнообразием.

Повторявшиеся трансгрессии и регрессии Каспия приводили к периодической перестройке его водно-солевого баланса, что, безусловно, накладывало отпечаток на эволюцию и развитие водных организмов. Колебания уровня моря влияли не только на морские экосистемы, они отражались на развитии всего водосборного бассейна.  Каспий является базисом эрозии для десятков крупных, средних и мелких рек. При понижении уровня моря усиливался врез рек и увеличивался вынос материала. При подъеме моря происходило замедление течения рек, уменьшался вынос твердого материала, шел подъем уровня грунтовых вод, сочетавшийся с подтоплением и засолением прибрежной суши, изменением видового состава биоценозов и т. д.

С точки зрения климата в настоящее время район Нижней Волги самый аридный в Европе. Только здесь, в Прикаспии, пустынные фитоценозы образуют зональные типы растительности. Континентальность климата здесь также выражена наиболее ярко. Но так было не всегда. Изменения климата в течение одного лишь голоцена неоднократно приводили к коренной перестройке растительных сообществ. Периоды гумидизации климата, совпадавшие с трансгрессиями моря, характеризовались преобладанием лесостепных сообществ со значительным участием широколиственных (граб, бук, вяз, дуб) и хвойных (сосна, ель, пихта) пород. Аридизация климата приводила к снижению уровня моря и обусловливала формирование пустынно-степных и пустынных сообществ.

Таким образом, устьевая область Волги представляет наглядный пример важных и длительных экологических и биологических процессов, происходивших в эволюции и развитии наземных, речных, прибрежных и морских экосистем и сообществ растений и животных. В результате этих процессов здесь сформировались сообщества организмов, способные адаптироваться к частым и быстрым изменениям окружающей среды.

Астраханский заповедник расположен в низовьях дельты Волги. Он был создан с целью сохранения и изучения природных комплексов и генетических фондов дельты Волги и побережья Каспия.

В 1984 году ему присвоен статус биосферного. Территория заповедника состоит из трех кластеров (участков), расположенных  в западной (Дамчикский), центральной (Трехизбинский) и восточной (Обжоровский) частях дельты Волги. Их границы проходят по территориям Камызякского, Икрянинского и Володарского районов Астраханской области.

Общая площадь — 67 917 га. Акватория — 12 212 га.

Дамчикский участок занимает  30 050 га (9 430 га акватории), на  Трехизбинский приходится- 9 460 га (232 га акватории), на Обжоровский — 28 407 га (акватория — 2 550 га).

Подчиненные территории и охранная зона

Охранная зона заповедника проходит вдоль восточной водной границы Обжоровского участка (15 тыс. га), южной водной границы Дамчикского участка (6 тыс. га). Учреждены Решением Астраханского облисполкома от 01.06.76 г. № 342, приложение № 1, а также вдоль сухопутных границ всех трех участков (10 тыс. га) — созданы Решением Астраханского облисполкома от 06.12.82 г. № 713, приложение № 1). Общая площадь охранной зоны составляет 31 000 га

Рельеф

Все три кластера Астраханского заповедника расположены в пределах нижней зоны дельты и мелководного устьевого взморья Волги, включающих (по районированию Е.Ф. Белевич (1963) нижнюю зону , култучную   зону и зону авандельты.

Суммарная протяженность нижняя и култучной зон с севера на юг до морского края дельты составляет 20–40 км. Эта зона сформировалась в XIX – XX вв. в основном на фоне понижающегося уровня моря.

Для нижней зоны характерны сильная раздробленность русловой сети, чередование участков разветвления и слияния водотоков, активное перераспределение стока между ними.

Здесь выделяются области относительно повышенного и пониженного рельефа. Отрицательные формы рельефа представлены вдольрусловыми ложбинами, многочисленными мелкими понижениями, занятыми ильменями и старицами. К повышенным элементам рельефа относятся прирусловые валы вдоль водотоков (действующих и отмерших)  высотой 1,5 – 2,0 м у северных границ заповедника и 0,4 – 0,7 м – в южной части нижней зоны, аллювиальные гривы (бывшие устьевые косы) высотой до 2 м и морские гривы (бывшие морские острова).

Култучная зона – это самый молодой и наиболее динамичный район дельты: под действием аккумуляции речного аллювия здесь идет формирование современного рельефа дельты. Наличие обширных мелководий, поросших надводной и подводной растительностью, открытых и изолированных заливов (култуков) придает этой части волжской дельты особый природный облик.

Особенностью устьевой области Волги является наличие мелководной части предустьевого взморья (авандельты) с глубинами до 1,5–2,5 м (при уровне моря –27 м БС)  протяженностью 35–50 км, представляющего собой широкую, слабо наклонённую в сторону моря платформу. Плоский рельеф этой части взморья осложнён многочисленными отмелями и островами, естественными бороздинами, искусственными судоходными каналами и каналами-рыбоходами, с отвалами грунта вдоль каналов. На этом мелководье происходит медленный плоскостной сток волжских вод, вследствие чего зона смешения речных и морских вод удалена на десятки километров от морского края дельты.

Климат

Климат района заповедника формируется под воздействием азиатского антициклона. Продолжительность солнечного сияния – до 2400 ч/год, суммарная солнечная радиация достигает 118 ккал/см². Сумма температур воздуха выше 10°С составляет 3500 – 3600°. Продолжительность теплого периода – более 250 дней. В среднем за год выпадает 180-200 мм осадков, главным образом в виде летних ливней. Общая годовая испаряемость – 1177 мм. Все это определяет сухость воздуха и почвы, частые засухи.

Влияние Каспийского моря на климат участков заповедника проявляется в том, что дневные температуры в среднем на 1 – 2° ниже, а ночные выше, воздух на 10 – 14% более влажный, чем на остальной территории дельты. Вследствие этого безморозный период длиннее на 15 – 30 дней.

Почвы

Почвообразование в низовьях дельты протекает на современных аллювиальных отложениях разного грануметрического состава. Почвы заповедника представлены аллювиальными луговыми насыщенными, аллювиальными луговыми карбонатными, аллювиальными лугово-болотными, аллювиальными болотными иловато-перегнойно-глеевыми типами, а также солончаками гидроморфными. Засоленные почвы, включая солончаки, распространены на относительно старых дельтовых островах у северных границ заповедника.

В почвенном отношении территорию заповедника можно разделить на три части – верхнюю, нижнюю и култучную.

Верхняя часть заповедника относительно «старая»: к двадцатым годам ХХ столетия она уже была сформирована. Эта часть расположена в пределах абсолютных отметок -24,7 — -25,7 м. В ее рельефе выделяются повышенные участки с четко выраженными прирусловыми валами высотой над урезом 1–2 м, внутриостровные равнинные участки с гривами и старицами на месте отмерших водотоков, а также плоскодонные ильменные понижения, в том числе обширное понижение, занятое пересыхающим ильменем Дамчик.

Здесь наиболее распространены почвы, относящиеся к типу аллювиальных лугово-болотных. Они формируются в условиях неглубокого (до 1,5 м) залегания грунтовых вод и достаточно длительного поверхностного затопления. Собственно аллювиальные лугово-болотные почвы (лугово-ильменные, по М.А. Горбуновой) развиваются под вейниковыми и пырейными лугами. Аллювиальные лугово-болотные оторфованные почвы (болотно-ильменные, по М.А. Горбуновой) формируются под тростниковыми, осоково-тростниковыми и осоковыми лугами. Под галофитной растительностью развиваются аллювиальные лугово-болотные засоленные почвы, а также солончаки луговые и болотные.  На прирусловых валах в верхней части заповедника формируются аллювиальные луговые насыщенные и карбонатные почвы.

Нижняя часть заповедника – территория, вышедшая на сушу на этапе быстрого понижения уровня моря в 30 – 40-х гг. Эта часть, занимающая абсолютные отметки от ‑25,7 до ‑26,5 м, включает низкие дельтовые острова со слабо выраженными прирусловыми валами высотой над урезом около 0,5 м.

Почвы нижней части развиваются в условиях длительного (3–4 месяца и более) затопления и близкого (менее 0,5 м) залегания грунтовых вод, вследствие чего все они сильно переувлажнены. Органические остатки, в большом количестве поступающие на поверхность почвы, в условиях переувлажнения гумифицируются слабо и накапливаются в виде торфянисто-перегнойной массы. Верхние горизонты, как правило, заилены за счет взвешенных речных наносов, аккумулирующихся в половодье.

На прирусловых валах под ивовыми лесами формируются аллювиальные болотные перегнойно-глеевые почвы. Внутри островов под тростниковыми лугами развиваются аллювиальные болотные иловато-перегнойно-глеевые почвы.

Култучная часть самая молодая: участки суши в ее пределах вышли из-под воды на этапе медленного отступания моря в 50 – 70-х гг. Современный подъем уровня моря привел к частичному затоплению култучной части, и в настоящее время она расположена между отметками ‑26,5 и ‑27,0 м.

Почвы култучной части занимают промежуточное положение между подводными органо-минеральными образованиями и аллювиальными болотными почвами, характерными для нижней части заповедника. Поверхностные горизонты этих почв заилены и содержат большое количество перегнивающих и оторфованных растительных остатков. На глубине 5–10 см они переходят в сильно переувлажненную минеральную толщу, представленную песчано-алевритовыми отложениями с включениями ракушечного детрита. На поверхности почв нередко можно обнаружить красноватый окисленный наилок. Эти почвы отнесены к аллювиальным болотным иловато-глеевым, чаще всего слабо сформированным.

На большей части территории заповедника в настоящее время распространены, в основном, различные разновидности аллювиальных лугово-болотных и аллювиальных болотных почв.

Особенности почв определяются, в первую очередь,  гидрологическими условиями их формирования (продолжительностью и высотой половодья, глубиной залегания грунтовых вод). В верхней части гидроморфизм в почвах проявляется слабее, чем в других; здесь развиты процессы гумусонакопления, отмечаются проявления галогенеза. В нижней части территории заповедника гидроморфизм усиливается, разложение большого количества органических остатков происходит в периодически анаэробных условиях, вследствие чего в почвах формируются торфянисто-перегнойные горизонты. Почвы култучной части характеризуются накоплением слабооторфованных растительных остатков, заиливанием поверхностных горизонтов и сильным переувлажнением почвенного профиля.

Благодаря исключительной мозаичности дельтового ландшафта, где органично сочетаются водные элементы (широкие и узкие волжские протоки, заливы и открытые акватории), участки суши (большие и малые острова, отмели) и растительность («галерейные» ивняки, заросли тростника и рогоза, влажные луга), формируется пусть и неброский, но крайне эстетичный, умиротворяющий водно-болотный пейзаж. В период цветения «каспийской розы», как называют лотос, ландшафт благодаря коврам, сотканным из многих сотен роскошных розовых бутонов, преображается в настоящую природную феерию.