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.

Флора Астраханского заповедника насчитывает более 314 видов сосудистых растений, относящихся к 64 семействам. Все виды флоры в зависимости от водного режима и их местообитания разделяются на следующие экологические группы: гидрофильную, гигрофильную, мезофильную, ксерофильную и галофильную.

Флора заповедника как часть растительного генофонда страны обладает целым рядом признаков и свойств, имеющих хозяйственное значение. К растениям, обладающим полезными свойствами, относятся: кормовые – 118 видов, лекарственные – 59, медоносные – 41, декоративные – 40, пищевые – 26, технические – 20, эфироносные – 10, красильные – 9, масличные – 6 видов. Сорные растения насчитывают 77 и ядовитые – 7 видов.

К широко распространенным растениям, а также имеющим хозяйственное значение, относятся ивы белая (ветла) и трехтычинковая (Salix alba L., S. triandra L.), ежевика сизая (Rubus caesius L.), тростник южный (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.), рогоз узколистный (Typha angustifolia L.), вейник наземный (Calamagrostis epigeios (L.) Roth), пырей ползучий (Elytrigia repens L.), двукисточник тростниковидный (Phalaroides arundinacea L.), полевица столонообразующая (Agrostis stolonifera L.), кендырь сарматский (Trachomitum sarmatiense Woodson), ежеголовник прямой (Sparganium erectum L.), лотос каспийский (Nelumbo caspica (Fisch. ex DC.) Fisch.), сусак зонтичный (Butomus umbellatus L.), рогульник (водяной орех, чилим) (Trapa natans L.), нимфейник щитолистный (Nymphoides peltata S.G.Gmel.), сальвиния плавающая (Savinia natans L.), многокоренник обыкновенный (Spirodela polyrhiza L.), ряска малая (Lemna minor L.), рдесты пронзеннолистный и гребенчатый (Potamogeton perfoliatus L., P. pectinatus L.), валлиснерия спиральная (Vallisneria spiralis L.), и роголистник темно-зеленый (Ceratophyllum demersum L.).

Разнообразие растительных сообществ, сложившихся в интразональных условиях, делает растительный мир Астраханского заповедника уникальным. Вследствие возрастания антропогенной трансформации ландшафтов и повышения нагрузки на природные экосистемы увеличивается роль заповедника как резервата. В настоящее время заповедник является местом сохранения флористического и ценотического богатства растительного мира и обеспечивает оптимальное функционирование растительных сообществ.

Растительность заповедника представлена четырьмя типами – кустарниковым, лесным, луговым и водным.

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.

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.

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.

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.

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.

Рельеф

Все три кластера Астраханского заповедника расположены в пределах нижней зоны дельты и мелководного устьевого взморья Волги, включающих нижнюю зону , култучную зону и зону авандельты.

Климат

Климат района заповедника формируется под воздействием азиатского антициклона. 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.

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.