ЭКОЛОГИЯ, 2014, № 4, с. 243-249
УДК 581.526.53
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ЗАСУШЛИВЫХ СТЕПЕЙ ПРЕДУРАЛЬЯ
© 2014 г. А. М. Русанов
Оренбургский государственный университет 460018 Оренбург, просп. Победы, 13 e-mail: soilec@esoo.ru Поступила в редакцию 28.08.2013 г.
Представлены результаты исследования изменений видового состава, геоботанических характеристик и продуктивности естественной растительности засушливых степей Предуралья за последние десятилетия (1977—2012 гг.). Рассмотрено значение почвенного фактора в процессах трансформации зональной растительности. Показано возрастание роли засушливых степей в качестве естественного барьера на пути опустынивания.
Ключевые слова: аридные экосистемы, растительные сообщества, черноземы, экологическая емкость пастбищ, амфифильные свойства гумуса, плотность почв.
Б01: 10.7868/80367059714040118
Засушливые степи занимают пограничное положение между аридными экосистемами и настоящей степью. Расположенные в семиаридной биоклиматической зоне ландшафты засушливых степей имеют признаки как южных аридных биогеоценозов (сложная и контрастная структура почвенного покрова за счет ареалов засоленных почв, солончаков и солонцов, значительные площади, занятые галофитной растительностью), так и северных, типично степных (доминирование злаков и фоновых черноземов среднегумусных с бонитетом 60—70 баллов). В условиях повышения засушливости климата (Залибеков, 1997) они одновременно являются индикаторами и объектами опустынивания. Кроме того, географическое положение засушливых степей предопределило их важную экологическую биосферную роль, которая сводится к выполнению барьерной функции на пути аридизации северных территорий.
Более 80% территории засушливых степей Предуралья приходится на земли сельскохозяйственного назначения, поэтому наибольший вклад в снижение отрицательного воздействия на биогеоценозы сухого и жаркого климата вносят травянистые экосистемы естественных пастбищ и сенокосов. Многоярусный сомкнутый травостой, в котором доминируют злаки-ксерофиты с невысоким значением коэффициента транспирации, защищает поверхность почв от прямых солнечных лучей, снижая испарение почвенной влаги, а именно преобладание испарения над поступлением влаги с атмосферными
осадками является главной особенностью аридных экосистем.
Помимо климата, оказывают воздействие на пастбищные и сенокосные экосистемы их хозяйственное использование, уровень антропогенных нагрузок, которые во многом определяют экологическое состояние ландшафтов засушливой степи. Период интенсивного использования сенокосных агроландшафтов приходится на 70-80-е годы прошлого века. В отдельные годы территории пастбищ использовались под сенокошение, а при смене обстоятельств на сенокосах производился выпас. Одновременный рост поголовья выпасаемого скота привел к несоответствию пастбищных нагрузок экологической емкости травянистых экосистем. В результате получили развитие явления пастбищной дигрессии — снижение видового разнообразия и замена злаковых видов трав на из-реженное малопродуктивное разнотравье (Горча-ковский, Рябинина, 1981; Сафонов и др., 1995).
В начале 90-х годов XX в. произошли существенные изменения в сельскохозяйственном секторе экономики. Одним из их результатов стало стихийное сокращение поголовья выпасаемых сельскохозяйственных животных. Начавшийся период снижения нагрузки на травянистые экосистемы с долей условности можно назвать историческим, так как с момента начала аграрного освоения степной зоны Предуралья (XVIII в.) до конца ХХ в., не считая коротких промежутков времени, происходило лишь нарастание антропогенного влияния на степные ландшафты.
Перечисленные выше явления определили необходимость оценки современного состояния растительных сообществ травянистых экосистем засушливых степей и выявить механизмы их трансформации.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объектом работ послужили травянистые экосистемы бывшего совхоза им. Димитрова Илек-ского района Оренбургской области (в настоящее время ООО Племзавод "Дмитровский"), которые по земельному учету отнесены к пастбищам и сенокосам. Основой исследования послужил сбор данных и анализ результатов двух туров геоботанического обследования. Первый из них выполнен в 1977 г. сотрудниками института "Волгоги-прозем" Минсельхоза РСФСР. Повторное геоботаническое исследование в сочетании с изучением свойств почв проведено сотрудниками Оренбургского государственного университета в 2010—2012 гг. Оба этапа работ выполнялись с участием автора статьи по единым методикам (Общесоюзная инструкция, 1984; Раменский, 1971; Миркин, 1984) в начале пастбищного периода (конец мая), когда большинство видов растений, слагающие фито-ценозы, находились в одной фазе вегетации. Для выявления причин трансформации естественной растительности засушливых степей во время проведения второго тура исследования были изучены некоторые химические (Агрохимические методы исследования почв, 1975) и физические (Шеин и др., 2001) свойства черноземов, в том числе ам-фифильные свойства гумуса (Милановский, 2009).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Территория объекта исследования расположена в пределах засушливой степи с черноземами южными и аллювиальными почвами. Травянистые экосистемы располагаются на слабовсхолмленной равнине и в пойме р. Черной. Общая площадь обследованных степных ландшафтов составила 4187 га. По состоянию на 1977 г. в хозяйстве числилось 9940 условных голов скота, соответственно пастбищная нагрузка оказалась равной 2.37 условным единицам на 1 га.
Исходя из особенностей ландшафтов исследованной территории, засушливые степи на черноземах южных по выровненным водоразделам, получившие распространение на площади 1937 га, были представлены следующими растительными сообществами: ковыльное (Stipa lessingiana Trin. е! Rupr. + Stipa capillata L), полынково-ковыль-ное (Stipa lessingiana + Artemisia austriaca Jacq.), полынковое (Artemisia austriaca), рогачево-споры-шевое (Polygonum aviculare L. s. str. + Ceratocarpus arenarius L.), лебедовое (Atriplex verrucifera Bieb.). Улучшенные пастбища были засеяны эспарцетом
посевным (OnobrychissativaL.). На смытых черноземах покатых склонов на 387 га выявлены типча-ково-белополынное (Artemisia аbsinthium + Festula valesiaca Gaud.), полынково-рогачевое (Ceratocar-pus arenarius + Artemisia austriaca) и полынковое (Artemisia austriaca) сообщества, а к галофитным аналогам засушливых степей (578 га) на черноземах солонцеватых и солонцах глубоких были приурочены лебедово-рогачевое (Ceratocarpus arenarius + Atriplex verrucifera) и белополынно-лебедовое (Atriplex verrucifera + Artemisia аbsinthium) сообщества; к пятнам солонцов средних — прутняковое (Kochiaprostratа L.). На 1285 га остепненных и сухих пойменных лугов на аллювиальных почвах в зависимости от условий увлажнения сформировались осоково-пырейное (Elytrigia repens L. + Carex stenophylla Wahlenb.) сообщество, разнотравно-пы-рейное, в котором, помимо доминантного вида (Elytrigia repens), в значительном количестве присутствуют клевер луговой (Trifoliumpratensе L.), мята полевая (Mentha arvensis L.) и шалфей сухостеп-ной (Salvia tesquicola Klok. е! Pobed.), и спорышево-лебедовый (Atriplex sagittata Borkh. + Poligonum aviculare L.) фитоценоз (табл. 1). Таким образом, в различной степени сбитая растительность занимала 2803 га, или 67% обследованной площади, что свидетельствует о чрезмерных пастбищных нагрузках, которые испытывали на себе степные биогеоценозы.
В 2012 г. количество выпасаемого скота на обследованной площади равнялось 3633.5 усл. ед.; на 1 га степных территорий приходилось 0.87 условных голов. Следовательно, за последние десятилетия нагрузка на травянистые экосистемы сократилась в 2.7 раза, что повлияло на изменение их видового состава и геоботанических показателей.
Равнинные территории засушливых степей на момент повторного исследования занимали тип-чаково-ковыльное (Stipa lessingiana + Festula valesiaca), ковыльное (Stipa lessingiana), полынково-ковыльное (Stipa lessingiana + Artemisia austriaca), полынково-типчаковое (Festula valesiaca + Artemisia austriaca), лебедово-полынковое (Artemisia austriaca + Atriplex verrucifera) и эспарцетовое (Ono-brychis sativa) сообщества. На склоновых ландшафтах получили распространение ковыльный (Stipa capillata), рогачево-ковыльный (Stipa capillata + Ceratocarpus arenarius) и полынково-типча-ковый (Festula valesiaca + Artemisia austriaca) фи-тоценозы, а на черноземах солонцеватых и солонцах — полынково-ковыльное (Stipa lessingiana + + Artemisia austriaca), типчаково-полынковое (Artemisia austriaca + Festula valesiaca) и типчаково-прутняковое (Kochia prostrata + Festula valesiaca) сообщества. Растительность остепнённых и сухих лугов была представлена разнотравно-пырейным сообществом с доминированием пырея ползучего (Elytrigia repens) и участием таких видов, как мятлики узколистный (Poa angustifolia L.) и луговой
Таблица 1. Трансформация растительности степных ландшафтов в результате снижения пастбищных нагрузок
Геоботанические показатели естественной растительности
Подтип ландшафта, площадь, га Растительные сообщества, площадь, га* проективное покрытие травостоя, % высота травостоя, см количество ярусов воздушно-сухая фи-томасса, ц/га
Засушливые степи на чернозе- Ковыльное , 107 8 0-8 5 3 5 -40 2 46.6
мах южных по выровненным водоразделам, 1937 Типчаково-ковыльное, 196 Полынков о-ковыльн ое, 35 1 Ковыльное, 263 8 5-90 70-80 7 5-85 3 0-40 25-35 3 5 - 40 2 -3 2 -3 2 -3 5 1.1 4 0.1 44.5
Полынко во е , 1 113 45 - 50 1 5 - 18 2 1 3.1
Полынково-ковыльное, 959 5 5 - 60 25-35 2 -3 23.5
Рогачево-полынковое, 16 5 40 - 45 1 2 - 15 2 8 .8
Типчаковое полынковое, 278 5 5 - 65 22-25 2 -3 1 6.5
Лебедов ое, 12 5 40 - 50 1 6 - 18 1 -2 9. 9
Лебедово-полынковое, 165 40 - 45 12 - 15 2 8 . 5
Эс парцетовое, 76 Эспарцетовое, 76 8 5 - 90 6 5 - 70 3 5 -40 3 0-35 1 -2 2 -3 55.6 39.4
Засушливые степи на черноземах южных по склонам различных экспозиций, 387 Тип ча ко во -бел опо-лынно е , 1 58 Ковыльное, 44 Полынков о-р огачев ое, 15 4 5 5 -
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.