ВЕСТНИК ЮЖНОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАН Том 6, № 4, 2010, стр. 84-95
БИОЛОГИЯ
УДК 591.524.2:633.2.03:502.574
НАЗЕМНАЯ ФАУНА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ПАСТБИЩНОЙ
НАГРУЗКИ
© 2010 г. Н.В. Лебедева12, А.В. Пономарёв1, Р.М. Савицкий12, Ю.Г. Арзанов1,
Л.П. Ильина1
В статье рассмотрены предварительные результаты исследований наземной фауны (герпетобионт-ных беспозвоночных и птиц) в градиенте пастбищной нагрузки. Показано, что степень нарушенности сухостепных сообществ в долине Маныча претерпевает трансформации. С изменением местообитаний изменяется состав сообществ.
Ключевые слова: пастбищная нагрузка, почвы, фауна беспозвоночных, орнитофауна, долина Маныча.
Создание органического (экологического) сельского хозяйства возможно при условии, если воздействие на природную среду при производстве продукции будет минимальным. Для этого необходимы не только знания о состоянии той или иной природно-хозяйственной системы, но и инструменты прогнозирования её изменений во времени. Решение этих вопросов достигается путём широкой постановки исследований на специальных стационарах, где при соблюдении принципов синхронности и синтопнос-ти исследуются отдельные компоненты системы, и при этом возможно достоверно установить их взаимосвязь и взаимовлияние. В условиях сухих степей долины Маныча пастбищное животноводство является наиболее рациональным способом ведения хозяйства, но только при оптимальной пастбищной нагрузке. Для достоверной оценки ситуации и прогноза целесообразно использовать метод физико-химического и биологического моделирования [1]. Работающая модель "Пастбища сухих степей долины Маныча" должна стать результатом многолетних наблюдений на стационарных участках по специальной программе. Фактором, который определяет различия в экосистемах пастбищ, находящихся на однородной территории и в конкретный период времени (а только в этом случае возможны корректные сравнения), является интенсивность выпаса. В качестве объектов наблюдений могут быть выбраны конкретные показатели состояния почвенной, растительной и фаунистической составляющих экосистемы. Из все-
1 Южный научный центр Российской академии наук, 344006, Ростов-на-Дону, пр. Чехова, 41; тел. (863) 250-98-12, (863) 25098-13; e-mail: lebedeva@ssc-ras.ru.
2 Азовский филиал Мурманского морского биологического института Кольского научного центра РАН, 344006, Ростов-на-Дону, пр. Чехова, 41; тел. (863) 250-98-06.
го фаунистического комплекса экосистемы для данной работы нами выбраны герпетобионтные беспозвоночные (паукообразные и жесткокрылые), а также птицы. Выбор первых в качестве объектов объясняется тем, что в почве находится около 80% всей фи-томассы степных растений [2], и герпетобионты испытывают воздействие физико-химических свойств почвы как непосредственно, так и опосредованно через состояние растительности. Птицы выбраны, поскольку известно, что выпас оказывает влияние на состав гнездящихся и кормящихся на пастбищах птиц в связи с тем, что изменение травостоя меняет гнездовой биотоп и кормовые стации [3-5].
Целью данного исследования было установление основных особенностей трансформации герпе-тобионтной фауны беспозвоночных и наземногнез-дящихся птиц в градиенте пастбищной нагрузки в сухих степях долины Маныча.
РАЙОН ИССЛЕДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Кумо-Манычская депрессия простирается между Азовским и Каспийским морями с северо-запада на юго-восток с включением долин Западного и Восточного Манычей и низовьев реки Кума и занимает область аккумулятивных равнин морского происхождения [6]. Климат континентальный, сухой, с резкими суточными и годовыми колебаниями температуры. Гидротермический коэффициент <0,7, сумма осадков 358-400 мм/год [7]. Рельеф территории к северу от Маныча представлен предскло-новой полого-наклонной денудационной равниной. В долине Маныча выделяется несколько террас: первая пойменная высотой 1-2 м, вторая 3-6 м, третья до 12-15 м над урезом воды. К четвертой тер-
агролшлшафты
растительность засоленных почв
[ягаошишО
Рис. 1. Схема расположения модельных участков с разной степенью пастбищной нагрузки (по [11])
расе относятся расположенные к северу от озера Маныч-Гудило бугры - гряды, вытянутые в широтном направлении. Восточная часть поймы занята большим количеством понижений с болотами и озерами [8]. Основными почвообразующими породами являются: карбонатные и карбонатно-суль-фатные лёссовидные суглинки и глины, глиногипсы (сульфатные породы), глинистые и тяжелосуглинистые породы аллювиального происхождения [9].
Для исследования состояния экосистемы под воздействием пастбищной нагрузки в 2009 г. (в апреле-июле и начале октября) проведено 5 комплексных исследований на базе научно-экспедиционного стационара "Маныч" Южного научного центра РАН. В его окрестностях были заложены 7 модельных участков по 1 га с преимущественно равнинным (0-1°) или слабопологим (1-2°) рельефом (рис. 1). Выбранным участкам свойственны основные стадии пастбищной дигрессии, выделенные согласно предварительным результатам геоботанических исследований с учетом литературных данных [10].
1. Выпаса нет - сообщества не трансформированы. Чаще всего это галофитные и луговые сообщества, где преобладают ковыли Stipa lessingiana, в меньшей степени S. capШata, реже S. ^тЫка и S. sapertanа), иногда житняк пустынный Agropyron cristatum (участок 1, рис. 1).
2. Минимальная - имеет место незначительное нарушение растительности под воздействием редкого выпаса, господствуют ковыли Stipa lessingiana, S. capШata, реже S. ukrainica, S. sapertanа. Это так
называемая ковыльная стадия пастбищной дигрессии. Подобные сообщества могут встречаться на расстоянии 2 км и более от ферм на изолированных участках (участок 2).
3. Слабая - сбой растительности носит регулярный, ежегодный характер. Господствует типчак Festuca valesiaca s.l., поэтому эту степень нарушен-ности можно соотнести с типчаковой стадией пастбищной дигрессии. На этой стадии, как правило, наблюдается максимальное проективное покрытие и продуктивность сообществ (формируется на расстоянии 700-1800 м от ферм) (участок 3).
4. Умеренная - сбой носит значительный характер, доминируют житняк гребенчатый Agropyron cistatum, полыни Artemisia lerchiana и A. santonica для засоленных почв и A.austriaca - для слабоза-соленных участков, ромашник Matricaria perforata, что позволяет считать эту степень нарушенности близкой к житняково-полынной стадии пастбищной дигрессии. Обычно наблюдается на расстоянии 400-700 м от ферм (участок 4) .
5. Сильная - как правило, происходит замещение коренных степных сообществ рудеральными с доминированием мятлика живородящего Poa crispa (условно соответствует мятлицевой стадии пастбищной дигрессии). Обычно наблюдается вокруг ферм и отдельных кошар на расстоянии 100-400 м (участки 6, 7) .
6. Очень сильная - в целом соответствует эфемеровой стадии, при этом в степных сообществах преобладают однолетники-эфемеры и гемиэфи-
меры (рогач песчаный СегаШсагрш агепапт, хо-риспора нежная СНопзрота tenella, пастушья сумка СарзвПа Ьигза-разОпз, костер японский Бтотш ]аротеш, костер щетинистый Б. ядыаггояш и др.) характеризуются минимальными значениями проективного покрытия и располагаются вблизи крупных животноводческих ферм, водопоев и населенных пунктов (участок 5).
На каждом из них одновременно исследованы различные компоненты экосистемы: почвы, растительность, животное население. В образцах почв, отобранных на глубине 0-20 см и 20-50 см, определены морфолого-генетические показатели (цвет, структура, гранулометрический состав, новообразования и др.), влажность, плотность, сухой остаток, карбонаты и гумус по общепринятым методикам [12-15].
Выполнен таксономический и экологический анализ герпетобионтной фауны беспозвоночных и орнитофауны. Для сравнения выбраны представители отрядов Агапе1 и ОрШопез, Coleoptera, таксономия и экология которых наиболее изучена для этой территории [16-18]. Сбор беспозвоночных проводили с применением почвенных ловушек: пластиковых стаканов с 7%-ной уксусной кислоты в качестве консерванта, выставленных в каждом модельном участке в линию по 10 штук с экспозицией от 5 до 10 дней. Всего за время проведения учетов отработано 600 ловушко-суток (л/сут). При анализе сборов жесткокрылых была использована система группировки видов исходя из экологических характеристик. По отношению к влажности выделены 3 комплекса: гигрофилы, мезофилы и ксерофилы; по трофическому предпочтению - 4 комплекса: фитофаги, хищники, миксофаги и сап-рофаги. По предпочитаемым ландшафтам выделены комплексы: степной, эвритопный и луговой. Выбор герпетобионтных видов-доминантов модельных участков проведен с учетом динамической плотности вида в течение периода исследования.
Учеты наземногнездящихся птиц проведены на выбранных площадках в утренние часы в период гнездования воробьиных птиц в мае-июне. Плотность гнездящихся видов рассчитана в пар/10 га. Учитывали также другие виды, которые кормились на модельных участках. Анализ сравнения фаун выполнен с помощью коэффициента Жаккара.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Почвы. На исследуемых модельных участках формируются следующие разновидности почв: каштановые карбонатные почвы (незасоленные) и каштановые разной степени солонцеватости почвы (слабосолоцеватые, среднесолонцеватые и сильносолонцеватые) [19]. Следует отметить, что только один участок с отсутствием пастбищной нагрузки
не засолен. Остальные участки представлены каштановыми солонцеватыми почвами разной степени засоления. Наиболее засолены почвенные горизонты пастбищ: на глубине 20-50 см, в которых содержание легкорастворимых солей (сухой остаток) составляло 0,95-1,32% (табл. 1).
Все образцы почв наиболее увлажнены на глубине 20-50 см (46,37-56,18%). При интенсивной пастбищной нагрузке наблюдается выбивание почв скотом (перевыпас), что сопровождается возрастанием щебнистости и каменистости на поверхности почвы. При этом увеличивается плотность верхних горизонтов до 1,09-1,26 г/см3. Максимальное количество карбонатов отмечено на глубине 20-50 см (табл. 1). Содержание гумуса в верхних горизонтах на участках без выпаса составляло 3,60-
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.