Видовой состав растительности на заброшенных сельхозземлях в зоне южной тайги

BIOLOGICAL SCIENCES

ВИДОВОЙ СОСТАВ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА ЗАБРОШЕННЫХ СЕЛЬХОЗЗЕМЛЯХ В

ЗОНЕ ЮЖНОЙ ТАЙГИ

Новикова М.А.

кандидат сельскохозяйственных наук СПбГЛТУ старший преподаватель института химической переработки биомассы дерева

и техносферной безопасности Грязькин А.В.

доктор биологических наук, профессор института леса и природопользования СПбГЛТУ

Чан Чунг Тхань

аспирант института леса и природопользования СПбГЛТУ

Прокофьев А.Н.

аспирант института леса и природопользования СПбГЛТУ

Новиков Я.А.

магистрант института леса и природопользования СПбГЛТУ

THE FLORISTIC COMPOSITION OF THE FLORA OF DESERTED FARMLANDS IN THE ZONE

OF SOUTH TAIGA

Novikova M.

Saint-Petersburg State Forest Technical University, Candidate of Sciences in Agriculture Senior lecturer institute of chemical wood biomass processing and

technospheric safety Gryazkin A.

Saint-Petersburg State Forest Technical University, Doctor of Biological Science, Professor institute offorest and natural resources management

Tran Trun Thanh

Saint-Petersburg State Forest Technical University, Postgraduate Student institute of forest and natural resources management

Prokofev A.

Saint-Petersburg State Forest Technical University, Postgraduate Student institute of forest and natural resources management

Novikov Ya.

Saint-Petersburg State Forest Technical University, Student institute of forest and natural resources management

Аннотация

Объект исследования - заброшенные сельхозземли различной давности на территории Тверской области (зона южной тайги). Рельеф территории холмистый. Каждый из трех холмов исследовался в 4 направлениях - северный, южный, западный и восточный склоны, а также вершина холмов. Цель исследования - оценка видового разнообразия растительности на сельхозугодиях, заброшенных в разные периоды.

Учет растительности осуществлялся на круговых площадках по 10 м2. Древесная растительность представлена березой, сосной, осиной и ольхой. Часть деревьев имеют искусственное происхождение -это полезащитные полосы, рядовые посадки вдоль дорог и мелиоративных канав, одиночные деревья по кромкам полей. Численность деревьев варьирует в широких пределах - от 20 до 67 экз./га.

Подрост представлен в основном березой, осиной и сосной общей численностью до 2867 экз./га. В подлеске чаще всего ива козья и рябина обыкновенная, общей численностью от 33 до 2566 экз./га.

Установлено, что в составе живого напочвенного покрова на заброшенных сельхозземлях встречается 63 вида высших растений, преобладают злаки. Количество видов по отдельным элементам рельефа составляет 19-28 видов. В первые годы смена растительных ассоциаций происходит динамично. Видовой состав травостоя на бывших пашнях стабилизируется через 15-20 лет.

Abstract

The object of the research is the deserted agricultural territories of various ages, located in the territory of Tver' region (the zone of South taiga). The geography is hilly. Each of three hills was examined in 4 directions: North, South, Western and Eastern braes, as well as hill's peaks. The goal of the research is to assess the species diversity of the flora of farmlands deserted in various times.

The recordings of the flora have been accomplished at round landings 10 sq.m. each. The forest cover is represented by birches, pines, asps and alders. Some of trees are human-made, namely forest shelter belt, ordinary

filling-ups along roads and ameliorative ditches, scattered trees near fields' borders. The number of trees varies significantly - 20 to 67 pcs./hectare.

New growth is mainly represented by birch, asp and pine totalling up to 2867 pcs./hectare. There are goat willow and roan-tree in the understory, totalling 33 to 2566 pcs./hectare.

It is ascertained that forest live cover of deserted agricultural lands consists of 63 species of higher plants, mostly grass plants. The number of species which belong to various topographic features is 19-28 species. In the beginning years growing associations change dynamically. The floristic composition of the plant formation is being stabilized in 15-20 years.

Ключевые слова: береза, подлесок, живой напочвенный покров, сельхозземли.

Keywords: birch, forest understory, forest live cover, agricultural lands.

Введение. Проблема зарастания бывших сельхозугодий для России является актуальной до сегодняшнего дня. По данным министерства сельского хозяйства более 40 млн. га заброшенных пашен, сенокосов и пастбищ по всей стране нуждается в рекультивации [4-8]. Живой напочвенный покров, в частности травяной, играет огромную роль в жизни леса [1, 3, 8, 9, 10]. Устойчивый напочвенный покров, который представлен обычно теневыносливыми видами, появляется спустя 15-20 лет. В основном же, как правило, формируется характерный тип растительных формаций - березняк злаковый. Однако, березняк злаковый не отличается большой стабильностью и со временем сменяется одним из основных типов леса, соответствующих данным конкретным условиям [8, 9, 10].

Цель исследования - оценка видового разнообразия растительности на пашнях, заброшенных в разные периоды.

Объекты и методика. Объект исследования -заброшенные сельхозземли различной давности на территории Тверской области (зона южной тайги). Рельеф территории холмистый. На сельхозземлях в настоящее время произрастают деревья, которые были высажены или появились самосевом еще при использовании этих земель по назначению (полезащитные полосы, рядовые посадки вдоль дорог и мелиоративных канав, одиночные деревья по кромкам

полей). Возраст таких деревьев составляет 45-65 лет для лиственных пород, и около 100 лет для деревьев сосны. Деревья вдоль дорог использовались как снегозадерживающие, высажены они были в 1963-1964 годы. До посадки деревьев вдоль дорог устанавливались снегозадерживающие шалаши.

Каждый из трех холмов исследовался в 4 направлениях - северный, южный, западный и восточный склоны, а также вершина холмов и вниз по склону закладывались учетные площадки по известной методике [2, 3]. Учет и глазомерно-измери-тельная оценка естественного возобновления проводились по ходовым линиям, которые равномерно размещались на объекте. Для учета подроста и растительности нижних ярусов закладывались круговые учетные площадки с постоянным радиусом 178,5 см. При этом учитывалось состояние подроста, его количество, состав, встречаемость и структура по высоте. На круговых площадках учитывали также подлесок (состав, количество и структуру по высоте) и живой напочвенный покров (видовой состав, проективное покрытие и встречаемость по видам).

Результаты исследования. Обследование холмов по четырем склонам показывает, что в составе древостоев береза преобладает на вершинах холмов, по западным и восточным склонам (Таблица 1).

Таблица 1

Характеристика объектов исследования

Номер объекта Расположение опытного объекта С какого года земли заброшены Состав древесной растительности, % Примерный возраст деревьев, лет Общая численность деревьев, экз./га

1. западный склон 1998 7Б1С2Олс 65 42

2. восточный склон 1998 5Б1С4Ос 65 26

3. северный склон 1998 9Олс1Б 45 24

4. южный склон 2000 Возобновления древесными породами нет

5. восточный склон 1997 5Б5Ос 60 33

6. южный склон 1994 9Б1Ос+Е 65 20

7. западный склон 1997 9Б1Ос+С 60 36

8. северный склон 1997 6Б4Ос+Олс 55 30

9. восточный склон 1998 7Б2Ос1Олс 50 39

10. северный склон 1998 5Ос3Б2Олс 50 67

11. западный склон 1990 10Б+Олс 60 32

12. южный склон 1998 5Б1Ос4Олс 55 67

На бывших полях, сенокосах и пастбищах произрастают крупные деревья в количестве от 20 до 67 экз./га. С участием этих деревьев на заброшенных землях формируются лиственные молодняки, численность которых достигает 3 тыс./га (семенное

и вегетативное самовозобновление). В составе формирующихся лесных фитоценозов чаще всего участвуют одни и те же виды древесных растений: береза, осина, ольха. Береза присутствует на всех

объектах. Значительно реже, и в небольших количествах присутствуют сосна и ель (см. табл. 1).

В ходе исследования было установлено, что численность молодого поколения лесообразующих пород на заброшенных сельхозземлях, в зависимости от лесорастительных условий и давности изменения статуса земель, колеблется в широких пределах, от 240 до 2867 экз./га.

Как видно из таблицы состав, численность и другие характеристики молодого поколения древесных растений по объектам исследования сильно различаются. Это объясняется различной давностью изменения статуса земель и различиями условий местопроизрастания.

Таблица 2

Состав и численность подроста

№ п/п Экспозиция склона Численность, экз./га состав

1 западный склон 600 9Бпов1С

2 восточный склон 667 4Бпов3С3Ос

3 северный склон 240 7Бпов3С

4 южный склон возобновления древесными породами нет

5 восточный склон 633 5Бпов5Ос

6 южный склон 700 7Бпов1Ос1Бпуш+Д

7 западный склон 1800 9Бпов1Ос+Е

8 северный склон 900 6Бпов4Ос

9 восточный склон 1900 6Ос4Бпов+С

10 северный склон 2867 8Бпов2Ос+С

11 западный склон 732 7Е2Ос1Бпов

12 южный склон 267 6С4Бпов

В ходе исследования было установлено, что на склонах холмов возобновление идет в основном березой повислой. На объектах 9, 11 и 12 в составе формирующихся фитоценозов преобладают осина, сосна и ель. В зависимости от давности заброшенных полей в составе подроста нередко появляются сосна и ель (объекты 1 и 2, 3, 11, 12. Как видно из таблиц 1 и 2 ольха серая и осина преобладают на северных и восточных склонах холмов.

Подлесок представлен ивой козьей и рябиной обыкновенной, численность которого составляет от 33 до 2566 экз./га. Только на объекте 2 подлесок представлен яблоней обыкновенной, а на объекте 3 яблоня преобладает. Изредка на заброшенных землях появляется черемуха.

Таблица 3

Структура живого напочвенного покрова_

№ объекта Количество видов Проективное покрытие, % Количество видов по группам

злаки бобовые мелкотравье прочие

1 19 123 2 2 14 1

2 21 116 3 2 13 2

3 24 108 3 2 17 2

4 26 98 3 1 20 2

5 28 90 3 2 20 3

7 28 102 4 3 17 4

8 26 101 3 3 17 3

9 26 120 3 2 17 4

10 25 113 2 2 19 3

11 19 39 2 0 13 4

12 25 119 2 2 18 3

Видовой состав, количество подроста и подлеска зависит от вида их использования в прошлом (пастбища, сенокосы, пашни) и от характеристик почвы.

В составе живого напочвенного покрова встречается 63 вида высших растений и несколько видов зеленых мхов. При проведении учетных работ по отдельным объектам зафиксировано от 19 до 28 видов, табл. 3.

На южных и западных склонах преобладают злаки, иван-чай и клевер красный, на северных и восточных склонах преобладают дудник лесной, иван-да-марья, ежа сборная, хвощ полевой.

В целом, в составе травостоя преобладают злаки, клевер красный, зверобой, золотарник, хвощ полевой, табл. 4.

Таблица 4

Видовой состав доминантов на объектах исследования (встречаемость более 50%)_

Номер п/п Название вида Встречаемость вида, %

русское латинское

1 Василек луговой Centaurea jacea L 83,3

2 Дудник лесной Angelica sylvestris L. 66,7

3 Ежа сборная Dactylis glomerata L. 91,7

4 Зверобой перфорированный Hypericum perforatum L. 100

5 Земляника лесная Fragaria vesca L 58,3

6 Золотарник обыкновенный Solidago virgarea L 91,7

7 Иван-да-марья Melampyrum nemorosum L. 58,3

8 Иван чай Chamaenerion angustifolium L. 83,3

9 Клевер красный Trifolium pratense L. 91,7

10 Осот полевой Cirsium arvense (L.) Scop. 75,0

11 Лапчатка прямостоячая Potentilla erecta (L.) Raeusch. 75,0

12 Мыльнянка лекарственная Saponaria officinalis L. 58,3

13 Подмаренник настоящий Galium verum L. 75,0

14 Полынь горькая Artemisia absinthium L. 83,3

15 Тысячелистник обыкновенный Achillea millefolium L. 75,0

16 Хвощ полевой Equisetum arvense L. 100

Общее проективное покрытие доминирующих видов превышает 50%. Встречаемость этих видов на объектах исследования достигает 100%. На данной стадии развития лесных фитоценозов в составе живого напочвенного покрова лесные виды составляют не более 10 % от общего количества учтенных видов.

Выводы

Древесные породы, заселяющие земли, вышедшие из сельскохозяйственного пользования, представлены березой, осиной, ольхой. В единичных случаях встречаются и хвойные породы -сосна и ель. Общая численность лесообразующих пород достигает 2,9 тыс./га.

В составе подлеска на заброшенных землях сельскохозяйственного назначения встречается 4 вида. Численность подлеска на объектах исследования варьирует от 33 до 2566 экз./га.

В живом напочвенном покрове произрастает 63 вида высших растений и несколько видов зеленых мхов. На первой стадии развития лесных фитоценозов (15-20 лет) в составе живого напочвенного покрова лесные виды составляют не более 10 % от общего количества учтенных видов. В составе травостоя преобладают злаки, клевер красный, зверобой, золотарник, хвощ полевой.

Список литературы

1. Бельков В.П., Мартынов А.Н., Омельяненко А.Я. Регулирование травяного покрова в лесу. - М.: Лесная промышленность. 1974. - 112 с.

2. Грязькин, А.В. Пат. 2084129 РФ, МКИ C 6 A 01 G 23/00. Способ учета подроста. № 94022328/13; Заяв. 10.06.94; Опуб. 20.07.97, Бюл. №20

3. Грязькин А.В. Возобновительный потенциал таежных лесов (на примере ельников Северо-

Запада России): монография. - СПб. СПбГЛТА, 2001 - 188 с.

4. Голубева Л.В., Наквасина Е.Н. Зарастание древесной растительностью постагрогенных земель на карбонатных отложениях в Архангельской области // Изв. Санкт-Петербургской лесотехнической академии. - Вып. 210. - СПб. 2015 - С .25-36

5. Данилов, Д.А., Жигунов А.В., Красновидов А.Н. и др. Выращивание древесных насаждений на постагрогенных землях. - СПб. Изд-во Политехнического университета, 2016. - 130 с.

6. Данилов Д.А. Сукцессионные процессы на постагрогенных землях Ленинградской области // Леса России: политика, промышленность, наука, образование: материалы второй международной научно-технической конференции. - Том 1. - СПб, 2017. - С. 59-61.

7. Красновидов А.Н., Данилов Д.А., Рябинин Б.Н., Шестаков В.И. Перспективы выращивания лесных насаждений на землях, вышедших из сельскохозяйственного оборота // Изв. Санкт-Петербургской лесотехнической академии. - 2014. - С. 8091.

8. Оловяникова И.Н. Взаимотношения древесной и травяной растительности в лесных насаждениях на южных черноземах Балашовской области // Труды института леса, 1958, т. 43.

9. Татарников Д.В. Анализ природы сосуществования видов травяно-кустарничкового покрова в южно-таежном березняке // Экология. - 2005. - № 6. - С. 409-414.

10. Цветков В.Ф. Этюды экологии леса. - Архангельск. 2009. - 354 с.