Мониторинг трансформации растительных сообществ в пустынной зоне под влиянием антропогенных факторов

УДК 574.4

МОНИТОРИНГ ТРАНСФОРМАЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ В ПУСТЫННОЙ ЗОНЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ

© К.В. Маштыков

Ключевые слова: растительные сообщества; мониторинг; регрессивная сукцессия.

В статье приведены данные мониторинга растительных сообществ в пустынной зоне Республики Калмыкия, выявлена трансформация пастбищных полигонов, даны рекомендации по использованию кормовых угодий.

В Калмыкии наблюдающийся в настоящее время рост поголовья скота по сравнению с серединой 90-х гг. прошлого столетия [1] обусловливает регрессивную сукцессию пастбищной растительности, которую принято называть «пастбищной дигрессией» [2]. Она протекает с обеднением флористического состава и падением общей фитомассы. В связи с этим сохранение кормовой базы для целей пастбищного животноводства предполагает не только внедрение адаптивных технологий использования естественных кормовых угодий, но и детальное изучение современного состояния растительности на территориях, подверженных активной антропогенной трансформации. В связи с этим в нашем исследовании проводился мониторинг трансформации растительных сообществ в аридных условиях северо-западной части Прикаспийской низменности в пределах пастбищных полигонов одного из сельскохозяйственных предприятий, расположенных в ее пределах.

Пастбищные угодья объекта исследований согласно природно-географическому районированию Республики Калмыкия расположены в Прикаспийской низменности, по природно-сельскохозяйственному районированию - в пустынной зоне [3].

Изучаемая территория представляет собой слабоволнистую равнину с выраженным микрорельефом. Равнинность нарушается довольно крупным массивом оголенных мелкобугристых песков вблизи центральной усадьбы хозяйства. Зональными почвами являются бурые, занимающие выровненные участки рельефа. Встречаются они, как правило, в комплексе с солонцами, составляя основной фон. Пески чаще всего встречаются в сочетании со слаборазвитыми бурыми почвами песчаного гранулометрического состава. Общая площадь землепользования - 96308 га [3].

Для выбора репрезентативных ключевых участков была выполнена обработка геоботанической карты масштаба 1:25000. Исходя из анализа выполненной обработки геоботанической карты были выбраны 10 ключевых участков, различающиеся по типу почв, растительности, степени пастбищной дигрессии. Для анализа ретроспективной ситуации был создан ГИС-пакет в программе Мар1п£з, включающий в себя следующие слои: почвенный покров, основные растительные сообщества, урожайность, стадии пастбищной дигрессии.

В основу работы положен материал по мониторингу трансформации растительных сообществ, собранный во время комплексных экспедиций, проводимых БНУ РК «ИКИАТ» (2012, 2013 гг.). Во время полевых исследований 2012-2013 гг. на ключевых участках проводился комплекс исследований, включавший стандартное геоботаническое описание участков [4-7].

В период осенней и весенней вегетации в пределах исследуемых пастбищных полигонов отмечены следующие растительные сообщества: мятликово-

лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa), кост-рово-чернополынно-лерхополынное (Artemisia

lerchiana- Artemisia pauciflora-Anisantha tectorum), од-нолетниково-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa capillata-Ephemerosa), однолетниково-лерхополынно-чернополынное (Artemisia pauciflora-Artemisia lerchiana-Ephemerosa), мятликово-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa lessingiana-Poa bulbosa), мятликово-кострово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Anisantha tectorum-Poa bulbosa), мятликовое с участием полыни Лерха (Poa bulbosa, Artemisia lerchiana). На объектах исследования доминирующими видами почв являются зональные бурые супесчаные полупустынные, бурые солонцеватые легкосуглинистые, солонцы средние и закрепленные пески.

Растительное сообщество мятликово-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa lessingiana-Poa bulbosa) на бурых солонцеватых легкосуглинистых почвах. Общее проективное покрытие данного сообщества менее 5 %, однако, в весенний период оно выше -30 %. Снижение проективного покрытия в течение вегетационного сезона связано с чрезмерным стравливанием. Растительность практически отсутствует, однако имеются дернины мятлика и ковыля, сухие побеги полыни Лерха (Artemisia lerchiana). Аспект сообщества -бурый, в связи с практически отсутствием растительности. Общее количество видов - 8, кроме приведенных выше доминантов сообщества отмечены эфемер неравноцветник кровельный (Anisantha tectorum), многолетник осока узколистная (Carex stenophylla) и руде-ральный вид - клоповник мусорный (Lepidium ruderale). Прутняк (Kochia prostrata) и тонконог (Koeleria cristata) в период осенней вегетации были отмечены лишь единично. Стадия пастбищной дигрессии - III. Урожайность - 5,4 ц/га.

1532

Таблица 1

Сравнительный анализ растительных сообществ за 1992 и 2012-2013 гг.

№ п/п Точки GPS Тип почв Растительное сообщество 1992 г. Растительное сообщество 2012-2013 гг.

1 525 Бурые супесчаные и песчаные в комплексе с солонцами Мятликово-чернополынно-лерхопо-лынное (Artemisia lerchiana-Artemisia pauciflora-Poa bulbosa) стадия ПД-II Кострово-чернополынно-лерхополын-ное (Artemisia lerchiana- Artemisia pa-uciflora-Anisantha tectorum) стадия ПД-III

2 528 Бурые солонцеватые легкосуглинистые Мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa) стадия ПД-III Мятликово-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa lessingiana-Poa bulbosa) стадия ПД-III

3 529 Бурые солонцеватые легкосуглинистые Мятликово-злаково-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poaceta-Poa bulbosa) стадия ПД-III Мятликово-кострово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Anisantha tectorum-Poa bulbosa) стадия ПД-IV

4 531 Бурые супесчаные и песчаные в комплексе с солонцами Мятликово-чернополынно-лерхопо-лынное (Poa bulbosa-Artemisia pauci-flora-Artemisia lerchiana) стадия ПД-II Мятликово-чернополынно-лерхопо-лынное (Poa bulbosa-Artemisia pauci-flora-Artemisia lerchiana) стадия ПД- III

5 532 Солонцы средние Мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa) стадия ПД-III Мятликовое с участием полыни Лерха (Poa bulbosa, Artemisia lerchiana) стадия ПД-IV

6 837 Бурые солонцеватые легкосуглинистые Лерхополынно-ковыльное (Stipa capil-lata-Artemisia lerchiana) стадия ПД-I Лерхополынно-ковыльно- костровое (Anisantha tectorum- Stipa capillata-Ar-temisia lerchiana) стадия ПД-IV

7 838 Бурые супесчаные и песчаные Лерхополынно-житняковое (Agropy-ron fragile-Artemisia lerchiana) стадия ПД-I Мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa) стадия ПД-II

8 839 Бурые супесчаные и песчаные Однолетниково-злаково-лерхополын-ное (Artemisia lerchiana-Poaceta-Ephe-merosa) стадия ПД-II Однолетниково-ковыльно-лерхопо-лынное (Artemisia lerchiana-Stipa ca-pillata-Ephemerosa) стадия ПД-III

9 840 Закрепленные пески Лерхополынно-житняковое (Agropron fragile-Artemisia lerchiana) стадия ПД-I Мятликово-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa lessingiana-Poa bulbosa) стадия ПД-II

10 841 Солонцы мелкие Мятликово-лерхополынно-чернопо-лынное (Artemisia pauciflora-Artemisia lerchiana-Poa bulbosa) стадия ПД-II Однолетниково-лерхополынно-черно-полынное (Artemisia pauciflora-Artemi-sia lerchiana-Ephemerosa) стадия ПД-III

Растительное сообщество мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa) на бурых супесчаных полупустынных почвах. Общее проективное покрытие 20 %. Высота основной массы травостоя составляет

5 см, аспект буро-зеленый. Доминантом является полынь Лерха (A. lerchiana), также отмечены такие виды кормовых растений, как астрагал пушистоцветковый (Astragalus dasyanthus), осока узколистная (C. stenophylla), полынь черная (Artemisia pauciflora), типчак (Festuca valesiaca) и др. Эфемеры и эфемероиды представлены мятликом луковичным (P. bulbosa), не-равноцветником кровельным (A. tectorum), клоповником мусорным (Lepidium ruderale), вероникой весенней (Veronica verna). В сообществе отмечено большое количество представителей из семейства маревых: ежов-ник безлистный (Anabasis aphylla), камфоросма (Camphorosma monspeliaca), марь красная (Chenopo-dium rubrum), что нехарактерно для данной территории. Урожайность - 3,0 ц/га. Выявлена сильная степень

стравливания. В целях предотвращения дальнейшей деградации пастбищ, составленных сообществами данного типа, необходимо снизить на них антропогенную нагрузку, т. к. бурые супесчаные почвы, имея легкий механический состав, сильно подвержены процессам опустынивания.

Растительное сообщество однолетниково-лерхопо-лынно-чернополынное (Artemisia pauciflora-Artemisia lerchiana-Ephemerosa) на солонцах. Доминантами растительного сообщества являются полынь черная (A. pauciflora) и полынь Лерха (A. lerchiana), содоминан-тами являются злаки мятлик луковичный (P. bulbosa) и неравноцветник кровельный (A. tectorum). Общее проективное покрытие сообщества - 40 %. Высота растений изучаемого сообщества в весенний период составила 10-15 см. Описанный фитоценоз не был стравлен весною. Общее видовое разнообразие насчитывает

6 видов. Аспект сообщества - зелено-бурый. В период осенней вегетации аспект сообщества сменялся на бу-

1533

рый цвет. Отмечали сильную степень антропогенного воздействия. При стравливании зеленая надземная фитомасса растений практически отсутствует, преобладает дернина ковыля и каудекс полыней черной и Лерха (A. pauciflora, A. lerchiana). В сухом виде отмечен эфемер неравноцветник кровельный (A. tectorum) и эфемероид мятлик луковичный (P. bulbosa) - в фазе активной вегетации. Проективное покрытие снизилось в 2 раза по сравнению с весенней вегетацией. Стадия пастбищной дигрессии - III. Урожайность - 2,9 ц/га.

Растительное сообщество мятликово-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa lessingiana-Poa bulbosa) на закрепленных песках. Аспект фитоценоза - сизый. Проективное покрытие - 45 %. Характер задернения - рыхлокустовое. Доминантом растительного сообщества является полынь Лерха (A. lerchiana), проективное покрытие - 40 %. Средняя высота основного травостоя - 12 см, отмечено сильное стравливание. Содоминантами являются злаки ковыль Лессинга (S. lessingiana) и мятлик луковичный (P. bulbosa). Также отмечены злаки типчак (F. valesiaca), неравноцвет-ник кровельный (A. tectorum), мортук восточный (Eremopyrum orientale).

При сравнительном анализе растительных сообществ за 1992 и 2012-2013 гг. были выявлены следующие различия (табл. 1).

При сравнительном анализе полевых данных 20122013 гг. с данными 1992 г. [3] видно, что происходит ухудшение состояние пастбищ. Лерхополынно-житняковое сообщество (точка GPS 838) сменяется на мятликово-лерхополынные. Ухудшение пастбищ связано с выпадением из доминантов сообщества житняка, который является ценным кормовым растением.

На мелких солонцах (точка GPS 841) в лерхопо-лынно-чернополынном растительном сообществе произошло увеличение участия однолетников, снижение проективного покрытия полыни черной (A. pauciflora) с 70 % в 1992 г. до 15 %, что свидетельствует об ухудшении состояния пастбищных угодий.

На бурых солонцеватых легкосуглинистых почвах лерхополынно-ковыльное сообщество сменилось лер-хополынно-ковыльно-костровым. Проективное покрытие костра (A. tectorum) составило 55 %, а проективное покрытие ковыля Лессинга (S. lessingiana), полыни Лерха (A. lerchiana) и пижмы тысячелистниковой (Tanacetum achillefolium) - менее 5 %, в результате кормовая ценность пастбищ стала очень низкой, а риск пожароопасной ситуации стал выше. Стадия пастбищной дигрессии сменилась с I на IV.

Таким образом, при анализе антропогенной трансформации пастбищ изучаемых полигонов были выявлены деградационные процессы, проявляющиеся в

смене доминантов растительных сообществ, увеличении доли участия в фитоценозах однолетних видов (костра, мортука восточного, клоповника мусорного), что привело к снижению кормовой ценности пастбищ. Снижение проективного покрытия и общей фитомассы растительных сообществ позволяет судить о происходящей активной сукцессии, направленной в сторону регрессии. Для предотвращения дальнейшей деградации пастбищ и увеличения кормовой ценности растительных сообществ необходимо соблюдать следующие рекомендации:

1) четко отслеживать соблюдение принципа соответствия природной емкости пастбищ с численностью выпасающихся на них животных;

2) использовать пастбищные полигоны в зависимости от физиологической приспособленности доминирующих видов растений к стравливанию: полынные сообщества использовать в осенне-зимний период, а разнотравно-злаковые сообщества в весенний и раннелетний периоды;

3) провести фитомелиоративные работы по посадке псаммофитов первого порядка на территории открытых песчаных массивов и прилегающих к ним территориям.

ЛИТЕРАТУРА

1. Проект концепции социально-экономического развития Республики Калмыкия на период до 2015 года. Элиста, 2011.

2. Работное Т.А. Фитоценология. 3-е изд. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1992. 350 с.

3. Материалы геоботанического обследования природных кормовых угодий совхоза «Эрдниевский» Юстинского района Калмыцкой ССР. Элиста: Ин-т ЮЖГИПРОЗЕМ, 1992. 53 с.

4. Раменский Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова. Л.: Наука, 1971. 334 с.

5. Злобин Ю.А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений. Казань, 1989. 147 с.

6. Юнусбаее У.Б. Оптимизация нагрузки на естественные степные пастбища: метод. пособие. Саратов: Научная книга, 2001. 48 с.

7. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). Русское изд. СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с.

Поступила в редакцию 7 июля 2014 г.

Mashtykov K.V. MONITORING OF TRANSFORMATION OF PLANT COMMUNITIES IN DESERT ZONE UNDER THE INFLUENCE OF ANTHROPOGENIC FACTORS

This article presents the monitoring data of plant communities in the desert area of the Republic of Kalmykia, identifies transformation of pasture polygons and gives the recommendations on the use of forage land.

Key words: plant communities; monitoring; regressive succession.

Маштыков Кирилл Владимирович, Институт комплексных исследований аридных территорий, г. Элиста, Республика Калмыкия, Российская Федерация, научный сотрудник, e-mail: kirill.mashtykov@mail.ru

Mashtykov Kirill Vladimirovich, Institute of Complex Research of Arid Areas, Elista, Republic of Kalmykia, Russian Federation, Scientific Worker, e-mail: kirill.mashtykov@mail.ru

1534