Сукцессионные изменения пастбищных угодий пустынной зоны Республики Калмыкия под влиянием антропогенных факторов

ВЕСТНИК ИНСТИТУТА

МАШТЫКОВ К. В., УЛАНОВА С. С.

СУКЦЕССИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПАСТБИЩНЫХ УГОДИЙ ПУСТЫННОЙ ЗОНЫ РЕСПУБЛИКИ КАЛМЫКИЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ1

Аннотация: В статье рассмотрен мониторинг пастбищных угодий под влиянием перевыпаса, выполнено описание флористического состава растительности фитоценозов.

Ключевые слова: пастбищная дигрессия, допустимая пастбищная нагрузка, кормовая ценность пастбищ, урожайность.

Влияние выпаса на растительность пустынной зоны имеет огромное значение. При умеренном выпасе обеспечивается возобновление растений, сохраняется видовое разнообразие растительного покрова, качество и количество пастбищного корма [1, 2, 3]. При недостаточном выпасе или его отсутствии накапливается ветошь злаковых растений, снижается возобновление новых побегов, увеличивается объем старики у полыней, что повышает вероятность возникновения пожаров [4, 5]. При чрезмерном выпасе снижается способность к образованию новых побегов, связанная с перерасходом запасных питательных веществ в многолетних органах растений. Следствием этого является формирование малого количества цветков, а затем и плодов и семян, возможности возобновления растений снижаются. Усиление пастбищной нагрузки ведет к пастбищной дигрессии [1,2, 6].

Пастбищная дигрессия относится к аллогенным сукцессиям регрессивного типа [6]. Она характеризуется обеднением флористического состава, снижением высоты травостоя и проективного покрытия фитоценозов. На последних стадиях пастбищной дигрессии в пустынной зоне разрастаются однолетники, эфемероиды и непоедаемые многолетники. В травостое деградированных пастбищ нет ценных в кормовом отношении видов растений, которые произрастали или могут произрастать в этих условиях, т. е. фитоценозы характеризуются флористической неполночленностью.

В связи с ростом поголовья скота, наблюдающегося в последнее время в восточных районах Республики Калмыкия, необходимо четко отслеживать динамику состояния фитоценозов и своевременно реагировать в случае их ухудшения, чтобы вовремя остановить процессы дигрессии, так как почвы пустынной зоны Республики Калмыкия являются очень уязвимыми.

Цепью проводимых исследований является мониторинг пастбищных угодий пустынной зоны Республики Калмыкия на примере ключевых участков Эрдниевского сельского муниципального образования (СМО) Юстинского района.

Объектом исследования были выбраны пастбищные полигоны Эрдниевского СМО Юстинского района, которые согласно природно-географическому районированию Республики Калмыкия расположены на Прикаспийской низменности, по природно-сельскохозяйственному районированию - в пустынной зоне [7].

Материал и методика

Для выбора репрезентативных ключевых участков нами была выполнена обработка геоботанической карты Калмыцкого филиала ЮЖНИИГИ11РОЗЕМ свх. Эрдниевский Юстинского района (М. 1:25000) [8]. Исходя из анализа выполненной обработки геоботанической карты, были выбраны ключевые участки, различающиеся по типу почв, растительности, пастбищной дигрессии. В пределах доминирующих растительных сообществ закладывались стационарные ключевые участки, которые наблюдали в течение 2012-2014 гг. Был проведен комплекс исследований, включавший стандартное геоботаническое описание участков, взятие проб растительных образцов для определения урожайности вегетативной массы, описание почвенных разрезов и отбор проб почв для лабораторных исследований. Учетные площадки для определения хозяйственной урожайности размером 1x2,5 м закладывались в 4-х кратной повторности. Определение урожайности проводилось путем срезания растений на высоте 2-3 см от поверхности почвы, по урожайности рассчитывали допустимую пастбищную нагрузку (Д1Ш) [9]. Способность фитоценоза сохранять в условиях антропогенного воздействия свои оптимальные экологические показатели определялась по четырем стадиям нарушенное™ растительного покрова [10].

Латинские названия растений приведены по сводке С. К. Черепанова [11]. При выделении жизненных форм за основу были взяты критерии и методы, предложенные И. Г. Серебряковым [12]. Типология почв приведена по В. А. Ковде [13]. Обилие растений оценивалось по шкале Друде.

1 Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 15-05-06773

38

№1(30), 2015 г.

Результаты и обсуждения

Общее видовое разнообразие в исследуемой флоре составило 62 вида растений относящихся к 19 семействам. Многочисленными семействами являются Poacea, Asteraceae и Brassicaceae по 14, 14 и 6 видов соответственно.

Из 14 видов семейства сложноцветных 6 видов - это представители рода Artemisia. Для территории пустынной зоны на Прикаспийской низменности господство полыней не является результатом перевыпаса [1, 10], полынь Лерха доминирует на несбитых выпасом участках пастбищ. Однако субдоминантами сообществ выступают эфемеры и эфемероиды, свидетельствующие о деградации пастбищ. В травостое нами отмечено 12 видов растений, которые относятся к рудеральной растительности —Xanthium spinosum, Lappula patula, Descurainia sophia, Lepidium perfoliatum, Sisymbrium loeselii, Anabasis aphylla и др.

Среди отмеченных нами семейств доминирующими жизненными формами являются монокарпические и поликарпические травы (рис 1).

30 Т"

25

25

26

20 t

15

10 -f

5

I Количество видов

& .4?

✓

X у

Рис. 1. Жизненные формы отмеченных нами видов растений

Количество рудеральных и ядовитых видов растений в фитоценозах варьировалось от 25% до 35%. В то время как количество в ценном кормовом отношении видов растений колебалось от 35% до 55% (табл. 1).

Таблица 1

№ Ключевого участка Название фитоценоза Общее число видов Количество рудеральных видов % от общего числа Количество кормовых видов % от общего числа

1 Лерхополынно-мятликовое на бурых солонцеватых легкосуглинистых почвах 20 6 30% и 55%

2 Мятликово- лерхополынное на бурых супесчаных и песчаных в комплексе с солонцами 20 5 25% 8 40%

3 Мятликово-эфемеровое с полынью веничной на бурых супесчаных и песчаных 28 9 32% 13 46%

4 Лерхополынно-мятликовое на бурых супесчаных и песчаных 19 6 32% 10 53%

5 Мятликово-ковыльно-лерхополынное на закрепленных песках 20 7 35% 7 35%

6 Лерхополынно-мятликовое на мелких солонцах 15 5 33% 7 47%

39

ВЕСТНИК ИНСТИТУТА

Поликарпические виды составляют 40% от общего числа видов. Довольно высокое обилие имеет мятлик луковичный (Роа bulbosa), входящий в название растительных сообществ. Его проективное покрытие колеблется от 5-15% в описанных фитоценозах. Однако имеются сообщества, где мятлик достигает 20-25%, обилие по шкале Друде - сор1. Также в травостое отмечены осока уральская (Carex stenophylla), пырей ползучий (Elytrigia repens), с проективным покрытием 5-10%. Ковыль Лессинга отмечен нами лить единично, типчак встречается во многих растительных сообществах, но его проективное покрытие не превышает 5 %.

Монокарпические виды, составляющие чуть более 40%, представлены в основном сорными и рудеральными видами, такими как клоповник мусорный (Lepidium ruderale), неравноцвегник кровельный (Anisantha tectorum), мортук восточный (Eremopyrum orientale), мортук пшеничный (Eremopyrum triticeum), рогоглавник пряморогий (Ceratocephala testiculata), дескурайния Софии (Descurainia sophia). На засоленных участках нами отмечены в травостое солянки Bassia hysophypholia, Bassia sedoides, Suaeda salsa.

Среди отмеченных полукустарничков Artemisia lerchiana (полынь Лерха), Artemisia pauciflora (полынь черная) являются ценозообразователями в данном районе. Проективное покрытие других полукустарничков, таких как полынь австрийская (Artemisia austriaca), полынь песчаная (Artemisia arenarid), прутняк (Kochia prostrata), являющимся ценным кормовым растением, не превышает 5%.

Из полукустарников нами отмечены: камфоросма монпелийская (Camphorosma monspeliaca), романтик тысячелисгниковый (Tanacetum achilleifolium), полынь сантонинная (Artemisia santonica).

При сравнительном анализе полевых данных 2012-2014 гг. с данными 1992 г. [7] нами отмечено ухудшение состояние пастбищ. На 9 из 10 исследуемых участках увеличилась стадия пастбищной дигрессии, независимо от характеристики почвенного покрова.

Так, на зональных бурых супесчаных и песчаных почвах лерхополынно-житняковые сообщества сменяются на лерхополыно-мятликовые. Ухудшение пастбищ связано с выпадением из доминантов сообщества житняка, который является ценным кормовым растением.

На мелких солонцах в лерхополынно-чернополынных растительных сообществах произошло увеличение участия однолетников, снижение проективного покрытия полыни черной (Artemisiapauciflora) с 70% (1992 г.) до 15% (2014 г.), выпадение ее из названия сообщества, что свидетельствует об ухудшении состояния пастбищных угодий.

На бурых солонцеватых легкосуглинистых почвах лерхополынно-ковыльные сообщества сменились лерхополынно-ковыльно-костровыми. Проективное покрытие костра (Anisantha tectorum) составило 55%, а проективное покрытие ковыля Лессинга (Stipa lessingiana), полыни Лерха (Artemisia 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

Одним из главных факторов, из-за которого происходит ухудшение состояния пастбищ, является перевыпас скота. Фактическая нагрузка в 2014 г. составила 0,70 условных голов/га, степень нагрузки на пастбища превысила 150% [14].

При расчете допустимой пастбищной нагрузки было выявлено, что в осенний период Д11Н не соответствовала норме нагрузки, принятой на данной территории. Из-за чрезмерного стравливания на некоторых ключевых участках не было возможности отобрать укосы, так как высота вегетативных побегов составляла 2-3 см. ДЛИ на трех из шести исследуемых участках не соответствовала принятым нормам [15] (табл. 2).

Таблица 2

Допустимая пастбищная нагрузка ключевых участков Эрдниевского СМО Юстинского района РК

№ Кл. уч. Название растительных сообществ Весна, 2014 гг. Осень, 2014 гг.

Урожайность ц/га Расчетная ДПН, ус/гол Урожайность ц/га Расчетная ДПН, ус/гол

1 Лерхополынно-мятликовое на бурых солонцеватых легкосуглинистых почвах 2,3 1,83 0,1 0,08

2 Мятликово-лерхополынное на бурых супесчаных и песчаных в комплексе с солонцами 1,8 1,43 0,5 0,40

3 Мятликово-эфемеровое с полынью веничной на бурых супесчаных и песчаных 1,9 1,51 0,8 0,63

4 Лерхополынно-мятликовое на бурых супесчаных и песчаных 1,7 1,35 0 0

5 Мятликово-ковыльно-лерхополынное на закрепленных песках 1,4 1,11 1,4 1,03

6 Лерхополынно-мятликовое на мелких солонцах 1,2 0,95 0,2 0,16

40

№1(30), 2015 г.

В весенний период на всех исследуемых ключевых участках емкость пастбищ превышает допустимую пастбищную нагрузку за счет вегетации эфемероида Роа bulbosa.

В осенний период состояние пастбищ становится неудовлетворительным. Из-за жаркого лета и отсутствия осадков мятлик начинает вторично вегетировать лишь в начале октября, к тому времени полынь бывает вся стравлена. Поэтому в период исследования урожайность низкая и колеблется от 0,1 до 1,4 ц/га. После обильного выпадения осадков, не дожидаясь осеннего пика вегетации, животноводы хозяйства активно выпасают на этих территориях свой скот, нанося ущерб пастбищной растительности. При нарушении системы пастбищеоборота и сезонной вегетации растений пастбища в летнее-осенне-зимний период находятся в неудовлетворительном состоянии. Что, в конечном счете, приводит к пастбищной дигрессии. Только на двух ключевых участках норма нагрузки соответствует ДПН. При этом урожайность на мятликово-эфемеровых сообществах с полынью веничной достигается за счет полыни, которая не имеет кормовой ценности. Во втором случае в мятликово-ковыльно-лерхополынных сообществах - за счет ковыля. В период наших исследований он находился в сухом виде, так как ковыли после плодоношения засыхают. Сухие побеги ковылей скотом практически не употребляются, но из-за фактического отсутствия другой растительности нами было отмечено стравливание сухих побегов ковылей и рудеральных видов - Carduus acanthoides. Стравливание сухих побегов и рудеральной растительности свидетельствуют о недостаточности естественных кормовых угодий на исследуемых территориях.

Выводы

1. При сравнительном анализе растительных сообществ нами выявлены ухудшения в составе и структуре современного состояния фитоценозов. Снизилось проективное покрытие представителей рода Artemisia. Увеличилось влияние эфемера Anisantha tectorum и эфемероида Роа bulbosa, выступающих, в большинстве случаев, доминантами растительных сообществ, что привело к снижению кормовой ценности пастбищ.

2. В пределах выбранных пастбищных полигонов на данном этапе исследования (2012-2014 гг.) нами было отмечено 62 вида растения, относящихся к 19 семействам. Жизненная форма растений представлена в основном моно- и поликарпическими травами. Количество рудеральных и ядовитых видов растений в фитоценозах варьирует от 25% до 35%.

3. В осенний период норма нагрузки не соответствует принятым нормативам для данной территории. В весенний период норматив нагрузки соблюдается за счет вегетации эфемеров и эфемероидов. Превышение допустимой пастбищной нагрузки в 1,5 раза затрудняет использование пастбищ в осеннее-зимний период, что активизирует процессы деградации.

4. В данный период на исследуемой территории отмечаются черты регрессивной сукцессии, проявляющиеся в смене растительных сообществ, изреживании травостоя, увеличении доли ядовитых и рудеральных видов растений.

5. С целью предотвращения сложившейся ситуации необходимо срочно принять ряд мер по снижению пастбищной нагрузки и фитомелиорации деградированных участков. 1 2 3 4 5 6 7

1. Высоцкий Г.Н. Ергеня. Культурно-фитологический очерк / Г.Н. Высоцкий // Труды Бюро по прикладной ботанике. 1915. Т. 8. С. 1113-1443.

2. Пачоский И.К. Описание растительности Херсонской губернии / И.К. Пачоский // Степи. Херсон, 1917. 366 с.

3. Абатуров Б. Д. Биопродукционный процесс в наземных экосистемах / Б.Д. Абатуров. М.: Наука, 1979. 130 с.

4. Работнов Т.А. Фитоценология: учебник / Т.А. Работнов. М.: Изд-во Моек, ун-та, 1983. 2-е изд. 296 с.

5. Опарин М.Л. Выпас как фактор трансформации наземных экосистем / М.Л. Опарин, О.С. Опарина, А.А. Цветкова // Поволж. эколог, журн. 2004. № 2. С. 183-199.

6. Лачко О.А. Природопользование аридных территорий. Экология растений: учеб, пособ. / О. А. Лачко, Г.О. Суслякова. Элиста, 2005. 168 с.

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

41

ВЕСТНИК ИНСТИТУТА

8. Карта геоботанического обследования совхоза «Эрдниевский», Юстинского района, 1Салмыцкой СССР. 1:50000. Элиста: ЮЖГИПРОЗЕМ, 1992.

9. Методические рекомендации по геоботаническому и культуртехническому обследованию природных кормовых угодий. М.: ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, 1974.160 с.

10. Джапова Р.Р. Динамика пастбищ и сенокосов Калмыкии / РР Джапова. Элиста: Изд-во Калм. ун-та, 2008. 176 с.

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

12. Серебряков И.Г. Жизненные формы высших растений и их изучение / И.Г. Серебряков // Полевая геоботаника. 1964. Т. 3. С. 146-205.

13. Ковда В.А. Почвы Прикаспийской низменности (северо-западная часть) / В.А. Ковда. М.: Изд-во АН СССР, 1950. 155 с.

14. Катаев Н.Э. Информация по поголовью скота, включая все хозяйства населения, КФХ и СПК «Эрдниевский»: [вход, письмо № 01-9-54 от 01.08.2014 / БНУ РК «ИКИАТ»].

О внесении изменения в постановление Правительства Респ. Калмыкия от 27 апр. 2006 г. № 158: постановление от 31 марта 2014 г. № 118. URL:http:// gov.kalmregion.ru/docs/postanovleniya-pravitelstva-rk дата обращения: 16.06.2015).

42