Разработка научных основ восстановления, сохранения и рациональной эксплуатации биологических ресурсов

Разработка научных основ восстановления, сохранения и рациональной эксплуатации биологических ресурсов

Г.В. Петрова, д.с.-х.н, профессор, В.Ф. Абаимов, д.с.-х.н, профессор, ОренбургскийГАУ;И.В. Грошев, к.б.н, главный специалист, Комитет по охране окружающей среды и природных ресурсов Оренбургской области

Территория Оренбургской области в силу своего географического положения и природных особенностей представляет собой обширный по площади и уникальный по биоразнообразию степной регион России. Наряду с этим область характеризуется интенсивным воздействием сельскохозяйственного производства и промышленности на природные экосистемы. На долю сельскохозяйственных угодий приходится 88,6% общей площади области, из них пашня составляет 56,6%. Превышение экологически допустимых норм распашки привело к усилению деградации почв, ухудшению гидрологических режимов водосборных бассейнов, снижению способности природных комплексов к саморегуляции и поддержанию высокой продуктивности агроценозов [1, 2].

В связи с этим особенно остро стоит проблема сохранения биоразнообразия и рационального использования природных ресурсов. Одним из видов охраны и восстановления природных комплексов является организация и проведение работ по формированию научно обоснованной сети особо охраняемых природных территорий (ООПТ) за счет земель, используемых в сельскохозяйственном производстве.

Цель проекта — создание механизмов, посредством которых деградированные земли в сухой степи Южного Урала могли быть превращены в продуктивные экосистемы, обеспечивающие долгосрочную экологическую устойчивость и экономическую выгодность, включая сохранение биоразнообразия и необходимые условия для депонирования углерода степными экосистемами. Для уяснения закономерностей развития степных экосистем необходим мониторинг сукцессионных процессов на землях, выведенных из севооборотов, с целью получения данных по флористическому составу и структурной организации биоценозов.

В качестве района исследований была выбрана территория, прилегающая к участку государственного заповедника «Оренбургский», — «Буртинская степь». Основными экосистемами района исследований являются настоящие дерно-винно-злаковые степи с господством ковылей, типчака на черноземах южных и южных карбонатных тяжелосуглинистых почвах [3].

Для проведения исследований биоразнообразия и мониторинга сукцессионных процессов выбраны ключевые участки. Участки отвечают принципу типичности для ландшафтных условий территории, прилегающей к землям «Буртинской степи» (S — 100 м2 (10 10). На всех выделах определялись продуктивность надземной фитомассы в основных сообществах и запасы углерода в почве и растениях. На участках проводилось описание видового состава флоры, обилия, покрытия, ярусности, выделялись доминанты и субдоминанты, давалась характеристика почвенно-гидрологических условий. Списки флоры сверяли по С.К. Черепанову (1995) [4]. Для сравнительного анализа вновь обследуемых территорий дополнительно была выбрана сеть контрольных территорий на землях участка заповедника.

Анализ видов по жизненным формам показал преобладание травянистых растений: одно-двулетников и, особенно, многолетников. Многочисленную группу составляют многолетние мятлико-вые. Из жизненных форм в составе флоры нередки кустарники, полукустарники, кустарнички и полукустарнички [5].

Всего в Буртинской степи нами выявлено 572 вида цветковых (магнолиецветных) растений, относящихся к 84 семействам двудольных и однодольных растений. Однодольные представлены 57 ботаническими родами и 115 видами, двудольные — более крупная группа с 232 родами и 457 видами. Наиболее многочисленными по видовому составу семействами у однодольных оказались мятликовые (51 вид), осоковые (15 видов), у двудольных — астровые (117 видов), бобовые (36 видов), капустные (37 видов), маревые (29 видов) (табл. 1). Число видов в семействах варьирует от 1 до 113. Одновидовых семейств во флоре Буртинской степи выявлено 18. Самыми многочисленными по видовому составу оказались: полынь, подорожник, астрагал, марь, осока, ива.

Анализ биоморф флоры территорий, прилегающих к Буртинской степи, выявил 34 вида деревьев и кустарников, 538 видов травянистых форм. Из них абсолютное большинство — многолетники.

Фитоценотические группы представлены типично степными видами — их 111, каменистостепными — 93 вида, пустынно-степными — 41 вид, лугово-степными — 90 видов, луговыми — 75, лугово-болотными — 44, солончаковыми — 17, лесостепными — 20, прибрежными-водными — 12, водными — 18 видов и 7 следует отнести к типично болотным видам.

1. Крупнейшие семейства участка госзаповедника «Оренбургский» Буртинской степи

Семейства Число видов % от общего числа видов Число родов в семействе

Астровые 117 19,9 50

Мятликовые 51 8,9 26

Капустные 37 6,5 26

Бобовые 36 6,4 12

Маревые 29 5,1 10

Осоковые 15 2,6 5

Гречишные 15 2,6 5

Всего 300 52,0 134

В составе экологических групп ксерофитов — 132 вида, мезофитов — 190 видов, ксеро-мезофи-тов — 93, мезо-ксерофитов — 96, гигрофитов — 39 и гидрофитов — 22 вида. Среди представителей флоры имеется значительная группа эфемероидов — гусиный лук, тюльпан Шренка, виды рябчика, адониса, ирисы, прострел раскрытый. На долю сорных растений в исследуемой флоре приходится 12,1%, что соответствует 69 видам. Сравнительно большое число видов сорных растений связано с использованием части территории, примыкающей к заповеднику, в сельскохозяйственном производстве.

Структура растительного покрова по экотипам естественных фитоценозов четко указывает на преобладание ксерофитных групп узколистных дерновинных злаков, многолетников степного разнотравья и доминирование мезофитов и ксерофитов в лугово-степных и луговых фитоценозах. Ценотические группы, характерные для Бур-тинской степи, отражают общие черты зональной растительности. На ранних стадиях сукцессион-ного процесса залежей отмечен высокий процент (68,3%) сорных видов.

На исследуемой территории особое внимание уделяется выявлению во флористическом составе редких, исчезающих и эндемичных видов флоры. В настоящее время выделено 25 видов редких растений (около 4,3%), внесенных в Красную книгу РФ и Оренбургской области [6]. В основу классификации редких растений была положена «категория редкости» Международного союза охраны природы (JUCN....., 1978). Среди них представи-

тели разных семейств — от лютиковых до астровых. К этой группе нами отнесены: Adonis vernalis, Awolgensis, Althea officinalis, Valeriana officinalis, Jris pumila, Linus perenne, Helichrysum arenarium, Jnula helenium, Thymus Marschallianus, Stipa dasyphylla, Koeleria sclerophylla и др.

В Буртинской степи, как это было установлено ранее [7, 8], основными фитоценотическими группами являются типчаково-ковыльные, раз-нотравно-залескоковыльные, мятликово-овсецо-вые растительные группировки. В составе группировок четко выделяются растительные сообще-

ства, относящиеся к основным типам растительности — степному, луговому, петрофитному. Среди них заметное место принадлежит настоящим груд-ницево-типчаково-ковыльным степям, приуроченным к межгрядовым равнинам и нижним частям склонов гряд на южных маломощных тяжелосуглинистых слабощебенчатых черноземах с проективным покрытием 40—50% и двуярусным строением ценозов. Основные виды этого типа степей — ковыль Лессинга, грудница шерстистая, овсяница бороздчатая, ковыль-волосатик. Из разнотравья ведущее место занимают касатик низкий, тюльпан Шренка, в понижениях — спаржа аптечная, камфоросма Лессинга, гвоздика Андр-жиевского, астрагал яйцеплодный, виды молочая, остролодочника, зопника, шалфея, тимьяна, тысячелистника.

Разнотравно-залескоковыльные степи характерны для северных склонов бугров и межбугор-ных ложбин на черноземах южных тяжелосуглинистых с проективным покрытием 80—92% и трехъярусным травостоем. Эта степь наиболее богата флористическим составом за счет разнотравья. Кроме ковыля Залесского, тимофеевки степной, ковыля Лессинга, овсяницы волжской, осок (ранней, дернистой, низкой приземистой) обычными видами этого типа степи выступают тимьян ползучий, полыни — веничная, австрийская, эстрагон, горькая, полевая; васильки — синий, шероховатый, Маршалла; цикорий дикий, солонечник узколистный; ястребинки — зонтичная и ядовитая; наголоватки — паутинистая, заураль-ская; виды девясила — высокий, британский, германский; виды козелеца, крестовника, вероники и др.

Участки степи с преобладанием мятликов и овсеца пустынного, расположенные на покатых и крутых склонах северо-восточной и восточной экспозиции, на южных щебенчатых черноземах, образуют степно-мятликово-пустынноовсецовую степь. Проективное покрытие составляет 60—72%. Видовой состав довольно богат и представлен видами мятликовых — тонконог стройный, виды тимофеевки; бобовых—люцерна синяя, серповидная, хмелевидная; донниками, чинами, клеверами, остролодочниками, видами семейства яснот-ковых и др.

На верхней части холмов, на смытых и слабо-сформированных щебенчатых почвах южных и юго-западных экспозиций расположены каменистые степи с доминантом — типчаком (проективное покрытие не превышает 35—45%). Во флоре этого типа степи из разнотравья представлены виды солонечника, грудница шерстистая, наго-ловатка многоцветковая; виды тимьяна — обыкновенный и мугоджарский; лапчатки, виды василька — луговой, шероховатый, Маршалла; эфедра двухколосковая; виды лука — угловатый, голубой, шароголовый и др.

Особый тип растительности представляют заросли степных кустарников, приуроченных к нарушенным частям рельефа — балкам и ложбинам. Видовой состав кустарников — чилига степная, спирея городчатая, вишня степная, ракитник русский, миндаль низкий. Для травяного яруса наиболее характерными видами являются виды ковыля, василька, смолевки, смолка клейкая, земляника.

Выведенные из обработки земли образуют ценозы со своим флористическим составом, во многом определяемым временем выхода из пашни. Это, как правило, равнинные участки с наиболее богатыми почвами, нарушенной структурой и с большим запасом в пахотном горизонте семян и других источников возобновления растений — корневищ, корневых отпрысков, клубней и т.д.

Видовой состав залежей сукцессионно неоднороден. Главные виды сорняков — это представители, в основном, трех семейств — капустных, астровых, мятликовых. На разных стадиях развития залежей и в связи с почвенно-грунтовыми особенностями на их отдельностях могут возникать локальные флоры с доминированием определенной группы видов, часто представленных иными семействами — пасленовых, яснотковых, молочайных, астровых.

Установлено, что район исследований характеризуется изменениями структурно-функцио-

нального состояния почв и широким проявлением деградационнных процессов биогеосистем (дегумификация, эрозия, осолонцевание и др), сокращением видового разнообразия флоры. Для создания системы сбалансированного природопользования необходимо провести более детальные исследования (уточнение границ распространения видов и динамики ареалов, изучение структуры популяций, оценка лимитирующих факторов среды, влияющих на биоразнообразие) и внедрить ряд мероприятий (регламентация деятельности сельскохозяйственных предприятий, расширение возможностей использования участка заповедника «Буртинская степь», расширение сети особо охраняемых природных территорий и других).

Литература

1. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Оренбургской области в 2004 году». Оренбург, 2006. 109 с.

2. Климентьев, А.И. Красная книга почв Оренбургской области / А.И. Клементьев, А.А. Чибилев, Е.В. Блохин, И.В. Грошев. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. 296 с.

3. Мильков, Ф.Н. Очерки физической географии Чкаловской области. Чкалов: Кн. изд-во, 1951. 222 с.

4. Черепанов, С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб., 1995. 990 с.

5. Работнов, Т.А. Фитоценология. М.: Изд-во МГУ, 1978. 279 с. 6 . Красная книга Оренбургской области. Оренбург: Орен. кн.

изд-во, 1998. 176 с.

7. Степной заповедник «Оренбургский»: физико-географическая и экологическая характеристика / под ред. А.А. Чи-билева. Екатеринбург: УрО РАН, 1996. 167 с.

8. Рябинина, З.М. О степных растительных ресурсах Оренбуржья. Оренбург, 1987. С. 17—18.