Влияние антропогенного фактора на структуру и продуктивность высокогорных пастбищ

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _________________________________2009, том 52, №9_____________________________

БОТАНИКА

УДК 581.5

Академик АН Республики Таджикистан Х.Х.Каримов, А.А.Мадаминов , Б.Б.Джумаев,

А.Абдуллаев

ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ФАКТОРА НА СТРУКТУРУ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ВЫСОКОГОРНЫХ ПАСТБИЩ

Растительные сообщества горных территорий Таджикистана используются в качестве пастбищ и сенокосов и являются важнейшим источником кормов для животноводства. Современное состояние пастбищ характеризуется прогрессирующим снижением их кормовой продуктивности под воздействием антропогенных факторов (чрезмерный выпас, рубка кустарников на топливо, строительство дорог и других объектов). За последние 20-25 лет на высокогорных пастбищах, подвергающихся многолетнему перевыпасу, наблюдается деградация растительных сообществ. При валовой продуктивности более 30 ц/га сухой надземной массы поедаемая скотом часть луговых и степных сообществ высокогорья Гиссарского хребта составляет всего 2-3 ц/га, то есть значительная часть надземной биомассы (до 90%) приходится на долю непоедаемых колючих и ядовитых растений, а поедаемые травы становятся низкорослыми и основная их масса сосредоточена в приземном слое (0-2 см), недоступном для скота [1].

Условия и методика исследований

Работа проводилась на Высокогорной биологической станции «Сиёкух» Института физиологии растений и генетики АН Республики Таджикистан, расположенной в Центральном Таджикистане, на южном склоне Гиссарского хребта, у водораздела р. Зидди. Район относится к поясу с недостаточно влажным климатом, с умеренно теплым летом и умеренно суровой зимой. Климат местности характеризуется резкой континентальностью, со значительными суточными и сезонными колебаниями температуры. Осенью снег, как правило, выпадает в начале-середине ноября, иногда даже в октябре. Наибольшее количество осадков, согласно многолетним данным, приходится на декабрь-апрель, наименьшее - на июль-август. Общее количество осадков относительно высокое и составляет в среднем 950 мм. Самая низкая температура воздуха наблюдается в январе и феврале, в отдельные дни термометр показывает -22...-24°С. В середине марта среднемесячная температура воздуха становится положительной, хотя заморозки отмечаются иногда и в мае (-5оС). Сумма положительных температур за вегетационный период составляет около 1500оС.

Биостанция «Сиёкух» характеризуется высоким приходом солнечной радиации. Согласно многолетним наблюдениям [2], для этой местности характерны следующие данные по приходу фотосинтетически активной радиации (ФАР):

месяцы: апрель май июнь июль август сентябрь октябрь

ФАР, ккал/см2 : 7.6 8.5 9.8 9.3 9.2 7.2 4.8

При таком приходе ФАР, характерном для Г иссарского высокогорья, создаётся относительно большая надземная биомасса растений с КПД света, равным 3% от падающей ФАР. В целом за сезон вегетации КПД света составляет 1.8% от падающей ФАР.

Почвы в районе расположенная Биостанции - типичные коричневые, с выходом материнской породы и с щебнисто-каменистым метаморфизированным известняком. Гумуса в горизонте А содержится 5-6%, реакция рН нейтральная на всю глубину почвы [3]. Растения начинают вегетировать в конце апреля-начале мая, по мере освобождения поверхности почвы от снежного покрова.

В ботаническом отношении территория Биостанции «Сиёкух» относится к Гиссаро-Дарвазскому ботанико-географического району [4]. В силу разнообразия природных условий растительность района богата различными формациями. Формация югана кормового - Pran-gos pabularia широко представлена в Гиссаро-Дарвазе, распространена в пределах высот от 1200 до 3500 м над уровнем моря [5]. Ферулево-югановое сообщество распространено на южном склоне Гиссарского хребта, в пределах высот 2000-3200 м над ур. моря. Юганники в основном используются в качестве летнего пастбища, но листовую массу югана кормового в фазе плодоношения, при пожелтении розеточных листьев скашивают на сено для зимнего кормления крупного и мелкого рогатого скота.

В течение 2002-2007 гг. нами проводились исследования на двух участках типичного юганника: 1) открытое пастбище, сильно стравленное, деградированное, с измененной структурой травостоя и 2) охраняемый участок, используемый для сенокошения, площадь которого составляет 2.4 гектара - с развитым травостоем и нормальной структурой.

Все наблюдения и учеты проводились по общепринятой методике стационарных гео-ботанических исследований [6, 7]. Продуктивность надземной массы определяли укосным методом. Для определения продуктивности крупных растений: югана кормового - Prangos

pabularia, ферулы кухистанской - Ferula kuhistanica и пустынноколосника Лемана - Eremos-

2 2 tachys lehmanniana использовали площадки по 5 м , а для других видов - по 1 м , повторность

- четырехкратная. Проводился учёт сырой надземной массы травостоя по видам, затем определяли воздушно-сухой вес травостоя. Запас подземной массы определяли методом взятия монолита размером 25х25 см по горизонтам 0-10 - 0-50 см. Повторность определений - пятикратная. При определении запаса подземных органов юганника площадь учета в верхних горизонтах (0-10 и 10-20 см) была увеличена до 50х50 см. Монолиты промывались водой через сито с ячейкой 0.25 см. Затем определяли объем и величину воздушно-сухой массы подземных органов.

Результаты исследований

Юган кормовой - высокорослое (до 1.5-2.0 м), многолетнее травянистое растение из семейства зонтичных, эфемероид. Этот вид - мощный ценозообразователь, доминант с широким экологическим диапазоном. Вегетация начинается очень рано - в апреле-мае. В благоприятных условиях югану присущи высокие темпы роста, и его мощные розеточные листья и крупные генеративные побеги занимают верхний ярус травостоя.

При одноразовом скашивавании юганника в оптимальные сроки сенокошения (табл. 1) доля надземной массы югана в общем урожае травостоя составила в среднем 60.8%, с колебаниями от 51.4% в 2006 г. до 72.1% в 2007 г. В абсолютных цифрах величина надземной массы югана изменялась в пересчёте в центнерах на один гектар от 26.7 ц/га в 2002 г. до 45.5 ц/га в 2007 г. Во все годы наблюдений юган был асолютным доминантом травостоя, доля его в фитомассе превосходила долю всех остальных видов сообщества. Величина надземной массы содоминантов сообщества - ферулы кухистанской, пустынноколосника Лемана и скабиозы джунгарской - Scabiosa songarica составила в среднем 6.7, 8.1 и 7.7% от общего урожая. Величина надземной массы злаковых и бобовых растений была незначительной, их доля в общем урожае равнялась в среднем 3.0 и 5.2%. Виды из группы разнотравья составили 91.8% урожая надземной массы сообщества.

Разногодичные изменения величины надземной массы ферулево-юганового сообщества приведены в табл. 1. При ежегодном скашивании в фазе цветения-плодоношения югана (в срок сенокошения) валовой запас сухой надземной массы юганника в среднем за 20022007 гг. составил 55.4 ц/га. Более высокая величина надземной массы наблюдалась в 2004 г. - 64.1 ц/га, на 15.7% больше по сравнению со средним показателем за 6 лет. Это про-зошло из-за значительного увеличения числа генеративных побегов у югана. При этом доля поедаемой массы составила 83.1% или 46.0 ц/га. Это в 15 раз больше продуктивности поедаемых животными растений на открытом пастбищном участке. В целом, валовая надземная масса ферулево-юганового сообщества на сенокосном участке превышала продуктивность открытого пастбища в 4 раза.

На открытом пастбище продуктивность ферулево-юганового сообщества колебалась от 14.8 ц/га надземной массы (в 2003 г.) до 21.4 ц/га (в 2007г.) и в среднем равнялась 18.1ц/га. Здесь доля непоедаемых и ядовитых растений (Oryganum tyttanthum, Ziziphorapami-roalaica, Adonis turkestanica, Eremostachys lehmanniana и др.) составляла в среднем 82.9%. Поедаемая часть равнялась 17.1% или 3.1 ц/га сухой массы. На сенокосном участке непо-едаемая часть надземной массы составляла 16.9%, а поедаемая масса - 83.1%.

Таблица 1

2

Продуктивность ферулево-юганового сообщества

Растения 2002 г. 2003 г. 2004 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г.

А. Сенокосный участок

Prangos pabularia 267.3 292.6 431.2 318.0 272.0 454.7

Ferula kuhistanica 57.5 49.0 23.1 29.0 20.1 32.6

Eremostachys lehmanniana 34.9 13.6 64.0 38.3 65.1 58.9

Scabiosa songarica 43.5 49.9 23.1 90.5 36.0 3.3

Medicago sativa 4.5 2.9 7.0 13.3 22.2 6.6

Eremurus hissarica 2.3 14.5 11.5 7.0 10.6 3.0

Elytrigia intermedia 13.6 14.5 12.2 14.5 1.1 1.0

Dactylis glomerata 1.0 2.0 1.6 3.0 25.9 0.4

Plantago lanceolata 4.5 19.4 3.3 9.9 7.4 1.7

Прочие растения 23.9 26.1 63.7 56.8 68.8 72.6

Общий урожай 453.0 484.5 640.7 580.3 529.2 634.8

Б. Открытое пастбище

Prangos pabularia 9.7 11.6 8.6 - 13.7 9.9

Ferula kuhistanica 15.0 10.2 10.4 - 19.4 16.6

Eremostachys lehmanniana 35.6 33.4 25.5 - 4.0 2.7

Adonis turkestanica 10.2 5.2 12.4 - 9.9 1.1

Ziziphora pamiroalaica 30.0 18.2 30.7 - 27.7 20.0

Origanum tyttanthum 25.8 21.9 24.4 - 24.2 34.6

Convolvulus lineatuss 5.7 3.0 5.8 - 3.3 7.4

Phlomis cashmeriana 4.4 1.6 2.0 - 18.0 24.4

Taraxacum longirostre 1.7 19.4 1.8 - 15.4 21.2

Прочие растения 73.5 23.9 41.0 - 31.4 75.7

Общий урожай 211.6 148.4 162.6 - 167.0 213.6

Примечание: в 2005 г. учёт биомассы на открытом пастбище не проводился.

Сезонные изменения величины надземной биомассы ферулево-юганового сообщества в течение вегетационного периода 2004 г. на участке для сенокошения приведены в табл. 2. Максимальный запас воздушно-сухой надземной массы у доминанта травостоя - югана кормового наблюдался в первой декаде июля в фазе цветения растений, а у ферулы кухистан-ской и пустынноколосника Лемана - к началу июля.

В начале активной вегетации травостоя величина надземной массы югана кормового составила 43.0%, а ферулы кухистанской - 21.4% от общей массы. Юган и ферула - эфемероиды, начинали рано вегетировать и их надземные органы росли чрезвычайно интенсивно.

Характер распределения подземных органов ферулево-юганового сообщества приведен в табл.3. Основная масса подземных органов (84.0%) расположена в верхнем горизонте почвы - 0-30 см. Общая масса подземных органов в горизонте 0-50 см в пересчёте в тоннах на один гектар составила 29.8 т/га. Общая масса надземных и подземных органов ферулево-юганового сообщества составила 35.3 т/га, отношение надземной массы к подземной равнялась 1:5.4.

Таблица 2

Сезонные изменения величины воздушно-сухой надземной массы ферулево-юганового

сообщества при сенокосном использовании, 2004 г.

Растения 1 июня 4 июля 1 августа 25 августа

г/м2 % г/м2 % г/м2 % г/м2 %

Prangos pabularia 107.5 43.0 412.7 53.9 431.8 67.3 256.8 60.5

Ferula kuhistanica 53.5 21.4 127.1 16.6 23.1 3.6 2.1 0.5

Scabiоsa songаrica 0 0 37.5 4.9 23.1 3.6 12.3 2.9

Medicago sativa 0 0 0.8 0.1 7.0 1.1 4.2 1.0

Eremostachys lehmanniana 19.4 7.8 141.6 18.5 64.0 10.0 12.7 3.0

Convolvulus lineatus 25.2 10.1 12.2 1.6 4.5 0.7 7.6 1.8

Taraxacum longirostre 0 0 0 0 15.4 2.4 28.4 6.7

Artemisia dracunculus 25.0 10.0 7.6 0.1 3.8 0.6 5.5 1.3

Однолетние злаки 2.5 1.0 4.6 0.6 12.2 1.9 2.3 0.5

Прочие растения 16.7 6.7 21.6 3.7 55.8 8.8 92.6 21.8

Общий урожай 249.8 100 765.7 100 640.7 100 424.5 100

Таблица 3

Вертикальное распределение подземной массы ферулево-юганового сообщества, 2004 г.

Горизонт, см Воздушно-сухой вес Объем корней, дм3/м2

г/м2 % от общей величины

0-10 1497.6 50.3 73.2

10-20 574.4 19.3 23.2

20-30 429.6 14.4 22.4

30-40 238.4 8.0 12.4

40-50 236.0 8.0 12.8

Всего 2976.0 100 144.0

Таким образом, под действием антропогенного фактора - чрезмерного выпаса скота на высокогорных пастбищах они сильно деградировали. В результате, валовая надземная масса крупнотравной полусаванны (ферулево-юганового сообщества) на открытых пастбищах меньше по сравнению с сенокосным охраняемым участком в 4 раза, а величина поедаемой массы - в 15 раз.

Для восстановления продуктивности югановых пастбищ необходимо регулировать их использование в соответствии с биологическими особенностями основных кормовых растений пастбищ и путем применения системы пастбищеоборота. Для ускорения процесса восстановления травостоя можно производить подсев семян кормовых растений на сильно деградированных пастбищах.

Институт физиологии растений и генетики Поступило 05.06.2009 г.

АН Республики Таджикистан,

*Институт ботаники АН Республики Таджикистан

ЛИТЕРАТУРА

1. Мадаминов А.А. - Изв. АН РТ Отд. биол. и мед. наук, 2001, № 1(142), с.71-86.

2. Шамсиев А. Радиационный режим и биологическая продуктивность растений в условиях Таджикистана. - Автореф.дисс...к.б.н. - Душанбе, 1984, 23 с.

3. Кутеминский В.Я., Леонтьева Р. С. Почвы Таджикистана. Условия почвообразования и география почв. Вып. 1. - Душанбе: Ирфон, 1966, 223 с.

4. Овчинников П.Н. - Флора Таджикской ССР, т.1, 1957, с. 9-20.

5. Флора Таджикской ССР, т.У11. - Л.: Наука, 1984, 563 с.

6. Работнов Т.А. Фитоценология, 2-е изд. - М.: Изд-во МГУ, 1983, 175 с.

7. Полевая геоботаника, т. 111. - М.-Л.: Наука, 1964, 530 с.

Х.Х.Каримов, А.А.Мадаминов, Б.Б.Чумьаев, А.Абдуллоев ТАЪСИРИ ОМИЛИ АНТРОПЕГЕНЙ БА СОХТОРИ ЧАРОГОХХОИ БАЛАНДКУХ ВА МАХСУЛНОКИИ ОНХО

Дар зери таъсири омили антропогенй - беандоза ё аз хад зиёд чаронидани чорво сохтори чарогоххои баландкух ба тагйироти чиддй дучор шудааст. Дар натича махсулнокии умумии руизаминии чарогохи саваннамонанди калоналаф (чамоаи камо-лу-юганзор) хангоми беандоза чаронидани чорво назар ба майдонхои алафдарав 4 ма-ротиба ва махсулнокии растанихои хуроки чорво 15 маротиба кам шудааст.

Барои баркарор намудани махсулнокии чарогоххо зарур аст, ки чарогоххоро мувофики хусусияти биологии растанихои асосй ва бо чорй намудани усули чарогохгардон истифода бурда шавад. Алафзори чарогоххое, ки бенихоят ба тагйироти чиддй дучор шудаанд тавассути кишт намудани тухми алафхои хуроки чорво баркарор намудан мумкин аст.

^.^Karimov, A.A.Madaminov, B.B.Jumaev, A.Abdullaev INFLUENCE OF ANTROPOGENIC FACTORS ON THE STRUCTURE AND PRODUCTIVITY OF THE HIGH MOUNTAIN

Thus, under the influence of anthropogenic factors - excessive grazing on high mountain pastures are highly degraded. As a result gross green mass of semisavanna (Ferula-Prangos community) on open pastures lover as compared with mowing protected area on 4 times, quantity, of eating mass lower on 15 times. For restoration of pastures's productivity need regulation of their using with of his rotation. To speed up the recovery process of vegetation can be performed sowing seeds of forage plants on heavily degraded pastures.