Влияние пастбищной нагрузки на динамику растительности степных экосистем Барабы

УДК 502.7

Н.П. Миронычева-Токарева

Учреждение Российской академии наук Институт почвоведения и агрохимии Сибирского отделения РАН, Новосибирск СГГА, Новосибирск

ВЛИЯНИЕ ПАСТБИЩНОЙ НАГРУЗКИ НА ДИНАМИКУ РАСТИТЕЛЬНОСТИ СТЕПНЫХ ЭКОСИСТЕМ БАРАБЫ

В статье рассматривается изменение видового состава растительности степных экосистем Барабинской лесостепи, находящихся под пастбищной нагрузкой. Установлено, что большая часть степных сообществ находится на II и III стадиях деградации. Чрезмерная нагрузка на травостой приводит к необратимому нарушению структуры сообществ, снижению видовой насыщенности, вызывает прогрессирующее ухудшение видового состава, уменьшение фитомассы, разрастание сорных видов.

N.P. Mironycheva-Tokareva

Institute of Soil Science and Agrochemistry, SB RAS 18 Sovetskaya ul., Novosibirsk, 630099, Russia Siberian State Academy of Geodesy

10 Plakhotnogo Ul., Novosibirsk, 630108, Russian Federation

INFLUENCE OF THE LOADPASTURE IN THE VEGETATION OF BARABA STEPPS ECOSISTEMS

The paper presents data on change of vegetation structure in the Baraba stepp ecosystems, that is under the loadpasture. It is shown that the largest share of stepp ecosystems is at II and III stages of degradation. The heavy grazing on grass cover leads to the irreversible change of structure of vegetation community, decreasing of species amount and phytomass, stimulating growth of weed species.

Важнейшей мерой для прекращения процессов как деградации земель, так и падения биоразнообразия в степной зоне, является изменение структуры сельскохозяйственных угодий, основанное на переводе нерентабельной части пашни в степные продуктивные пастбища и сенокосы и восстановление на этих участках степных экосистем.

Опыт проведения землеустройства, основанного на современных экологоландшафтных принципах, в России практически отсутствует. Необходимо апробирование экологизации землеустройства в модельных районах, включая учет экологических функций земельного участка и расчет оптимального распределения типов угодий. Требуется разработка методической базы по

экологизации землеустройства и восстановлению степей, ее широкое внедрение и рациональное использование.

Основной целью исследования степных пастбищ Барабы являлась оценка степени трансформации растительного покрова, вызванного нерегулируемым выпасом на степных участках. Подготовка материалов для создания базы данных для создания экологических карт различного масштаба включала в себя рекогносцировочные исследования на границах Здвинского, Краснозерского и Баганского районов Новосибирской области.

Для рельефа Барабинской лесостепи характерны плоские увалы, разделенные широкими ложбинами, слабо развитая сеть речных долин, озерные котловины. Степные экосистемы подвержены с запада и юго-запада влиянию казахстанских ветров, которые выветривают почву.

Речная сеть представлена бессточными реками Карасук, Баган, Бурла. Грунтовые воды (включая верховодки) располагаются на небольшой глубине. Режим их в основном зависит от режима атмосферных осадков.

Климат континентальный, отличается жарким засушливым летом и холодной малоснежной зимой. Средняя температура января от -17 С до -19 С, июля 19-22°С. Годовое количество осадков 250—350 мм. Зимой снежный покров нередко разрушается сильными степными ветрами.

В период максимального развития травостоя проводилось геоботаническое обследование естественных сенокосов и пастбищ и определение биологической продуктивности выделенных ключевых участков.

Зональными почвами на гривах и относительно хорошо дренированных приподнятых участках равнины являются обыкновенные чернозёмы суглинистые и супесчаные. На склонах грив распространены солонцеватые почвы, глубоко - и среднестолбчатые солонцы в комплексе с высокими, а в понижениях - солоди. В межгривных понижениях преобладают комплексы солончаковых почв с солонцами (корковыми и высокими) и солончаками, болотные почвы и заболоченные солоди. В озёрных котловинах, в пойме и на низких террасах развиты почвы галогидроморфного ряда: болотные, луговоболотные солончаковые, луговые и поровые солончаки; на высоких террасах средне- и высокостолбчатые лугово-степные солонцы.

В растительном покрове на чернозёмах обыкновенных доминировали богаторазнотравно-ковыльные, разнотравно-типчаково-ковыльные степи, в настоящее время полностью распаханные. Последние крупные участки таких степей распаханы в 50-60-е годы прошлого столетия. Зональную принадлежность распаханных степей можно восстановить лишь по узким полоскам степной растительности между пашней и окраинами колков.

Солонцеватые разнотравно-ковыльно-типчаковые степи, приуроченные к склонам грив, повышенным равнинам и высоким террасам, так же на больших площадях распаханы, а сохранившиеся участки вблизи поселков сильно изменены выпасом и представляют все стадии антропогенной нарушенности -различные пастбищные модификации этих степей.

В районе исследований выпас производится без соблюдения системы использования пастбищ и регуляции численности скота на них. В результате на

большей части степных пастбищ состояние растительного покрова находится на II и Ш стадиях дигрессии. Пасквальная дигрессия разнотравно-типчаково-тырсовых солонцеватых степей, вызванная постоянным выпасом, несколько отличается от типичной, выявленной для ковыльных степей европейской части, в виду галофильности западносибирских степей. Приведем особенности различных ее стадий (табл. 1).

Таблица 1. Изменение параметров кормовых угодий при их трансформации на

разных стадиях пастбищной дигрессии

Степи

Исходные Трансформированные

Параметры Зональное сообщество 0 недеград I слабодегра дир П среднедегр ад. Ш сильно деград. IV сбой

Общее проективное покрытие 75-95 75-90 70-80 60-70 40-50 20-30

Средняя высота травостоя 0-40 35-45 20-25 20-25 10-15 5-10

Горизонтальная структура % (распределение) однородная однород ная Пятнистая 15-20% пятнистая 20-25% 25-40% почвы оголено 40-60% почвы оголено

Видовая насыщенность на 100 кв.м. 40-45 35-45 20-30 15-20 10-12 5-8

Запас надземной фитомассы ц/га 7-12 5-7 2-6 2-6 2-3 >1

Урожайность ц/га сухой массы 5-10 3-5 -3 1-3 0,5-1 >0,5

Культурнотехническое состояние пастбищ, в баллах 0 0 1-2 2-3 3-4 5

Пастбищная нагрузка ус.гол./га 0,5 - 1 2-3 3-4 5-7 6-10 12-20

Для зональных степных сообществ и их эдафических вариантов характерно доминирование дерновинных злаков - ковыля тырсы, ковыля перистого и ковыля красивейшего, а так же овсеца Шелля. Первая стадия деградации степных сообществ выразилась прежде всего в уменьшении роли ковылей -перистый ковыль сократил свое обилие до единичных экземпляров, а ковыль красивейший выпал из состава травостоя почти полностью. Большую встречаемость сохранил ковыль тырса, распространенный в различных растительных сообществах степи с разным обилием.

Доминирующими видами в сообществах становятся мелкодерновинные злаки - типчак и тонконог гребенчатый. Разнотравье представлено большим количеством (40-50) видов растений разной экологии (ксерофиты,

ксеромезофиты галоксерофиты). Участие бобовых растений небольшое (8 -10 видов) и распространены они единичными экземплярами. Сообщества, взятые в качестве контроля представлены фрагментами разнотравно-ковыльно-типчаковых степей, сформировавшихся в условиях кочевого скотоводства при умеренном нерегулируемом выпасе. Участки таких степей имеют малую площадь и расположены по окраинам пашен. Выпас на них производится чаще всего ранней весной (до посева зерновых) и осенью после уборки. Урожайность травяного покрова 8-12 ц/га.

При увеличении пастбищной нагрузки в степных сообществах с господством ковылей отмечается разрастание полукустарничковых полыней при доминирующей роли типчака. Флористический состав снижается до 25-15 видов, из которых 6-8 видов - синантропные растения, большая часть из которых с галофильной экологией. Появление их связано с возрастанием засоленности почвы, вызванным ее уплотнением при постоянной пастьбе. С увеличением засоления травяной покров изреживается, проективное покрытие снижается до 50-60%. Упрощается вертикальная структура травостоя - высота основного яруса, образованного типчаком, снижается до 25-35 см; урожайность таких участков - 5-7 ц/га. Полынно-типчаковые сообщества этой стадии являются основным компонентом солонцеватой степи.

Постоянный усиленный выпас способствует дальнейшему уплотнению почвы и увеличению засоления. Формируются флористически обедненные типчаково-полынные сообщества с доминированием одного или двух синантропных видов. Видовой состав сообществ снижается до 10-15 видов. В местах сбоя разрастаются однолетники - лебеда татарская или рогач песчаный. Резко снижается урожайность (2-3 ц/га), проективное покрытие растениями уменьшается до 30-40%. На этой стадии деградации находится большинство степных пастбищ, чему также способствуют прошедшие засушливые годы.

В последней стадии пастбищной деградации - при чрезмерном выпасе, что наблюдается в окрестностях населенных пунктов, в местах водопоя, степной травостой сменяется господством одно- или двулетников с небольшим участием плохо поедаемых многолетников. Для этой стадии наиболее характерны выгоны с господством летне-осенних однолетников - лебеды татарской и спорыша птичьего.

В связи с деградацией травостоя на склонах, особенно в сухие годы, наблюдается ветровая эрозия. Нарушается структура почвы: верхние горизонты распыляются, нижние, наоборот, - сильно уплотняются. Растения в сообществах угнетены, в их популяциях преобладают сенильные (с отмершей серединой) и ювенильные особи.

Таким образом установлено, что большая часть степных сообществ находится на П и Ш стадиях деградации. Чрезмерная нагрузка на травостой при отсутствии ухода и пастбищеоборота приводит к необратимому нарушению структуры сообществ, снижению видовой насыщенности, вызывает прогрессирующее ухудшение видового состава, уменьшение фитомассы, разрастание сорных видов. На последней стадии деградации происходит

выедание и вытаптывание трав до основания, травостой теряет способность восстанавливаться и превращается в сбой.

При обследовании ключевых территорий были выявлены пастбища с различной степенью деградации. 30% пастбищ представляют собой монодоминантные растительные сообщества, характеризующие IV степень деградации. Продуктивность их 0,2 ц/га и растительность представлена солянками и полынью.

Видовое разнообразие на пастбищах в среднем составило 27 на 100 м2 на пастбищах с III степенью деградации. Средняя продуктивность пастбищ -2-3 ц/га при средней нагрузке 18 голов крупного рогатого скота на 1 га.

Эксплуатация пастбищ производится бессистемно, начиная с ранней весны до поздней осени на одних и тех же участках. Вследствие этого травостой поедается и вытаптывается почти нацело, появляются оголенные участки земли, на которых иногда поселяются водоросли и лишайники, но чаще и они отсутствуют.

Под влиянием интенсивного выпаса происходит значительное иссушение почвы и ксерофитизация травостоя. На выпасаемых участках резко меняется влажность почвы В связи с этим на выпасаемых участках происходит изменение не только сезонного развития травостоя, но наблюдается и сильное обеднение флористического состава, упрощение структуры травостоя. Снижение проективного покрытия. Происходит «опустынивание» степей, и степные участки.наиболее интенсивно используемые для прогона и выпаса, превращаются в пустынно-степные с господством плохо поедаемых растений.

Основной причиной ксерофитизации травостоя является значительное иссушение почвы под влиянием постоянного утаптывания ее, с чем связано увеличение капиллярности и выбивания мертвого травяного покрова, защищающего поверхность почвы от иссушения. Неумеренный выпас превращает хорошие пастбища в сбой, непригодный для какого-либо использования. Наряду с этим недостаточно полно используются удаленные высокопродуктивные участки пастбищ. На отгонных пастбищах отсутствие необходимого режима в пастбищном использовании также приводит к быстрой деградации травостоя.

© Н.П. Миронычева-Токарева, 2011