Сезонная изменчивость растительных сообществ пустынной зоны Калмыкии (на примере племзавода «Улан-Хееч» Яшкульского района)

№ 2(25), 2012 г.

14. Никитенко Е. В. Сезонная динамика размерно-весового состава Dreissena polymorpha (Pall.) Чограйского водохранилища. // Дрейссениды: эволюция, систематика, экология. Лекции и материалы докладов I-ой Международной школы-конференции. Ярославль. ООО «Ярославский печатный двор». 2008. С. 100-103.

15. Круглова В. М. Отчет по теме: «Изучение кормовой базы рыб и перспективная рыбопродуктивность Чограйского водохранилища». Ростов-на-Дону. 1971. С. 29.

МАШТЫКОВ К. В.

СЕЗОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ ПУСТЫННОЙ ЗОНЫ КАЛМЫКИИ

Аннотация: В статье приводятся вегетационные изменения растительных сообществ пустынной зоны на примере ключевых участков ОАО Племзавод «Улан-Хееч».

Ключевые слова: вегетационная изменчивость, пастбищные угодья, биологическая продуктивность, растительная ассоциация, проективное покрытие.

Вегетационная изменчивость травостоя вызывается тем, что не все растения сообщества достигают своего полного развития в одно и то же время. Одни растения уже рано весной развивают большую вегетативную массу, другие еще только прорастают в это время. Весной травостой представлен особями первого вида. К концу вегетационного периода одни растения уже заканчивают цикл своего развития и отмирают, другие еще вегетируют и, следовательно, определяют характер фитоценоза. Особенно заметна сезонная изменчивость в степной и полупустынной зонах.

И. В. Ларин дал следующую характеристику изменения растительности степной и пустынной зоны в течение вегетационного периода, которую мы приводим ниже с некоторыми дополнениями (Ларин, 1953).

1. Первая половина весны - конец марта, апрель, первая половина мая. Развиваются и цветут мелкие злаки: эфемеры, лилейные, крестоцветные. У полыни развивают только листья.

2. Вторая половина весны - май, первая половина июня. Эфемеры отмирают, усиленно развиваются злаки.

3. Первая половина лета - июнь, первая половина июля. Полное развитие многолетних злаков и большинства двудольных.

4. Вторая половина лета - июль, первая половина августа. Злаки и многие двудольные засыхают. У полыней засыхают листья.

5. Осень до заморозков - вторая половина августа, сентябрь. Пробуждение вегетативных побегов некоторых злаков и двудольных. Начало периода вторичной вегетации полыней. Отрастание и цветение полыней. Оптимальное развитие, цветение и плодоношение маревых, солянок.

6. Осень после заморозков - октябрь, ноябрь. Развиваются сочные солянки.

Изменения растительного сообщества, характеризующие сезонную изменчивость, проявляются ежегодно. Они являются результатом длительного приспособления видов к среде. Это позволяет им жить на одной и той же территории и полнее использовать среду. Сезонную изменчивость М. В. Марков считает проявлением разных элементов фитоценоза во времени, а не изменением фитоценоза (Алексеев, Марков, 2003).

Знание сезонной изменчивости особенно необходимо для решения ряда производственных вопросов в сельском хозяйстве. Так, на основании знания времени зацветания растений, составляющих основной травостой растительных сообществ, можно определять время, когда поедаемость травы будет наилучшей для того или иного вида скота.

В настоящее время, в связи с усилением антропогенного пресса на растительные сообщества Республики Калмыкия, в которой 71,2% от ее территории составляют пастбищные угодья, необходима корректная оценка состояния растительных ассоциаций для прогноза возможных изменений при их дальнейшем хозяйственном

45

ВЕСТНИК ИНСТИТУТА

использовании. В связи с этим актуально изучение разных характеристик динамики растительных сообществ на фоне сезонных и дигрессионных процессов.

Пастбищные угодья объекта исследований находятся в полупустынной зоне (пастбищные полигоны ОАО Племзавода «Улан-Хееч» Яшкульского района). Последние геоботанические описания данной территории были сделаны в 1994 году (Материалы геоботанического обследования природных кормовых угодий совхоза «Улан-Хееч» Яшкульского района Республики Калмыкия, 1994). Сравнительный анализ полученных данных геоботанических описаний пастбищных территорий эталонных участков с данными двадцатилетней давности позволил зафиксировать существенные изменения в составе и структуре растительного покрова. В данной статье приведены результаты сезонной динамики пастбищной растительности изучаемой территории по ряду показателей в различные периоды: с начала активной вегетации растительности и до ее завершения. На ключевых участках проводили комплекс исследований, включавший стандартное геоботаническое описание участков (1111 видов, высота, обилие по шкале Друде, жизненность, фенофаза, степень и вид антропогенного воздействия), взятие проб растительных образцов для определения урожайности вегетативной массы, определение запаса почвенной влаги, описание почвенных разрезов и отбор проб почв для лабораторных исследований.

На исследованной территории ОАО Племзавод «Улан-Хееч» в весенний период отмечено 9 разных типов растительных сообществ, находящихся на разных стадиях пастбищной дигрессии (рис. 1).

Рис. 1. Расположение ключевых участков на территории ОАО Племзавод «Улан-Хееч».

Фрагмент топографической карты М.1:200000.

В период весенней и осенней вегетации в пределах исследуемых пастбищных полигонов отмечены следующие растительные сообщества: кострово-белополынные (Artemisia lerchiana - Anisantha tectorum), эфемерово-полынная с участием мятлика и костра (Artemisia lerchiana - Ephemerosa), эфемерово-полынная с участием мятлика, осоки, костра (Artemisia lerchiana - Ephemerosa), разнотравно-кострово-полынная (Artemisia lerchiana - Anisantha tectorum - Mixteherbosa), анабазисово-белополынные (Artemisia lerchiana-Anabasis aphylla), кострово-белополынные, (Artemisia lerchiana-Anisantha tectorum), полынно-чагераковая (Alchagi pseudalchagi-Artemisia lerchiana) (табл.1).

46

№ 2(25), 2012 г.

Таблица 1

Смена растительных сообществ на пастбищных полигонах по сезонам

№ п/п Точки CPS Ассоциация за весенний период Ассоциация за осенний период

вегетации вегетации

1. 511 Мятликово-чернополынная Анабазисовая

2. 512 Кострово-белополынная Кострово-белополынная

3. 513 Эфемерово-полынная с участием осоки, мятлика, костра Кострово-белополынная

4. 516 Эфемерово-полынная с участием мятлика и костра Полынно-чагераковая

5. 517 Мятликово-белополынная Кострово-белополынная

6. 518 Осочково-полынная Анабазисово-белополынная

7. 521 Разнотравно-кострово-полынная Анабазисово-белополынная

8. 522 Мятликово-злаково-белополынная Анабазисово-белополынная

9. 524 Кострово-ковыльная с участием белой полыни Ковыльно-анабазисово-белополынная

Наиболее типичная растительная ассоциация, отмеченная нами в весенний период - эфемерово-полынная с участием мятлика, осоки, костра. Первый ярус составляют растения высотой от 0,20 до 0,40 м: мятлик луковичный (Poa bulbosa), костер кровельный (Anisantha tectorum), тюльпан Шренка (Tulipa schrenkii). Проективное покрытие первого яруса 30%. Второй ярус представлен растениями высотой от 0,5 до 0,20 м: полынь белоземельная (Artemisia terrae-albae), осока уральская (Carex stenophylla), клоповник мусорный (Lepidium ruderale), костер японский (Bromus japonicus), ковыль Лессинга (Stipa lessingiana). Ковыль Лессинга входит в состав второго яруса из-за чрезмерного стравливания скотом. Общее проективное покрытие данного сообщества 60%. Аспект желто-зеленый. Урожайность воздушно-сухой поедаемой массы составила 5,2 ц/га.

Необходимо отметить эфемерово-полынную ассоциацию с участием мятлика и костра. Проективное покрытие данного сообщества - 50%. Это одноярусная ассоциация. Высота растений колеблется от 0,05 до 0,15м. В видовом составе растений помимо ценных кормовых растений: полынь Лерха (Artemisia lerchiana), мятлик луковичный (Poa bulbosa), представлены также и рудеральные виды: костер кровельный (Anisantha tectorum), астрагал пушистоцветковый (Astragalus dasyanthus), липучка ежовая (Lappula echinata), клоповник мусорный (Lepidium ruderale), верблюжья колючка обыкновенная (Alhagi pseudalhagi). У верблюжьей колючки обыкновенной отмечено нами начало фазы вегетации, а полынь Лерха и злаки очень сильно стравлены.

Наиболее типичная растительная ассоциация в осенний период - анабазисово-белополынная (Artemisia lerchiana - Anabasis aphylla). Первый ярус составляют растения выше 0,12 м. Это полынь Лерха (Artemisia lerchiana), анабазис безлистный (Anabasis aphylla). Второй ярус составляют растения, достигающие высотой не более 0,10 м: в виде сухостоя - мятлик луковичный (Poa bulbosa), осока уральская (Carex stenophylla), костер кровельный (Anisantha tectorum) и ковыль Тырса (Stipa capillata). Проективное покрытие каждого вида в данном сообществе менее 5%. Общее проективное покрытие составляет в среднем 30%. Аспект сообщества - серо-сизый. Урожайность воздушно-сухой поедаемой фитомассы составила 10,9 ц/га, что намного выше, чем в весенний период. Однако если учесть, что анабазис безлистный (Anabasis aphylla) не является ценным кормовым растением, а, напротив, является ядовитым и скотом практически не употребляется, то биологическая продуктивность данных сообществ составляет 3,7 ц/га.

Следующей по частоте встречаемости осенью растительной ассоциацией является - костровобелополынная (Artemisia lerchiana-Anisantha tectorum). В данной ассоциации отмечали по 3-4 вида растений, причем полынь находится в угнетенном состоянии, а однолетние злаки в сухом виде: полынь Лерха (Artemisia lerchiana), мятлик луковичный (Poa bulbosa), костер кровельный (Anisantha tectorum), ковыль Лессинга (Stipa lessingiana. Общее проективное покрытие составляет 8 %, ветошь при этом достигает более 50%. Аспект сообщества - серый с желтым оттенком. Биологическая продуктивность составила 1,8 ц/га. Из-за сильного стравливания, территория данного сообщества сильно выбита, вторичная вегетация полыни не наступила, и данные территории не пригодны в качестве зимних пастбищ.

Сравнительный анализ видового разнообразия растительных ассоциаций в разные периоды вегетации показал, что к осени оно значительно уменьшилось (рис. 2).

47

ВЕСТНИК ИНСТИТУТА

Количество видов растений, встреченных в период весенней и осенней вегетации

...... осень

— — весна

123456789 Ключевые участки

Рис. 2. Количество видов растений, встреченных в период весенней и осенней вегетации.

Обеднение флористического состава в период осенней вегетации объясняется тем, что из травостоя выпадают эфемеры и эфемероиды. Полукустарник полынь белая (Artemisia lerchiana) - доминант большинства исследуемых растительных сообществ, находится в угнетенном состоянии. Если в период весенней вегетации данный вид достигал высоты в среднем 0,20 м, то уже в период осенней вегетации -0,10 м, это объясняется чрезмерным стравливанием данного вида на изучаемой территории.

В весенний период общее проективное покрытие в среднем на исследуемых пастбищных угодьях составило 45%, варьируя при этом от 25% до 60% в зависимости от типа почв и микрорельефа. Преобладающая структура сообществ была одноярусная. Сравнение общего проективного покрытия растительных ассоциаций в период весенней и осенней вегетации указывает на сокращение растительности и увеличение голой земли, а также ветоши на исследуемых территориях (рис.3).

ОПП,за период вегетации 2012 г.

s ОПП, осень !!!! ОПП, весна

общее проективное покрытие, %

Рис. 3. Проективное покрытие растительных ассоциаций в период весенней и осенней вегетации.

и

В сравнении с периодом весенней вегетации общее проективное покрытие в осенний период вегетации значительно сократилось. Однако на ключевом участке № 8 общее проективное покрытие осталось на прежнем уровне, так как мятликово-злаково-белополынную ассоциацию сменила анабазисово-белополынная растительная ассоциация, за счет достаточно высокой общей биологической продуктивности анабазиса без учета его кормовой ценности. На ключевом участке №7 нами было отмечено увеличение проективного покрытия в осенний период по сравнению с весенним. Анабазисово-белополынная ассоциация сменила

48

№ 2(25), 2012 г.

разнотравно-кострово-белополынную. В связи с выпадением из травостоя злаков, эфемеров и эфемероидов и появлением анабазиса безлистного проективное покрытие увеличилось на 15%.

Общий анализ всех растительных сообществ показал, что высота основной массы травостоя составила 0,25 м. Биологическая продуктивность в зависимости от степени пастбищной нагрузки в весенний период вегетации колебалась от 2,2 ц/га до 8,4 ц/га. Биологическая продуктивность воздушно-сухой поедаемой фитомассы в осенний период вегетации изменялась от 0,2 ц/га до 4,6 ц/га (табл. 2).

Таблица 2

Изменение продуктивности растительных сообществ во время вегетационного периода 2012 года в ОАО Племзавод «Улан-Хееч»

№ п/п Точки CPS Ассоциации за весенний период Урожайность воздушно-сухой поедаемой фитомассы во время весенней вегетации, ц/га Ассоциации за осенний период Урожайность воздушно-сухой поедаемой фитомассы во время осенней вегетации, ц/га

1. 511 Мятликово- чернополынная 3,4 анабазисовая 0,2

2. 512 Кострово- белополынная 8,4 кострово- белополынная 2,7

3. 513 Эфемерово-полынная с участием осоки, мятлика, костра 5,2 кострово- белополынная 2,4

4. 516 Эфемерово-полынная с участием мятлика и костра 4,7 полынно- чагераковая 2,1

5. 517 Мятликово- белополынная 2,2 кострово- белополынная 0,3

6. 518 Осочково-полынная 2,7 анабазисово- белополынная 3,0

7. 521 Разнотравно-кострово- полынная 5,8 анабазисово- белополынная 4,6

8. 522 Мятликово-злаково- белополынная 6,4 анабазисово- белополынная 3,5

9. 524 Кострово-ковыльная с участием белой полыни 7,2 ковыльно- анабазисово- белополынная 3,5

Среднее значение биологической продуктивности за весенний период составила 5,1 ц/га. В осенний период урожайность уменьшилась в 2 раза и составила 2,5 ц/га воздушно-сухой поедаемой массы (рис.4).

Рис.4 Изменение продуктивности растительных сообществ во время вегетационного периода 2012 года в ОАО Племзавод «Улан-Хееч»

(1-9 - растительные сообщества, встреченные на ключевых участках, см. табл.2).

49

ВЕСТНИК ИНСТИТУТА

В течение вегетационного периода нами было отмечена сезонная смена растительных ассоциаций. Однако, наряду с вегетационными сменами доминантов в растительных сообществах доминантами стали выступать виды растений, более устойчивые к выпасу (табл. 2). Среди них значительную долю составляли вредные и малопригодные для сельскохозяйственных животных растения, такие как верблюжья колючка обыкновенная (Alchagi pseudalchagi), костер кровельный (Anisantha tectorum) в фазе окончания вегетации, а также ядовитый для животных анабазис безлистный (Anabasis aphylla). На большинстве ключевых участков пастбища уже к сентябрю оказались очень сильно стравленными, на некоторых участках степень дигрессии оказалась настолько высока, что полыни не имели возможности для вторичного отрастания вегетативной массы, так как практически сразу поедались скотом.

Таким образом, анализ сезонной изменчивости травостоя в пустынных растительных сообществах ключевых объектов показал: в течение вегетационного периода видовой состав растительных ассоциаций в среднем уменьшается с 10 видов до 5 видов, проективное покрытие сообществ снижается на 30%, общая биологическая продуктивность пастбищ уменьшается в два раза с 5,1 ц/га до 2,5 ц/га. Наряду с сезонными изменениями наблюдаются процессы активной пастбищной дигрессии, усиливающиеся к концу вегетационного -сезона, а именно: выпадение из травостоя ценных в кормовом отношении видов растений - камфоросма монспелийская (Camphorosma monspeliaca), типчак (Festuca valesiaca), прутняк стелющийся (Kochia prostrata), увеличение доли рудеральных видов в сообществах. Проведенные в течение изучаемого периода наблюдения показали, что в настоящее время по всей площади ключевых участков отмечена очень сильная степень стравливания, сопровождающаяся увеличением площадей сбитости, количества троп КРС. Участки пастбищ около животноводческих стоянок, колодцев для водопоя полностью лишены растительности, а постоянное присутствие животных на этих участках приводит к невозможности восстановления растительности. Процесс пастбищной дигрессии на данной территории сопровождается изрежеванием травостоя, снижением урожайности и кормовой ценности пастбищного корма. Следствием чрезмерной пастбищной нагрузки является происходящее опустынивание, о чем свидетельствует появление на данной территории открытых песчаных массивов.

1. Алексеев В. А., Марков М. В. Глобальное изменение климата и динамика продуктивности лесов России. // Всемирная конференция по изменению климата. Москва. 29 сентября -3 октября 2003 г. Тезисы докладов. 2003. С. 248.

2. Ларин И. В. Определение почв и сельскохозяйственных угодий по растительному покрову в степи и полупустыне междуречья Волго-Урал. М. Сельхозгиз. 1953. 151 с.

3. Материалы геоботанического обследования природных кормовых угодий совхоза «Улан-Хееч» Яшкульского района Республики Калмыкия. Элиста. ЮжНИИгипрозем. 1994.

50