УДК 581.524 (574.45)

DOI: 10.24412/cl-36359-2021-521-527

СОСТАВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СТЕПНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ В ОХРАННОЙ ЗОНЕ УЧАСТКА «КАМЫЗЯКСКАЯ СТЕПЬ С ОЗ. УЛУХ-КОЛЬ» ЗАПОВЕДНИКА «ХАКАССКИЙ»

THE BIODIVERSITY AND PRODUCTIVITY OF STEPPE PHYTOCENOSES OF THE PROTECTED AREA KAMYZYAK STEPPE WITH ULUKH-KOL LAKE OF THE RESERVE KHAKASSKY

Е.Г. Макеева ^1,2, С.А. Лебедева ^1,2 

E.G. Makeeva ^1,2, S.A.  Lebedeva ^1,2

¹Государственный природный заповедник «Хакасский», Абакан, Россия

²Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова», Абакан, Россия

¹Khakassky State nature reserve, Abakan, Russia

²Khakass state University n. a. N.F. Katanov, Abakan, Russia

E-mail: ¹mail@zapovednik-khakassky.ru

Аннотация. Проведено исследование видового состава и надземной фитомассы степных фитоценозов в охранной зоне участка «Камызякская степь с оз. Улух-Коль» заповедника «Хакасский». Существенное значение в сложении сообществ принадлежит наиболее устойчивым к пастбищной нагрузке злакам (19,2-21,5% от общего количества видов). Продуктивность надземной сухой фитомассы исследуемых сообществ составила 29,54-30,03 ц/га, а продуктивность зеленой массы (сырой) – 52-60 ц/га.

Ключевые слова: мониторинг, флористический состав, доминанты и содоминанты, надземная фитомасса, степь.

Abstract. The study of the biodiversity and productivity of steppe phytocenoses of the protected area Kamyzyak steppe with Ulukh-Kol lake of the reserve Khakassky. The dominant plant communities are cereals (19,2-21,5% of the total number of species). The productivity of aboveground dry phytomass of plant communities was 29,54-30,03 c/ hectares, and the productivity of green mass (raw) was 52-60 c/hectares.

Keywords: monitoring, floristic composition, dominants and codominant, stock of phytomass, steppe.

На участке «Камызякская степь с оз. Улух-Коль» заповедника «Хакасский» планируется создание Центра реинтродукции популяции лошади Пржевальского. Первый Центр создан в ГПЗ «Оренбургский» на участке «Предуральская степь». В 2019 г. сотрудники Центра реинтродукции и заповедника «Хакасский» произвели оценку нескольких степных кластеров заповедника «Хакасский» на пригодность территории к организации второго в России центра по созданию полувольной популяции лошади Пржевальского. Предварительная оценка представленных территорий показала, что участок «Камызякская степь с оз. Улух-Коль» является одним из наиболее перспективных кластеров для реализации данного проекта.

Одной из основных задач по созданию полусвободных популяций редких копытных животных на ООПТ являются анализ достаточности кормовых ресурсов для выпаса и потребления кормов животными [8]. Поэтому цель данной работы заключалась в изучении флористических особенностей территории и оценке продуктивности растительных сообществ. Исследования растительности проводились на сопредельной с участком «Камызякская степь с оз. Улух-Коль» территории, где будут располагаться акклиматизационные вольеры. Данные об общей продуктивности растительных сообществ участка и прилегающих к нему территорий отсутствуют.

Участок заповедника расположен в Уйбатской степи Приабаканского (Центрально-Хакасского) степного округа, в северо-западной части Южно-Минусинской котловины. Рельеф участка представлен сильно рассеченными склонами хребта Азыр-Тал и обширным равнинным участком приозерной котловины минерализованного оз. Улух-Коль. Северный и западный берега озера занимает обширное мочажино-кочкарниковое болото и солончаки. Район слабо дренируемый, характеризующийся холмисто-увалистым, плоскоравнинным рельефом. На данный момент флора кластера представлена 400 видами высших сосудистых растений [4]. Наиболее типичны для степной растительности участка мелкодерновинные настоящие степи, где основу травостоя составляют дерновинные злаки. В отдельных ассоциациях в травостое принимают участие степные мятлики, из других видов наиболее характерны степные кустарники – Caragana pygmaea (L.) DC. Крупнодерновинные степи представлены ковыльными (тырсовыми) степями и ковыльно-овсецовыми степями. Чиевая солонцеватая степь встречается по повышенным частям озерной котловины оз. Улух-Коль. Вблизи озера достаточно обширные береговые заросли образует Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.

Климат рассматриваемой территории резко континентальный с холодной и малоснежной зимой и жарким сухим летом. Годовая сумма осадков за последние годы составляла 156,3-458,6 мм (таблица 1).

Таблица 1. Сумма осадков (мм) по данным метеостанции (поста) Уйбат

Геоботаническое исследования фитоценозов на пробных площадях проведены с использованием общепринятых геоботанических методик [5]. При описании растительного сообщества устанавливали его флористический состав, указывали общее проективное покрытие (ОПП) в %. Для каждого вида, входящего в состав сообщества определялось проективное покрытие, обилие и характер размещения.

Учет надземной фитомассы производили методом укосных площадей в период массового цветения (10 августа 2020 г.). Заложено две пробные площади: ПП1 и ПП2 (рисунок 1). Каждая пробная площадь включала 5 учетных площадок (0,25 м²). Растения срезали на высоте 0-0,5 см от поверхности почвы. Фитомасса живых растений была разобрана по агроботаническим группам (злаки и осоки, бобовые, разнотравье), также учитывалась масса ветоши. Образцы фитомассы и ветоши были высушены до постоянной массы (абсолютно сухого состояния) в сушильном шкафу «ШСУ» при температуре 105°С и взвешены на электронных весах с точностью до 0,1 г. По данным пяти повторностей вычисляли средние значения фитомассы и процентный состав сена.

Пробная площадь № 1 (ПП1) расположена на высоте 522 м над у.м. с координатами 53°51'9.56"с.ш., 90°37'38.83"в.д.

Разнотравно-злаково-ковыльное растительное сообщество с общим проективным покрытием (ПП) – 65-70%. В составе травостоя выявлено 26 видов, из них разнотравье составляет 42,3%, злаковые – 19,2%, бобовые – 11,5%, осоковые – 3,9%. Доминантами и субдоминантами являются злаки, которые представлены видами Stipa capillata L., Elytrigia repens (L.) Nevski. В небольшом количестве также обнаружены Cleistogenes squarrosa (Trin.) Keng, и Bromopsis inermis (Leyss.) Holub. Из разнотравья наиболее распространены представители рода Artemisia L. (A. commutata Besser, A. laciniata Willd.). На площадке описания отмечены Sonchus arvensis L., Plantago media L., Iris biglumis Vahl, Allium ramosum L. и др. Обнаружено незначительное количество бобовых, среди которых преобладает Thermopsis lanceolata R. Br., присутствует Medicago falcata L. и Vicia sepium L.

В травостое можно выделить три яруса. Первый ярус с максимальной высотой до 70 см сложен Stipa capillata., Elytrigia repens, встречаются отдельные особи Bromopsis inermis и Poa angustifolia L. Высота второго яруса в среднем достигает 25-30 см. Ярус представлен следующими видами – Thermopsis lanceolata., Achillea asiatica Serg., Potentilla longifolia Wilid. ex Schlecht. и др. К третьему ярусу высотой не более 15 см можно отнести – Cleistogenes squarrosa, Potentilla anserina L., Thalictrum foetidum ssp. acutilobum (DC.) N. Friesen

Пробная площадь 2 (ПП2) заложена на высоте 511 м над у.м. с координатами 53°50'31.21" с.ш. и 90°38'4.02" в.д.

Разнотравно-змеевково-ковыльное сообщество. Проективное покрытие составляет 55-60%. Общее количество видов на площадке описания – 19, из них разнотравье составило 42,1%, злаковые – 21,1%, бобовые и осоковые по 10,5%. Основными видами являются Stipa capillata, Cleistogenes squarrosa, постоянно присутствуют на площадке описания Bupleurum scorzonerifolium Willd., Heteropappus altaicus (Willd.) Novopokr.

Вертикальная структура сообщества имеет трехъярусное строение. Первый ярус представлен злаками – единичные особи Achnatherum splendens (Trin.) Nevski (высотой до 120 см). Второй ярус, высотой 60 см представлен Stipa capillata, Heteropappus altaicus, Delphinium grandiflorum L., Linum perenne L. и др. Третий ярус составляют следующие виды – Cleistogenes squarrosa, Carex duriuscula C.A. Mey., Gentiana pseudoaquatica Kusn., Youngia tenuifolia (Willd.) Babc. & Stebbins и др.

Таким образом, существенное значение в сложении сообществ принадлежит наиболее устойчивым к пастбищной нагрузке злакам (19,2-21,5% от общего количества видов). Доля бобовых незначительна, в основном представлена Thermopsis lanceolata и Medicago falcata (10,5-11,5%). В исследуемых сообществах осоковые встречаются редко. Единичными особями представлены Carex duriuscula и Kobresia filifolia (Turcz.) C.B. Clarke.

Продуктивность растительности – важнейший показатель, отражающий свойства и состояние растительных сообществ и природных экосистем. Он особенно востребован при характеристике травяных (луговых, степных, тундровых) экосистем, используемых в качестве пастбищ диких и домашних млекопитающих [1].

Надземная масса растений на ПП 1 варьирует в пределах 27,6-33,5 ц/га, среднее значение – 30,03 ц/га (таблица 2). Значительную долю общей массы формируют разнотравье (36,83%) и злаки (33,4%). На долю бобовых приходится 11,46% (рисунок 3). Величина мертвой массы (ветошь) невелика и составляет 18,28%, в среднем 5,49 ц/га (рисунок 2). Влажность фитомассы на ПП 1 – 50,55%.

Надземная масса растений на ПП 2 варьирует в пределах 25,08-37,5 ц/га, среднее значение – 29,54 ц/га (таблица 3). На ПП 2 значительную долю общей массы формируют злаки (31,38%), доля разнотравья снижена в 2,1 раза по сравнению с ПП 1 (17,64%). Участие бобовых – 6,26% (рисунок 3). Ветошь составляет 44,72% – 13,21 ц/га (рисунок 2). Влажность фитомассы на ПП 2 – 56,76%.

Общие запасы мертвой надземной фитомассы (ветоши) значительны (5,49–13,21 ц/га), что составляет 18,28% на ПП1 и 44,72% на ПП2 от общих запасов надземной фитомассы исследуемых фитоценозов. Стоит отметить тот факт, что ветошь, которая представлена в основном закончившими вегетацию злаками и разнотравьем, относится к продукции не только прошлого вегетационного сезона, но и к текущей вегетации.

Таблица 2. Показатели надземной фитомассы на пробной площади № 1

Таблица 3. Показатели надземной фитомассы на пробной площади № 2

Таким образом, продуктивность надземной сухой фитомассы исследуемых сообществ составила 29,54-30,03 ц/га, а продуктивность зеленой массы (сырой) – 52-60 ц/га.

На формирование надземной фитомассы степного пояса Хакасии существенное влияние оказывает распределение осадков по сезонам и месяцам, а также их интенсивность и продолжительность [6].

Имеются сведения о продуктивности растительных сообществ Уйбатской степи за последние двадцать лет. По данным В.М. Жуковой и др. [2], для овсяницево-ковыльно-разнотравного фитоценоза, расположенного в 30 км от исследуемого нами участка, продуктивность надземной сухой фитомассы составляла 14,1 ц/га (2009-2012 гг.). Годовая сумма осадков в данный период находилась в пределах 156,3-288,8 мм (таблица 1).

А.И. Шуркина с соавторами [7] указывают на изменчивость надземной фитомассы (сырой) разных фитоценозов Уйбатской степи в зависимости от экологических условий. В период 2001-2006 гг. фитомасса варьировала от 12,3 ц/га до 77 ц/га. В числе самых продуктивных был экстремально влажный 2003 г., с годовой суммой осадков – 458,6 мм (таблица 1), в злаково-ковыльно-разнотравном фитоценозе сырая фитомасса составляла 32 ц/га.

Небольшая урожайность фитоценозов характерна для залежных земель Уйбатской степи в 2012 г. [1] – от 6,5 до 9,0 ц/га сухой фитомассы, годовая сумма осадков в данный период – 231,8 мм (таблица 1).

Сравнивая данные разных лет по фитомассе Уйбатской степи с влажным 2020 г., можно говорить о достаточно высокой продуктивности фитоценозов на момент исследования и пригодности выбранных участков для акклиматизационных вольеров. Полученные данные являются рекогносцировочными. Оценка современного состояния кормовых ресурсов участка заповедника и его охранной зоны для питания лошади Пржевальского требует дальнейшего изучения продуктивности растительных сообществ по сезонам.

Список литературы

1. Абатуров Б.Д., Нухимовская Ю.Д. Опыт количественной оценки продукции надземной фитомассы и ее составляющих на степном пастбище // Аридные экосистемы. 2013. Т. 19. № 4 (57). С. 14-22.

2. Жукова В.М., Зоркина Т.М., Жукова Е.Ю., Кудров Ф.Н. Особенности накопления свинца в степной растительности в районе угольной шахты «Хакасская» // Вестник бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. 2016. № 2 (43). С. 13-20.

3. Жукова Е.Ю., Андрианова Е.А. Характеристика растительности залежных земель окрестностей г. Черногорска // Вестник Хакасского государственного университета. 2013. № 3. С. 9-13.

4. Лебедева С.А. Таксономическая структура флоры участка «Камызякская степь с озером Улух-Коль» заповедника «Хакасский» // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2020. Т. 19, № 1. С 29-132.

5. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломещ А.И. Современная наука о растительности. М.: Логос, 2002. С. 114-144.

6. Шуркина А.И. Изучение растительности степного пояса Хакасии комплексными спутниковыми и наземными методами. Автореф. дисс. … канд. биол. наук. Красноярск, 2008. 27 с.

7. Шуркина А.И., Зоркина Т.М., Шевырногов А.П. Исследование современного растительного покрова Республики Хакасия на основе интеграции спутниковых и наземных данных // Вестник КрасГАУ. 2007. № 5. С. 65-71.

8. Fedorov N., Zharkikh T., Mikhailenko O., Bakirova R. The use of NDVI for the analysis of the effect of drought on forage resources for grazing in the territory of the establishing population in the Przewalsky horse Equus ferus przewalskii Polj., 1881 // Тезисы докладов конференции «Информационные технологии в Исследовании Биоразнообразия» (BIT–2018). Иркутск: ИДСТУ СО РАН, 2018. С. 111-112.