ИЗМЕНЕНИЕ ВИДОВОГО СОСТАВА ЛУГОВОСТЕПНОЙ ЗАЛЕЖИ В ПРОЦЕССЕ ЕЕ ТРАНСФОРМАЦИЮ В ЛЕСНУЮ ГРУППИРОВКУ
CHANGES OF SPECIES COMPOSITION OF MEADOW STEPPE FALLOW LAND IN PROCESS OF TRANSFORMATION TO THE FOREST COMMUNITY
Н.И.Бобровская1, Т.И.Казанцева1, А.И.Пащенко2, В.В.Тищенко2
N.I.Bobrovskaya, T.I.Kazantseva, A.I.Paschenko, V.V.Tischenko
1Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН,
(197376 С.-Петербург ул. Проф. Попова 2 , E-mail: bobr@NB13535.shb.edu)
Komarov Botanical Institute RAS
(197376, S.-Petersburg, st. Prof. Popova 2)
2НИИСХ им. В.В. Докучаева
(Воронежская область, Таловая)
Dokuchaev Agricultural Research Institute
(Voronezh region, Talovaya)
На основании собственных материалов, архивных и литературных данных сделан анализ изменений флористического состава травостоя лугово-степной залежи («Каменная степь», Воронежская область). Эта залежь с 1912 г. по настоящее время находится в режиме абсолютного заповедания. В процессе демутации сначала сформировалась лугово-степная растительность, на месте которой к концу прошлого века возник кленовый лес. Проведено сопоставление видового состава основных этапов произошедшей трансформации.
Dokuchaev Based on our own, archival and literary date the changing of grass stand floristic composition of meadow-steppe fallow land (Kamennaya step', Voronezh region) were able to analyze. This fallow land is in the mode of absolute conservation since 1912 until now. The meadow-steppe was formed in the process of reestablishment of vegetation cover. It was replaced by maple forest to the end of century. The comparison of grass stand species composition of main stage of this transformation was conducted.
Особенности динамики растительности луговых степей, расположенных в пределах лесостепных ландшафтов, под влиянием природных и антропогенных факторов, давно привлекает внимание ботаников. Известна дискуссия о причинах безлесья степей и связанная с этим проблема взаимоотношении леса и степи, длившаяся не один десяток лет. Тогда было выдвинуто несколько гипотез, однако ни одна из них до сих пор не принята в качестве основной. В настоящее время интерес к этим вопросам, пожалуй, только возрастает и они все больше начинают приобретать помимо фундаментального еще и прикладное значение. Сейчас в мире возникла обеспокоенность возможными изменениями границ между теми или иными типами растительности под влиянием глобальных и региональных изменений климатической обстановки. Создаваемые прогностические модели преимущественно касаются изменений растительности под влиянием потепления климата, которое, по мнению разработчиков прогнозов, может вызвать, например, заметный сдвиг на север границы степной зоны. В связи с возможностями подобных перемен вопросы динамики растительности луговых степей, которые находятся в переходной полосе, отделяющей широколиственные леса от дерновиннозлаковых степей, становятся достаточно актуальными.
Одним из направлений работ лаборатории растительности степной зоны являются исследования, посвященные динамике растительности Каменной степи (Воронежская область), расположенной на землях НИИ с/х ЦЧП им. В.В.Докучаева. Согласно ботанико-географическому районированию территория Каменной степи относятся к Среднерусской лесостепной подпровинции, Восточноевропейской лесостепной провинции [8]. Радиационный индекс сухости для этой территории равен 1.17 [2]. В период с 1893 по1921 гг. [9], среднемноголетнее количеств осадков составляло здесь 423 мм, а температура воздуха - +5,2°С. В среднем за прошлое столетие годовые осадки выросли до 486 мм в год, а температура - до +6°С. Основное увеличение последних пришлось на весенние и зимние месяцы. Оказалось, что во второй половине прошлого столетия на фоне достаточно слабого возрастания температур шло последовательное увеличение количества осадков. Их положительный тренд составил более 20%. В Каменной степи на рубеже 19-20-х вв. для борьбы с засухой, которая даже в Центральном Черноземье неоднократно вызывала голод, под руководством В.В.Докучаева была начата разработка полезащитных агролесомероприятий. Тогда же на водораздельных пространствах значительную часть площадей вывели из сельхозоборота и создали систему «микрозаповедников». На части из них был введен режим абсолютного заповедания.
Изучением динамики растительности залежи 1908 г. (площадь 3,6 га), которая с 1912 г. находится в условиях абсолютного заповедания, лаборатория растительности степной зоны БИН РАН занимается с середины 90-х гг. прошлого столетия. Мониторинг состояния растительности Каменной степи, в том числе и залежи 1908 г. в разное время осуществлял целый ряд ботаников [1, 4, 5], результаты исследования которых большей частью опубликованы. За период 70-80-х годов существуют неопубликованные материалы сотрудников НИИ, часть из которых нам была любезно предоставлена. Таким образом, на основании собственных наблюдений, публикаций и архивных материалов нам представилась возможность выявить тенденцию изменений видового состава луговостепной залежи, практически сто лет находящейся в условиях абсолютного заповедания. Составлен флористический список, насчитывающий более 180 растений, произраставших на этой залежи с 1913 по 2010 г. В нем показаны виды, которые встречались на основных этапах динамики растительности за 100 лет. Следует отметить, что данные разных авторов, естественно не равноценны по объему информации, тем более что работы флористов по времени не совпадали с исследованиями геоботаников. Это не всегда позволяет определить время появления или исчезновения из травостоя части видов.
Мониторинг показал, что на участке с абсолютным заповеданием сначала восстановилась луговостепная растительность (вторичная целина), достаточно типичная для водораздельных пространств этой части Центрального Черноземья. Первый подробный флористический список был составлен в 1914 г., когда заканчивалась бурьянистая стадия процесса демутации [4]. На 4 кв. аршинах (приблизительно 2 м2) было отмечено 40 видов, а в целом на залежи обнаружено 92 вида трав и 2 степных кустарника - Amygdalus nana [11] и Chamaecytisus rhutenicus. Степные кустарники сохранились в составе растительного покрова до конца прошлого века, причем бобовник был отмечен и вначале 21 века.. В 1913 г. в травостое господствовал Elytrigia repens, присутствовало многочисленное разнотравье, были отмечены также Stipa sareptana и Festuca ovina, и большое число одно-двулетних видов. Наличие в травостое Festuca ovina в описаниях 1914 г. вызывает некоторое сомнение. Ни у одного из других исследователей работавших после К.В. Владимирова он не встречается. Нет его и во флористическом списке для территории Каменной степи. Позднее у всех речь идет о Festuca sulcata (согласно К.С.Черепанову – F. valesiaca).
Постепенно в травостой стали внедряться отдельные всходы деревьев и кустарников. Уже 30-х годах [1] упоминается о наличие в растительном покрове 2 видов деревьев – Pyrus commynis и Ulmus minor. Появились и такие кустарники, как, например, Lonicera tatarica, Crategus sp., Rosa cinnamomea, Prunus pinosa. В травяном покрове стали достаточно заметны Bromopsis riparia, Elytrigia repens, Poa angustifolia.
В 50-х годах [5] произошло увеличение роли типчака и ковылей. На залежи в это время присутствуют Stipa capillata, S. pennata, S. lessingiana, S. dasiphilla, S. zalesskii. В этот период из травостоя практически исчез Poa pratensis, который вновь появляется в травостое уже 2001 г., в то время как P. angustifolia из его состава выпадает.
Проведенное в 1972 г. картирование растительности участка [10] показало, что древесно-кустарниковые заросли стали занимать более 63% площади залежи, в состав которых в это время входило уже 10 древесных видов и 13 кустарников. В сохранившемся к этому времени луговостепном травостое все еще можно было выделить несколько растительных группировок, среди которых следует упомянуть кострово-свербиговое (Bunias orientalis+Bromopsis inermis); разнотравно-ковыльное сообщество (Stipa pennata + Vicia tenuifolia + Campanula glomerata) и подмаренниково-душицевое (Origanum vulgare+ Galium verum) сообщества. Из травостоя почти полностью исчезли практически все одно - двулетние растения (Arctium alpina, Dracocephalum thymiforum и др.), такие многолетники как Poa pratensis, Cramba tatarica и др. С 1972 г. начинается бурное зарастание этого «микрозаповедника» древесными и кустарниковыми видами, которое протекает на фоне возрастающего количества осадков. Менее, чем за 30 лет уже к концу прошлого столетия на залежи 1908 г. сформировался кленовый лес сомкнутость 1.
Описания, сделанные в 2001 г. [6, 7] показали, что видовой состав трав в лесу чрезвычайно беден – было отмечено всего 21 вид. Собственно в самом лесу было обнаружено 10 видов: Vicia tenuifolia, Fragaria viridis, Stachis recta, Stellaria graminea и др.. Проективное покрытие этими видами составляло менее 3%. Остальные встречались в основном на краю леса, практически на опушке, где в составе травостоя отмечены Calamagrostis epigeios, Adonis wolgensis, Convolvulus arvensis, Filipendula vulgaris, Geum rivale и др. К 2001 г. появилось 3 вида, не произрастающих здесь ранее. Это – Anthriscus sylvestris и Geum urbanum ( луговые виды), а также Glechoma hederacea (лесной). Что касается степных кустарников, то Amygdalus nana, проективное покрытие которого в этот период не превышало 1%, имел плохое жизненное состояние, а Chamaecythisus ruthenicus полностью исчез из состава кустарникового яруса. Появилось 2 вида мхов – Amblystegium serpens и Brachythecium salebrosum, которые встречались единично.
Сделанное нами в 2010 г. повторное описание кленового леса выявило практически полное отсутствие травяно-кустарничкового яруса. На площади 3000 м2 выявлено всего 3 вида трав c чрезвычайно низким проективным покрытием (0,1%). Это - Geum rivale (лесной), Vicia tenuifolia (лугово-степной) и Adonis wolgensis (степной). Последние 2 вида отмечены на краю леса, который находится вблизи степной залежи 1882 г. и на которой почти 100 лет проводится ежегодное сенокошение (там давно сформировалась вторичная целина) и где эти виды представлены достаточно хорошо. Amygdalus nana, присутствующий в кустарниковом ярусе еще в 2001 г., через десять лет выпал из его состава полностью. Проведенный сравнительный анализ травянистой растительности за 1972 и 2001 гг. показал принципиальные отличия в составе эколого-фитоценотический групп.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (09-04-00535).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Аврорин Н.А. Растительность разновозрастных залежей Каменной степи // Геоботаника. Л., 1934. Т.1, Сер.3. С.187-195.
2. Бобровская Н.И., Казанцева Т.И., Пащенко А.И., Тищенко В.В. Восстановление растительности луговых степей Центрально-Черноземной полосы (Каменная степь) // Аридные экосистемы. М., 2000. Т., № 12. С. 150-159.
3. Бобровская Н.И., Казанцева Т.И., Пащенко А.А., Тищенко В.В. Особенности демутации растительного покрова старозалежного степного участка в условиях абсолютного заповедания // Современное состояние, проблемы и перспективы региональных ботанических исследований. Материалы международной практической конференции, посвященной 90-летию Воронежского государственного университета и 50-летию Воронежского отделения РБО. Воронеж, 2008 .С. 47-50.
4. Владимиров К.Н. Залежная и степная растительность в Бобровском уезде //Тр. бюро по прикладной ботанике. СПб., 1914. Т.7. С.619-679.
5. Камышев Н.С. Флора Каменной и Хреновской степей Воронежской области // Научн. записки Воронежского отд. ВБО, 1971. С.31-54.
6. Казанцева Т.И., Бобровская Н.И., Пащенко А.И., Тищенко В.В. Динамика растительности 100-летней степной залежи Каменной степи (Воронежская область) //Ботан. журн. Т.93, № 4, 2008. С. 620-633.
7. Казанцева Т. И., Бобровская Н. И., Пащенко А. И. , Тищенко В. В. Особенности динамики и восстановления залежной растительности луговых степей заказника «Каменная степь» // Мат. Всероссийской научной конференции с международным участием «ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ГЕОБОТАНИКА: основные вехи и перспективы». СПб, 2011. Т.2. С.296-299.
8. Лавренко Е.М., Карамышева З.В., Никулина Р.И. Степи Евразии. Л., 1991. 144 с.
9. Мальцев А.И. Фитосоциологические исследования в Каменной степи // Тр. бюро по прикладной ботанике и селекции. Л., 1922-1923. Т.13, вып. 2. С.135-254.
10. Пащенко А.И. К вопросу изучения динамики растительного покрова залежей Каменной степи // Природные ресурсы Воронежской области и их охрана. Воронеж, 1992. С. 4-13.
11. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб., 1995. 990 с.