К ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ РЕАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ РЕСТАВРАЦИИ СТЕПЕЙ ЕВРАЗИИ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ИХ ОПУСТЫНИВАНИЯ

TO THE THEORY AND TECHNOLOGY OF REAL ECOLOGICAL RESTORATION OF EURASIA STEPPES AND PREVENTION OF THEIR DESERTIFICATION

Д.С.Дзыбов

D.S.Dzybov

ГНУ Ставропольский НИИ сельского хозяйства Россельхозакадемии
(356241, Ставропольский край, Шпаковский р-н, г. Михайловск, ул. Никонова, 49)
Stavropol Agricultural Institute of Agriculture
(356241, Stavropol region, Mikhailovsky. Nikonov st., 49)
e-mail: sniish_stepa@mail.ru

Изложены принципы теории и технологии реального решения проблемы сохранения степей Евразии новым методом агростепей.

Describes the principles of the theory and technology real solution to the conservation of the Eurasian steppe newest method agrostep.

Отметим наиболее характерные особенности проблемы сохранения евразийских степей к началу III тысячелетия новой эры: 1) начиная с каменного века (10-12 тыс. лет тому назад) продолжается односторонняя откачка человеком естественных ресурсов степей, лугов, прерии, саванн и других поликомпонентных, самоподдерживающихся экосистем; 2) результат этого иждивенчества людей по отношению к природе в целом – сокращение биоразнообразия флоры, фауны, зональных и поясных типов биогеоценозов; 3) опустынивание ландшафтов; 4) запоздалое проявление человеком "озабоченности" о далеко зашедших деградационных процессах в окружающей природе, выражающейся по большей части эмоционально с трибун научных форумов, в которых нет недостатка и в наши дни; 5) крайняя неэффективность половинчатых мер, рекомендуемых наукой и производством, для сохранения экосистем условно эталонного типа (заповедание, предоставление отдыха, подсев, нормированная нагрузка и т.п.).

Поиск альтернативных научных путей решения проблемы ведется в большинстве стран в течение последних 100 лет. Одно из них - моделирование средствами математики экосистем-аналогов зональным или поясным [3, 5, 7, 8]. Однако оказалось, что на этой основе невозможно создание многовидовых ценозов, подобных степным, луговым и другим [4, 6, 9]. Лаконично можно констатировать: современная цивилизация осознала, наконец, необходимость принятия адекватных опустыниванию земли «срочных» мер, оставаясь при этом безоружной в части реального (на практике) решения природоохранной проблемы: пока что одни стенания и «крики» о помощи то отдельных лиц, то на уровне соответствующих комитетов ООН.

Методологической основой теории сохранения евразийных степей в нашей работе явились: 1) активный характер действий в противовес пассивному (самовосстановление); 2) аналоговая стратегия, предусматривающая воссоздание уничтоженных антропогенным фактором степных фитоценозов, близких по важнейшим признакам к зональным (поясным) типам; 3) максимальное насыщение (упаковка) гиперниши экотопа высоким биоразнообразием по осям минерального питания, влагообеспеченности и освещенности растений, обеспечивающее ценотическую закрытость воссоздаваемых сообществ, названных автором агростепями [1].

С целью однозначного восприятия термина «экологическая реставрация» предлагается обозначение им работ по восстановлению (воссозданию) многовидовых фитоценозов зонального или поясного типа в местах, где они раньше функционировали, но были полностью разрушены деятельностью человека (часто распашкой) или иными факторами. Не следует называть экологической реставрацией рекультивацию нарушенных земель посевом небольшого набора видов трав (в том числе сортов) или посадкой отдельных пород деревьев и кустарников.

Теоретические и технологические задачи в нашей работе решались синхронно – гипотезы проверялись экспериментально на научных полигонах в условиях центрального Ставрополья. Вопросы теории включали: 1) чем обусловлена неопределенно долгая продолжительность восстановительной сукцессии – демутации былой растительности на залежи, длящейся десятки и сотни лет; 2) степень глобальности данного процесса; 3) возможные пути исключения фактора торможения сукцессии; 4) роль зональных степных доминатов флоры в формировании устойчивых, самовоспроизводящихся степей и агростепей; 5) пути обеспечения максимального флористического и ценотического сходства между воссозданной степью (агростепью) с исходным целинным семенником-донором; 6) темпы прогрессирующего воспроизводства биоразнообразия методом агростепей – основы активной борьбы с опустыниванием на больших площадях [2]; 7) экономическая оценка программы экологической реставрации опустыненных земель; 8) динамика формирования зооценозов – в целом биогеоценозов.

Основными технологическими задачами в методе агростепей оказались: 1) поиск систем машин и орудий, адаптированных к новым специфическим объектам работы; 2) подготовка почвы реставрируемой территории; 3) уборка сложной посевной естественной смеси семян степных (луговых) растений; 4) посев модельной смеси семян; 5) формирование агростепи в первый год жизни; 6) нормированное хозяйственное использование агростепи.

Решение главной задачи – восстановление полностью разрушенных травяных формаций или их фрагментов приходилось осуществлять на системной основе, отмеченной выше. В соответствующей последовательности изложим особенности всех этапов технологии экологической реставрации опустыненных земель методом агростепей с теоретической интерпретацией каждого из этих этапов. Отметим: любые территории, нуждающиеся в восстановлении на ней естественного биогеоценоза, включая горные, «подвластны» предложенному методу, так как главная цель при этом – доставка в экотоп зачатков – семян и плодов целинных растений, весьма затрудненная при посредстве естественных агентов – ветром, водными потоками, животными. Метод трансграничен, т. е. может применяться в любой точке Земли.

Объекты экологической реставрации многочисленны и могут включать земли: агрогенные (старопахотные, низкоплодородные, каменистые, песчаные, вторично заселенные, выведенные на длительную консервацию, залежи на начальной «бурьянистой» стадии, а также однолетниковые эродированные пастбища и т.д.); техногенные (карьеры по добыче полезных ископаемых после их планировки и землевания, трубопроводные, кабельные и другие коммуникации, откосы вновь строящихся путей сообщения, оставленные поселения «не перспективных» деревень, товарные станции железных дорог, прежние полевые бригады, зернотоки и другие «бросовые» участки и т.д. Эти и другие территории в степных районах РФ покрыты вторичной сорной растительностью, весьма вредной, опасной для здоровья, состоящей из Ambrosia artemisiifolia, Solanum rostratum, Amaranthus retroflexus, A. blitoides, Convolvolus arvensis, Cirsium incanum, Xanthium calyfornicum и сотни других видов – антропофитов), запас семян которых в почве весьма богат. Их заросли неопределенно долго удерживают местообитание «на правах» первопоселенцев, благодаря биоопозиции против степных мигрантов и то, если зональная целина – донор зачатков расположена вблизи.

Подготовка почвы под посев агростепи проводится существующими орудиями отечественных и зарубежных марок, адаптированными к конкретным почвам и почвогрунтам. Главная цель при этом – полное уничтожение особей сорняков перед посевом, для чего приходится проводить до двух-трех культиваций с интервалом 20-30 дней. Применение гербицидов не целесообразно в силу возможного отрицательного воздействия их остатков на нежные всходы степняков. Почва, тщательно подготовленная к высеву естественной степной смеси семян, является максимально открытой, в силу незанятости осей ее экониш и возможностью их освоения зачатками флоры. Посев, осуществленный в занятую сорняками почву (так называемый "зеленый пар") приводит к: 1) внедрению в формируемую агростепь сорных видов, особи которых окажутся более продвинутыми в возрастном отношении и они неизбежно будут конкурировать более успешно со всходами целинных растений за жизненные ресурсы, тормозить на основе межвозрастной конкуренции процесс сживания между собой видов молодой агростепи. Ее формирование в этих условиях, как правило, происходит на более напряженном конкурентом фоне.

Критерии выбора семенника-донора степной посевной смеси семян, соблюдение которых – условие быстрого формирования агростепи. Критерии:

1) присутствие в доноре основных степных доминатов – Agropyron pectiuatum, Koeleria cristata., Festuca valesiaca, Stipa penuata и прочих перистых ковылей, редких видов из других родов;

2) высокое видовое богатство на площадках учета 1 и 100 м2;

3) предельная высокая величина проективного и истинного покрытия;

4) минимальное содержание сорных видов – не более 4-7% от общего количества видов;

5) семенник может встречаться одним массивом или кластерно-отдельными участками.

Механизированная заготовка степной посевной травосмеси осуществляется обычными зерновыми комбайнами при отключенных вентиляторах, что исключает отвевание мелких и парусных семян многих степных видов из родов: Koeleria, Festuca, Hieracium, Astra, Jurinea, Stellaria, Veronica и т. д. Другие особенности уборки:

1) первый срок – в пору созревания зерновок степных злаков-доминантов, указанных выше и других, второй – через 25-30 дней на смежном участке, каждый раз равными площадями;

2) смесь из бункера комбайна сушится двое-четверо суток на открытом воздухе, под навесом или в проветриваемом складе;

3) по окончании уборки, которая в зависимости от природной зоны (подтипа степи: сухие, дерновиннозлаковые или самые влажные – луговые степи) может быть двух-, трехкратной. Заготовленные разносрочные партии объединяются в общую посевную травосмесь – «невейку», не подлежащую очистке и готовую к высеву, могущую храниться насыпью или в мешкотарах. Схема дробной (разновременной) заготовки естественной посевной травосмеси в методе стала «знаковой», позволившей отказаться от экологически бессмысленного и вредного метода пересадки кусков целинного дерна, который его сторонниками считался единственно возможным при восстановлении степей. Дробная уборка семян в составе сложных смесей сняла казавшуюся непреодолимой работу по сбору семян. В готовой к высеву травосмеси виды растений представлены в том естественном обилии, в котором они встречаются в семеннике-доноре. Эта смесь содержит также травмированные особи насекомых, их личинки и яйца [2].

Посев естественной посевной травосмеси проводится поверхностно разбрасывателями минеральных удобрений типа РУМ. Зерновые сеялки не пригодны для этого из-за слабой сыпучести степной смеси, в которой наряду с семенами присутствуют измельченные листья и побеги («труха»). При этом:

1) благодаря шероховатости подготовленной почвы семена различающиеся по весу и размеру оказываются на разной глубине почвы и исходная модель степи-донора как бы проецируется на экотоп, свободный от живых конкурентов – сегетальных (пашенных) сорняков;

2) все без исключения семена степной флоры изначально оказываются в сходных экологических и конкурентных условиях единого агрофона;

3) почва при этом содержит и богатый банк (запас) семян сорняков, накопленный в прежние годы и которые опережающими темпами в росте и развитии будут конкурировать со степняками;

4) прикатывание засеянного поля кольчато-шпоровыми или гладкими катками дважды по диагонали поля усиливает контакт семян с почвой что обеспечивает лучшее влагоснабжение их и проростков на начальном этапе сживания фитокомпонентов между собой.

Уход за агростепью в первый год жизни и режим ресурсопользования. В первый год жизни ценоза всегда наблюдается более активный рост и развитие пашенных сорняков по сравнению со степными видами. Так как выборочная борьба с антропофитами агростепи не возможна, оптимальным приемом оказалось сплошное подкашивание молодого травостоя на низком срезе. При этом отстающие в росте степняки мало затрагиваются, тогда как достигшие 35-40 см высоты сорные виды угнетаются существенно. Повторное подкашивание травостоя приблизительно через месяц угнетает почти полностью сегетальную флору, существенно подрывая ее возможности в конкурентной борьбе с молодыми особями целинных растений.

Начиная со второго года жизни агростепь ценотически сама подавляет сорняки («ценоцидный эффект») и с этого возраста она входит в режим хозяйственного использования на основе нормированной антропогенной нагрузки. При этом заповедный режим, как несвойственный естественным экосистемам, должен быть исключен (этот режим тоже антропогенный).

Затраты на экологическую реставрацию опустыненных земель окупаются на второй-третий годы после посева. Со второго года жизни агростепи в нее активно проникают насекомые, в третий и последующие годы – более высокоорганизованные зоокомпоненты: пресмыкающиеся, наземно гнездящиеся птицы, зайцы, лисы. В настоящее время в степном Предкавказье созданы научно-производственные и производственные самоподдерживающиеся агростепи на площади более 2000 га.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Дзыбов Д.С. Агростепи. Ставрополь: «Агрус», 2010. 256 с.

2. Дзыбов Д.С. Методология и стратегия экологической реставрации естественной травяной растительности в геометрической прогрессии (метод агростепей): Теоретические и прикладные проблемы использования, сохранения и восстановления биологического разнообразия травяных экосистем. Материалы Междунар. науч. конф. Ставрополь: «Агрус», 2010. С. 139-144.

3. Имитационное моделирование естественной и антропогенной динамики лесных биоценозов / А.Б. Горстко и др.: Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. Т. II. С. 198-205.

4. Кедров Б.М. Структурные уровни материальных систем и пути их познания (опыт моделирования познавательного процесса): Развитие концепции структурных уровней в биологии. М.: Наука, 1972. С. 71-99.

5. Ляпунов А.А. О математическом моделировании в проблеме «Человек и биосфера»: Моделирование биогеоценотических процессов. М., 1982. С. 5-29.

6. Полетаев И.А. О математических моделях элементарных процессов в биогеоценозах: Проблемы кибернетики. М., 1966. Вып. 16. С. 171-190.

7. Эшби У.Р. Принципы самоорганизации. М.: Мир, 1966. С. 314-343.

8. Furst Walter. Modelkalkulatia nen zum Naturverjungring sbetrieb / Walter Furst, Klaus Johan: FBVA. Ber. 1994. 79. Р. 1052.

9. Simberloff Daniel. When isan island community in equilibrium: Sci. 1983. 220, № 4603. P. 1275-1277.