САМОРЕГУЛЯЦИЯ СТЕПНЫХ ГЕОСИСТЕМ ЮГА СИБИРИ

В результате длительных (1970-1999 гг.) исследований на Новониколаевском стационаре Института географии СО РАН получен уникальный хроно-топологический ряд динамики и развития южносибирских степей трех режимов функционирования: заповедного, умеренного перевыпаса и сильного перевыпаса. Участок наблюдений представляет холмисто-увалистую настоящую бедноразнотравную четырехзлаковую с невысоким разреженным травостоем на южных черноземах енисейско-забайкальскую степь.
Установлена общая тенденция возрастания фитопродуктивности степей с преобладанием живого вещества над мортмассой. На фоне маргинальных природноклиматических флуктуаций пастбищная нагрузка, интенсивность которой превышала среднюю не ослабляла внутриструктурных связей геосистем. Напротив, механизмы саморегуляции и самосохранения, направленные на устранение или ограничение действия внешних факторов, нарушающих динамическое постоянство внутренней среды степной геосистемы как самоорганизованной системы, стимулировались антропогенными нагрузками. Подобная ситуация наблюдалась по некоторым показателям трофности органоминерального субстрата: легкоподвижным формам фосфора, кальция и гумуса.
В условиях заповедной степи в развитии постпастбищных геосистем нами выделены и описаны следующие периоды.
I. Релаксация (снятие напряжения). Продолжается в течение 8 лет после снятия пастбищной нагрузки. Это период маятниковых колебаний, когда в системе ослабевает внутреннее напряжение; идет подготовка к активному увеличению биомассы; в литобиосистеме появляются первые признаки тенденции роста количества питательных веществ. Период состоит из двух фаз, совпадающих с двумя стадиями сукцессионных смен растительности: а - реадаптации и б - приспособляемости.
II. Пассионарность (внутреннее стремление к деятельности). Период качественных изменений, продолжительность которого около 3-4 лет. Характеризуется резким увеличением биомассы фитоцено-зов при доминирующем значении зеленой массы. Наблюдается явная тенденция улучшения питательных свойств почв, хотя процессы биопродукции заметно снижаются. Период заканчивается через 11-12 лет после снятия нагрузки. На этом этап перестройки геосистемы, обусловленный действием положительной обратной связи, заканчивается. Система достигает кульминации, а фитоценоз переходит в новую фазу.
III. Стагнация (застой). Продолжается в течение последующих 8 лет. Характерная особенность этого периода - падение продукции фитомассы, активное нарастание количества подстилочного материала, достижение максимальных параметров трофности органоминерального субстрата и их стабилизация. После 20 лет заповедного режима наступает заключительный IV период цикла постпастбищного развития степных геосистем.
IV. Деградация (ухудшение, упрощение, снижение потенциала). Сопровождается он заметным падением продуктивности сообществ, упрощением их структуры, сохранением высокого потенциала почв.
Механизмы взаимодействия между дикими фитофагами и фитоценозами, выработанные в процессе эволюции, хорошо прослеживались в течение первых 12-13 лет. Животные активно участвовали в продукционных и деструкционных процессах, поддерживая систему в устойчивом состоянии. В последующие годы мелкие млекопитающие (фитофаги) при отсутствии копытных уже не справлялись с разложением накопившегося подстилочного материала, что привело к падению продукции фитомассы.
Установлено влияния выпаса на геосистемы соподчиненных структурных единиц в пределах таксона субрегионального порядка (физико-географического района). Получены данные о состоянии автономных, транзитных и террааккумулятивных геосистем. В транзитных фациях, на пастбище с умеренным перевыпасом по сравнению с заповедной степью происходят по некоторым показателям достаточно глубокие изменения как в структурном, так и в функциональном отношении. В автономных фациях вершинных поверхностей описанные процессы на фоне общих невысоких значений показателей протекают в более жестком режиме. Трансэлювиальные фации северных склонов проявляют максимальную сопротивляемость пастбищным нагрузкам.
В результате сопряженного анализа биотических и педохимических параметров установлено, что умеренные нагрузки как естественного, так и искусственного генезиса играют стимулирующую роль в функционировании биоты южносиских степей и повышают трофность органомирального субстрата. При этом растает продуктивность геосистем, увеличивается их устойчивость, повышается потенциал.