СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, СОХРАНЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ СТЕПНЫХ СООБЩЕСТВ В НАЗАРОВСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

Сохранение разнообразия естественных экосистем Назаровской лесостепи – одного из наиболее освоенных регионов юга Красноярского края, определяется необходимостью разработки региональной системы оптимизации природопользования. Экосистемы Назаровской лесостепи находятся под воздействием предприятий Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса (КАТЭК), создаваемого на базе крупнейшего буроугольного бассейна, а так же эта территория служит одним из главных земледельческих районов Средней Сибири. Поэтому особое значение здесь имеет изучение продуктивности, динамики и запасов фитомассы, так как она в процессе своего накопления и преобразования связывает практически все компоненты экосистем и характеризует многие особенности их структуры и функционирования.
Величина продуктивности и запаса фитомассы экосистем, их распределение в пространстве зависит от целого ряда факторов, важнейшим из которых являются количества тепла и влаги, экологические условия каждого фитоценоза, степень их хозяйственного использования и видовая структура.
Естественный растительный покров исследуемого региона сохранился в виде отдельных массивов на неудобных для распашки элементах рельефа и, как правило, представлен различными стадиями деградации коренного покрова в результате влияния чрезмерного выпаса, пожаров и техногенеза.
Общий запас травяного растительного вещества в экосистемах Назаровской лесостепи увеличивается в ряду «степь – луг – лес». Запасы растительного вещества в почве превалируют над надземными. Более 80% фитомассы приходится на подземную часть, значительную часть надземной фитомассы составляет отмершее органическое вещество (ветошь, подстилка, опад) на которое приходиться от 56% до 87%. Чем резче меняются экологические условия почвы, тем выше запасы корневой массы и их доля в общей фитомассе. Запасы мертвых растительных остатков изменяются очень широко как внутри биогеоценоза, так и между типами экосистем. Среднемноголетние запасы их возрастают в ряду «степь–луг–лес». Наибольшая изменчивость фитомассы характерна для залежей, где средние запасы её составляли 2692 г/м². Динамика запасов надземной и подземной фитомассы в луговой степи схожа с динамикой запасов зеленой массы залежи, только в количественном отношении по запасам корневой массы луговая степь выше в 1,5 раза. Судя по величине соотношения надземной мортмассы к среднему запасу зеленой массы, разложение надземных растительных остатков наиболее интенсивно происходит в степях. Величина отношения мертвых корней к живым возрастает от луга к лесу, затем к луговой степи.
В коренном состоянии сохранились низинные богато-разнотравные остепненные луга и на южных экспозициях крутосклоновые разнотравно-ковыльные закустаренные степи, где преобладание злаков (61-71%, в том числе крупнодерновинных – 35-38% и мелкодерновинных – 22-27%). После пожаров крупнодерновинные злаки еще более разрастаются и вытесняют при этом мелкодерновинные. Повторяющиеся пожары уничтожают мортмассу и семенной фонд, что так же сказывается на продуктивности фитомассы, так количество мортмассы в период максимального развития растительности после пала было в 7 раз ниже. После пожаров восстановление растительного покрова идет за счет живой корневой массы и оставшихся живых почек возобновления.
При хозяйственном использовании происходит перестройка флористического состава травостоя, меняется структура и запасы фитомассы. При усиливающемся выпасе степных склонов участие полукустарников и кустарничков в травостое возрастает на 15%, проективное покрытие снижается на 10-15%, укорачивается вертикальный профиль травостоя, снижается урожайность ковыля.
Продуктивность сообществ меняется, хотя общая направленность хода продукционно-деструкционных процессов сохраняется. Средний многолетний запас зеленой массы степных биогеоценозов нарушенных выпасом уменьшается в 2 раза. Происходит перераспределение структуры фитомассы в надземной части. В начале июня отмершие остатки составляют 70%, в середине августа только 30%. При временном прекращении выпаса (искусственная изоляция площадок) запасы фитомассы достигают фоновых значений уже к концу вегетационного периода.
Большое влияние на величину продуктивности оказывают продукты техногенеза, которые вносят существенную корректировку в распределение зеленой массы. Зола, внесенная путем распыления, оказывает позитивное влияние на рост и развитие растений, причем с увеличением количества золы до 3000 г/м происходит увеличение зеленой массы. Такое количество золы подобно эффекту внесения минеральных удобрений. Изменившиеся почвенные условия приводят к увеличению запасов группы бобовых растений. Устойчивость злаков связана с тем, что они являются растениями кальцефилами, для них благоприятна щелочная среда. Количество зеленой массы уменьшается при дозе золы от 5000-7000 г/м², т.е. такое количество золы оказывает негативное влияние на рост и развитие растений.
Адаптационная стратегия фитоценозов позволяет выжить растениям в загрязненных условиях среды путем увеличения массы одних видов за счет снижения массы других. Этот путь саморегуляции осуществляется с использованием приспособительных и морфологических свойств растений. Так, овсяница луговая создает большое количество ветоши, которое долгое время сохраняется на корню, тормозит развитие осок и вытесняет их из состава травостоя. Самым выносливым к щелочной реакции почв являются овсяница луговая и тысячелистник обыкновенный, обилие которых вполне согласуется с оптимальными для их роста значениями рН (6,5-8,5). Все виды остепненно-разнотравно-злакового фитоценоза в большей или меньшей степени являются кальцефилами, так как физико-химические свойства почв показывают их принадлежность к черноземному типу. Реакция почвенной среды которых по всему профилю, слабощелочная, рН возрастает книзу, поэтому дополнительное подщелачивание вызывает всякого рода повышения и понижения запасов надземной фитомассы.
Восстановление видового состава, структуры и продуктивности фитомассы молодых техноэкосистем (разновозрастных отвалов) происходит на фоне зональных луговых степей. Породы отвалов нетоксичны, поэтому быстро формируются биогеоценозы, особенно их надземная часть. Смена видового состава растительного вещества в формирующихся фитоценозах приводит к изменению запасов живой и отмершей массы. Формирование биогеоценозов на отвалах со ступенчато-бугристым рельефом и крутыми склонами разновозрастной отсыпки проходит ряд последовательных стадий. Масса подземных органов до 1500 г/м², может указывать на стадию остепнения травостоя, хотя общие запасы вещества в фитоценозах на молодых почвах еще сильно отличаются от зональных остепненных лугов.
Таким образом, при хозяйственном использовании происходит перестройка флористического состава травостоя, меняется структура и запасы фитомассы. Техногенез изменяет почвенные условия и как следствие изменяются запасы зеленой массы различных групп растений в молодых техноэкосистемах (разновозрастные отвалы) происходит формирование биогеоценозов через ряд последовательных стадий.
А так же на основе длительного 17-летнего ряда наблюдений выявлена повторяемость сезонной ритмики продукционных процессов и величины запасов биомассы в лесостепных экосистемах. Все это позволило определить среднемноголетний фоновый уровень биопродуктивности и ее отклонения, связанные с действием природных и антропогенных факторов.