ВЛИЯНИЕ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ИЗОЛЯЦИИ НА РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ДЕГРАДИРОВАННЫХ ПАСТБИЩ ЮЖНОЙ КУЛУНДЫ
THE INFLUENCE OF SHORT-TERM ISOLATION ON THE DEGRADED PASTURE VEGETATION IN THE SOUTH KULUNDA
Н.В. Елесова, М.М. Силантьева
N.V. Elesova, M.M. Silantyeva
ФГОУ ВПО «Алтайский государственный университет»
(Россия, 656049, г. Барнаул, пр. Ленина, 61)
FSEI HPE «Altai State University»
(Russia, 656049, Barnaul, Lenina St., 61)
e-mail: elesovanv@mail.ru, msilan@mail.ru
Эксперимент по заповедованию участка настоящей дерновинно-злаковой степи в течение 2-х лет показал, что в условиях сухой степи Кулунды в современных погодных условиях даже за короткий срок происходит значительное увеличение запасов надземной фитомассы, что позволяет считать изоляцию эффективным приемом восстановления степных пастбищ, но этот срок совершенно недостаточен для восстановления видового состава сообщества.
The experiment in the 2-years reservation of the natural bunchgrass steppe site shows that under Kulunda dry steppe and under the current weather conditions the increasing of underground phytomass is observed. That fact allows us to conclude that isolation is an efficient method of the steppe pastures restoration, but this time period is utterly not enough for species composition restoration.
Введение. Степные экосистемы Евразии сохраняют в той или иной степени важнейшие природные ресурсы, обеспечивающие базу сельскохозяйственного производства. Кулунда или Кулундинская степь – занимает юго-восточную часть Западно-Сибирской равнины и расположена в междуречье Оби и Иртыша. Начало освоения Кулунды относится к первой трети XVIII в., когда вслед за рудознатцами и приписными крестьянами сюда переселились крестьяне из европейской части России. Но наиболее важный этап сельскохозяйственного освоения территории Кулунды относится к концу XIX – началу XX вв., и совпадает по большей части со знаменитыми реформами П.А. Столыпина. С этого момента Кулунда в центральной и северной части уже практически вся была распахана или представляла собой систему пахоты и залежей. В южной части Кулунды в условиях сухостепной подзоны процессы распашки степей и значительного уменьшения площади пастбищ, и как следствие возрастание их дигрессии, произошли в середине XX века, в годы освоения целинных и залежных земель.
Проведенный ранее анализ изменения климатических показателей за последние 100 лет показал, что темпы увеличения температуры воздуха в пределах Кулундинской степи, и тем более в её юго-западных и южных районах, остаются достаточно высокими. Повышенный фон температур воздуха наблюдается на фоне заметного сокращения годового количества осадков. Как и в отношении распределения годовых температур, для годовых сумм осадков также проявляется цикличность в форме более влажных и более сухих периодов на фоне долговременной тенденции сокращения увлажненности. Более значительное увеличение числа волн тепла по сравнению с волнами холода позволяет подтвердить общую тенденцию потепления климата Алтайского края со второй половины ХХ в., особенно для южных районов Кулундинской степи [2].
Для изучения взаимосвязей климат–выпас–растительность, а также с целью разработки методики улучшения пастбищ в условиях сухой степи нами были заложены мониторинговые площадки для долговременных наблюдений.
Материалы и методы
Для проведения опытов по улучшению состояния пастбищных угодий Южной Кулунды осенью 2012 г. был выбран участок полынно-типчаковой деградированной степи в 5 км на запад от с. Полуямки Михайловского района. Площадь участка примерно 65 га. В мае 2013 г. были заложены и огорожены три мониторинговые площадки 10 х 10 м, соответствующие разным стадиям пастбищной дигрессии (I – умеренный выпас, II – усиленный выпас, III – усиленный выпас – начало сбоя), расположенные по экологическому профилю по направлению к стоянке скота. Почвы на экспериментальных участках (площадках) представлены каштановыми (I участок) и темно-каштановыми подтипами (II и III участок). Более подробно методика и итоги первого года заповедования изложены ранее [1].
В 2013–2014 гг. в течение вегетационного сезона с мая по сентябрь проводились работы по ежемесячному геоботаническому мониторингу пастбищных фитоценозов и оценке запасов надземной фитомассы (зеленых побегов, ветоши и подстилки).
Участок I находится в 20 м от лесополосы в наиболее удаленном от стоянки скота месте (в начале заложенного экологического профиля). Здесь представлена настоящая разнотравно-типчаково-тырсоковыльная степь, занимающая не более 5% от всей площади участка и соответствующая 2 стадии пастбищной дигрессии. На 100 м2 в июне 2013 г. зарегистрировано 36 видов растений. Общее проективное покрытие 55-60%, местами до 70%.
Участок II люцерново-полынно-типчаковой степи находится на 3 стадии пастбищной дигрессии (усиленный выпас, типчаковая стадия). На 100 м2 в июне 2013 г. зарегистрировано 23 вида растений. Проективное покрытие варьирует от 45 до 50%.
Участок III полынно-типчаковой сильно деградированной степи соответствует 3 стадии пастбищной дигрессии с переходом к 4 стадии (полынной стадии), почти полностью отсутствует степная подстилка. На 100 м2 в июне 2013 г. зарегистрировано 17 видов растений. Проективное покрытие варьирует от 30 до 35%.
Результаты и обсуждение
Кратковременная изоляция (2 года) положительно сказалась на величине запасов всех компонентов надземной фитомассы (рис. 1, 2): на стадии умеренного выпаса (разнотравно-типчаково-тырсоковыльная степь) запасы надземной фитомассы в июне 2014 г. выросли с 13,8 до 27,8 ц/га, продуктивность зеленых побегов выросла с 9,8 до 21,6 ц/га (рис. 1, 2), в основном, за счет повышения доли злаков. Доля ветоши увеличилась в 5,5 раз с 0,2 до 1,3 ц/га, запасы подстилки выросли на 31,5% (с 3,7 до 4,9 ц/га).
К сожалению, за 2 года изоляции не произошло увеличения числа видов растений (на отдельных площадках можно отметить от 25 до 36 видов). Следует отметить увеличение жизненности эдификаторов на изолированных участках, что проявилось в увеличении их высоты и числа генеративных побегов.
Структура травостоя претерпела значительные изменения в сторону улучшения: увеличилось число ярусов с 2 до 3, высота 1-го яруса увеличилась на 15-20 см, 2-го яруса на 5 см, проективное покрытие возросло на 20-25%.
На стадии усиленного выпаса (II - типчаковая стадия) кратковременная изоляция также положительно сказалась на величине запасов надземной фитомассы люцерново-полынно-типчаковой степи: общие запасы надземной фитомассы выросли с 10 до 15,8 ц/га, в том числе доля зеленых побегов выросла почти в 2 раза (с 5,8 до 11 ц/га) – в основном за счет увеличения доли бобовых и разнотравья и уменьшения доли злаков, доля ветоши выросла в 2 раза с 0,2 до 0,4 ц/га, доля подстилки с 4,1 до 4,4 ц/га (рис. 1, 2).
Стоит отметить, что в структуре зеленых побегов в 1,5 раза уменьшается доля злаков и возрастает доля бобовых и разнотравья. На изолированном участке люцерна серповидная (Medicago falcata L.) становится содоминантом, ее проективное покрытие увеличивается с 3 до 7%, появляются новые виды, в основном сорного, разнотравья: полынь эстрагон (Artemisia dracunculus L.), лапчатка двунадрезная (Potentilla bifurca L.), козелец (Scorsonera sp.), крестовник эруколистный (Senecio erucifolius L.), синеголовник плосколистный (Eryngium planum L.), отсутствующие на выпасаемых участках полынно-лапчатково-типчаковой деградированной степи. На изолированном участке травостой также двухъярусный, высота его 30-35 см, проективное покрытие 50%, на выпасаемом участке высота травостоя 20 см, причем 1-й ярус выделяется нечетко, проективное покрытие 40%. Улучшилась жизненность эдификатора овсяницы валисской (Festuca valesiaca Gaudin.): высота увеличилась с 10-12 см до 20 см, появились генеративные побеги, почти отсутствующие при выпасе.
Рисунок 1. Запасы надземной фитомассы дерновинно-злаковой степи на разных стадиях пастбищной дигрессии (Михайловский район, окр. с. Полуямки. 18.06.2014 г., г/м2)
Рисунок 2. Влияние кратковременной изоляции на запасы надземной фитомассы дерновинно-злаковой степи: Михайловский район, окр. с. Полуямки. 18.06.2014 г., г/м2
На стадии III (усиленный выпас – начало сбоя, полынная стадия) на изолированном участке полынно-типчаковой деградированной степи также отмечено повышение запасов надземной фитомассы с 4,8 до 6,8 ц/га: доля зеленых побегов выросла почти в 2 раза с 2 до 3,7 ц/га, в основном за счет доли разнотравья. Запасы подстилки остались прежними – 2,9 ц/га.
На изолированном участке увеличилось количество видов растений с 11 до 16, в основном за счет сорных: желтушник левкойный (Erysium cheiranthoides L.), монашенка темно-бурая (Nonea pulla (l.) DC.), икотник серо-зеленый (Berteroa incana L.), полынь серая (Artemisia glauca Pall. ex Willd.), грыжник многообразный (Herniaria polygama J. Gay). Наблюдается более зеленый аспект, улучшилась жизненность типчака и люцерны, что проявилось в увеличении высоты и количества генеративных побегов, отсутствующих на выпасаемых участках типчаково-полынной сильно деградированной степи.
Структура травостоя претерпела значительные изменения в сторону улучшения: увеличилось число ярусов с 1 до 2, высота 1-го яруса увеличилась на 5–10 см (10-15 см – 20 см), проективное покрытие увеличилось на 5–10% (20% – 25-30%).
Заключение
Проведенный нами опыт по заповедованию участка настоящей дерновинно-злаковой степи в условиях сухостепной зоны Кулунды в течение 2-х лет, позволил сделать следующие выводы:
– двухлетний срок недостаточен для восстановления видового состава, на сильно сбитых участках (3 стадия пастбищной дигрессии, переход к 4 стадии) медленно восстанавливаются злаки, бобовые и разнотравье;
– запасы ветоши и подстилки на сильно сбитых участках медленно восстанавливаются при заповедовании;
– изоляция способствует улучшению структуры пастбищных сообществ: восстанавливается ярусность, возрастает проективное покрытие;
– временная изоляция способствует увеличению запасов надземной фитомассы и ее компонентов и является эффективным приемом восстановления степных пастбищ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: