ВЛИЯНИЕ ПОЖАРА НА ДИНАМИКУ ЗАПАСОВ ЖИВОЙ НАДЗЕМНОЙ ФИТОМАССЫ ЗЛАКОВ СТЕПНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ «БУРТИНСКОЙ СТЕПИ» (ГПЗ «ОРЕНБУРГСКИЙ»)
INFLUENCE OF FIRE ON THE DYNAMICS OF RESERVES OF LIVING ABOVE-GROUND PHYTOMASS OF GRASSES OF STEPPE PHYTOCENOUSS OF «BURTINSKAYA STEPPE» (NATURE RESERVE «ORENBURG»)
Г.Х. Дусаева
G.H. Dusaeva
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт степи Уральского отделения Российской академии наук (ИС УрО РАН)
(Россия, 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11)
Institute of Steppe of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IS UB RAS)
(Russia, 460000, Orenburg, Pionerskaya Str., 11)
e-mail: orensteppe@mail.ru
В работе описаны наблюдения за восстановлением живой надземной фитомассы злаков в первые два года после пожара, произошедшего в августе 2014 г. на участке «Буртинская степь» ГПЗ «Оренбургский». Исследование показало, как в сообществе после пожара накапливается и распределяется живая фитомасса злаков в течение вегетационного сезона. Проведено сравнение запасов живой надземной фитомассы злаков на парах мониторинговых площадей в 2015-2016 гг. с использованием непараметрического U-критерия Манна-Уитни.
The work described the observations of the restoration of live above-ground phytomass of grasses in the first years after the fire that occurred in August 2014 on the «Burtinskaya Steppe» site of the nature reserve «Orenburg». The study showed how in the community after the fire accumulates and distributes the live phytomass of grasses during the growing season. A comparison of the stocks of live aboveground phytomass of grasses on pairs of monitoring areas in 2015-2016 is carried out. using the nonparametric Mann-Whitney U-criterion.
Оренбургская область – степной регион, подверженный значительной антропогенной нагрузке. Большая часть степей региона распахана, остальные земли приспособлены под пастбища и сенокосы или не обрабатываются, представляя собой залежь. Участки целинных степей сохранились лишь на неудобьях и на особо охраняемых природных территориях (в том числе на территории заповедника «Оренбургский»). Они имеют большое значение для сохранения и поддержания биоразнообразия.
С 1990 г. в Оренбургской области начинают активизироваться пожары, за это время число, частота и площадь пожаров многократно возросли, выйдя на качественно новый уровень [11]. На территории участка «Буртинская степь» средняя периодичность пожаров составляет 1 раз в 5-6 лет [12]. Степные пожары являются серьезной угрозой для сохранения экосистем региона. Их влияние значительно отражается на всех компонентах степного фитоценоза, вызывая значительные преобразования в экосистемах.
Динамику запасов живой надземной фитомассы злаков изучали на территории участка «Буртинская степь» ГПЗ «Оренбургский». Растительный покров участков представлен сообществами залесскоковыльной и ковылковой формации [7]. Геоботанические описания выполнялись с использованием стандартных геоботанических методик [9]. Определение запасов надземной фитомассы проводились в течение 2015-2016 гг. на 6 мониторинговых участках заложенных по контуру гари в разнообразных условиях. Причем участки № 1 и 4 – в наибольшей степени пострадали от перевыпаса в дозаповедный период, а участок № 5, расположенный в охранной зоне заповедника – старовозрастная залежь. На каждом участке выделено по 2 площадки горевшая (А) и негоревшая или контрольная (Б). Они располагались в максимально возможной близости и в сходных условиях. Укосы производились в каждом сообществе в течение вегетационного сезона 2015-2016 гг. в (весенний – май, летний – июнь, позднелетний – август и осенний – сентябрь, – периоды). Растения срезались вровень с почвой, на площадках по 0,25 м² [1] в 3-кратной повторности. Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы Statistica 6.1.
Сезонные изменения всего сообщества определяются развитием отдельных растений, причем первостепенную роль играют феноритмы доминантов. [2]. В контрольных и горевших сообществах в фитоценотическом отношении доминирующими видами являлись плотнодерновинные злаки: Stipa zalesskii Wilensky, Stipa lessingiana Trin. & Rupr., Festuca valesiaca Gaudin, Stipa capillata L.
Анализ имеющейся литературы по влиянию пожаров на злаки, выявил несколько мнений на данную проблему. Одни авторы выводы, которых подытоживали В.Г. Танфильев, Н.Ф. Комаров считали, что ковыли не страдают от пожара, так как почки возобновления их находятся ниже поверхности почвы, а наоборот развиваются лучше, вследствие устранения конкуренции со стороны видов, поврежденных огнем [8, 13]. Другие авторы В.И. Евсеев, В.В. Иванов, И.В. Борисова, Т.А. Попова отмечали значительное повреждение дерновин или по крайней мере угнетение и снижение урожайности [3-5]. Т.И. Исаченко и Е.И. Рачковская считали, что именно ковыли больше всего страдают от огня. По их наблюдениям, в красноковыльных степях под влиянием пожаров усиливается роль двудольных; плохо переносит воздействие огня один из эдификаторов этих степей ковылок, и поэтому на выгоревших участках доминирует типчак и тонконог [6]. Г.С. Малышева, П.Д. Малаховский отмечали, что после пожара в сообществе быстрее всего восстанавливался типчак, за исключением мелких дерновин, которые полностью сгорают, а корневые системы более крупных растений сохраняют жизнеспособность. Менее жизнеспособен ковылок до 80% его дерновин сгорело полностью, что объясняется приподнятостью его дерновины над землей [10].
Как отмечал В.В. Иванов, несмотря на быстрое отрастание, злаки после пала всегда оказываются значительно угнетенным, что находит отражение в полном выпадении рыхлокустовых растений и отмирании частей дерновин плотнокустовых. Гораздо важнее отмирание дернин доминантов степей – ковылей и типчака, достигающее весьма больших размеров [5].
В наших исследованиях в первый год после пожара в горевших сообществах несколько изменилась динамика запасов живой фитомассы злаков. На большинстве горевших участков запас надземной фитомассы живых злаков в первый год после пожара достигал наибольшей величины к августу 56-97 г/м2, а на нетронутых пожаром участках пик приходился на июнь во все годы исследования от 90 г/м2 до 148 г/м2 в 2015 г., и от 98 г/м2 до 145 г/м2 в 2016 г. (рис. 1, 2). Такое смещение пиков накопления фитомассы злаков – результат прямого воздействия огня на эту группу растений. Во второй год этого уже не наблюдалось и максимум приходился на май-июнь 52-163 г/м2. Доля злаков от запасов живой фитомассы в негоревших сообществах во все годы исследования варьировала от 40% до 92%. В горевших фитоценозах в первый год после пожара она изменялась от 31% до 97%, во второй год от 33% до 91%.
Рисунок 1. Динамика запасов живой надземной фитомассы злаков (г/м2) в негоревших сообществах
Рисунок 2. Динамика запасов живой надземной фитомассы злаков (г/м2) в горевших сообществах
При сравнении запасов фитомассы живых злаков с помощью U-критерия Манна-Уитни (α<0,05) были выявлены статистически значимые различия между горевшими и негоревшими площадками на участках № 4 и № 5 в 2015 г. и на участках № 1 и № 5 в 2016 г. живая фитомасса злаков в контрольных сообществах на этих участках были больше, чем в горевших. На остальных площадках различий не было выявлено, хотя увеличения проективного покрытия злаков до контрольных значений в сообществах еще не произошло. Таким образом, статистически значимые различия установлены для участков имевших в прошлом антропогенную нагрузку.
По результатам проведенного исследования можно отметить, что после степного пожара изменяется динамика запасов живой фитомассы злаков в первый год после пожара, а на участках имевших в прошлом антропогенную нагрузку обнаружены статистически значимые отличия величин запасов живой фитомассы злаков от контрольных в весь период исследования.
Работа выполнена в рамках бюджетной темы Института степи УрО РАН № ГР АААА-А17-117012610022-5.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: