ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФЛОРЫ НА ПОСТАГРОГЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМАХ БИОСТАНЦИИ ЮФУ

RESTORATION OF FLORA ON POSTAGROGENIC CHERNOZEMS BIOSTATION SFU

М.А. Мясникова, О.Ю. Ермолаева, М.В. Черникова, К.Ш. Казеев, С.И. Колесников

M.A. Myasnikova, O.Yu. Yermolaev, M.V. Chernikov, K.Sh. Kazeev, S.I. Kolesnikov 

Южный федеральный университет

(Россия, 344006, г.Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, 105) 

Southern Federal University

(Russia, 344006, Rostov-on-Don, B. Sadovaya St., 105)

E-mail: margarita_prudnikova@mail.ru

Изучены изменения флоры в естественном сукцессионном ряду разновозрастных залежей. Выделены стадии сукцессий на разновозрастных залежах. С возрастом залежи видовое разнообразие флоры увеличивается.

Changes of flora in a natural suktsessionny number of uneven-age deposits are studied. Stages of successions on uneven-age deposits are allocated. With age deposits a specific variety of flora increases. 

В степной зоне Евразии находятся уникальные для России сообщества и ландшафты, но эти территории подвергаются значительной антропогенной нагрузке, и, прежде всего, сельскохозяйственному освоению. Массовая распашка степей приводит к деградации почвенного покрова, к исчезновению целого ряда представителей флоры и фауны из-за уничтожения их местообитаний [2]. В последние десятилетия по различным причинам происходит сокращение площадей пашни за счет вывода из нее как малопродуктивных почв, так и хорошего качества, экологический потенциал которых остался невостребованным по экономическим причинам. В России выведено и не используется по разным данным от 4 до 5 млн га пашни [4], на территории Южного федерального округа площадь залежей составляет всего около 26 тыс. га [4].

Выведенные из севооборота пашни вступают в сложный процесс восстановления растительности и почвенного плодородия – залежную сукцессию [3]. В целом обобщающая схема зацелинения степных залежей выглядит следующим образом: 1. Бурьянистая (стадия полевых сорняков); 2. Корневищная; 3. Рыхлокустовая (стадия дерновинных злаков); 4. Плотнокустовая (вторичная целина) [6]. В зависимости от условий сукцессионные ряды могут состоять из различного числа стадий и иметь разную продолжительность [10].

В настоящий момент актуальны вопросы восстановления биологических свойств, плодородия почв залежей в различных стадиях сукцессий, оценка возможности их дальнейшего вовлечения в сельскохозяйственный оборот. В связи с этим возникает необходимость в специальном изучении особенностей зарастания заброшенной пашни, видового состава растительности, стадий зацелинения и их длительности, изменения почвенных свойств на этих стадиях.

Цель работы - изучить изменения флоры в естественном сукцессионном ряду разновозрастных залежей.

Исследован памятник природы «Степь Приазовская», расположенный в подзоне разнотравно-типчаково-ковыльных степей рядом с пос. Танаис Мясниковского района Ростовской области. Участок исследования представляет собой серию залежей возрастом: 83 года, 27 и 17 лет (рис. 1). Рядом находится участок пашни учебно-опытного хозяйства Южного федерального университета «Недвиговка», от которого и выводились из сельскохозяйственного использования земли. Исследованные участки образуют ряд: 83-летняя залежь – 27-летняя залежь – 17-летняя залежь. Почва – чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый [5, 9].

Исследования проводили с использованием общепринятых методов в экологии, биологии и почвоведении [7]. Изучение флоры и растительности залежных степных сообществ проводили маршрутным методом в 2012–2013 гг. в соответствии со стандартными подходами [8]. Видовая принадлежность растений определялась по сводке «Флора Нижнего Дона» (1984–1985). Названия видов приведены по работе «Сосудистые растения России и сопредельных государств» [12]. Анализ флоры проведен по общепризнанным методикам [11].

На территории исследуемого участка памятника природы «Степь Приазовская» всего было зарегистрировано 109 видов сосудистых растений, принадлежащих к 81 роду, 24 семействам. На 83-летней залежи зафиксирован 71 вид, на 27-летней – 61 вид, на 17-летней –70 видов (табл. 1).

Таблица 1

Характеристика разновозрастных залежных участков

83-летняя залежь находится на типчаковой стадии сукцессии. Ведущую роль в сложении флоры данного участка играют такие семейства, как Asteraceae, Poaceae, Lamiaceae. Состав семейства Asteraceae представлен степными видами – Achillea leptophylla M. Bieb. , A. nobilis L., Achillea setacea Waldst. & Kit., Artemisia austriaca Jacq., Centaurea orientalis L., C. trichocephala M. Bieb., Galatella linosyris (L.) Rchb., G. villosa (L.) Rchb., Inula germanica L., Tanacetum millefolium (L.) Tzvelev. Злаки (сем. Poaceae) представлены как корневищными (Festuca regeliana Pavlov, Hierochloe repens (Host) P. Beauv., Melica transsilvanica Schur), так и дерновинными видами (Koeleria cristata (L.) Pers., Stipa capillata L., S. lessingiana Trin. & Rupr.). Доминирующую роль на данном участке играют плотнодерновинные злаки (Stipa lessingiana, Festuca valesiaca, Stipa ucrainica), одни из характерных степных видов, часто доминирующие в степных растительных сообществах. Семейство Lamiaceae играет значительную роль в сложении разнотравья и представлено такими видами, как Ajuga chia Schreb, A. reptans L., Ballota nigra L., Marrubium praecox Janka, Nepeta parviflora M. Bieb., Salvia nutans L., Stachys atherocalyx K. Koch, Teucrium polium L., Thymus marschallianus Willd. Коэффициент флористического сходства Жаккара между 83-х летней залежью и более молодыми залежами варьировал от 0,3 до 0,4, что говорит о среднем сходстве между данными участками (табл. 2).

Залежи 17- и 27-летнего возраста представляют собой корневищно-злаковую стадию сукцессии. На этих участках доминирующую роль играет корневищный мезофильный злак вейник наземный (Calamagrostis epigeios). Кроме этого, на отдельных участках значительную роль играют и другие корневищные злаки Melicatranssilvanica, Elytrigiaelongata, E. repens, а также дерновинные Festuca valesiaca, Stipa lessingiana. Состав разнотравья флористически разнороден, даже в пределах одного участка залежи. Также значительно участие сорных видов. Коэффициент флористического сходства Жаккара между 17- и 27 летней залежью участками равен 0,5 (табл. 2).

Таблица 2

Коэффициенты сходства Жаккара (K_j) исследованных залежей по флористическому составу

Общее проективное покрытие на всех исследованных участках 100%. На поверхности почвы исследованных участков образовался довольно хорошо выраженный мертвый покров, с проективным покрытием в среднем 95%, мощностью 1-2 см. Высота травостоя на 83- и 17-летних залежах варьировала от 35 до 55 см. На 27-летней залежи можно выделить 2 яруса, высота верхнего яруса составляла 95-140 см, а нижнего 40-60 см. На более молодых залежах (17 и 27 лет) на почве наблюдаются мхи, их проективное покрытие около 10%.

По надземной фитомассе между 83- и 27-летними залежами существенных отличий не отмечено, их фитомасса варьировала от 134 до 136 ц/га (табл. 1). Минимальная фитомасса наблюдается на 17-летней залежи – 87 ц/га. По запасу фитомассы все изученные залежи согласно десятибалльной шкале Н.И. Базилевич и Л.Е. Родиной [1], можно охарактеризовать как малопродуктивные (3 балла- 51-125 и 4 балла 126-250 ц/га). При агроботаническом анализе укосов, отмечено, что на участках преобладают злаки.

Таким образом, на исследованном участке можно выделить следующие стадии сукцессии: типчаковая стадия сукцессии- 83-летняя залежь, корневищно-злаковая стадия сукцессии– 27-и 17-летние залежи. Наибольшее сходство во флористическом составе отмечено между 27-и 17-летней залежью (коэффициент Жаккара равен 0,5). По запасу фитомассы все участки относятся к малопродуктивным. 

Исследование выполнено в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности Министерства образования и науки РФ № 6.345.2014/К и государственной поддержке ведущей научной школы Российской Федерации (НШ-2449.2014.4). 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Базилевич Н.И., Родин Л.Е. Типы биологического круговорота зольных элементов и азота в основных природных зонах Северного полушария // Генезис, классификация и картография почв СССР. М., 1964. С.121-140.
2. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвы Юга России. Ростов н/Д: Изд-во «Эверест», 2008. 276 с.
3. Глумов Г.А. Исследование современной динамики естественного растительного покрова Южной лесостепи Зауралья: дис. ... д-ра. биол. наук. Л., 1953. С. 410.
4. Государственный (Национальный) доклад о состоянии и использовании земель в Российской Федерации в 2010 году. М.: «Росреестр», 2011. 257 с.
5. Даденко Е.В., Мясникова М.А., Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биологическая активность чернозема обыкновенного при длительном использовании под пашню // Почвоведение. 2014. № 6. С. 724-734.
6. Залесский К.М. Залежная и пастбищная растительность Донской области. Ростов н/Д: Изд. Сенного отд. Дон. обл. прод. упр., 1918. С. 5-18.
7. Казеев К.Ш., Колесников С.И. Биодиагностика почв: методология и методы исследований. Ростов н/Д: Изд-во Юж. федерал. ун-та, 2012. 260 с.
8. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Современное состояние основных концепций науки о растительности. Уфа: Изд-во «Гилем». 2012. 488 с.
9. Мясникова М.А., Ермолаева О.Ю., Казеев К.Ш., Колесников С.И Биологические особенности разновозрастных постагрогенных черноземов ростовской области // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 6. С. 722.
10. Разумовский С.М. Закономерности динамики биоценозов. М.: Наука, 1981. 231 с.
11. Толмачев А.И. Введение в географию растений. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та. 1986. 244 с.
12. Черепанов К.С. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб.: Мир и семья, 1995. 990 с.