ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЗАЛЕЖНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В МУЗЕЕ-ЗАПОВЕДНИКЕ «ДИВНОГОРЬЕ» (ВОРОНЕЖСКАЯ ОБЛАСТЬ)
THE FEATURES OF THE FALLOW VEGETATION DEVELOPMENT IN THE MUSEUM-RESERVE ‘DIVNOGORIE’ (VORONEZH REGION)
Л.А. Панкратова
L.A. Pankratova
Санкт-Петербургский государственный университет Институт наук о Земле
(Россия, 199178 Санкт-Петербург, 10-я линия Васильевского острова, 33-35)
Institute of Earth Sciences, St.Petersburg State University
(Russia, 199178, Str. Petersburg, 33-35, 10th line V.O.)
e-mail: l.pankratova@spbu.ru
Музей-заповедник «Дивногорье» является уникальным полигоном по естественному восстановлению растительного покрова на постагрогенных землях. Многолетние исследования позволяют не только построить полный сукцессионный ряд смен растительных сообществ, характерный для меловых ландшафтов среднего Дона, но и выявить особенности восстановления, характерные для юга лесостепной зоны.
The Museum-reserve «Divnogorie» is a unique testing ground for the natural revegetation of postagrogenic soil. Long-term studies allow not only to construct the complete successional range shifts of plant communities, typical for the chalk landscapes of the middle reaches of the Don, but also to identify the recovery features, typical for the South of the forest-steppe zone.
Территория музея-заповедника «Дивногорье» находится на юго-восточной окраине Среднерусской возвышенности, в 10 км к западу от центра района на правом берегу реки Дон и в 80 км к югу от Воронежа.
На этих землях музей был основан в 1988 году, а в 1991 он получил статус музея-заповедника. В настоящее время музей-заповедник является одним из самых популярных и самых узнаваемых достопримечательностей. Согласно административному делению, территория «Дивногорья» находится в Лискинском районе Воронежской области и составляет 1082,8 га. По постановлению правительства Воронежской области от 25 декабря 2013 года территория музея-заповедника значительно расширена за счет выделения земель в ближайшем окружении с закреплением за ними статуса «Достопримечательное место».
Территория музея-заповедника «Дивногорье» представляет собой сложную совокупность своеобразных по структуре фаций и урочищ, принадлежащих к плакорному, склоновому и пойменному типам местности. Многие фрагменты ландшафта заповедника (выходы мела, крутые склоны балок и др.) затронуты хозяйственной деятельности человека незначительно, сохраняют естественный ход физических и геохимических процессов, а также характерную для этих мест биоту. В соответствии со схемой почвенно-географического районирования, территория Музея-заповедника «Дивногорье» отнесена к району типичных среднемощных и выщелоченных черноземов Воронежской области. Разнообразие почв на сравнительно небольшой площади заповедника, закономерности их распространения и формирования тесно связаны здесь с характером материнских пород и своеобразием рельефа. В геологическом отношении территория сложена писчим мелом с высоким содержанием карбоната кальция (92-99%) туронского яруса верхнемелового времени. Сверху залегают четвертичные отложения – лессовидные суглинки. Согласно ботанико-географическому районированию европейской части СССР [2], исследуемая территория относится к Среднерусской (Верхнедонской) подпровинции Восточноевропейской лесостепной провинции Евроазиатской степной области.
До момента создания заповедника территория принадлежала колхозу «Дивногорский», что в свою очередь определяло специфику использования земель и характер агроландшафта. Верхние, плакорные участки и пологие склоны распахивались или использовались как сенокосные угодья, на более крутых склонах и в широких балках выпасали крупный и мелкий рогатый скот. Исследования восстанавливающего растительного покрова проводятся на территории заповедника с 2000 по сей день. Изучение динамики растительности является важным направлением исследований в фитоценологии.
Сукцессии понимаются нами - как преемственный ряд изменений состава и структуры фитоценоза, вызываемых причинами внутреннего и внешнего порядка. В случае, представленном на территории музея-заповедника «Дивногорье» мы имеем дело с сукцессиями природными, вторичными и прогрессивными. Быстрые последовательные смены ассоциаций, направленные на восстановление ценотической среды и не приводящие к смене стадий экогенеза, называются демутацией. Полностью восстановленная ценотическая среда соответствует близкому к субклимаксовому состоянию растительности.
В обобщенном виде восстановительный ряд смен по мнению исследователей [1, 3, 4, 6-11 и др.] в условиях лесостепи выглядит так: 1) стадия полевых сорняков, 2) стадия корневищных растений, 3) стадия дерновинных злаков или вторичной целины.
В данной статье представлены результаты изучения плакорной растительности на залежах в условиях существующего с 1991 г. заповедного режима, в период с 2000 по 2017 г. [5, 6].
Для изучения восстановительной сукцессии использовались показатели: значимые группы видов (доминанты); типы жизненных форм по характеру и глубине корневых систем; типы жизненных форм по способам размножения; экологические группы видов (в том числе по отношению к карбонатному субстрату и влаге); структурные показатели растительных сообществ, такие как: флористическое богатство, соотношение числа видов и их обилие, мозаичность и др. По результатам наблюдений был составлен сукцессионный ряд смен растительных сообществ, характерный для «Дивногорья». Его существенным отличием является выделение промежуточных этапов на второй стадии восстановления. Таким образом, сукцессионный ряд в «Дивногорье» таков:
На территории Музея-заповедника, переход участков в залежи проходил фрагментарно, т.к. по плану вывод земель из сельскохозяйственного оборота продолжался вплоть до начала 2000-х гг. Участки выводились в разные сроки и имели разные площади. В настоящий момент (на 2017 г.) на территории музея-заповедника автором исследованы 3 участка, два из которых уже завершили прохождение бурьянистой стадии и восстанавливаются дальше.
Залежи, выведенные из оборота в 2001 и в 2003 годах, на протяжении трех лет представляли собой смену растительных группировок: в первый год основными представителями в них были сорные однолетние виды, такие как: щетинник сизый и зеленый (Setaria glauca auct., S. Viridis (L.) P. Beauv.), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), чистец однолетний (Stachys annua (L.) L.), живокость полевая (Consolida regalis Gray), полыни горькая и обыкновенная (Artemisia absinthium L., A. Vulgaris L.) и пр. Показатели проективного покрытия колебались от 10 до 40%, при условии, что более 60% видов в описанных группировках относились к группе однолетних видов. Уже на второй год в составе группировок был отмечен пырей ползучий (Elytrigia repens (L.) Nevski), а на третий год мятлик узколистный (Poa angustifolia L.). Проективное покрытие увеличивалось до 80%, число сорных и однолетних видов сократилось до 30%. Именно смена группы видов по продолжительности жизненного цикла и по типам корневых систем, по показателям обилия позволили нам сделать вывод о переходе данных растительных сообществ на следующую стадию восстановления.
Тем не менее, неверно будет утверждать, что после 3-х лет восстановления растительные сообщества перешли на стадию корневищных растений, т.к. в их составе еще присутствует значительное число видов сорной группы, однолетних и двулетних видов. Именно поэтому нами и были выделены этапы, на которые подразделяется стадия корневищных растений. Таким образов залежи, выведенные в 2001 и в 2003 годах, в 2004 и в 2006 годах соответственно перешли на этап корневищно-бурьянистой растительности или пырейно-бурьянистой растительности, т.к. в обоих изученных случаях основным доминантом, среди представителей корневищных растений выступал Пырей ползучий. Показатели проективного покрытия и видового разнообразия продолжали увеличиваться и в течение 5-6 лет данные растительные сообщества перешли на собственно корневищный этап. Основными критериями перехода стали устойчивые показатели проективного покрытия (70-90%), видового разнообразия (на 100 м2 приходилось от 18 до 27 видов), практически полное отсутствие сорных видов, увеличение степного разнотравья и др.
В настоящий момент, залежь, выведенная в 2001 году, находится на последнем этапе корневищной стадии, и ее сообщества представлены корневищно-дерновинной растительностью. В составе растительных сообществ описаны характерные для степной растительности дерновинные злаки, такие как ковыль перистый (Stipa pennata L.), тырса (Stipa capillata L.) и типчак или овсянница валийская (Festuca valesiaca Gaudin). На 2017 год дерновинные злаки не были отмечены как доминанты ни в одном из представленных сообществ, но их обилие по шкале Друде составило от sol до sp.
В настоящий момент мы не имеем данных о точной временной продолжительности второй стадии восстановления, но можем предположить, что она длиться около 25-30 лет. Эти данные подтверждаются на участках, представленных залежами большего возраста и выведенными из оборота в конце 70-х годов прошлого века.
На момент начала исследования в 2000 году растительность на данном участке находилась на втором этапе стадии корневищных растений. Основными растительными сообществами были: пырейно-мятликовые с разнотравьем, донниково-пырейно-мятликовые, резаково-пырейно-мятликовые и резаково-мятликовые с разнотравьем. Видовое разнообразие не превышало 27 видов на 100 м2, а проективное покрытие варьировало от 70 до 90%. На сегодняшний день мы отмечаем постепенную смену доминантов и переход на третий этап корневищной стадии. Растительные сообщества сменились на разнотравно-пырейно-перистоковыльные, разнотравно мятликово-перистоковыльные, люцерново-перейно-перистоковыльные с разнотравьем, пырейно-типчаковые с разнотравьем и пр. Аналогичная ситуация наблюдается еще на одном участке с залежью, выведенной из оборота в конце 60-х годов прошлого века. На данном участке отмечены сходные показатели обилия, видового разнообразия и пр. Условное отставание в скорости восстановления по сравнению с залежью, выведенной в конце 70-х годов прошлого века, связано с вторичным использованием. В момент, когда залежь находилась на стадии собственно корневищных растений – ее использовали как сенокосные угодья.
Заключительная стадия восстановления растительного покрова была представлена на территории музея-заповедника уже на момент начала исследования в 2000 году. Интерес к ее изучению особенный, т.к. в литературных источниках есть исключительно описание хода восстановительной сукцессии до стадии вторичной целины или до состояния климаксового сообщества, а информация о дальнейшем ходе развития растительного покрова отсутствует.
На протяжении 17 лет (полевых сезонов) мы исследовали залежь, выведенную из оборота в конце 40-х годов прошлого века. Участок не распахивался со времен окончания Великой отечественной войны, но испытывал вторичные нагрузки в виде прогона и выпаса крупного рогатого скота, сенокоса, неоднократно подвергался пожарам. В 2000 году нами были описаны растительные сообщества, которые по своим показателям проективного покрытия (от 50 до 70%), видового разнообразия (до 35 видов на м2), соотношению видов разных экологических групп и прочим, были отнесены к растительным сообществам заключительной стадии восстановления степной растительности. На протяжении всех лет исследования все показатели растительных сообществ варьировали не значительно, видовой состав практически не менялся, и в настоящее время растительный покров представлен ковыльно-типчаково-разнотравными и типчаково-ковыльно-разнотравными сообществами, которые характерны для естественной лесостепной растительности.
В заключение хотелось бы отметить, что основной проблемой составления полного временного сукцессионного ряда является его длительность во временном масштабе. Именно по этой причине музей-заповедник «Дивногорье» и является уникальным полигоном для исследования залежной растительности и ее особенностей, т.к. на относительно небольшой площади развиваются в сходных условиях растительные сообщества, находящиеся на разных стадиях (этапах) восстановления.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: