ТРАНСФОРМАЦИЯ ПАСТБИЩНЫХ ЭКОСИСТЕМ СТЕПЕЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ МОНГОЛИИ В ПЕРЕХОДНЫЙ ПЕРИОД
TRANSFORMATION OF PASTURE ECOSYSTEMS STEPPES OF CENTRAL MONGOLIA IN TRANSITION
П.Д. Гунин1, С.Н. Бажа1, Е.В. Данжалова1, Ю.И. Дробышев1, Т.И. Казанцева2, И.А. Петухов1, С. Хадбаатар3
P.D. Gunin1, S.N. Bazha1, E.V. Danzhalova1, Yu.I. Drobyshev1, T.I. Kazantseva2, I.A. Petukhov1, S. Khadbaatar3
1Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН,
(Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, 33, e-mail: monexp@mail.ru)
Severtsov’ Institute of ecology and evolution RAS
(Russia, 119071 Moscow, Leninsky Prospect, 33)
2Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН,
(Россия, 197376, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 2)
Komarov’ Botanical Institute RAS
(Russia, 197376, St. Petersburg, Professor Popov str., 2)
3Монгольский государственный университет образования,
Mongolian state university of education,
(Mongolia, 210648 Ulaanbaatar, Bagaa Toiruu – 14)
В статье рассматривается современное состояние пастбищных экосистем Среднегобийского аймака. Была выявлена, значительная деградация растительных сообществ степей, где на фоне снижения общих фитоценотических показателей (проективное покрытие, надземная фитомасса) происходило изменение структуры сообществ. Так, доминирующие позиции в зависимости от типа степных экосистем занимают такие дигрессивно-активные виды, как полукустарничек Artemisia frigida, кустарничек Ephedra sinica, многолетник Peganum nigellastrum. Участие злаков Stipa krylovii, S. klemenzii, S. gobica, Agropyron cristatum, Cleistogenes squarrosa и Koeleria cristata, коренных доминантов и содоминантов этих степей, сильно снижено. Наибольшую тревогу вызывает внедрение в сухостепные сообщества пустынностепного вида Allium polyrrhizum, который не только сохраняет свой жизненный потенциал в условиях аридизации климата, но и показывает способность к расширению своего ареала. Таким образом результаты исследования показали, что, с одной стороны, все эти процессы приводят к смещению к северу границы пустынных степей, а с другой – к коренной трансформации растительных сообществ с вектором от сухих степей к опустыненным степям.
The article the present conditions of pasqual ecosystems of Dundgovi aimag is considered. It was found great degradation of the dry steppes’ vegetation where on the background of decline of the general phytocenotic indexes (projecting cover, aboveground phytomass, etc.) the community’s structure changed. In particular, depending on a type of steppe ecosystem, such digressive-active species as Artemisia frigida, Ephedra sinica, and Peganum nigellastrum take dominant positions. Grasses Stipa krylovii, S. klemenzii, S. gobica, Agropyron cristatum, Cleistogenes squarrosa, and Koeleria cristata greatly decrease their participation. Intrusion of desert-steppe species Allium polyrrhizum into dry-steppe communities is mostly alarming because it no only keeps its living potential under climate aridization, but also show a possibility to widening its area. Thus, our results demonstrate that all these processes lead to 1) shift of the boarder of decertified steppes to the North; 2) principal transformation of plant communities from dry steppes to decertified steppes.
В последние годы, особенно после начала экономических и политических реформ 1990-х гг., на фоне усиливающейся аридизации климата неуклонно возрастают пастбищные нагрузки практически по всей территории Монголии. При этом экосистемы Среднегобийского аймака оказались в сильной степени подверженными синергетическому воздействию обоих этих факторов.
Среднегобийский аймак расположен в центральной части Монголии и по площади является одним из самых крупных регионов в стране. Аймак является важной административной единицей в животноводческой отрасли экономики Монголии. Пастбищные земли занимают здесь более 95% его территории. С начала 90-х гг. XX века с переходом Монголии к рыночной экономике наблюдается постоянный рост численности поголовья скота. С 1985 г. количество скота в Среднегобийском аймаке увеличилось в 1,5 раза и в настоящее время составляет 2040,6 тыс. голов скота (2008 г.). Кроме того, изменилась структура стад в сторону значительного (до 55-60%) увеличения поголовья коз, оказывающих наибольшую нагрузку на пастбищную растительность среди других видов скота.
Как известно, южные варианты степей Монголии находятся в зоне недостаточного увлажнения, среднее количество осадков за год составляет 100-250 мм, из них более 60 % приходится на летний период. Климатические условия в центральной части этого региона в 50-80-ые гг. [2] XX столетия были достаточно благоприятными. Средняя годовая сумма осадков в эти годы составляла 160 мм, а средняя годовая температура воздуха была 1,2-3,0°С. В последнее десятилетие количество осадков снизилось в 1,1-1,4 раза, а средняя годовая температура воздуха возросла в некоторых районах в 2 раза (сомоны Сайн-Цаган, Гурван-Сайхан) [3].
Все это повлекло за собой интенсификацию развития процессов трансформации почвенно-растительного покрова на больших площадях. Однако диагностика этих процессов изучена далеко недостаточно. Поэтому были поставлены задачи: оценить современное состояние растительного покрова основных типов степных экосистем, определить направленность трансформации и выявить механизм проявления процессов деградации.
По своему рельефу территория Среднегобийского аймака характеризуется распространением денудационных равнин и плато с незначительным участием островных низко- и среднегорных массивов и широкими, нередко долинообразными, понижениями и котловинами с мелкими озерами и солончаками. Поверхность территории в целом снижается с северо-запада на юго-восток с 1400-1800 м до 1100-1200 м.
В зональном аспекте экосистемный набор аймака является классическим примером экотонной зоны. В северо-западной оконечности аймака экосистемы представлены умеренно-сухими степями на темно-каштановых почвах и их горных вариантах. На большей части аймака распространены сухие дерновиннозлаковые степи на каштановых почвах. Центральная часть занята переходной подзоной с опустыненными степями на различных вариантах светло-каштановых почв. Южнее проходит полоса пустынных степей на бурых пустынно-степных, солонцеватых и рыхлопесчаных почвах и песках. В крайней южной части аймака представлены экосистемы остепненных пустынь на палево-бурых почвах.
Методика исследования. Изучение степных экосистем Среднегобийского аймака было проведено в рамках исследований Совместной Российско-Монгольской комплексной биологической экспедиции РАН и АНМ в 2009-2011 гг. в период максимального развития травостоя (июль-август). Маршрутные исследования включали в себя изучение почвенно-растительного покрова и оценку современного состояния экосистем. По итогам работ была подготовлена карта антропогенной нарушенности экосистем Среднегобийского аймака масштаба 1 : 1 000 000. Основной целью создания такой карты является сравнительный анализ динамики состояния экосистем Среднегобийского аймака за последние 22 года, осуществленный на базе карты «Ecosystems of Mongolia» [9], отражающей состояние экосистем Монголии в 1989 г.
Результаты исследования. Проведенное обследование основных типов степей Среднегобийского аймака показало, что на значительной территории происходит коренная трансформация растительных сообществ. Причем сам характер трансформации четко проявляется в деградации растительных сообществ, которая в каждой из подзон характеризуется своими особенностями. Так, в сообществах умеренно-сухих степей отмечается замещение доминантных видов дигрессивно-активными. На территории сомона Цаган-Дэлгэр на месте змеевково-тырсовых и петрофитноразнотравно-тырсовых степей сформировались холоднополынные сообщества. Важным признаком деградации и опустынивания пастбищных экосистем в подзоне сухих степей является инвазия в растительные сообщества и расширение обитания пустынно-степного вида – кустарничка Ephedra sinica. В наибольшей степени это характерно для территорий сомонов Гоби-Угтал, Ада-Цаг, Эрдэнэ-Далай. В опустыненных степях в юго-западной части аймака (сомоны Сайхан-Обо, Дэлгэр-Хангай, Хулд, Эрдэнэ-Далай) значительное распространение получил сорный алкалоидный и непоедаемый многолетник Peganum nigellastrum.
В растительных сообществах пустынных степей (сомоны Гурван-Сайхан и Ундэр-Шил) отмечено снижение роли дерновинных злаков и луков (Stipa klemenzii, S. gobica и Allium polyrrhizum) и переход к доминированию содоминантных видов из семейства маревые (Anabasis brevifolia и Salsola passerina).
Общей тенденцией в многолетней динамике всех растительных сообществ Среднегобийского аймака является снижение основных фитоценотических показателей. Исследования 2009 г. показали, что в сообществах значения проективного покрытия не превышали 31%, а чаще всего составляли 9-12%. Надземная фитомасса изменялась в основном в пределах 0,4-4,3 ц/га. Кроме того, повсеместно отмечается засорение пастбищ одно-, двулетними видами (Artemisia scoparia и A. pectinata). Часто доля этих видов в структуре сообществ превышала 50%. Это сказалось на ухудшении качества пастбищных кормов в связи с их низкой питательной ценностью [3].
Наиболее распространенным показателем деградации и опустынивания пастбищных экосистем в Среднегобийском аймаке является распространение лука многокорневого Allium polyrrhizum при одновременном прогрессирующем угнетении ковылей. В настоящее время можно констатировать, что на значительной территории аймака в подзоне сухих и опустыненных степей сформировались монодоминантные луковые сообщества из Allium polyrrhizum, который по классификации А.А. Юнатова [7] относится к пустынно-степному виду и ранее был наиболее характерен для пустынных степей. В структуре таких сообществ Allium polyrrhizum формирует чаще всего более 80% всей надземной фитомассы. Участие коренных сухостепных злаков (Stipa krylovii, Agropyron cristatum, Cleistogenes squarrosa, Koeleria cristata) незначительно, или вегетирующих особей этих видов и вовсе не было выявлено в сообществах. Изучение анатомической структуры корневых систем нативных доминантов показало, что большая их часть находилась на стадии отмирания или уже являлась отмершей [3].
Таким образом, мелкодерновиннозлаковые, змеевково-тырсовые, холоднополынно-мелкодерновиннозлаково-тырсовые и тырсово-мелкодерновиннозлаково-карагановые степи, распространенные в Среднегобийском аймаке в 70-80-х гг. прошлого столетия, в настоящее время сменились монодоминантными луковыми сообществами из Allium polyrrhizum, ранее здесь не отмечавшимися [5, 6].
В пустынно-степной подзоне также наблюдалось территориальное расширение луковых сообществ за счет смены змеевково-ковыльковых и луково-ковыльковых сообществ на монодоминантные луковые. Луки Allium mongolicum и A. polyrrhizum формируют также более 80% фитомассы. Участие коренных доминантов этих степей Stipa klemenzii, Cleistogenes squarrosa незначительно.
Местные жители сообщали о неоднократных случаях отравления и падежа скота после поедания лука многокорешкового. Возможно, это происходит из-за отсутствия в рационе скота, пасущегося на этих пастбищах, кормовых злаков, а также вследствие содержания в вегетативных частях Allium polyrrhyzum токсических аминокислот [10]. По-видимому, одной из причин формирования луковых сообществ является расширяющаяся в настоящее время в степных экосистемах аймака щелочная и сильнощелочная среда (рН от 7,5 до 9,5), неблагоприятная для большинства мезофильных и мезоксерофильных степных и сухостепных растений. К такой обстановке наиболее приспособлены типично пустынные ксерофиты и галофиты, а также охарактеризованные выше луки и, прежде всего, суккулентный омброфит Allium polyrrhizum [4]. Кроме того, отличительной особенностью лука многокорешкового является быстрая реакция даже на небольшие осадки, что позволяет ему в периоды малой влагообеспеченности поддерживать свой жизненный потенциал.
Таким образом, чрезмерные пастбищные нагрузки и формирование сообществ из Allium polyrrhizum позволили нам идентифицировать и определить их состояние как средненарушенные экосистемы. Однако процесс формирования монодоминантных сообществ из Allium polyrrhizum при одновременном прогрессирующем угнетении ковылей, с нашей точки зрения, требует дальнейшего наблюдения. В случае подтверждения необратимости этого явления, степень антропогенной нарушенности может быть увеличена до сильной и очень сильной.
Практически полным отсутствием трансформации растительных сообществ характеризуются экосистемы пустынных степей, которые широкой полосой протянулись вдоль южных границ Среднегобийского аймака. В силу незначительных пастбищных нагрузок и отсутствия достаточного количества водопоев, пастбища здесь не испытывают сильных нагрузок, поэтому нарушенность природных экосистем этой подзоны была оценена как слабая. Севернее крупные участки со слабо нарушенными экосистемами встречаются крайне редко и зарегистрированы нами только на территории ОПТ в сомонах Эрдэнэдалай, Адаацаг и Дэрэн.
На отдельных территориях степень нарушенности экосистем была увеличена до сильной по причине масштабных механических нарушений целостности почвенно-растительного покрова. Такие участки характерны к северо-западу от Мандалговь, сомонов Дэрэн и Лус.
Очень сильная степень деградации природных экосистем (практически необратимая) наблюдается в границах жилой и производственной части территории населенных пунктов.
Заключение. Обследование экосистем показало, что на значительной территории Среднегобийского аймака за счет деградации происходит коренная трансформация растительных сообществ сухих и опустыненных степей. Анализ климатических условий позволяет предполагать, что на территории аймака наблюдается аридизация климата. Однако считать этот фактор первостепенным в деградации пастбищ будет ошибочным, что подтверждается работами, проведенными ранее по субмеридиональной трансекте Сухэ-Батор – Улан-Батор – Дзамын-Уд, где на изолированных от выпаса участках степи процессы деградации с такой остротой, как на территории аймака, не проявлялись [1].
Главным источником трансформации экосистем и деградации растительных сообществ, с нашей точки зрения, является неурегулированный выпас скота. В настоящее время нагрузки на пастбища значительно превышают их естественную кормовую емкость. С целью исправления создавшейся ситуации необходимо введение мероприятий, снижающих нагрузку на пастбища. В качестве первоочередных следует упомянуть длительную ротацию пастбищ, а в ближайшей перспективе – восстановление традиционного кочевого скотоводства, характеризующегося многократными, как сезонными, так и многолетними, перекочевками.
Чрезвычайно важным условием достижения эффективности указанных мероприятий может служить организация экспериментальных работ, включая опыты по поверхностному и коренному улучшению деградированных пастбищ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Бажа С.Н., Баясгалан Д. и др. Особенности пастбищной дигрессии степных экосистем Центральной Монголии // Бот. журн. 2008. Т. 93, № 5. C. 657-681.
2. Береснева И.А., Рачковская Е.И. К вопросу о факторах зональности в южной части МНР // Проблемы освоения пустынь. 1978. Вып.1. С. 19-29.
3. Гунин П.Д., Бажа С.Н., Данжалова Е.В., Цэрэнханд Г., Дробышев Ю.И., Ариунболд Э. Современная структура и динамика растительных сообществ на южной границе сухих степей Центральной Монголии // Аридные экосистемы. 2010. Т. 16, № 2. С. 65-75.
4. Евстифеев Ю.Г., Рачковская Е.И. О приуроченности Allium pollyrrhizum Turcz. к почвенно-грунтовым условиям // Бот журн. 1977. Т. 62, № 5. С. 684-690.
5. Карта растительности МНР. 1:1500000 (Ред. Е.М. Лавренко). М.: ГУГК, 1979.
6. Кормоботаническая карта МНР. 1:1 000 000. М.: ГУГК. 1981.
7. Юнатов А.А. Кормовые растения пастбищ и сенокосов Монгольской Народной Республики. М.-Л., 1954. 351 с.
8. Buyantogtokh Ch., Oyuntsetseg G. et al. Influence of desertification on new current issues of endemic diseases in Mongolia // Int. symp. “Mongolian ecosystems and desertification”. 2009. P. 71.
9. Ecosystems of Mongolia. Map. 1:1000000. M.: Accord, 1995. 14 p.