CC BY
80
ВЕСТНИК ИНСТИТУТА
ФЕДОРОВА Н. Л., КИМ А. А.
МОНИТОРИНГ ПАСТБИЩНЫХ УГОДИЙ ПУСТЫННОЙ ЗОНЫ НА ПРИМЕРЕ ДЖАЛЫКОВСКОГО СМО РЕСПУБЛИКИ КАЛМЫКИЯ
Аннотация: Исследование посвящено изучению современного состояния растительных сообществ пустынной зоны Республики Калмыкия. На примере ключевых участков проведен мониторинг пастбищных угодий, сравнительный анализ состава и структуры растительных сообществ в результате антропогенного воздействия.
Ключевые слова: пастбища, деградация, растительные сообщества, пустынная растительность.
На территории Калмыкии пастбищные угодья в основном сосредоточены в восточной части республики. Нерациональное их использование в прошлом столетии привело к сильной деградации почвенно-растительного покрова с образованием первой антропогенной пустыни в Европе. Проведенные мероприятия по закреплению открытых песков лишь приостановили процесс дезертификации, но существует опасность возникновения вновь очагов дефляции. В настоящее время проблемы восстановления и рационального использования пастбищных угодий актуальны, использование результатов мониторинга сукцессионных направлений растительных сообществ необходимы для сохранения биоразнообразия и поддержания их экологической устойчивости.
Целью исследования является определение современного состояния пустынных экосистем на примере Джалыковского СМО Республики Калмыкия с применением наземных и дистанционных методов изучения ландшафтов.
Объект исследования расположен на территории Прикаспийской низменности около северо-западных берегов Каспийского моря в пределах Республики Калмыкия (пастбищные полигоны Джалыковского СМО). В геоморфологическом отношении территорию хозяйства можно разделить на две части: юговосточную равнинную и западную равнинно-бугристую.
Согласно ботанико-географическому районированию территория хозяйства Джалыковского СМО расположена в пределах Прикаспийской подпровинции Сахаро-Гобийской пустынной области [1,3]. Растительность представлена белополынными, однолетниково-белополынными пустынями на пустынностепных бурых почвах в сочетании с луговой, а также псаммофильным разнотравьем на хорошо закрепленных равнинных, увалистых и мелкобугристых песках. Преобладающей растительностью на данной территории является белополынная, житняковая и однолетниковая на бурых супесчаных почвах, которая распределена в западной части хозяйства и составляет 46% всех кормовых угодий. По межбугровым равнинам, западинам на луговых примитивных почвах распространена луговая растительность. Солончаковая растительность располагается по низинам восточной части хозяйства
[5].
Для выбора ключевых участков производился сопряженный анализ оцифрованных геоботанических карт и актуальной космической информации. Выполнена обработка геоботанической карты совхоза им. Джалыкова Каспийского района Калмыцкой АССР (М 1:50000). Создан ГИС-пакет по территории совхоза им. Джалыкова в программе MapInfo, включающий в себя следующие слои: почвенный покров, основные растительные сообщества, урожайность. Согласно данным карты, наиболее типичными почвами данной территории являются бурые супесчаные полупустынные, изредка встречаются влажно-луговые и засоленные почвы сухих лугов. Исходя из неоднородности почвенного покрова, преобладающих растительных сообществ и с учетом пастбищной дигрессии были выбраны 6 ключевых участков (рис. 1).
На ключевых участках был проведен комплекс исследований, включающий стандартное геоботаническое описание участков (ПП видов, высота, обилие по шкале Друде, жизненность, фенофаза, степень и вид антропогенного воздействия), взятие проб растительных образцов для определения урожайности вегетативной массы. За 2013 г. было выполнено 13 геоботанических описаний и отобрано 13 растительных укосов (площадка укоса размером 1*2,5 м в четырехкратной повторности).
В пределах исследуемых пастбищных полигонов отмечены следующие растительные сообщества: мятликово-лерхополынное с участием сарсазана (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa, Halocnemum strobilaceum), житняково-мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa-Agropyron fragile), сарсазаново-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Halocnemum strobilaceum), мятликово-житняковое (Agropyron fragile-Poa bulbosa), разнотравно-житняковое (Agropyron fragile-Mixteherbosa), мятликово-житняковое (Agropyron fragile-Poa bulbosa) (табл.1).
18
№ 2(27), 2013 г.
Рис.1. Расположение ключевых участков на территории Джалыковского СМО. Фрагмент геоботанической карты ЮЖГИПРОЗЕМ, 1986 г.
Таблица 1
Характеристика растительных сообществ на ключевых участках Джалыковского СМО (1986 г., 2013 г.)
№ п/п Типы почв Растительное сообщество (1986 г.) Растительное сообщество (2013 г.) Урожайность, ц/га (2013 г.)
весна осень
1. Бурые супесчаные GPS (813) Белополынное, прутняково-белополынное (Artemisia lerchiana, Kochia prostrata-Artemisia lerchiana) Мятликово-лерхополынное с участием сарсазана (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa, Halocnemum strobilaceum) 8,1 9,9
2. Луговые почвы GPS (814) Эбелековое (Ceratocarpus arenarius), костровое (Anizantha tectorum) Житняково-мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa-Agropyron ^ fragile) 9,9 8,1
3. Бурые супесчаные GPS (815) Эбелеково-солянково-мортуковое (Eremopyrum orientale- Salsola ruthenica-Ceratocarpus arenarius) Сарсазаново-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Halocnemum strobilaceum) 7,3 9,5
4. Бурые супесчаные GPS (816) Однолетниково-житняковое (Agropyron fragile-Ephemerosa) Мятликово-житняковое (Agropyron fragile-Poa bulbosa) 17,0 1,1
5. Засоленные сухолуговые GPS (817) Солянково-однолетниковое (Ephemerosa-Salsola ruthenica) Разнотравно-житняковое (Agropyron fragile-Mixteherbosa) 8,2 6,1
6. Бурые супесчаные GPS (818) Житняковое (Agropyron fragile) Мятликово-житняковое (Agropyron fragile-Poa bulbosa) 9,4 6,6
19
ВЕСТНИК ИНСТИТУТА
Характеристика ключевых участков на пастбищных полигонах Джалыковского СМО за 1986 г., 2013 г.
Точка GPSЛЬ 813. Растительное сообщество - мятликово-лерхополынное с участием сарсазана (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa, Halocnemum strobilaceum) на бурых супесчаных пустынно-степных почвах. Общее проективное покрытие данного сообщества в период весенней вегетации составило 50%. Доминантами сообщества являются: полукустарничек полынь Лерха (Artemisia lerchiana) с проективным покрытием (1111) - 20%; эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa), IIII - 15%; полукустарничек сарсазан шишковатый (Halocnemum strobilaceum), IIII - 10%. IIII менее 5% составляют многолетние виды, IIII менее 10% -рудеральные однолетние виды растений. Растительность представлена двумя ярусами. Первый ярус составляют растения высотой от 30 см до 60 см: эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa), однолетник дурнишник колючий (Xanthium spinosum), однолетник клоповник пронзеннолистный (Lepidiumperfoliatum), однолетник дескурения Софии (Descurainia Sophia), однолетник хориспора нежная (Chorispora tenella). Второй ярус составляют растения, не превышающие 30 см: полукустарничек полынь Лерха (Artemisia lerchiana), полукустарничек ежовник безлистный (Anabasis aphylla), многолетник шалфей эфиопский (Salvia aethiopis), многолетник одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale), многолетник астрагал пушистоцветковый (Astragalus dasyanthus), многолетник бескильница расставленная (Puccinellia distans), однолетник щирица белая (Amarantus albus) однолетник скерда кровельная (Crepis tectorum), однолетник клоповник мусорный (Lepidium ruderale), однолетник мак-самосейка (Papaver rhoeas), эфемер костер японский (Bromus japonicus), однолетник костенец зонтичный (Holosteum umbellatum), однолетник липучка обыкновенная (Lappula sguarrosa), однолетник солянка русская (Salsola tragus). Аспект сообщества -серо-зеленый. Урожайность весенней сухой массы составляет 8,1 ц/га, продуктивность сухой массы укосов осеннего периода - 9,9 ц/га.
I данным, полученным в ходе полевых исследований в 2013 г., выявлена смена белополынных, прутняково-белополынных (Artemisia lerchiana, Kochia prostrata-Artemisia lerchiana) сообществ [5] на мятликово-лерхополынные с участием сарсазана (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa, Halocnemum strobilaceum). Анализ геоботанических описаний на пастбищных полигонах изучаемого объекта за 1986 г. и 2013 г. показал: ухудшение состава и структуры растительных сообществ; из травостоя выпало ценное кормовое растение прутняк (Kochia prostrata); полынь Лерха (Artemisia lerchiana) уменьшила свое обилие (выступает в роли содоминанта); увеличилась доля участия в сообществе мятлика (Poa bulbosa); а также наличие значительного количества (более 18 видов) однолетних рудеральных видов. Это свидетельствует о длительном периоде высокой антропогенной нагрузки.
Точка GPS№ 814. Растительное сообщество - житняково-мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa-Agropyronfragile) на луговых почвах. В весенний период вегетации общее проективное покрытие сообщества составило 75%. Доминанты данного растительного сообщества: житняк (Agropyron fragile,) IIII - 15%, мятлик (Poa bulbosa) IIII - 20% и полынь (Artemisia lerchiana) IIII - 30%. Шрвый ярус образуют растения высотой от 30 до 50 см: полукустарничек полынь Лерха (Artemisia lerchiana), рыхлодерновинный злак житняк сибирский (Agropyron fragile), эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa), однолетник дескурения Софии (Descurainia Sophia), однолетник мортук пшеничный (Eremopyrum orientale). Второй ярус (высота не более 30 см) - полукустарничек полынь песчаная (Artemisia arenaria), многолетник ромашка лекарственная (Matricaria recutita), многолетник крупка весенняя (Cardaria draba), однолетник скерда кровельная (Crepis tectorum), однолетник дурнишник колючий (Xanthium spinosum), однолетник рогач песчаный (Ceratocarpus arenarius), однолетник повилика полевая (Cuscuta campestris). Аспект - зеленый. Урожайность в периоды вегетации: весна - 10,3 ц/га, осень - 5,1 ц/га. Высокая урожайность в весенний период обусловлена высоким проективным покрытием доминантов (житняк, мятлик, полынь).
Анализ геоботанических описаний выявил смену сообществ эбелеково-костровых (Anizantha tectorum-Ceratocarpus arenarius) на житняково-мятликово-лерхополынные (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa-Agropyron fragile). Данные полевых исследований за 2013 год показали улучшение качества и структуры видового состава растительности на ключевом участке по сравнению с данными 1986 г. [5]. Встреченные многолетние растения: полынь Лерха (Artemisia lerchiana), житняк сибирский (Agropyron fragile), мятлик луковичный (Poa bulbosa), являются доминантами в сообществах (по данным за 2013 г.) и обладаюте ценными кормовыми качествами.
Точка GPS № 815. Растительное сообщество - сарсазаново-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Halocnemum strobilaceum) на бурых супесчаных пустынно-степных почвах. Общее проективное покрытие (О1III) данного сообщества в весенний период составило 65%. Высота основной массы травостоя - 14 см. Доминирующим видом данного растительного сообщества является полынь Лерха (Artemisia lerchiana), IIII 30%. Содоминантами выступают полукустарничек сарсазан шишковатый (Halocnemum strobilaceum),
20
№ 2(27), 2013 г.
IIII - 20% и эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa), ПП - 10%. В составе сообщества нами отмечены следующие виды растений: многолетники - рыхлодерновинный злак житняк сибирский (Agropyron fragile), ромашка лекарственная (Matricaria recutita), однолетник скерда кровельная (Crepis tectorum), эфемеры -мортук пшеничный (Eremopyron triticeum), костер японский (Bromus japonicus). Из рудеральных однолетних видов - клоповник мусорный (Lepidium ruderale). Аспект сообщества зелено-серый с белесым оттенком. Урожайность весной составила 7,3 ц/га, а осенью - 9,5 ц/га.
Таким образом, на ключевом участке за 27-летний период произошла смена сообществ с эбелеково-солянково-мортукового (Eremopyrum orientale-Salsola ruthenica-Ceratocarpus arenarius) [5] на сарсазаново-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Halocnemum strobilaceum). Это связано с появлением и доминированием полукустарничков: полыни Лерха (Artemisia lerchiana) и сарсазана шишковатого (Halocnemum strobilaceum), а также участием многолетних видов: рыхлодерновинного злака житняка сибирского (Agropyron fragile), являющихся ценными пастбищными кормовыми растениями.
Точка GPS № 816. Растительное сообщество - мятликово-житняковое (Agropyron fragile-Poa bulbosa) на бурых супесчаных пустынно-степных почвах. В период весенней вегетации общее проективное покрытие составило 80%. Доминантами данного сообщества являются рыхлодерновинный злак житняк сибирский (Agropyron fragile), ПП - 30% и эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa), ПП - 20%. В сообществе отмечены следующие виды: полукустарничек полынь песчаная (Artemisia arenaria), полукустарничек полынь австрийская (Artemisia austriaca); многолетники - ромашка лекарственная (Matricaria recutita), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale), лебеда раскидистая (Atriplex patula), эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa); однолетники - мортук пшеничный (Eremopyrum orientale), скерда кровельная (Crepis tectorum), липучка ежовая (Lappula echinata), хориспора нежная (Chorispora tenella). Аспект - буро-зеленый. Урожайность - 17 ц/га, основная доля массы приходится на житняк сибирский (Agropyron fragile) и произрастание высокорослых растений (до 65 см), находящихся в стадии жизненности - 3. Урожайность -1,1 ц/га в осенний период.
Анализ геоботанических описаний на пастбищных полигонах изучаемого объекта за 1986г. и 2013 г. показал улучшение в составе и структуре видового разнообразия растительности: содоминантом выступает эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa) вместо однолетних рудеральных видов (Eremopyrum orientale, Anisantha tectorum, Ceratocarpus arenarius); появление полукустарничка (Artemisia arenaria) и многолетних видов (Matricaria recutita, Taraxacum officinale, Atriplex patula).
Точка GPS № 817. Растительное сообщество - разнотравно-житняковое (Agropyron fragile-Mixteherbosa) приурочено к засоленным сухолуговым почвам. В период весенней вегетации ОПП составляло 50%. Доминантам данного сообщества является житняк сибирский (Agropyron fragile), проективное покрытие которого 45%. Первый ярус представлен дескуренией Софии (Descurainia Sophia), высота которой составляла 70 см. Второй ярус (не более 40 см) составляют следующие виды: полукустарничек полынь австрийская (Artemisia austriaca), эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa); однолетники: мортук пшеничный (Eremopyrum triticeum), мортук восточный (Eremopyrum orientale); рудеральные виды - однолетник клоповник мусорный (Lepidium ruderale), многолетник молочай острый (Euphorbia esula). Из разнотравья: многолетники - ромашка лекарственная (Matricaria recutita), вика посевная (Vicia sativa); однолетники: скерда кровельная (Crepis tectorum), костенец зонтичный (Holosteum umbellatum), хориспора нежная (Chorispora tenella). Аспект-зеленый. Урожайность: весна - 8,2 ц/га., осень - 6,1 ц/га.
Сравнительный анализ геоботанических описаний на пастбищных полигонах изучаемого объекта за 1986 г. и 2013 г. выявил смену сообществ с сильносбитых солянковых (Salsola crassa), однолетниковых (Eremopyrum triticeum, Ceratocarpus arenarius, Atriplex tatarica, Carex stenophylla) группировок на разнотравно-житняковые (Agropyron fragile-Mixteherbosa). В травостое появились многолетние виды злаков (Agropyron fragile, Poa bulbosa) и разнотравья (Matricaria recutita, Vicia sativa, Tripolium vulgare).
Точка GPS № 818. Растительное сообщество - мятликово-житняковое (Agropyron fragile- Poa bulbosa) на бурых супесчаных пустынно-степных почвах. В весенний период общее проективное покрытие сообщества составило 45-50%. Доминантами данного сообщества являются рыхлодерновинный злак житняк сибирский (Agropyron fragile), проективное покрытие (ПП) которого - 35% и эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa), ПП - 20%. Высота растений первого яруса колеблется от 20 см до 40 см его образуют злаки: мятлик луковичный (Poa bulbosa), житняк сибирский (Agropyronfragile). Второй ярус (3-12 см) представлен однолетниками: скерда кровельная (Crepis tectorum) и клоповник мусорный (Lepidium ruderale). Аспект -зеленый. Урожайность: весна - 9,4 ц/га, осень - 6,6 ц/га.
В ходе полевых исследований (геоботанические описания за 2013г.) особых изменений в составе и структуре растительного покрова не выявлено по сравнению с данными 1986 г. [5].
Камеральная обработка полевого материала за весенний и осенний периоды вегетационного сезона 2013 г. показала: общее видовое разнообразие исследуемых полигонов составляет 39 видов растений, относящихся
21
ВЕСТНИК ИНСТИТУТА
к 14 семействам. Наиболее многочисленными являются три семейства: Asteraceae (10 видов), Chenopodiaceae (7 видов), Poaceae (6 видов). Виды из семейства Asteraceae относятся к эдификаторам, доминантам и содоминантам изученных растительных сообществ: Artemisia lerchiana, Artemisia austriaca. Такую же роль играют виды из семейства Poaceae: Agropyron fragile, Poa bulbosa, Anisantha tectorum. Виды, в основном однолетние, семейств Chenopodiaceae и Brassicaceae имеют высокое обилие в составе встреченных сообществ: Ceratocarpus arenarius, Salsola tragus, Sisymbrium loeselii, Lepidium ruderale, Halocnemum strobilaceum. Эти семейства наиболее характерны для региональных флор Ирано-Туранской подобласти Сахаро-Гобийской пустынной области [1, 2, 4]. Биологическая продуктивность пастбищ весеннего и осеннего периода 2013 г. увеличилась по сравнению с данными наблюдений 1986 г. за счет преобладания полукустарничков (Artemisia lerchiana, Halocnemum strobilaceum) и многолетних злаков (Agropyron fragile, Poa bulbosa) (рис.2).
на ключевых участках Джалыковского СМО, 2013 г.
Таким образом, сравнительный анализ структуры и состава растительных сообществ за 1986 г. и 2013 г. на ключевых участках выявил значительное улучшение пастбищных угодий, а именно:
а) появление и доминирование ценных, в кормовом отношении, видов, таких как: житняк сибирский (Agropyron fragile), полынь Лерха (Artemisia lerchiana), сарсазан шишковатый (Halocnemum strobilaceum);
б) в качестве субдоминантов выступает эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa) вместо рудеральных однолетних видов: рогача песчаного (Ceratocarpus arenarius), клоповника мусорного (Lepidium ruderale), неравноцветника кровельного (Anisantha tectorum).
Улучшение пастбищных угодий района исследований связано с резким снижением пастбищной нагрузки, в частности - уменьшением количества скота, выпасаемого на данной территории с конца 90-х гг. прошлого столетия по настоящее время.
Статья подготовлена при финансовой поддержке Русского Географического Общества в рамках проведения научно-исследовательской караванной экспедиции «Великая степь - перекресток культур и дорог».
1. Лавренко, Е. М. Провинциальное разделение Центрально-азиатской и Ирано-Туранской подобластей Афро-Азиатской пустынной области [текст] / Е. М. Лавренко // Ботанический журнал. 1965. Т. 50. № 1. С. 3-
15.
2. Прозоровский А. В. Азиатская пустынная область [текст] / А. В. Прозоровский, В. П. Малеев // Растительность СССР. М. Л. 1940. Т. 2. С. 207-480.
3. Рачковская Е. И., Сафронова И. Н., Храмцов В. Н. К вопросу о зональности растительного покрова пустынь Казахстана и Средней Азии [текст] / Е. И. Рачковская, И. Н.Сафронова, В. Н. Храмцов // Ботан. журн. 1990. Т. 75. № 5. С. 17-26.
4. Сафронова, И. Н. Фитоэкологическое картографирование Северного Прикаспия [текст] / И. Н. Сафронова // Геоботаническое картографирование 2001-2002. СПб. 2002. С. 44-65.
Технический отчет по геоботаническому обследованию кормовых угодий совхоза им. Джалыкова Каспийского района Калмыцкой АССР / МСХ РСФСР. Всерос. объединение РОСЗЕМПРОЕКТ. Калм. филиал инс-та ЮЖГИ11РОЗЕМ. Элиста. 1986. С. 43. [геоботаническая карта совхоза им. Джалыкова Каспийского района Калмыцкой АССР. М. 1:50000].
22
