Влияние пастбищной нагрузки на трансформацию сухостепных экосистем в долине Маныча Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2011, том 17, № 4 (49), с. 83-94

^ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ—==—

УДК 591.524.2:633.2.03:502.574

ВЛИЯНИЕ ПАСТБИЩНОЙ НАГРУЗКИ НА ТРАНСФОРМАЦИЮ СУХОСТЕПНЫХ ЭКОСИСТЕМ В ДОЛИНЕ МАНЫЧА1

© 2011 г. Н.В. Лебедева*, **, Л.П. Ильина*, А.В. Пономарёв*, Р.М. Савицкий*, **

* Учреждение Российской академии наук Институт аридных зон Южного научного центра РАН **Азовский филиал Мурманского морского биологического института

Кольского научного центра РАН 344006Ростов-на-Дону, просп. Чехова, 41. E-mail: [email protected]

Поступила 21.02.2011

Обсуждается влияние пастбищной дигрессии на состояние почв, растительности, состав паукообразных и наземногнездящихся птиц в сухостепных экосистемах долины Маныча. Показано, что при возрастании пастбищной нагрузки уменьшается высота растений, проективное покрытие и надземная фитомасса, содержание гумуса и влажность почвы, увеличивается ее плотность в поверхностном слое, что влечет за собой изменение структуры сообществ паукообразных и птиц.

Ключевые слова: пастбищная нагрузка, сухостепная экосистема, почва, растительность, арахнофауна, орнитофауна, Кумо-Манычская депрессия.

Соблюдение условий оптимальной пастбищной нагрузки позволяет сохранить плодородие, разнообразие, продуктивность сообществ эксплуатируемых земель. При умеренном выпасе пастбищные экосистемы длительное время функционируют устойчиво: в них накапливается растительная биомасса, поддерживается баланс между ее синтезом и деструкцией, в верхних почвенных горизонтах образуется гумус, почва обогащается питательными веществами, активизируется биологический круговорот (Джапова и др., 1991; Абатуров, 2006). Проблема нерегулируемого выпаса, приводящая к пастбищной дигрессии, в последние годы приобрела масштабный характер, что позволяет отнести решение задач по восстановлению деградированных пастбищ и регулированию выпаса к важнейшим для современного природопользования (Горшкова и др., 1977; Абатуров, 1979, 2006; Мяло и др., 1996; Опарин и др., 2004; Зотов и др., 2009; Абатуров и др., 2010; Лебедева и др., 2010, Новикова и др., 2010). В условиях сухих степей долины Маныча пастбищное животноводство является одним из ведущих направлений сельскохозяйственного производства. В связи с этим целью данного исследования было изучение влияния пастбищной нагрузки на состояние почв, растительности, фауну герпетобионтных беспозвоночных (на примере паукообразных) и наземногнездящихся птиц в сухих степях долины Маныча.

Материал и методы

Исследования проводили в апреле - сентябре 2009-2010 гг. в долине Маныча (Кумо-

1 Работа выполнена по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные проблемы пространственного развития Российской Федерации: междисциплинарный синтез» (Подпрограмма № 12 «Проблемы социально-экономического и этнополитического развития южного макрорегиона»): проект 5.5. «Оценка состояния пастбищных экосистем в долине Маныча».

Манычская депрессия, 46°28' с.ш. и 42°40' в.д.) на территории Орловского района Ростовской области на базе Научно-экспедиционного стационара «Маныч» Южного научного центра РАН.

Территория характеризуется сухим континентальным климатом с резкими суточными и годовыми колебаниями температуры. Гидротермический коэффициент <0.7, сумма осадков 358-400 мм/год (Природные ..., 2002). Анализ многолетних данных с 1936 по 2009 г. о погоде свидетельствует об изменении климатических условий данной территории: зарегистрировано увеличение среднегодовой температуры на 1.7°С и среднегодового количества осадков в последнее десятилетие (Экологический ..., 2010). Наиболее четко выраженный тренд роста среднемесячной температуры (на 3-4°С) наблюдается в зимние месяцы (Панов и др., 2006). Основными почвообразующими породами являются карбонатные и карбонатно-сульфатные лессовидные суглинки и глины, глиногипсы (сульфатные породы), глинистые и тяжелосуглинистые породы аллювиального происхождения (Минкин и др., 1986).

Для исследования были выбраны 4 модельных участка с сухостепными растительными формациями площадью по 1 га, расположенных на высоких берегах оз. Маныч-Гудило, поверхность которых имеет преимущественно равнинный рельеф (1-2°). Все модельные участки расположены в охранной зоне заповедника «Ростовский», где разрешен выпас скота (в основном, коровы и овцы, рис. 1). Для данной территории характерна комплексность почвенного и растительного покрова. На фоне приуроченных к каштановым почвам степных ценозов выделяются, с одной стороны, пятна влаголюбивой растительности микро- и мезопонижений на лугово-каштановых почвах, а с другой стороны - пятна полупустынной растительности на каштановых солонцеватых почвах и солонцах. Каштановые солонцеватые почвы занимают от 30 до 50% общей площади почвенного комплекса (Минкин и др., 1986; Ильина и др., 2007). В статье рассмотрены изменения компонентов комплекса на каштановых солонцеватых почвах. Почвы представлены каштановыми солонцеватыми, содержание натрия в них составляет 10-20% (Ильина и др., 2007).

Выбранным участкам свойственны основные стадии пастбищной дигрессии, выделенные согласно результатам геоботанических исследований и с учётом литературных данных (Горбачев, 1974; Лебедева и др., 2010). Названия растений даны по П.Ф. Маевскому (2006). Мы присвоили номера 1-4 участкам с разной степенью нагрузки в порядке ее возрастания.

Участок 1 - с минимальной нагрузкой: имеет место незначительное нарушение растительности под воздействием редкого выпаса, господствуют ковыли Stipa lessingiana Trin.et Rupr., S. capillata L., реже S. ukrainica P. Smirnov., S. sareptana A. Beck. Участок 2 - со слабой нагрузкой: сбой растительности носит регулярный, ежегодный характер; господствует типчак Festuca vallesiaca Gaud., на этой стадии, как правило, наблюдается максимальное проективное покрытие и продуктивность сообществ. Участок 3 - с умеренной нагрузкой: сбой носит значительный характер, доминируют житняк гребенчатый Agropyron cristatum (L.) P. Beauv., а также полыни Artemisia lerchiana и A. santonica L. на засоленных почвах. Участок 4 - с сильной нагрузкой: как правило, происходит замещение коренных степных сообществ рудеральными с доминированием мятлика живородящего Poa vivipara (Koel.). Участок 1 с минимальной пастбищной нагрузкой характеризуется редким и нерегулярным выпасом. На участках 2-3 выпасают крупный рогатый скот в среднем 300-400 голов. На участке 4 количество выпасаемых коров составляло в среднем 500 коров и около 1000 овец.

На каждом участке в разные сезоны года (весна-лето-осень) одновременно исследованы различные компоненты наземной экосистемы: почвы, растительность, паукообразные, наземногнездящиеся птицы. Выбор в качестве объектов наблюдений паукообразных объясняется тем, что большинство этих беспозвоночных, особенно в условиях аридного климата, непосредственно связаны с почвой (обитают внутри или на поверхности почвы).

>

чэ S

42°25,30"в.д.

w «

о

о S О

ч

м

ю о

н о

42°36Ч)"в.д.

ю

М

Я

>

О

ч

СП

I

о

S

4

чэ

<<

W

5

Рис. 1. Схема расположения модельных участков с разной степенью пастбищной нагрузки. Fig. 1. Layout chart of the gradient model plots along pasture impact gradient.

Птицы выбраны, поскольку известно, что выпас оказывает влияние на состав гнездящихся и кормящихся на пастбищах птиц, в связи с тем, что изменение травостоя меняет гнездовой биотоп и кормовые стации (Kantrud, 1981; Zimmerman, 1993; Опарин и др., 2004; Лебедева и др., 2010).

Проведены морфологические описания почв, определены плотность, влажность, агрегатный состав (содержание агрономически ценных агрегатов методами сухого и мокрого просеивания, а также коэффициент структурности) почв, содержание карбонатов и гумуса по стандартным методикам (Аринушкина, 1970; Вадюнина и др., 1973; Агрохимические ..., 1975; Классификация ..., 1977; Орлов и др., 1981).

На каждом участке закладывали 2 почвенных разреза, в которых образцы отбирали послойно на глубину 0-20 и 20-50 см (определение почвенных показателей проводили в 3-кратной повторности). Плотность измеряли в образцах почв ненарушенного сложения буром Качинского послойно каждые 5 см, в таблице 1 приведены средние значения для слоев 0-20 и 20-50 см.

При определении синтетических показателей растительных сообществ: высота травостоя (см), сырая надземная фитомасса (г/м2), площадь проективного покрытия (%) были использованы стандартные методы геоботанических исследований (Раменский, 1971; Программы ..., 1987).

Сбор беспозвоночных проводили с применением почвенных ловушек: пластиковых стаканов с 7% раствором уксусной кислоты в качестве консерванта, выставленных в каждом модельном участке в линию по 10 штук с экспозицией от 5 до 10 дней. Объем работ составил 1050 ловушко-суток (лов.-сут.). Учеты наземногнездящихся птиц проведены на выбранных площадках в утренние часы в период гнездования воробьиных птиц в апреле - июне. Плотность гнездящихся видов рассчитана в пар/10 га. Учитывали также другие виды, которые кормились на модельных участках.

Влияние степени пастбищной нагрузки (1-4), сезона (весна-осень) и их взаимодействие на основные показатели состояния растительного покрова (высота травостоя, сырая фитомасса, проективное покрытие) оценивали с помощью двухфакторного параметрического дисперсионного анализа (ANOVA). Был сформирован двухфакторный ортогональный дисперсионный комплекс с двумя повторностями в каждом варианте наблюдений. Для того, чтобы исключить межгодовые эффекты для анализа были взяты данные, полученные в один и тот же год исследований (2010). Оценку влияния пастбищной нагрузки на почвенные характеристики также проводили с помощью двухфакторного дисперсионного анализа (ANOVA) для разных почвенных горизонтов (0-20 и 20-50 см). Все варианты были представлены в двух повторностях.

Результаты и обсуждение

Растительность. Растительность пастбищ менялась по сезонам и в градиенте интенсивности выпаса. Высота растений достоверно варьировала по сезонам (ANOVA: F=9.5; df=3+12; P=0.0033). Ее максимум отмечен в летний период: 80-100 см (участки 1-3) и 50-70 см (участок 4). Осенью высота травостоя уменьшалась на всех пастбищах (рис. 2А).

Сырая надземная фитомасса на исследуемых участках также достоверно варьировала (ANOVA: F=338.0; df=3+12; P<0.0001), уменьшаясь от весны к осени (рис. 2б). Это объясняется высокими температурами (до 35-42°С) и незначительным выпадением осадков в летний период. Площадь проективного покрытия растительности также закономерно уменьшалась к концу вегетационного периода на всех участках (ANOVA: F=20.9; df=3+12; P=0.0001).

Статистический анализ показал, что в летний период выпас оказывает существенное

влияние на высоту травостоя (ANOVA: F=21.5; df=3+4; P=0.0063), сырую фитомассу (ANOVA: F=16.2; df=3+4; P=0.0106) и проективное покрытие (ANOVA: F=7.9; df=3+4; P=0.0373). Весной и осенью интенсивность пастбищной нагрузки достоверно влияла на изменчивость сырой биомассы растений (для весны - ANOVA: F=130.9; df=3+4; P=0.0002; для осени - ANOVA: F=21.6; df=3+4; P=0.0062). На участке 4 величина проективного покрытия была в 1.5-2 раза меньше, чем на участке с минимальной нагрузкой (рис. 2). С усилением пастбищной нагрузки уменьшались высота травостоя, сырая фитомасса и проективное покрытие. Достоверное влияние на изменение надземной фитомассы также оказывало взаимодействие двух факторов: интенсивности выпаса и сезона (ANO VA: F=3.0; df= 18; P=0.0046). Возможно, это связано со сменой растительных сообществ на интенсивно эксплуатируемых пастбищах, когда происходит замещение коренных степных видов рудеральными.

К О

н и о

S

н Й н о и 2 и

120 100 80 60 40 20 -| 0

А

-о-1

--Д--3 -О—6

О--" п—

.-о..

400 -г

^ 300

ев и и с«

200

&

2

U

Б

весна

лето

осень

0

Рис. 2. Динамика синтетических показателей растительных сообществ в градиенте пастбищной нагрузки (А - высота травостоя, см; Б - сырая фитомасса, г/м2; В - площадь проективного покрытия, %). Fig. 2. Dynamic of synthetic indicators of vegetable associations along pasture impact gradient (A - grass height, sm; Б - wet phytomass, gm2; В - area of projective cover, %).

Почва. Анализ показал существенное влияние пастбищной нагрузки на содержание гумуса в верхнем слое почвы (ANOVA: F=11.0; df=3+4; P=0.0210) и на глубине 20-50 см (ANOVA: F=23.2; df=3+4; P=0.0055). Согласно градации Д.С. Орлова и др. (1981) и нашим данным почвы участков 1-3 имеют среднее содержание гумуса, участок 4 с сильной степенью пастбищной нагрузки - низкое (табл. 1). Максимальное количество карбонатов не

превышало 2 % и отмечено на глубине 20-50 см. Закономерность изменения этого показателя в градиенте пастбищной дигрессии не выявлена.

Пастбищная нагрузка оказывала влияние на влажность каштановых солонцеватых почв в поверхностном (0-20 см) (ANOVA: F=21.4; df=3+4; P=0.0063) и нижележащем слоях (20-50 см) (ANOVA: F=8.18; df=3+4; P=0.0351). Почвы на участках 1-3 были наиболее увлажнены: в верхних слоях (0-20 см) полевая влажность составила 30.24-42.10%, в нижележащих (2050 см) - не превышала 52.77% (табл. 1). На участке 4 полевая влажность не превышала 25.12% в верхних и 38.05% в нижних слоях. Таким образом, участки с сильной степенью пастбищной нагрузки подвергались интенсивному иссушению в связи с деградацией растительного покрова (изреженность, низкий травостой и незначительная наземная фитомасса растений).

Таблица 1. Характеристика каштановых солонцеватых почв в градиенте пастбищной нагрузки (X— среднее арифметическое значение, ± S - стандартное отклонение) в апреле-мае 2010 г). Table 1. Characteristics of chestnut-solonetz soil of model plots along pasture impact gradient (A"±S) (April and May, 2010).

Глубина взятия образца, см Гумус, % Запасы гумуса, т/га Влажность почвы (абсолют-ная) W, % Плот-ность, г/см3 Содержание агрегатов 0.25-10 мм, % Коэффициент струк-турност и

сухое просеива ние мокрое просеива ние

Минимальная нагрузка

0-20 2.68±0.0.8 102 42.10±0.52 0.75±0.09 52.3±1.92 60.4±3.24 1.4

20-50 1.87±0.15 87 50.62±0.75 1.24±0.27 64.1±2.74 71.4±3.02 2.0

Слабая нагрузка

0-20 2.58±0.20 110 35.41±0.29 0.97±0.10 54.2±2.41 62.1±2.76 1.2

20-50 2.01±0.36 95 52.77±0.47 1.49±0.15 58.8±2.82 64.0±3.11 1.6

Умеренная нагрузка

0-20 2.12±0.05 87 30.24±0.38 1.15±0.05 52.8±3.01 58.9±2.65 1.2

20-50 1.40±0.27 79 52.10±0.82 1.35±0.19 50.5±2.83 62.1±3.43 1.4

Сильная нагрузка

0-20 1.95±0.10 62 25.12±0.54 1.35±0.09 43.5±2.24 50.6±2.84 0.8

20-50 1.10±0.18 47 37.25±0.65 1.56±0.22 38.2±3.04 49.1±1.76 0.6

Интенсивная пастбищная нагрузка сопровождалась увеличением щебнистости и каменистости почвы. Плотность почвы на 4 участке с сильной степенью в верхнем горизонте не превышала 1.35 г/см3, в нижележащем 1.56 г/см3 (табл. 1). Достоверное варьирование плотности почвы выявлено только для верхнего слоя (ANOVA: F=8.6; df=3+4; P=0.0323).

Содержание агрономически ценных агрегатов в градиенте выпаса уменьшалось. Структурные изменения в каштановых солонцеватых почвах под влиянием нагрузки проявлялись в заметном уменьшении количества агрономически ценных агрегатов в верхних горизонтах и формировании столбовидных, призмовидных и плитчатых образований. Полученные данные свидетельствуют о физической деградации почвенной структуры при интенсивном выпасе, что подтверждается динамикой коэффициента структурности, снижающегося в верхнем почвенном слое на участках 2-4 (табл. 1). На глубине 20-50 см достоверное влияние интенсивности выпаса на плотность и коэффициент структурности

почв не было выявлено.

Паукообразные. На участках 1-4 зарегистрировано 66 видов пауков из 11 семейств (табл. 2). Установлено, что максимальные видовое богатство и динамическая плотность характерны для участка со слабой (41 вид; 3.4 ос/10 лов.-сут.) и умеренной (34 вида; 3.7 ос/10 лов.-сут.) степенью нагрузки. В видовом отношении преобладали Gnaphosidae (24 вида), что вообще характерно для семиаридных и аридных районов, в том числе для долины Маныча (Пономарёв и др., 2004). Семейства Linyphiidae и Lycosidae представлены 9 видами каждое, причем какая-либо зависимость их видового богатства от степени сбоя не наблюдалась (табл. 2).

Таблица 2. Таксономический состав пауков в градиенте пастбищной нагрузки. Table 2. Taxonomic composition of spiders along pasture impact gradient.

Таксоны Степень пастбищной нагрузки

минимальная слабая умеренная сильная

Eresidae

Eresus kollari - + + -

Theridiidae

Asagena phalerata - + - -

Enoplognatha thoracica + + - -

Steatoda albomaculata - + - -

Linyphiidae

Acartauchenius scurrilis - - + -

Agyneta rurestris + - - -

Centromerus abditus + + + -

Centromerus pratensis - - + -

Ceratinella brevis - + - -

Ipa terrenus - + - -

Mecopisthes silus + + + +

Silometopus crassipedis - + - +

Trichoncoides piscator + + + +

Lycosidae

Alopecosa cursor + + + +

Alopecosa inderensis - - + -

Alopecosa schmidti - - + -

Alopecosa sulzeri - - - +

Alopecosa taeniopus + + - -

Lycosa praegrandis + + + +

Pardosa agrestis + - - +

Pardosa italica - - - +

Trochosa robusta + + - -

Hahniidae

Hahnia nava - + - -

Titanoecidae

Nurscia albosignata - - + -

Titanoeca veteranica + + + -

Zodariidae

Zodarion thoni - + + +

Gnaphosidae

Berlandina cinerea + + + +

Camillina metellus + - - -

Продолжение таблицы 2.

Таксоны Степень пастбищной нагрузки

минимальная слабая умеренная сильная

Drassodes lapidosus - - + -

Drassodes rostratus - - - +

Gnaphosa dolosa + - - +

Gnaphosa lucífuga - + - +

Gnaphosa saurica - + - -

Gnaphosa steppica - + + +

Gnaphosa taurica - + - -

Haplodrassus bohemicus - + - -

Haplodrassus dalmatensis + + + +

Haplodrassus signifer - + - -

Haplodrassus minor - + - +

Micaria rossica + + + +

Nomisia aussereri - - + +

Sidydrassus shumakovi - - + -

Talanites strandi + + + -

Trachyzelotes adriaticus - - + -

Trachyzelotes barbatus - - + -

Zelotes atrocaeruleus - + - -

Zelotes caucasius + + + +

Zelotes electus + - - -

Zelotes orenburgensis - + + +

Zelotes segrex + + + +

Philodromidae

Thanatus arenarius + + + -

Thanatus pictus + - - -

Thanatus vulgaris - - + -

Thomisidae

Heriaeus horridus - + - -

Ozyptila pullata + + + +

Ozyptila scabricula - + - +

Xysticus acerbus - + + +

Xysticus cristatus - - + -

Xysticus kochi - + - +

Xysticus marmoratus - + + +

Salticidae

Aelurillus laniger - - - +

Aelurillus m-nigrum - - - +

Aelurillus v-insignitus - + + +

Aelurillus sp. - - + -

Pellenes allegri - - - +

Pellenes nigrociliatus - + - -

Всего видов: 66 23 41 34 30

Многие виды пауков явно предпочитали участки, на которых выпасался скот. Так, например, обычные в районе Кумо-Манычской депрессии Mecopisthes silus, Alopecosa cursor, Lycosa praegrandis, Zodarion thoni, Gnaphosa steppica, Haplodrassus dalmatensis, Zelotes caucasius, Z. orenburgensis, Z. segrex и Xysticus marmoratus на сбитых участках встречались регулярно.

Виды преобладающего в семиаридных ландшафтах семейства Gnaphosidae были представлены более разнообразно именно на пастбищах. Сенокосцы (Opiliones), в отличие от пауков, отдают явное предпочтение пастбищам. Так, их максимальная динамическая плотность (1.1 ос/10 лов.-сут.) отмечена на сильно сбитом участке. Таким образом, интенсивный выпас не является фактором, отрицательно влияющим на фауну паукообразных. Напротив, для участков 2-4 характерны более высокие показатели численности и таксономического разнообразия паукообразных по сравнению с аналогичными показателями на участке, где выпас практически отсутствовал.

Птицы. Многими авторами было показано, что пастбищная дигрессия растительности во всех вариантах степи благоприятна для одних и неблагоприятна для других видов птиц, поскольку она увеличивает потенциальную емкость местообитаний лишь для некоторых из них, а уменьшает - для большинства (Формозов, 1962; Динесман, 1960; Kantrud, 1981; Zimmerman, 1993; Опарин и др., 2004).

На участке с минимальной пастбищной нагрузкой, где выпас практически отсутствовал, было отмечено самое высокое богатство кампофильных видов: степной Melanocorypha calandra и полевой жаворонки Alauda arvensis, просянка Emberiza calandra, черноголовая овсянка E. melanocephala, черноголовый чекан Saxicola torquata, перепел Coturnix coturnix, серая куропатка Perdixperdix, болотная сова Asio flammeus, луговой лунь Circus pygargus. На кормежке здесь встречены также птицы околоводного комплекса: серая цапля Ardea cinerea, серый журавль Grus grus, хохотунья Larus cachinnans и др., которые непосредственно в степи собирают в пищу прямокрылых, пресмыкающихся и мышевидных грызунов. По мере увеличения пастбищной нагрузки в степи появляются склерофильные виды: домовый воробей Passer domesticus, удод Upupa epops, сизый голубь Columba livia, кольчатая горлица Streptopelia decaocto, связанные с наличием хозяйственных построек (ферм) и сопутствующих древесных насаждений.

Наличие полезащитных лесных полос вблизи модельных участков объясняет появление здесь дендрофильных видов: обыкновенной пустельги Falco tinnunculus, кобчика F. vespertinus, чернолобого сорокопута Lanius minor и грача Corvus frugilegus. На территориях с умеренной пастбищной нагрузкой регистрировали пеганку Tadorna tadorna. На всех участках отмечали береговую Riparia riparia и деревенскую Hirundo rustica ласточек, что объясняется обилием мелких летающих насекомых в степи независимо от интенсивности выпаса. В целом, видовое богатство наземногнездящихся и кормящихся на степных участках птиц уменьшается при сильной пастбищной нагрузке Коэффициент корреляции между количеством зарегистрированных на участке видов и степенью пастбищной нагрузки составил -0.95 (Р<0.05). Согласно литературным данным, видовое разнообразие птичьего населения прерий также связано обратно пропорциональной зависимостью с интенсивностью выпаса, под влиянием выпаса также уменьшается выравненность видовых обилий (Kantrud, 1981). Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что степень пастбищной нагрузки повлияла на видовое богатство птиц, встречавшихся на модельных участках не только на гнездовании, но и кормежке. Максимальное количество видов (28) было зарегистрировано на участке с минимальной нагрузкой, а минимальное (8) - на самом сбитом. Таким образом, выпас в сухих степях долины Маныча оказывает влияние на видовое богатство птиц.

Количество гнездящихся видов на модельных участках варьировало от 2 до 6 и также зависело от интенсивности выпаса. В таблице 3 показана средняя плотность наземногнездящихся птиц на модельных участках.

С увеличением пастбищной нагрузки менялось соотношение гнездящихся видов (рис. 3). Полевой жаворонок исчезал на участках с умеренным и сильным сбоем травянистой растительности. Состав наземногнездящихся птиц на разных участках демонстрировал

постепенную трансформацию сообществ по мере увеличения пастбищной нагрузки (рис. 3).

В семиаридных районах Заволжья по мере увеличения пастбищной нагрузки сообщества птиц также перестраиваются существенным образом. Как было показано другими авторами, из них исчезают мезофильные виды, обитающие в олуговевших степях, длительное время лишенных пастбищной нагрузки, а появление кустарников благоприятствует вселению новых видов птиц (Опарин и др., 2004).

Таблица 3. Состав и средняя плотность (±ст.ош.) (ос/10 га) наземногнездящихся птиц в градиенте пастбищной нагрузки. Table 3. Composition and average density (±SE) (ind/10 ha) along pasture impact gradient.

Виды Степень пастбищной нагрузки

Минимальная Слабая Умеренная Сильная

Saxícola torquata 1.3±1.3 - - -

Asio flammeus 1.3±1.3 - - -

Coturníx coturnix 3.0±2.0 - - -

Alauda arvensis 1.7±1.7 — - -

Emberiza calandra 1.3±1.3 5.7±1.7 1.7±0.7 1.4±0.9

Melanocorypha calandra 12.5±6.6 12.5±3.5 5.0 ±2.2 6.8 ±3.3

^ 100% T

o4

M О

s и

к

и

и s

3

к

4

M V

s

u

к

п

о

п

50% -

0% 1 2 El Степной жаворонок □ Другие виды

3 4 5

I Полевой жаворонок

6

Участки

Рис. 3. Соотношение гнездящихся видов птиц на участках в градиенте пастбищной нагрузки. Fig. 3. Percentage of nesting bird species on plots along pasture impact gradient.

Заключение

В сухостепных экосистемах в долине Маныча при разной интенсивности выпаса меняются условия обитания представителей наземной биоты, в том числе кормовые стации и сообщества. При возрастании пастбищной нагрузки в растительном покрове степные

коренные сообщества замещаются рудеральными с доминированием мятлика Poa bulbosa L., а также эфемеров и гемиэфимеров (Лебедева и др., 2010), при этом площадь проективного покрытия, высота травостоя и надземная фитомасса уменьшаются.

Влияние выпаса на почвы в первую очередь отражается на показателях, характеризующих плодородие. В градиенте пастбищной нагрузки почвы подвергаются интенсивному иссушению и деградации: уплотняются верхние горизонты, при этом значение плотности практически может соответствовать этому показателю в солонцеватом горизонте, существенные изменения в структуре происходят на агрегатном уровне. Почвы пастбищ с сильной степенью нагрузки характеризуются низким содержанием и запасом гумуса, соответственно низким уровнем плодородия.

Ухудшение агрофизических показателей каштановых почв и соответственно трансформация растительного покрова влекут за собой изменение структуры наземной биоты, хотя соотношение некоторых групп животных, например паукообразных не связано с интенсивностью выпаса. Сообщество птиц на участках сухих степей с увеличением пастбищной нагрузки обедняется, меняется его структура: уменьшается количество гнездящихся и пребывающих видов, увеличивается относительная плотность степного жаворонка, а полевой на участках степи с интенсивным выпасом перестает гнездиться.

Таким образом, полученные результаты подтверждают трансформацию сухостепных экосистем под воздействием пастбищной нагрузки, однако не ясно насколько глубоко на этот процесс влияют современные флуктуации климата. В связи с этим комплексные научные исследования на модельных участках будут продолжены с целью получения многолетних рядов условий обитания и динамики сообществ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Абатуров Б.Д. 1979. Биопродукционный процесс в наземных экосистемах (на примере экосистем

пастбищных типов). М.: Наука. 130 с. Абатуров Б.Д. 2006. Пастбищный тип функционирования степных и полупустынных экосистем //

Успехи современной биологии. Т. 125. № 5. С. 435-447. Абатуров Б.Д., Кулакова Н.Ю. 2010. Роль выпаса животных и степных палов в круговороте азота и зольных элементов в степных пастбищных экосистемах // Аридные экосистемы. Т. 16. № 2 (42). С. 54-64.

Агрохимические методы исследования почв. 1975. М.: Наука. 655 с.

Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. 1970. М.: Изд-во МГУ. 487 с. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. 1973. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М.: Высшая школа. 399 с.

Горбачев Б.Н. 1974. Растительность и естественные кормовые угодья Ростовской области. Ростов-на-

Дону: Ростовское книжное издательство. 152 с. Горшкова А.А., Гринева Н.Ф. 1977. Изменение экологии и структуры степных сообществ под влиянием пастбищного режима // Экология и пастбищная дигрессия степных сообществ Забайкалья. Новосибирск: Наука. С. 153-182. Джапова Р.Р., Санкуева З.М., Трофимов И.А. 1991. Сезонная и погодичная динамика видового состава, урожайности и запасов корма белополынных пастбищ Северо-Западного Прикаспия (Калмыцкая АССР) // Растительные ресурсы. Т. 27. №.4. С. 1-10. Динесман Л.Г. 1960. Изменение природы северо-запада Прикаспийской низменности М.:

Издательство АН СССР. 160 с. Зотов А.А., Шамсутдинов Н.З., Хамидов А.А., Шамсутдинов З.Ш., Орловский Н.С. 2009. Методы комплексной оценки природных пастбищных экосистем // Аридные экосистемы. Т. 15. № 2 (18). С. 39-51.

Ильина Л.П., Невидомская Д.Г. 2007. Солевой режим каштаново-солонцовых комплексов долины Маныча // Вестник Южного научного центра РАН. Т. 3. № 4. С. 47-52.

Классификация и диагностика почв СССР. 1977. М.: Колос. 289 с.

Лебедева Н.В., Пономарёв А.В., Савицкий Р.М., Арзанов Ю.Г., Ильина Л.П. 2010. Наземная фауна как показатель пастбищной нагрузки // Вестник Южного научного центра РАН. Т. 6. № 4. С. 8495.

Маевский П.Ф. 2006. Флора средней полосы европейской части России. М.: Товарищество научных изданий КМК. 600 с.

Минкин М.Б., Калиниченко В.П., Садименко П.А. 1986. Регулирование гидрологического режима

комплексных солонцовых почв. Ростов-на-Дону: Издательство РГУ. 232 с. Мяло Е.Г., Левин О.В. 1996. Современное состояние и тенденции развития растительного покрова

Черных земель // Аридные экосистемы. Т. 2. № 2-3. С. 145-152. Новикова Н.М., Вышивкин А.А., Шадрина М.Б., Бухарева О.А. 2010. Изменение растительности солонцового комплекса Джаныбекского стационара и его окрестностей при разной интенсивности выпаса // Аридные экосистемы. Т. 16. № 5 (45). С. 98-110. Опарин М.Л., Опарина О.С., Цветкова А.А. 2004. Выпас как фактор трансформации наземных

экосистем семиаридных регионов // Поволжский экологический журнал. № 2. С. 183-199. Орлов Д.С., Гришина Л.А. 1981. Практикум по химии гумуса. М.: Издательство МГУ. 271 с. Панов В.Д., Лурье П.М., Ларионов Ю.А. 2006. Климат Ростовской области вчера, сегодня, завтра.

Ростов-на-Дону: Донской издательский дом. 488 с. Пономарёв А.В., Цветков А.С. 2004. Обобщенные данные о пауках (Aranei) заповедника «Ростовский» // Труды Государственного природного заповедника «Ростовский». Ростов-на-Дону: Донской Издательский Дом. Вып. 3. С. 84-104. Природные условия и естественные ресурсы Ростовской области. 2002. Ростов-на-Дону. 432 с. Программы флористических исследований разной степени детальности // Проблемы сравнительной

флористики. 1987. Л.: Наука. С. 219-233. Раменский Л.Г. 1971. Проблемы и методы изучения растительного покрова. Л.: Наука. 334 с. Формозов А.Н. 1962. Изменение природных условий степного Юга Европейской части СССР за последние 100 лет и некоторые черты современной фауны степей // Исследование географии природных ресурсов животного и растительного мира. М;Л.: Издательство АН СССР. С. 114-161. Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2009 году». 2010 / Под ред. С.Г. Курдюмова, Г.И. Скрипки, М.В. Паращенко Ростов-на-Дону: Издательство «Альтаир». 371 с. Kantrud H.A. 1981. Grazing intensity effects on the breeding avifauna of North Dakota native grassland //

Canadian Field-Naturalist. V. 95. P. 404-417. Zimmerman J.L. 1993. The birds of Kansas: the avian ecology of the tall grass prairie. Lawrence: Kansas University Press. 184 p.

PASTURE IMPACT ON TRANSFORMATION OF DRY STEPPE ECOSYSTEMS IN THE

MANYCH VALLEY

© 2011. N.V. Lebedeva*,**, L.P. Ilyina*, A.V. Ponomarev*, R.M. Savitsky*,**

* Institute of Arid Zones, Southern Scientific Center ofRAS **Azov Branch of Murmansk Marine Biological Institute, Kola Scientific Center of RAS 344006 Rostov on Don, Chekhov str., 41. E-mail: [email protected]

Pasture impact on soil condition, cover vegetation, spiders and terrestrial nesting birds in dry steep ecosystems in Manych valley is discussed. It was established that vegetation cover, height of grass and overground phytomass, content of humus, humidity of soils decreased, but soil density of surface layer of soil increased in accordingly of pasture impact increasing. These processes reduced to change of spider and bird communities.

Key words: pasture impact, dry steppe ecosystem, soil, cover vegetation, spiders, birds, Kumo-Manych valley.