Тью,молочными продуктами. Однако,в середине пятидесятых годов




Сторінка1/6
Дата конвертації15.04.2016
Розмір0.82 Mb.
  1   2   3   4   5   6
31

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность темы.Башкирское Зауралье - обширный регион, рас-

положенный на восточном пенеплене Урала с резко континенталь-

ным климатом. Традиционно это был район животноводства,снабжав-

ший республику Башкортостан говядиной,бараниной,кониной, шерс-

тью,молочными продуктами.Однако,в середине пятидесятых годов

были освоены целинные земли и площадь пашни в равнинной части

этой территории удесятирилась.Соответственно сократилась пло-

щадь степей,которые служили основным кормовым ресурсом животно-

водства.Сокращения поголовья скота при этом не произошло и на

оставшиеся, преимущественно горно-склоновые степные пастбища,

нагрузка возросла в несколько раз.Степные травостои формирова-

лись под влиянием выпаса и потому достаточно устойчивы к дейст-

вию этого фактора.Однако,спустя десять лет,эти непомерные паст-

бищные нагрузки, которые превышали емкость пастбищ в 3 - 5

раз,вызвали развитие процессов пастбищной дигрессии,что приве-

ло к почти полному исчезновению ковыльных степей и включению

всех представителей рода Stipa ,кроме Stipa capillata,в "Крас-

ную книгу".Повсеместно распространились заключающие пастбищную

дигрессию полынково-типчаковые степи обедненного флористичес-

кого состава. В этих условиях остро встает проблема сохранения

последних участков целинных степей, которые еще не разрушены

выпасом и их восстановление на месте деградировавших от пере-

выпаса степных сообществ и эродированной пашни на склонах.

Перспективным методом восстановления степей является метод вы-

сева сено-семенных смесей, который разработан Ставропольским

ботаником Д.Дзыбовым.Создаваемые этим путем агростепи не явля-

ются портретными копиями настоящих целинных степей, но пред-

ставляют богатовидовые эрозионно-устойчивые продуктивные полу-

естественные сообщества,которые включают в своем составе 40-60

видов и потому резко повышают общее биологическое разнообразие

степных агроэкосистем Зауралья,способствуют укреплению кормо-

вой базы животноводства и пчеловодства,прекращению эрозионных

процессов.

Целью работы был детальный анализ сукцессий при формировании

агростепи в условиях Башкирского степного Зауралья и выявление

факторов,влияющих на эффективность формирования агростепи. Задачи исследования,соответственно,включали:

1.Выполнение эксперимента по высеву сено-семенной смеси при разной кратности рассева и при разном числе укосов,при которых заготовлялся посевной материал.

2.Детальное описание вторичной восстановительной сукцессии

при формировании агростепи.

3.Оценка перспективности метода Дзыбова на фоне стандарт-

ных методов коренного улучшения степных естественных кормо­вых угодий, используемых в этом районе.

Научная новизна работы: впервые в условиях Степного Зауралья

применен метод создания агростепей по Д. Дзыбову. Для

анализа результатов эксперимента по агростепям использованы

методы анализа хроноклинов,позволяющие дать всесторонний анализ

изменений,протекающих в ходе сукцессии.

Апробация работы:

Материалы диссертации докладывались на семинаре лабора-

тории геоботаники и растительных ресурсов ИБ УНЦ РАН, на

Совете при горрайадминистрации г.Баймака и Баймакского



района РБ(2.02.1994), ученом Совете БНИПТИЖК лаб.луг.пол.кормо-

производства (16.02.1995), на научно-практической конференции

АН РБ "Человек, природа,общество" в г.Сибай (26.09.1995). 1.Сукцессии в агростепи как пример вторичных восстановительных

сукцессий.

1.1 Общая характеристика антропогенной динамики степной расти-

тельности.

Изучение динамики растительности является традиционным на-


правлением исследований в фитоценологии.Состояние вопроса было

предметом специальных обзоров, составленных В.Д.Александровой

(1964) и Б.М. Миркиным (1984). В последней работе, а так же в

ряде других публикаций (Миркин,Наумова 1983;Миркин, 1985, 1986)

сформулировано представление об "динамическом буме" в фитоцено-

логии ,т.е резком возрастании интереса к исследованию различ-

ных аспектов динамики растительности, что отражает усиление

влияния человека на растительность и ее разнообразные измене-

ния,необходимость исследования их механизмов и разработки прог-

нозов с целью прогнозирования и управления.

Степная растительность испытывает высокие нагрузки антро-

погенного процесса в результате того,что,с одной стороны зна-

чительная часть степей освоена в пашню и их площади сокраще-

ны,а с другой, что при этом поголовье скота не сокращается и в

результате возникающей диспропорции между емкостью пастбищ и

пастбищными нагрузками происходит процесс пастбищной дигрес-

сии.

Влиянию выпаса на травостои посвящены многочисленные работы и особую ценность представляют исследования А.П.Шенникова (1964) ,Т.А.Работнова(1969, 1984, 1993 и др.);И.В.Ларина 1952, 1969 ,1990). В этих работах показано , что выпас воздей-



ствует на степные экосистемы,как непосредственно на фитоценозы,

состав которых меняется в направлении отбора устойчивых к выпа-

су растений,снижения видового богатства и продуктивности,увели-

чения доли подземной фитомассы,так и через изменение почв,кото-

рые могут уплотняться,эродироваться на склонах, засоляться при

близком уровне грунтовых вод.

При усилении пастбищной нагрузки происходят изменения расти-

тельного покрова:уменьшается проективное покрытие,падает высо-

та травостоя,уменьшается диаметр дерновин злаков.Во флористи-

ческом составе происходит выпадение луговых, лугово-степных



и большинства степных видов, нетолерантных к усиленному выпа-

су.При сильном сбое снижается высота и диаметр стеблей степных

кустарников.

С другой стороны, при сильном выпасе увеличивается представ-

ленность одно-двулетников и рудеральных видов(Абрамчук,Горча-

ковский,1980;Базилевич,Семенюк,1983; Воронов,1984; Ершова,1986;

Карташева, Терехова,1992; Ершова,Лапшина,1994; Южаков,Шатохина,

1994;).


В контексте оценки кормовой ценности видового состава при уси-

лении пастбищной нагрузки происходит изменение соотношения до-

лей злаков,бобовых и разнотравья,и,как правило снижение учас-

тия злаков и бобовых.Увеличение участия разнотравья происходит

за счет разрастания видов стресс-толерантов при снижении пред-

ставленности видов невыдерживающих высокую степень выпаса.

В последнее время изучению динамики степной растительнос-

ти под влиянием выпаса посвятили свои исследования многие

авторы ( Горшкова, Семенова-Тянь-Шанская,1952; Сконникова,1986;

Марьюшкина,Соломаха,1988;Кунаева,Кожевникова,1988;).Однако наи-

более интенсивно и разнопланово исследование пастбищных сукцес-

сий проводилось фитоценологами Института экологии УрО АНР под

руководством П.Л.Горчаковского(Горчаковский,1979,1983;Горчаков-

ский,Рябинина,1981,1984;Танфильев и др.1983;Морозова,1990;) и в

Южной Сибири под руководством А.А.Горшковой (Горшкова,1977,1988

и др;Савченко,1972;Горшкова,Гринева,1977;Лошакова,1978;Намзалов

1982,1992;Мордкович и др.1985; Афанасьев, Ротова,1986;Дымина,

1986;Горшкова,Монгуш,1992).Различные аспекты влияния выпаса на

травостои и возможности управления этим влиянием рассматрива-

ются в зарубежных работах (Scholz 1975,Hodgkinson. 1991,Ger-

rish. 1991, Dabaan. et al.1991, Bellon. 1991, Balent ., Smith.

1991, Yonghong. 1991, Moles. 1992).

1.2.Демутационные сукцессии.

Практически во всех перечисленных работах в той или иной сте-

пени анализируются и возможности восстановительных сукцессий

при демутации травостоев,когда выпас прекращен или резко сни-

жена его нагрузка на травостои.


К демутационным сукцессиям во многом близки сукцессии степных залежей,которые в последние годы стали весьма популярным объек­том фитоценологических исследований,т.к. в этом случае легко определить скорость процесса, поскольку наблюдаются либо сук­цессии на постоянных площадках,либо на площадках которые пред­ставляют залежи разного роста.

В нашей стране эти исследования не получили должного внима-

ния (Работнов,1987), но за рубежом залежные сукцессии изучены в ряде работ (Bazzaz 1968,1975;Nicholson,Мonk 1974; Hayashi 1977; Keever 1983;Leps 1987).Этим сукцессиям посвящена обстоятельная монография чешских исследовательниц (Succession in Abandoned fields,1990).В ряде глав-статей этой книги ( Leps,1990; Prach, 1990;Osbornova,1990;Osbornova,Prach,1990)показано изменение ви­дового состава сообществ степевидного характера чаще - остеп­ненных лугов в понимании отечественных исследователей. Основной вывод, который сделали авторы этой книги заключается в том,что на первых стадиях сукцессий больше роль фактора нарушения и по­тому в травостоях доминируют виды рудеральной стратегии с широ­кими экологическими и географическими ареалами. В дальнейшем сукцессии дивергируют на ксеротический,мезотический и гидроти­ческий ряды. Сукцессии носят нелинейный характер и их скорость по мере приближения к стабильному состоянию убывает,флористи­ческий состав меняется более интенсивно чем доминанты,т.к.руде­ральные виды могут задерживаться в травостое достаточно долго и под их пологом идет смена видов от рудералов к видам естествен­ных луговых или степных сообществ.Для первых стадий сукцессии очень велика роль банка семян (Symonides,1986).

К сукцессиям на залежах по своей природе близки сукцессии в травосмеси,которые сопровождаются последовательным угасанием роли рудералов,дающих вспышку в первый год развития посева,высеянных видов и внедрением выходцев из местной флоры,которые лучше со­ответствуют почвам,чем сеянные травы ( Лопатин,1969;1984;1988; Минина,1965; Котелина и др .1977 ; Дохман, 1979; Денисов, 1984; Горская, Губайдуллин и др. 1986;" Опыт анализа сукцессий ..." 1987, Турубанова, Миркин, 1988; Миркин, Горская, 1986; "Опыт анализа фиторекультивационной...1994).

Этот же вариант сукцессий,которые должны рассматриваться как вторичные автогенные сукцессии,представляют и изменения расти­тельности сообществ агростепи,которые исследуются в нашей рабо­те.Именно поэтому мы поставили задачей полное описание измене­ний флористического состава,так как в работах самого Д.С.Дзыбо­ва,так и его последователей (эти работы будут рассмотренны да­лее),характеристика этой вторичной сукцессии дана весьмаобобщен но,без приведения таблиц смены видового состава,что ограничивае возможности интерпретации протекающего процесса.


1.3.Механизм автогенных сукцессий.

Автогенные сукцесии - изменения растительности, которые вызываются внутренними причинами и протекают спонтанно (Миркин, 1985).

Изучение механизма вторичных автогенных сукцессий представ­ляет научно-практический интерес в том отношении, что через его познание можно подойти к решению вопроса об управлении сук­цессиями - ускорять их,замедлять или останавливать на одной из стадий.Последнее необходимо, скажем в ботаническом ресурсоведе­нии,где целесообразно задержать сукцессию на стадии,на которой массово представлены рудеральные лекарственные травы(крапива, пустырник,чернокорень лекарственный,лопух большой и т.д.)

Главный вопрос изучения механизма сукцессий - их класси-

фикация по типам этих моделей.Как очевидно из литературы (Мир­кин,1985;Наумова,1995),долгое время в фитоценологии и изучении

механизма сукцессий господствовали взгляды крупнейшего амери­канского эколога растений Ф.Клементса . Клементс рассматривал все сукцессии автогенного типа как единую модель.По-Клементсу в ходе сукцессий происходит улучшение условий для жизни растений, возрастает видовое богатство,увеличивается продуктивность и об-

щая сложность структуры растительного сообщества -его расчлене­ние на ярусы, дифференциация экологических ниш и т.д.

Эти взгляды Ф.Клементса были подвергнуты критике за крайний детерминизм и упрощение реальной картины динамики растительного покрова. В современной литературе очень популярно разделение всех сукцессий по типу их протекания на четыре основные модели (Cоnnel,Slatyer,1977).Эти модели имеют следующую характеристику

1.Модель стимулляции - соответствует пониманию сукцессии

Ф.Клементса,когда в ходе сукцессии смена видов связана с посте­пенным улучшением условий среды (например,зарастание скал,когда сменяются лишайники,мхи,травы,кустарники,деревья).

2. Модель ингибирования - соответствует обратному процессу ухудшения условий среды,сукцессия самозамедляется и может оста­новиться до достижения устойчивого состояния климакса. Дальней­шее развитие сукцессии возможно только при нарушениях,как вариант биотической сукцессии(олени копытами нарушают сплошной ковер мхов,развивающихся на пожарищах,и дают возможность посе­литься травам).

3.Модель толерантности. В ходе сукцессии происходит ухуд­шение условий среды (в первую очередь обостряется конкуренция между растениями), что компенсируется за счет поселения все бо­лее и более толерантных видов с выраженным свойством S (Grime, 1979).Модель проявляется при зацелинении залежей,восстановлении леса,так как поселение ели возможно только под полог ольхи,т.е при некотором ухудшении условий.Модель используется при воссоз­дании искусственным путем лесных сообществ,близких к естествен­ным,когда под полог деревьев вводят теневыносливые кустарники и травы(опыты В.В.Скрипчинского,1983)

4.Модель нейтральности - соответствует сукцессии как чисто популяционному процессу процессу смены популяций видов с разны­ми жизненными циклами и разными эколого-фитоценотическими типа­ми стратегий. Чаще эта модель распространяется только на форми­рование видового состава,а количественные соотношения между ви­дами обуславливаются ослабленным проявлением эффектов благо­приятствования,ингибирования или толерантности.

Применение этих моделей к анализу сукцессий в (которые,

как уже говорилось, близки к залежным сукцессиям и отличаются только тем, что ускоряются в результате того, что в сообщество сразу вводится банк семян видов луговых фитоценозов) анализируется в работе Б. М. Миркина и Т.Г.Горской (1989).

Эти авторы считают, что механизмы смены состава и структуры

травосмесей не могут быть подведены под одну из идеализирован­ных моделей,предложенных разными авторами (благоприятствования, ингибирования,толерантности или нейтральности) поскольку состав агроценоза может меняться на разных стадиях под влиянием раз­личий жизненных циклов,когда сукцессия протекает как популяци­онный процесс (модель нейтральности), отражать процессы ингиби­рования (при появлении доминанта с высокой виолентностью,кото­рый как бы "останавливает" сукцессию) или толерантности,когда условия для внедрения новых видов ухудшаются вследствие повы­шения уровня фитоценотической замкнутости и ограничения потреб­ления ресурсов,но каждый новый вид обладает более высокой толе­ратностью к этому режиму,которая проявляется в способности к тонкой дифференциации ниш.

Таким образом,в данном случае на модель толерантности и "упа­ковки" ниш внедряющихся видов может накладываться и модель бла­гоприятствования.Такая неоднозначность механизмов смены видов в ходе сукцессии соответствует современным представлениям теории фитоценологии,где подчеркивается,что не только на разных фазах, но и на одной фазе при смене разных видов могут проявляться ме­ханизмы различных моделей (Picett et al.1987).

Сукцессию травосмесей можно разделить на несколько стадий.Раз­ные авторы приводят неодинаковое число стадий(Эррингис,1964;Ми­нина,1965;Динамика ценопопулляций...,1987).

Миркин и Горская (1989) предлагают различать три стадии: 1.Инициальная стадия господства эксплерентов (R-стратегов) за

счет стимуляции обработкой почвы прорастание семян и вегетатив­ных зачатков в почве. Если созданию травосмеси предшествовало пахотное использование почвы,то обычно это полевые (сегеталь­ные) сорняки,если осваивается целина,то это виды-рудералы.Про­должительность стадии один-два года; при очень высоких нормах высева культурных трав(например,в практике газонного хозяйства) стадия может быть практически не выражена.

2.Стадия доминирования культурных компонентов.Период продуктив­ного долголетия травосмеси.Длительность его может составлять от одного-двух до десяти и более лет.Продление второй стадии явля­ется конечной целью оптимизации травосмесей.При многовидовой травосмеси состав доминантов последовательно меняется.

3.Стадия внедрения спонтанных видов,как правило,из числа руде­ральных, а затем луговых и степных.Во многих случаях при этом травостой сохраняется продуктивным за счет спонтанно внедрив­шихся,но хорошо отзывающихся на удобрения видов.Обогощение сос­тава травостоя постепенно приближает его к естественным или по­луестественным травостоям,что ведет к конвергенции ботаническо­го состава и структуры различных травосмесей,выращенных в одних и тех же почвенно-климатических условиях.

В ходе сукцессии агростепи,понятно,отсутсвует(выпадает)стадия доминирования культурных доминантов и потому представлены толь­ко первая и третья стадия,хотя последнюю стадию можно разбить на 2-3 более дробных фазы по полноте представленности в составе агростепи видов степей и лугов и по степени угасания роли руде­ральных видов,которые составляют инициальную группу.

Таким образом,современные представления о моделях сукцессий допускают смену модели в ходе сукцессии от нейтральности к то­лерантности и даже ингибирования и одновременное действие двух моделей на одной стадии, но в разных элементах горизонтальной структуры сообщества.Предваряя полученные нами данные о сукцес­сиях в агростепи,подчеркнем,что в целом нами показано,что в ус­ловиях степного увлажнения и богатого семенами сорных и руде­ральных видов банка семян действует в первую очередь модель то­лерантности,т.к. по ходу сукцессии повышается замкнутость сооб­ществ и возрастает уровень конкуренции,которая преодолевается дифференциацией экологических ниш.Однако на первом-третьем году велика так же роль модели нейтральности,когда происходит смена однолетников двулетниками и затем многолетниками как популяци­онный процесс.

Отметим также работу Ф.Иглера(Еgler,1954),который сформулиро-

вал популярные в современной экологии представления об обуслов­ленности смены видов в ходе сукцессии наличием полного набора семян уже на инициальной стадии.Таким образом,метод Д.Дзыбова, который используется нами,является по-существу воспроизведением модели Иглера.При рассеве сено-семенной смеси мы вносим в почву полный набор семян эталонного сообщества.

2. Природные условия района иследований.

Природный комплекс Зауралья , где выполнялись исследования характеризуется во многих работах. Так растительность рассма­тривается в публикациях И.М.Крашенинникова и С.Е.Кучеровской Рожанец (1941) , которые дали глубокий анализ географических закономерностей изменения состава лесной и степной раститель­ности с севера на юг и с запада на восток. Общая оценка положе­ния района в системе природного и геоботанического районирова­ния дана в работах П.П.Жудовой (1966 г), И.П.Кадильникова и др. ("Физико - географическое районирование...",1964;)С.Н.Тайчинова П.Я.Бульчука.(1975).;Е.М.Лавренко (1980);А.Х.Мукатанова (1992).

Территория Башкирского Зауралья по геоботаническому райони-

рованию СССР (1980) относится к Верхне-Тобольско-Уральскому ок­ругу Мугоджарско-Тургайской подпровинции Казахстанской провин­ции и Южно-Зауральсскому округу Западно-Сибирской провинции.

По районированию А.Х.Мукатанова (1994) район исследования от-

носится к Присакмарскому Межгорно-долинному округу выщелоченных обыкновенных черноземов.

2.1.Климат района.

На климат Зауральской степи оказывает влияние ее географичес­кое расположение.Отдаленность от морей и океанов способствует тому,что Атлантические воздушные массы, проникающие в эту зону, преобразуются в более сухие и континентальные,что обуславлива­ет высокую температуру воздуха в летний период.В зимний период оказывает влияние господствующее течение азиатского антицикло­на,что формирует резко континентальный климат с холодной зимой и жарким летом (Богомолов,1954).

Зауральская степь относится к засушливым районам.Среднее годо­довое количество осадков колеблется в пределах 289-425 мм. При этом выпадение их резко уменьшается с севера на юг 425 мм.в Учалах и 289 мм. в Акъяре (Тайчинов,Бульчук,1975).По данным ме­теостанции Баймакского ОПХ сумма осадков в среднем за 30 лет (1959-1989 г.г.)составила 315,0 мм.

Температурный режим в Зауралье определяется географической ши­ротой, рельефом местности и атмосферной циркуляцией воздуха. Средне-суточная температура и сумма положительных температур (выше 10 C)повышается с севера на юг и с

запада на восток.В такой же последовательности снижается коли­чество осадков и увеличивается длина безморозного периода. Без­морозный период колеблется в зоне в пределах от 90-110 до 130 дней.Период со средними температурами выше 10С составляет 120­135 дней,а сумма температур за этот период в северной (с.Учалы) и западной (с.Тубинск) части зоны составляет 1800-2000С,на вос­токе (г.Магнитогорск-аэропорт) и в южной (с.Акъяр)-2200-2300 С

В условиях степи Зауралья существует прямая зависимость между

количеством выпадающих осадков и урожаем.Наиболее критическими месяцами являются май и июнь,при выпадении осадков в пределах нормы в течении мая и июня,а также с высокими высокими запаса­ми влаги в почве гарантируется хороший урожай сельскохозяй­ственых культур,особенно многолетних трав.Поэтому в условиях зоны все агротехнические приемы,в первую очередь,должны быть направлены на повышение и сохранение почвенной влаги.

Продолжительность периода со снежным покровом в зоне состав-

ляет 155-170 дней.Мощность снежного покрова составляет - 30-40 см.,так как снег выдувается с полей сильными ветрами.Перед сне­готаянием запас воды в снегу составляет 45-46 мм., но в отдель­ные годы не превышает 18 мм.

На таблицах 1 и 2 показана динамика выпадения осадков и тем­пературы в среднем по району исследований и за годы проведения эксперимента.Из таблиц очевидно,что климат района очень вари­абельный и годы с достаточно большим количеством осадков (1990 1992,1993,1994 г.г.)чередуются с сухими годами (1991).Это объ­ясняет описываемую в основных главах диссертации погодичную ди­намику урожайности травостоев.

Таблица 1.

Количество осадков (мм) по месяцам - среднегодовое и

в годы эксперимента

(данные по Баймакской метеостанции)

Ср.год. Месяц 1990 1991 1992 1993 1994 колич.

садков Январь 17,1 19,9 38,6 12,4 12,3 16,0

Февраль 8,5 6,5 14,4 10,0 10,3 20,0

Март 36,1 10,5 3,9 25,2 13,8 14,0

Апрель 100,3 1,8 6,9 53,9 23,1 20,0

Май 52,5 12,0 30,0 4,3 55,2 30,0

Июнь 43,0 28,9 48,1 83,2 43,1 44,0

Июль 62,2 46,2 85,6 65,9 55,1 50,0

Август 123,4 29,7 40,5 41,3 66,6 40,0

Сентябрь 20,8 15,8 36,3 52,4 3,8 26,0


Октябрь 28,4 10,5 45,4 45,8 4,7 29,0

Ноябрь 25,0 13,2 28,9 38,1 25,7 15,0

Декабрь 16,9 28,4 10,0 18,0 32,9 20,0

С-ма осад



за год 535,1 223,4 388,6 464,5 346,6 324

С-ма осад

за вегет. 281,1 116,8 204,2 194,7 220 164

период


Таблица 2. Температурные показатели климата - среднегодовые и за годы

эксперимента.

/данные по Баймакской метеостанции/

Месяц 1990 1991 1992 1993 1994 Среднего-

довая tо Района

Январь -14,6 -12,4 -11,3 -9,8 -13,6 -12,3

Февраль -10,6 -14,7 -11,8 -14,6 -19,1 -14,1

Март -2,6 -7,7 -7,0 -8,7 -9,9 -7,1

  1   2   3   4   5   6


База даних захищена авторським правом ©mediku.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка