Сезонная изменчивость растительных сообществ

Автор: Бочаева Асемгуль Сергеевна

Организация: МБОУ «Лесновская основная общеобразовательная школа»

Населенный пункт: Камчатский край, с. Лесная

Аннотация: В статье приводятся вегетационные изменения растительных сообществ полупустынной зоны на примере ключевых участков п.Большой Царын Октябрьский район Республики Калмыкия.

Ключевые слова: вегетационная изменчивость, пастбищные угодья, биологическая продуктивность, растительная ассоциация.

Бурые полупустынные почвы являются основными в пустынно-степной зоне. Среди характерных особенностей бурых полупустынных грунтов следует назвать гумусовый горизонт, имеющий сравнительно небольшую толщину, и невысокий уровень гумусированности. Подобные качества почвы данного типа определяются специфическими условиями, в которых протекает почвообразовательный процесс: засушливый климат, ограниченность растительных видов и их низкая биологическая продуктивность, вызванным неблагоприятным влажностным и температурным режимами. Стремительное разложение растительного опада и быстрота его минерализации становятся причиной скопления такого компонента органического происхождения, как зольные составляющие (в основном это щелочные металлы). В результате таких процессов почвы становятся солонцеватыми. В профиле бурых полупустынных грунтов можно выделить следующие горизонты: гумусовый (толщиной до 18 см); переходный (толщиной от 10 до 20 см); карбонатный белесый (толщиной до 20 см); карбонатный бурый (толщиной до 30 см); рыхлый с включениями гипса. В верхних слоях бурых полупустынных почв обнаружено значительное количество ила, магния, кальция и полуторных окислов, снижающих показатели плодородия. Содержание гумуса в них едва достигает 2,5%. Почвы данного типа – слабощелочные. Уровень плодородия бурых полупустынных почв можно повысить при условии обязательного проведения оросительных мероприятий. Кроме того, потребуются меры, которые способствуют предотвращению осолонцовывания, вторичного засоления и ветровой эрозии грунта. В случае освоения почв данного типа необходимо регулярно вносить фосфорные и азотные удобрения.

При условии окультуривания на бурых полупустынных почвах можно выращивать плодовые, овощные и бахчевые культур. Помимо этого, участки с таким грунтом можно использовать в качестве пастбищ.

Вегетационная изменчивость травостоя вызывается тем, что не все растения сообщества достигают своего полного развития в одно и то же время. Одни растения уже рано весной развивают большую вегетативную массу, другие еще только прорастают в это время. Весной травостой представлен особями первого вида. К концу вегетационного периода одни растения уже заканчивают цикл своего развития и отмирают, другие еще вегетируют и, следовательно, определяют характер фитоценоза. Особенно заметна сезонная изменчивость в степной и полупустынной зонах.

И.В. Ларин дал следующую характеристику изменения растительности степной и полупустынной зоны в течение вегетационного периода, которую мы приводим ниже с некоторыми дополнениями (Ларин, 1953).

1. Первая половина весны — конец марта, апрель, первая половина мая. Развиваются и цветут мелкие злаки: эфемеры, лилейные, крестоцветные. Полыни развивают только листья.

2. Вторая половина весны — май, первая половина июня. Эфемеры отмирают, усиленно развиваются злаки.

3. Первая половина лета — июнь, первая половина июля. Полное развитие многолетних злаков и большинства двудольных.

4. Вторая половина лета — июль, первая половина августа. Злаки и многие двудольные засыхают. У полыней засыхают листья.

5. Осень до заморозков — вторая половина августа, сентябрь. Пробуждение вегетативных побегов некоторых злаков и двудольных. Начало периода вторичной вегетации полыней. Отрастание и цветение полыней. Оптимальное развитие, цветение и плодоношение маревых, солянок.

6. Осень после заморозков — октябрь, ноябрь. Развиваются сочные солянки.

Изменения растительного сообщества, характеризующие сезонную изменчивость, проявляются ежегодно. Они являются результатом длительного приспособления видов к среде. Это позволяет им жить на одной и той же территории и полнее использовать среду.

Знание сезонной изменчивости особенно необходимо для решения ряда производственных вопросов в сельском хозяйстве. Так, на основании знания времени зацветания растений, составляющих основной травостой растительных сообществ, можно определять время, когда поедаемость травы будет наилучшей для того или иного вида скота.

В настоящее время, в связи с усилением антропогенного пресса на растительные сообщества Республики Калмыкия, в которой 71,2% от ее территории составляют пастбищные угодья, необходима корректная оценка состояния растительных ассоциаций для прогноза возможных изменений при их дальнейшем хозяйственном использовании. В связи с этим актуально изучение разных характеристик динамики растительных сообществ на фоне сезонных и дигрессионных процессов.

В данной статье приведены результаты сезонной динамики пастбищной растительности изучаемой территории по ряду показателей в различные периоды: с начала активной вегетации растительности и до ее завершения. На ключевых участках проводили комплекс исследований, включавший 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, определение запаса почвенной влаги, описание почвенных разрезов и отбор проб почв для лабораторных исследований.

На исследованной территории п. Большого Царына Октябрьского района в весенний период отмечено 6 разных типов растительных сообществ, находящихся на разных стадиях пастбищной дигрессии.

В период весенней и осенней вегетации в пределах исследуемых пастбищных полигонов отмечены следующие растительные сообщества: ячмень яровой (Hordeum vulgare), кострово-белополынные (Artemisia lerchiana - Anisantha tectorum), эфемерово-полынная с участием мятлика, типчака и костра (Artemisia lerchiana - Ephemerosa), эфемерово-полынная с участием мятлика, осоки, костра (Artemisia lerchiana - Ephemerosa), разнотравно-кострово-полынная (Artemisia lerchiana - Anisantha tectorum - Mixteherbosa), анабазисово-белополынные (Artemisia lerchiana-Anabasis aphylla), кострово-белополынные, (Artemisia lerchiana-Anisantha tectorum), полынно-чагераковая (Alchagi pseudalchagi-Artemisia lerchiana).

Наиболее типичная растительная ассоциация, отмеченная нами в весенний период – эфемерово-полынная с участием мятлика, осоки, костра. Первый ярус составляют растения высотой от 0,20 до 0,50 м: ячмень яровой (Hordeum vulgare), мятлик луковичный (Poa bulbosa), костер кровельный (Anisantha tectorum), тюльпан Шренка (Tulipa schrenkii). Проективное покрытие первого яруса 30%. Второй ярус представлен растениями высотой от 0,5 до 0,20 м: полынь белоземельная (Artemisia terrae-albae), осока уральская (Carex stenophylla), клоповник мусорный (Lepidium ruderale), костер японский (Bromus japonicus), ковыль Лессинга (Stipa lessingiana). Ковыль Лессинга входит в состав второго яруса из-за чрезмерного стравливания скотом. Необходимо отметить эфемерово-полынную ассоциацию с участием мятлика и костра. Проективное покрытие данного сообщества - 50%. Это одноярусная ассоциация. Высота растений колеблется от 0,05 до 0,15м. В видовом составе растений помимо ценных кормовых растений: полынь Лерха (Artemisia lerchiana), мятлик луковичный (Poa bulbosa), представлены также и рудеральные виды: костер кровельный (Anisantha tectorum), астрагал пушистоцветковый (Astragalus dasyanthus), липучка ежовая (Lappula echinata), клоповник мусорный (Lepidium ruderale), верблюжья колючка обыкновенная (Alhagi pseudalhagi). У верблюжьей колючки обыкновенной отмечено нами начало фазы вегетации, а полынь Лерха и злаки очень сильно стравлены.

Наиболее типичная растительная ассоциация в осенний период - анабазисово-белополынная (Artemisia lerchiana - Anabasis aphylla). Первый ярус составляют растение выше 0,12 м. Это полынь Лерха (Artemisia lerchiana), анабазис безлистный (Anabasis aphylla). Второй ярус составляют растения, достигающие высотой не более 0,10 м: в виде сухостоя - мятлик луковичный (Poa bulbosa), осока уральская (Carex stenophylla), костер кровельный (Anisantha tectorum) и ковыль Тырса (Stipa capillata). Следующей по частоте встречаемости осенью растительной ассоциацией является – кострово-белополынная (Artemisia lerchiana-Anisantha tectorum). В данной ассоциации отмечали по 3-4 вида растений, причем полынь находится в угнетенном состоянии, а однолетние злаки в сухом виде: полынь Лерха (Artemisia lerchiana), мятлик луковичный (Poa bulbosa), костер кровельный (Anisantha tectorum), ковыль Лессинга (Stipa lessingiana.

Сравнительный анализ видового разнообразия растительных ассоциаций в разные периоды вегетации показал, что к осени оно значительно уменьшилось (рис. 2).

Рис. 2. Количество видов растений, встреченных в период весенней и осенней вегетации.

Обеднение флористического состава в период осенней вегетации объясняется тем, что из травостоя выпадают эфемеры и эфемероиды. Полукустарник полынь белая (Artemisia lerchiana) – доминант большинства исследуемых растительных сообществ, находится в угнетенном состоянии. При посеве ячменя после риса с увеличением дозы удобрений продолжительность периода от входов до начала выколашивания растений возросла, а высота ячменя увеличилась в среднем на 0,41. В эти периоды наиболее интенсивно ячмень растет при возделывании после риса, где влажность почвы выше. Линейный рост растений к периоду молочной спелости при внесении удобрений, практически сравнился с 1,02-1,07 м.

В сравнении с периодом весенней вегетации, общее проективное покрытие в осенний период вегетации значительно сократилось. Однако на ключевом участке №8 общее проективное покрытие осталось на прежнем уровне, так как мятликово-злаково-белополынную ассоциацию сменила – анабазисово-белополынная растительная ассоциация, за счет достаточно высокой общей биологической продуктивности анабазиса, без учета его кормовой ценности. На ключевом участке №7, нами было отмечено увеличение проективного покрытия в осенний период по сравнению с весенним. Анабазисово-белополынная ассоциация сменила разнотравно-кострово-белополынную. В связи с выпадением из травостоя злаков, эфемеров и эфемероидов, и появлением анабазиса безлистного проективное покрытие увеличилось на 15%.

Биологическая продуктивность, в зависимости от степени пастбищной нагрузки, в весенний период вегетации, колебалась от 2,2 ц/га до 8,4 ц/га.

Таблица 2

Изменение продуктивности растительных сообществ во время вегетационного периода 2015 года в п. Большой Царын Октябрьского р-на (апрель-сентябрь)

Рис.4 Изменение продуктивности растительных сообществ во время вегетационного периода 2015 года в п. Большой Царын (1-9 – растительные сообщества, встреченные на ключевых участках, см. табл.2).

В течение вегетационного периода нами было отмечена сезонная смена растительных ассоциаций. Однако, наряду с вегетационными сменами доминантов, в растительных сообществах доминантами стали выступать виды растений, более устойчивые к выпасу (табл. 2). Среди них значительную долю составляли вредные и малопригодные для сельскохозяйственных животных растения, такие как верблюжья колючка обыкновенная (Alchagi pseudalchagi), костер кровельный (Anisantha tectorum) в фазе окончания вегетации, а также ядовитый для животных анабазис безлистный (Anabasis aphylla). На большинстве ключевых участков пастбища уже к сентябрю оказались очень сильно стравленными. За период вегетации ячменя по количеству выпавших атмосферных осадков 2015 год характеризуется как средне засушливым. Опыты сопровождались фенологическими наблюдениями, биометрическими учетами, регулярным отбором и анализом почвенных образцов для определения влажности, водно-физических свойств.

Таким образом, анализ сезонной изменчивости травостоя в полупустынных растительных сообществах ключевых объектов показал: в течение вегетационного периода видовой состав растительных ассоциаций, в среднем, уменьшается с 10 видов до 5 видов, Наряду с сезонными изменениями наблюдаются процессы активной пастбищной дигрессии, усиливающиеся к концу вегетационного сезона, а именно: выпадение из травостоя ценных в кормовом отношении видов растений - камфоросма монспелийская (Camphorosma monspeliaca), типчак (Festuca valesiaca), прутняк стелющийся (Kochia prostrata), увеличение доли рудеральных видов в сообществах.

Литература:

1. Алексеев В.А., Марков М.В. Глобальное изменение климата и динамика продуктивности лесов России // Всемирная конференция по изменению климата, Москва, 29 сентября-3 октября 2003 г. Тезисы докладов. – 2003. – С. 248.
2. Ларин И.В. Определение почв и сельскохозяйственных угодий по растительному покрову в степи и полупустыне междуречья Волго-Урал. — М.: Сельхозгиз, 1953. — 151 с.
3. Агрономия и лесное хозяйство. «Известия» (33)№1 Нижневолжского Агротехнического Университета