CC BY
105
УДК 631.4(571)
Н.П. Миронычева-Токарева СГГ А, Новосибирск
АНТРОПОГЕННАЯ ДИНАМИКА СТЕПНЫХ ЭКОСИСТЕМ УРАЛА (НА ПРИМЕРЕ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ЮГА ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ)
При интенсивном выпасе в плане перестройки структуры сообществ наиболее рельефно выделяются два процесса: упрощение ярусной структуры и угнетение возобновления древостоя и травостоя. В природе они перекрываются и тесно связаны между собой. Угнетение возобновления у травянистых видов обычно связано с уничтожением их генеративных органов; для древостоев - с уничтожением маловозрастных экземпляров. Одновременно упрощаются горизонтальная и вертикальная структуры. В целом же наблюдается снижение биологической продуктивности фитоценоза.
Для определения степени трансформированности степных экосистем была использована система баллов по девяти показателям.
Таблица 1. Изменение параметров кормовых угодий при их трансформации
на разных стадиях пастбищной дигрессии
Степи
Исходные Трансформированные
Параметры Зональное сообщество 0 недегра д. I слабо деградир П ср. деград. Ш сильно деград. IV сбой
Общее проективное покрытие 75-95 75-90 70-80 60-70 40-50 20-30
Средняя высота 30-40 35-45 20-25 20-25 10-15 5-10
Горизонтальная структура % (распределение) однородная одноро дная пятнистая 15-20% пятнист ая 2025% 25-40% почвы оголено 40-60% почвы оголено
Видовая насыщенность на 100 кв.м. 40-45 35-45 20-30 15-20 10-12 5-8
Запас надз. массы ц/га 7-12 5-7 2-6 2-6 2-3 >1
Урожайность ц/га сухой массы 5-10 3-5 1-3 1-3 0,5-1 >0,5
Культурно-техничес-кое состояние пастбищ, сенокосов в баллах 0 0 1-2 2-3 3-4 5
Пастбищная нагрузка ус.гол./га 0,5 - 1 2-3 3-4 5-7 6-10 12-20
СТЕПИ. Зональными почвами на гривах и относительно хорошо дренированных приподнятых участках равнины являются южные чернозёмы суглинистые и супесчаные. На склонах грив распространены солонцеватые
почвы, глубоко- и среднестолбчатые солонцы в комплексе с высокими, а в понижениях - солоди. В межгривных понижениях преобладают комплексы солончаковых почв с солонцами (корковыми и высокими) и солончаками, болотные почвы и заболоченные солоди. В озерных котловинах, в пойме и на низких террасах развиты почвы галогидроморфного ряда: болотные, луговоболотные солончаковые, луговые и поровые солончаки; на высоких террасах средне- и высокостолбчатые лугово-степные солонцы. Для солонцов межгривных понижений характерно высокое хлоридно-содовое засоление, для солончаков - преимущественно сульфатно-хлоридное, хлоридно-сульфатное.
В растительном покрове на южных чернозёмах доминировали богато -разнотравно-ковыльные, разнотравно-типчаково-ковыльные степи, в настоящее время полностью распаханные. Последние крупные участки таких степей распаханы в 50-60-е годы. Зональную принадлежность распаханы степей можно восстановить лишь по узким полоскам степной растительности между пашней и окраинами колков.
Солонцеватые разнотравно-ковыльно-типчаковые степи, приуроченные к склонам грив, повышенным равнинам и высоким террасам, так же на больших площадях распаханы, а сохранившиеся участки вблизи поселков сильно изменены выпасом и представляют все стадии антропогенной нарушенности - различные пастбищные модификации этих степей.
В западинах, по склонам грив и террасам, в ложбинах древнего стока развиты колочные березняки с разнотравно-злаковым покровом, а в более глубоких понижениях - с густым осиновым и ивовым подлеском в центре. По межгривным понижениям и древним лощинам стока распространена луговая и галофильная растительность разной экологии и динамики, образующая сложный комплекс сообществ. Наибольшие площади в этом комплексе принадлежат сообществам с однолетними солянками (сведа, солерос, лебеда) и галофитным злакам: шелковица, ячмень. К сырым блюдцеобразным западинам, в большом числе встречающимся в этих низинах, приурочена луговая и лугово-болотная растительность, представленная пырейно-ситниковыми, разнотравно-канареечниковыми и пырейными лугами по окраине и камышово-осоковыми болотами в центре. В более мелких западинах развиваются остепненные луга (чаще мятликовые), с зарослями солодки. Для растительного покрова крупных озерных котловин характерно поясное или мозаично-поясное расположение фитоценозов болотносолончаковых и болотистых лугов, образующих экологические депрессии. Прибрежная полоса и пойма с неустойчивым режимом обводнения заняты болотистыми лугами с доминированием гигрофильных и галогигро-фильнымых злаков - тростника, тростянки, лисохвоста. На низких террасах, заливаемых на короткий период весенними паводками, развиты болотносолончаковые луга с доминированием ситника Жерара и большим или меньшим участием ячменя короткоостистого и бескильницы расставленной. Наиболее засоленные почвы и соответствующие им сообщества галофитов занимают вторую террасу, где грунтовые воды носят застойный характер. Распространенные здесь солончаковые луга представлены бескильницевыми
и волоснецовыми сообществами, а на выбитых участках с выцветами солей — зарослями однолетних солянок. К высоким террасам и их склонам приурочены остепненные солонцеватые луга и степи: полынно-
волоснецовые, типчаково-пырейные, полынно-типчаковые. Растительность озерных котловин интенсивно используется под постоянный выпас, что привело к деградации большей части луговых сообществ.
В районе исследований выпас производится без соблюдения системы использования пастбищ и регуляции численности скота на них. В результате на большей части степных пастбищ состояние растительного покрова находится на II и III стадиях дигрессии. Пасквальная дигрессия разнотравно-типчаково-тырсовых солонцеватых степей, вызванная постоянным выпасом, несколько отличается от типичной, выявленной для ковыльных степей европейской части, в виду галофильности уральских степей. Приведем особенности различных ее стадий.
Для зональных степных сообществ и их эдафических вариантов характерно доминирование овсецов и ковылей. Первая стадия деградации степных сообществ выразилась прежде всего в уменьшении роли ковылей -перистый ковыль сократил свое обилие до единичных экземпляров, а ковыль Лессинга выпал из состава травостоя почти полностью. Большую встречаемость сохранил ковыль тырса, распространенный с разным обилием.
Доминирующими видами в сообществах становятся мелкодерновинные злаки - типчак и тонконог гребенчатый. Разнотравье представлено большим количеством (40-50) видов растений разной экологии (ксеромезофиты, эвроксерофиты, галоксерофиты). Участие бобовых растений небольшое (8-10 видов) и распространены они единичными экземплярами. Сообщества I стадии деградации - разнотравно-ковыльно-типчаковые степи - наиболее близки к зональным и формировались в условиях кочевого скотоводства при умеренном нерегулируемом выпасе. Участки таких степей имеют малую площадь и расположены по окраинам пашен. Выпас на них производится чаще всего ранней весной (до посева зерновых) и осенью после уборки. Урожайность травяного покрова 8-12 ц/га.
При дальнейшем возрастании пастбищной нагрузки - сильном постоянном выпасе (II стадия) в степных сообществах с господством тырсы и типчака отмечается разрастание полукустарничковых полыней при доминирующей роли типчака. Выпадают из состава сообществ корневищные злаки, сокращают обилие или полностью исчезают мезофильные и ксеромезофильные виды разнотравья и бобовых. Флористический состав снижается до 35-45 видов, из которых 15-20 видов - синантропные растения, большая часть из которых с галофильной экологией. Появление их связано с возрастанием засоленности почвы, вызванным ее уплотнением при постоянной пастьбе. С увеличением засоления травяной покров изреживается, проективное покрытие снижается до 50-60%. Упрощается вертикальная структура травостоя - высота основного яруса, образованного типчаком, снижается до 25-35 см; урожайность таких участков - 5-7 ц/га. Полынно-
типчаковые сообщества этой стадии являются основным компонентом солонцеватой степи.
На III стадии деградации постоянный усиленный выпас способствует дальнейшему уплотнению почвы и увеличению засоления. Формируются флористически обедненные типчаково-полынные сообщества с доминированием одного или двух синантропных видов. Видовой состав сообществ снижается до 15-25 видов. Разреженный и низкий (15-25 см) травяной покров сильно выбит, в местах сбоя разрастаются однолетники -лебеда татарская или рогач песчаный. Резко снижается урожайность (2-3 ц/га), проективное покрытие растениями уменьшается до 30-40%. На этой стадии деградации находится большинство степных пастбищ, чему также способствуют прошедшие засушливые годы. В последней стадии пастбищной деградации - при чрезмерном выпасе, что наблюдается в окрестностях населенных пунктов, на окраине кошар, в местах водопоя, степной травостой сменяется господством одно- или двулетников с небольшим участием плохо поедаемых многолетников. Для этой стадии наиболее характерны выгоны с господством летне-осенних однолетников -лебеды, спорыша и рогача
Разнотравно-люцерново ковыльные степи под влиянием постоянного выпаса также преобразуются в мелкодерновинные степные сообщества, где уже полностью доминируют степные мелкодерновинные злаки. Травостой еще остается довольно густым и равномерным. Кроме злаков основу его составляют степные осоки, из бобовых - люцерна, а из разнотравья - полыни. При усиленной нагрузке пятнами разрастаются. Падают показатели видовой насыщенности и продуктивности.
Чрезмерная в течение длительного периода нагрузка ведет к полной деградации этих сообществ. Злаки изреживаются, местами выпадают полностью, пятнами разрастается низкотравье, а на наиболее сбитых участках его место занимают уже сорные виды. Травостой разрежен, идет дальнейшее снижение видовой насыщенности и урожайности.
В связи с деградацией травостоя на склонах, особенно в сухие годы, наблюдается ветровая эрозия. Нарушается структура почвы: верхние
горизонты распыляются, нижние, наоборот, - сильно уплотняются. Растения в сообществах угнетены, в их популяциях преобладают сенильные (с отмершей серединой) и ювенильные особи.
Преимущественно на выровненных участках, мелкодерновинные, разнотравно-злаковые степи, под влиянием выпаса могут превращаться в осоковополынные. Таким образом, большая часть степных сообществ находится на II и III стадиях деградации. Чрезмерная нагрузка на травостой при отсутствии ухода и пастбищеоборота приводит к необратимому нарушению структуры сообществ, снижению видовой насыщенности, вызывает прогрессирующее ухудшение видового состава, уменьшение фитомассы, разрастание сорных видов. На последней стадии деградации происходит выедание и вытаптывание трав до основания, травостой теряет способность восстанавливаться и превращается в сбой.
В заключении можно сделать следующие выводы:
Основной целью проведенных геоботанических исследований являлась оценка степени деградации кормовых угодий южных степных районов.
Наши работы показали, что в южных районах Челябинской области изменения, трансформации растительного покрова на сохранившихся участках степи проходят по схеме, характерной для других степных районов.
На Южном Урале за последние 20 лет трансформация растительности шла по пути изменения количества видов травяной растительности, уменьшения урожайности сельхозугодий. Эта трансформация или различной степени деградация растительного покрова в первую очередь вызвана антропогенной нагрузкой на степь - чрезмерным, совершенно не регулируемым выпасом крупного рогатого скота и (особенно!) овец, чрезмерной распашкой целинных земель.
Вследствие экономических изменений последних 3-4 лет, нагрузка на луга и пастбищные угодья значительно уменьшилась, что положительно сказалось на их состоянии, однако даже снижение антропогенной нагрузки позволило зафиксировать состояние, при котором до 58% степных сообществ можно отнести к III и IV стадиям дигрессии.
© Н.П. Миронычева-Токарева, 2005
