CC BY
19УДК 581.524
ДИНАМИКА ПОДЗЕМНОЙ ФИТОМАССЫ В РАЗНОТРАВНО-ТИПЧАКОВО-КОВЫЛКОВОМ СООБЩЕСТВЕ НА УЧАСТКЕ «БУРТИСКАЯ СТЕПЬ» ГПЗ «ОРЕНБУРГСКИЙ»
Дусаева Г.Х.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт степи Уральского отделения Российской академии наук, Оренбург, Россия
Статья посвящена характеристики изменений подземной фитомассы в разнотравно-типчаково-ковылковом сообществе. В работе приведены данные о запасе и динамике живой и мертвой подземной фитомассы в течение всего вегетационного сезона.
The article is devoted to the characteristics of the changes of the underground phytomass in herb-fescue-lessingiana community. The paper presents data on the stock and the dynamics of living and dead biomass of underground throughout the growing season.
Растительное вещество делится на две равноценные категории надземную и подземную фитомассу. Подземная фитомасса не менее важная часть растительного вещества, функции ее разнообразны, но главная - аккумулирование питательных веществ и воды. После выполнения всех своих функций корневая подземная масса отмирает и становиться поставщиком органических веществ в почву.
Исследования проводились в охранной зоне участка «Буртинская степь» ГПЗ «Оренбургский» (рисунок 1) в 2015 году. Вынесение точек исследования за пределы заповедника вызвано необходимостью использования методов, предполагающих нарушение почвенно-растительного покрова [3]. Данная территория в ботанико-географическом отношении относится к разнотравно-дерновиннозлаковым степям на южных черноземах [1, 2, 6].
Учет подземной фитомассы разнотравно-типчаково-ковылкового (Stipa lessingiana, Festuc a valesiaca, Herbae stepposae) сообщества на исследуемой территории проводился с май по сентябрь в 3 этапа: май - начало активной вегетации степных растений, июль -максимальное развитие растительной массы, сентябрь - окончание активной вегетации [3].
Во время наблюдения в изучаемом сообществе зафиксировано 34 вида, общее проективное покрытие составляет 80%. Доминантом сообщества является плотнодерновинный злак Stipa lessingiana Trin. & Rupr., содоминант из злаков - Festuca valesiaca Gaudin, доминирующее разнотравье представлено следующими видами: Medicago romanica Prodan., Picris rigida Ledeb. ex Spreng., Potentilla humifusa Willd. ex Schltdl. Среди полукустарничков наиболее обильны Artemisia marschalliana Spreng., Astragalus macropus Bunge.
Учет подземной фитомассы производился методом монолитов. После проведения укосов надземной фитомассы и сбора подстилки вынимали монолит размером 50*50 см каждые 10 см в 3-кратной повторности в слое до 50 см, (так как основная масса корней 80-97% сосредоточенна именно в этих слоях). Отобранные пробы отмывались с помощью сеток и сит малого диаметра. Отмытые корни разделялись на живые и мертвые. Для этого в емкость набирали воду, погружали весь образец и медленно перемешивали: живые корни тонули, а мертвые всплывали. Подземная фитомасса высушивалась при комнатной температуре, затем в сушильном шкафу при температуре 105°С до абсолютно сухого состояния. Позже каждый образец взвешивался на лабораторных весах [3].
При анализе данных использовались символы обозначающие элементы структуры растительного вещества и продукционно-деструкционные процессы: R - живые корни, В -подземная мортмасса [5].
Подземные органы растений, также как и надземные находятся под влиянием внешних (абиотических) факторов, которые изменяются в течение вегетационного сезона.
В мае 2015 г. (рисунок 2) подземная фитомасса достигла 1089 г/м2, после зимнего сезона в результате деструкции, часть живых корней перешло в мертвую массу. В начале вегетационного сезона активно начинает продуцироваться подземная фитомасса дерновинных злаков [4].
1200
1000
го
U U
га
800
600
400
200
Май
И юл ь
Сентябрь
Рисунок 2. Сезонная динамика подземной фитомассы в разнотравно-типчаково-ковылковом сообществе.
На динамику продукционного процесса влияет изменение фенологического состояния растений. Так доминирующие плотнодерновинные злаки Stipa lessingiana и Festuca valesiaca цветут и плодоносят в мае или июне, и после формирования надземных органов, к июлю уже продуцируют подземную фитомассу [4, 5]. Разнотравье активно цветет и плодоносит в июле, а, следовательно, продуцирует надземную фитомассу и одновременно максимально продуцирует подземную фитомассу [4, 5]. С этим связано увеличение в этот период подземной фитомассы на 21%, что составляет 1325 г/м2.
В сентябре запас подземной фитомассы увеличился на 16,4% по сравнению с июлем и достиг своего максимума 1543 г/м2 В осенний период растения начинают подготавливаться к холодному сезону, питательные вещества накапливаются в подземной фитомассе и в дальнейшем расходуются в зимний период.
В весенний период (рисунок 3) активно нарастает живая подземная фитомасса всех растений в сообществе доля ее составляет 67,4%. Мортмасса после осеннее-зимнего периода значительно минерализировалась и к маю набирает 32,6% от пробы.
Рисунок 3. Динамика живой и мертвой подземной фитомассы в разнотравно-типчаково-ковылковом сообществе.
Летом продукция живой фитомассы увеличивается на 11,1% за счет прироста корней доминирующего разнотравья. После отцветания у большинства злаков к середине лета начинается активный прирост живой подземной фитомассы. Мортмасса уменьшилась на 11,1%, в июле она активно измельчается почвенной фауной, что ведет к её быстрой минерализации [5].
Осенью запас живой фитомассы достигает своего максимума, однако доля ее не значительно уменьшается. В сентябре активно идут как процессы продукции (растения начинают подготовку к холодному сезону, в результате чего происходит накопление питательных веществ в подземной живой фитомассе), так и деструкции подземной фитомассы.
Таким образом, в весенний период в фитоценозе активно идут продукционные процессы, отмирание подземной фитомассы понижено, к осени живая фитомасса активно отмирает и деструкционные процессы активизируются, чему способствуют погодные условия.
Работа выполнена в рамках бюджетной темы ИС УрО РАН №01201351529 при поддержке ПРООН/ГЭФ/МПР РФ «Современные системы и механизмы управления ООПТ в степном биоме России».
Список литературы
1. Зоны и типы поясности растительности России и сопредельных территорий. Карта для высших учебных заведений. М. 1 : 8000000 / под ред. Г.Н. Огуревой М., 1999. 2 л.
2. Красная книга почв Оренбургской области / А.И. Климентьев, А.А. Чибилев, Е.В. Блохин, И.В. Грошев. - Екатеринбург, 2001. - 295 с.
3. Калмыкова О.Г., Кин Н.О., Максутова Н.В, Дусаева Г.Х. Подходы к мониторинговым исследованиям влияния пожаров на растительный покров степных особо охраняемых природных территорий (на примере участка «Буртинская степь» ГПЗ «Оренбургский») // Вестник ОГУ, 2015. -№ 13. - С. 123-126.
4. Титлянова А.А. Продуктивность травяных экосистем // Биологическая продуктивность травяных экосистем. - Новосибирск: Наука, 1988 - 134с.
5. Титлянова А.А., Н. П. Косых, Н.П. Миронычева-Токарева, И.П. Романова. Подземные органы растений в травянистых экосистемах - Новосибирск: Наука, 1996. - 128 с.
6. Сафронова И.Н., Калмыкова О.Г. Вопросы зональности и роль заповедников в их решении // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2012. - Т14, - №1(6). - С. 16381641.
