CC BY
56
УДК 581.524.442:577.4 И.Ю. Борцова, Е.А. Иванова, Н.Е. Носкова
ХАРАКТЕРИСТИКА ФИТОЦЕНОЗОВ ЕСТЕСТВЕННЫХ ПАСТБИЩ КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ, ИСПЫТЫВАЮЩИХ ТЕХНОГЕННУЮ НАГРУЗКУ
Описан ботанический состав фитоценозов естественных пастбищ Красноярской лесостепи, расположенных в зоне техногенного загрязнения г. Красноярска. Об ухудшении состояния пастбищ свидетельствуют снижение биоразнообразия, доминирование сорных и хозяйственно неполноценных видов растений, что отражается на биохимическом составе трав, их питательной ценности (рациона кормов).
Ключевые слова: фитоценоз, ботанический состав, естественные пастбища, техногенное загрязнение.
I.Yu. Bortsova, Ye.А. Ivanova, N.Ye. Noskova
NATURAL PASTURES PHITOCENOSES CHARACTERISTICS IN KRASNOYARSK FOREST-STEPPE ZONE
UNDER TECHNOGENIC LOAD
Botanic structure of natural pastures phytocenoses in Krasnoyarsk forest-steppe located in the Krasnoyarsk city technogenic pollution zone is described. Biodiversity decrease, weeds and unimportant species domination show pastures condition decline that influences grass biochemical structure and their nutritive value (feed ration).
Key words: phytocenosis, botanic structure, natural pastures, technogenic pollution.
Среди экологических проблем одно из важнейших мест занимает качество продуктов питания человека. Естественные пастбища и сенокосные угодья, являющиеся основной сырьевой базой молочных хозяйств пригородной зоны г. Красноярска, испытывают сильную антропогенную нагрузку. В последние годы техногенные выбросы в окружающую среду остаются высокими (Государственный доклад ..., 2003). Поступление токсичных соединений в наземные экосистемы ведет к нарушению естественного содержания минеральных и органических веществ в пищевых звеньях трофической цепи. Значительное ухудшение экологической обстановки приводит к поступлению и накоплению токсичных веществ (тяжелых металлов, пестицидов и др.) в организме сельскохозяйственных животных и, как следствие, в продуктах животноводства (мясо, молоко) (Борцова, Павлова, 2004; Бокова, 2005).
Целью исследований было определение ботанического состава и средневегетационной урожайности фитоценозов естественных пастбищ Красноярской лесостепи, расположенных в зоне техногенного загрязнения. Пастбища исследуемых хозяйств находились в зонах с разным уровнем техногенной нагрузки (Мирош-ников, Горбачев, 1999):
СПК «Березовское» (Березовский район) - зона очень высокого, чрезвычайно опасного уровня загрязнения территории;
агрофирма «Маяк» (Сухобузимский район) - зона высокого, опасного уровня загрязнения территории;
ОАО «Емельяновское» (Емельяновский район) - зона среднего, умеренно опасного уровня загрязнения территории.
Изучение растительности естественных пастбищ проводили в период массового цветения большинства видов по общепринятому методу учетных площадок, применяемого при описании луговых ценозов в геоботанических исследованиях (Воронов, 1973). Укосы травы на пастбищах проводили ежемесячно с мая по сентябрь на пробных площадях размером 1 м2 в 10 повторностях. Учетные площадки закладывали по диагонали пробной площади. Травостой скашивали на высоте 3-5 см, затем его высушивали до воздушносухого состояния.
Растительность пастбища ОАО «Емельяновское», расположенного в зоне среднего, умеренно опасного уровня загрязнения, представляла собой разнотравно-злаковый фитоценоз, характеризующийся довольно значительным разнообразием - 25 видов из 13 семейств (табл. 1).
Несмотря на то, что видовое разнообразие семейства мятликовых (Poaceae) было невысоким и представлено двумя видами, их доля составила 53,13% от общей сухой массы (табл. 2). Значительно больше выявлено видов из семейства Fabaceae (5 видов), однако их биомасса занимала лишь 2,62% от общей. Все семь видов растений по литературным данным обладают высоким содержанием питательных веществ, хорошо поедаются животными в сене и на пастбищах (Фролов, 1983). Пять видов из семейства бобовых обладали высокой питательной ценностью и являлись высокобелковыми травами. Разнотравье представляли 18 видов из 11 семейств, которые занимали значительную долю в общей биомассе - 44,77%. Многие растения этой группы являются ценными кормовыми травами.
Таблица 1
Ботанический состав фитоценозов пастбищ в зонах разного уровня техногенного загрязнения (1- ОАО «Емельяновское», 2 - Агрофирма «Маяк», 3 - СПК «Березовское»)
Семейство Вид Хозяйство
1 2 3
Роасеае Bromopsis inermis (Leys.) + +
Bromus secalinus L. +
Poa sibirica Roshev. + +
Poa nemoralis L. +
Festuca pratensis Huds. +
Phleum pratense L. + +
Cyperaceae Carex pediformi C.A. Mey. +
Fabaceae Astragalus danicus Retz. + +
Astragalus dasyglottis Fisch. +
Vicia cracca L. +
Trifolium pratense L. + +
Trifolium repens L. +
Medicago falcata L. +
Asteraceae Cirsium esculentum (Sievers) C.A.Mey + +
Taraxacum officinale Wigg. + +
Achillea millefolium L. + +
Arctium tomentosum Mill. +
Cacalia hastate L. +
Centaurea scabiosa L +
Carduus crispus L. +
Pleurospermum uralense Hoffm. +
Apiaceae Carum carvi L. + +
Pastinaca sylvestris Mill. +
Rosaceae Fragaria viridis Duch. + +
Potentilla bifurca L. +
Potentilla anserine L. +
Potentilla langifolia Willd. Ex Schlecht. +
Potentilla multifida L +
Geraniaceae Geranium pratense L. + +
Polygalaceae Polygala sibirica L. +
Rubiaceae Galium verum L. + +
Galium boreale L. +
Plantaginaceae Plantago media L. + +
Plantago major L. +
Lamiaceae Leonurus tataricus L. +
Scutellaria scordiifolia Fisch. ex Schrank. +
Scrophulariaceae Veronica incana L. +
Campanulaceae Campanula sibirica L. +
Polygonaceae Polygonum aviculare L. + + +
Chenopodiaceae Chenopodium album L. +
Caryophyllaceae Stellaria graminea L. +
Brassicaeae Berteroa incana (L.) D.C. +
Boraginaceae Lappula myosotis Moench. +
Ranunculaceae Ranunculus polyanthemos L. + +
Thalictrum simplex L. +
Среди пастбищной растительности отмечена группа хозяйственно вредных растений - представители семейства мареновых (Rubiaceae), виды рода Galium, вызывающие порчу молока, придающие молоку красную окраску. В их цветках содержится вещество, обладающее способностью свертывать молоко. На пастбищах эти виды растений скотом поедаются плохо (Дударь, 1971). В фитоценозе зарегистрирована сорная растительность, виды с прикорневой листовой розеткой, вытесняющие луговые травы: Plantago media L., Cirsium esculentum (Sievers) C.A.Mey, Taraxacum officinale Wigg., а также Lappula myosotis Moench. - хозяйственно вредное растение с цепкими плодами. В целом урожайность пастбища ОАО «Емельяновское» за вегетационный сезон составила 257,42±56,68 г/м2, или 25,7 ц/га, что по классификации для лугово-степных пастбищ является высокой.
Ботанический состав разнотравно-злакового фитоценоза пастбища агрофирмы «Маяк» Сухобузимско-го района (отделение Седельниково), находящегося в зоне высокого опасного уровня загрязнения, также отражен в таблице 1. Зарегистрирован 21 вид растений из 12 семейств. На этом пастбище количественно преобладали представители семейства мятликовых (5 видов). Это наиболее распространенные в лесостепной и степной зоне виды Festuca pratensis Huds., Phleum pratense L., Bromopsis inermis (Leys.), Bromus secali-nus L., являющиеся ценным высокоурожайным кормом, пригодным для сенокосов и пастбищ, по питательности занимающие одно из первых мест среди многолетних злаковых трав (Фролов, 1983). Доля злаков от общей биомассы пастбищной травы составила 57,14% (табл. 2).
Таблица 2
Средневегетационная урожайность пастбищ хозяйств, расположенных в зонах c разным уровнем
техногенного загрязнения (M±m)
Зона техногенного загрязнения Общая сухая биомасса, г/м2 Сухая масса биологически хозяйственных групп и их процентное содержание
Злаки Бобовые Разнот равье Осоковые
г/м2 % г/м2 % г/м2 % г/м2 %
Среднего, умеренно опасного уровня 257,4±56,7 136,8±23,7 53,1 6,8±1,6 2,2 115,3±36,5 44,7 - -
ЭД % 49,32 38,73 - 46,4 - 71,03 - - -
Высокого, опасного уровня 202,1 ±39,9 11,5±3,9 57,1 8,9±5,7 4,4 89,2±25,9 44,1 - -
ЭД % 52,25 32,78 - 171,28 - 76,80 - - -
Очень высокого, чрезвычайно опасного уровня 144,1 ±37,0 57,5±24,9 39,9 29,0±21,7 20,1 68,3±16,4 47,4 4,4 3,07
ЭД % 57,59 97,31 - 129,23 - 53,59 - - -
На пастбище агрофирмы «Маяк» семейство Fabaceae представлено всего двумя видами, но имеющими высокую питательную ценность для животных. Trifolium pratense L. - одно из лучших кормовых растений и Astragalus danicus Retz. также хорошо поедается скотом на пастбищах и в сене. Доля разнотравья была высокой и составила 44,12%. Однако при наличии в фитоценозе хороших кормовых трав пастбище засорено такими растениями, как чертополох курчавый, василек скабиозовый, подорожник средний, звездчатка злачная. Листовых розеток подорожника среднего насчитывается от 40 до 50 штук на 1м2.
В флористическом составе бобово-злаково-разнотравного фитоценоза пастбища СПК «Березовское» (отделение Лопатинское), относящегося к зоне очень высокого, чрезвычайно опасного уровня загрязнения, выявлено меньше видов растений, чем на пастбищах в ОАО «Емельяновское» и агрофирмы «Маяк». Нами определено 15 видов из 10 семейств. Плохие экологические условия прежде всего отразились в снижение биоразнообразия луговой растительности. В фитоценозе пастбища представлены все хозяйственнозначимые семейства (Poaceae, Fabaceae, Cyperaceae). Доля мятликовых от общей биомассы пастбищной травы занимала 39,88%, которую формировали два вида злаков Poa sibirica Roshev. и Phleum pratense L. (см. табл.1, 2). Зарегистрирован один вид семейства бобовые Trifolium repens L, однако его доля составила от общей биомассы 20,13% и это было самое высокое содержание бобовых в укосах по сравнению с укоса-
ми других рассмотренных выше пастбищ. На пастбище СПК «Березовское» отмечено незначительное количество осоковых, составивших всего 3,07% от общей биомассы.
Наибольшее значение в сложении фитоценоза среди разнотравья имели представители семейства Asteraceae. Во-первых, это высокие растения Arctium tomentosum Mill. - злостного сорняка луговых ценозов, и Cacalia hastate L. - растения больше характерного для лесных опушек, чем для пастбищ лесостепной зоны. Во-вторых, эти виды скотом не поедаются и значительно засоряют пастбище. В-третьих, на пастбище отмечена большая численность Plantago major L., до 30-40 розеток на 1м2 пастбища. Животными на пастбище подорожники поедаются удовлетворительно, но благодаря своей жизненной форме в виде листовой розетки, они вытесняют в фитоценозе ценные в кормовом отношении луговые травы и засоряют пастбища. К таким же растениям, с прижатой к земле листовой розеткой, относится Potentilla anserine L., которая скотом не поедается (Фролов, 1983). Подобная смена доминирующих видов свидетельствует о деградации лугового фитоценоза и ухудшении кормого достоинства пастбища.
Проведенные исследования показали в целом невысокое видовое разнообразие на естественных луговых сообществах, используемых как пастбища. В зоне очень высокого чрезвычайно опасного уровня загрязнения (СПК «Березовское») влияние сложных экологических условий в ряду почва - растение (корма) проявляется в снижении биоразнообразия фитоценозов, смене доминирования сорных и хозяйственно неполноценных видов растений, и отражается на биохимическом составе трав (кормов рациона) и их питательной ценности. Поскольку пастбища во всех хозяйствах используются более 30 лет для выпаса животных, отмечается значительная засоренность сорными растениями. Для улучшения видового разнообразия и увеличения доли ценных по кормовому достоинству растений на исследуемых пастбищах необходимо провести коренное улучшение: обеспечить подсев бобовых, таких, как люцерна, эспарцет песчаный и другие; регулировать выпас скота.
Литература
1. Бокова Т.И. Закономерности детоксикации антропогенных загрязнителей (тяжелых металлов) в системе почва - растение - продукт питания человека: автореф. дис... д-ра биол. наук. - Красноярск,
2005. - 31с.
2. Борцова И.Ю., Павлова Т.В. Распределение тяжелых металлов в системе почва-корма-молоко // Наука - сельскохозяйственному производству и образованию: мат-лы конф. - Красноярск, 2005.
3. Воронов А.Г. Геоботаника. - М.: Просвещение, 1973. -180 с.
4. Дударь А.К. Ядовитые и вредные растения лугов, сенокосов и пастбищ. - М.: Россельхозиздат, 1971.
- 235 с.
5. Мирошников А.Е., Горбачев В.Н. Эколого-биохимические следствия загрязнения воздуха Красноярской промышленно-городской агломерации тяжелыми металлами-токсикантами // Вестн. КрасГАУ. -1999. - №4. - С. 123-125.
6. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды Красноярского края в 2001 году».
- М.: НИА-Природа, РЭФИА, 2003. - 224с.
7. Фролов Н.Н. Растения сенокосов и пастбищ Красноярского края. - Красноярск: Изд-во КГУ, 1983. -237 с.
'--------♦------------
