CC BY
71
№ 2(27), 2013 г.
МАШТЫКОВ К. В.
МОНИТОРИНГ ПАСТБИЩНЫХ ПОЛИГОНОВ ПУСТЫННОЙ ЗОНЫ НА ПРИМЕРЕ ЭРДНИЕВСКОГО СМО ЮСТИНСКОГО РАЙОНА
Аннотация: В статье приводится сравнительный анализ растительных сообществ, определены стадии пастбищной дигрессии, выявлено ухудшение пастбищ за 20-летний период.
Ключевые слова: пастбищная дигрессия, пастбищные угодья, антропогенная трансформация, растительное сообщество.
Как любой природный ресурс кормовые угодья Калмыкии на протяжении длительного использования претерпели качественные и количественные изменения. Состояние естественных сенокосов и пастбищ в 70е годы XX века резко ухудшилось [1,2]. Сохранение кормовой базы для целей пастбищного животноводства требует не только адаптивных технологий использования естественных кормовых угодий, но и тщательного изучения растительности, вегетации и жизненных форм доминирующих видов растений. Для решения актуальных задач современности по изучению опустыненных пастбищных полигонов нами была исследована территория северо-западной части Прикаспийской низменности.
Пастбищные угодья объекта исследований согласно природно-географическому районированию расположены в Восточном районе (Прикаспийская низменность). По природно-сельскохозяйственному районированию Республики Калмыкия объекты расположены в пустынной зоне [3].
Изучаемая территория представляет собой слабоволнистую равнину с выраженным микрорельефом. Равнинность нарушается довольно крупным массивом оголенных мелкобугристых песков вблизи центральной усадьбы хозяйства. Согласно данным карты зональными почвами являются бурые, занимающие выровненные участки рельефа. Встречаются они, как правило, в комплексе с солонцами, составляя основной фон. Пески чаще всего встречаются в сочетании со слаборазвитыми бурыми почвами песчаного гранулометрического состава. Основное направление хозяйственной деятельности СМО - овцеводство. Общая площадь землепользования - 96308 га [3].
Для выбора репрезентативных ключевых участков была выполнена обработка геоботанической карты масштаба 1:25000. Исходя из анализа выполненной обработки геоботанической кары, нами были выбраны 10 ключевых участков, различающиеся по типу почв, растительности, пастбищной дигрессии (Рис. 1). Для анализа ретроспективной ситуации был создан ГИС-пакет в программе MapInfo, включающий в себя следующие слои: почвенный покров, основные растительные сообщества, урожайность, стадии пастбищной дигрессии.
Во время полевых исследований 2012-2013 гг. на ключевых участках проводился 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, описание почвенных разрезов и отбор проб почв для лабораторных исследований. Определение степени нагрузки на пастбища проводилось на основе стадий пастбищной дигрессии, выделенных Р Р. Джаповой [4].
В течение 2012-2013 гг. было выполнено 22 геоботанических описания, отобрано для лабораторного анализа 18 проб почв, отобрано 22 растительных укоса.
В период осенней и весенней вегетации в пределах исследуемых пастбищных полигонов отмечены следующие растительные сообщества: мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa), кострово-чернополынно-лерхополынное (Artemisia lerchiana- Artemisia pauciflora-Anisantha tectorum), однолетниково-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa capillata-Ephemerosa), однолетниково-лерхополынно-чернополынное (Artemisia pauciflora-Artemisia lerchiana-Ephemerosa), мятликово-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa lessingiana-Poa bulbosa), мятликово-кострово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Anisantha tectorum-Poa bulbosa), мятликовое с участием полыни Лерха (Poa bulbosa, Artemisia lerchiana). На объектах исследования доминирующими видами почв являются зональные бурые супесчаные полупустынные, бурые солонцеватые легкосуглинистые, солонцы средние и закрепленные пески.
Растительное сообщество мятликово-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa lessingiana-Poa bulbosa) на бурых солонцеватых легкосуглинистых почвах. Точка GPS 528. Общее проективное покрытие данного сообщества менее 5%, однако в весенний период мы отмечали ОПП - 30%
23
ВЕСТНИК ИНСТИТУТА
Снижение проективного покрытия связано с чрезмерным стравливанием. Растительность практически отсутствует, однако имеются дернины мятлика и ковыля, сухие побеги полыни Лерха (Artemisia lerchiana). Аспект сообщества - бурый, в связи с практически отсутствием растительности. Общее количество видов - 8, кроме перечисленных ранее видов отмечены эфемер неравноцветник кровельный (Anisantha tectorum), многолетник осока узколистная (Carex stenophylla) и рудеральный вид - клоповник мусорный (Lepidium ruderale). Прутняк (Kochiaprostrata) и тонконог (Koeleria cristata) в период осенней вегетации были отмечены лишь единично. Стадия пастбищной дигрессии - III. Урожайность - 5,4 ц/га.
Растительное сообщество мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa). Точка GPS 531 на бурых супесчаных полупустынных почвах. Общее проективное покрытие 20%. Высота основной массы травостоя составляет 5 см, аспект буро-зеленый. Доминантом является полынь Лерха (Artemisia lerchiana), также отмечены такие виды кормовых растений, как астрагал пушистоцветковый (Astragalus dasyanthus), осока узколистная (Carex stenophylla), полынь черная (Artemisia pauciflora), типчак (Festuca valesiaca), камфоросма монпелийская (Camphorosma monspeliaca) и ковыль Лессинга (Stipa lessingiana). Эфемеры и эфемероиды представлены мятликом луковичным (Poa bulbosa), неравноцветником кровельным (Anisantha tectorum), клоповником мусорным (Lepidium ruderale), вероникой весенней (Veronica verna). В сообществе отмечено большое количество представителей из семейства маревых: ежовник безлистный (Anabasis aphylla), камфоросма, марь красная (Chenopodium rubrum). Урожайность - 3,0 ц/га. Выявлена сильная степень стравливания. В целях предотвращения дальнейшей деградации пастбищ необходимо снизить антропогенную нагрузку, так как бурые супесчаные почвы, имея легкий механический состав, сильно подвержены процессам опустынивания.
Растительное сообщество - однолетниково-лерхополынно-чернополынное (Artemisia pauciflora-Artemisia lerchiana-Ephemerosa) на солонцах. Точка GPS 841. Доминантами растительного сообщества являются полынь черная (Artemisia pauciflora) и полынь Лерха (A. lerchiana), содоминантами являются злаки мятлик луковичный (Poa bulbosa) и неравноцветник кровельный (Anisantha tectorum). Общее проективное покрытие сообщества - 40%. Высота растений изучаемого сообщества в весенний период, составила 10-15 см. Описанный фитоценоз не был стравлен весною. Общее видовое разнообразие насчитывает 6 видов. Аспект сообщества -зелено-бурый. В период осенней вегетации аспект сообщества сменяется на бурый цвет. Отмечена сильная
24
№ 2(27), 2013 г.
степень антропогенного воздействия. При стравливании зеленая надземная фитомасса растений практически отсутствует, преобладает дернина ковыля и каудекс полыней черной и Лерха (Artemisia pauciflora, A. lerchiana). В сухом виде отмечен эфемер неравноцветник кровельный (Anisantha tectorum) и эфемероид мятлик луковичный (Poa bulbosa) в фазе активной вегетации. Проективное покрытие снизилось в 2 раза по сравнению с весенней вегетацией. Стадия пастбищной дигрессии - III. Урожайность - 2,9 ц/га.
Растительное сообщество - мятликово-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa lessingiana-Poa bulbosa) на закрепленных песках. Точка GPS 840. Аспект фитоценоза - сизый. Проективное покрытие - 45%. Характер задернения - рыхлокустовое. Доминантом растительного сообщества является полынь Лерха (Artemisia lerchiana), проективное покрытие - 40%. Средняя высота основного травостоя - 12 см, отмечено сильное стравливание. Содоминантами являются злаки ковыль Лессинга (Stipa lessingiana) и мятлик луковичный (Poa bulbosa). Также отмечены злаки типчак (Festuca valesiaca), неравноцветник кровельный (Anisantha tectorum), мортук восточный (Eremopyrum orientale).
При сравнительном анализе растительных сообществ за 1992 и 2012-2013 гг. были выявлены следующие различия (Табл. 1).
Таблица 1
Сравнительный анализ растительных сообществ за 1992 и 2012-2013 гг.
№ п/п Точки GPS Тип почв Растительное сообщество 1992 г. Растительное сообщество 2012-2013 гг. Урожайнос ть 2012-2013 гг.
1 525 Бурые супесчаные и песчаные в комплексе с солонцами Мятликово-чернополынно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Artemisia pauciflora-Poa bulbosa) стадия ПД - II Кострово-чернополынно-лерхополынное (Artemisia lerchiana- Artemisia pauciflora-Anisantha tectorum) стадия ПД - III 6,2 (весна 2012)
2 528 Бурые солонцеватые легкосуглинис тые Мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa) стадия ПД - III Мятликово-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa lessingiana-Poa bulbosa) стадия ПД - III 5,4 (весна 2013)
3 529 Бурые солонцеватые легкосуглинис тые Мятликово-злаково-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poaceta-Poa bulbosa) стадия ПД - III Мятликово-кострово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Anisantha tectorum-Poa bulbosa) стадия ПД - IV 7,7 (весна 2012)
4 531 Бурые супесчаные и песчаные в комплексе с солонцами Мятликово-чернополынно-лерхополынное (Poa bulbosa-Artemisia pauciflora-Artemisia lerchiana) стадия ПД - II Мятликово-чернополынно-лерхополынное (Poa bulbosa-Artemisia pauciflora-Artemisia lerchiana) стадия ПД - III 1,1 (весна 2013 г).
5 532 Солонцы средние Мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa) стадия ПД - III Мятликовое с участием полыни Лерха (Poa bulbosa, Artemisia lerchiana) стадия ПД - IV 7,5 (осень 2012)
6 837 Бурые солонцеватые легкосуглинис тые Лерхополынно-ковыльное (Stipa capillata-Artemisia lerchiana) стадия ПД - I Лерхополынно-ковыльно-костровое (Anisantha tectorum-Stipa capillata-Artemisia lerchiana) стадия ПД - IV 4, 2 (весна 2013)
7 838 Бурые супесчаные и песчаные Лерхополынно-житняковое (Agropyron fragile-Artemisia lerchiana) стадия ПД - I Мятликово-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poa bulbosa) стадия ПД - II 5,2 (весна 2013)
8 839 Бурые супесчаные и песчаные Однолетниково-злаково-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Poaceta-Ephemerosa) стадия ПД - II Однолетниково-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa capillata-Ephemerosa) стадия ПД - III 4,8 (весна 2013)
9 840 Закрепленные пески Лерхополынно-житняковое (Agropyron fragile-Artemisia lerchiana) стадия ПД - I Мятликово-ковыльно-лерхополынное (Artemisia lerchiana-Stipa lessingiana-Poa bulbosa) стадия ПД - II 3,7 (весна 2013)
10 841 Солонцы мелкие Мятликово-лерхополынно-чернополынное (Artemisia pauciflora-Artemisia lerchiana-Poa bulbosa) стадия ПД - II Однолетниково-лерхополынно-чернополынное (Artemisia pauciflora-Artemisia lerchiana-Ephemerosa) стадия ПД - III 2,9 (весна 2013)
25
ВЕСТНИК ИНСТИТУТА
При сравнительном анализе полевых данных 2012-2013 гг. с данными 1992 г. (Материалы..,1992) видно, что происходит ухудшение состояние пастбищ. Лерхополынно-житняковое сообщество (точка GPS 838) сменяется на мятликово-лерхополынные. Ухудшение пастбищ связано с выпадением из доминантов сообщества житняка, который является ценным кормовым растением.
На мелких солонцах (точка GPS 841) в лерхополынно-чернополынном растительном сообществе произошло увеличение участия однолетников, снижение проективного покрытия полыни черной (Artemisia pauciflora) с 70% в 1992 г. до 15%, что свидетельствует об ухудшении пастбищных угодий.
На бурых солонцеватых легкосуглинистых почвах лерхополынно-ковыльное сообщество сменилось лерхополынно-ковыльно-костровым. Проективное покрытие костра (Anisantha tectorum) составило 55%, а проективное покрытие ковыля Лессинга (Stipa lessingiana), полыни Лерха (Artemisia lerchiana) и пижмы тысячелистниковой (Tanacetum achillefolium) - менее 5%, в результате кормовая ценность пастбищ стала очень низкой, а риск пожароопасной ситуации стал выше. Стадия пастбищной дигрессии сменилась с I на IV.
Камеральная обработка полевого материала показала, что общее видовое разнообразие исследуемых полигонов составило 39 видов растений, относящихся к 12 семействам. Многочисленными семействами являются Poacea (11), Asteraceae (9) и Brassicaceae (6). Среди отмеченных нами семейств доминирующими жизненными формами являются многолетние и однолетние травы.
Таблица 2
Жизненные формы отмеченных видов растений
Жизненная форма (биоморфа) Число видов Семейство
полукустарники 1 Chenopodiaceae
полукустарнички 6 Asteraceae, Chenopodiaceae
многолетники 17 Asteraceae, Amaranthaceae, Boraginaceae, Brassicaceae, Cyperaceae, Fabaceae, Limoniaceae, Poaceae
двулетники 3 Asteraceae, Brassicaceae
однолетники 12 Asteraceae, Brassicaceae, Caryophyllaceae, Chenopodiaceae, Poaceae, Scrophulariaceae
Многолетние виды составляют более 40% от общего числа видов. Довольно высокое обилие имеют мятлик луковичный (Poa bulbosa), полынь австрийская (Artemisia austriaca), осока узколистная (Carex stenophylla), гониолимон татарский (Goniolimon tataricum), ковыль Лессинага (Stipa lessingiana), К. тырса (S. capillata), бескильница расставленная (Puccinellia distans) и пырей ползучий (Elytrigia repens).
Однолетние виды, составляющие чуть более 30%, представлены в основном сорными и рудеральными видами, такими как бурачок пустынный (Alyssum desertorum), клоповник мусорный (Lepidium ruderale), К. пронзеннолистный (L. perfoliatum), неравноцветник кровельный (Anisantha tectorum), костер японский (Bromus japonicus) и мортук восточный (Eremopyrum orientale).
Среди отмеченных полукустарничков Artemisia lerchiana (полынь Лерха), Artemisia pauciflora (п. черная) являются ценозообразователями в данном районе. Проективное покрытие других полукустарничков, таких как камфоросма монпелийская (Camphorosma monspeliaca), прутняк (Kochia prostrata), полынь сантонинная (Artemisia santonica), являющихся ценными кормовыми растениями, к сожалению, не столь высоко.
Из полукустарников отмечен только ядовитый ежовник безлистный (Anabasis aphylla).
Таким образом, при анализе антропогенной трансформации пастбищ изучаемых полигонов были выявлены деградационные процессы, проявляющиеся в смене доминантов растительных сообществ, увеличении доли участия в фитоценозах однолетних видов (костра, мортука восточного, клоповника мусорного), что привело к снижению кормовой ценности пастбищ.
26
№ 2(27), 2013 г.
Статья подготовлена при финансовой поддержке Русского Географического Общества в рамках проведения научно-исследовательской караванной экспедиции «Великая степь -перекресток культур и дорог».
1. Бакинова Т. И. и др. Кормовые ресурсы сенокосов и пастбищ Калмыкии. Ростов-на-Дону. Изд-во СКНЦ ВШ. 2002. 184 с.
2. Лиджиева Н. Ц., Уланова С.С., Федорова Н. Л. Опыт применения индекса вегетации (NDVI) для определения биологической продуктивности фитоценозов аридной зоны на примере региона Черные Земли // Известия Саратовского университета. Серия Химия. Биология Экология 2012. Т. 12. № 2 С. 93-96.
3. Материалы геоботанического обследования природных кормовых угодий совхоза «Эрдниевский» Юстинского района Калмыцкой ССР, Институт ЮЖГИПРОЗЕМ, Элиста. 1992. 53 с.
4. Джапова Р. Р. Динамика пастбищ и сенокосов Калмыкии. Элиста. Изд-во Калм. ун-та. 2008. 176 с.
УЛАНОВА С.С.
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ИСКУССТВЕННЫХ ВОДОЕМОВ РЕСПУБЛИКИ КАЛМЫКИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ЭКОТОННОЙ КОНЦЕПЦИИ
Аннотация: В статье представлены результаты долговременного мониторинга по Чограйскому водохранилищу - изменение гидрологических параметров с 1969 по 2013 г. Рассмотрено влияние водохранилища на экотонную систему «вода-суша» в нижнем бьефе Чограя, в русле реки Восточный Маныч. Описаны состав и структура компонентов блоков экотонных систем в нижнем бьефе водохранилища.
Ключевые слова: искусственные водоемы, мониторинг, площадь водной поверхности, экотонные системы, растительность.
Искусственные водоемы аридной зоны относятся к наиболее сложным и динамичным водным объектам, что обусловлено экстремальными климатическими особенностями, равнинным характером окружающих ландшафтов и значительными колебаниями уровня водоема в осенне-летний период. Выявление особенностей формирования природных комплексов на побережьях водохранилищ в условиях аридного региона Калмыкии с позиций геоэкологии, как эколого-географического явления, представляется весьма актуальным, так как позволяет установить механизмы и закономерности его развития, оценить степень развития и масштабы опасности.
Основным методическим приемом в исследованиях было рассмотрение территории, подверженной влиянию как экотонной системы «вода-суша» и состоящей из участков территории (структурнофункциональных блоков), испытывающих разное воздействие водохранилища: волновую абразию и длительное заливание на обнажающемся дне водохранилища (флуктуационный блок); заливание, абразию и аккумуляцию отложений на кратковременно заливаемом участке территории побережья (динамический блок); подтопление неглубоко залегающими к поверхности грунтовыми водами на более удаленном от уреза воды участке побережья (дистантный блок), косвенное влияние водоема через микроклимат -маргинальный блок [1, 5].
Целью экспедиционных исследований 2012 гг. было получить количественные геоданные для установления сезонных и разногодичных изменений экологических факторов и компонентов природных экосистем в разных блоках экотона на побережьях искусственных водоемов Калмыкии. Исследования проводились согласно созданной и апробированной ранее нами методики комплексного изучения искусственных водоемов и экотонных зон «вода-суша» для аридных территорий, сочетающей наземные исследования с геоинформационными технологиями. Во время полевых работ проводилось топоэкологическое инструментальное профилирование прилегающих к водоемам территорий, сопровождающееся заложением ключевых участков и отбором проб для изучения: минерализации поверхностных вод; структуры и солевого режима почв; видового состава, обилия, проективного покрытия растительных сообществ; глубины залегания и минерализации грунтовых вод.
27
