Особенности территориального распределения и фитоценотического разнообразия растительности залежей Тувы Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 581. 524.44 (571.52) ББК 28.5

Дубровский Николай Григорьевич

кандидат биологических наук, профессор г. Кызыл Dubrowsky Nikolai Grigorievich

Candidate of Biological Science, Professor Kyzyl

Ооржак Аннета Викторовна кандидат биологических наук г. Кызыл Oorzhak Aneta Viktorovna Candidate of Biological Science Kyzyl

Особенности территориального распределения и фитоценотического разнообразия растительности залежей Тувы Peculiarity of the territorial distribution and phytocenological diversity

of follow vegetation in Tuva В условиях аридного горносклонового земледелия в Туве процессы демутации залежной растительности проходят разнонаправлено и не укладываются в рамки классической схемы. Нами отмечено выпадение бурьянистой стадии и достаточно устойчивое положение в сукцессии корневищно-злаковых группировок. Это необходимо учитывать в развитии экологически адаптивного земледелия.

The process of restoration long-follows vegetation in Tuva pass in cliff rends detection. It is marked, that some stages of restoration long-fallow vegetation drop out. Other stages have stable settled position in secession. It is necessary for taking info account in development of ecologically adaptive agriculture.

Ключевые слова: демутация, залежная растительность, сукцессии, временные стадии восстановления.

Key words: demutasion, deposit vegetables, succession, stages of reestablishment vegetables.

В условиях аридного и крайне континентального климата Тувы развитие

богарного земледелия (без орошения) себя не оправдала. Однако, сложный рисунок рельефа межгорных котловин, контрастный климатический режим обеспечивают парадоксальную неоднородность и мозаичность почвеннорастительных комбинаций, особенно в предгорьях. Этому способствует некоторое улучшение гидротермических факторов в периферических частях котловин (эффект предгорной гумидности), показанные многими исследователями

^м. А.И. Воейков, 1952; В.А. Носин, 1963; Е.И. Рачковская, 1993). Поэтому неудивительна некоторая стабильность урожайности в посевах Тандинского, Каа-Хемского, отчасти Пий-Хемского кожунов, где сосредоточены около 70% пашен республики [6, 196]. Значительные распашки в засушливых районах западной и центральной частях Тувинской котловины не дали положительных результатов. Так, в Дзун-Хемчикском и Улуг-Хемском кожунах были трансформированы под пашни 12,7 % и 13,3% от общих площадей сельскохозяйственных угодий, соответственно. В настоящее время эти земли находятся на различных стадиях залежной демутации (рис.1). На представленном трансекте шириной в 10 метров и 216 метров длиной, заложенном поперек распаханной полосы по пологому склону невысокого грядового увала в окрестностях с. Арыг-Узуу, были зафиксированы ценозы как бурьянистой, так и корневищной стадий с участием плотнокустовых злаков. Залежное поле представляет собой полосу шириной до 300м., которое тянется неровной полосой вдоль подножия увалистой гряды. Залежь преимущественно бурьянистой стадии развивается на месте крупнодерновинной ковыльной (Stipa capillata) степи. Почвы - каштановые супесчаные и легкосуглинистые неравномерно щебнистые. Пятнисто-мозаичное сложение растительности залежи, в структуре сообществ которой трудно уловить их одновозрастность с позиций общепринятой концепции 4-ех стадийности в залежной демутации. Так, например, контур с бурьянистым фитоценозом пространственно на небольшом протяжении сочетаются с вьюнково-пырейными группировками или мятликовыми рыхлодерновинными сообществами. С позиций общей теории их следует трактовать как разновозрастные стадии зацелинения, что не соответствует действительности. Последний факт указывает на сложность и многовекторность процесса демутации в условиях горного рельефа на фоне глубокого и функционального сопряжения почвенных, ландшафтно-геохимических и эолово-демутационных процессов.

Демутация как сложный процесс восстановления не только естественной растительности, но и почвенного плодородия после определенного периода ее освоения под посевы культурных растений изучены в различных секторах Евразийского пространства (см. В.П. Голубинцева, 1930; Г.А. Глумов, 1953; И.М. Микляева, 1996; И.П. Быков и др., 2003). При этом многими исследователями подчеркивается, что наличие общих черт в динамике восстановления не исключает проявления ряда специфических региональных особенностей. Последние является следствием не только самобытности длительного этапа филоценогене-за растительности, но и природно-климатических условий современности. В результате, в демутациях могут различаться количество временных стадий и их продолжительность, состав и разнообразие видов растений в сообществах. Нередко могут выпадать отдельные стадии или напротив, могут усложняться за счет формирования особых промежуточных стадий.

Классиками степеведения (см. К.М. Залесский, 1918; Е.М. Лавренко, 1940; А.М. Семенова-Тян-Шанская, 1966) даны обобщающие схемы зацелинения степных залежей, они в целом состоят из 4 стадий:

1. Бурьянистая стадия (стадия полевых сорняков);

2. Корневищная стадия;

3. Стадия рыхлокустовых злаков;

4. Стадия плотнокустовых злаков (вторичная целина).

Сукцессия на залежных землях на месте сухих степей в условиях горнокотловинного рельефа Тувы имеет свою специфику и достаточно часто не укладывается в общепринятую схему, установленную в европейской части страны. Четыре классические стадии, отмеченные нами выше, не всегда четко проявляются. Касаясь региональных особенностей демутационных процессов, следует отметить факт развития особой мелкобурьянистой стадии, предшествующей развитию крупного бурьяна, в условиях Абаканских и Тувинских степей [4, 37; 5, 41;8, 188]. С другой стороны, на залежах по фону каштановых почв в Бурятии наблюдаются случаи выпадения бурьянистых группировок [1, 72], при этом длиннокорневищные злаки (\Elytrigia гврвт, Ьвушш сЫпет1£) формируют

почти монодоминантные сообщества с небольшим участием видов - монокар-пиков первичной стадии. В целом европейский трафарет залежной демутации, приводящий к восстановлению исходной степной растительности, не приложим в полной мере на пахотно-трансформированных землях Тывы и Забайкалья. Нами в ходе полевых, маршрутно-рекогносцировочных исследований залежной растительности были неоднократно описаны сообщества различных стадий в границах одновозрастной пахотной полосы, запущенной в режим демутации (рис. 1, табл.1).

Таблица 1

Залежные фитоценозы Центрально-Тувинской котловины

Название фитоценоза Бедноразно- травно- вильчатолап- чатковая Коноплево- полынная Вьюнково- ползуче- пырейная Пырейно- люцерново- разнотравная Стоповид- ноосочково- ковыльная

Типы залежей мелкий бурьян крупный бурьян корневищ- ная рыхлокусто- вая Плотноку- сто вая (встретилась лишь единожды)

Возраст 3-4 лет 4-6 лет 5-7 лет 6-8 лет от 10 и более лет

Описание № 21 24 7 16 15

Географическое положение Дзун-Хемчикский р/н. окр. с. Бажын-Алаак к западу от села в 5 км. Долина р. Ча-дан Улуг-Хемский р/н окр. с. Арыг-Узуу в 78 км к с/з. , левобережье р. Шагонар.

Почва Каштановая, маломощная, супесчаная Каштановая, маломощная, легкосуглинистая

Рельеф и характер субстрата Система гряд покрытые карагановыми дерновинноз-лаковыми степями (типча-ковые, тонконоговые, ковыльные с С. Bungei). Залежь имеет слабовогнутый контур. По периферии выделяется узкая полоса с участием внедрившихся в залежь степных растений. Пологие шлейфы невысокой гряды, спускающиеся к трассе. Залежь шириной до 320 м неровной полосой тянется вдоль подножья сопок увалистых гряд. Средняя часть катены залежного поля ровный с небольшими плужными гребеньками вдоль пахоты.

Общее проективное покрытие травостоя 40% 40-50% 40-50% 50-60% 60-70%

Видовой состав

Agropyron cristatum + - - - -

Allium clathratum - - - - +

Artemisia glauca + r - + +

Artemisia scoparia r r + 1 -

Artemisia vulgaris - - + - -

Artemisia obtusiloba + + 1 - -

Aster alpinus - - + - -

Astragalus adsur-gens - - r + r

Bromopsis inermis - - - - r

Bupleurum scorzon-erifolium - - - r -

Cannabis ruderalis - 2 - - -

Caragana pygmaea - - - - 1

Carex pediformis - - - - 2

Chamaerhodos erecta r - - - -

Chenopodium album - + - - -

Cleistogenes squarrosa r + - - 1

Convolvulus am-manii r - - - -

Convolvulus arven-sis + 1 2 1 -

Crepis tectorum - - r r -

Dianthus versicolor - - - - r

Dontostemon mi-cranthus - r - - -

Draba nemorosa + + - - -

Elytrigia repens - r 3 2 -

Euphorbia discolor - - - - r

Festuca valesiaca - - - - +

Galium verum - - - - 1

Goniolimon speciosum + - - - -

Heteropappus altaicus r 1 + + 1

Hypecoum erectum + r - - -

Koeleria cristata r - - - +

Lappula marginata - + + - -

Lappula microcarpa - - + - -

Leptopyrum fu-marioides - 1 - - -

Linaria acutiloba r - - + +

Medicago f falcata - - + 1 -

Melilotus albus - - r r -

Oxytropis pilosa - - - r -

Panzeria lanata 1 - - - -

Peucedanum bai-calense r - - - -

Phlomis tuberosa - - - - +

Poa angustifolia + - - - -

Potentilla acaulis r - - - -

Potentilla bifurca + 1 - 1 -

Potentilla tanasetifolia - + - - -

Salsola collina + - - 1 -

Scabiosa ochroleuca - - - 1 -

Senesio erucifolius - - - 1 -

Setaria viridis + r + + -

Silene viscosa r r - - -

Sisymbrium polymorphum - - + - -

Spiraea media - - - - r

Stellaria dichotoma + - - - -

Stipa capillata - r - - 2

Stipa sibirica - r - - -

Trifolium lupinaster - r + r -

Veronica incana + + - - +

Vicia cracca - - r r -

Примечание: Виды растений расположены по алфавиту. Обилие видов в геоботаниче-ских описаниях сообществ даны в баллах по Браун-Бланке: «г»-очень редки, 1-3 особи; «+»-разрежены или покрывают менее 5%площади; «1»-многочисленны, но покрывают менее 5% площади или разрежены, но с большей величиной покрытия; «2»-покрыто от 10% до 25% площади; «3»-покрыто от 25% до 50% площади; «4»-покрыто от 50% до 75% площади; «5»-покрыто больше 75% площади. Названия растений приведены по Определителю растений.. .(1984);

Мелкобурьянистая стадия (описание 21) - Основным компонентом травостоя являются однолетние растения, именно они являются пионерами зарастания. Семена, которых находились в почве пахотного поля или попали с водой, ветром и тд. Доминантами являются: Setaria viridis, Artemisia glauca, Hype-coum erectum, Субдоминант - Convolvulus arvensis, Potentilla bifurca.

Бурьянистая стадия (описание 24) - Доминанты одно-двулетние виды семейства Asteraceae: Artemisia scoparia, Artemisia siversiana, Artemisia obtusi-loba, Artemisia glauca. Субдоминантные виды: Medicago falcata, Heteropappus altaicus, Lappula microcarpa. Характерным признаком этой стадии является преобладание разнотравья. Структура травостоя трехъярусная: I ярус - Artemisia siversiana, Artemisia scoparia, II ярус - Heteropappus altaicus, III ярус -Convolvulus arvensis, Linaria vulgaris. По жизненным формам преобладают стержнекорневые растения. В практических целях залежи с этой стадией не ис-

пользуются, так как имеют низкую хозяйственную оценку или низкий кормоза-пас. Кормовое достоинство бурьянистых залежей очень низкое.

Корневищная стадия (описание 7) - Отмечается незначительное увеличение сорных видов. I ярус представлен- Artemisia scoparia, II ярус - Elytrigia repens, III ярус - Convolvulus arvensis, Astragalus adsurgens, Medicago falcata, Melilotus albus, Vicia cracca, Heteropappus altaicus. Доминантом этой стадии является Elytrigia repens. Данный вид часто еще встречается еще на бурьянистой стадии, где часто угнетен однолетними стержнекорневыми растениями, кроме того, еще не успел в достаточной степени разрастись и распространиться. На этой стадии можно наблюдать образование большого количества пятен пырея, которые постепенно расширяются и вытесняют стержнекорневых растений. Залежи этой стадии используются для сенокошения, где в большей степени встречаются растения из семейства бобовых. Однако качество сена среднее, из-за присутствия сорных и ядовитых растений.

Стадия рыхлокустовых злаков (описание 16) -Ярусность слабо выражена. Доминантами являются Elytrigia repens, Convolvulus arvensis, Medicago falcate, Artemisia scoparia. Вариант старовозрастной залежи на стадии зацели-нения плотнокустовыми злаками, по окраине основной пахотной полосы. Эти залежи местное население в основном используют для сенокошения. Качество сена хорошее.

Стадия плотнокустовых злаков (описание 15) -Ярусность слабо выражена. Доминантами являются Carex pediformis, Cleistogenes squarrosa, Stipa capillata, Gallum verum, Heteropappus altaicus. Послезалежная целина. Крупно-крутинная от дерновинок степь - II зацелинение плотнокустовых злаков. Эта стадия нам встретилась лишь один раз на залежах окрестности села Арыг-Узуу.

Проведенные исследования позволяют заключить, что растительный покров залежных сообществ Центрально-Тувинской котловины хорошо отражают процессы восстановления степей. Процесс демутации идет медленным темпом по 3 стадиям восстановления: бурьянистая, корневищная, рыхлокустовая. Под покровом залежной растительности создаются условия для защиты почвы от

деградации. В результате многолетних сукцессий растительности восстанавливается видовой состав, характерный для степной растительности. Бурьянистые залежи можно разделить на мелкобурьянистые и крупнобурьянистые в зависимости от видов-доминантов. Эти залежи отличаются невысоким видовым разнообразием, где число видов не превышает 23. Точный возраст многих залежей в Центрально-Тувинской котловине установить очень трудно. Темпы и схемы зарастания различные. Разновозрастные залежи могут быть одинаковыми, а одновозрастные отличаются друг от друга по своему составу и типу. Даже занимающие одинаковые экотопы неодинаковы и зависят от многих причин. Куликов Г.Г. (1999) отмечал, что в результате сложного сочетания рельефа и других факторов, даже одновозрастном залежном травостое вне зависимости от стадии зацелинения, могут встречаться пятна полыней, пырея ползучего и др. Поэтому направление изменения растительности в сторону преобладания Elytrigia repens и Melilotus albus будет зависеть от действия комплекса микроусловий, и в первую очередь от перераспределения влаги. Столь парадоксальная разнонаправленная векторность демутационного процесса, по-видимому, является следствием не только микроклиматических контрастов, но и исключительной неоднородности субстрата, механического, термического и гидрологического режимов поверхностных горизонтов почв. Виды растений (семена в почве, внешний занос диаспор из окраин полей) различной экологии, обеспечивающие первичные стадии залежной сукцессии, оказываются в условиях достаточно неоднородных по эдафическому фону. В результате, процессы демутации растительности в условиях горносклонового и контрастного по экологическим условиям богарного земледелия в Тыве и Забайкалье имеют различные временные стадии (по протяженности) и по количественные (по этапам восстановления) стадии. Это необходимо учитывать во внутрихозяйственном планировании, при бонитировке почв, организации экологически адаптированного земледелия. Данный подход может внести определенный вклад в обоснование национальной стратегии экологического земледелия, проблему сохранения ее плодородия не только в Туве, но и в континентальных горных регионах Южной Сибири.

Библиографический список

1. Быков, И.П. Влияние типа почв на биоразнообразие и продуктивность залежных фитоценозов /И.П. Быков, Г.Г. Куликов, О.Ю. Давыдова // Проблемы интродукции растений в Байкальской Сибири: Материалы регионального научно-практического семинара - Улан-Удэ: Изд-во Бурятского госуниверстета, 2003. - С. 72-75.

2. Воейков, А.И. Новые данные о суточной амплитуде температур и особенности влияния на нее топографических условий. Избр. соч. /А.И. Воейков. - М., 1952. Т. 3.- 502 с.

3. Глумов, Г.А. Исследование современной динамики естественного растительного покрова южной лесостепи Зауралья: Автореф. дис. ... докт. биол. наук /Г.А. Глумов. - Л., 1953. - 24 с.

4. Голубинцева, В.П. Сорная растительность орошаемых и неорошаемых полей и залежей южносибирских степей /В.П. Голубинцева. - М.-Л.: Сельхозгиз, 1930. - с. 37-45.

5. Дымина, Г.Д. Сорная растительность Центрально-Тувинской котловины /Г.Д. Дымина. - Изв. СО АН СССР, 1983, № 5. Сер. биол. наук. Вып. 1. - С. 41-48.

6. Ершова, Э.А. Естественные кормовые угодья //Растительный покров и естественные кормовые угодья Тувинской АССР /Э.А. Ершова. - Новосибирск: Наука, 1985. - С. 196-210.

7. Залесский, К.М. Залежная и пастбищная растительность Донской области. Рост /К.М. Залесский. - Д.: Изд. Сенного отд. дон. Обл. прод. упр, 1918.

8. Куминова, А.В. Сорная, залежная и мусорная растительность /А.В. Куминова // Растительный покров и естественные кормовые угодья Тувинской АССР - Новосибирск: Наука, 1985. - С. 188-190.

9. Лавренко, Е.М. Степи СССР./Е.М. Лавренко // Растительность СССР- М.-Л., 1940. Т.

2. - 265 с.

10. Микляева, И.М. Восстановление степной растительности на залежах в Восточной Монголии /И.М. Микляева // Вестн. МГУ. Сер. географ. 1996, №1. - С. 75-81.

11. Носин, В.А. Почвы Тувы /В.А. Носин. - М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 342 с.

12. Определитель растений Тувинской АССР/ Под ред. И.М. Красноборова- Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1984. - 335 с.

13. Рачковская, Е.И. Растительность гобийских пустынь Монголии /Е.И. Рачковская. -СПб: Наука, 1993. - 135 с.

14. Семенова-Тян-Шанская, А.М. Динамика степной растительности /А.М. Семенова-Тян-Шанская. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1966. - 173 с.

15. Куликов, Г.Г. Особенности сельскохозяйственного землепользования и возможные его перспективы в Забайкалье /Г.Г. Куликов // Проблемы экологического земледелия в Байкальском регионе. Материалы научно-методологического семинара - круглого стола. Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 1999. - С. 55-59.

Bibliography

1. Bykov I.P. Influence of the type of soils on bioraznoobrazie and productivity of fallow phytocoenosis /I.P. Bycov, G.G. Culicov, O.Y. Davidova // the problems of the introduction of plants in Baikal Siberia: Materials of regional practical-scientific seminar - Ulan-Ude: Publishing house of buryat gosuniverstet, 2003. - S. 72-75.

2. Voyeykov, A.I. New data about the daily amplitude of temperatures and special feature of the influence on it of topographic conditions. Selected. works. /A.I. Voyeykov. - M., 1952. T. 3. -502 s.

3. Glumov, G.A. Study of the contemporary dynamics of the natural plant cover of the southern wooded plain of the Trans-Ural: Authoreph. dis. ... Dr. biol. the sciences /G.A. Glumov. -L., 1953. - 24 s.

4. Golubintseva, V.P. The waste vegetation of those watered and no irrigable pour on and the deposits of the yuzhnosibirskikh steppes /V.P. Golubintseva. - M. - L.: Selkhozgiz, 1930. - c. 37-45.

5. Dymina, G.D. Waste vegetation of the Central- Tuva basin /G.D. Dymina. - Izv. SO AN SSSR (SIBERIAN DEPARTMENT OF THE ACADEMY OF SCIENCES OF THE USSR), 1983, № 5. Ser. biol. sciences. Iss. 1. - S. 41-48.

6. Ershova, E.A. Natural stern land /E.A. Ershova // plant cover and natural stern land of Tuva ASSR - Novosibirsk: Science, 1985. - S. 196-210.

7. Zalesskiy, K.M. Fallow and pasture vegetation Donskoy region. /K.M. Zalesskiy. - D.: Publ. Hay section. the Don. Reg. prod. upr, 1918.

8. Aminova, A.V. Waste of fallow and debris vegetation /A.V. Cuminova // Plant cover and natural stern land of Tuva ASSR - Novosibirsk: Science, 1985. - S. 188-190.

9. Lavrenko, E.M. Steppes of the USSR./E.M. Lavrenko // The vegetation of the USSR M. -L., 1940. T. 2. - 265 s.

10. Miklyaeva, I.M. Restoration of steppe vegetation on the deposits in the East Mongolia /I.M. Miklyaeva // Vestn. MGU. Ser. geogr. 1996, №1. - S. 75-81.

11. Nosin, V.A. Soils of Tuva /V.A. Nosin. - M.: Publishing house of AS USSR 1963. -

342 s.

12. Determinant of the plants of Tuva ASSR/edited by. I.M. Krasnoborov- Novosibirsk: Science, Sib. division, 1984. - 335 s.

13. Rachkovskaya, E.I. Vegetation of Gobi deserts of Mongolia /E.I. Rachkovskaya. - St. Petersburg: Science, 1993. - 135 s.

14. Semenova- Tyan -Shanskaya, A.M. Dynamics of the steppe vegetation /A.M. Semenova-Tyan -Shanskaya. - M. - L.: Publishing house of AN USSR 1966. - 173 s.

15. Culicov, G.G. Special features of agricultural land tenure and its possible prospects in for Transbaykal /G.G. Culicov // The problems of ecological agriculture in the Baikal region. Materials of scientific-methodological seminar - round table. Ulan-Ude: Publishing house BGU, 1999. - S. 55-59.

Сведения об авторах:

1. Ф.И.О. Дубровский Николай Григорьевич

2. ВУЗ Тывинский государственный университет

3. Кафедра общей биологии

4. Уч. степень к.б.н.

5. Звание профессор

6. Шифр специальности 03.00.12 - физиология

7. Эл. почта: a [email protected]

8. Контактные тел. р.т. 8(39422)3-83-91 факс 8(39422)2-19-69 д.т. 8 (39422)3-36-07

9. Почтовый адрес организации: 667000 г. Кызыл, ул. Ленина 36

5. Домашний адрес: 667000 г. Кызыл, ул. Чульдум 44 кв. 17.

1. Ф.И.О. Ооржак Анета Викторовна

2. ВУЗ Тывинский государственный университет

3. Кафедра общей биологии

4. Уч. степень к.б.н.

5. Звания нет;

6. Шифр специальности 03.00.05 - ботаника

03.00.16 - экология

7. Эл. почта: a [email protected]

8. Контактные тел. р.т. 8(39422)3-83-91 факс 8(39422)2-19-69 д.т. 8 (39422)3-57-80

9. Почтовый адрес организации: 667000 г. Кызыл, ул. Ленина 36

5. Домашний адрес: 667000 г. Кызыл, ул. Кочетова 2 кв 45