Научная статья на тему 'Оценка биоресурсов и продуктивности фитоценозов центрального Оренбуржья'

Оценка биоресурсов и продуктивности фитоценозов центрального Оренбуржья Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
241
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФЛОРА / АНАЛИЗ / ПРОДУКТИВНОСТЬ / ФИТОЦЕНОЗ / ФИТОМАССА / ВЛАЖНОСТЬ / ПОЧВА / ЛУГ / FLORA / ANALYSIS / PRODUCTIVITY / PHYTOCOENOSIS / PHYTOMASS / HUMIDITY / SOIL / MEADOW

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Васильева Татьяна Николаевна, Нестеренко Юрий Михайлович, Поляков Дмитрий Геннадьевич, Халин Александр Васильевич

Южный Урал является одной из наиболее антропогенно измененной территорией России. Наличие воды в почве это одно из самых важных условий химических, биологических, физико-химических процессов. Геоморфологическая неоднородность степей является определяющим фактором их биоразнообразия. Основной причиной этого является перераспределение влаги по рельефу. Полученные сведения о влажности почв Оренбургского района являются результатом полевых исследований, проводившихся в течение 2014 года и включавшие маршрутное обследование почв на участках с отбором проб по cлоям 0-10 см, 10-20 см, 30-40 см и 40-50 см по эдафическим факторам все участки представляют собой типичный экологический ряд.Необходимым условием биогеоценологических исследований является описание флористического состава исследуемых участков. Для этого собрали образцы травянистых видов растений, и проанализировали частоту встречаемости видов, относительную плотность популяций на всех 23 участках Оренбургского района. В период исследования определено около 250 видов растений относящихся к 36 семействам. Изучили продуктивность растительных сообществ. Выявили, что соотношение видов относящихся к разным группам растений отражается на распределении фитомассы между ними. В течении всего вегетационного периода исследовали количество луговой подстилки. В период вегетации масса луговой подстилки возрастает, причем основную долю составляют злаки, к концу вегетации масса накопленной луговой подстилки максимальная. Все луговые доминанты реперных участков относятся к многолетникам (90,2%). Структура и продуктивность лугов зависит от факторов внешней среды и от феносостояния растений. Основу травостоя элювиальных участков составляют группы растений ксерофильного экологического ряда, т. д. ксерофиты, ксеромезофиты: Festúca valesiáca (типчак), Agropyroncristatum (житняк гребенчатый), Stipacapillata (ковыль волосатик),Artemísia absínthium(полынь горькая). Необходимо отметить, что некоторые виды встречаются повсеместно, т. д. В на супераквальных и на эллювиальных участках, так например Artemísia absínthium(полынь горькая), Phleum phleoides (тимофеевка степная), Brōmus inērmis (кострец безостый), Festuca pratensis(овсяница луговая). В результате исследования выявлено влияние рельефа на влажность почв элементарных ландшафтов. Почвы супераквальных (пойменных) и аккумулятивно-элювиальные ландшафтов (низины) увлажнены лучше, чем элювиальных (возвышенностей и склонов) или урбаноземов. Соответственно выше продуктивность и биоразнообразие супераквальных (пойменных), чем элювиальных ландшафтов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Васильева Татьяна Николаевна, Нестеренко Юрий Михайлович, Поляков Дмитрий Геннадьевич, Халин Александр Васильевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ASSESSMENT OF BIOLOGICAL RESOURCES AND PRODUCTIVITY PHYTOCENOSIS CENTRAL ORENBURZHYE

South Ural is one of the anthropogenic changes in Russia. The presence of water in the soil is one of the most important conditions for chemical, biological, physical and chemical processes. Geomorphological heterogeneity of the steppes is the determining factor of their biodiversity. The main reason is the redistribution of moisture in relief. Findings of the soil moisture of the Orenburg region are the result of field research conducted during 2014 and which included a route survey of soils in areas with sampling cloyam of 0-10 cm, 10-20 cm, 30-40 cm and 40-50 cm. edaphic factors are all parts of a typical ecological series. A prerequisite biogeotsenologicheskih research is to describe the floristic composition of the studied areas. To do this, they collected samples of herbaceous plant species and analyzed the frequency of species, the relative density of the population in all 23 areas of the Orenburg region. During the study identified about 250 species of plants belonging to 36 families. We studied the productivity of plant communities. To find that the species belonging to different groups of plants is reflected in the distribution of phytomass between them. Throughout the growing season examined the number of litter meadow. During the growing season increases the mass of litter meadow, and the proportion of basic grains, the end of the vegetative mass of accumulated litter meadow max. All fields of the dominant benchmark sites are perennials (90.2%). Structure and productivity of grasslands depends on environmental factors and on fenosostoyaniya plants. The basis of the eluvial grass area is a group of plants xerophilous environmental series, ie, xerophytes, xeromesophyte: Festъcavalesiбca (fescue), Agropyroncristatum (crested wheatgrass), Stipacapillata (feather hair-worm), Artemнsiaabsнnthium (wormwood). It should be noted that some types of ubiquitous, i.e. in at superaqual and ellyuvialnyh areas, so for example Artemнsiaabsнnthium (wormwood), Phleumphleoides (steppe timothy), Brōmusinērmis (brome), Festucapratensis (meadow fescue).The study revealed the influence of relief on soil moisture elementary landscapes. Soils superaqual (floodplain) and accumulative-eluvial landscapes (lowland) moistened better than the eluvial (hills and slopes) or urbanozem. Accordingly, higher productivity and biodiversity superaqual (floodplain) than eluvial landscapes

Текст научной работы на тему «Оценка биоресурсов и продуктивности фитоценозов центрального Оренбуржья»

УДК 58.(581.552):58.009

Васильева Т.Н., Нестеренко Ю.М., Поляков Д.Г., Халин А.В.

ОНЦ УрО РАН, отдел геоэкологии, г Оренбург E-mail: [email protected]

ОЦЕНКА БИОРЕСУРСОВ И ПРОДУКТИВНОСТИ ФИТОЦЕНОЗОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ОРЕНБУРЖЬЯ

Южный Урал является одной из наиболее антропогенно измененной территорией России. Наличие воды в почве это одно из самых важных условий химических, биологических, физико-химических процессов. Геоморфологическая неоднородность степей является определяющим фактором их биоразнообразия. Основной причиной этого является перераспределение влаги по рельефу. Полученные сведения о влажности почв Оренбургского района являются результатом полевых исследований, проводившихся в течение 2014 года и включавшие маршрутное обследование почв на участках с отбором проб по слоям 0-10 см, 10-20 см, 30-40 см и 40-50 см по эда-фическим факторам все участки представляют собой типичный экологический ряд.Необходимым условием биогеоценологических исследований является описание флористического состава исследуемых участков. Для этого собрали образцы травянистых видов растений, и проанализировали частоту встречаемости видов, относительную плотность популяций на всех 23 участках Оренбургского района. В период исследования определено около 250 видов растений относящихся к 36 семействам. Изучили продуктивность растительных сообществ. Выявили, что соотношение видов относящихся к разным группам растений отражается на распределении фитомассы между ними. В течении всего вегетационного периода исследовали количество луговой подстилки. В период вегетации масса луговой подстилки возрастает, причем основную долю составляют злаки, к концу вегетации масса накопленной луговой подстилки максимальная. Все луговые доминанты реперных участков относятся к многолетникам (90,2%). Структура и продуктивность лугов зависит от факторов внешней среды и от феносостояния растений. Основу травостоя элювиальных участков составляют группы растений ксерофильного экологического ряда, т. д. ксерофиты, ксе-ромезофиты: Festuca valesiáca (типчак), Agropyroncristatum (житняк гребенчатый), Stipacapillata (ковыль волосатик),Artemísia absínthium(полынь горькая). Необходимо отметить, что некоторые виды встречаются повсеместно, т. д. В на супераквальных и на эллювиальных участках, так например Artemisia absínthium(полынь горькая), Phleum phleoides (тимофеевка степная), Bromus inermis (кострец безостый), Festuca pratensis(овсяница луговая).

В результате исследования выявлено влияние рельефа на влажность почв элементарных ландшафтов. Почвы супераквальных (пойменных) и аккумулятивно-элювиальные ландшафтов (низины) увлажнены лучше, чем элювиальных (возвышенностей и склонов) или урбаноземов. Соответственно выше продуктивность и биоразнообразие супераквальных (пойменных), чем элювиальных ландшафтов.

Ключевые слова: флора, анализ, продуктивность, фитоценоз, фитомасса, влажность, почва,

луг.

Введение

Оренбуржье один из наиболее антропогенно измененных регионов России. Продуктивность кормовых угодий из-за перевыпаса снизилась в 3-5 раз в сравнении с целиной, произошло обеднение и изменение видового состава растительных сообществ. Различные растительные сообщества отличаются показателями продуктивности общей биомассы и поставляют в почву органическое вещество, различное по составу [1], [2], влияя на разнообразие почв.Определение факторов, влияющих на биоразнообразие сообществ, является актуальной задачей в связи с сохранением степных экосистем. Изучив флористический состав, биопродуктивность растительных сообществ и влажность почв в пределах различных элементов рельефа Центрального Оренбуржья получены данные по структурным изменениям

фитоценозов в результате их положения в рельефе и антропогенного влияния.

Объект и методы

Объектом исследования являются фито-ценозы центрального Оренбуржья. Для характеристики растительных сообществ заложено 23 участка, отличающихся флористическим составом, структурой и положением в рельефе. Таксономическая идентификация собранных растений производилась по «Определителю сосудистых растений Оренбургской области» Рябининой З.Н., Князева М.С. [3] и методике Черепанова С.К. [4]. Определение общего количества надземной органической массы в луговых и степных сообществах производилось в период максимального развития травостоя по общепринятой методике. Продуктивность сообществ приведена по дан-

ным абсолютно сухого вещества. Фитомассу травяно-кустарничкового яруса учитывали методом учетных площадок размером 1x1 м. Влажность почвы на участках определялась термостатно-весовым методом весной и осенью по слоям 0-10 см, 10-20 см, 30-40 см и 40-50 см.Отбор образцов почвы производился буром с трехкратной повторности.

Обсуждение результатов

Исследованные участки классифицированы согласно методике Б.Б. Полынова (1956) и М.А. Глазовской (1964) на:

Супераквальные (пойма) участки р. Урала и р.Сакмары: №№1, 2, 3, 9, 16;

Аккумулятивно-элювиальные участки: №№5, 22, 23;

Урбанизированные: №№4, 8;

Элювиальные участки (крутые склоны, гребнистые возвышенности): №№6, 7, 15, 18, 20, 21;

Элювиальные (плоские участки возвышенностей): №№10, 11, 12, 14, 17;

Лесные участки: №№13, 19.

На распределение влаги в фитогеоценозе существенноевлияние оказывает рельеф. По-

Рисунок 1. Влажность почвы на исследуемых участков А - весной, Б - осенью Таблица 1. Усредненные данные биомассы растений реперных участков в вегетационный период

Участки Описание участков Воздушно- сухая масса травостоя, т/га Луговая подстилка, т/га

Супераквальные Участки 1,2,3- участки пойм р. Урала, 9,16-участки пойм р. Сакмары. 2,88 0,46

Аккумулятивно-элювиальные Участки №5-низина у горы Гребни, №22, 23-низина оврага район пос.Ленина. 1,62 0,45

Лесные прогалины Участки №13-посадка с. Майорское, №19- лесополоса района колхоза им. Ленина. 1,57 0,46

Элювиальные Участки№10- 600 м от пос. Ленина, №11- 1 км ото пос. Татарская Каргала, №12- 1 км отпос. Татарская Каргала, №14-район с. Майорское, №17,18,20,21- район пос. им. Ленина 0,91 0,18

Элювиальные №6- склон г.Гребени, №7-вершина г. Гребни,,№15- возвышенность, 28,5 км по железной дороге. 0,14 0,13

Урбанизированные территории Участки №4-окраина пос.Сакмары, №8- окраина пос.Ленина 0,19 0,14

VII Всероссийская научно-практическая конференция

чва вогнутых форм рельефа более увлажнена, по сравнению с почвой выпуклых форм. На рисунке 1, видно, что супераквальные и аккумулятивно-элювиальные участки увлажнены лучше, чем районы исследования расположенные на элювиальных ландшафтах (гора Гребени, уч. №5), участки населенных пунктов (пос. Ленина, уч. №8).

По количественному и проективному участию соответствующих видов растений в формировании естественных кормовых угодий можно судить о влиянии на них особенностей водного, теплового, воздушного режима, и почвенной среды. Это позволит более правильно выбрать способы их рационального использования и улучшения. Для исследования собраны образцы травянистых видов растений, являющихся типичными представителями региональной флоры. При этом анализировалась частота встречаемости видов, их проекционное покрытие (ОПП,%). На участках обнаружено около 250 видов растений относящихся к 36 семействам. Самым многочисленным семейством является Asteraceae, включающее 49 видов (Achilleae, Artemisia, Cirsium, Carduus и др.). Наибольшее количество видов 85 отмечали на уч. №3 в пойменных лугах, наименьшее 19 суходольные луга уч. №15. Из таблицы 1 видно, что продуктивность супе-раквальных (пойменных) участков 2,88 т/га, значительно превышает продуктивность элювиальных участков (склоны, вершины) 0,14 т/ га. Аккумулятивно-элювиальные участки представлены черноземами обыкновенными средне и маломощными. На супераквальных участках сформировались аллювиальные почвы. Надземная фитомасса состоит из вегетативной части и луговой подстилки. В период вегетации количество луговой подстилки возрастает, причем на основную долю приходятся злаки (табл. 1), к концу вегетации динамика накопления луговой подстилки максимальная.В целом строение

фитомассы участков неоднородно это зависит от видового состава травостоя, от общего проекционного покрытия, от влияния эколого-феноценотических факторов [1], [2]. Выполняемые нами исследования видового состава и продуктивности степных биоценозов, а так же в дальнейшем разработка технологии их восстановления и эксплуатации позволят повысить продуктивность и качество травостоев естественных степей.

Выводы

В условиях Оренбуржья наиболее массово представлены степные виды растений. Нами обнаружены около250 видов растений, относящихся к 36 семействам. Продуктивность склонов и водоразделов исследуемых участков N° 6, 7,15 невысокая около 0,14 т/га, в отличиисупе-ракваральных участков 2,88т/га.Элювиальные участки склонов и водоразделов отличаются скудным разнообразием растительных сообществ представлены 17 семействами.

Основу травостоя элювиальных участков составляют группы растений ксерофиль-ного экологического ряда, т. д. ксерофиты, ксеромезофиты: Festúca valesiáca (типчак), Agropyroncristatum (житняк гребенчатый), Stipacapillata(ковыль волосатик),Artemísia absínthium(полынь горькая).

Необходимо отметить, что некоторые виды встречаются повсеместно, т. е. В на суперак-вальных и на эллювиальных участках, так например Artemisia absínthium(полынь горькая), Phleum phleoides (тимофеевка степная), Bromus inermis (кострец безостый), Festuca pratensis(овсяница луговая). На урбанизированных участках происходит замена коренных сообществ синантропными, на уч. № 8 бурач-ковая ассоциация.

В связи с уплотнением почвенного покрова на урбанизированных участках №4, 8 прослеживается обеднение растительного покро-

Список литературы:

1. Нестеренко Ю.М. Водная компонента аридных зон: экологическое и хозяйственное значение/ Ю.М.Нестеренко.-Екатеренбург:УрО РАН.- 2006.- 286 с.

2. Рябинина З.Н. Растительный покров степей Южного Урала/ З.Н. Рябинина.- Оренбург: ОГПУ.- 2003.- 223 с.

3. Рябинина З.Н., Князев М.С. Определитель сосудистых растений Оренбургской области/ З.Н. Рябинина, М.С. Князев.- М.-Тов. науч. изд. КМК.- 2009.- 758 с.

4. Черепанов С. К. Сосудистые растения СССР./ С. К. Черепанов, Л.: Наука.-1981.- 510 с.

Сведения об авторах:

Васильева Татьяна Николаевна, старший научный сотрудник ОНЦ УрО РАН отдела геоэкологии, кандидат биологических наук, 03.02.01, 03.02.08 460014, Оренбург, ул. Набережная, д. 29, тел.: (3532) 77-06-60, е-таП: [email protected]

Нестеренко Юрий Михайловичзаведующий отделом геоэкологии ОНЦ УрО РАН, доктор географических наук, 25.00.36 460014, Оренбург, ул. Набережная, д. 29, тел.: (3532) 77-06-60, е-таП: [email protected]

Поляков Дмитрий Геннадьевич, старший научный сотрудник, ОНЦ УрО РАН отдела геоэкологии,

кандидат биологических наук, 03.02.13 460014, Оренбург, ул. Набережная, д. 29, тел.: (3532) 77-06-60, е-таП: [email protected]

Халин Александр Васильевич, старший научный сотрудник,ОНЦ УрО РАН отдела геоэкологии, кандидат сельскохозяйственных наук, 06.01.01 460014, Оренбург, ул. Набережная, д. 29, тел.: (3532) 77-06-60, е-таП: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.