CC BY
71
IB
нлты
ЫКРА1НИ
- ^ïS»
BlUIÄl®
Науковий BicH и к Н/1ТУ УкраТни Scientific Bulletin of UNFU
http://nv.nltu.edu.ua https://doi.org/10.15421/40280303 Article received 22.03.2018 р. Article accepted 26.04.2018 р.
УДК 631.111.2
ISSN 1994-7836 (print) ШЯ ISSN 2519-2477 (online)
@ El Correspondence author O. V. Drebot o_drebot@ukr.net
О. В. Дребот, А. П. Кудрик, А. О. Пщыь, О. П. Лук'яненко
Житомирський нацюнальний агроекологiчний утверситет, м. Житомир, Украта
П1ДВИЩЕННЯ Б1ОР1ЗНОМАН1ТТЯ РОСЛИННИХ ФОРМАЦ1Й П1Д ЧАС ЗЕМЛЕУСТРОЮ АГРОЛАНДШАФТУ
Проаналiзовано сучаснi свiтовi лггературш джерела, що висвiтлюють питання тдвищення бiорiзноманiття агролан-дшафтав. Встановлено, що питання е актуальним, оскiльки пiдтримання рiзноманiтностi видiв живих елементiв екосистеми е обов'язковим для формування стшких територiй. Зроблено висновок, що свтж дослiдження доводять - вiдновлення стшкост агроекосистем шляхом зменшення розораностi територй та збiльшення бiорiзноманiття веде до пом'якшення нас-лiдкiв змши ктмату шляхом створення агроландшафтав, близьких до природних. Дослiдження проведено на площi землеко-ристування в межах Великохайчансько! сшьсько! ради Овруцького району Житомирсько! областа, що розташована на тери-торп Словечансько-Овруцького кряжу. Встановлено, що дослщжувана територiя рiзноманiтна за рельефом, Грунтовим пок-ривом та ршнем перезволоження. Пiд час формування травосумшей для залуження схилiв враховано стутнь еродованостi Грунтв та бiологiчнi особливост рослин. Пiд час облаштування множат враховано чутливiсть рослин до зростання на пе-резволожених або заболочених територ1ях. На основi зiставлення агроеколопчних властивостей Грунтового покриву i бюло-гiчних особливостей багаторiчних трав встановлено, що для срих та ясно-арих опiдзолених Грунтiв дослiджуваного агро-ландшафту найпридатнiшою е травосумiш, в якш питома вага багаторiчних трав для залуження схил1в становить: бобових -25 %, злакових - 75 %. Для створення сiножатi на глейових Грунтах вiдповiдно - 15 i 85 %.
Ключовi слова: землеустрш; сiльськогосподарськi упддя; бiорiзноманiття; залуження схитв; травосумiшi.
Вступ. Головна роль в оптимшцд агроландшафту -у безперервному самоввдновленш та саморегуляцп, що i забезпечуе ренaтурaлiзaцiю самих ландшафпв. Зональна рiзномaнiтнiсть, розвиток травостою рослинних угрупо-вань, 1хня зaдерновaнiсть етотно впливають на повер-хневий спк. У полiдомiнaнтних фiтоценозaх вiн значно менший, нiж у монодомiнaнтних. Тому одним з ефек-тивних зaходiв збереження грунту е фiтомелiорaцiя. Рос-линнiсть визначае структуру горизонтально! i вертикально! диференцiaцii агроландшатного покриву та його функцюнування внаслвдок життед1яльносп бiотично пов'язаних мiж собою природних польових i кормових фiтоценозiв. Бiорiзномaнiтнiсть штучних та природних ценозiв дае змогу зробити 1х стiйкими, продуктивними та як1сними (Xutong, Shuai, & Bojie, 2018). Ренaтурaлiзa-цiя виведених з обробiтку земель, передбачае створення на них рослинних угруповань, близьких до природних. Устх цих зaходiв залежить насамперед вiд бiорiзномa-нитя оргaнiзовaних фiтоценозiв, як1 захищають грунт вщ ерозii i забезпечують сталкть агроландшафту (Wei, Behzad, & Yakai, 2018; Geijzendorffer, Cohen-Shacham, & Cord, 2017; Lohbeck, Winowiecki, & Aynekulu, 2018; To-deri, Francioni, & Seddaiu, 2017). Теоретичнi пiдходи до створення таких формацш з високою продуктивною i
максимальною стiйкiстю грунтуються на вивченнi взaемодii рослин iз середовищем 1х життевого простору, 1х екологiчних особливостей та взaемодii м1ж собою. Максимально! продуктивностi фiтоценозу досягають за ввдповвдносп aгроекологiчних властивостей грунпв ви-могам рослин. Важлива роль у ввдновленш бiорiзномa-нiття належить землеустрою. Особливу увагу при цьому придшяють формуванню меж угiдь та вибору напряму господарсько! дiяльностi (Chaplin-Kramer, Sim, & Hamel, 2017; Durand, Desilles, & Saint-Pierre, 2017; Nanni, Grau, 2017). Сьогоднi проблеми збереження видiв живих орга-нiзмiв, розширення площ антропогенних лaндшaфгiв, вирубування лгав псно пов'язують зi змiнaми ктмату (Meadows, Herbohn, & Emtage, 2018; Sidibe, Foudi, & Pascual, 2018). Вчеш стверджують, що землеустрiй сшьськогосподарських угiдь мае враховувати принципи формування агроландшафпв з максимальним наближен-ням до природних територiй (Lima, Enoch, de Gois, & Avelar, 2017; Yingjie, Liwei, & Junping, 2017; Varela, Verheyen, & Valdes, 2018; Xutong, Shuai, & Bojie, 2018). Щ-кавою е думка, наприклад, щодо смугових посiвiв дерев-но! рослинностi та посiвiв сшьськогосподарських культур (Gomez, Campos, & Guzman, 2016; Wolz, Lovell, & Branham, 2018).
1нформащя про aвторiв:
Дребот Оксана Bолодимирiвнa, канд. с.-г. наук, в.о. завйдувача кафедри геодезй' та землеустрою. Email: o_drebot@ukr.net Кудрик Анатолш Порфирович, канд. с.-г. наук, доцент, кафедра геодезй' та землеустрою. Email: zem_kudryk@ukr.net Шцшь Андрш Орестович, ст. викладач, кафедра геодезй та землеустрою. Email: pitsil@ukr.net Лукяненко Олексш Петрович, асистент, кафедра геодезй' та землеустрою. Email: oleksiy2014@meta.ua
Цитування за ДСТУ: Дребот О. В., Кудрик А. П., Пйцйль А. О., Лук'яненко О. П. Пйдвищення бюрйзноманггтя рослинних формацйй
пйд час землеустрою агроландшафту. Науковий вйсник НЛТУ УкраТни. 2018, т. 28, № 3. С. 18-21. Citation APA: Drebot, O. V., Kudryk, A. P., Pitsil, O. V., & Lukianenko, O. P. (2018). Increasing Plant Formation Biodiversity During Agricultural Landscape Management. Scientific Bulletin of UNFU, 28(3), 18-21. https://doi.org/10.15421/40280303
Матерiал i методи досл1дження. Дослвдження проводили на площ1 землекористування в межах Велико-хайчансько! сшьсько! ради Овруцького району Жито-мирсько! обл., що розташована на територп Слове-чансько-Овруцького кряжу. Площа дослвджувано! територп - 2590,7 га, з них 1737,8 га зайнято сшьськогоспо-дарськими упддями, люом - 852,9 га. У швшчнш 1 цен-тральнш частиш землекористування е д1лянки з ухила-ми до 11 о. Загальна площа еродованих земель -
765.7 га. Грунтовий покрив ше! територп представлений арими ошдзоленими грунтами р1зного ступеня еродованостг Швденну частину агроландшафту займае слабохвиляста р1внина, де сформувались делюв1альш наноси карбонатш глейов1, дерново-слабошдзолисп глейов1, дернов1 глибок1 карбонатш глейов1, та невеликими дшянками болотш 1 торфово-болотш грунти. Площа перезволожених 1 заболочених грунпв становить
365.8 га.
Напрями шдвищення бюр1зномашття у сучасних аг-роландшафтах вивчали за даними свггових лггератур-них джерел. Агроеколопчний стан грунтового покриву дослвджувано! територп проанал1зовано за ступенем еродованосп грунту та ступенем перезволоження. Для цього використано вихвдш картограф1чш даш: грунтова карта, картограма крутизни схил1в, картограма р1вня за-лягання грунтових вод, план оргашзацп територп упдь. Шд час формування травосумшей для залуження схи-л1в враховано агроеколопчний стан грунпв та бюлопч-ш особливосп рослин щодо розгалуження коренево! системи, проекцшного покриття поверхш грунту над-земною масою рослин, термшв вщростання навесш Шд час облаштування сшожап враховано чутлив1сть рослин до зростання на перезволожених або заболоче-них територ1ях. Шд час створення рослинних угрупо-вань також взято до уваги алелопатичш властивосп рослин.
Результата дослщження. Одним з еташв збшьшен-ня бюр1зномашття в агроландшафтах е ввдновлення природних кормових упдь на землях, виведених з р1ллг Цей процес може вщбуватися двома шляхами: самоза-ростанням або створенням штучних лучних ценоз1в. Шд час самозаростання рослинш угруповання прохо-дять законом1рш послвдовш стадп замши польово! рос-линносп на лучну. Внаслвдок цього створюеться ценоз, близький до природного, в якому понад 80 % займають злаки, 10-15 - бобов1 рослини, 5-10 - р1знотрав'я. Заселения грунту лучною рослиншстю йде дуже повшьно. Понад 10 рошв потр1бно для створення в такий споаб стшкого, здатного до саморегуляцп, ценозу. Швидший шлях ввдтворення кормових упдь передбачае 1нтенсив-не антропогенне втручання, внаслвдок якого формують-ся високопродуктивш (300-400 ц/га зелено! маси) фпо-ценози. Виршальне значення в цьому процеа мае шд-б1р трав для сумшей. Ренатурал1зашя схил1в у раз1 залуження !х злаково-бобовими сумшами вщбуваеться впродовж 4-8 рошв (Татапко & Moskalenko, 2002; Sha-rashova, 1989).
На основ1 вивчення лпературних джерел щодо су-м1сносп поав1в р1зних вид1в трав, !х бюлопчних особ-ливостей щодо вимог до умов вирощування та з ураху-ванням агроеколопчного стану грунтового покриву землекористування розроблено систему агроценоз1в. Базуеться вона на поеднанш природних фггоценоз1в 1з штучними. Штучш фпоценози передбачено на перезво-
ложених та заболочених д1лянках земель, не придатних у рол1 р1лл1, та упддях, виведених шд консервацш шляхом залуження крутих схил1в.
Шд час формування травосум1ш1 для залуження схи-л1в вивчено агроеколопчний стан кожного грунтового контуру за р1внем його еродованосп та крутизною схи-лу. Для залуження схил1в розроблено травосумш, у склад1 яко! переважають злаков1 рослини (75 %) (табл.). 1х розгалужена коренева система та густа надземна ма-са з добре розвиненими прикореневими листами здатна ефективно захищати грунт в1д змиву впродовж майже 10 рок1в. Види злакових трав пщбрано таким чином, щоб !х травостш мп постшно виконувати захисну фун-кцш 1 мав високу кормову яшсть, а також залишався високопродуктивним у несприятлив1 за ктматичними умовами роки. При цьому враховували, що костриця лучна, костриця червона, тонкошг лучний добре захи-щають грунт в1д ерозп, довго тримаються у травосто! (8 рок1в) та е добрий кормом для тварин. Для отриман-ня грунтозахисного ефекту рано навесш до сум1ш1 до-дають лисохв1ст ^учний та райграс високий, як1 тримаються у травосто! близько 9 рошв. У шдбор1 бобових трав враховували !х урожайшсть на с1рих оп1дзолених грунтах у пом1рних кл1матичних умовах. Зважаючи на це у сумш1 п1д1брано конюшину, люцерну, еспарцет 1 лядвенець. Вони ютотно в1др1зняються за б1олог1чними властивостями, що сприяе створенню ст1йкого, в будь-яких умовах, високопродуктивного травостою. Особли-ву увагу п1д час тдбору вид1в трав прид1ляли злаковим рослинам, оск1льки б1льш1сть !х представнишв переносить загущення 1 здатна створювати довготермшов1 це-нози. За винятком стоколосу безостого, злаков1 трави не самозрвджуються та не мають негативного впливу на 1нш1 рослини (Panova, 1978).
Табл. Види трав для залуження крутих схкщв i3 сiрими
опiдзоленими Грунтами та створення сшожа^ _на глейових Грунтах_
Вид рослин
для залуження cxrniB для створення сшожал
Костриця лучна (Festuka pratensis) Лисохвют лучний (Alopecu-rus pretenses)
Тонкошг лучний (Poa pratensis) Мгглиця бша (Agrostis alba)
Грястиця 36iprn (Dactylis glo-merata) Костриця лучна (Festuka, pratensis)
Райграс пасовищний (Loliym perrene) Тонкошг лучний (Poa pratensis)
Конюшина лучна (Trifolium pratensis) Тимофивка лучна (Phleum pretense)
Люцерна синьопбридна (Medi-cago media) Костриця червона (Festuca rubra)
Еспарцет тщаний (Оnobrychis arenaria) Конюшина лучна (Trifolium pratensis)
Лядвенець рогатий (Gotus cor-hiculatus) Люцерна жовта (Medicago falkata)
В основу формування травосум1ш1 для перезволожених грунпв покладено в1дношення рослин до тривалого затоплення, яке часто спостер1гаеться на глейових грунтах навесш. Враховано також те, що в посушлив1 роки урожайшсть травостою формуеться завдяки люцерш та тимоф1!вц1 (Viliams, 1949), а за умов довготривалого затоплення територп - лисохвосту ручному, милиш б1-л1й. Менш ст1йкими у цьому сена е костриця лучна, тонкошг лучний, конюшина лучна, люцерна жовта. З огляду на це питома вага бобових трав у сумшах змь нюеться на перезволожених грунтах дослщжувано! в
межах 10-15 %. У сприятл^ роки продуктившсть виз-начатимуть трави, B^ararnrni до умов зростання (ко-нюшина, костриця). Загалом пiд час формування видового складу травостою зважали на те, що малокомпо-нентш трaвосумiшi зменшують свою продуктивнiсть та 1х видовий склад збiднюeться впродовж 4-6 рок1в.
Висновки. Отже, запропонований пiдбiр трав через видову насичешсть рослинами з рiзними бiологiчними особливостями та вимогами до умов вирощування за-безпечуе стiйкiсть фiтоценозу в будь-яких ктматичних умовах та довше його продуктивне функцiонувaння.
На основi зiстaвлення властивостей грунтового пок-риву i бюлопчних особливостей бaгaторiчних трав встановлено, що для арих та ясно-сiрих отдзолених грунтiв дослвджуваного агроландшафту найпридатш-шою е трaвосумiш, в як1й питома вага бaгaторiчних трав для залуження схилiв становить: бобових - 25 % злакових - 75 %. Для створення сiножaтi на глейових грунтах вщповщно - 15 i 85 %.
Перелiк використаних джерел
Chaplin-Kramer, R., Sim, S., & Hamel, P. (2017). Life cycle assessment needs predictive spatial modelling for biodiversity and ecosystem services. Nature communications, 8, 150-165. https://doi.org/10.1038/ncomms15065 Durand, M.-H., Desilles, A., & Saint-Pierre, P. (2017). Agroecolo-gical transition: A viability model to assess soil restoration. Natural resource modeling, 30(3), 121-134.
https://doi.org/10.1111/nrm.12134 Geijzendorffer, I. R., Cohen-Shacham, E., & Cord, A. F. (2017). Ecosystem services in global sustainability policies. Environmental science, & policy, 74, 40-48.
https://doi.org/10.1016/j.envsci.2017.04.017 Gomez, J. A., Campos, M., & Guzman, G. (2016). Soil erosion control, plant diversity, and arthropod communities under heterogeneous cover crops in an olive orchard. International Conference on Conservation Agriculture and Sustainable Land Use (CASLU). Budapest, Hungary. Environmental science and pollution research, 25(2), 977-989. https://doi.org/10.1007/s11356-016-8339-9 Lima, F. W., Enoch, J., de Gois, A. F., & Avelar, C. T. (2017). Development of a spatially explicit approach for mapping ecosystem services in the Brazilian Savanna - MapES. Ecological indicators, 82, 513-525. https://doi.org/10.1016/j .ecolind.2017.07.028 Lohbeck, M., Winowiecki, L., & Aynekulu, P. (2018). Ermias Trait-based approaches for guiding the restoration of degraded agricultural landscapes in East Africa. Journal of applied ecology, 55(1), 59-68. https://doi.org/10.1111/1365-2664.13017
Meadows, J., Herbohn, J., & Emtage, N. (2018). Forest recovery in an Australian amenity landscape: implications for biodiversity conservation on small-acreage properties. Biodiversity and conservation, 27(1), 69-90. https://doi.org/10.1007/s10531-017-1422-9 Nanni, A. S., & Grau, H. R. (2017). Land-Use Redistribution Compensated for Ecosystem Service Losses Derived from Agriculture Expansion. With Mixed Effects on Biodiversity in a NW Argentina Watershed. Forests, 8(8), 303-305. https://doi.org/10.3390/f8080303 Panova, L. S. (1978). Alelopaticheskaia aktivnost rastenii v stepnykh fito-tcenozakh zapovednika Kamennye mogily. Problemy allelopatii: sb. nauchn. tr., (pp. 120-124). Kyiv: Nauk. dumka. [In Russian]. Sharashova, V. S. (1989). Ustoichivost pastbishhnykh ekosistem.
Moscow: Agropromizdat. 238 p. [In Russian]. Sidibe, Yo., Foudi, S., & Pascual, U. (2018). Adaptation to Climate Change in Rainfed Agriculture in the Global South: Soil Biodiversity as Natural Insurance. Ecological economics, 146, 588596. https://doi.org/10.1016/recolecon.2017.12.017 Tarariko, O. H., & Moskalenko, V. M. (Eds.). (2002). Kataloh zakhodiv z optymizatsii struktury ahrolandshaftiv ta zakhystu zemel vid erozii. Kyiv: Fitosotsiotsentr. 62 p. [In Ukrainian]. Toderi, M., Francioni, Ma., & Seddaiu, G. (2017). Bottom-up design process of agri-environmental measures at a landscape scale: Evidence from case studies on biodiversity conservation and water protection. Land use policy, 68, 295 -305. https://doi.org/10.1016/ilandusepol.2017.08.002 Varela, E., Verheyen, K., & Valdes, A. (2018). Promoting biodiversity values of small forest patches in agricultural landscapes: Ecological drivers and social demand. Science of the total environment, 619, 1319-1329.
https://doi.org/10.1016/i. scitotenv.2017.11. 190 Viliams, V. R. (1949). Sobranie sochinenii, (Vol. 4). Moscow: Gosu-darstvennoe izdatelstvo selskokhoziaistvennoi literatury. 502 p. [In Russian].
Wei, C., Behzad, A. O., & Yakai, L. (2018). Studying early stage slope protection effects of vegetation communities for Xinnan Highway in China. Ecological engineering, 110, 87-98. https://doi.org/10.1016/i.ecoleng.2017.08.033 Wolz, K. J., Lovell, S. T., & Branham, B. E. (2018). Frontiers in alley cropping: Transformative solutions for temperate agriculture. Global change biology, 24(3), 883-894. https://doi.org/10.1111/gcb. 13986 Xutong, W., Shuai, W., & Boiie, F. (2018). Land use optimization based on ecosystem service assessment: A case study in the Yanhe watershed. Land use policy. 72, 303-312. https://doi.org/10.1016/ilandusepol.2018.0L003 Yingjie, L., Liwei, Z., & Junping, Ya. (2017). Mapping the hotspots and coldspots of ecosystem services in conservation priority setting. Journal of geographical sciences, 27(6), 681-696. https://doi.org/10.1007/s11442-017-1400-x
О. В. Дребот, А. П. Кудрик, А. О. Пициль, О. П. Лукьяненко
Житомирский национальный агроэкологический университет, г. Житомир, Украина
ПОВЫШЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ФОРМАЦИЙ ПРИ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВЕ АГРОЛАНДШАФТОВ
Проанализированы современные мировые литературные источники, освещающие вопросы повышения биоразнообразия агроландшафтов. Установлено, что вопрос является актуальным, поскольку поддержание разнообразия видов живых элементов экосистемы является обязательным при формировании устойчивых территорий. Сделан вывод, что мировые исследования доказывают - восстановление устойчивости агроэкосистем путем уменьшения распаханности территории и увеличения биоразнообразия ведет к смягчению последствий изменения климата путем создания агроландшафтов, близких к естественным. Исследования проведены на площади землепользования в пределах Великохайчанского сельского совета Ов-ручского района Житомирской области, расположенного на территории Словечанско-Овручского кряжа. Установлено, что рельеф, почвенный покров и характер переувлажнения исследуемой территории разнообразны. При формировании травосмесей для залужения склонов учтена степень эродированности почв и биологические особенности растений. При обустройстве сенокосов учтена чувствительность растений к росту на переувлажненных или заболоченных территориях. На основе сопоставления агроэкологических свойств почвенного покрова и биологических особенностей многолетних трав установлено, что для серых и ясно-серых оподзоленных почв исследуемого агроландшафта наиболее подходящей является травосмесь, в которой удельный вес многолетних трав для залужения склонов составляет: бобовых - 25 %, злаковых - 75 %. Для создания сенокосов на глеевых почвах соответственно - 15 и 85 %.
Ключевые слова: землеустройство; сельскохозяйственные угодья; биоразнообразие; залужение склонов; травосмеси.
O. V. Drebot, A. P. Kudryk, O. V. Pitsil, O. P. Lukianenko
Zhytomyr National Agroecological University, Zhytomyr, Ukraine
INCREASING PLANT FORMATION BIODIVERSITY DURING AGRICULTURAL LANDSCAPE MANAGEMENT
The authors analyse current international literary sources addressing the issues of increasing biodiversity. We have found that restoring agricultural ecosystem stability by means of reducing plough disturbance in the area and increasing biodiversity results in climate change mitigation by creating agricultural landscapes that are similar to natural landscapes. The studies have been conducted within land use area located within the jurisdiction of Velyka Khaicha Village Council in Ovruch District, Zhytomyr Oblast, which lies on the Slovechansk-Ovruch Ridge. The studied area varies in its relief, topsoil and waterlogging level. The land use area contains slopes ranging from 3 0 to 11 0 Grey forest soils affected by varying degrees of erosion predominate on the area with a complex relief, whereas deluvial sediments, calcareous gley and soddy low-podzol gley soils prevail in waterlogged areas. Eroded land area equals 765.7 ha, while waterlogged and boggy land area equals 365.8 ha. The agroecological state of the topsoil in the studied area has been analysed in terms of soil erosion class and waterlogging intensity. Soil erosion class and certain biological properties of plant species, such as root system branching, projected soil surface coverage by plant tops, as well as spring regrowth times, have been taken into account when developing grass mixtures for grassland restoration on slopes. Plant sensitivity to growing in waterlogged or boggy areas has been taken into account during hay meadow management. The allelopathic properties of plant species have also been taken into account when forming plant aggregations. A grass mixture consisting primarily of such gramineous plants as Festuka pratensis, Poa pratensis, Dactylis glomerata, Loliym perrene, as well as such leguminous plants as Trifolium pratensis, Medicago media, Onobrychis arenaria, Gotus corhiculatus, has been developed for grassland restoration on slopes. The ratio of gramineous plants in the grass mixture for hay meadow management is even higher; leguminous plants in this grass mixture include Trifolium pratensis and Medicago falkata. Through a comparison of agroecological properties of the topsoil and biological properties of perennial plants it has been established that the ratio of perennial plant species for grassland restoration on slopes in the optimal grass mixture for grey and light-grey podzolised soils within the studied agricultural landscape equals 25 % of leguminous plants and 75 % of gramineous plants, and in the grass mixture for hay meadow creation on gley soils, 15 % and 85 %, respectively.
Keywords: land management; agricultural land; biodiversity; grassland restoration on slopes; grass mixtures.
