CC BY
16
doi: 10.24412/0044-3913-2022-8-7-12 УДК 581.93:502.72
Почвенные условия в насаждениях Arbutus andrachne L. Южного берега Крыма
Assessment of damage from soil and land degradation of the Samara region at the level of the region, municipal district and agro-enterprise
M. V. Belyaeva1, O. A. Makarov1,2, D. R. Abdulkhanova1
1Lomonosov Moscow State University, Leninskie gory, 1, str. 12, Moskva, 119991, Russian Federation 2Educational-Experimental Soil and Environmental Center Lomonosov Moscow State University, pos. Chashnikovo, p/o Udarnyi, Solnechnogorskii r-n, Moskovskaya obl., 141592, Russian Federation
Abstract. The study aimed to assess the damage from soil and land degradation at three hierarchical levels of the spatial organization of the Samara region - the region as a whole, the Pokhvistnevsky municipal district and the Orlo-vka Agro-Innovation Centre as of the territories for2020. The amount of damage at all levels of organization was determined only for agricultural land. The method included assessing the degree of degradation on a five-point scale by comparing the agrochemical parameters of the studied soils and their non-degraded analogues (reference soils). The content of mobile phosphorus, potassium and humus was taken as indicator of land degradation at all levels. An additional indicator of changes in soil acidity was used to assess land degradation of the municipal district and agricultural enterprises. The specific damage from degradation was at comparable levels: in the region - 28,482 roubles/ha; in the municipal district - 22,000 roubles/ha; at the enterprise - 21,618 roubles/ ha. Some decrease in the value of this indicator for the region and the enterprise, compared with the province, was due to the use of efficient land-use methods. Relative to the total, the greatest damage from degradation at all levels of organization of the region was caused by a decrease in the content of mobile phosphorus in soils: in the region, 30% of land with the 3rd-4th degree of degradation (the share of damage was 45% of the total); in the district -2.5% of land with the 3rd degree (share of damage - 40%); for enterprise - 30% of soils with the 3rd degree of degradation (68% of the total damage). This leads to agricultural depletion of land and indicates the need for a wider use of phosphorus-containing fertilizers to restore the balance of phosphorus in soil.
Keywords: damage from degradation; Samara region; agricultural depletion; reference soil.
Author Details: M. V. Belyaeva, post graduate student (e-mail: mariabelyaeva2015@gmail. com); O. A. Makarov, D. (Biol.) Sc., head of department (e-mail: oa_makarov@mail.ru); D. R. Abdulkhanova, junior research fellow(e-mail: dina_msu@mail.ru).
For citation: Belyaeva MV, Makarov OA, Abdulkhanova DR[Assessmentof damage from soil and land degradation of the Samara region at the level of the region, municipal district and agro-enterprise]. Zemledelie. 2022;(8):3-7. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2022-83-7.
Ю.В. ПЛУГАТАРЬ, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, директор (e-mail: priemnaya-nbs-nnc@ya.ru) В.П. КОБА, доктор биологических наук, зав. лабораторией (e-mail: kobavp@mail.ru) М.Л. НОВИЦКИЙ, кандидат биологических наук, зав. лабораторией Н.А. ПШЕНИЧНИКОВ, младший научный сотрудник В.В. ПАПЕЛЬБУ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Никитский ботанический сад -Национальный научный центр Российской академии наук, Никитский спуск, 52, пгт. Никита, Ялта, Республика Крым, 296648, Российская Федерация
Исследование проводили в 2022 г. с целью изучения гранулометрического состава и физико-химических свойств почвы, анализа динамики увлажненности почвенной среды в естественных насаждениях земляничника мелкоплодного (Arbutus andrachne). Пробные площадки закладывали в западной (урочище Бати-лиман), центральной (гора Ай-Никола и мыс Мартьян) и восточной (гора Кастель) частях крымского ареала земляничника. Наиболее благоприятные условия произрастания вида по гранулометрическому составу почвы, содержанию гумуса (4,7 %) и влагообеспеченности (18,3 % полевой влажности в слое 0...50 см в июне) наблюдали на г. Ай-Никола, где отмечен наибольший индекс жизненного состояния деревьев - 2,8±0,4. На мысе Мартьян содержание гумуса, в сравнении с экотопами г. Ай-Никола, меньше на 0,5 %, однако значительно возрастает количество глины (до 72,9 %) и ила (до 53,3 %), что свидетельствует о лучших свойствах почвенной среды. Почва на мысе сильнокарбонатная (около 49 % в слое 0.50 см). Главным лимитирующим фактором устойчивого развития насаждений A.andrachne в этих условиях служит резкое уменьшение (до 4,3 %) в конце вегетации содержания влаги в слое почвы 10.50 см. В урочище Батилиман физико-химические свойства почвы близки к показателям экотопов A.andrachne в центральной части Южного берега Крыма. Самые неблагоприятные условия выявлены на г. Кастель: низкое содержание гумуса (1,02 %), содержание влаги в слое 0.50 см в летние месяцы не более 2,9 % с увеличением к октябрю до 4,8 %. Земляничник мелкоплодный проявляет высокую толерантность к по-
чвенным условиям, успешно произрастает на слабощелочных и щелочных, бескарбонатных и сильно карбонатных почвах с очень низким содержанием гумуса (до 1 %), гранулометрический состав которых может варьировать от легко суглинистого (физической глины в слое 0.50 см - 27 %) до легко глинистого (физической глины в слое 0.50 см - 73 %).
Ключевые слова: насаждения, земляничник мелкоплодный (Arbutus andrachne L.), почвенные условия, гумус, влагосодер-жание, динамика, Южный берег Крыма.
Для цитирования: Почвенные условия в насаждениях Arbutus andrachne L. Южного берега Крыма/Ю.В. Плугатарь, В.П. Коба, М.Л. Новицкий и др.// Земледелие. 2022. №8. С. 7-12. doi: 10.24412/0044-39132022-8-7-12.
Земляничник мелкоплодный (Arbutus andrachne L.) произрастает в естественных условиях Восточно-Средиземноморской и Крымско-Новороссийской провинций Средиземноморской флористической области. В Российской Федерации встречается на Южном берегу Крыма в административных границах Республики Крым и города федерального значения Севастополь, на Черноморском побережье Кавказа присутствует как экзот в парковых насаждениях [1, 2]. Растение занесено в региональные Красные книги Крыма и Севастополя, при этом отсутствует в Красной книге Российской Федерации. Земляничник может расти и развиваться в самых разнообразных почвенных условиях: на известково-глинистых щебенистых почвах, на крутых склонах в расщелинах известняковых скал (Крым, Кипр), на выходах вулканических пород (Малая Азия, Кипр), на слюдяных сланцах (Греция - Афон), на меловых отложениях (Киликия) [1, 3, 4].
На Южном берегу Крыма земляничник растет в виде небольших групп или отдельных деревьев на сухих каменистых склонах, поднимаясь на 200.. .300 (до 700) м над уровнем моря ы (н. у. м.), чистых насаждений не обра- о зует [5, 6]. Как доледниковый реликт л чувствителен к низким температурам, д повреждается при -15 °C. Историче- л
ски, начиная с плейстоценовой эпохи, s
(D
площади произрастания землянични- z
ка мелкоплодного в Крыму постоянно 8
сокращались как по горизонтали м
(вдоль ступенчатых экотонов), так и 2 по вертикали, вслед за колебаниями
уровня моря [7, 8, 9]. Восстановлению исторического ареала земляничника мелкоплодного и увеличению площади существующих локалитетов препятствует недостаток увлажнения, что особенно важно для прорастания семян и роста молодых растений в летний период, когда значительно повышается температура и снижается влажность воздуха [10, 11, 12].
Почвенные условия - один из важнейших факторов, обеспечивающих возможности роста и развития растений, формирования устойчивых насаждений. В горной местности они во многом формируются под влиянием рельефа. Орографические особенности рельефа воздействуют на специфику перераспределения тепла и влаги, продуктов выветривания и почвообразования [13, 14, 15].
В густонаселенных районах, к которым относится Южный берег Крыма (ЮБК), в реализации эволю-ционно обусловленных процессов формирования почвенного покрова все большее значение приобретает антропогенное воздействие и связанные с ним негативные процессы деградации почвенной среды. Физическое разрушение почвы в результате дорожно-строительных работ, деградация ее структуры и состава в связи с рекреационной деятельностью, глубокая трансформация почвенных условий нагорельниках - все это прямо или косвенно влияет на экологический потенциал природных комплексов, сокращает территорию биоценозов, где формирование эда-фических условий в большей степени связано с реализацией естественных процессов развития почвенной среды. Особое значение эта проблема приобретает для биоценозов, в состав которых входят редкие и исчезающие виды растений [1, 16].
На сегодняшний день наиболее актуальным направлением формиро-
вания эффективной системы охраны уникальных растительных сообществ ЮБК служит организация комплексных долгосрочных наблюдений динамики их состояния и развития. Важнейший элемент этой системы - создание информационной базы характеристик почвенных условий в местах произрастания редких и исчезающих видов. Один из представителей такой автохтонной флоры Крыма - земляничник мелкоплодный. К сожалению, в последние десятилетия его жизненное состояние и особенности возобновления в местах естественного произрастания изучали в крайне ограниченном объеме. Отсутствуют также исследования, связанные с определением почвенных условий в биоценозах этого вида, что снижает возможности полноценной оценки текущего состояния и перспектив развития природных популяций земляничника мелкоплодного.
Цель исследований - изучение гранулометрического состава, химических и физико-химических свойств почвы, анализ сезонной динамики увлажненности почвенной среды в насаждениях A. andrachne на ЮБК для выявления факторов, влияющих на его распространение.
Работу проводили в летне-осенний период 2022 г в местах естественного произрастания земляничника мелкоплодного. Пробные площади (ПП) 50^50 м мониторинга почвенных условий в западной части распространения A andrachne на ЮБК закладывали в насаждениях (рис. 1) в урочище Батилиман (120 м н.у.м.), в центральной - на г. Ай-Никола (330 м н.у.м.) и заповеднике «Мыс Мартьян» (110 м н.у.м.), в восточной - на г Ка-стель (320 м н.у.м.).
Для Южного берега и частично юго-западной части Крыма характерны коричневые почвы. Горизонтальная формула типичного профиля корич-
невых почв ЮБК AU-BM-BCA-Cca. Они сформированы на продуктах выветривания карбонатных пород и преобладают в нижней части макросклона Главной гряды Крымских гор под шибляковой и разреженной лесной растительностью.
Урочище Батилиман, расположенное на побережье Ласпинской бухты, представляет собой лесистую территорию под отвесными скальными стенами горного массива Кокия-Кая и Куш-Кая высотой до 664 м. Батилиман относят к западной границе субтропической зоны ЮБК. Древесная растительность здесь представлена сосной пицундской (Pinus brutia var. pityusa (Steven) Silba), можжевельником высоким (Juniperus excelsa M. Bieb.), земляничником мелкоплодным (Arbutus andrachne L.), дубом пушистым (Quercus pubescens Willd.), значительно реже встречается фисташка туполистная (Pistacia atlantica Desf.). Подлесок образуют можжевельник дельтовидный (Juniperus deltoides R.P Adams), скумпия кожевенная (Cotinus coggygria Scop.), граб обыкновенный (Carpinus betulus L). Земляничник здесь произрастает небольшими группами в составе смешанных насаждений. Травяной ярус редкий, в большей части его формируют кострец береговой (Bromus riparius Rehmann), трахиния двуколосковая (Brachypodium distachyon (L.) P.Beauv), осока Галлера (Carexhalleriana Asso), ежа сборная (Dactylis glomerata L.), ясенец белый (Dictamnus albus L.) и синеголовник полевой (Eryngium campestre L.). Кустарниковый ярус образуют жасмин жёлтый (Jasminum fruticans L.), ладанник критский (Cistus creticus subsp. eriocephalus (Viv.) Greuter & Burdet.).
Ай-Никола - куполообразная гора-отторженец, юго-восточный отрог г. Могаби, сложена из верхнеюрских известняков. На пологом северном склоне произрастает лесная растительность, основу которой составляет сосна крымская (Pinus nigra subsp. pallasiana (Lamb.), подлесок формирует дуб пушистый (Quercus pubescens Willd., Carpinus betulus L). Верхняя часть горы пологая, здесь произрастает сосна крымская (P. Pallasiana), дуб пушистый (Q. Pubescens), клён полевой (Acercampestre L.), граб восточный (Carpinus orientalis Mill.), кизил обыкновенный (Cornus mas L.) Южный склон представляет собой крутую (до 70...80о) скалистую стену, на которой присутствуют единичные древесные растения - можжевельник высокий (Juniperus excelsa M. Bieb.) и земляничник мелкоплодный (A. andrachne) [9]. Популяция земляничника здесь одна из наиболее многочисленных на ЮБК (около 350 плодоносящих
деревьев), часто встречаются великовозрастные деревья. Проективное покрытие травяного яруса в среднем составляет 40 %, он включает 40 видов растений, преимущественно ксеромезофитов. Наиболее распространены песчанка тимьянолистная (Arenaria serpyllifolia L.), колокольчик болонский (Campanula bononiensis L.), пахучка обыкновенная (Clinopodium vulgare L.), крокус узколистный (Crocus angustifolia Weston), ежа сборная (Dactylis glomerata L.), солнцесвет Стевена (Helianthemum stevenii Rupr. ex Juz. & Pozd).
Мыс Мартьян расположен в центральной части ЮБК. Его рельеф характеризуется значительным разнообразием - балки, овраги, осыпи, обрывы. На мысе произрастают леса средиземноморского типа: дуб пушистый (Quercus pubescens Willd.), граб восточный (Carpinus orientalis Mill.), можжевельник высокий (Juniperus excelsa M. Bieb.), сосна крымская (Pinus nigra subsp. pallasiana (Lamb.), фисташка туполичтная (Pistacia mutica Fisch & C.A. Mey) [6]. В подлеске преобладает можжевельник дельтовидный (Juniperus deltoides R.P. Adams), кизил обыкновенный (Cornus mas L.), граб восточный (Carpinus orientalis Mill.), ясень манновый (Fraxinus ornus L.). Кустарниковый ярус представлен ладанником критским (Cistus creticus subsp. eriocephalus (Viv.) Greuter & Burdet), жасмином кустарниковым (Jasminum fruticans L.), почвопо-кровные - иглица колючая (Ruscus aculeatus L.) и плющ обыкновенный (Hedera helix L.). Проективное покрытие травяного яруса - 60 %.
На территории заповедника «Мыс Мартьян» преобладают коричневые почвы сухих лесов, которые различаются по типу почвообразующих пород, мощности почвенного профиля, смытости, скелетности и карбонат-ности. A. andrachne в большей части произрастает на красно-коричневых почвах на элювии и делювии известняков, на коричневых карбонатных почвах на глинистых делювиальных отложениях - продуктах выветривания известняков, на коричневых слабокарбонатных на смешанном делювии известняков, глинистых сланцев.
Гора Кастель представляет собой куполовидное горное образование (лакколит), высотой 439 м. Растительные сообщества включают 90 видов растений. Верхняя часть горы покрыта
Январь Февраль
Март
Апрель
Август Сентябрь Октябрь
Рис. 2. Количество осадков в районе проведения исследований (по данным Никитской метеостанции), мм: □ — среднее многолетнее; □ — 2022 г.
лесом с преобладанием дуба пушистого (Quercus pubescens Willd.) и граба обыкновенного (Carpinus betulus L.) На северо-восточных склонах встречается дуб скальный (Quercus petraea Liebl.). Южные склоны покрывают леса и редколесья из земляничника мелкоплодного (Arbutus andrachne L.), фисташки туполистной (Pistacia mutica Fisch & C.A. Mey.), можжевельника высокого (Juniperus excelsa M. Bieb.). Насаждения A. andrachne в большей части сосредоточены на юго-западных склонах, хорошо прогреваемых и защищенных от ветра. Здесь распространены также травянистые сообщества с единичными древесно-кустарниковыми видами. В травяном ярусе преобладают злаковые. Из кустарников встречаются ладанник критский (Cistus creticus subsp. eriocephalus (Viv.) Greuter & Burdet) и жасмин кустарниковый (Jasminum fruticans L.). Проективное покрытие травяного яруса составляет 40 % [9].
На пробных площадях, используя общепринятые в лесной таксации и лесоведении методы, изучали таксационные характеристики древостоев (Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесн. пром-сть, 1982. 512 с.; Исиков В.П., Плугатарь Ю.В., Коба В.П. Методы исследования лесных экосистем Крыма. Симферополь: ИТ «Ариал», 2014. 252 с.), оценивали индексы их жизненного состояния (Алексеев В. А. Диагностика поврежденных деревьев и древостоев при атмосферном загрязнении и оценка их жизненного состояния // Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. М.: Наука, 1990. С. 44-51.). Описание растительного покрова проводили согласно методическим рекоменда-
циям по геоботаническому изучению и классификации растительности Крыма (Голубев В.Н., Корженевский В.В. Методические рекомендации по геоботаническому изучению и классификации растительности Крыма. ГНБС:Ялта, 1985.48с.). Общую оценку территориального распределения и состояния насаждений А. апдгасЬпе осуществляли с применением маршрутного способа обследования.
Химические и физико-химические свойства почвы изучали в почвенных разрезах по профилю в слоях 0...10, 10...20, 20...30, 30...40 и 40...50 см. При проведении полевых и лабораторных исследований применяли общепринятые в почвоведении ГОСТы, ДСТУ и методики. Статистические материалы результатов наблюдений обрабатывали, применяя методы биометрии (Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. шк, 1990. 351 с.).
Влияние климатических факторов на динамику влагосодержания почвы в насаждениях земляничника анализировали с использованием данных Никитской, Ялтинской и Севастопольской метеорологических станций, расположенных в центральной и западной части района исследований. Многолетняя годовая норма осадков на мысе Мартьян составляет 580 мм (рис. 2), в Ялтинском районе 610 мм, в Севастопольском районе, к которому относится урочище Батилиман, -395 мм.
Средний возраст деревьев земляничника мелкоплодного в урочище Батилиман составляет 92,6 лет, средняя высота - 5,8 м, диаметр ствола -8,9 см, диаметр кроны - 4,2 м (табл. 1). Жизненное состояние растений оценено как удовлетворительное,
1. Таксационные показатели насаждений земляничника мелкоплодного ^±s)*
Место Возраст, лет Высота, м Диаметр Диаметр Количество стволов, Индекс жизненно-
произрастания ствола, см кроны, м шт. го состояния
Батилиман 92,6±7,8 5,8±0,5 8,9±0,7 4,2±0,4 1,4±0,1 2,4±0,4
Ай-Никола 86,8±6,3 4,5±0,4 6,7±0,6 3,1±0,3 4,2±0,4 2,8±0,4
Мартьян 104,5±8,5 6,1±0,5 13,9±1,1 4,4±0,4 2,7±0,3 2,2±0,3
Кастель 125,8±9,4 4,2±0,4 9,4±0,8 3,6±0,3 6,4±0,5 2,4±0,3
СО (D S ü
(D
д
(D Ь S
(D
00 2
О
N> N>
* M - среднее значение; s - ошибка среднего значения.
мм
90
80
70
60
50
40
30
20
0
Май
Июнь
Июль
средняя величина его индекса - 2,4 ед. Одним из диагностических признаков возрастного состояния земляничника мелкоплодного служит количество стволов. В прегенеративный период происходит формообразование структуры многоствольного дерева с разветвленной кроной. В репродуктивную фазу деревья обычно переходят в возрасте 20...25 лет. Однако в условиях затенения срок ее наступления может быть увеличен. Считают, что увеличение стволов у дерева повышает его возможности светообеспечения при увеличении плотности структуры фитоценоза [5]. В урочище Батилиман растения земляничника мелкоплодного в большинстве случаев имели один ствол, что связано с большой изреженностью древостоя, а также отражает относительную молодость и незавершенность этапов формирования структуры их кроны.
Гранулометрический состав почвы урочища Батилиман неоднороден: в слое 0.10 см она представлена суглинком средним, с глубиной содержание физической глины растет до 56.61 %, что характерно для суглинка тяжёлого (табл. 2). Количество илистых частиц так же возрастает с глубиной. Их среднее содержание в слое 0.50 см составило 20,4 %. Следовательно, почва в урочище Батилиман обеспечена илом в достаточной степени. Специфика распределения физической глины в почвенном разрезе характеризует низкий уровень эрозионных процессов, что связано с невысокой крутизной склонов, которая в среднем составляет 4...6°. Реакция почвенной среды (рН) щелочная - 7,8.8,3. Количество гумуса в почве не высокое: среднее содержание в слое 0.50 см - около 4 %, такие по
чвы характеризуют как малогумусные. Почва слабоскелетная, уплотненная, сильнокарбонатная. Карбонат кальция равномерно распределен в почвенном слое, его среднее содержание по профилю - 38,7 %.
Средний возраст деревьев на Ай-Никола составляет 86,8 лет. Средняя высота деревьев меньше, чем в урочище Батилиман, на 1,3 м, а диаметр ствола - на 2,2 см. Диаметр кроны -
4.1 м, среднее количество стволов
4.2 шт. Уменьшение биометрических показателей деревьев и увеличение количества их стволов связано с повышением плотности насаждений и усилением уровня синэкологического взаимодействия на г. Ай-Никола, в сравнении с биоценозами урочища Батилиман. При этом жизненное состояние земляничника мелкоплодного на г Ай-Никола несколько лучше (индекс больше на 0,4), чем в урочище.
Гранулометрический состав почвы на г. Ай-Никола по всему профилю достаточно однородный и представлен лёгкой глиной. Содержание физической глины в слое 0.50 см достигает 64 %. Почва в достаточной мере обеспечена илистыми фракциями (среднее содержание - 40,6 %). Реакция почвенной среды изменяется от слабощелочной до щелочной 7,0.7,8. Почвы на г. Ай-Никла относятся к малогумусным, при этом его содержание, особенно в нижних слоях (20.50 см) разреза, выше, чем в урочища Батилиман, на 0,8 %. Отмечено значительное снижение карбонатности: среднее содержание CaCO3 по почвенному профилю составляло 2,1 %, что почти в 20 раз меньше, чем в урочище Батилиман. По классификации такие почвы относят к слабокарбонатным.
2. Химические и физико-химические показатели почвы в насаждениях земляничника мелкоплодного на ЮБК (M±s)*
Место пробной площади Слой, см рН CaCO3, % Гумус, % Гранулометрический состав, %
физическая глина ил
Батилиман 0. 10 7,8±0,7 38,1 ±3,1 7,5±0,7 42,6±4,2 14,6±1,5
10. 20 7,9±0,7 39,2±3,4 4,0±0,4 49,8±4,5 18,2±1,8
20. 30 8,0±0,8 38,3±3,8 3,5±0,3 51,0±4,8 20,2±1,9
30. 40 8,1±0,8 43,7±4,0 2,9±0,2 61,7±5,9 25,0±2,3
40. .50 8,3±0,8 34,4±3,1 2,3±0,2 56,9±5,3 24,2±2,1
Ай-Никола 0. 10 7,0±0,7 1,5±0,1 7,8±0,7 61,2±5,7 38,4±3,3
10. 20 7,6±0,7 1,6±0,1 4,6±0,4 63,7±5,8 42,4±4,0
20. 30 7,7±0,6 2,4±0,2 3,8±0,3 62,6±5,6 42,4±3,9
30. 40 7,7±0,6 2,2±0,2 3,7±0,3 63,2±6,0 42,2±3,8
40. 50 7,8±0,7 3,0±0,3 3,6±0,3 59,0±5,6 37,7±3,2
Мартьян 0. 10 7,9±0,7 34,8±3,1 7,1±0,7 70,8±6,3 49,0±4,3
10. 20 7,9±0,7 42,7±4,0 6,1±0,6 71,8±6,5 52,6±5,0
20. 30 8,0±0,7 50,8±4,5 3,4±0,3 73,3±6,7 53,9±5,1
30. 40 8,1±0,8 57,7±5,3 2,4±0,2 73,6±6,9 55,7±5,3
40. 50 8,1±0,8 58,9±5,6 1,8±0,2 75,2±7,1 55,4±5,2
Кастель 0. 10 7,8±0,7 0 1,9±0,2 25,6±2,4 9,7±0,9
10. 20 7,9±0,8 0 1,2±0,1 24,5±2,3 10,5±1,0
20. 30 8,0±0,8 0 0,9±0,1 25,4±2,5 9,9±0,9
30. 40 8,1±0,8 0 0,6±0,1 30,4±2,9 11,6±1,1
40. 50 8,00±0,8 0 0,5±0,1 29,1±2,8 10,0±0,9
Ф
П *М - среднее значение; s - ошибка среднего значения.
Средний возраст деревьев земляничника мелкоплодного на мысе Мартьян составляет 104,5 лет, что на 10.15 лет больше, в сравнении с насаждениями урочища Батилиман и г. Ай-Никола. Другие таксационные показатели также увеличены, что свидетельствует об исторически более раннем периоде формирования древостоев исследуемого вида на территории мыса Мартьян. Часто встречаются крупные растения, возраст которых превышает 300 лет.
По гранулометрическому составу почва заповедника «Мыс Мартьян» в разрезах была однородна и представлена лёгкой глиной: среднее содержание физической глины в слое 0.50 см - 72,9 % (см. табл. 2), что значительно больше, чем в урочище Батилиман (52,4 %) и на г Ай-Никола (61,9 %). Содержание илистых фракций (в среднем по слоям 53,3 %) в почве так же было высоким. Реакция почвенной среды щелочная - 7,9.8,1. Гумусированность невысокая, особенно в нижних слоях, в среднем по профилю - 4,2 %. Содержание карбонатов высокое, для слоя 0.50 см оно составило 49,0 %. Количество СаС03 возрастает с глубиной, разница в содержании между слоем 0.10 и 40.50 см - 24,1 %. По классификации эти почвы отнесены к очень сильнокарбонатным. Индекс жизненного состояния деревьев в этих условиях был наименьшим в опыте - 2,2.
По гранулометрическому составу почва г. Кастель однородна. В слое 0.30 см она представлена суглинком лёгким, среднее содержание физической глины - 25,2 %, с глубиной оно увеличивается до 29,7 %. Количество илистых частиц не высокое, по профилю их распределение не равномерно. Реакция почвенной среды - щелочная 7,8.8,1. Содержание гумуса наименьшее в опыте - в среднем по слоям 1,0 %, что связано с незначительным присутствием илистых фракций. Почва характеризуется как слабогумуси-рованная. Карбонаты отсутствуют.
Средний возраст деревьев А. апдгасЬпв на г. Кастель на 21,3. 39 лет больше, чем на других территориях проведения исследований. Причем их размеры невелики (средняя высота 4,2 м). Это связано с тем, что великовозрастные деревья формируют здесь большое количество стволов - до 6,4 шт. Определенное влияние на интенсивность роста растений также оказывает низкое содержание питательных веществ в почве и общее ухудшение условий произрастания на восточной граничной территории распространения А. апдгасЬпв на ЮБК.
По показателям наличия влаги в почве наиболее благоприятные условия для роста земляничника мелкоплод-
3. Влажность почвы в насаждениях земляничника мелкоплодного Горного Крыма (М±в)*, %
Место Месяц Глубина почвенного слоя, см
ПП 0.10 10.20 20.30 30.40 40.50
Батилиман июнь 12,2±1,1 11,4±1,1 11,7±1,0 12,7±1,1 12,8±1,0
июль 18,3±1,5 11,9±1,1 10,1±0,9 10,2±0,8 10,1±0,8
август 10,3±1,0 7,2±0,7 8,9±0,8 8,9±0,7 9,5±0,8
сентябрь 6,7±0,6 3,8±0,4 3,8±0,3 3,6±0,3 2,1±0,2
октябрь 4,4±0,4 5,4±0,5 5,2±0,4 5,9±0,5 4,6±0,4
Ай-Никола июнь 19,4±1,8 17,7±1,6 16,7±1,5 16,9±1,6 21,0±1,8
июль 9,8±0,9 10,0±0,9 9,7±0,8 9,5±0,9 10,2±1,1
август 14,6±1,4 12,9±1,3 8,8±0,8 7,7±0,7 8,3±0,7
сентябрь 11,7±1,1 8,1±0,8 7,8±0,7 7,8±0,7 8,3±0,7
октябрь 5,1±0,5 5,4±0,5 5,7±0,6 5,2±0,5 5,4±0,4
Мартьян июнь 16,7±1,6 16,5±1,5 16,5±1,4 16,8±1,4 15,4±1,3
июль 11,7±1,1 12,7±1,2 11,9±1,1 12,9±1,0 13,9±1,1
август 16,9±1,6 16,4±1,5 15,9±1,5 16,7±1,6 16,5±1,5
сентябрь 5,2±0,5 12,2±1,2 12,7±1,1 13,6±1,2 14,4±1,3
октябрь 4,5±0,4 4,4±0,4 4,5±0,4 4,2±0,3 4,0±0,4
Кастель июнь 1,5±0,1 1,7±0,1 2,1±0,2 1,7±0,1 1,6±0,1
июль 2,5±0,2 2,4±0,2 2,3±0,2 2,5±0,2 2,6±0,2
август 1,6±0,1 2,6±0,2 2,8±0,3 2,9±0,3 2,6±0,2
сентябрь 1,7±0,1 2,2±0,2 2,3±0,2 2,2±0,2 2,2±0,2
октябрь 4,3±0,4 4,5±0,4 4,5±0,3 5,3±0,4 5,6±0,4
*М - среднее значение; в - ошибка среднего значения.
ного складываются на г Ай-Никола (табл. 3). В начале лета влажность верхнего слоя почвы здесь в среднем составила 19,4 %. В нижележащих слоях (10...40 см) наблюдали ее незначительное снижение, а на глубине 40.50 см увеличение до 21,0 %. Очевидно, это связано с тем, что в глубинных слоях почвы накопленная в холодный период влага сохраняется на этой территории дольше. В июле отмечено снижение полевой влажности, в большей степени в верхнем и нижнем слоях почвы. В августе произошло увеличение ее содержания в слое 0.20 см, а в нижележащих оно продолжало равномерно снижаться. В сентябре уменьшение содержания влаги в почве, по сравнению с предыдущим месяцем, отмечали по глубине всего профиля, а в октябре зафиксировано максимальное за период наблюдений уменьшение влажности почвы, причем в наибольшей степени в верхнем слое. При этом по всей толщине почвенного слоя 0.50 см она находилась на одном уровне, средняя величина этого показателя варьировала в пределах 5,1.5,7 %.
На мысе Мартьян влажность почвы в июне была невысокой (в среднем 16,4 %), но равномерной по глубине. Июльское снижение содержания влаги в почве, как и на г Ай-Никола, сменилось увеличением в августе. Однако амплитуда изменения величина этого показателя, как по периодам наблюдений, так и по глубине почвенного слоя, в этих условиях была значительно меньше, что свидетельствует о более стабильном влагообеспечении насаждений земляничника мелкоплодного на мысе Мартьян в летний период. В начале осени влажность верхнего слоя почвы в экотопах мыса Мартьян резко снизилась, по сравнению с летними месяцами, в 2.3 раза. В то время как
влажность нижележащих слоев мало отличалась от летнего периода. Наиболее значительные изменения содержания влаги в почве на мысе Мартьян произошли в октябре, когда в среднем по всему почвенному профилю оно изменялось в пределах 4,0.4,5 %. При этом наибольшее иссушение почвы произошло на глубине 40.50 см. Вероятно, это связано с близким расположением подстилающего каменисто-щебенчатого грунта, который обладает высокой дренажностью, что снижает возможности накопления почвенной влаги в нижних слоях почвы. В результате, несмотря на то, что большую часть вегетационного периода содержание влаги в почве на мысе Мартьян было сравнительно высоким и стабильным по всему почвенному профилю, резкое уменьшение содержания влаги в глубинных слоях почвы, в пределах которых развивается корневая система взрослых растений, повышает риски устойчивого развития насаждений земляничника мелкоплодного на этой территории.
Критичность подобных явлений возрастает в связи с многолетними циклами динамики метеоусловий. В годы, благоприятные по количеству осадков, корни взрослых растений земляничника мелкоплодного успешно развиваются в нижних слоях почвы. В периоды значительного сокращения поступления влаги, особенно во второй половине вегетационного периода, как это наблюдали в 2022 г., интенсивность их роста и развития снижается или полностью прекращается. В особо засушливые периоды, которые в Крыму наблюдают раз в 10.15 лет, не исключена частичная деградация корневой системы [5, 14]. Безусловно, ухудшение ее функционирования влияет на состоянии всего растения. Увеличивается вероятность
повреждения вредителями и развития болезней, снижается устойчивость к действию негативных антропогенных факторов. Очевидно, с этим связано ухудшение жизненного состояния насаждений земляничника мелкоплодного на мысе Мартьян, где его индекс имел самые низкие значения, по сравнению с другими территориями произрастания вида на ЮБК.
В урочище Батилиман влажность почвы в начале лета в среднем по слоям была на 5,9 % ниже, в сравнении с г. Ай-Никола, и на 4,2 %, с мысом Мартьян. Причина такой ситуации более сухой климат в западной части ЮБК. Атмосферных осадков, в сравнении с центральными участками, к которым относятся г Ай-Никола и мыс Мартьян, здесь выпадает меньше. В июне в экотопах Батилимана влага была достаточно равномерно распределена по почвенному разрезу, а наибольшее ее содержание (12,8 %) отмечали, как и на г. Ай-Никола, в нижнем почвенном слое 30.50 см. В июле произошло некоторое повышение величины этого показателя в верхних почвенных слоях, однако, начиная с глубины 20 см, наблюдали ее снижение. В августе содержание влаги уменьшилось по всему профилю, наименее интенсивно этот процесс происходил в слое 40.50 см почвы. В начале осени иссушение почвы в урочище Батилиман значительно возросло, особенно в нижних слоях (2,5 % в слое 30.50 см). В октябре, за исключением верхнего слоя, динамику увлажненности которого в значительной степени определяли влажность воздуха и ветровой режим, отмечали повышение содержания влаги в почве, что может быть связано с локальным выпадением атмосферных осадков, которое достаточно часто происходит на ЮБК в теплый период года. В западной части ЮБК возрастает континентальность климата, поэтому не исключено также влияние конденсационной влаги, которая образуется при увеличении градиента дневных и ночных температур.
Наиболее жесткие условия по увлажненности наблюдали на г. Ка-стель, где уже в начале лета среднее содержание влаги в почвенных слоях не превышало 2,1 %. Это связано не только с количеством и режимом выпадения осадков, но и со слабой водоудерживающей способностью ы почвы (низкое содержание глины и е ила). В последующие летние месяцы л и в начале осени содержание влаги в Д почве незначительно увеличилось, и л только в октябре ее количество при- е близилось к показателям в других 2 изучаемых экотопах земляничника 8 мелкоплодного на ЮБК. Очевидно, м повышение влагосодержания в почве 2 на г Кастель в октябре, как и в урочище 2
Батилиман, произошло в результате увеличения доли конденсационной влаги в общем балансе влагообе-спечения. Насаждения земляничника мелкоплодного на г Кастель в своем развитии адаптировались не только к более низким температурам восточной части распространения этого вида на ЮБК, но и к жесткому режиму увлажнения, поэтому семенной материал из этих насаждений можно широко использовать при разработке и реализации программ по восстановлению природных популяций вида в южных районах РФ с субтропическим климатом.
Таким образом, в экотопах ЮБК земляничник мелкоплодный проявляет высокую толерантность к почвенным условиям: успешно произрастает на слабощелочных и щелочных, бескарбонатных и сильно карбонатных (до 59 % СаС03) почвах, на почвах с очень низким содержанием гумуса, гранулометрический состав которых варьирует от лёгкого суглинка до лёгкой глины. Наиболее благоприятные условия произрастания земляничника мелкоплодного по характеристике структуры и состава, содержанию гумуса (4,7 %) и влагообеспечению почвы отмечены на г. Ай-Никола. На мысе Мартьян содержание гумуса, в сравнении с эктопами г. Ай-Никола, меньше на 0,5 %, особенно в нижних слоях почвы, однако значительное увеличение количества глины (72,9 %) и ила (53,3 %) в целом улучшило свойства почвенной среды в обеспечении возможностей формирования растительного покрова. Главный лимитирующий фактор устойчивого развития насаждений А.апбгасЬпв на мысе Мартьян - резкое снижение в конце вегетации влажности почвы (до 4,3 %). В урочище Батилиман почвенные условия по физико-химическим свойствам близки к показателям эко-топов земляничника мелкоплодного центральной части ЮБК, наиболее значительные различия проявлялись по степени увлажнения почвы. Самые неблагоприятные почвенно-климатические условия отмечены на г Кастель. Среднее содержание физической глины - 25,2 %, количество илистых частиц в пределах 9,7.11,6 %, содержание гумуса - 1,02 %, а также жесткие условия влагообеспеченно-сти (в среднем по слоям 1,7 % в июне, 4,8 % - в октябре) в значительной ° степени ограничивают возможности со произрастания A.aпdrachпв в восточ-^ ной части ЮБК. 0)
| Литература
о
Ч
О 1. Воинов Г.В. Парковая растительность
Ц Крыма // Записки Гос. Никитского опытного
О ботан. сада. 1930. Т. 13. Вып. 1. 70 с. СО
2. Волошин М.П. Земляничник мелкоплодный // Бюлл. НБС. Вып. 54. 1964. С. 36-38.
3. Геоботаническая и популяционная характеристики земляничника мелкоплодного (Arbutus andrachne L.) в Абхазии / Х.У. Алиев, Б.С. Туниев, И.Н. Тимухин и др. // Бюл. НБС. 2020. Вып. 135. С. 24-38.
4. Гиль А.Т. Особенности экофизиоло-гической реакции Arbutus andrachne L. на воздействие глубокой почвенной засухи в условиях Южного берега Крыма / Plant Biology and Horticulture: theory, innovation.
2019. №4 (153). С. 37-48.
5. Высотная зональность почвенных условий горных ландшафтов Юго-Восточного Крыма / Ю. В. Плугатарь, В. П. Коба, М.Л. Новицкий и др. // Земледелие. 2020. № 8. С. 10-15. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10802.
6. Коба В.П., Папельбу В.В., Сахно Т.М. Состояние и дендронометрические характеристики молодых растений Arbutus andrachne L. заповедника «Мыс Мартьян». Экология растений, вестник НВГУ, 2018. №3. С. 42-48.
7. Корженевская Ю.В., Абраменков А.А. Таксономический анализ биофлоры заказника Кастель. Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2020. №1(154). С. 56-64.
8. Желдак В.И. Концептуальные вопросы определения создания и систематизации лесоводственной комплексной доступности лесов // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства 2021. № 1. С. 31-54.
9. Рыфф Л.Э., Крайнюк Е.С. Флора мыса Ай-Тодор на Южном берегу Крыма. Никитс. Ботан. сад - ННЦ, Научные записки природного заповедника «Мыс Мартьян», 2017. Вып. 8. С.61-78.
10. Plant Diversity Patterns and Conservation Implications under Climate-Change Scenarios in the Mediterranean: The Case of Crete (Aegean, Greece) / K. Kougioumoutzis, I. P. Kokkoris, M. Panitsa et al. // Diversity. 2020. Vol. 12. P. 270. URL: https://doi.org/10.3390/ d12070270.
11. Verrall B., Pickering C. M. Alpine Vegetation in the Context of Climate Change: A Global Review of Past Research and Future Directions. // Sci. Total Environ.
2020. Vol. 748. p. 141344. doi: 10.1016/j. scitotenv.2020.141344.
12. Динамика древесно-кустарниковой растительности в горной лесотундре Восточного Саяна / И.А. Петроа, А.С. Шишканов, А.С. Голюков и др. // Экология. 2021. №5. С. 372-379. doi: 10.31857/S0367059721050127
13. Клименко О.Е., Клименко Н.И. Изменение свойств агрочернозёмов сегрегационных Крыма под влиянием различных лесонасаждений // Почвоведение. 2021. №5. С. 606-619.
14. Ревина Я.С. Почвы террасированных склонов и их классификационное положение // Учёные записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. География. Геология. 2018. Т. 4 (70). № 3. С. 173-179.
15. Сухачева Е. Ю., Ревина Я. С. Цифровая почвенная карта Южного берега Крыма // Почвоведение. 2020. № 4. С. 389-397.
16. Судницын И.И. Гидрофизические свойства почв Южного берега Крыма // Почвоведение. 2016. № 7. С. 831-836.
Soil conditions in plantations of Arbutus andrachne L. on the Southern coast of Crimea
Yu.V. Plugatar', V.P. Koba, M.L. Novitskii, N.A. Pshenichnikov, V.V. Papel'bu
Nikitsky Botanical Garden - National Research Center of the Russian Academy of Sciences, Nikitsky descent, 52, Nikita, Yalta, 296648, Russian Federation
Abstract. The research was carried out in 2022 to study the particle-size distribution and physicochemical properties of the soil, to analyse the dynamics of soil moisture in natural plantations of small-fruited madrone (Arbutus andrachne). Trial sites were laid in the western (Batiliman tract), central (Mount Ai-Nikola and Cape Martyan), and eastern (Mount Kastel) parts of the Crimean madrone range. The most favourable growing conditions for the species in terms of soil particle-size distribution, humus content (4.7%) and moisture availability (18.3% field moisture in the 0-50 cm layer in June) were observed on Mount Ai-Nikola, where the highest index of tree vitality was observed-2.8±0.4. At Cape Martyan, the humus content, in comparison with the ecotopes of Ai-Nikola, was 0.5% less, but the amount of clay (up to 72.9%) and silt (up to 53.3%) increased significantly, which indicated better properties of soil environment. The soil on the cape was highly carbonate (about 49% in the 0-50 cm layer). The main limiting factor in the sustainable development of A.andrachne plantations under these conditions was a sharp decrease (up to 4.3%) at the end of the growing season in the moisture content in the soil layer of 10-50 cm. In the Batiliman tract, the physical and chemical properties of the soil were close to those of A.andrachne ecotopes in the central part of the southern coast of Crimea. The most unfavourable conditions were identified in Mount Kastel: low humus content (1.02%), moisture content in the 0-50 cm layer in summer months was no more than 2.9% with an increase to 4.8% by October. The small-fruited madrone showed high tolerance to soil conditions, successfully grew on weakly alkaline and alkaline, carbonate-free and highly carbonate soils with a very low humus content (up to 1%), the particle-size distribution of which could vary from slightly loamy (physical clay in a layer of 0-50 cm - 27%) to light clayey (physical clay in a layer of 0-50 cm - 73%).
Keywords: plantations; small-fruited madrone (Arbutus andrachne L.); soil conditions; humus; moisture content; dynamics; Southern Coast of Crimea.
Author Details: Yu.V. Plugatar, corresponding memberof the RAS, D. Sc. (Agr.), director (e-mail: priemnaya-nbs-nnc@ya.ru); V.P. Koba, D. Sc. (Biol.), prof., head of laboratory (e-mail: kobavp@mail.ru); M.L. Novitskii, Cand. Sc. (Biol.), senior research fellow, head of laboratory; N.A. Pshenichnikov, junior research fellow; V. V. Papel'bu, Cand. Sc. (Biol.), senior research fellow.
For citation: Plugatar YuV, Koba VP, No-vitskii ML, et al. [Soil conditions in plantations of Arbutus andrachne L. on the Southern coast of Crimea]. Zemledelie. 2022;(8):7-12. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2022-8-7-12.
