CC BY
61
- ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ ——==
УДК 631.445.52
ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ БОТАНИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ ОПУСТЫНИВАНИЯ В РЕСПУБЛИКЕ КАЛМЫКИЯ
© 2014 г. В.А. Бананова, В.Г. Лазарева
Калмыцкий государственный университет Россия, 358000 Калмыкия, г. Элиста, ул. Пушкина, д. 11. E-mail: bananova_va@kalmsu.ru
Поступила 25.05.2013
Анализ опустынивания в Южном федеральном округе России в период 1980-2000 гг. выявил снижение высокой степени на слабую. В пределах Калмыкии прослежены процессы дигрессии и демутации пустынной растительности при различной пастбищной нагрузке, определены тенденции их современного развития. Исследования подтверждают возможность обратимости экзогенных сукцессий при благоприятных климатических условиях и низкой антропогенной нагрузке. Подъём уровня Каспия способствует гидрогалофитизации растительности. Ключевые слова: опустынивание, пастбищная дигрессия, сукцессия, демутация, растительность, видовое богатство, урожайность.
Впервые термин «опустынивание» появился в научной литературе в 1949 году, однако информация о масштабах этого процесса была озвучена на международном уровне только в 1977 г. в Найроби и опубликована в объяснительной записке к всемирной карте опустынивания (ФАО/ЮНЕСКО/ВМО, 1977). Однако они дали лишь общее представление об опустынивании, не затрагивая процесс его развития. Содержание термина «опустынивание», причины его возникновения до сих пор дискуссионны (Гунин и др., 2007; Куст, 1999; 2002). Одна группа ученых видит их в хозяйственной деятельности человека, другая - в комплексе физико-географических, а не в социальных процессах. Не отрицая названных причин и, более того, опираясь на них, Н.Г. Харин, Н.С. Орловский и Г.Б. Макулбекова (1986, стр. 55-58) дали определение: «Опустынивание, это совокупность физико-географических и антропогенных процессов, приводящих к разрушению экосистем аридных и полуаридных областей, к деградации всех форм органической жизни, что, в свою очередь, ведет к снижению природно-экономического потенциала этих территорий. Перечисленные процессы могут сопровождаться как пространственным расширением, так и быть приуроченными к сравнительно небольшим территориям». Это определение стало основой концепции опустынивания, разработанной в 1986 г. Институтом пустынь АН Туркменистана (Харин и др., 1986). Основные положения методики изучения и картографирования процессов опустынивания применительно к территории Калмыкии разработанные и изложенные в работе В.А. Банановой (1986), полезны для подготовки программ практических мероприятий по борьбе с опустыниванием. В настоящей работе авторы, следуя этой методике, проследили процесс развития пастбищной дегрессии и демутации в Калмыкии, выявили ботаническое разнообразие как индикатор сукцессионных процессов и тенденций их развития.
Картографические материалы разных лет позволили авторам проследить развитие опустынивания на территории Южного федерального округа России (ЮФО РФ), в том числе в Республике Калмыкия. В СССР первая серия карт, их анализ по достоверным данным о площадях деградированных земель в азиатской части страны были опубликованы Институтом пустынь АН Туркмении (Харин и др., 1987). На европейском континенте, как известно, наибольшая площадь аридных земель сосредоточена на юго-востоке, в пределах Республики Калмыкия. Этот регион издавна привлекает внимание многих учёных. На основании 30-летних данных аэрокосмосъемки (1954-1985 гг.) Б.В. Виноградовым и К.Н. Куликом (1987) была прослежена динамика площадей открытых песков в калмыцкой части Прикаспия. Ими также был разработан экологический прогноз на ближайшие 10 лет, из которого следовало, что рост очагов опустынивания на черноземельских пастбищах к 1990 г. достигнет 84%, а к 1992 г. пески поглотят весь Прикаспий. Наиболее наглядно экологическая ситуация региона в этот период была отражена на карте «Антропогенное
опустынивание Калмыцкой АССР» (Бананова, 1989), анализ которой показывает, что в конце восьмидесятых годов ХХ века практически вся территория республики была охвачена опустыниванием, в стадии сильной и очень сильной деградации находилось 47.8% площади, в т.ч. более 10% (770 тыс. га) занимали открытые пески. В это время черноземельские пастбища, где сильное и очень сильное опустынивание занимали 75.6% их площади, оценивались как зона экологической катастрофы. В эти годы на европейском континенте впервые сформировалась антропогенная пустыня в условиях не только высокой пастбищной и техногенной нагрузки, но и при высокой засушливости климата (Бананова, 1989, 1990; Золотокрылин, 2003).
В целях борьбы с опустыниванием по решению правительства России в 1986 году Ростовским ЮжНИИгипроземом с привлечением учёных АН ССР, Калмыкии, Северного Кавказа, была разработана «Генеральная схема по борьбе с опустыниванием Черных земель и Кизлярских пастбищ» (Чешев и др., 1986). При финансовой поддержке ЮНЕП была разработана «Национальная программа борьбы с опустыниванием в Калмыкии» (Глазовский, Габунщина, 1996). Специально организованная Дирекция «Агролесомелиострой» с хорошим результатом произвела фитомелиорацию песков на площади 150 тыс. га. После распада СССР социально-экономическая и экологическая ситуация в регионе изменилась, возникла необходимость проведения новых исследований. В настоящее время разрабатывается вторая очередь «Генеральной схемы по борьбе с опустыниванием и деградацией почв Черных земель, Кизлярских пастбищ и территорий сопредельных регионов». В этой работе принимали участие и авторы статьи с разработкой критериев оценки степени пастбищной дигрессии (Лазарева, 2006).
Калмыкия на Прикаспийской низменности занимает значительную часть территории. Это один из самых динамичных регионов планеты. Его состояние к началу ХХ1 века отражено в серии карт опустынивания (Борликов и др., 2000). В 2007 г. учеными Калмыцкого госуниверситета для Атласа «Природные и техногенные опасности и риски чрезвычайных ситуаций ЮФО РФ» была подготовлена и опубликована карта «Опасность опустынивания аридных территорий ЮФО РФ» (Бананова и др., 2007). Анализ карты показал, что в это время (2005 г.) процесс деградации охватил практически все аридные территории ЮФО РФ. Доминирующим типом опустынивания по-прежнему была деградация растительности. Однако, по интенсивности и масштабу этот процесс в 2005 г. отличается от 1989 г. На современном этапе здесь доминирует слабый класс, составляя в Астраханской области 20.1%, в Калмыкии 68.0% их площади. Кроме того, во всех субъектах аридного ЮФО наблюдается процесс демутации растительности песков, главными причинами которого являются, на наш взгляд, довольно низкое поголовье выпасаемого скота в этот период, увеличение количества выпадающих осадков. Особенно благоприятными эти факторы оказались для черноземельских пастбищ. Вместе с тем, в Волгоградской области постепенно увеличивается площадь подтопленных и засоленных земель (9.1% и 4.9% соответственно), в Астраханской, в результате подъема уровня Каспия 28.9% её территории подтоплены. Техногенный пресс наблюдается во всех субъектах округа. Особенно велик он в Волгоградской и Астраханской областях (6.8%: 2.7% площади соответственно). В последние годы в пределах аридной территории ЮФО появляются новые очаги дефляции, что на наш взгляд, связано с увеличивающимся поголовьем скота и ростом техногенной нагрузки (Разумов и др., 2007).
По данным статуправления Калмыкии за 2012 г. (Статистический ..., 2012) в Республике содержится 2.3 млн. овец, 0.58 млн. крупного рогатого скота (КРС); 20.9 и 0.83 тыс. голов лошадей и верблюдов соответственно; в советский период было 3.87 млн. овец и 0.47 млн. КРС (Статистический ., 1987). В 1917 г. при частной собственности и отгонно-кочевом животноводстве с поголовьем овец 972 тыс., лошадей 200 тыс., КРС 300 тыс., верблюдов 20 тыс., на этой территории сохранялось устойчивое равновесие биологической продуктивности и воспроизводства пастбищ (Зонн, 1995).
Экологическое состояние пастбищ находится в зависимости от флуктуаций климата, формы хозяйствования и политической ситуации. Особенно это четко прослеживается на примере Калмыкии, которая в настоящее время - один из ведущих регионов мясного пояса России. В связи с этим, главным типом антропогенного опустынивания продолжает быть пастбищная дигрессия. Она впервые была описана в 1915 г. Г.Н. Высоцким и рассматривалась им как экзогенная сукцессия регрессивного типа, возникающая под влиянием выпаса скота. При этом сменяющиеся сообщества формируют дигрессионный ряд. В Прикаспии («Низменной степи»), Г.Н. Высоцкий (1915) ставил
под сомнение господство A. lerchiana, как результат скотосбоя. Исследования И.Н. Тереножкина (1934), О.А. Лачко и Г.О. Сусляковой (1997), В.Г. Лазаревой (2003, 2006) и др. позволяют сделать некоторые дополнения. По данным почвенной карты КАССР (1989) в центральной части Прикаспийской низменности A. lerchiana формирует в условиях полукустарничковой пустыни зональные белополынные сообщества на средних солонцах. Только при сильном сбое здесь развиваются производные фитоценозы. В степях же увеличение обилия Artemisia lerchiana свидетельствует об умеренной стадии деградации. При дальнейшем выпасе скота A. lerchiana замещается мятликовыми или однолетниковыми травостоями.
Материалы и методы
Многолетние полевые исследования авторов (1972, 1990-2012 гг.) с перерывами в пределах Северо-Западного Прикаспия позволили выявить ботаническое разнообразие в качестве индикатора стадий (классов) пастбищной дигрессии в различных типах экосистем пустынного типа растительности. Оно определялось на модельных полигонах, приуроченных к различным фитоэкологическим районам Калмыкии. Растительные индикаторы использовались также при территориальной оценке распространения дигрессионных процессов и их картографировании. При этом авторы имеют в виду не отдельные виды растений, а сообщества, в которых они господствуют или монодоминантные заросли того или иного вида. Задачей исследований было раскрытие механизма пастбищной дигрессии в различных типах растительности. При этом сообщества, являющиеся индикаторами соседствующих стадий дигрессии в пределах одного и тогоже типа или рода ландшафтов, обнаруживают тесную общность своего флористического состава. В этих случаях отличие одного индикатора от другого зависит от постепенного изменения обилия одного или нескольких видов растений или определенных жизненных форм, т.е. происходит трансформация рядового компонента сообщества в его доминант (или наоборот). В итоге если сравнить сообщества-индикаторы (а часто и комплексные ландшафтные индикаторы) друг с другом, то оказывается, что они образуют ряды, элементы которых сменяют друг друга во времени по мере нарастания дигрессии. Эта же последовательность смен во времени прослеживается и в пространстве: по мере приближения или удаления от очага дигрессии (колодца, поселка, фермы). В одном и том же ландшафте индикаторы разных стадий опустынивания устойчивы. Такая сопряженность индикаторов в сменах во времени и одновременно их чередование в близкой последовательности в пространстве, позволяют отнести ряды индикаторов пастбищной дигрессии к экологическим. Большое индикационное значение названных рядов неоднократно отмечалось в литературе (Викторов, Чикишев, 1976). Широкая распространенность эколого-генетических рядов, где в качестве индикаторов разных стадий пастбищной дигрессии являются серийные сообщества, что придает этому процессу характер плавности, постепенности. Это затрудняет индикацию и требует большой детальности полевых исследований (подробного топо-экологического профилирования). В связи со сказанным, исследования производились на модельных полигонах, расположенных в ландшафтах различного геологического возраста и с почвами разного гранулометрического состава. Они обусловили формирование различных вариантов остепнённых полукустарничковых пустынь: галоксерофитных, ксерофитных и гемипсаммофитных. В травостое первых доминируют солеустойчивые виды. Для песчаных биотопов характерны сообщества с преобладанием злаков: житняка сибирского (Agropyron fragile), типчака (Festuca valesiaca), ковылей (Stipa capillata, S. sareptana). При дополнительном увлажнении в понижениях развиваются луга с участием пырея (Elytrigia repens) и галофильного разнотравья (Limonium gmelini). В статье в качестве примера охарактеризованы «Меклетинский» и «Цаган-Аманский» полигоны.
Результаты и их обсуждение
«Меклетинский» полигон, площадью 5 га, расположен в юго-западной части Прикаспия, в зоне контакта позднехвалынской и новокаспийской равнины. По южной окраине полигона проходит полоса пересыхающих в летний период солёных Меклетинских озёр. Фитоценотическое разнообразие территории слагают два типа растительности: пустынный (90.4%) и луговой (9.6%).
Первый представлен гемипсаммофитным, галоксерофитным и ксерофитным вариантами полукустарничковых пустынь (70.6%: 44.0%: 26.6%). Устойчивость пустынных сообществ к выпасу скота различна. В 2011 г. на полигоне доминировали слабая и умеренная стадии опустынивания, фоновому уровню соответствовало только 19.1% его территории. В прибрежной зоне Меклетинских озёр распространены галомезофитные удлинённопырейные (Elytrigia elongata) и ажрековые (Aeluropus littoralis) луга с тамариксом (Tamarix ramosissima). Они приурочены к полугидроморфным лугово-бурым полупустынным солонцевато-солончаковатым почвам с содержанием солей 1.4%. Тип засоления сульфатно-хлоридный (Лазарева и др., 2011).
Хозяйственное состояние полукустарничковых сообществ на позднехвалынской равнине полигона «Меклетинский» в 1990 г. соответствовало стадиям сильного и очень сильного сбоя. В травостое господствовали ассоциации: Climacoptera brachiata-Artemisia pauciflora и Poa bulbosa-Artemisia lerchiana-Petrosimonia oppositifolia. Индикаторами сбоя являлись монокарпики, где из 12 видов шесть - эфемеры. Кроме того, участие двух галофильных однолетников Petrosimonia oppositifolia, Climacoptera brachiata индицируют уплотнение верхних горизонтов почвы, а их опад способствует увеличению поверхностного засоления (Бананова, Горбачёв, 1990). При снижении пастбищной нагрузки на полигоне в 1997 г. ассоциация Climacoptera brachiata-Artemisia pauciflora трансформировалась в A. pauciflora-C. brachiata, из травостоя выпали: Eremopyrum triticeum, Anisanta tectorum, снизилось обилие C. brachiata, Lepidium perfoliatum, что соответствует умеренной стадии опустынивания. Эта же закономерность прослеживалась и в ассоциациях Artemisia lerchiana, A. lerchiana-Kochia prostrata (Лазарева, 2003). При продолжающейся восстановительной сукцессии в 2005 г., в травостое помимо увеличения обилия K. prostrata, Tanacetum achilleifolium, A. lerchiana появились единичные экземпляры плотнодерновинного злака Festuca valesiaca и галоскерофитов: Climacoptera brachiata, Petrosimonia triandra, Anabasis aphylla, Lepidium ruderale и др. В составе Artemisietum pauciflorae зарегистрировано присутствие Halocnemum strobilaceum. В 2011 г. процесс засоления и увлажнения почв усилился, в видовом составе названных сообществ появились галомезофиты Aeluropus littoralis, Artemisia santonica. Субдоминантом в Artemisietum pauciflorae стал Halocnemum strobilaceum, а в Artemisietum lerchiane - доминантом. В первом сообществе содержание водорастворимых солей увеличилось с 0.7% в 1995 г. до 1.7%, во втором с 0.9 до 1.4%, тип засоления в обоих случаях стал сульфатно-хлоридным. Следовательно, травяные сообщества на корковых солонцах трансформировались в полукустарниковые Halocnemum strobilaceum-Artemisia pauciflora, на средних солонцах - в Halocnemum strobilaceum-Petrosimonia oppositifolia-Artemisia lerchiana, что, по-видимому, связано с к приближением к поверхности солёных грунтовых вод в связи с подъемом уровня Каспия и возрастанием годовых сумм осадков.
В гемипсаммофитном варианте остепнённых пустынь полигона «Меклетинский» на легкосуглинистых почвах нами прослежен плавный дигрессионный ряд. Здесь в фоновой ассоциации Artemisia lerchiana-Stipa sareptana-Agropyron fragile при слабом сбое в травостое происходит снижение участия A. fragile и одновременно увеличение обилия A. lerchiana, ведущее к образованию производных сообществ Artemisietum lerchianaе, и в тоже время развитие эфемерово-эфемероидного яруса с эпизодическим участием S. sareptana. Индикаторами пастбищной дигрессии являются эфемеры: Eremopyrum triticeum, Anisanta tectorum, Ceratocarpus arenarius. Эфемероид Poa bulbosa при сильном сбое стал субдоминантом, его проективное покрытие увеличилось с 3 до 30%. Вместе с тем, уже при умеренной дигрессии в сообществе Stipa sareptana-Artemisia lerchiana наблюдается появление Anabasis aphylla; при сильной - формирование фоновых сообществ Anabais aphylla-A. lerchiana, Petrosimonia triandra-A. lerchiana с участием одновидовых зарослей из A. aphylla. При этом ботаническое разнообразие кормовых растений снижается, увеличивается обилие ядовитых: A. aphylla, Peganum harmala, Ephedra distachya, Euphorbia segueriana, а также однолетников, эфемеров, эфемероидов. Усиливается ветровая эрозия почв. Однако снижение пастбищной нагрузки в 1997 г. способствовало постепенному восстановлению травостоя, который к 2005 г. на данном полигоне стал трансформироваться в Festuca valesiaca-Agropyron fragile-Stipa sareptana-Artemisia lerchiana. В составе сообщества появилась сначала F. valesiaca с обилием «1-2», затем «3». Увеличилось также обилие A. fragile, снизилось участие Poa bulbosa. Вместе с тем, в травостое зарегистрированы и галоксерофитные солянки: Climacoptera brachyata, Petrosimonia triandra, обилие которых к 2011 г. увеличилось. Видовое богатство незначительно снизилось с 15 до 12, однако, в
составе сообщества появились эвгалофиты Salsola foliosa, Climacoptera lanata.
Таким образом, на полигоне «Меклетинский» прослеживается влияние природного и антропогенного факторов одновременно. Первый - природный, связан с изменением климата и подъёмом солёных грунтовых вод на отдельных участках от 0 до 6.0 м в период 1995-2011 гг., появлением и увеличением обилия в злаковых и полукустарничковых сообществах галофитных и галомезофитных видов, способствуя гидрогалофитизации растительного покрова. Второй фактор связан с увеличением пастбищной нагрузки, которая ведёт к снижению ботанического разнообразия, кормовой ценности угодий и превращению территорий в лишенные растительности подвижные пески. Во времени изменение этих факторов шло разнонаправленно, но экологические последствия имели одинаковую направленность: снижение пастбищной нагрузки в 1990-х годах совпало с возрастанием влажности климата и подъемом уровня грунтовых вод (Бананова, Горбачёв, 1990), что способствовало развитию демутационного процесса..
Полигон - «Цаган-Аман» расположен в северо-восточной части Прикаспия, в 14 км от одноименного районного центра, на правом коренном берегу р. Волга. Он приурочен к песчаному массиву «Сунгруб». Через песчаный массив был проложен топо-экологический профиль длиной 3.5 км. По гранулометрическому составу почвы песчаные, супесчаные. Они незасолены, плотный остаток в 2005 г. составил 0.1%. На профиле прослежена взаимосвязь растительных сообществ со средой обитания, сформировавшаяся при отсутствии выпаса скота в течение 38 лет (рис.; Лазарева, 2003).
Рис. Экологический профиль полигона «Цаган-Аман», 2010 г. Условные обозначения. Ассоциации 2010 г:
1. Leymus racemosus-Artemisia lerchiana-Agropyron fragile; 2. Achillea micranta-A. fragile-Artemisia austriaca; 3. L. racemosus-Artemisia arenaria-A. fragile; 4. A. micrantha-A. fragile; 5. L. racemosus-Euphorbia segueriana-A. fragile; 6. Euphorbia segueriana-A. arenaria-L. racemosus; 7. A. arenaria-Stipa pennata; 8. L. racemosus-A. fragile-Glycyrrhiza glabra; I - почвы: 1.1 - бурые, I.1a - лугово-бурые, 1.2 - песчаные; II -гранулометрический состав: II.1 - песчаный, II.2 - супесчаный, II.3 - легкосуглинистый; III - элементы мезо и микрорельефа: III.0 - вершина бархана, III.1 - микроповышение, III.2 - микросклон, III.3 - микропонижение,
Ш77Х
- слабый,
умеренный,
III.4 - межбарханное понижение; классы опустынивания: сильный. Fig. Ecological profile of the polygon «Tsagan-Aman», 2010. Legend. Association 2010: 1. Leymus racemosus-Artemisia lerchiana-Agropyron fragile; 2. Achillea micranta-A. fragile-Artemisia austriaca; 3. L. racemosus-Artemisia arenaria-A. fragile; 4. A. micrantha-A. fragile; 5. L. racemosus-Euphorbia segueriana-A. fragile; 6. Euphorbia segueriana-A. arenaria-L. racemosus; I.A. arenaria-Stipa pennata; 8. L. racemosus-A. fragile-Glycyrrhiza glabra;
V77Zk —
Classes of desertification:
- weak,
- moderate,
- strong; I - Soils: I.l - brown, Lla -
meadow brown, I.2 - sand; II - Granulation: II.1 - sand, II.2 - sandy loam, II.3 - loamy; III - meso-and micro-relief elements: ffl.0 - top of the sandy dune, DI.1 - microelevations, DI.2 - microslopes, III.3 - microdepressions, ID.4 -interbarkhan depression.
На примере полигона прослежена демутация растительного покрова при длительном отсутствии выпаса скота. В геоморфологическом отношении это зона контакта ранне- и позднехвалынских морей, образованная морскими и аллювиально-морскими песками и супесями, высотные отметки варьируют от -5 до -18 м н. у. м. На плоской равнине встречаются бугристо-барханные пески с котловинами выдувания. Пресные линзы расположены на соленых грунтовых водах с минерализацией 6-8 г/л на глубине 2-4 м, вне песчаных массивов - 6-8 м (Николаев, 1958; Порошина, 1989). В настоящее время ведущими экологическими факторами полигона являются изменения климата и отсутствие выпаса скота более 30 лет.
Согласно карте «Растительность европейской части СССР» (1974), растительный покров правобережья Волги в районе Цаган-Амана представляет собой типичную комплексную полукустарничковую пустыню, где фоновыми являются ксерофитные Artemisietum lerchiana, Kochia prostrata-A. lerchiana сообщества, на фоне которых четко выделяются галоксерофитные сообщества Camphorosma monspeliaca-Artemisia pauciflora, A. pauciflora, Camphorosma monspeliaca-A. lerchiana. В блюдцеобразных понижениях на лугово-бурых почвах произрастают фрагменты луговой растительности (Agropyron pectinatum, Potentilla bifurca, Artemisia austriaca, Elytrigia repens и др.). Значительную площадь на правобережье занимают массивы бугристых песков, развитые на аллювиальных отложениях. На полигоне ксерофитные полукустарничковые сообщества, занимают 24.4% его территории. Они представлены растительными сообществами на средних солонцах и на выравненных элементах рельефа, в которых доминируют Artemisiа lerchiana, Kochia prostrata. Гемипсаммофитный вариант остепнённых пустынь, занимающей 31.1% площади полигона «Цаган-Аман», представлен Festuca valesiaca-Stipa sareptana-A. lerchiana. Интразональные сообщества - галофитные варианты лугов, занимают 2.2%, псаммофитные сообщества - 26.7%. Последние, приурочены к бугристым пескам в них широко распространены Leymus racemosus, Artemisia arenaria, A. lerchiana, Agropyron fragile.
В 1972 г. на полигоне, в условиях высокой пастбищной нагрузки, при урожайности 1.3 ц/га сухой поедаемой массы на 1 га выпасалось 320 овец, т.е. перегрузка превышала норму в 8 раз. В результате, бурые почвы трансформировались в открытые пески с редкими дернинами Leymus racemosus (Бананова, Горбачев, 1974). Однако, к 2005 г. ситуация изменилась, количество выпасаемого скота снизилось в два раза, урожайность увеличилась до 16.5 ц/га. На песках наблюдалась активная демутация, в процессе которой сообщество L. racemosus трансформировалось в Stipa sareptana-Artemisia lerchiana-L. racemosus, проективное покрытие увеличилось с 5% до 45%, флористический состав увеличился с 6 до 17 видов. Единичные экземпляры L. racemosus в последний год наблюдений, уже можно рассматривать как реликт очень сильной стадии опустынивания 1972 г. (табл.).
Общими видами для сравниваемых лет были 8 видов псаммофитов: Leymus racemosus, Achillea micrantha, Festucа beckeri, Koeleria glauca, Euphorbia segueriana и др. В настоящее время в видовом составе господствует всего один вид - Turritis glabra. Валовый урожай воздушно-сухой фитомассы в 2010 г. был очень высоким - 30.1 ц/га, однако поедаемая часть составила 16.5 ц/га, большую часть которого формирует злак высокого кормового достоинства - Agropyron fragile. В межбугровых понижениях в средней части восточного склона массива в 1972 г. произрастали сообщества Syrenia siliculosa, Centaurea arenaria-L. racemosus; в 1996 г - Gypsophila muralis-L. racemosus-Artemisia austriaca, в 2010 г. - сообщество A. austriacа-A. fragile-Achillea micrantha. Первое сообщество (1972 г.) включало всего 9 видов, среди которых господствовали псаммофиты I порядка: Leymus racemosus, Syrenia siliculosa, Agriophyllum squarrosum, участие псаммофитов II порядка невелико это - A. micrantha, Peganum harmala, ксеромезофит Onopordum acanthium. Кое-где встречались дернинки A. fragile, проективное покрытие составляло 10-15%. В 2010 г. доминантом стал мезоксерофит Artemisia austriaca, субдоминантом - гемипсаммофит Agropyron fragile, проективное покрытие увеличилось до 65%, флористический состав - до 19 видов. Участие псаммофитов I и II порядков невелико (рис., табл.). На вершине песчаного массива в 1972 г. произрастало сообщество Artemisia lerchiana-Ceratocarpus arenarius, включавшее восемь видов, относящихся к псаммофитам II порядка, среди которых доминант сообщества A. lerchiana (вар. sabulosa). Изредка встречался Agropyron fragile. В 2010 г. последний становится доминантом фитоценоза, проективное покрытие увеличивается с 10% до 45%, высота основной массы растений 40-50 см. Сообщество Agropyron fragile-Artemisia lerchiana-Leymus racemosus трансформируется в трехъярусное. Первый ярус образован Leymus racemosus, второй полукустарничками: полынями (Artemisia lerchiana (вар. sabulosa), A. аrenaria), а также Kochia prostratа и злаком Agropyron
fragile, третий - разнотравьем Achillea micrantha, Helichrysum arenarium, Astragalus dolichophyllus. Господствующей экологической группой в этом сообществе являются псаммофиты II порядка и гемипсаммофиты. Основу травостоя образуют дерновинные злаки, составляя 67.9%, полукустарнички -30.5%, участие разнотравья невелико - 1.6%. Полукустарнички и дерновинные злаки по числу видов соотносятся как 3:4. Общими видами в сравниваемые годы являются: Leymus racemosus, Artemisia lerchiana, A. arenaria, Agropyron fragile, Kochia prostrata. Почвы здесь также незасолены, остаток водорастворимых солей составляет 0.1%.
Таблица. Восстановление растительности песчаной степи на полигоне «Цаган-Аман». Table. Restoration of sandy steppe vegetation at the test ground «Tsagan-Aman».
Сообщества и показатели динамики ботанического богатства на экологическом профиле «Цаган- Аман»
Растительные сообщества в 1972 г. (Бананова, Горбачев, 1974) Видовое богатство Проективное покрытие, % Растительные сообщества в 2010 г. (Лазарева и др., 2011) Видовое богатство Общее проективное покрытие, %
1. Achillea micrantha-Leymus racemosus 5-6 5-10 1. Leymus racemosus-Artemisia lerchiana-Agropyron fragile 10 45-50
2. Achillea micrantha-Leymus racemosus 9 20-25 2. Achillea micranta-Agropyron fragile-Artemisia austriaca 16 55-65
3 Agropyron fragile-Certocarpus arenarius-Artemisia lerchiana 8 15-20 3. Leymus racemosus-Agropyron fragile 14 35-45
4. Syrenia siliculosa-Artemisia arenaria 9 18-25 4. Achillea micranta-Agropyron fragile; 15 60-70
5. Artemisia lerchiana-Festuca valesiaca-Stipa sareptana 11 25-30 5. Leymus racemosus-Euphorbia segueriana-Agropyron fragile 10 40-50
6. Certocarpus arenarius-Artemisia lerchiana 7 10-15 6. Euphorbia segueriana-Artemisia arenaria-Leymus racemosus 14 55-65
7. Amaranthus albus-Artemisia austriaca 9 20-25 7. Artemisia arenaria-Stipa pennata + 8. Leymus racemosus-Agropyron fragile-Glycyrrhiza glabra
8. Agropyron pectinatum -Polygonum aviculare 9 20-30
9. Elytrigia repens-Agropyron pectinatum-Artemisia austriaca 6 35-40
10. Agropyron pectinatum-Artemisia austriaca-Galium verum 11 20-25
11. Potentila argentea-Festuca valesiaca-Elytrigia repens 11 40-45 9. Artemisia arenaria-Stipa pennata 13 50-65
12. Agropyron pectinatum-Artemisia austriaca-Galium verum 8 30-35 8. Leymus racemosus-Agropyron fragile-Glycyrrhiza glabra 15 75-90
Урожайность, ц/га (воздушно-сухой вес) / из них злаки / Agropyron fragile 1.3 0.6 / 0.2 Урожайность, ц/га, (воздушно-сухой вес) / из них злаки / Agropyron fragile 31.5 27.5 / 18.7
В нижней части западного склона и межбарханных понижениях в 1972 г. произрастали сообщества лугово-степного характера: Agropyron pectinatum-Artemisia austriaca-Galium verum, Potentilla argentea-Festuca valesiaca-Elytrigia repens и Festuca valesiaca-Thalictrum minus. Их доминантами были
ксеромезофиты: Agropyron pectinatum, Galium verum, Thalictrum minus, Artemisia austriaca и эвмезофит Elytrigia repens. Флористический состав был беден (6-11 видов), проективное покрытие низкое (20-25%). Псаммофиты практически отсутствовали, изредка встречались Leymus racemosus, Agropyron fragile, Koeleria glauca, Stipa sareptana. В 2010 г. наблюдается снижение фитоценотического разнообразия, выделено всего два сообщества: Stipa pennata-Artemisia arenaria и Glycyrrhiza glabra-Agropyron fragile-Leymus racemosus. Травостой становится более однородным, вместе с тем более сформированным, флористически богаче (13-15 видов), проективное покрытие варьирует от 50 до 90%. В первой ассоциации доминантом становится экологически пластичный вид Stipa pennata, который на темно-каштановых почвах является ксеромезофитом, а на песчаных, при близком залегании пресных подземных вод - гемипсаммофитом. Однако, псаммофиты II порядка в данной ассоциации продолжают играть лидирующую роль, формируя основу травостоя, это: Artemisia lerchiana (вар. sabulosa) и A. arenaria, Agropyron fragile, Kochia prostrata (вар. sabulosa), Koeleria glauca, Euphorbia segueriana и др. Из псаммофитов I порядка кое-где продолжают встречаться Leymus racemosus и однолетник Syrenia siliculosa (рис.).
В сообществе доминируют злаки (51.2%), участие других представителей различно: полукустарничков - 19.8%, разнотравья - 29.0%. В хозяйственном отношении в настоящее время в травостое микропонижений западного склона бархана преобладают растения отличного и хорошего кормового достоинства (52%): Agropyron fragile, Kochia prostrata (вар. sabulosa), Koeleria glauca, Festuca beckeri и др., и удовлетворительно поедаемые - 21%. В числе последних - все виды полыней. Непоедаемые растения, составляют 27% от урожайности сообщества. К ним относятся все виды ковылей, и ядовитые - Euphorbia seguierana, Descurainia sophia и др.
Выводы
Как видим, территория Республики Калмыкии, являясь одним из динамичных регионов европейской части России, испытывает воздействие как природных, так и антропогенных факторов. В качестве индикатора развивающихся процессов была использована растительность. Современный подъём уровня Каспия, солёных подземных вод характеризуется появлением и увеличением обилия в злаковых и полукустарничковых сообществах галофильных видов с 8.8% в 1990 г. до 21.9% в 2005 г. и галомезофильных (14.8: 17.2%), способствуя мезогалофитизации растительного покрова. Аридный цикл в условиях флуктуации климатических параметров способствуют ксерофитизации растительности, гумидный - мезофитизации. Во влажный 2005 г. (366 мм осадков против 285 мм среднемноголетних) в травостое участие мезофильных видов составило 29.7%, в аридный 1995 г. (252 мм) - 16.1%. При высокой антропогенной нагрузке наблюдается экзогенная сукцессия регрессионного типа, которая проявляется доминированием в растительном покрове монокарпиков, несмотря на их невысокое участие в составе флоры (38.5%). При снижении антропогенного пресса происходит эндогенная демутация, подтверждающая обратимость деградационных процессов, и лидирующие позиции поликарпиков (61.5%). Этому способствуют благоприятные климатические условия.
На топо-экологическом профиле бархане «Сунгруб», полигона «Цаган-Аман», нашел проявление процесс эндогенной восстановительной сукцессии. Тенденция направлена на формирование гемипсаммофитной растительности. Современные сообщества Agropyron fragile-Artemisia lerchiana-Leymus racemosus, являются одной из стадий сукцессии, сформировавшейся в течение 38 лет на разбитых песках с Artemisia arenaria и Leymus racemosus. В микропонижениях на суглинистых почвах сукцессионный процесс направлен на олуговение . Этот процесс индицируют Glycyrrhiza glabra, Galium verum, Thalictrum minus. На склонах идет процесс остепнения сообществ с участием Stipa pennata, Stipa sareptana, Carex praecox, Koeleria cristata, Festuca valesiaca, Agropyron fragile.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Бананова В.А. 1989. Карта «Антропогенное опустынивание Калмыцкой АССР». М. 1:500000 / Под ред.
Н.Г. Харина. Новочеркасск: ЮФ ВИСХАГИ. Бананова В.А. 1990. Пояснительная записка к карте «Антропогенное опустынивание Калмыцкой АССР». М.
1:500 000 / Под ред. Н.Г. Харина. Элиста: КалмГу. 33 с.
Бананова В.А. 1986. Методические указания изучения процессов опустынивания аридных территорий Калмыцкой АССР. Элиста: КалмГу. 39с.
Бананова В.А., Горбачев Б.Н. 1974. Естественные сенокосы и пастбища совхоза «Волжский» Калмыцкой АССР // Вопросы экологии и физиологии растений. Элиста: КалмГу. С. 42-71.
Бананова В.А., Горбачев Б.Н. 1990. Естественные кормовые угодья Калмыцкой АССР и их рациональное использование. Элиста.: Калмыцкое книжное изд-во. 128 с.
Борликов Г.М., Харин Н.Г., Бананова В.А., Татаиши Р. 2000. Опустынивание засушливых земель Прикаспийского региона (Приложение: 3 карты М. 1:1000000 и 1:2500000). Ростов-на-Дону: СКНЦ. 97 с.
Викторов С.В., Чикишев А.Г. 1976. Ландшафтно-генетические ряды и их значение для индикации природных и антропогенных процессов // Труды Московского общества испытателей природы. Отд. биол. Т. 55. С. 2733.
Виноградов Б.В., Кулик К.Н. 1987. Аэрокосмический мониторинг динамики опустынивания Черных земель Калмыкии по повторным снимкам // Проблемы освоения пустынь. Ашхабад: Ылым. № 4. С. 45-52.
Всемирная карта опустынивания. 1977. М. 1:25000000 // Кения: Найроби, ФАО/ЮНЕСКО/ВМО.
Высоцкий Г.Н. 1915. Ергеня: культурно-фитологический очерк // Труды Бюро по прикладной ботанике. Петроград. Т. 8. № 10-11. С. 1113-1436.
Глазовский Н.Ф., Габунщина Э.Б. 1996. Программа действий по борьбе с опустыниванием в Калмыкии // Аридные экосистемы. Т. 2. № 2-3. С. 103-109.
Гунин П.Д., Панкова Е.И., Бажа С.Н. 2007. Исторические аспекты развития концепции опустынивания в отечественной науке // Аридные экосистемы. Т. 13. № 33-34. С. 7-15.
Золотокрылин А.Н. 2003. Климатическое опустынивание / Отв. ред. А.Н. Кренке. М.: Наука. 246 с.
Зонн С.В. 1995. Опустынивание природных ресурсов аграрного производства Калмыкии за последние 70 лет и меры борьбы с ним // Биота и природная среда Калмыкии / Под ред. И.С. Зонна и В.М. Неронова. М.Элиста: ТОО «Коркис». С. 19-52.
Карта растительности европейской части СССР. 1974. М. 1:1000000 / Отв. ред. Т.И. Исаченко, Е.М. Лавренко М.: ГУГК.
Куст Г. С. 1999. Опустынивание: принципы эколого-генетической оценки и картографирования. М.: МГУ, РАН. 362 с.
Куст Г. С., Глазовский Н.Ф., Андреева О.В., Шевченко Б.П., Добрынин Д.В. 2002. Основные результаты по оценке и картографированию опустынивания в Российской федерации // Аридные экосистемы. Т. 8. № 16. С. 7-27.
Лазарева В.Г. 2003. Ботаническое разнообразие экосистем Северо-Западного Прикаспия в условиях колебания уровня Каспийского моря. Элиста: АПП «Джангар». 206 с.
Лазарева В.Г. 2006. Современное состояние пастбищ семиаридной зоны юга европейской части России // Современные проблемы аридных и семиаридных экосистем юга России / Отв. ред. акад. Г.Г. Матишов. Ростов н/Дон: ЮНЦ РАН. С. 356-368
Лазарева В.Г., Бананова В.А., Сератирова В.В. 2011. Растительность - индикатор зональных ландшафтов Калмыкии // Естественные науки. № 3(42). С. 27-31.
Лачко О.А., Суслякова Г.О. 1997. Биоэкологическая сущность пастбищной дигрессии в Калмыкии // Аридные экосистемы. Т. 3. № 5. С. 75-80.
Николаев В.А. 1958. Палеогеография западной части Прикаспийской низменности в четвертичное время // Труды Прикаспийской экспедиции. Геоморфология Западного Прикаспия. М.: МГУ. С. 114-222.
Порошина Л.Н. 1989. Геоморфология Калмыцкой АССР по материалам космической съёмки. Автореф. дис. ... канд. геогр. наук. Москва. МГУ. 25 с.
Почвенная карта Калмыцкой АССР. 1989. М. 1:300000. М.: ГУГК. 6 листов / Под ред. Е.М. Цвылёва
Разумов В.В., Перекрест В.В, Бананова В.А., Лазарева В.Г. 2007. Атлас природных и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций Южного федерального округа России / Под ред. С.К. Шойгу. М.: Изд-во «Дизайн, Информация. Картография». 386 с.
Статистический сборник «Калмыкия в цифрах». 1987. Статуправление КАССР. Элиста: «Калмиздат». 240 с.
Статистический ежегодник. Республика Калмыкия. 2012. Территориальный орган федеральной службы госстатистики по Республике Калмыкия. Элиста.: «Калмыкиястат». 320 с.
Тереножкин И.Н. 1934. Скотосбой, его роль и значение для хозяйства в сухостепных и полупустынных районах Нижнего Поволжья // Советская ботаника. №4. С. 42-61.
Харин Н.Г., Нечаева Н.М., Николаев В.А. 1983. Методические основы изучения и картографирования процессов опустынивания (на примере аридных территорий Туркменистана). Ашхабад: Ылым. 102 с.
Харин Н.Г., Орловский Н.С., Когай Н.А., Мукулбекова Г.Б. 1986. Современное состояние и прогноз опустынивания в аридной зоне СССР // Проблемы освоения пустынь. № 5. С. 55-58.
Харин Н.Г., Орловский Н.С., Кирильцева А.А., Бабаева Т.А., Раджепбаев К. 1987. Пояснительная записка к «Карте антропогенного опустынивания аридных территорий СССР», М. 1: 2500000. Ашхабад: Ылым. 36 с.
THE TENDENCIES OF CHANGES OF BOTANICAL DIVERSITY UNDER THE INFLUENCE OF DESERTIFICATION IN THE REPUBLIC OF KALMYKIA
© 2014. V.A. Bananova, V.G. Lazareva
Kalmyk State University Russia, 358000 Elista, Pushkina str., 11. E-mail: bananova_va@ kalmsu.ru
An analysis of development of desertification in the southern Federal district of the Russian Federation during the period of 1980-2000 revealed the change of high desertification level for weak. In Kalmykia the processes of digression and demutation of the desert vegetation had been observed under various pasture load and the modern tendencies of their development had been identified. The researches confirm the possibility of reverse development of successions under favorable climatic conditions and low anthropogenic load. The rise of the Caspian sea level contributes to the halophytization of the vegetation.
Keywords: desertification, renovation, pasture digression, vegetation succession.
