CC BY
25
ВЕСТНИК ИНСТИТУТА
ЧЕМИДОВМ.М.
ТРАНСФОРМАЦИЯ ПАСТБИЩНЫХ ЭКОСИСТЕМ В УСЛОВИЯХ СНИЖЕНИЯ АНТРОПОГЕННОЙ НЛГРУЖИ
Опустынивание в экологическом плане представляет собой процесс, ведущий к уменьшению или уничтожению биологического потенциала земель до уровня пустынь под влиянием природных факторов или деятельности человека. В социально-экономическом плане этот процесс является основной причиной и механизмом потери плодородных земель, который порождает экономическую и политическую нестабильность в пострадавших регионах, приводит к падению доходов и уровня жизни населения, уменьшению количества рабочих мест и миграции населения.
Территория Республики Калмыкия, занимающая западную часть Прикаспийской низменности, Ергенинскую возвышенность и Кумо-Манычскую впадину, по почвенно-климатическим условиям типична для всей аридной зоны юга Европейской части России. Анализ природных и социально-экономических условий позволяет выявить ведущие факторы опустынивания, определить интенсивность их воздействия на окружающую среду и наметить эффективные пути по их ослаблению и предотвращению. Основными факторами опустынивания на территории Калмыкии являются биоклиматические условия (в качестве природного фактора) и нерациональное природопользование (в качестве антропогенного фактора), которые привели к нарушению природного равновесия в пастбищных ландшафтах, к изменению почвенного и растительного покрова.
Целью данной работы является изучение современного растительного покрова Черноземельских пастбищ как индикатора опустынивания. Издавна эта территория занимала особое место в истории землепользования. Благодаря активной фотосинтетической радиации и обилию тепла, здесь несколько тысячелетий назад сформировались ценные житняково-прутняково-полынные пастбища, привлекавшие к себе диких животных, а в эпоху бронзы (5-3 тыс. лет назад) и кочевников с многочисленными стадами скота. С этого времени ландшафтный облик региона формировался под влиянием не только природных, но и антропогенных факторов. Около 3-2,5 тыс. лет назад, в пору аридизации климата, пастбища на легких почвах начали сбиваться скотом (1). В начале 50-х годов XX столетия черноземельские пастбища из-за недостаточного водоснабжения использовались как зимние отгонные пастбища, а с начала 60-х годов как круглогодичные. При этом количество выпасаемого скота ежегодно увеличивалось и к концу 1987 г. достигло более 1,3 млн. голов овец и коз. Перегрузка Черноземельских пастбищ при средней урожайности 0,8-1,4 ц/га сухой поедаемой массы в эти годы варьировала от 320% до 550%, что привело к деградации не только растительного покрова, но и почв, изменяя их физические свойства (2). Сбой происходил не только от насыщенности поголовья, а также от бессистемного выпаса, ранней и беспрерывной потравы пастбищной растительности, отсутствия условий для нормального роста и развития растений, семенного возобновления. Значительная часть территории региона лишилась коренного растительного покрова в результате опустынивания. На сохранившихся от сильной деградации площадях его состав и продуктивность зависят от почв, климата, рельефа, засоленности грунта. Растительность Черных земель полупустынного и пустынного типов. Ее видовой состав по сравнению с Ергенями беден. Поданным Федюкова А.М.(3), в регионе насчитывается большое разнообразие растений, относящихся к 78 семействам, в том числе к семейству сложноцветных 14%, злаковых 11%, марево-полынных 9%. Вместе они дают 95 % всей массы наземной части растений (3).
№ 1, 2009 г.
Район исследования характеризуется резко континентальным климатом. Лето жаркое и сухое с температурой воздуха, доходящей в некоторые годы до +45°С. Зима малоснежная, иногда с сильными морозами, достигающими -40°С. В зимние месяцы здесь часто бьшают продолжительные оттепели с температурой +6... +10°С. Среднегодовая температура воздуха +9,0... +9,3°С (6). В южной части территории обычно не бывает устойчивого снежного покрова. Весной наблюдается быстрое нарастание температуры воздуха, а в осенние месяцы - постепенное и медленное ее понижение. Средняя продолжительность безморозного периода довольно велика - с 25 марта по 5-10 ноября, - но иногда бывают поздние весенние и ранние осенние заморозки. Особенно неблагоприятными природными факторами в этой части Черных земель являются часто повторяющиеся засухи с сильными ветрами, сопровождающимися пыльными бурями и переходящими порой в шторм (апрель-май). Среднегодовое количество осадков составляет 180-250 мм, по данным метеостанций Черноземельская, Комсомольская, Лиман, Утга, Южная и Басинская. Распределение осадков в холодный период 45-51 мм, в летний 50-70 мм.
Характер почвенного покрова определяется комплексом климатических условий, рельефом местности и почвообразующими породами. Почвообразующие породы - верхнечетвертичные морские отложения верхнехвалынского и новокаспийского ярусов. Они представлены светло-бурыми песчаными и супесчаными, реже суглинистыми засоленными породами мощностью 10-15 м.
Основной почвенный покров - это бурые полупустынные почвы различного гранулометрического состава в сочетании с очагами сильнодефлированных песков. Зональные почвы имеют слабодифференцированный профиль и рыхлосвязное строение. Содержание гумуса от 0,2 до 0,8 %; легкорастворимые соли и карбонаты встречаются с глубины 0,8 м. В гидроморфных условиях распространены лугово-бурые, луговые выщелоченные, карбонатные, а также сильнозасоленные почвы, солончаки и солонцы. Засоленность этих почв находится в зависимости от уровня залегания минерализированных грунтовых вод и характера почвообразующих пород. Тип засоления - хлоридно-супьфатный и супьфатно-хлоридный (5).
Большими массивами на Черных землях залегают развеянные пески, образовавшиеся в результате неразумной деятельности человека, перегрузки животными и разрушения почвообрабатывающими орудиями древних задернованных песков и супесчаных почв.
Для опустыненных песчаных территорий характерен различный тип водного режима. На Черных землях, в том числе и на территории заповедника, в песчаную почву ежегодно проникает около 70 мм атмосферных осадков, растворяющих и постепенно вытесняющих в водоносный горизонт легкорастворимые соединения. Степень рассоления очагов опустынивания зависит от годовой суммы инфильтрационного стока и продолжительности пребывания территории в опустыненном состоянии, ее исходных солевых характеристик, литологии и других факторов.
Речной сток здесь отсутствует, но регион располагает большими запасами грунтовых вод хазарско-хвалынских отложений, залегающих почти повсеместно на глубине 5-10м. На преобладающей территории они имеют минерализацию более 10-15 г/л и не могут использоваться ни для водопоя, ни для полива. Линзы пресных и слабоминерализованных грунтовых вод можно встретить лишь под древними 100-200-летними очагами опустынивания, а среднеминерализованных (3-10 г/л) - под 20-30-летними очагами (1).
Растительность района исследований относится к Прикаспийской провинции Сахаро-Гобийской пустынной области. По данным Неронова В. В., Очировой Н. Н.(4), здесь отмечено около 250 видов пастбищной растительности. Это объясняется суровыми природно-климатическими условиями и молодым геологическим возрастом территории. Кормовая ценность растений здесь значительно выше, чем в степной зоне Ергенинской возвышенности, где выпадает в 1,5-2 раза больше осадков. В структуре природных кормовых угодий преобладают белополынные и белополынно-прутняковые пастбища на бурых пустынно-степных и супесчаных почвах (4).
Проведение комплексных исследований предполагало необходимость разработки и унификации признаков фонового уровня при мониторинговых наблюдениях. Базовой территориальной единицей мониторинга была выбрана территория заповедника.
Мониторинг природных кормовых угодий осуществляется на территории биосферного заповедника «Черные земли», который расположен на территории Яшкупьского и Черноземельсшго районов. Для проведения мониторинга было заложено в 2005 году четыре ключевых участка. Дробление на участки связано с необходимостью привязки их к различным экологическим условиям. До недавнего времени эта часть заповедника считалась пустынной территорией. Ослабление антропогенного пресса, снятие всех типов антропогенной нагрузки и выделение этих земель при создании заповедника существенно снизило дефляционные процессы и деградацию пастбищ. За четыре года здесь сложилась уникальная ситуация: на выведенных из сельскохозяйственного оборота землях вдет постепенное восстановление природного потенциала.
Ключевой участок №1 площадью 600 га располагается вдоль Черноземельсшго канала. Координаты 45° 57' 573" с.ш., 46° 05"175" в.д.
Рельеф участка ровный, растительная ассоциация - белополынно-однолетниковая с терескеном: неравноцветник кровельный {Anizantha tectorum (L.) Nevski), костер японский (Bromus japonicus Thunb.), бурачок пустынный {Alys-sum desertorum), полынь белая (Artemisia lerchiana Web. (A. monogina aucut.)), терескен (Eurotia ceratoides), осока уральская {Carex stenophylla Wahlenb.), гулявник Лёзеля {Sisymbrium loeselii L.), ковыль сарептский (Stipa sareptana). Общее проективное покрытие составляет 35 %. Травостой многоярусный: 1 ярус составляет терескен (Eurotia ceratoides) - 70 см.; 2 ярус - гулявник Лёзеля {Sisymbrium loeseliiL.)- 55 см.; 3 ярус - костер кровельный {Anizantha
ВЕСТНИК ИНСТИТУТА
tectorum (L.) Nevski), костер японский (Bromus japonicus Thunb.), ковыль сарептски (Stipa sareptana) — 30 см.; 4 ярус - бурачок пустынный (Alyssum desertorum), осока уральская (Carex stenophylla Wahlenb.) — 7 см. Здесь, на пастбищах в 1993г. выпасалось 47275 условных овцешпов при средней урожайности травостоя 1,5 u/га воздушно-сухой поедаемой фитомассы. К 2005 г. урожайность пастбищ увеличилась в 3 раза, а количество выпасаемого скота уменьшилось в более чем в 2 раза, что способствовало интенсивному восстановлению травостоя, формированию экологического равновесия.
Ключевой участок № 2 площадью 600 га, располагается на территории заповедника вблизи пункта «Майорка». Координаты: 46° 02550" с.ш. и 46° 17149" в.д.
Рельеф территории ровный, на территории участка имеется заросший барханный участок. Растительная ассоциация - однолетниково-ковыльная: ковыль Тырса (Stipa capillata L.), ковыль сарептский (Stipa sareptana), мятлик луковичный (Роа bulbosa L.), эбелек (Ceratocarpus arenarius L.), осока уральская (Carex stenophylla Wahlenb.), житняк сибирский (Agropyron sibiricum). Проективное покрытие ассоциации 50%. Доминантом выступает ковыль Тырса (Stipa capillata L.), его процентное отношение составляет 20%. Содоминантами выступают: - ковыль сарептский (Stipa sareptana), мятлик луковичный (Роа bulbosa L.). Травостой многоярусный: 1 ярус составляет ковыль Тырса (Stipa capillata), ковыль сарептский (Stipa sareptana), житняк сибирский (Agriophyllum sibiricum) - 50см. 2 ярус мятлик луковичный (Роа bulbosa L.) - 20 см. 3 ярус - эбелек (Ceratocarpus arenarius L.), осока уральская (Carex stenophylla Wahlenb.) - 10-15 см. На данном участке с 1993 года никакой хозяйственной деятельности не велось в связи с этим урожайность травостоя выросла в 4 раза и в 2005 году составила 6,4 ц/га воздушно-сухой поедаемой массы. Это свидетельствует о переходном характере опустынивания, от слабой стадии к фоновому уровню, т.е. в настоящее время наблюдается процесс вторичного зацелинения.
Ключевой участок № 3 площадью 600 га, расположен в 1,5 км на юго-восток от кордона «Ацан Хуцук». Координаты: 46°03494" с.ш., 46°21008" в.д.
Рельеф участка мелкобугристый. Растительная ассоциация - джонтаково-однолетняя: верблюжья колючка (Alhagi pseudalhagi (Bieb.) Fisch.), костер кровельный (Anizantha tectorum (L.) Nevski), ковыль Тырса (Stipa capillata), гулявник Лёзеля (Sisymbrium loeselii L.), вейник наземный (Calamagrostis epigeios (L.) Roth) (по понижениям), живокость полевая (Delphinium consotida L.). Проективное покрытие составляет 60%. Ярусность: 1 ярус составляет вейник (Calamagrostis epigeios (L.) Roth), живокость полевая (Delphinium consotida L.) - 90 см. 2 ярус - ковыль Тырса (Stipa capillata), гулявник Лёзеля (Sisymbrium loeselii L.) - 50-65 см. 3 ярус - костер кровельный (Anizantha tectorum (L.) Nevski) - 35 см. В 2005 году картина резко изменилась, ключевой участок практически весь задернован. На всех элементах микрорельефа песчаного массива происходит вторичное зацелинение, восстановление песчаного варианта опустыненной белополынно-сибирскожитняковой степи.
Ключевой участок № 4 площадью 600 га расположен в охранной зоне заповедника южнее п. Хупхута Яшкупьского района. Координаты участка 46°082И" С.ш., 46°18668" В.д.
Микрорельеф региона довольно сложен: огромные пространства супесчаных и песчаных равнин сменяется солончаковыми низинами Растительная ассоциация однолетниково-ковыльная: ковыль Тырса (Stipa capillata), ковыль Лессинга (Stipa lesingiana), житняк сибирский (Agropyron sibiricum), мятлик луковичный (Роа bulbosa L.), костер кровельный (Anizantha tectorum (L.) Nevski), анабазис (Anabasys aphylla). Проективное покрытие составляет 30%. Доминантом выступает ковыль Тырса (Stipa capillata), его процентное отношение составляет 20%. Ярусность: 1 ярус составляет ковыль Тырса (Stipa capilata) - 50 см. 2 ярус - ковыль Лессинга (Stipa lesingiana), житняк сибирский (Agriophyllum sibiricum) - 35-40 см. 3 ярус - мятлик луковичный (Роа bulbosa), костер кровельный (Anizantha tectorum), анабазис (Anabasis aphylla L.) - 20 см.
Бессистемный выпас, перегрузка пастбищ скотом привели в 1987 г. к масштабному развитию ветровой эрозии, образованию многочисленных очагов опустынивания. В 1987 г. здесь содержалось 42435 тыс. условных овцеголов, при фактической урожайности пастбищ 0,8 ц/га сухой поедаемой фитомассы. На 100 га пастбищ в этот год должно было выпасаться всего 12 овец, а фактически содержалось 66, перегрузка превышала норму в 5,5 раз. В 2005 г. при урожайности пастбищ 4,8 ц/га сухой поедаемой фитомассы должно было выпасаться 70 овец, содержалось по факту 40. Высокая урожайность пастбищ, недовыпас сформировали в северной части Черных земель экологическое равновесие. В настоящее время здесь преобладает слабая стадия опустынивания.
Морфологические признаки почв исследованных ключевых участков, несмотря на отдельные деформационные признаки, вызванные процессами антропогенного опустынивания этой территории, свидетельствуют о том, что генетико-диагностические признаки зональных бурых, полупустынных (пустынно-степных) почв в основном сохранены: это выражается в последовательном чередовании горизонтов А, В, ВС и их мощности, хотя отдельные различия между участками объясняются их геоморфологией и историей формирования (7).
Установление охранного режима на протяжении пятнадцатилетнего периода благотворно сказалось на состоянии экосистем полупустынного комплекса. В первую очередь оно выражается в прекращении развития очагов дефляции, выдувания гумуса и возникновения пыльных бурь. Кроме этого, сократились площади сильносбитых малоценных эбелековых пастбищ. На смену им пришли злаковые растительные ассоциации, в качестве эдификаторов которых выступают на целинных участках ковыль сарептский, реже тырса. Они составляют верхний ярус растительного покрова. Второй ярус сложен злаковым разнотравьем и однолетниками. Третий ярус образован эбелеком и осочкой уральской. Проективное покрытие травостоя составляет 80-90 %. Средняя урожайность пастбищ по сравнению с эбелеюовыми
№ 1, 2009 г.
возросла в 3-4 раза и составляет 6-9 ц/га сухой поедаемой массы. На участках бывших барханных песков основу травостоя составляют не песчаные пионеры кияк, кумарчик, песчаная полынь, а бурьянистая растительность гулявник Лёзеля и дескурания Софьи. Открытые песчаные массивы с кия ком и джузгуном безлистным имеют спорадичное распространение (8).
Для рационального использования пастбищ необходимо соблюдение принципа соответствия их природной емкости численности выпасающихся на них животных. При снижении, а в ряде случаев и в отсутствии выпаса скота на фоне увеличения влажности климата наблюдается полное восстановление коренной растительности.
1. Петров В.И., Кулик К.Н., Кузин А.Н. Карта микроландшафтного районирования заповедника «Черные земли» // Сб. научн. трудов Охрана почв Калмыкии. -Элиста, 1996. - С.67-86.
2. Бананова В.А. Методические указания по изучению процессов опустынивания аридных территорий Калмыцкой АССР. -Элиста.: Изд-во КГУД986.-С55.
3. Федюков А.М. Растительность//ПриродаКалмыцкой АССР. -Элиста, 1969. -С. 54-59.
4. Неронов В. В., Очирова Н.Н. Сосудистые растения заповедника «Черные земли».-М., 1998. -29 с.
5. Ташнинова Л.Н. Красная книга почв и экосистем Калмыкии. -Элиста: АПП «Джангар», 2000. -216 с.
6. Фитомелиоративная реконструкция и адаптивное освоение Черных земель. // Колл. авт./ Под ред. В.И. Петрова. -Волгоград-Элиста, 2001. -321с.
7. Бекеева Н. Л., Ташнинова Л. Н., Чемидов М. М. «Бурые пустынно-степные почвы биосферного заповедника «Черные земли»: морфологический и химический состав»//Вестник института. -2006.-№2. -С. 108-113.
8. Бекеева Н. Л., Ташнинова Л. Н. Бадмаев В. Э. Восстановительные сукцессии фитоценозов на территории биосферного заповедника «Черные земли» // Вестник института. -2004. - №1. -С. 94-98.
