4.2. Биологическая продуктивность степной растительности

Одной из работ по геоботаническому мониторингу растительности в районе исследования является наблюдение за динамикой надземной и подземной фитомассы сообществ, что позволяет делать выводы о ходе смены растительности в результате прекращения пастбищной нагрузки.

Надземная и подземная фитомасса, является неотъемлемой составной частью структуры растительного сообщества, отражающая количественные соотношения слагающих фитоценоз видов (Пешкова, 1987). Количественные соотношения надземной и подземной фитомассы позволяют установить уровень нагрузок на исследуемые сообщества, определить степень их деградации, проследить особенности процесса восстановления степной растительности в результате прекращения пастбищной нагрузки. Изменение продуктивности степных сообществ изучалось на двух ключевых участках - в "Таловской" и "Ащесайской" степях.

Сравнивая надземную продуктивность сообществ за период исследования можно сделать вывод, что восстановление естественной растительности на участках далеко не всегда проходит с увеличением продуктивности сообществ. За отмеченный период значительное увеличение можно отметить лишь на одной из площадок. Прочие площадки характеризуются значительным (в той или иной степени) падением продуктивности растительных сообществ.

Наиболее интенсивно процесс накопления массы подземных органов растений идет на глубине 0-20 см, в основном из-за повышения доли участия в сложении травостоя дерновинных растений (преимущественно плотно и крупнодерновидных злаков).

Увеличение надземной фитомассы происходит в основном за счет накопления ветоши, что можно объяснить отсутствием выпаса копытных животных, как диких, так и домашних, накопление значительных запасов войлока ведет к угнетению некоторых видов степного разнотравья, увеличению пожароопасности (особенно в засушливые годы). Для оптимизации использования степной растительности необходим комплекс научно обоснованных мероприятий, поддерживающих в условиях отсутствия естественных копытных оптимальное количество войлока, к примеру ограниченный выпас лошадей, выборочное сенокошение (Чибилев, 1992).

В целом для большей части площадок характерен ход восстановления растительного покрова, при котором происходит уменьшение доли полыней в фитомассе и возрастание количества разнотравья, в особенности мелкокорневых видов. В ряде случаев происходит восстановление сообществ не до разнотравно злаковых, а до злаковых ассоциаций, что выражается в уменьшении разнотравья и быстром росте доли злаков в фитомассе.

4.3. Регенерация степной растительности

Освоение целинных и залежных земель важное событие в истории нашей страны. Земельный фонд, за счет которого решалась важнейшая зерновая проблема, лежал к востоку от Волги - распашка восточных степей. В 1954-1963 гг. были распаханы все пахотопригодные земли в степной зоне. Степной тип растительности стал самым редким в стране (Бельков, 1994; Чибилев, 1994; Максютов, 1994).

Освоение целинных и залежных земель за короткий промежуток времени изменило огромную территорию восточных районов Оренбуржья. За период с 1954 по 1960 гг. было распахано 1637 тыс.га целинных земель и получено 35 млн.рублей чистого дохода. Однако уже скоро стали видны и негативные стороны освоения целины - сильное засорение значительной части земель и развитие ветровой эрозии. Процессами водной и ветровой эрозии почв охвачено около 1,5 млн.га на 25% cнизилось содержание гумуса в почве. В результате этих процессов была нарушена способность степных фитоценозов к саморегуляции и самовосстановлению. В связи с этим выведение из оборота малопродуктивных щебенчатых, каменистых, солонцеватых почв и восстановление залежей являются одной из актуальных проблем. Обследованием установлено около 300 га таких земель (Бельков, 1994).

Общие закономерности регенерации залежей отмечены в работах Высоцкого, 1915; Келлера, 1916; Дохман, 1956; Иванова, 1958; Ильиной, 1968; Танфильева, 1977; Сконниковой, 1991; Глумова, 1953, Глумова и др., 1948.

С 1979 года наблюдается регенерация залежи на пологом юго-западном склоне степного холма урочища Кармен в Беляевском районе с черноземами южными карбонатными щебневатыми малоразвитыми. Залежь окружают участки квазинатуральной степной растительности. Исходным растительным сообществом, предшествующим распашке, была ксерофитноразнотравно-типчаково-ковылковая степь. Ассоциация мохнатогрудницево-типчаково-ковылковая (Stipa lessingiana + Festuca valesiaca +Crinitaria villosa) с доминированием Stipa lessingiana, кондоминантом здесь выступает типчак Festuca valesiaca. Общее проективное покрытие - 40-45%. В травостое постоянно присутствуют типичные степные аборигены: Koeleria cristata, Galium ruthenicum, Medicago romanica, Astragalus testiculatus, Potentilla humifusa и др. Всего в ассоциации зарегистрировано 48 видов растений. Преобладают многолетние ксерофильные виды, доля сорняков незначительна (табл.14, рис.15 а,б,в).

За период наблюдения на залежи четко прослеживается смена стадий:

I. Крупнобурьянистая залежь (8-10 лет). Ассоциацияя проломниково-пустыннобурчаково-полынковая (Artemisia austriaca + Alyssum turkestanicum + Androsace maxima) - описание 1988 года. Аспект создают серовато-зеленая вегетирующая Artemisia austriaca (полынок) с ярко-желтыми пятнами цветущих Potentilla humifusa, Alyssum turkestanicum, Erysimum diffusum. Основу травостоя составляют синантропные виды: сор₁- Artemisia austriaca, Alyssum turkestanicum, Androsace maxima. Подтверждается несформированность травостоя большим обилием одно- и двулетних сорняков: Lappula sguarrosa, Dracocephalum thymiflorum, Meniocus linifolius, Ceratocephalus orthoceras, Convolvulus arvensis. Среди сорных растений единично встречаются типичные степные виды - Thymus marschallianus, Salvia stepposa, Verbascum phoeniceum. Всего на учетной площади отмечено 22 вида, из них 9 видов (41%) - сорных, 7 видов (31%) - одно-двулетних (табл.14, рис. 16 а,б,в).

II. Плотнокустовая залежь (15-18 лет). Ассоциация разнотравно-типчаковая (Festuca valesiaca + Artemisia austriaca + Potentilla humifusa) - описание 1993 года. Аспект образуют зеленые дерновины Festuca valesiaca – cop₁и отдельные яркие пятна цветущего разнотравья. Общее проективное покрытие 75-80%, почва без степного войлока. Доминирует типчак (Festuca valesiaca) – сор₁; характерно присутствие сорных растений и устойчивых к антропогенным воздействиям: - Dracocephalum thymiflorum, Artemisia austriaca, Euphorbia seguieriana, Lactuca serriola, Lactuca tatarica.

Однако заметную роль на этой стадии регенерации начинают играть степные многолетники: Koeleria cristata, Galium ruthenicum, Trinia muricata, Artemisia pontica, Hedysarum argyrophyllum, Stipa capillata, Stipa lessingiana, Stipa zalesskii. Возобновляются и кустарники - Spiria crenata, Spirea hipericifolia. Всего на учетной площади зарегистрировано 34 вида, из них 7 видов (20%) - сорные растения, 5 видов (14%) - одно-двулетние (табл.16, рис.17 а,б,в).

Итак, только через 15-18 лет от начала регенерации начинают формироваться сообщества, отдаленно напоминающие квазинатуральные степные фитоценозы, в которых, однако, обилие сорных видов, структура и особенность произрастания указывают на серийный характер сообщества и его нестабильность (рис.12, 13, 14). Восстановление выведенной из оборота убыточной пашни и зацелинение залежей естественным путем потребует не менее 60-80 лет. Существующий метод залужения пашни не пригоден для степных фитоценозов, так как посевы монокультуры без постоянного ухода быстро засоряются и, вырождаясь, вступают в процессы естественного восстановления через ряд стадий (от бурьянистой до конечной), продолжающиеся иногда до 100 лет. Наиболее продуктивными и экологически устойчивыми фитоценозами являются зональные степные растительные сообщества. В этой связи наиболее перспективным следует считать создание новых травостоев максимально воспроизводящих основные черты природных экосистем (Вудмэнси, 1987; Чибилев, 1990).

Заслуживает внимания метод создания агростепи, предложенный Ставропольскими ботаниками (Дзыбов, 1991). Для использования его в Оренбургских степях необходима специальная доработка методики и полевые эксперименты.

Таблица 16

Изменение флористического состава растительных сообществ

по мере регенерации степи

Название растений		Обилие
		Квазинатуральная ассоциация	Стадии
			Крупнобурьянистая	Плотнокустовая
1	Achillea nobilis		Sol	sol
2	Achillea setacea		Sol
3	Artemisia austriaca		cop1	sp
4	Artemisia pontica	sol	Sol	sol
5	Astragalus macropus	sol		sol
6	Astragalus testiculatus	sp		sol
7	Astragalus wolgensis
8	Androsace maxima		cop1
9	Alyssum turkestanicum		cop1	sp
10	Alyssum tortuosum	sol
11	Allium declpiens	sol		sol
12	Allium globosum	sol - sp
13	Ceratocephalus orthoceras		Sp
14	Convolvulus arvensis
15	Crinitaria tatarica		Sol
16	Crinitaria villosa	sp
17	Centaurea turgaica	sol
18	Dracocephalum thymiflorum		Sp
19	Campanula sibirica	Sol
20	Elaeosticta lutea	Sol
21	Erysimum diffusum	sol	sp –sol
22	Euphorbia seguieriana	sol	Sol	sol - sp
23	Euphorbia semivillosa			sol
24	Falcaria vulgaris	sol
25	Festuca valesiaca	sp - cop1	sol – un	cop1
26	Galium ruthenicum	sol		sol
27	Iris pumila	Sol - sp		sol
28	Hedysarum argyrophyllum	sol		sol
29	Hierochloe odorata			sp
30	Koeleria cristata	sp sol		sp
31	Lappula sguarrosa		Sp	sol – sp
32	Lactuca serriola			sp
33	Lactuca tatarica			sol – sp
34	Malabaila graveolens
35	Meniocus linifolius	sol
36	Medicago romanica	sp -sol
37	Nonea rossica			sol - sp
38	Nepeta ucrainica	sol
39	Onosma simplicissima	sol
40	Oberna multifida	sol
41	Potentilla humifusa	sp		sp
42	Potentilla recta	sol	sol – un
43	Potentilla impolita	sol	Sol
44	Pedicularis eriantha	sol
45	Phlomis pungens	sol
46	Phlomis tuberosa	sol		sp
47	Silene wolgensis		Sol
48	Sedum telephium	sol
49	Scorzonera purpurea	sol
50	Scorzonera stricta	sol
51	Sisimbrium polymorphum	sol
52	Salvaea stepposa	sol	Sol
53	Spiraea crenata	sol - un		sol
54	Spirea hipericifolia			sol
55	Stipa capillata	sp		sol - sp
56	Stipa lessingiana	cop1-2		sol - sp
57	Stipa zalesskii			sol
58	Thymus marschallianus	sol	sol – sp	sol
59	Tulipa biebersteiniana			sol
60	Tulipa schrenkii	sol
61	Trifolium montanum	sol		sol
62	Trinia muricata	sol	Sol	Sol - sp
63	Thesium arvense	sol	Sol	sol - sp
64	Verbascum phoeniceum	sol	sol	sol-sp
65	Veronica prostrata	sol		sol-sp
66	Veronica incana	sol-un		sol
67	Valeriana tub	sol-sp
	В с е г о:	48	22	34