влияние выпаса на видовой состав и продуктивность растений

С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университетінің Ғылым жаршысы /
Вестник науки Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина. –
2013. - №1 (76). – С.68-74
ВЛИЯНИЕ ВЫПАСА НА ВИДОВОЙ СОСТАВ И
ПРОДУКТИВНОСТЬ
РАСТЕНИЙ СЕЛЬСКИХ ТЕРРИТОРИЙ В УСЛОВИЯХ СУХОЙ
СТЕПИ
Байдюсен У.Ж., Ботабекова Г.Т., Кизат Р.
Аннотация
В статье приведены результаты исследований биоразнообразия
фитоценозов формирующихся в условиях повышенного антропогенного
воздействия. На территории прилегающих к селуЕркеншилик выявлено 25
видов растений, относящихсяк 10 семействам. Здесь эдификаторами
выступают главным образом Agropyronchristatum, Artemisiaaustriaca,
Artemisiaabsinthium, Polygonumaviculare.Значительную долю в структуре
фитоценоза исследуемой территориии занимают малоценная в кормов
отношении полынь Artemisiaaustriaca, стелющиеся устойчивые к
вытаптываниюPolygonumaviculareи растения, имеющие хорошо развитые,
мощные подземные органы, способные к вегатативному размножению
такие как Agropyronrepens.
Ключевые слова: Опустынивание, деградация растительного
покрова, фитоценозы, деградация почв, степные экосистемы.
Введение
Природно-климатическая зона
сухой степи расположена между
засушливой
степью
и
полупустыней, Поэтому в силу
климатических
условий
при
повышенном
антропогенном
воздействии здесь появляются очаги
деградированных
земель.
В
сельской местности часто основным
источником
дохода
является
содержание
домашнего
скота.
Основное
поголовье
скота
сконцентрировано вокруг поселков
и аулов, что при несоблюдении
правил выпаса ведет к деградации
степной растительности. Особенно
уязвимы
сельскохозяйственные
угодья, расположенные в зоне сухих
степей, полупустынь и пустынь.
Деградированные участки земли
простираются на расстоянии в
среднем от 5 и более километров от
населенного пункта. На таких
участках в зоне засушливых и сухих
степей встречаются 4-5 видов
степной
растительности,
эти
растения
в
основном
плохо
поедаются скотом, устойчивы к
вытаптыванию
и
способны
переносить
суровые
зимние
условия. В то же время в естественной среде биологическое
разнообразие представлено 20-25
видами [1].
Деградированные
участки земли без надежного
покрова подвергаются ветровой и
водной
эрозии,
теряется
плодородный
слой
почвы,
снижается
биологическая
продуктивность степных экосистем.
Проблема опустынивания и
снижение продуктивности земель
является сегодня одной из главных
проблем
современности.
Исследования по данной проблеме
проводятся и за рубежом, особенно
в странах с аридным климатом.
По
данным
З.Ш.
Шамсутдинова
и
Н.З.
Шамсутдинова (2002) аридные
территории занимают в России
около 75 млн га. Всего на аридных
территориях сосредоточено 42,5
млн. га природных кормовых
угодий. В настоящее время, большая
часть
пастбищных
экосистем
серьезно нарушена. Многие ценные
в кормовом отношении виды
растений исчезли или стали редки.
Почвы сильно истощены. Потери
гумуса в них составляют 25 - 30% и
они не восполняются. Ветровой
эрозии
подвержено
60%
пастбищных земель, более 50% почв
в той или иной степени засолено [2].
В Монголии в результате
усиления пастбищных нагрузок
среди растительных сообществ
стали преобладать участки с сильно
и очень сильно нарушенными
сообществами.
Для
степей
Центральной Монголии характерны
процессы не только пастбищной
дигрессии, здесь уже налицо
трансформация фитоценозов, когда
коренные сообщества полностью
замещаются качественно новыми
сообществами[3].
Потеря
богатого
растительного покрова оголяет
почву, изменяя ее температурный
режим. По свидетельству З. Г.
Залибекова (2005), установленные
параметры почвенного климата
изменяются в зависимости от
способов
воздействия
на
растительный
покров,
определяемый
плотностью
выпасаемого
поголовья
скота.
Процессы перегрева поверхности
почвы под влиянием солнечной
радиации,
проникая
внутрь
почвенной
массы
оказывают
существенное
влияние
на
преобразование органической и
минеральной части почв [4].
В Монголии наибольшей
антропогенной нарушенностью с
высокой степенью пастбищной
дигрессии характеризуются экосистемы
умеренно-влажных,
злаково-разнотравных
(луговых)
степей, что объясняется наиболее
благоприятными условиями для выпаса
всех
видов
скота.
Наблюдающийся
повсеместный
перевыпас привёл к формированию
сообществ с низкой продукцией и
плохого
кормового
качества
фитомассой. Травостои хотя и
сохраняют высокую сомкнутость, но
низкорослые
с
преобладанием
стелющихся, плохо-и непоедаемых
видов разнотравья[5].
Материалы и методика исследований
Объектами
исследований
Для проведения исследований
являются
сельскохозяйственные по учету степной растительности
естественные угодья, прилегающие использовался метод переменных
к аулам и селам расположенные в квадратов.
На
исследуемых
природно-климатической
зоне участках для изучения фитоценоза
сухой степи Акмолинской области. были заложены пробные площадки
Исследования проводились в 2012 размером 10х10 м (100 м2), в
году
на
территории
села пределах
этой
площади
Еркеншилик
определялись учетные площадки
0
0
(N51 25′001″-E072 33′584″)
размером 25 Х 25 см. Общая
Ерейментауского
района. площадь учета составляет не менее 1
Исследования велись в направлении м2. Выбор учетных площадок
от населенных пунктов по 4 осуществлялся методом случайных
основным трансектам (север, юг, чисел. Пробные площадки для
запад, восток). На территории села изучения растительности были
Еркеншилик учет в северном и заложены в направлении от села на
восточном направлении проводился расстоянии 500, 1000, 1500, 2000,
до расстояния 2000 м, так как далее 2500 и 3000 м. Географические
располагались
посевы координаты пробных пло-щадок на
сельскохозяйственных
культур. территории
села
Еркеншилик
Практически все направления ис- показаны в таблице 1.
пользуются местным населением
для выпаса скота.
Таблица 1 - Географические координаты пробных площадок на территории
села Еркеншилик
Нап
Расстояние от села, м
равл
500
1000
1500
2000
2500
3000
ение
тран
сект
а
Севе N51025′00 N51021′80 N51028′93 N51032′57
1″
0″
2″
6″
р
0
0
0
E072 33′5 E072 33′2 E072 38′8 E072038′6
84″
28″
81″
31″
0
0
0
Вост N51 31′90 N51 28′61 N51 28′63 N51028′68
7″
4″
4’’
7″
ок
0
0
0
E072 39′2 E072 39′5 E072 39′9 E072040′1
70″
49″
62″
17″
Юг
Запа
д
N51027′47 N51027′20 N51026′89
3″
4″
3″
0
0
E072 38′5 E072 38′7 E072038′9
85″
01″
17″
-
N51027′98 N51031′33
0″
7″
0
E72 36′95 E072036′5
14″
4″
N57026′61 N51026′31
1″
8″
0
E072 33′9 E072039′5
18″
78″
N51026′1
24″
E072039′
888″
N51029′57 N51029′55 N51029′5
2″
1″
06″
0
0
E072 35′5 E072 35′1 E072034′
71″
596″
21″
Видовой состав фитоценоза определялся в результате разбора
образцов степной растительности,
были определены семейства и виды
степных трав. Все растения внутри
площадки срезались на уровне
почвы, в период максимального
развития растений, после чего
разбирались
на
ботанические
группы,
высушивались
до
воздушно-сухого
состояния
и
взвешивались.
Результаты исследований
Cеверное
направление
изучаемой территории представлено
только четырьмя видами растений,
относящихся к 2 семействам,
мятликовые
и
сложноцветные.Эдификато-рами
являются
Agropyronchristatum,
Artemisiaaustriaca(таблица 2), эти
два вида растений присутствуют на
всех пробных площадках. В среднем
количество растений по каждой
пробной
площадке
составило
2
23,4шт/м . Наибольшее количество
растений было выявлено у вида
Agropyronchristatum(152 растения),
наименьшее
количество
представителей было у типчака
(Festucasulcata).
Восточное
направление
изучаемой территории представлено
пяти видами растений, относящихся
к 4 семействам, мятликовые и
сложноцветные, гречишные, маревые.Эдификаторами
являются
Agropyronchristatum,
Artemisiaaustriaca, эти два вида
растений присутствуют на всех
пробных площадках. В среднем
количество растений по каждой
пробной
площадке
составило
2
63,5шт/м . Наибольшее количество
растений было выявлено у вида
Polugonumaviculare (243 растения),
наименьшее
количество
представителей
было
у
вида
2
Ceratacarpusarenarius (25 шт/м ).
Южное направление резко
контрастирует
по
богатству
биоразнообразия в сравнении с
предыдущими трансектами, здесь
выявлено 18 видов растений,
относящихся к 11 семействам,
мятликовые,
сложноцветные,
гречишные,
маревые
и
др.
Эдификаторами являются полыни
Artemisiaaustriacа,
Artemisiaabsinthium, эти два вида
растений
практически
присутствовали на всех пробных
площадках (таблица 2). В среднем
количество растений по каждой
пробной
площадке
составило
13,9шт/м2. Наибольшее количество
растений было выявлено у вида
Artemisiaaustriaca (224 растения), у
таких
видов
как
Agropyronchristatum, Polygonumaviculare,
Achilleamillefoliumбыло выявлены
только единичные экземпляры. Если
на пробных площадках 500-1500 м
было выявлено 4-5 растений, то на
расстоянии 2000-2500 количество
видов возросло до 7-8.
Западное
направление
изучаемой территории представлено
15 видами растений, относящихся к
9
семействам,
мятликовые,
сложноцветные,
гречишные,
маревые,
розовые
и
др.
Эдификаторами являются полыни
Artemisiaaustriacа,
из
семействагречишных
Polygonumaviculare,
всего
на
пробных площадках было выявлено
соответственно143 и 569 растений
данных видов на м2. В среднем
количество растений по каждой
пробной
площадке
составило
2
40,6шт/м . Увеличение количества
растений соответственно сказывается на продуктивности биомассы,
изучаемая территория была в
основном представлена мелкими
растениями не превышающих высотой 2-3 см. Если на расстоянии 1000
м от села растительный покров
формировали только два вида
растения, то на пробной площадке
2000 м было выявлено до 9
растений, на расстоянии 3000 м
количество видов снова снизилось
до 3.
Таким образом на территории
села Еркеншилик выявлено 25 видов
растений,
из
10
семейств.
Эдификаторами выступают главным
образом Agropyronchristatum, Artemisiaaustriaca,
Artemisiaabsinthium,
Polygonumaviculare. Среднее количество
растений составило от 74,8 шт/м2 в
южном направлении до 182,1 шт/м2
западного трансекта.
Таблица 2 – Видовой состав и количество растений на территории села
Еркеншилик, шт/м2
Название
Расстояние от населенного пункта, м
Всег
растений
о
500
1000
1500
2000
2500
3000
1
2
3
4
5
6
7
8
Север
Agropyronchr
20
29
42
61
152
istatum
Festucasulcat
22
2
24
a
Artemisia
26
8
50
1
85
austriaca
Agropyronrep
26
19
3
48
ens
Продолжение таблицы 2
1
2
Всего
68
Среднее
22,67
Agropyronrepens
Polugonumaviculare
Ceratacarpusarenarius
Agropyronchristatum
Artemisia austriaca
Всего
Среднее
53
191
25
23
Stipapennata
Lichenes
Phleum pretense
Artemisia austriaca
Koeleriaglauca
Artemisia absinthium
Astragalusglycyphyllos
Festucasulcata
Agropyronchristatum
Potentillaerecta
Plantogo major
Agropyronrepens
Artemisia arenaria
Chenopodium album
Polygonumaviculare
Dracoceрhalumruyschiana
Achilleamillefolium
астровые
Triticumaestivum
Всего
Среднее
39
33
7
15
-
Festucasulcata
Artemisia austriaca
Artemisia absinthium
Kochiaprostrata
Alissumdecentorum
Ceratocarpusarenarius
Polygonumaviculare
292
73
94
23,5
-
3
4
63
113
21
28,25
Восток
7
5
2
77
66
115
117
199
190
66,3 47,5
Юг
54
68
32
1
4
3
18
2
2
-
5
65
21,67
6
-
7
-
8
309
23,4
50
85
135
67,5
-
-
65
243
25
166
317
816
63,5
13
16
12
1
2
6
2
1
-
54
4
5
4
2
3
1
10
20
13
1
-
49
33
7
224
32
38
3
25
2
12
5
2
6
5
1
3
1
108
76
18,0
19
Запад
78
41
7
7
4
1
340
53
6,6
73
9,12
1
45
7,5
1
449
13,9
1
9
102
53
1
127
41
1
78
-
78
143
1
17
4
79
569
Chenopodiumalbum
Camphorosmasoongorica
Potentillaerecta
Ceratocarpusarenarius
Spiraeahypericifolia
Dracoceрhalumruyschiana
Euphorbiavіrgata
Achilleamillefolium
Всего
Среднее
-
119
59,5
Фитомасса разнотравья в
северном
направлении
в
зависимости от расстояния точек
учета варьирует от 30,7 до 61,5 г/м2 .
Наибольшая масса растений (61,52
г/м2) выявлена на расстоянии 500 м
от села и наименьшая (30,72 г/м2) на
расстоянии 2000 м(таблица 3).
Восточное
направление
характеризуется 5 видами растений,
полностью эти виды встречаются в
точке учета 500 м. Наибольшая
масса растений (61,6 г/м2) выявлена
на расстоянии 2000 м от села и
наименьшая
(24,52
г/м2)
на
расстоянии 500 м. В данном направлении
имеется
тенденция
постепенного
увеличения
фитомассы по мере удаления от
села.
Южныйтрансект.
Исследования
показали
южныйтрансектхарактеризуется
более обильным биоразнообразием
растений. В данном направлении
выделено 18 видов растений.
Максимальное
количество
фитомассы отмечено на расстоянии
500 м от села (125, 3 г/м2), далее по
мере
удаления
от
сельского
населенного пункта фитомасса
растений устойчиво снижается и на
1
360
60
2
2
4
2
0,5
1
123,5
12,35
4
1
2
188
31,33
3
2
4
2
0,5
5
1
2
120 910,5
40 40,6
пробной площадке 3000 мфитомасса
составила 20,1% от первоначальной
точки (500 м).
Местность на расстоянии 500
м от села Еркеншилик находится в
низине, где условия увлажнения
несколько выше, что способствует
формированию более высокой биомассы. Далее на расстоянии 1000 и
более метров от села, выпас
местного домашнего скота более
интенсивный, и условия увлажнения
хуже, так как талые воды стекают в
нижнюю точку рельефа. Таким
образом, снижение продуктивности
фитоценоза
южного
трансекта
обусловлено как антропогенными
факторами, так и условиями
формирования рельефа местности.
Западный
трансект.
Исследования
по
западному
трансекту велись с точки 1000 м, так
как территория на расстоянии 500 м
от села в данном направлении была
отведена под полигон твердых
бытовых
отходов.
Западный
трансект включает 17 видов
растений. Формирование биомассы
в точках 1000 и 1500 м отличается
низкой
продуктивностью,
максимальная
продуктивность
фитоценоза отмечена в точках 2000
и 2500 м (30,76 и 59,84 г/м2
соответственно), где отмечено максимальное
биоразнообразие
растений
(до
9
видов).
Продуктивность фитоценоза на расстоянии 3000 м снова снижается и
составляет
9,74
г/м2.
Продуктивность
западного
трансекта была наименьшей в
сравнении
с
другими
направлениями.
В среднем по мере удаления
от населенного пункта биомасса
растений
снижается.
Это
объясняется тем, что скот главным
образом выгоняют за 500-1000 м от
села.
Таблица 3 - Биомасса растений на территории села Еркеншилик, г/ м2
Направления
Расстояние от населенного пункта, м
Средн
трансектов
ее
500
1000
1500
2000
2500 3000
Север
61,52 33,84 55,24
30,72
45,3
Восток
24,52 40,12 44,92
61,6
42,7
Юг
125,3
38,84 25,6
2
72,36 63,88
42,2
4
61,3
Запад
9,64
10,6
30,76 59,24 9,74
23,9
Среднее
70,4
38,9
43,6
41,3
49,0 17,6
Обсуждение полученных данных и заключение
В естественных природных Galatelladivaricata,
условиях
особенностью Jurineamultiflora).
Разнотравье
растительного
покрова
сухих играет
подчиненную
роль
в
дерновинно-злаковых
степей строении сообществ и доля его
является господство ксерофитных участия не превышает 10-15%.
дерновинных
злаков(Stipa Травяной покров сухих степей
lessingiana, S. capillata, S.sareptana, разрежен,
общее
проективное
Festuca valesiaca, Koeleria cristata), покрытие непревышает 50-60%[6].
рыхлодерневинных
(Aropyron
В условиях повышенного
pectinatum) и корневищных (Leymus антропоген-ного
влияния
ramosus) злаков. Разнотравье также естественная
растительность
представлено
ксерофитами характерная для сухой степи
(Dianthus leptopetalus, Phlomoides вытеснилась малопоедаемыми и и
agrarian, Tanacethum achilleifolium, устойчивыми
к
поеданию
Galatella tatarica, G. divaricata). На растительностью. Большую долю в в
темно-каштановых
почвах фитоценозе
исследуемой
преобладают
территориии занимают полынь
типчаково-ковылковые
Artemisiaaustriaca,
растения
(Stipalessingiana)
степи. семейства
Характеризуются не значительной Сhenopodiaceae.Присутствие
примесью
разнотравья полыни особенно ярко выражена в
(Dianthusleptopetalus,
восточном(38,8%
от
общего
количества растений) и южном
(49,8%) направлениях. Полыни из-за
своей горечи плохо поедаются
скотом
в
период
вегетации.
Значительную часть фитоценоза
занимают также такое стелющееся
растение как, Polygonumaviculare, в
восточном и западном направлениях
доля данного вида в фитоценозе
велика (29,7-62,5%) или растения,
устойчивые
к
вытаптыванию,
имеющие
хорошо
развитые,
мощные
подземные
органы,
способные
к
вегатативному
размножению
такие
как
Agropyronrepens.Примечательно
что, в восточном направлении, где
выпас домашних животных гораздо
меньше, видовое разнообразие
растений увеличивается, и доля
корневищного растения такого как
Agropyronrepensзначительно
снижается.
В целом на изучаемой
территории
основные
представители
степной
растительности характерные для
естественных условий практически
исчезли из фитоценоза. Такие же
результаты
получены
при
исследовании
горностепной и
северной части степной зоны
Монголии.
По
данным
Мирошниченко
(2004)
с
повышением пастбищной нагрузки,
хорошо поедаемые животными,
размножающиеся
семенами
растения, являющиеся эдификаторами
коренных,
исходных
фитоценозов,
в
условиях
постоянного и многократного за
вегетационный сезон стравливания
истощаются
и
выпадают
из
травостоя. На смену им появляются
и разрастаются растения способные
к вегетативному размножению; это
обеспечивает им по сравнению с
растениями,
размножающимися
только семенами, устойчивость к
выпасу и лучшее расселение по
территории [7].
Таким образом в результате
изучения
растительности
присельной
территории
села
Еркеншилик выявленовыявлено 25
видов растений, из 10 семейств.
Эдификаторами выступают главным
образом
Agropyronchristatum,
Artemisiaaustriaca, Artemisiaabsinthium,
Polygonumaviculare.
Направления
наиболее
часто
используемые местным населением
под
выгон
имеют
низкую
биологическую
продуктивность.
Наиболее
деградированным
направлением
изучаемой
территории
является
западное
направление биомасса растений
здесь в среднем составила 23,9г/м2
сухой
массы.
Видовое
биоразнообразие растительности в
зависимости
от
направленийраспределено
не
равномерно, северное и восточное
направление
представлено
в
основном 3-4 видами растений.
Значительную долю в фитоценозе
исследуемой территории занимают
малоценные в кормовом отношении
виды
трав,
представители
естественной
растительности
практически
вытеснены
из
фитоценоза.
Список литературы
1 Методика определения норм и нормативов по установлению
экологически оптимальной структуры сельскохозяйственных угодий по
природно-климатическимподзонам. Министерство природных ресурсов и
охраны окружающей среды.Кокшетау, 1997- С.19
2 Шамсутдинов З.Ш. и Шамсутдинов Н.З. Методы экологической
реставрации аридных экосистем в районах пастбищного животноводства//
Степной бюллетень, №11,зима2002 г.
3 Бажа С.Н., Гунин П.Д., Данжалова Е.В., Казанцева Т.И.
Диагностические показатели пастбищной дигрессии степных растительных
сообществ монгольской биогеографической провинции Палеарктики.
//Поволжский экологический журнал. 2008. № 4,С.251 – 263
4 Залибеков З.Г. Аридное почвообразование и проблемы его изучения
в регионах Европейского юга России. // Аридные экосистемы, 2005, том 11,
№26-27,С.94-97
5 И.М. Микляева, П.Д. Гунин, Н.Н. Слемнёв, С.Н. Бажа,
А.Факхире.Нарушенность растительности степных экосистем.// Аридные
экосистемы, 2004, том 10, № 24-25, С.35-45
6 Ландшафтное и биологическое разнообразие Республики Казахстан.
Под редакцией канд. биологических наук И. Мирхашимова- Алматы: ОО
«ОST –XXI век», 2005. – С.242
7 Мирошниченко Ю.М. Влияние выпаса и экологических условий на
распространение полыней в степях Монголии и России // Аридные
экосистемы, 2004, том 10, № 24-25, С.76-83
Түйін
Зерттелген ауылдық аумақта фитоценоздын басым бөлігін жусан
Artemisia austriaca, Сhenopodiaceae тұқымдасына жататын өсімдіктер
иеленуде. Зерттелген аумақтын шығыс және онтүстік бағыттарында
жусаннын фитоценоздағы жиі кездесуі аңық байқалады. Жусандар ашшы
болғандықтан жем шөбі ретінде маңызы төмен болып келеді.
Фитоценоздың қомақты бөлігін жайылып өсетің Polygonum aviculare
сияқты өсімдік түрі де иеленуде. Бүл өсімдік түрі әсіресе шығыс және батыс
бағыттарында көп кездеседі. Мұнымен қатар фитоценозда жер асты
мүшелері жақсы дамыған, вегетативті жолдары арқылы көбейе алатын
Agropyron repens сияқты өсімдік түрі жиі кездеседі. Зерттелген аймақтын
фитоценозында азықтық тұрғыдан маңызы шамалы шөп түрлері кездеседі,
табиғи далаға тән өсімдіктер түрлері фитоценоздан ығыстырылып
жойылып кетуге жақын.
Summary
Plants of the family Сhenopodiaceae, Artemisia austriaca occupy the
main part of the study area. The presence of worm wood is particularly noticed in
the eastern and southern areas. Sage is bad eaten by cattle because of its bitterness
during the growing season. A significant part of phytocenosis in the east and west
is also occupied as acreeping plant, Polygonum aviculare and plants resistant to
trampling, with well-developed, powerful underground bodies capable of
vegetative reproduction such as Agropyron repens.
A significant proportion of the study area in phytocenosis occupy little
value in forage grass species, representatives of the natural vegetation is
practically forced out of phytocenosis.