Восстановительные сукцессии растительности залежей сарпинской низменности в пределах республики калмыкия
На правах рукописи
БЕМБЕЕВА Ольга Геннадиевна ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЗАЛЕЖЕЙ САРПИНСКОЙ НИЗМЕННОСТИ В ПРЕДЕЛАХ РЕСПУБЛИКИ КАЛМЫКИЯ 03.02.01 – ботаника
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Саратов – 2013
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Калмыцкий государственный университет» на кафедре ботаники и зоологии
Научный консультант: доктор биологических наук, доцент Джапова Раиса Романовна, профессор кафедры ботаники и зоологии ФГБОУ ВПО «Калмыцкий государственный университет» (г. Элиста)
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Березуцкий Михаил Александрович, профессор кафедры методики преподавания биологии и экологии ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского» доктор биологических наук, доцент Сальников Алексей Львович, зав. кафедрой агроинженерии, мелиорации и агроэкологии ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»
Ведущая организация: Калмыцкий филиал государственного научного учреждения ВНИИГиМ гидротехники имени А.Н. Костякова Россельхозакадемии (г. Элиста)
Защита состоится «17» октября 2013 г. в 15 часов на заседании диссертацион ного совета Д 212.243.13 при Федеральном государственном бюджетном образо вательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский го сударственный университет имени Н.Г. Чернышевского» по адресу: 410012, г. Са ратов, ул. Астраханская, д. 83;
e-mail: [email protected]. Fax: 8(8452)27-85-29.
С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке им.
В.А. Артисевич ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского».
Автореферат разослан «12» сентября 2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета С. А. Невский
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Растительный покров Республики Калмыкия представ ляет собой растительные сообщества, находящиеся на различных стадиях транс формации под влиянием природных факторов и деятельности человека. Иссле дование современного состояния растительного покрова Калмыкии особенно актуально в связи с тенденцией нарастания антропогенной трансформации рас тительности не только в связи с ее пастбищной деградацией, но и распашкой территории пустынной зоны, часть которой в настоящее время находится в за лежном режиме.
Площадь пашни, подвергшейся стихийной консервации, по официальным данным составляет в республике 12.3 тыс. га (Доклад…, 2012). Изучение особен ностей зарастания заброшенной пашни, флористического и фитоценотического разнообразия залежных растительных сообществ, стадий восстановительной сук цессии на залежах, их длительности – малоизученная проблема в регионе. Иссле дование направлений восстановительной сукцессии растительности на залежных участках позволит эффективно использовать мероприятия по рациональному использованию залежей.
Цель и задачи исследования. Цель – выявить флористическое и фитоценоти ческое разнообразие залежных растительных сообществ, особенности процес сов демутации растительности залежей на ранее орошаемой и богарной пашне на Сарпинской низменности в пределах Республики Калмыкия.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
· провести систематический, биоморфологический и экологический анализ флоры залежей;
· выявить фитоценотическое разнообразие залежных растительных сообществ;
· дать характеристику растительных сообществ на основных стадиях восста новительной сукцессии залежной растительности;
· сравнить особенности хода сукцессии залежной растительности на ранее орошаемой и богарной пашне.
Научная новизна. Проведено комплексное исследование залежной раститель ности, изучено флористическое и фитоценотическое разнообразие, выявлены особенности демутации залежей Сарпинской низменности. Впервые изучены процессы восстановительной сукцессии растительности залежей после возде лывания риса. Проведен сравнительный анализ структуры флоры и стадий дему тации на ранее орошаемых и богарных залежных участках.
Теоретическая и практическая значимость исследования. Материалы по фло ристическому и фитоценотическому разнообразию залежей могут быть осно вой при флористическом и геоботаническом районировании, для экологическо го мониторинга и своевременного принятия мер по сохранению биологического разнообразия аридных экосистем. Результаты исследований залежных экосистем Калмыкии позволят обосновать новую концепцию экологического земледелия для аридных районов юго-востока России. Полученные результаты могут исполь зоваться при подготовке специалистов биологов и экологов в курсах геоботани ки, биогеографии и экологии растений в Калмыцком государственном универси тете, в системе повышения квалификации работников агропромышленного ком плекса республики.
Внедрение результатов исследований. Материалы исследований залежной растительности используются при кадастровой оценке природных кормовых уго дий специалистами Министерства по земельным ресурсам Республики Калмы кия. Составленные автором схемы восстановительных сукцессий растительности залежей служат основанием при разработке проектов рекультивации нарушен ных земель и внутрихозяйственного землеустройства фермерских хозяйств спе циалистами ОАО «КалмНИИгипрозем».
Апробация работы. Материалы исследований были представлены и обсуж дены на международных, всероссийских и региональных научно-практических конференциях: Первые международные беккеровские чтения (Волгоград, 2010);
Региональный молодежный экофорум «Экология. Инновации. Человек» (Элис та, 2010);
Ломоносов-2011: XVIII Международная конференция студентов, аспи рантов и молодых ученых (Москва, 2011);
«Структура, функционирование био систем и экологическая безопасность» (Улан-Удэ, 2012);
Всероссийская школа конференция «Актуальные проблемы геоботаники» (Уфа, 2012);
Международ ном симпозиуме и VIII школе-семинаре «Геоэкологические проблемы степных регионов» (Оренбург, 2012);
заседаниях кафедры ботаники и зоологии КалмГУ (2010-2013).
По теме диссертационной работы опубликовано 12 работ, в том числе 3 ста тьи в изданиях перечня ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 132 стра ницах. Состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы. Материал пред ставлен 36 рисунками (фотографии, схемы, диаграммы) и 7 таблицами. Список литературы насчитывает 203 наименования.
Личный вклад автора заключается в организации и проведении полевых ис следований, выборе методов сбора полевых данных, обработке и анализе мате риалов. Работа является обобщением исследований автора 1996-2012 гг.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. В ходе восстановительной сукцессии изменяется флористическое богат ство залежных сообществ: пик видового разнообразия растительности залежных участков ранее орошаемой пашни приходится на начало сукцессионного ряда, богарной – на заключительные стадии.
2. Схемы восстановительных сукцессий на залежах в значительной степени определяются способом использования пашни. Динамика экотопа на залежах после возделывания риса определяет возникновение галофитной стадии вос становительной сукцессии, не свойственной растительности богарных залежей.
3. Количество стадий сукцессии на богарных залежах зависит от типа почвы.
На зональных каштановых и бурых полупустынных почвах 4 стадии восстанови тельной сукцессии, на солонцах автоморфных – 2 стадии.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ В главе охарактеризованы природно-климатические условия района исследова ний. Сарпинская низменность – северная часть Прикаспийской низменности в пре делах Республики Калмыкия, отделена от возвышенности Ергени цепочкой Сарпинс ких озер. Большая часть низменности находится выше уровня моря. Климат резко континентальный – лето жаркое и очень сухое, зима малоснежная. Температура воздуха имеет резко выраженный годовой ход. Годовая амплитуда экстремальных температур воздуха составляет 80–90 °С (Агроклиматические ресурсы…, 1974).
Зональными почвами Сарпинской низменности являются каштановые (под тип светло-каштановые) и бурые полупустынные почвы. Для северной и северо западной частей низменности характерны легкосуглинистые светло-каштановые почвы, на остальной территории преобладают бурые полупустынные почвы лег косуглинистого и супесчаного гранулометрического состава. Солонцы каштано вые и полупустынные распространены пятнами среди зональных почв (Бакино ва и др., 1999). К неглубоким понижениям приурочены лугово-каштановые и лугово-бурые почвы (Джиджиков, 1972).
По ботанико-географическому районированию территория Сарпинской низ менности входит в подзону полукустарничково-дерновиннозлаковых степей и подзону северной пустыни (Зоны и типы поясности…, 1999). Одной из основных черт почвенно-растительного покрова Сарпинской низменности является комп лексность – чередование участков различных сообществ, связанное со сменой условий местообитания.
Травостой растительных сообществ равнинных участков слагают дерновин ные злаки (Stipa capillata, St.lessingiana, St.sareptana, Festuca valesiaca, Koeleria cristata, Agropyron desertorum, A.fragile) и полукустарнички (Artemisia lerchiana, A.pauciflora, A.austriaca, Kochia prostrata, Camphorosma monspeliaca). На всей территории распространены эфемеры и эфемероиды.
Глава 2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Первые сведения о растительности Калмыкии изложены в трудах П.С. Палла са (1778), А.Н. Краснова (1886), И.К. Пачоского (1892, 1908). Н.А. Димо и Б.А. Келлером (1907) отмечена характерная особенность возвышенности Ергени – комплексность растительного и почвенного покрова. П.П. Бегучев исследовал растительность Прикаспийской низменности в пределах Калмыкии (1928, 1936, 1951, 1968).
Биоэкологические особенности перспективных фитомелиорантов рассмот рены в трудах Ольги А. Лачко (1983, 1991), Г.О. Сусляковой (1997). Вопросам зак репления открытых песков посвящены работы В.И. Петрова и др. (1979), Олега А.
Лачко и др. (1989). Проблемы опустынивания растительного покрова республики отражены в работах В.А. Банановой (1990,1992, 2007-2008), флористические исследования – Н.М. Бакташевой (1980, 1994, 2000, 2012), динамика расти тельности сенокосов и пастбищ – Р.Р. Джаповой (1991а, 1991б, 2008).
Сведения о залежной растительности аридных зон опубликованы в работах А.А. Михеева (1916), Г.Н. Высоцкого (1923), И.В. Ларина (1930), Г. Н. Новикова (1936), в которых представлены схемы зацелинения залежей по временным стадиям и ботаническому составу отдельных циклов. П.И. Анфигентов и И.И. Тереножкин (1937) выделяют стадии: бурьянистую, пырейно-полынную, типчака и полыней, либо только полыней. Ф.Я. Левиной (1953) выделены 4 стадии: 1) бурьянистая;
2) корнеотпрысковая и корневищная с преобладанием группировок полынка и осо бенно остреца;
3) рыхлокустовая с преобладанием стержнекорневых полукустар ничков;
4) плотнокустовая дерновинно-злаковая. Т.Н. Щербиновской (1954) описа ны три стадии залежной растительности: 1) в первые 1-3 года развивается бурьяни стая растительность со значительным участием солянок;
2) на 3-5-й годы бурьяны вытесняются корневищными злаками;
3) через 15-20 лет корневищные злаки вытес няются плотнокустовыми. В.Ф. Максимова (1957) отмечает следующие особенно сти демутации залежей: резко возрастает высота травостоя по сравнению с цели ной, происходит запаздывание фаз развития отдельных растений, что связано с улучшением условий среды на залежных участках.
Опубликованные материалы касаются богарных залежей. Исследований сук цессий на ранее орошаемых землях значительно меньше. Д.И. Люри и др. (2010) проследили восстановление растительности на двух участках после выращива ния бахчевых культур с орошением в Астраханской области. В процессе демута ции сообщество изменяется в направлении ксерофитизации условий увлажне ния.
В главе также приводятся данные Управления Федеральной службы государ ственной регистрации, кадастра и картографии по РК о состоянии залежных зе мель Калмыкии на 01.01.2012 г. – 12.3 тыс.га, из них на исследуемую территорию приходится около 3.2 тыс.га. Эти цифры занижены, т.к. отражают только те площа ди, которые официально переведены из пашни в залежи. Большая часть неис пользуемой пашни в другие угодья не переводилась и формально продолжает считаться пашней (Смелянский, 2012).
Глава 3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ При изучении сукцессий на залежах использовали метод прямых наблюде ний и косвенный метод экстраполяции пространственных рядов во временные (Александрова, 1964). Выбор залежных участков проведен по материалам круп номасштабного геоботанического обследования территории специалистами ин ститута «КалмНИИгипрозем» в 1973-1989 гг. и собственным материалам обсле дования в 1996-2012 гг.
Количество исследованных залежных участков составило 29 на ранее ороша емой пашне и 31 – на богарной (рис.1).
1а 1б Рис.1. Карта-схема расположения обследованных участков залежей после возделывания риса (1а) и сельскохозяйственных культур на богаре (1б) в Октябрьском районе РК Учеты и наблюдения проводили в соответствии с методами геоботаническо го обследования (Александрова, 1964;
Раменский, 1971;
Общесоюзная инструк ция..., 1984;
Методические..., 1974, 1987). В обработку вошло около 200 описаний растительности, выполненных в течение 1996-2012 гг.
Для определения растений использовали «Флору Европейской части СССР, Флору Восточной Европы» (1996-2004). Жизненные формы выделены по И.Г. Серебрякову (1962), экологические типы растений – по Т.К. Горышиной (1979), фитоценотипы – по Л.Г. Раменскому (1971). Названия видов растений приведены по сводке С.К. Черепанова (1995), почв – по классификации и диагностике почв СССР (1977). При обработке материала использована программа Exсel, при со ставлении карт программа map-info.
Глава 4. ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА РАНЕЕ ОРОШАЕМЫХ УЧАСТКАХ Приведена характеристика мелиоративного состояния Сарпинской ороситель но-обводнительной системы, причины появления залежных участков после воз делывания риса.
Флористическое богатство залежной растительности ранее орошаемых учас тков включает 88 видов, относящихся к 21 семейству и 69 родам. По количеству видов лидирующее положение занимают семейства Asteraceae, Poaceae, Chenopodiaceae, Brassicaceae, Cyperaceae. Среди жизненных форм залежной фло ры после возделывания риса численно преобладают многолетние травянистые (44.3%) и однолетние растения (43.2%). Доля двулетних видов – 6.8%, полукустар ничков – 4.6%, кустарников – 1.1%. Экологический спектр флоры залежей пред ставлен 12 типами, из которых преобладают ксеромезофиты (30.7%), эвмезофиты (18.2%), галоксерофиты (14.8%), гигрофиты (8.0%), хотя основное фитоценоти ческое значение имеют гигрофиты, галомезофиты, эвксерофиты.
Фитоценотическое разнообразие залежной растительности ранее орошаемых участков представлено 11 ассоциациями и 8 формациями (табл.1).
Таблица Фитоценотическое разнообразие залежной растительности после возделывания риса Стадии Формации Ассоциации 1.Сорноразнотравная сорноразнотравная сорноразнотравная пырейная пырейная 2.Корневищная клубнекамышовая клубнекамышовая тростниковая тростниковая клубнекамышово-тростниковая петросимониевая петросимониевая сантониннополынная 3.Галофитная сантониннополынная петросимониево-сантониннополынная бескильницевая бескильницевая однолетниково-бескильницевая 4.Вторичной целины лерхополынная лерхополынная Анализ фитоценотического разнообразия залежной растительности, возраст ранее орошаемых залежных участков позволил нам выделить следующие стадии сукцессии: сорноразнотравная (1–6 годы залежности);
корневищная (2–6 годы залежности);
галофитная (5–30 годы залежности);
вторичной целины (15–30 годы залежности).
Сорноразнотравная стадия. В первые годы залежности верхние горизонты почв после выращивания риса промыты от солей. Растительный покров форми руют одно-двулетние сорные растения, являющиеся демутационными экспле рентами, по отношению к засолению – гликофитами.
Корневищная стадия. На второй-шестой годы сорные растения сменяются корневищными. Ценозообразующая роль Phragmites australis, Bolboschoenus maritimus определяется особенностями их размножения и высоким уровнем грун товых вод. Эти виды активно транспирируют, концентрируя почвенный раствор нижних горизонтов и раствор грунтовых вод (Бейдеман, 1954, 1965), после чего развиваются процессы вторичного засоления почв, что обусловливает развитие галофитов.
Галофитная стадия представлена однолетниково-бескильницевыми, клубне камышово-бескильницевыми, бескильницевыми, сантониннополынными, пет росимониевыми фитоценозами, а также двух-, трехкомпонентными раститель ными комплексами из перечисленных сообществ. В травостое появляются мно голетние виды, характерные для засоленных лугов: Inula britannica, Plantago salsa, Achillea millefolium, A.santonica.
Стадия вторичной целины. Растительность представлена лерхополынными (Artemisia lerchiana), полынными (A.lerchiana, A.santonica, A.austriaca) фито ценозами. Косвенным подтверждением залежности участков является наличие сорных видов: Barbarea arcuata, Erigeron canadensis, Chenopodium album и га лофита Puccinellia distans.
Структура флоры залежей изменяется в зависимости от их возраста, причем эти изменения достаточно динамичны. Пик видового разнообразия приходится на начало сукцессионной серии. Динамика числа видов, внедряющихся в серий ные сообщества, происходит активнее на начальных стадиях сукцессии, а вытес нение видов – на последних стадиях (рис. 2).
число видов число видов 80 60 ксерофиты всего видов 40 мезофиты появляющиеся 20 гигрофиты виды 10 исчезающие 1 2 3 виды стадии сукцессии 1 2 3 4 стадии сукцессии Рис.2. Динамика видового богатства Рис.3. Динамика экологического спектра флоры на различных стадиях сукцессии по фактору увлажнения на стадиях после возделывания риса сукцессии после возделывания риса В залежной растительности на орошаемых ранее землях в условиях пустын ной зоны Калмыкии гигрофильные компоненты флоры сохраняются только на 1-2 стадиях сукцессии (рис. 3).
Доля галофитов с начала сукцессии (12% от общего числа видов) возрастает до 56% на 3 стадии, при этом возрастает участие в спектре галоксерофитов и евгалофитов на фоне снижения доли галомезофитов и галогигрофитов. На ста дии вторичной целины участие галофитов в экологическом спектре залежной флоры снижается до 22%.
Глава 5. ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЗАЛЕЖЕЙ НА БОГАРНЫХ УЧАСТКАХ На залежных участках после выращивания ржи, ячменя и пшеницы без оро шения зарегистрировано 79 видов, 60 родов растений, принадлежащих 26 семей ствам. Самые многочисленные из них в видовом отношении семейства Poaceae, Chenopodiaceae, Asteraceae. Более половины видов (53.2%) являются многолет ними травами, доля однолетников – 31.6%, двулетних – 3.8%, полукустарничков – 10.1%, кустарничков – 1.3% от общего числа видов.
Экологическая структура богарных залежей представлена 10 экологически ми типами растений, преобладают ксеромезофиты (32.1%), евксерофиты (24.4%), галоксерофиты (14.1%), евмезофиты (12.8%). Основное фитоценотическое зна чение имеют ксеромезофиты, эвксерофиты, галоксерофиты.
Фитоценотическое разнообразие богарных залежей на зональных светло-каштано вых и бурых полупустынных почвах суглинистого гранулометрического состава пред ставлено 5 формациями, 12 ассоциациями (табл. 2). Растительные сообщества богар ных залежей на зональных светло-каштановых и бурых полупустынных легких почвах мы отнесли к 4 формациям и 11 ассоциациям. Фитоценотическое разнообразие стадий сукцессии на суглинистых и супесчаных почвах сходно.
Таблица Фитоценотическое разнообразие залежной растительности на светло-каштановых и бурых полупустынных суглинистых почвах Стадии Формации Ассоциации 1. Однолетниковая однолетниковая однолетниковая эбелековая 2. Корнеотпрысковая и острецовая острецовая корневищная полынковая полынковая однолетниково-лерхополынная полынково-лерхополынная 3. Полукустарничковая лерхополынная острецово-лерхополынная типчаково-лерхополынная пустынножитняково-лерхополынная ковыльно-лерхополынная 4.Полукустарничково- лерхополынно-дерновиннозлаковая дерновиннозлаковая дерновиннозлаковая лерхополынно-ковыльная На основании своих наблюдений и данных Т.Н. Щербиновской (1953), В.Ф. Максимовой (1957), Р.Р. Джаповой (2008), мы выявили некоторые различия:
1. На первой стадии сукцессии на легких почвах выделили дополнительно две ассо циации: кровельнонеравноцветниковую (Anisantha tectorum) и кураевую (Salsola australis). 2. На второй стадии сукцессии отмечена только острецовая формация с одноименной ассоциацией. 3. На третьей-четвертой стадиях в качестве доминанта и субдоминанта фитоценозов выступает гемипсаммофит A.fragile:
Поскольку растительный покров на исследуемой территории комплексный, то были распаханы и участки с солонцами, входящие в состав почвенно-расти тельных комплексов. В растительном покрове залежей на солонцах средних и мелких выделены 5 формаций, 11 ассоциаций (табл. 3).
Таблица Фитоценотическое разнообразие залежной растительности на солонцах средних и мелких Стадии Формации Ассоциации эбелековая эбелековая 1.Однолетниковая татарсколебедовая татарсколебедовая петросимониевая петросимониевая лерхополынная однолетниково-лерхополынная лерхополынная камфоросмово-лерхополынная прутняково-лерхополынная чернополынная 2.Полукустарничковая однолетниково-чернополынная чернополынная камфоросмово-чернополынная острецово-чернополынная Растительный покров бурьянистой стадии на богарных залежах складывается из видов, засорявших посевы культурных растений, и малолетников с прилегаю щих целинных участков. Эта стадия обычно длится до четырех лет, но на легких зональных почвах кровельнонеравноцветниковые сообщества могут просуще ствовать до 20 лет. Ценозообразующие виды второй стадии сукцессии – корне вищный злак Leymus ramosus и корнеотпрысковый полукустарничек A.austriaca, сохраняют преимущество в фитоценозах залежей на суглинистых зональных по чвах с 3 по 7 годы.
С уплотнением почвы на залежах зональных почв возрастает роль полыни Лерха, затем плотнодерновинных злаков, которые выступают в роли доминантов или субдоминантов растительных сообществ.
Пик видового разнообразия залежной флоры на богаре приходится на заклю чительную стадию сукцессии. Активное внедрение видов в серийные сообще ства происходит на 1 и 3 стадиях сукцессии, а вытеснение – на 2 стадии (рис. 4).
Среди экологических типов по фактору увлажнения соотношение ксерофи тов и мезофитов на всех стадиях сукцессии примерно одинаково (рис.5).
Восстановление коренной растительности на солонцах протекает за более короткий период времени, чем на зональных бурых полупустынных и светло каштановых почвах, что связано с отсутствием значительного числа высших рас тений, способных произрастать на солонцах.
50 20 1 2 3 Рис.5. Динамика экологического спектра Рис.4. Динамика видового богатства флоры по фактору увлажнения на богаре на различных стадиях сукцессии на богаре Глава 6. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ СУКЦЕССИИ РАНЕЕ ОРОШАЕМЫХ И БОГАРНЫХ УЧАСТКОВ Из 133 видов 31 семейства, отмеченных в растительном покрове исследован ных залежных участков, 34 вида из 12 семейств встречаются и на ранее орошае мых, и богарных участках. На ранее орошаемых залежных участках флористичес кое богатство на 12% выше, чем на богарных, что объясняется значительным разнообразием условий обитания видов в процессе восстановительной сукцес сии растительности после орошения. На залежных участках после возделывания риса отмечены виды семейства Cyperaceae (Eleocharis palustris, E. acicularis, Scirpus lacustrus, Bolboschoenus maritimus, Juncellus serotinus, Cyperus fuscus), которые обычно произрастают на лиманах, заболоченных лугах. Здесь же обита ют виды семейств: Alismataceae, Typhaceae, Plantaginaceae, Butomaceae, Tamaricaceae, которые не встречаются на богарных залежах. По мере развития восстановительной сукцессии изменяется флористическое богатство сообществ:
пик видового разнообразия ранее орошаемых залежей приходится на начало сук цессионного ряда, богарных – на заключительные стадии.
Древесные жизненные формы на богарных залежах представлены кустар ничком Ephedra distachya, на ранее орошаемой пашне – кустарником Tamarix ramosissima, количество полукустарничков на богарных залежах вдвое выше.
Фитоценотическое разнообразие залежей Сарпинской низменности представ лено 45 ассоциациями и 22 формациями, отражающими разные стадии демута ции (см. табл. 1,2,3). Растительный покров залежей на месте ранее орошаемой пашни слагают 11 ассоциаций, объединенных в 8 формаций. Фитоценотическое разнообразие на богаре значительно выше (34 ассоциации, 14 формаций), что связано с различными эдафическими условиями исследованных фитоценозов.
Состав ценозообразующих видов различен: в растительных сообществах ра нее орошаемой пашни доминируют Elytrigia repens, Phragmites australis, Bolboschoenus maritimus, Artemisia santonica, Puccinellia distans;
на богарной – Ceratocarpus arenarius, Anisantha tectorum, Salsola australis, Leymus ramosus, Artemisia lerchiana, A.pauciflora, Stipa capillata, Agropyron fragile.
Исследование залежной растительности на богарных участках Сарпинской низ менности в целом подтверждает общую схему зацелинения залежей, описанных Т.Н. Щербиновской (1954), В.Ф. Максимовой (1957), Левиной (1964). Анализ полу ченных нами данных позволил выявить флористическое и фитоценотическое разно образие богарных залежей, особенности стадий зацелинения на зональных почвах различного гранулометрического состава и на интразональных почвах – солонцах.
Количество стадий сукцессии, их продолжительность определяются рядом факторов, важнейшими из которых являются исходная растительность, тип по чвы, продолжительность использования участка в качестве пашни, наличие при легающих целинных участков. Значительное влияние на длительность стадий за целинения оказывает выпас. Следствием интенсивного выпаса является возврат растительности залежей с заключительных стадий сукцессии на более ранние.
Восстановительную сукцессию на богарных залежах можно отнести в соот ветствии с классификацией Т.А. Работнова (1983, 1992) к демутациям, поскольку постепенно формируется растительность, близкая к исходной. Схемы восстано вительной сукцессии на ранее орошаемых участках отличаются от стадий на бо гарных залежах наличием галофитной стадии, возникающей вследствие вторич ного засоления почвы. Наши исследования показали, что заключительной стади ей восстановительной сукцессии растительности залежей на месте ранее ороша емой пашни могут быть растительные сообщества третьей и четвертой стадий.
На ранее орошаемой пашне в ходе сукцессии формируются фитоценозы, образование которых зависит от гидрологических условий и засоленности суб страта: клубнекамышовые, тростниковые, петросимониевые. Такие сукцессии можно отнести к квазипервичным сукцессиям.
ВЫВОДЫ 1. Флора залежной растительности Сарпинской низменности в пределах Рес публики Калмыкия включает 133 вида сосудистых растений, относящихся к родам и 31 семействам. Флористическое богатство залежей на месте ранее оро шаемой пашни на 12% выше, чем на богаре, что обусловлено значительным разнообразием условий обитания видов в ходе восстановительной сукцессии растительности.
2. По мере развития восстановительной сукцессии изменяется флористичес кое богатство залежных сообществ: пик видового разнообразия растительности залежных участков ранее орошаемой пашни приходится на начало сукцессион ного ряда, богарной – на заключительные стадии.
3. На богарной и ранее орошаемой пашне различен состав ценозообразую щих видов: на ранее орошаемой доминируют Phragmites australis, Bolboschoenus maritimus, Artemisia santonica, Puccinellia distans;
на богарной – Ceratocarpus arenarius, Anisantha tectorum, Leymus ramosus, Artemisia austriaca, A.pauciflora, Stipa capillata, Agropyron fragile.
4. Растительность залежей представлена 45 ассоциациями и 22 формациями, отражающими разные стадии демутации, из них 11 ассоциаций и 8 формаций слагают растительный покров ранее орошаемых земель.
5. Схемы восстановительных сукцессий на залежах в значительной степени определяются способом использования пашни. Динамика экотопа на ранее оро шаемых землях определяет возникновение галофитной стадии восстановитель ной сукцессии, не свойственной растительности богарных залежей.
6. Восстановительные сукцессии на богарных залежах относятся к демутаци ям, которые ведут к вторичным целинным сообществам. Сукцессии на ранее орошаемой пашне относятся к квазипервичным, поскольку формирование фи тоценозов зависит от гидрологических условий и засоленности субстрата.
СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ * - публикации в печатных изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ 1. Djapova R.R., Bembeeva O.G. Restorational succession on deposits // Combating desertification. Traditional knowledge and modern technologi. For the sustainable management of dryland ecosystems. Proceeding of the International workshop, Elista, Republic of Kalmykia, RF, 2004, UNESCO-MAB Drylands Series № 4. Paris, 2005. – P.167.
2. Djapova R.R., Bembeeva O.G. The course of restoration succession on the lands abandoned after rice growing // Third International Conference «Past and present of the Mongolic Peoples» «Монгол туургатны эрт эдугээ» Олон улсын эрдем шин жилгээний III чуулган, Улаанбаатар, 2009. – P.167.
3. Джапова Р.Р., Бембеева О.Г. Особенности демутации залежей в зоне бурых полупустынных почв Калмыкии // Первые междун.беккеровские чтения. Волгог рад, 2010.Ч.1. – С.68–70.
4. Бембеева О.Г. Динамика видового богатства растительных сообществ в ходе восстановительной сукцессии после выращивания Oriza sativa. Ломоно сов-2011: XVIII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых;
11-15 апреля 2011 г.;
Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, биологический факультет: Тезисы докладов/ М.: МАКС Пресс, 2011. – С.317.
5. Бембеева О.Г. Стадии восстановления растительности на залежах после воз делывания риса // Сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов Кал мыцкого государственного университета / редкол.: В.О.Имеев и др. – Элиста: Изд во Калм. ун-та, 2011. – С.129–131.
*6. Бембеева О.Г., Джапова Р.Р. Восстановительная сукцессия залежных зе мель в пустынной зоне Калмыкии // Известия Самарского научного центра РАН.
Том 14, №1(5) / Гл. редактор В.П. Шорин, 2012. – С.1195–1997.
7. Аюшева Е.Ч., Бембеева О.Г. Современное состояние пастбищных угодий в степной зоне Калмыкии (на примере КФХ) //Структура, функционирование био систем и экологическая безопасность: к 80-летию биолого-географического и химического фак-тов Бурятского госуниверситета: матер. науч.-практ. конф.: в 2-х ч. Улан-Удэ: Изд-во БурятГУ, 2012. – С. 206–210.
*8. Бембеева О.Г. Анализ флоры залежей после возделывания риса // Есте ственные науки. №4 (41). Изд-во Астраханского ГУ, 2012 г. – С.12–15.
9. Джапова Р.Р., Бембеева О.Г., Аюшева Е.Ч. Динамика растительного покро ва в подзоне южных степей на территории Республики Калмыкия // Степи Север ной Евразии. Материалы VI междун. симпозиума и VIII междун. школы-семина ра «Геоэкологические проблемы степных регионов» / Под ред. чл.-корр. РАН А.А.Чибилева. – Оренбург: ИПК «Газпромпечать» ООО «Оренбурггазпромсер вис», 2012. – С.222–225.
10. Бембеева О.Г., Аюшева Е.Ч., Нураева А.Н. Чернополынные (Artemisia pauciflora) растительные сообщества на солонцах Сарпинской низменности // Экология и природная среда Калмыкии. Сб.науч.тр. гос.прир.заповедника «Чер ные Земли». Вып.3. ЗАОр «НПП Джангар», 2013. – С. 37–42.
11. Джапова Р.Р., Аюшева Е.Ч., Бембеева О.Г. Растительный покров террито рии ГУ «Центр диких животных Республики Калмыкия». Экология и природная среда Калмыкии. Сб.науч.тр. гос.прир.заповедника «Черные Земли». Вып.3. ЗАОр «НПП Джангар», 2013. – С.21–27.
*12. Бембеева О.Г. Анализ флоры залежей после возделывания сельскохозяй ственных культур на орошаемой и богарной пашне //Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки, 2013. – С. 48-50.
Подписано в печать 01.07.13. Формат 60х84/16.
Печать офсетная. Бумага тип. № 1. Усл. п. л. 1,16.
Тираж 100 экз. Заказ 2219.
Издательство Калмыцкого университета.
358000 Элиста, ул. Пушкина,