устойчивость — Аридные экосистемы Arid ecosystems

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И ПРОГНОЗ ДЕГРАДАЦИИ АРИДНЫХ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Салугин А.Н., Кулик К.Н. Математические модели и прогноз деградации аридных почвенно-растительных систем // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 28-36. | PDF

Математическое моделирование рассмотрено как метод изучения динамики пастбищных почвенно-растительных систем засушливых зон России. Эволюционное развитие пастбищных фитоценозов моделировалось с использованием принципов неравновесной термодинамики на основе непрерывных и дискретных математических формализмов. Приведены примеры и обсуждаются проблемы устойчивого развития таких систем в условиях антропогенной нагрузки и изменения климата. Демонстрируются новые методологические возможности математических моделей разных типов: в виде систем обыкновенных дифференциальных уравнений и дискретных – марковских цепей. Прогнозирование протекающих на пастбищах деградационных процессов с помощью этих моделей изучено в сравнительном аспекте. Дифференциальные модели с постоянными и переменными коэффициентами показали различные результаты из-за нелинейности динамики сукцессий. Модель с постоянными коэффициентами уточнялась введением коэффициентов, зависящих от времени. Устойчивость функционирования пастбищных экосистем обсуждается с точки зрения формальной параметрической устойчивости решений системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Дискретное моделирование с применением методики марковских цепей показало, что деградация почвенно-растительных систем при превышении животной нагрузки описывается неоднородным Марковским процессом. Однородные марковские цепи дают адекватные прогнозы на одном временном интервале наблюдений. Прогнозирование финальных состояний в однородном приближении выявило, что наблюдаемая нелинейность динамики фитоценозов вызвана изменением темпов развития, приводящих в итоге к неоднородности цепи Маркова. Обсуждены вопросы моделирования нелинейных процессов в экологии пастбищных почвенно-растительных систем в контексте неоднородных марковских процессов.

Ключевые слова: математическое моделирование, дифференциальные уравнения, устойчивость, почвенно-растительные системы, марковские процессы, нелинейность, прогнозирование.

DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-28-36

EDN: ANZYSB

ЛЕСНАЯ МЕЛИОРАЦИЯ И ПАСТБИЩНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ В ПРИКАСПИИ

Манаенков А.С., Рыбашлыкова Л.П. Лесная мелиорация и пастбищное природопользование в Прикаспии // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 3 (100). С. 117-124. | PDF

Нарушение номадных форм использования пастбищ приводит к деградации растительности, периодическим масштабным вспышкам дефляции и опустыниванию, трансформации физико-химических свойств песчаных почв аридной зоны. Практика показала, что эффективным средством восстановления их продукционного потенциала является создание многоярусного растительного покрова – лесопастбищных угодий. Цель исследования – оценить современное состояние, кормовую продуктивность, привлекательность, устойчивость лесопастбищ и разработать предложения по их оптимизации. Исследования проводили путем комплексного изучения натурных объектов на временных пробных площадях с использованием типовых методик агролесомелиоративных, геоботанических и почвенных исследований, статистической обработки данных. Установлено, что на мощных перевеянных песках Ногайской степи в лесопастбищах с древесным ярусом из Robinia pseudoacacia и Ulmus pumila урожайность корма увеличивается до 2-3 т/га (в пересчете на сено) и по сезонам года в 1.5-3.5 раза превышает таковую на природных пастбищах. На мелкобархных песках Черных земель лесопастбища, образованные насаждениями Krascheninnikovia ceratoides и Calligonum aphyllum в возрасте 30-40 лет продуцируют 1.5-3 т/га сухого корма, что в 1.4-2 раза выше, чем в окружающей степи. На слабо- и неперевеянных песках Астраханского Заволжья в 20-60-летних лесопастбищах с защитно-кормовыми насаждениями Haloxylon aphyllum, C. aphyllum и K. ceratoides поедаемая масса кустарников составляет 0.1-4 т/га, травостоя – 0.3-1 т/га, что на 20% больше, чем в открытой степи. Выпасы с древесным и кустарниковым ярусом привлекают животных и являются более устойчивыми к дефляции. Функциональная долговечность лесопастбищ зависит от технологии их создания, режима содержания и эксплуатации. Наиболее важные мероприятия – охрана от пожаров и нормирование пастбищной нагрузки.

Ключевые слова: аридная зона, песчаные почвы, пастбища, опустынивание, лесопастбища, кормовая продуктивность, устойчивость.

DOI: 10.24412/1993-3916-2024-3-117-124

EDN: XVPRSW

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНОЛОГИИ РАЗМНОЖЕНИЯ ROBINIA PSEUDOACACIA L. ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ДЕГРАДАЦИИ И ОПУСТЫНИВАНИЯ ТЕРРИТОРИЙ

Крючков С.Н., Солонкин А.В., Соломенцева А.С., Жолобова О.О. Элементы технологии размножения robinia pseudoacacia L. для защитного лесоразведения в условиях деградации и опустынивания территорий // Аридные экосистемы. 2023. Том 29. № 1 (94). С. 96-104. | PDF

Проведены наблюдения влияния минеральных удобрений и биостимулятора роста на развитие и плодоношение вида робиния лжеакация (Robinia pseudoacacia L.). Работа по введению робинии в состав насаждений различного типа ведется с 1904 г. и продолжается в настоящее время. Установлено, что этот североамериканский вид прекрасно растет и развивается в аридных условиях Волгоградской области, адаптирован к местным почвенно-климатическим условиям, долговечен и устойчив. Наблюдения проводились в Кировском лесничестве Волгоградской области и производственном питомнике ФГУП «Волгоградское» Федерального научного центра агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного РАН. Проведенные авторами исследования позволили установить влияние обработки препаратами «Биостим» и «Агровит» на репродуктивную способность, биометрические показатели не только молодых, но и возрастных растений робинии, а также на прорастание и всхожесть семян. Потребность в семенах робинии лжеакации в Волгоградской области составляет 2633 га, полупустынной зоне требуется 192 га. Потребность в семенах на всю площадь защитных лесонасаждений в Астраханской области и Республике Калмыкия составляет 333 и 2594 кг соответственно. При испытании биостимулятора роста «Биостим старт» выявлена оптимальная доза обработки семян робинии в 15 мл/л. При увеличении дозы наблюдалось снижение жизненности и плесневение семян. Внесение препарата «Агровит» показало увеличение приростов и диаметра растений в существующих насаждениях в 10-летнем возрасте. При внесении препарата в сочетании с минеральными удобрениями у молодых растений морозостойкой формы наблюдался прирост ‒ до 40 см, у мачтовой формы ‒ до 60 см. Диаметр кроны растений морозостойкой формы увеличивался ‒ до 6.2 см. В результате исследований определена возможность высева семян робинии с применением удобрения «Агровит», с нормой высева в 2 кг/га, с расстоянием между рядами 2.5 м.

Ключевые слова: Robinia pseudoacacia L., рост, развитие, устойчивость, аридные условия, размножение, защитное лесоразведение.

DOI: 10.24412/1993-3916-2023-1-96-104

EDN: MKKKAW