фитоценозы — Аридные экосистемы Arid ecosystems

ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ПАСТБИЩ НА ПЕСЧАНЫХ МАССИВАХ ДОНСКОГО БАССЕЙНА

Власенко М.В., Кулик А.К. Фитоценотический потенциал пастбищ на песчаных массивах Донского бассейна // Аридные экосистемы. 2024. Том 30. № 2 (99). С. 45-55. | PDF

Целью исследований являлся анализ фитоценотического потенциала пастбищных экосистем Цимлянского песчаного массива с использованием экологических шкал влажности, реакции почвы и богатства почвы минеральным азотом Г. Элленберга. Работа основана на ландшафтно-биоэкологических и эколого-морфологических методах исследований с применением методик изучения структуры, стабильности и развития растительных сообществ. Установлено, что наибольшую роль в проективном покрытии играют виды семейств Poaceae, Fabaceae и Asteraceae. Преобладающей жизненной формой растительности на всех исследованных площадках являются гемикриптофиты – 40-71%. Урожайность фитоценозов в среднем составляет 156-287 г/м². Видовой состав и урожайность пастбищных фитоценозов заметно меняется в зависимости от влажности, физико-химических свойств и богатства почвы минеральным азотом. На влажных непросыхающих, слабокислых почвах со средним содержанием азота эдификаторами являются Agrostis canina L., A. tenuis Sibth., Thlaspi arvense L., Typha angustifolia L., T. latifolia L., Tanacetum vulgare L., Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud., Scirpus lacustris L. В средних условиях увлажнения, на слабокислых почвах со средним содержанием азота эдификаторами являются Achillea millefolium L., Astragalus arenarius L., Elytrigia repens (L.) Nevski, Medicago falcata L., Phleum pratense L. В средних условиях увлажнения, на слабокислых, богатых минеральным азотом почвах эдификаторами являются Apera spica—venti (L.) P.Beauv., Atriplex tatarica L., Calamagrostis epigeios (L.) Roth. В средних условиях увлажнения, на нейтральных почвах со средним содержанием азота эдификаторами являются Artemisia abrotanum L., Cirsium incanum (S.G. Gmel.) Fisch., Gypsophila paniculata L., Inula germanica L., Juncus gerardii Loisel., Senecio erucifolius L. На сухих, слабокислых почвах со средним содержанием азота эдификаторами являются Chamaecytisus ruthenicus (Fisch. ex Wol) и Festuca valesiaca Gaudin. На сухих, слабокислых и бедных минеральным азотом почвах эдификаторами являются Anisantha tectorum (L.) Nevski, Artemisia campestris L., A. maritima L., A. marschalliana Spreng., A. scoparia Waldst. & Kit., Bromopsis inermis (Leyss.) Holub, Crepis tectorum L., Koeleria glauca (Spreng.) DC., Leymus racemosus (Lam.) Tzvelev, Potentilla incana P. Gaertn., B. Mey. & Scherb., Psammophiliella muralis (L.) Ikonn., Stipa capillata L. В условиях достаточного и переменного увлажнения, на нейтральных и слабокислых почвах со средним содержанием азота эдификаторами являются Agropyron cristatum L. и Thlaspi arvense L. В полынно- вейнико-кострецовом (Bromopsis inermis, Calamagrostis epigeios, Artemisia marschalliana) сообществе отмечается большая доля терофитов (22.9%), что свидетельствует об антропогенном прессинге на этой территории.

Ключевые слова: фитоценозы, видовое разнообразие, песчаные массивы, пастбищные экосистемы, экологическая оценка, шкалы Элленберга.

DOI: 10.24412/1993-3916-2024-2-45-55

EDN: QPBFCR

СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА И СВОЙСТВА ПОЧВ ПАСТБИЩ СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЫ В УСЛОВИЯХ РАЗНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ВЫПАСА

Борисов А.В., Идрисов И.А., Пинской В.Н., Потапова А., Бухонов А.В., Ельцов М.В. Структура почвенного покрова и свойства почв пастбищ сухостепной зоны в условиях разной интенсивности выпаса // Аридные экосистемы. 2023. Том 29. № 3 (96). С. 131-140. | PDF

Проведено исследование особенностей почвенного покрова солонцовых комплексов на разных участках пастбища среднестатистической овцеводческого хозяйства в сухостепной зоне в бассейне р. Маныч в условиях расчлененного рельефа. Установлено, что на территории пастбища можно выделить несколько типов почвенного покрова, различающихся по степени трансформации профиля разных компонентов солонцового комплекса под влиянием интенсивного выпаса. Показано, что неоднородность почвенного покрова обусловлена неравномерным воздействием выпаса, который, в свою очередь, определяется как степенью удаленности от фермы, так и особенностями растительного покрова на разных участках пастбища. Наибольшей пастбищной нагрузке подвержены участки с хорошо выраженной комплексностью почвенного покрова и высокой долей солонцов, на которых доминируют злаково-полынные ассоциации. Отмечена тенденция к сокращению мощности горизонтов АJ и SEL светло-каштановых почв и солонцов и по мере усиления пастбищной нагрузки. В почвенном покрове ковыльных участков пастбищ доля солонцов значительно ниже, что можно связывать с кратковременной пастбищной нагрузкой на эти почвы.

Ключевые слова: степь, пастбища, фитоценозы, выпас скота, почвы, солонцовый процесс, эрозия.

DOI: 10.24412/1993-3916-2023-3-131-140

EDN: CRLAES

СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПУСТЫНЕННЫХ ПАСТБИЩ ЧЕРНЫХ ЗЕМЕЛЬ

Юферев В.Г., Ткаченко Н.А., Синельникова К.П. Спектральные характеристики опустыненных пастбищ Черных Земель // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 65-72. | PDF

Современные геосистемы опустыненных территорий Калмыкии функционируют в условиях увеличения антропогенной нагрузки и интенсивности негативных погодных явлений, в том числе под воздействием пыльных бурь, что часто приводит к значительному снижению продуктивности пастбищ, уменьшению кормовой базы и значительному сокращению численности скота. В связи с этим является актуальным определение спектральных характеристик опустыненных пастбищ наземными методами, обеспечивающее не только выявление распределения отраженной энергии по частотам спектра, что само по себе важно для последующей верификации данных дистанционного зондирования пастбищ, но и возможности получения значений нормализованных индексов как для растительных сообществ, так и для конкретных растений и типов почв с формированием базы пространственных данных. Объекты исследований – естественные фитоценозы опустыненных пастбищ Черных Земель на полигонах «Смушковое», «Молодежный», «Привольный», «Длинные Саги» и «Тавн-Гашун». На полигонах были проведены геоботанические, спектрометрические исследования и получены пространственно-определенные данные по спектральным характеристикам их растительных сообществ. Спектрометрические исследования фитоценозов проводят для оценки их состояния на основе спектрозональной съемки, как наземной, так и дистанционной. Для представления результатов оценки спектрометрических характеристик растительного покрова сбитых пастбищ были выбраны преобладающие сообщества на полигоне «Тавн-Гашун»: мятликовое с участием дескурении Софии (Poa bulbosa+Descurainia sophia), с проективным покрытием 45%, мятликово-ковыльное (Poa bulbosa–Stipa capillata) с проективным покрытием 40% и открытая почва (слабогумусированный песок). Исследования проведены с использованием полевого спектрорадиометра PSR-1100. Результаты исследований спектра отраженного излучения растительных сообществ и подстилающих почв позволили установить характерные особенности распределения отраженной и поглощённой энергии, составить для них каталог индивидуальных спектров и нормализованных индексов. Установлены индивидуальные спектральные характеристики для фитоценоза Poa bulbosa+Descurainia sophia: среднее значение отраженной энергии по всем диапазонам спектра составило 20.2 мВт/(м²·ср·нм), стандартное отклонение отраженной энергии – 9.90, вегетационный индекс NDVI=0.208. Для Stipa capillata среднее значение отраженной энергии по всем диапазонам спектра – 20.5 мВт/(м²·ср·нм), стандартное отклонение отраженной энергии – 12.36, вегетационный индекс NDVI=0.316. Для Calligonum aphyllum среднее значение отраженной энергии по всем диапазонам спектра – 47.2 мВт/(м²·ср·нм), стандартное отклонение отраженной энергии – 9.81, вегетационный индекс NDVI=0.354. Для верхнего слоя почвы среднее значение отраженной энергии по всем диапазонам спектра – 30.3 мВт/(м²·ср·нм), стандартное отклонение отраженной энергии – 9.28, вегетационный индекс NDVI=0.106. Наибольшее среднее значение NDVI отмечено для Calligonum aphyllum.

Ключевые слова: геосистема, опустынивание, деградация земель, спектрометрия, космические снимки, фитоценозы, вегетационные индексы.

DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-65-72

ОСОБЕННОСТИ СЕЗОННОЙ ДИНАМИКИ СТРУКТУРЫ ФИТОЦЕНОЗОВ НА ПЕСЧАНЫХ ЗЕМЛЯХ ЮГА ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ

Власенко М.В., Трубакова К.Ю. Особенности сезонной динамики структуры фитоценозов на песчаных землях юга Европейской территории России // Аридные экосистемы. 2022. Том 28. № 1 (90). С. 115-124. | PDF

Рассматривается видовое разнообразие, продуктивность, долевое участие и сезонная изменчивость видов в естественных и искусственно созданных фитоценозах на песчаных землях юга Европейской территории России. Объясняется роль влияния условий увлажнения на формирование видового разнообразия в различных сообществах. Мониторинг Цимлянского песчаного массива проводился с применением методик эколого-геоботанических обследований. Травяно-кустарниковый ярус включает 183 вида растений из 41 семейства. Индекс Симпсона показывает, что для территории избыточного увлажнения (II) наиболее выражено доминирование видов семейства Poaceae. На территориях достаточного и переменного увлажнения (III), умеренного увлажнения (IV), а также на участках недостаточного комплексного увлажнения и комплексного увлажнения в сильной степени недостаточного под песчаными буграми, умеренного в «колках» и размытых песках (V) доминируют виды семейств Asteraceae, Fabaceae и Poaceae. Сходство видового состава по индексу Жаккара показывает, что наиболее схожи по видовому разнообразию территории: недостаточного комплексного увлажнения (Va) и комплексного увлажнения в сильной степени недостаточного под песчаными буграми и умеренного в «колках» и размытых песках (Vб) – 90%; умеренного увлажнения (IV) и комплексного увлажнения в сильной степени недостаточного под песчаными буграми и умеренного в «колках» и размытых песках (Vб) – 89%; достаточного и переменного увлажнения (III) и умеренного увлажнения (IV) – 87%; избыточного увлажнения (II) и умеренного увлажнения (IV) – 87%. На территории умеренного увлажнения (IV) наибольшую массу формировали злаки: Agropyron cristatum L., A. elongatum (Host) P. Beauv., Festuca valesiaca Gaudin, F. beckeri (Hack.) Trautv. и Poa pratensis L. В разнотравье преобладали Artemisia campestris L. и Galium verum L. В среднем доля злаков в сообществе составляла 66.5%, доля разнотравья – 33.5%. На территории достаточного и переменного увлажнения (III) наибольшую фитомассу формировали также виды из семейства Poaceae: Elytrigia repens (L.) Nevski и Agropyron elongatum (Host) P. Beauv., Agropyron cristatum L. Большое влияние на прирост фитомассы оказали Artemisia campestris L., Artemisia vulgaris L. и Artemisia arenaria DC. Для прекращения процессов деградации, улучшения хозяйственного состояния и повышения плодородия пастбищных экосистем на больших территориях предлагается закреплять подвижные пески и восстанавливать пастбища с помощью подобранных поликомпонентных травосмесей. Опыт по изучению продуктивности искусственно созданных фитоценозов для восстановления и повышения продуктивности естественных пастбищных экосистем проводился на вегетационных площадках гидрологического комплекса Федерального научного центра агроэкологии РАН. Наиболее перспективной на песчаных субстратах является травосмесь с участием Agropyron cristatum L., Artemisia arenaria D.C., Medicaga sativa L. и урожайностью 228.6-246.7 г/м², а также травосмесь с участием Agropyron cristatum L., Agropyrom elangatum Host.P.B., Bromus inermis Leyss. и урожайностью 184.4 г/м².

Ключевые слова: фитоценозы, видовое разнообразие, песчаные массивы, пастбищные экосистемы.

DOI: 10.24412/1993-3916-2022-1-115-124

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФЛУКТУАЦИИ СУХИХ СТЕПЕЙ И ИХ РОЛЬ В ПРОЦЕССЕ ДЕМУТАЦИИ

Пугачёва А.М. Климатические флуктуации сухих степей и их роль в процессе демутации // Аридные экосистемы. 2020. Том 26. № 3 (84). С. 14-22. | PDF

Впервые представлены результаты анализа сухих степей по влагообеспеченности сезонов активной вегетации. Рассмотрены климатические флуктуации и определена их специфика. Вопреки общепризнанному мнению, что максимум осадков в степной зоне приходится на летний период являясь ее характерной особенностью проецируя этот показатель на все подзоны, за анализируемые 64 года в сухой степи Нижнего Поволжья выявлено, что только в 39% лет максимум осадков приходится на лето, в 27% этим периодом является весна, оставшиеся 34% это осень. Анализ временных рядов по сезонам влагообеспеченности за более чем полувековой период показал общий тренд снижения количества осадков летнего периода, и их увеличение весной и осенью. Обработка временных рядов методом экспоненциального сглаживания и проведенный регрессионный анализ свидетельствуют о динамике увеличения после переломных 1989, 1990 гг. влажности весеннего периода, достоверность подтверждена t-критерием Стьюдента (величина вероятности 0.0005), при снижении показателей осеннего (величина вероятности 0.01). Эти особенности характеризуют процессы демутации вторичных фитоценозов залежей в виде доминирования в них рыхлодерновинных и плотнодерновинных злаков, для которых влагообеспеченность поздневесеннего периода (май месяц) и раннелетнего (июнь) играют основное значение в генеративном процессе. Число выявленных в изучаемых фитоценозах видов семейства Poaceae составило 28 с долей участия 24.5%. Особенности влагообеспеченности свидетельствуют также об изменении климата сухих степей в сторону аридизации. Также этот факт характеризует присутствие в растительных сообществах эфемеров и эфемероидов, для которых осадки весеннего периода являются основным фактором в обеспечении жизнедеятельности. Число их видов составляет 8% от общечисленного.

Ключевые слова: климатические флуктуации, сухие степи, демутации, растительные сообщества, фитоценозы, метод экспоненциального сглаживания, регрессионный анализ.

DOI: 10.24411/1993-3916-2020-10102