Биологическая диагностика естественных кормовых угодий степного Предуралья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Биологическая диагностика естественных кормовых угодий степного Предуралья

Булгакова М.А.

Растительный покров и богатый животный мир степных ландшафтов испытывают на себе существенное антропогенное воздействие, которое приводит к негативным изменениям в видовом составе растений и животных, в структуре и продуктивности природных экосистем. Нерациональное и бессистемное использование биологических ресурсов сопровождается нарушением целостности, стабильности и устойчивости фито- и зооценозов региона. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования закономерностей динамики растительности и животного мира конкретных степных территорий, выявление степени их антропогенной трансформации, деградации.

Экологическое состояние природных экосистем можно определить посредством видов-индикаторов. Биоиндикатором называется группа особей одного вида или сообщество, по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде [7]. В роли таких индикаторов могут выступать и выступают растения и животные, поскольку характер их морфологической структуры, доминантная особенность, условия жизни, особенности поведения и другие внешние критерии, изменяясь под воздействием антропогенного фактора, могут быть при помощи методологической базы зафиксированы исследователем.

Материалы и методы

Территориальными объектами исследования являлись естественные кормовые угодья (сенокосы и пастбища), расположенные в Курманаевском районе Оренбургской области. В исследованиях использованы общепринятые полевые наблюдения и камеральные методы [11-13].

Для оценки состояния растительного покрова на территории Курманаевского района в окрестностях села А.Грачевка были заложены площадки в 1 м 2 на пастбищных и сенокосных угодьях в десятикратной повторности. Отлов зоологического материала проводился с помощью линий ловушек Барбера. степной растительный антропогенный

Выбор участков осуществлялся с учетом таких принципов, как типичность почвенного покрова, единый характер растительности.

Результаты

Существование любого почвенного профиля основано на постоянном поступлении и преобразовании свежего органического вещества. Разложение органической материи - результат активности живых организмов. Поэтому в системе почвенного профиля ярко осуществляется взаимосвязь временной и пространственной смены организмов и ее последствия в виде формирования органогенных горизонтов [1].

Ежегодный выпас скота ускоряет процессы распада отмершего органического вещества. Оставленные пасущимися сельскохозяйственными животными экскременты увеличивают запас питательных веществ в почве, повышают ее биологическую активность привлекая при этом почвообитающих беспозвоночных.

Последовательно нарастающие процессы гумификации и минерализации органических остатков делают доступными для трав заключенные в дернине питательные вещества. То есть, оценивая влияние копытных животных на пастбищные угодья, можно говорить и о положительном фактора в формировании травостоя.

Важным моментом в вопросе ежегодного использования сельскохозяйственных земель под пастбища является соблюдение оптимального режима выпаса.

Наибольший вред наносит выпас скота в период когда почва не достигла состояния физической зрелости, так как ранневесенняя, не до конца просохшая почва весьма пластична. При выпасе скота такая почва уплотняется за счет уменьшения водопроницаемости, разрушается структура почвы и как следствие сокращается травостой. Особенно это относится к овечьим пастбищам и левадам лошадей, где наряду с уплотнением почвы начинается ее эрозия и утрачивается гумусовый горизонт.

Не смотря даже на высокую степень деградации пастбища уплотнение почвы скотом нельзя считать необратимым процессом. Многолетними исследованиями доказано, что уже через несколько десятилетий после прекращения бесконтрольного выпаса регистрируется разуплотнение почвы до состояния близкого к слабосбитому или же последствия влияния скотосбоя не наблюдаются вовсе.

Все многолетние травы запасают минеральные вещества, это позволяет растению лишенному практически всей надземной части отрастить новые побеги после стравливания. Молодые побеги, возникающие из почек, могут получить влагу, элементы минерального питания и продукты фотосинтеза только благодаря материнскому побегу. В свою очередь, материнский побег после стравливания, когда устраняется фотосинтезирующий аппарат, должен иметь запас готового органического материала для дальнейшего отрастания и кущения.

Многократное стравливание в фазе пастбищной спелости растений и удаление апекальной части стебля провоцирует кущение и формирование новых побегов. Многолетние наблюдения доказывают, что регулярно стравливаемый травостой пастбищ непрерывно образует новую зеленую массу из вегетативных побегов.

Злаковые травы, в изобилии представленные в степи и подвергающиеся стравливанию, за счет регулярного кущения корней находящихся в верхнем слое почвы, создают дернину которая по своей структуре "отпружинивает" давление копыт пасущегося скота и замедляет продавливание почвы.

Стравливание на пастбищах одних трав способствует разрастанию других. Взаимозаменяемость поедаемых трав на непоедаемые травы нарастает при ежегодном бесконтрольном выпасе.

Скашивание иначе влияет на растительные ассоциации, чем выпас. При кошении происходит срезание всех растений подряд (как кормовых так и несъедобных) на одной и той же высоте, животные же поедают растения избирательно отщипывая вегетативные части на разной высоте. Кошение, как правило, проводится в определенные сроки 1-2 раза за сезон в то время как выпас скота происходит ежедневно в течении всего сезона многие годы. Таким образом, сенокосное и пастбищное использование объединяет лишь то, что в обоих случаях вследствие отчуждения растительной массы почва испытывает дефицит питательных веществ.

Растительный покров целинного и сенокосного участков был близок по флористическому составу и отличался лишь численностью отдельных видов - полынково-типчаково-ковыльный фитоценоз, доминантами которого были сообщества Artemisia austriaca Jacq., Festuca valesiaca Gaudin, а также Stipa lessingiana Trin. еt Rupr.

Исследуемое пастбище было охарактеризовано как среднесбитое в силу характерного растительного сообщества - тонконогово-мятликово-типчаковая ассоциация (Koeleria gracilis Pers. + Poa bulbosa L. + Festuca valesiaca Gaudin.) с изреженным проективным покрытием (40-45 %).

В таблице 1 представлены показатели основных свойств исследуемых почв. На пастбищах плотность почв выше, чем на сенокосах, что объясняется ежедневным воздействием копыт пасущегося скота. На исследованных сенокосах почва характеризовалась лучшей водопроницаемостью, чем на пастбище. Содержание гумуса на пастбище немногим ниже, чем на сенокосе, а по запасам гумуса даже выше.

Таблица 1 - Средние значения основных показателей химических и физических свойств исследованных черноземов

Наблюдая за изменениями в растительности и почвах, происходящими под влиянием сельскохозяйственного использования, необходимо учитывать и опосредованное влияние этих изменений на численность, и структуру почвообитающих беспозвоночных.

Мезофауна почв являет собой уникальную группу, подходящую для индикации по ряду достоинств - они многочисленны, тесно контактируют с почвой, чувствительны к изменениям внешней среды и имеют широкий ареал обитания.

В природных условиях животные реагируют на комплекс факторов: тип загрязнения, изменение в ландшафте, смена свойств почв и пр. Все перечисленное определяет необходимость комплексного изучения всех условий воздействия окружающей среды на мезофауну почв.

Для оценки антропогенного влияния на биотопы удобно определение соотношения крупных таксономических групп в сообществе (Таблица 2).

Таблица 2 - Численность основных групп почвенных беспозвоночных исследованных агроландшафтов, экз/м 2

Данные полученные от учета почвенных беспозвоночных отражают общую тенденцию в сокращении численности по мере увеличения сельскохозяйственной нагрузки. Практически по всем таксонам, относительно участка условно принятого за целинный, численность беспозвоночных сокращалась на 20-60 %.

Большинство представленных групп беспозвоночных сократились в численности ввиду изменения напочвенных условий - сокращение мощности степного войлока, появление открытых, высокопрогреваемых участков почвы.

Представители мезофауны почв чаще ведут скрытый образ жизни, поэтому наличие войлока создающего уникальный влажный микроклимат в напочвенном слое и защищающего от хищников и солнца для многих играет главенствующую роль. Наличие растительных остатков, важных для сапротрофов, утрачивает свое средообразующее влияние на пастбище, ввиду изреженного проективного покрытия и больших площадей оголенных почв. Однако, именно этот фактор становится привлекательным для чернотелок (Tenebrionidae). Являясь представителями степных и сухостепных ландшафтов чернотелки, в качестве мест обитания, избирают открытые территории с высокой инсоляцией, что и отражается в резком увеличении их численности на пастбище. Обратная динамика наблюдается в учете дождевых червей (Lumbricidae), практически полное их отсутствие на пастбище объясняется плотностью и иссушением верхних слоев почвенного профиля.

Заключение

Проведенное исследование позволило получить следующие выводы:

1. Основные свойства почв естественных сенокосов и пастбищ несут изменения характерные для типа использования кормовых угодий. Так, на пастбищах плотность почв к концу сезона выше, чем на сенокосах, что объясняется ежедневным воздействием копыт пасущегося скота. На исследованных сенокосах почва характеризовалась лучшей водопроницаемостью, чем на пастбище. Содержание гумуса на пастбище немногим ниже, чем на сенокосе, а по запасам гумуса даже выше.

2. Флора имеет большое значение как индикатор степени антропогенной нагрузки в силу высокой чувствительности к изменениям в окружающей среде. Ботанические индикаторы информативны для пастбищных экосистем, ввиду стравливания скотом ценных кормовых трав и разрастания ядовитых и несъедобных растений. На сенокосах стравливания отдельных видов не происходит, но наблюдается ежегодное отчуждение верхних частей растений, которое не вызывает исчезновения того или иного вида, но сокращает их продуктивность.

3. Зоологические виды-индикаторы прежде всего отражают данные на популяционном уровне, что позволяет учитывать численность и плотность популяции, сужение ареала распространения и обитания вида.

Список литературы

1. Бабаева М.А., Осипова С.В. Почва как фактор восстановления растительности естественных пастбищ Терско-Кумской низменности в условиях интенсивного антропогенного прессинга // Труды Института геологии Дагестанского научного центра РАН. 2014. № 63. С. 35 38.

2. Булгакова М.А. Материалы по фауне жесткокрылых (Сoleoptera) агроценозов Оренбургской степи // Современные проблемы науки и образования. - 2017. - № 3. URL: http://www.science-education.ru/article/view?id=26363

3. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств и грунтов. М.: Агропромиздат, 1986. 256 с.

4. Владыченский А.О., Ульянова Т.Ю., Баландин С.А., Козлов И.Н. Воздействие пастбищ на почвы Арчовых лесов юго-запада Тянь-Шаня // Почвоведение. 1994. № 7. С. 45 - 52.

5. Вернадский В.И. Проблемы биогеохимии. Значение биогеохимии для познания биосферы. М.: Изд-во АН СССР, 1935. 47 с.

6. Гаевская М.А. Изменение свойств лесостепных и степных черноземов при различных антропогенных нагрузках как фактор влияния на состав и численность почвенной мезофауны // Вестник Оренбургского гос. ун-та. Оренбург. 2011. № 12(131). С. 49 51.

7. Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв. М.: Наука, 1965. 275 с.

8. Гурьев М.А. Физическая деградация почв пастбищных экосистем // Физика почв и проблемы экологии: Сб. ст. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1992. С. 23 - 24.

9. Кауричев И.С. Практикум по почвоведению. М.: Колос, 1980. 272 с.

10. Криволуцкий Д.А. Почвенная фауна в экологическом контроле. М.: Наука, 1994. 240 с.

11. Миркин Б.М. Антропогенная динамика растительности // Итоги науки и техники. Сер. Ботаника. М.: ВИНИТИ, 1984. № 5. С. 139 - 232.

12. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Популярный экологический словарь. Уфа: Китап, 1997. 200 с.

13. Муллагулов Р.Т., Суюндуков Я.Т., Ямалов С.М. Влияние выпаса на растительный и почвенный компоненты степи Башкирского Зауралья // Вестник Оренбургского гос. ун-та. 2009. № 6. С. 589 591.

14. Мустафаев К.М. Негативное воздействие пастьбы скота на почву // Докл. АН СССР. 1960. № 2. С. 175 177.

15. Раменский Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова. Л.: Наука, 1971. 336 с.

16. Русанов А.М., Гаевская М.А. Изменения в сообществе почва - растение - почвенная мезофауна под влиянием антропогенной нагрузки // Вестник Оренбургского гос. ун-та. № 12(131). 2011. С. 129 132.

17. Стриганова Б.Р. Системный анализ биоценотических связей в почвенных сообществах // Чтения памяти М.С. Гилярова. М.: КМК, 2006. С. 16 38.

18. Стриганова Б.Р. Питание почвенных сапрофагов. М.: Наука, 1980. 242 с.

19. Тесля А.В. Экологические условия восстановления естественной растительности сбитых пастбищ лесостепной и степной зон Предуралья: Автореф. дис... канд. биол. наук. Оренбург, 2009. 17 с.

20. Чернова Н.М. Экологические сукцессии при разложении растительных остатков. - М.: Наука, 1977. - 196 с.

Размещено на Allbest.ru