Ботанический состав и стадии зарастания залежей в аридных условиях Бурятии

Значительные площади пашни, переведенные в залежь в 90-х гг. прошлого века, в настоящее время находятся на разных стадиях зацелинения. Общепринятая схема восстановления растительности на заброшенной пашне представлена бурьянистой, корневищной, рыхлокустовой и плотнокустовой стадиями с их последовательным прохождением [3, 9, 10]. В то же время многие авторы [4-8, 10, 11] отмечают, что данная схема не является общим правилом, и допускают значительные отклонения от нее. В чистом виде, как правило, можно наблюдать чаще всего крайние стадии - бурьянистую и плотнодерновинную, или стадию «вторичной целины», а между основными стадиями существует целый ряд переходных. Процессы зацелинения залежей (количество стадий, скорость их прохождения, ботанический состав растительности на отдельных стадиях и др.) зависят от климатических и эдафи-ческих условий местности, характера растительности, окружающей залежь, размеров залежного участка, длительности его обработки, засоренности и способа использования.

В связи с этим актуальным является специальное изучение процессов зарастания заброшенной пашни, видового состава растительности, стадий зацелинения и их длительности и др.

Условия и методы. Изучение процессов зарастания залежей в условиях сухой степи Бурятии проведено в 1999-2005 гг. в Удинском сухостепном районе и Иволгинском степном межгорном понижении, расположенных в пределах Иволгинско-Удинской межгорной мезозойской впадины, которая является частью природного округа Селенгинского среднегорья. Погодные условия в годы исследований складывались по-разному, но были типичны для сухостепной зоны Бурятии: высокая тепло-обеспеченность (сумма температур > 5° С равна 1580-1740), малая сумма осадков за вегетационный период (113-283 мм) с неравномерным их распределением (62-86% осадков выпадало в июле - августе), весенняя и раннелетняя засуха. Почва участков каштановая типичная.

Выявление флористического состава залежных фитоценозов проводилось на площадках 100 м2, встречаемость видов определялась на учетных площадках (1 м2) со случайным их распределением по площади фитоценозов в 10-кратной повторности.

Результаты и обсуждение. Восстановление растительности на залежах протекает по типу вторичных сукцессий, относящихся к сингенетическим сменам растительности [7]. Г.Н. Высоцкий [цит. по 12] считал, что де мутацию залежей следует причислять к «катастрофическим сменам», так как развитие растительного покрова на них происходит после полного уничтожения целинного травостоя.

Большинство изученных залежей находится на бурьянистой и корневищной стадиях зарастания, а также переходных между ними. Отсутствие более поздних стадий объясняется повторной распашкой, что прерывает процесс восстановления растительности.

Список растений, описанных на залежах, включает 64 вида высших сосудистых растений, которые относятся к 18 семействам, 49 родам. По количеству видов выделяются семейства Asteraceae (15 видов - 23,4%), Brassicaceae (10 видов - 15,6%), Fabaceae (9 видов - 14,1%) и Роасеае (8 видов -12,5%). В родовом спектре значительна доля Artemisia (9 видов) и Astragalus (3 вида).

Фитоценозы бурьянистых залежей представлены простыми чистыми (одновидовыми) и смешанными (многовидовыми) группировками. Характерной особенностью этих залежей является отсутствие диагностических видов. Высота травостоя, общее проективное покрытие и число видов сильно изменчивы. Характерным признаком является преобладание разнотравья. Злаки составляют 5-15%, бобовые отсутствуют или встречаются как примесь. На некоторых участках имеется стерня и солома на поверхности почвы. Бурьянистые залежи практически не используются и являются очагами распространения сорняков.

Условно бурьянистые перелоги можно разделить на крупнобурьянистые (основные доминанты Artemisia sieversiana Willd, A. annua L, Cirsium setosum (Willd) Bess, и Sonchus arvensis LJ и мелко-бурьянистые co смешанной сорной растительностью (Setaria viridis, Panicum ruderale, Artemisia scoparia Wildst.et Kit, Artemisia palustris L, Fallopia convolvulus (L.) A. Love, Convolvulus arvensis L., Hypecoum erectum LJ. Видовой состав этих залежей (особенно мелкобурьянистых) зависит от состава сорняков на пашне. В пахотном слое почвы в хозяйствах районов исследования количество семян мари белой достигало 295 млн шт./га, гречишки вьюнковой - 570, щетинника зеленого - 192, гипеку-ма прямостоячего -312 млн шт./га, а общая засоренность семенами иногда составляла 2 и более млрд шт./га [1,14]. Число сорных видов в посевах яровых зерновых и на молодых бурьянистых залежах составляет от 6 до 12 видов на 1 м². Видовой состав довольно однообразен: высокое обилие и постоянство показали типичные для агрофитоценозов сухостепной зоны виды, такие как Setaria viridis (L.) Beauv.s.str., Panicum miliaceum L.s.str, Lappula squarrosa (Rets.) Dumopt., Artemisia scoparia Wildst.et Kit, Fallopia convolvulus (L.) A. Love, Convolvulus arvensis L., Chenopodium aristatum L., Ch. Album L., Amaranthus retroflecsus L., Brassica campestris L., Hypecoum erectum L. 3. В. Фомина [14] отмечает, что Hypecoum erectum отличается высокой засухоустойчивостью: и «...в засушливые годы сплошным покровом покрывает окраины полей и залежей, создавая собою фон...». Следует отметить, что данный вид, отличаясь высокой засухоустойчивостью, был практически единственным доминантам на залежах 1-2 года в начале вегетационного периода, когда отмечается весенняя и раннелетняя засуха, характерная для сухой степи.

Возраст некоторых бурьянистых залежей достигает 5 (иногда более) лет. На них, как правило, доминируют полыни, чаще всего Artemisia scoparia Wildst.et Kit. Нужно отметить, что данный вид имеет высокое постоянство на всех выделенных стадиях. По мнению Г.В. Бурдуковской [2], высокое положение рода Artemisia в общей флоре фитоценозов на нарушенных местообитаниях подчеркивает ее аридность.

На продолжительность начальной стадии зарастания влияет большая распаханность территории (особенно в Иволгинском межгорном понижении) и отсутствие очагов обсеменения естественной степной растительностью.

Переход от бурьянистой стадии к корневищной представлен сложными группировками, которые характеризуются не совсем постоянным видовым составом и групповым расположением видов. Диагностическим видом и основным доминантам залежей корневищной стадии является Elytrigia repens (L.) Nevski. Данный вид часто встречается еще на бурьянистой стадии. На 2-4-й год можно наблюдать образование большого количества пятен пырея, которые постепенно расширяются и вытесняют конкурирующие растения. Размножение и распространение происходит в основном вегетативным путем, чему способствует легкий гранулометрический состав почв. Вторым видом, имеющим высокий класс постоянства на этих стадиях, является Artemisia scoparia. Наряду с Elytrigia repens (L.) Nevski на переходных и пырейных залежах встречаются бобовые (Melilotus albus Medikus, Melilotus dentatus (Waldst. et Kit), Medicago falcate L., реже - Astragalus adsurgens Pallas, A. melilotoides Pallas, A. dahuricus (Pallas) DC, Vicia amoena Fischer, V. cracca L., Trifolium lupinaster L).

Нами отмечены участки, где сразу же после прекращения обработки почвы, минуя бурьянистую стадию, наступала корневищная. Как правило, почва этих участков была в значительной степени засорена корневищами во время возделывания культурных растений.

На участках, которые расположены рядом с лесом, на 3-5-й годы появляются особи Pinus sylvestris L., что в последующем может привести к сокращению площадей сельскохозяйственных угодий.

Таким образом, при изучении процессов зарастания залежей в сухостепной зоне Бурятии выявлены бурьянистая, корневищная стадии зарастания и переходные между ними. Бурьянистые перелоги условно можно разделить на мелкобурьянистые и крупнобурьянистые в зависимости от видов-доминантов. Изученные залежи отличаются невысоким биоразнообразием. Точный возраст многих залежей установить трудно, а темпы и схемы зарастания залежей, даже занимающих одинаковые экотоны, различны. Поэтому разновозрастные залежи могут выглядеть одинаково, а одновозрастные, наоборот, отличаться друг от друга. Легкий гранулометрический состав почвы, дефицит осадков и отсутствие очагов обсеменения удлиняют бурьянистую стадию. Если же почва заброшенной пашни была значительно засорена пыреем ползучим, то в первый же год зацелинения может наступить пырейная стадия, а на участках, расположенных рядом с лесом, через три-четыре года появляются особи Pinus sylvestris L.