Эколого-фитоценотические группировки растительности залежей при их демутации

На залежные земли как категорию земельных угодий в структуре землепользования Оренбургской области приходится 0,6 млн га (2013), это около 11% пахотнопригодной земли. В залежь отошли наименее ценные по почвенному плодородию и подвергшиеся сильному антропогенному воздействию почвы. Поэтому реабилитация почвенного покрова под залежами остается одной из главных и приоритетных задач природопользования в степной зоне Южного Урала, где в 50–60-х г. XX в. были распаханы и вовлечены в сельхозоборот сотни тысяч гектаров низкобонитетных почв. Исследования растительности и почв под залежами в увязке с постоянно меняющимися факторами среды – важнейшая проблема, имеющая научный интерес и практическую значимость.

Объекты и методы исследований

Объектами исследований 2006–2013 гг. явились разновозрастные и имеющие разных «предшественников» залежи в трех крупных районах южной зоны Оренбургской области, где площадь залежей у различного типа сельхозпредприятий колеблется от 23 до 40% обрабатываемой земли.

В исследованиях растительности и почвенного покрова использовались общепринятые в геоботанических исследованиях методики, в частности, при выделении растительных сообществ и классификации залежной растительности разработки Л.Г. Раменского (1971); Е.М. Лавренко (1956); Т.А. Работнова (1998); Рябининой (2003); Braun-Blaquet (1964); Р. Уиттекера (1980); Б.М. Миркина (1985).

Результаты исследований

Залежные земли Южно-Уральской степной зоны в классификационном плане можно четко разделить на несколько групп – по возрасту, последнему предшественнику (поле, после которого оно ушло в залежь) и почвенным разностям. Как показали наши наблюдения и исследования за растительностью залежей, в ходе их сукцессий и демутации в естественные ценозы зоны (в зависимости от групповой принадлежности) отмечены существенные различия: в видовом составе фитоценозов (стадий), флористической композиции, количественном и качественном соотношении видов на различных стадиях.

Ниже приведена предлагаемая нами схема классификации растительности залежей по возрасту, предшественникам, трофности и увлажнению почв (таблица).

Схема классификации растительности залежей

На молодых житняковых залежах с хорошим травостоем житняка формируется относительно чистая житняковая ассоциация с вкраплением видов корнеотпрысковых растений. По другим предшественникам развивается бурьянистая растительность, образованная видами сегетальной флоры из видов семейств Капустные, Мятликовые, Астровые, Молочайные. Растительность этих залежей – 110–130 видов. Из-за особенностей рельефа, почвенных разностей, гидрологического режима отдельных участков полей возникает мозаичная структура травостоя, носящая парциальный характер. В строении фитоценозов отмечается поливари-антный ряд доминантов, субдоминантов, эдификаторов, обусловливая пестроту травостоя, зависящего прежде всего от случайного сочетания почвенно-гидрологических условий места расположения залежей.

Средневозрастные залежи хотя и несут черты бурьянистой растительности, значительно отличаются по большинству геоботанических характеристик травостоя: четким проявлением ярусности, обособлением эколого-фитоценотических группировок (ассоциаций, их групп), заметным процессом проникновения в травостой видов естественной флоры, окружающей залежные участки.

В формации 12–15-летних житняковых залежей доминантным видом продолжает оставаться житняк (Agropyron cristatum), однако из-за проникновения в травостой степных видов значительно возрастает число групп ассоциаций, в которых, кроме него, ведущую роль начинают играть виды степного разнотравья. На этом типе залежей объем флоры стабилизируется на уровне 70–80 видов.

Наиболее многочисленна в систематическом плане формация разнотравных (Herboseta) залежей, представленная полынно-молочайно-разнотравным классом ассоциаций с семью группами. Этот класс ассоциаций по видовым составу, насыщенности и другим характеристикам более богат видами, жизненными формами, биолого-экологическими группами растений. Приоритет в ассоциации этой формации принадлежит видам-многолетникам – корневищным, корнеотпрысковым. На этапе средневозрастных залежей происходит плавный переход от бурьянистой стадии залежей растительности к квазинатуральным сообществам естественных угодий при усилении роли видов полыни (Artemisia), из-за чего формируется свойственная сухостепной зоне «полынная» стадия сукцессионного процесса растительности залежей, вместо традиционно указываемой многими исследователями – корневищной. Полыни – сильнейшие антагонисты для видов других семейств, в связи с чем демутация растительности и превращения залежей в естественные угодия затягивается на большой (50–60 лет) промежуток времени.

Кроме основных, указанных в таблице, ассоциаций, в зависимости от особенностей почвенно-гидрологических условий конкретных участков возникают другие, более мелкие группы. На петрофитных, смытых почвах, засоленных участках формируются ассоциации с доминантными и индикаторными видами, отражающими своеобразие условий местообитания, связанные прежде всего с особенностями агрофизического и агрохимического состояния почв – их богатством, карбонатностью, петрофитностью, степенью засоления. На засоленных участках (солонцовых пятнах) возникает растительный покров из Kochia, Salsola, Limonium, Artemisia, Achillea; на петрофитных почвах поселяются ассоциации из Helictotrichon, Artemisia, Crinitaria, Helichrysum. На богатых гумусированных участках полей господствуют ассоциации с доминантами и эдификаторами – корневищными мятликовыми – Agropyron, Bromopsis, образующими куртины размером 15–50 м2 .

На смытых темно-каштановых, супесчаных почвах развиваются чистые рогачево-песчаные ассоциации, часто абсолютно без примеси других видов.

Растительность старшевозрастных залежей по количественному составу колеблется на уровне 55–67 видов с общим проективным покрытием в 75–85%. Главная роль в фитоценозах принадлежит мятликовым, выступающим в роли доминантов (Poa, Koeleria, Stipa, Bromopsis, Helictotrichon). Обычно это виды полыни (Artemisia austriaca, A. nitrosa), донников, астрагалов, шалфеев, ферули, кермеков, солянок. Из четырех формаций этого возраста залежей продуктивнее житняково-разнотравная формация как по обилию видов, качественным показателям травостоя, так и по его хозяйственной характеристике (доля поедаемых видов достигает 77%).

Наибольшей видовой насыщенностью и их большим числом обладают залежи после зерновых культур, т. к. технология возделывания зерновых, принятая в земледелии ЮжноУральского региона, к тому же проводящаяся часто с нарушениями, не в полной мере способствует очищению полей от сорной растительности. После пропашных видовой состав ценозов залежей уменьшается из-за проводимых предпосевных и культиваций в вегетацию, а также из-за особенностей возделываемых культур, имеющих листовую поверхность, перекрывающую световой поток и не дающую нормально развиваться и формировать семена сорнякам.

Наименьшее число видов у залежи после многолетних трав. Показатель обилия доминанта (Agropyron) этого типа залежей долгое время (вплоть до 20-летнего возраста) сохраняется на уровне Soc-Cop3-2. Этот тип залежей имеет и самую высокую степень проективного покрытия – от 92–95% – на молодых до 82–85% – на старовозрастных залежах.

Из сказанного следует вывод: на маловозрастных залежах сухостепной зоны Южного Урала развивается типичный бурьянистый тип растительности без выделения в нем ценоти-ческих групп в виде пестрого очагового (парциального) распределения видов, зависящего прежде всего от почвенно-гидрологических условий участков залежей. На залежах среднего и старшего возрастов формируются ярко выраженные ценотические группировки растительности, которые можно объединить в восемь формаций, девять классов и двадцать шесть групп ассоциаций. Ценные в хозяйственно-биологическом отношении – житняковые группы ассоциаций, класс ассоциаций и в целом житняковая формация, на которой наиболее успешно идут процессы зацелинивания залежей и формируется травостой, даже на ранних этапах пригодный для хозяйственного использования.