Ретроспективный анализ животноводства в экосистемах северо-востока Волжского бассейна

Изучение природных сообществ и климатов прошлого помогает понять современное состояние экосистем. В регионе и смеженных с ним территориях достаточно имеется археологических, палеозоологических, палеоботанических, палеоклиматических и других сведений, характеризующих за 10-тысячный период времени природные условия и заселенность человеком бассейна р. Вятка в голоцене [1-3 и др.]. Вместе с тем, динамика жизнедеятельности людей в связи с изменениями природных условий, становление и развитие животноводства в конкретных экосистемах, биомасса домашних животных изучены еще не достаточно.

В регионе известно более 150 стоянок древних людей. Описание природных условий и костного материала приводятся в работах Ю.А. Краснова [1], А.Г. Петренко [2] и др. В связи с уточнением возраста стоянок по радиоуглеродным датам, палеоботаническим и палеоклиматическим моделям, нами были обобщены выше обозначенные сведения по динамике экосистем [3]. В соответствии с данными представлениями, были рассредоточены стоянки охотников и скотоводов в конкретных экосистемах. Учитывая, что лось был и есть широкораспространенный вид, на который проводилась и проводится охота, его сведения по биомассе, в том числе по соотношению костных останков, были использованы нами в расчетах биомассы домашних животных [3]. Оценку урожайности травостоя на пастбищах проводили в течение ряда лет в периоды максимального развития травостоя, а химический состав травянистых кормов определяли по общепринятым методам. Калорийность (в абсолютно сухом со-

Михаил Григорьевич Дворников, доцент кафедры зоологии .

стоянии) фитомассы принята — 4,8 ккал, биомассы животных — 2 ккал [3]. Учеты диких зверей, в частности лося, проводили в течение 10-летнего периода в заповеднике «Нур-гуш» и на сопредельной с ним территории. Допускаем, что в прошлом естественные условия обитания (с минимальной антропогенной нагрузкой) и биомасса лося в соответствующих экосистемах были тождественны ныне заповеданным территориям. Обоснованность сказанного прослежена нами на примере многих заповедников России [3]. Современное состояние биомассы домашних и диких животных рассчитывали на основе общеизвестных статических сведений, литературных источников и региональных докладов о состоянии окружающей природной среды.

Регион расположен на площади 120,8 тыс. км1, в координатах 55° 61 с.ш. и 41° 54 в.д. в Вятско-Камском междуречье, где 52% территории представлено (с севера к югу) среднетаежными, южнотаежными и подтаежными и широколиственными лесами. Доля пашни составляет 22%, пастбищ и сенокосов 20%, урбанизированных территорий 6%. Главный ландшафтный рубеж тайги и лесостепи проходит при впадении р. Вятка в р. Кама.

Современный климат региона относят к континентальному умеренного пояса. Характер климата в основном определяется приходом солнечной радиации. Суммарная радиация составляет 83-92 ккал/см1 /год, радиационный баланс — 30-35 и фотосинтетически активная радиация — 42-47. Коэффициент увлажнения в северной части региона равен 1,5, в центральной — 1,2, в южной — 0,9, т.е. северные районы получают избыточное количество осадков, а в южной части региона их не хватает. В годовом ходе температур вся северная часть региона на 1-2°С холоднее южной. Среднегодовая амплитуда температур воздуха по региону в январе -13,5-15°С ниже нуля, в июле — 17-19°С выше нуля. По региону за год выпадает 500-680 мм осадков, из них 60-70% приходится на теплое время года. Снежный покров на севере региона в среднем держится 190 дней, на юге 159. В течение года преобладают юго-западные и южные ветра, средняя скорость их 3-5 м/сек. Влаго-содержание воздуха высокое — 75-80%. В последние 20 лет наблюдается потепление климата [3].

С начала голоцена происходит общее потепление климата и экспансия древесных пород. В то же время отмечены пять похолоданий: 9500, 8300, 4500, 2000 и 500 лет назад. Эти природные явления влекли к смещению тайги к югу. В результате менялась структура экосистем, что сказывалось на освоении территории древним человеком. В частности, число дней в году с нулевой температурой долгое время было невидимой границей, отделяющей земледельческие народы от охотников и скотоводов. В эпоху мезолита и неолита (9-5 тыс. лет назад) в условиях атлантического климата с распространением смешанных и широколиственных лесов, территория региона была заселена племенами охотников и рыболовов. Объектами охоты были лось, бобр, северный олень, кабан, сибирская косуля, медведь, заяц-беляк, барсук, куница.

В конце неолита на отдельных стоянках древних людей, проживающих на юге региона, т.е. в широколиственных лесах, в пищевом рационе изредка встречались домашние животные — крупный рогатый скот (КРС). На прилегающей с юга к региону древней лесостепи, в рационе людей доля домашних животных была больше. Биомасса лося здесь составляла 5,1 кг/га, т.е. как в современных заповедниках, расположенных в широколиственных лесах [3]. Биомасса КРС была 1,94 кг/га, мелкого рогатого скота (МРС) — 1,74, лошадей — 3,26.

В период перехода от неолита к ранней бронзе (4,5-3 тыс. лет назад) в суббореальный период климата при повышенной влажности в экосистемах домашних животных было больше. В смешанных и широколиственных лесах региона биомасса лося составляла 5,7 кг/га, а КРС — 0,97 кг/га. Костные останки диких зверей (разных видов) составляли 94,1%, а домашних — всего 5,9%.

В эпоху бронзы (3,5-2,5 тыс. лет назад) в период пониженной влажности субатлантиче ского климата, когда кочевые скотоводы из южных степей далеко проникали на север региона, биомасса домашних животных здесь возрастала. В южнотаежных экосистемах соотношение между видами животных изменилось, при этом доля домашних животных и их биомасса возросла. В частности, биомасса лося в этих зкосистемах составляла 1,39 кг/га, КРС — 2,14, МРС — 0,76, лошади — 2,28, свиньи — 1,27. В широколиственных лесах биомасса домашних животных была выше, чем на севере региона и доходила до 57,6 кг/га, в частности: КРС — 24, МРС — 7,2, лошади — 14,4, свиньи — 12,0.

В переходный период поздней бронзы к эпохе железа (2,8-2 тыс. лет назад) в регионе наступает повышенное увлажнение климата. Хозяйственную деятельность скотоводов вновь изменили охотничьи племена. Однако в южнотаежных экосистемах биомасса домашних животных возросла до 11,82 кг/га, в том числе КРС — 2,25, МРС — 0,97, лошади — 3,95, свиньи — 4,65. В широколиственных лесах региона общая биомасса домашних животных, по сравнению с предшествующей эпохой, несколько снизилась до 39,24 кг/га, в том числе: КРС — 8,1 кг/га, МРС — 1,98, лошади — 27,54.

По ретроспективным сведениям, ранее в бассейне р. Вятка лесные земли составляли 93% [3]. В начале исторического периода на юге региона уже были значительные (до 30%) антропогенные лесостепные территории.

В раннем средневековье (1000-500 лет назад) исторического времени пониженная влажность сочеталась с периодами более холодного климата. В преобразованных человеком южнотаежных экосистемах (под пашни дополнительные пастбища) общая биомасса домашних животных снизилась и составляла 6,96 кг/га, в частности: КРС — 3,32 кг/га, МРС — 0,9, лошадей — 2,2 и свиней — 0,54. В широколиственных лесах в сочетании с антропогенной лесостепью, которую заселили землепашцы и животноводы — булгары, общая биомасса домашних животных была самой высокой за голоценовый период и составляла 170,5 кг/га, в частности: КРС — 55,82 кг/га, МРС — 100,82, лошадей — 13,1, верблюда — 0,76. Примечательно, что при раскопках древних поселений людей археологами отмечены запасы былой органики, т.е. значительная часть скота содержалась в укрытиях, а населением производилась большая заготовка кормов. По содержанию кост- ных останков заметно и что булгары свиней не разводили и не использовали их в пищу.

В начале XX и XXI вв. наблюдался общий спад развития животноводства. Биомасса домашних видов животных составляла 81,31 кг/га и 119,8 кг/га в сельскохозяйственных угодьях соответственно. В 1910 г. биомасса КРС была 38,94 кг/га, МРС — 8,16, лошадей — 31,36, свиней — 2,85; в 2005 г. состав биомассы был иной: КРС — 105 кг/га, МРС — 4,0, лошадей — 0,00013 и свиней — 10,8.

Отличие в хозяйствовании человека доисторического периода и в современности состоит в том, что ранее интенсивно осваивали долины рек, в дальнейшем и их водоразделы. В результате антропогенного воздействия на водораздельных участках местности, в том числе на бывших сельскохозяйственных землях (пашнях), развиваются луговые сообщества из низкотравных злаков и разнотравья. Запас фитомассы на лугах низинных — 48 ц/га, среднего уровня весеннего подтопления — 35 и водораздельных — 29. Пищевая ценность зеленого травостоя заливаемых лугов по протеину 4,2%, белку — 4,0%, жиру — 1,3%, клетчатке — 8,1%, золе — 2,7% и кормовым единицам в 100 кг (28,0) выше, чем на водораздельных. В низинных пойменных лугах запас фитомассы был выше и доходил до 67 ц/га. Своеобразен был и химический состав кормовых запасов (таблица).

Таблица

Химический состав естественных кормовых запасов

При оптимальном сочетании участков под выпас за счет химической ценности кормов обеспечивался нагул и высокая биомасса животных. В экологических исследованиях правильность расчетов фитомассы оценивается эффективностью использования растениями фотосинтетической активной радиации. Хорошо известно, что от нее в регионе используется 1%, в итоге продуктивность растительного покрова равна 75-80 ц/га/год, т.е. примерно сопоставима с нашими экспериментальными данными по запасу наземной фитомассы — 67 ц/га (здесь не учтены ее потери на разложение и т.д.). В свою очередь эффективность использования чистой первичной продукции животными (в данном случае домашними) или условный показатель нагрузки животных на растительность оценивается выявленной их биомассой, деленной на фитомассу и умноженную на 100%. Мы провели эти расчеты, выразив биомассу и чистую продукцию в калориях на 1 га. В данном случае нами взяты данные по биомассе животных за 1910 г. (не индустриального животноводства) — показатель равен 0,5%, т.е. соответствует для лесостепи, где природные возможности создавать высокую первич ную и вторичную продукцию больше, чем в тайге [3]. Результаты очевидны — в последнее столетие недоиспользуются потенциалы природных пастбищ для выпаса в южной части региона разносоставных стад домашних животных.

В итоге отметим, что в результате глобальных естественных преобразований природной обстановки в голоцене создались условия для развития животноводства с 5-тыс. периода времени. Природные условия в регионе изменялись, и человек преобразовывал лесные земли под пастбища и пашни. В оптимальных климатических периодах разнообразие видов на пастбище и их биомасса была высокой. Максимальные значения биомассы животных при нагулах достигались на мозаично расположенных пастбищах от поймы к водоразделу, что обеспечивалось высокой урожайностью и кормовой ценностью естественных травянистых растений. Вместе с тем при локальной биомассе домашних животных в естественных зональных экосистемах более чем 100 кг/га, происходила деградация растительного покрова. В перспективе в связи с влиянием изменений климата на зональные экосистемы Волжского бассейна [4] здесь, в сочетании с культивированием пастбищ, будут более благоприятные условия для развития индустриального животноводства.