Введение к работе
Актуальность темы. Отчуждение надземной массы травостоя фитофагами является одним из главных условий формирования и сохранения степных экосистем (Ларин, 1990; Работнов, 1992; Мордкович и др., 1997; Мордкович, 2005; Базилевич, Титлянова, 2008). Это дало основание Б.М. Миркину (Mirkin, 1994; Миркин, Наумова, 1998) отнести степи к G-В–модели организации фитоценозов.
В настоящее время в степных экосистемах мира (исключая территории заповедников) крупные фитофаги (тарпаны, сайгаки, бизоны и др.) повсеместно замещены сельскохозяйственными животными. При этом, если плотность популяций естественных фитофагов регулировалась механизмами сохранения экологического равновесия, то поголовье скота регулирует человек. В итоге в большинстве районов мира пастбищная нагрузка превышает потенциал формирования фитомассы (пастбищную емкость) и происходят процессы пастбищной дигрессии (Горшкова и др., 1977; Работнов, 1983; Мордкович и др., 1997; Чибилев, 1998). В Республике Башкортостан (РБ) цикл работ по изучению пастбищной дигрессии и постпастбищной демутации был выполнен в Зауралье (Юнусбаев, 2000; Баширова, 2003; Мусина, 2003). Однако, в этих работах отсутствует сравнительный анализ влияния климата и, соответственно, типа степного сообщества на пастбищную дигрессию. В то же время именно учет зональной специфики антропогенной динамики степных пастбищ позволяет дифференцировать пастбищные нагрузки для обеспечения поголовья скота пастбищным кормом при условии постоянного воспроизводства фитомассы и сохранения видового состава. Кроме того, в известных автору работах не проводился экосистемный анализ влияния выпаса в разных экологических условиях на физические свойства почвы и ее биологическую активность – важнейшие составляющие почвенного плодородия, определяющие продуктивность фитоценозов.
Цель исследования: сравнить особенности сукцессий в растительных сообществах и изменения свойств почв под влиянием выпаса в зональных вариантах степных экосистем Башкирского Зауралья (БЗ).
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Разработать синтаксономию сообществ разных стадий пастбищной дигрессии трех зональных типов степей (луговых, ковыльно-разнотравных и сухих ковыльных) и на этой основе построить синтаксономические схемы пастбищной дигрессии.
2. Сравнить изменения синтетических показателей сообществ (видового богатства, общего проективного покрытия, высоты травостоя) в ходе пастбищной дигрессии. Количественно оценить интенсивность изменений флористического состава разных зональных типов степей.
3. Выявить различия динамики фитосоциологических спектров сообществ в ходе пастбищной дигрессии разных типов степей.
4. Проанализировать связь изменения растительности и комплекса физических свойств и биологической (ферментативной) активности почв в разных зональных типах степей и соответствующих им подтипах черноземов (выщелоченного, обыкновенного и южного).
Научная новизна. Впервые проведено количественное сравнение влияния пастбищной дигрессии на синтетические показатели и фитосоциологический спектр сообществ разных зональных типов степей. Показано, что наибольшей устойчивостью к влиянию фактора выпаса отличаются сообщества ковыльно-разнотравных степей. Толерантность луговых степей снижается вследствие недостаточного развития дернины злаков, сухих ковыльных – с низкой отавностью травостоев. Соответственно наибольшей устойчивостью к влиянию выпаса отличаются черноземы обыкновенные, в черноземах выщелоченных и южных при сильном выпасе происходят более существенные изменения свойства почв – увеличивается плотность, ухудшается агрегатный состав, снижается уровень ферментативной активности.
Практическое значение работы. Полученные данные могут использоваться в курсах «Фитоценология», «Наука о растительности» и «Экология», читаемых в университетах и педагогических вузах. Они могут применяться для корректировки пастбищных нагрузок в разных типах степей и экологической оптимизации животноводства в условиях БЗ.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на конференциях: Международная конференция «Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения» (Пенза, 2008); Международная научно-практическая конференция «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2008); Международная научно-практическая конференция «Современная экология – наука XXI века» (Рязань, 2008); Международная научная конференция «Значение и перспективы стационарных исследований для сохранения биоразнообразия» (Львов, 2008); Международная научно-практическая конференция «Проблемы биологии, экологии, географии, образования: история и современность» (Санкт-Петербург, 2008); Всероссийская научно-практическая конференция «Устойчивое территориальное развитие: теория и практика» (Сибай, 2009); Международная научная конференция «Теоретические и прикладные проблемы использования, сохранения и восстановления биологического разнообразия травяных экосистем» (Ставрополь, 2010).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, выводов, списка литературы (232 наименования, из них 44 – на иностранных языках) и приложения. Основной текст изложен на 184 страницах. Работа содержит 48 таблиц и 29 рисунков.
