Введение к работе
Актуальность темы. Одной из наиболее актуальных проблем в Оренбургской области и ряде других степных регионов страны является восстановление и сохранение степных сообществ и составляющих их видов на нарушенных землях.
Анализ земельного фонда Оренбургской области показал, что более 1,3 млн. га пахотных земель начиная с конца 80-х годов и в 90-х годах прошлого века, были изъяты из пашни и перешли в разряд залежей (Часовских Н.П., 2005). По итогам Всероссийской сельскохозяйственной переписи, проведенной в 2006 году, площадь залежных земель в Оренбургской области составляла около 500 тыс. га, заметно сократившись по сравнению с последним десятилетием ХХ века, что связано с частичным вовлечением залежных земель в сельскохозяйственное использование. Однако, площади под залежами нестабильны и меняются почти ежегодно. До настоящего времени идет процесс, как перевода, так и вовлечения земельных угодий в залежи и снова в пахотные земли.
Для активного мониторинга сукцессионных процессов растительного покрова и почвы на залежах с целью эффективного ведения сельского хозяйства и природоохранной деятельности необходима разносторонняя информация обо всех растительных сообществах исследуемых угодий. В связи с этим возникла необходимость специального изучения особенностей зарастания заброшенной пашни, оценки видового состава растительности, стадий зацелинения и их длительности, возможности восстановления плодородия почвы при зарастании залежей и перспектив их использования в степной зоне Южного Урала. Этой малоизученной и актуальной проблеме посвящена настоящая диссертация.
Выведенные в залежь угодья с экономической точки зрения – это убыточные земли, кроме того, являясь резерватами вредных организмов, они обусловливают устойчивый риск постоянной угрозы распространения злостных сорняков, нашествий вредителей и возбудителей болезней на посевы культурных растений. Поэтому изучение растительности залежей и динамики процессов зацелинения имеет большое теоретическое и практическое значение, а обозначенная проблема использования залежных земель является предельно актуальной и требует решения.
Цель исследований. Изучение сукцессионных процессов растительности и почв и разработка научных основ восстановления и рациональной эксплуатации залежных земель в степной зоне Южного Урала.
Задачи исследований:
1. Составить конспект флоры исследуемых типов залежей и произвести их географическую привязку на местности.
2. Осуществить систематический, биоморфологический, эколого-фитоценотический анализ растительного покрова залежей.
3. Выявить динамику накопления и дать оценку продуктивности наземной фитомассы (сухая масса) залежных фитоценозов.
4. Оценить влагозапасы и проследить за их динамикой на залежных землях.
5. Изучить ход сукцессионных процессов растительности и почвенного плодородия на различных типах залежных земель.
6. Разработать рекомендации по ускорению процессов трансформации разного типа залежей в продуктивные угодья.
Объекты исследований. Объектами исследований были разновозрастные залежи (2-х – 3-х летние, 5-и – 6-и летние, 10-и – 12-и летние, 15-и – 20-и летние и старших возрастов) и залежи с разными предшественниками (после зерновых культур, после подсолнечника и после многолетних трав, посеянных под покров зерновых культур или суданской травы).
Научная новизна. Впервые для сухостепной зоны Южного Урала:
– выявлен видовой состав флоры залежных земель, включающий 124 вида высших сосудистых растений, относящихся к 25 семействам и 93 родам;
– проведена комплексная оценка различного типа залежей по видовому составу ценозов, их продуктивности, кормовому достоинству;
– осуществлена эколого-фитоценотическая классификация залежной растительности. Выделено 4 формации, 5 классов ассоциаций и 14 ассоциаций залежной растительности;
– изучен сукцессионный процесс на залежах в разрезе флоры, растительных группировок, почвенного покрова, прослежена динамика смены аспектов фитоценозов в годичных и разногодичных циклах;
– дана характеристика почвенного плодородия и водного режима различного типа залежей;
– выявлены закономерности трансформации видового состава растительности, жизненных форм растений на разновозрастных залежах и залежах после различных видов предшественников и разработаны рекомендации по трансформации залежных земель в продуктивные угодья.
Практическая значимость исследований заключается в оценке видового состава, хозяйственной ценности растительности различного типа залежей и в разработке научно-практических рекомендаций по трансформации огромного массива залежных земель, большая часть которых представляет собой бросовые земли, в продуктивные угодья – сенокосы и пастбища.
Материалы исследований используются в учебном процессе Оренбургского государственного аграрного университета и представляют интерес для практики сельскохозяйственного производства.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Видовой состав растительности различных типов залежей – разновозрастных и после разных предшественников.
2. Ценотические группировки растительности различных типов залежей.
3. Сукцессионные процессы растительности и почвы годичные и долговременные на залежах.
4. Водный и пищевой режимы различных типов залежей.
5. Биопродуктивность и качественная характеристика залежной растительности.
6. Трансформация залежей в кормовые угодья.
Апробация работы. Основные результаты исследований представлены в виде промежуточных и итогового отчетов в Комитет по охране окружающей среды и природных ресурсов Оренбургской области (государственный контракт № 11, 2006 – 2008 гг.), поддержаны областным грантом в сфере научной и научно-технической деятельности: «Разработка научных основ восстановления и рациональной эксплуатации залежных земель в степной зоне Южного Урала (Оренбургская область)» (№ 3072/692- IV-ОЗ, 2011); доложены и обсуждены на IV Международной конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2008), на V Международном симпозиуме «Степи северной Евразии» (Оренбург, 2009), на V Всероссийской научно-практической конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2010), на кафедре ботаники и физиологии растений Оренбургского государственного педагогического университета (2012 г.)
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 7 научных статей, из них 6 в рекомендованных ВАК изданиях.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 163 страницах. Состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложения, содержит 21 таблицу и 24 рисунка (фотографии). Список литературы включает 182 источника, из них 12 на иностранных языках.
