Введение к работе
'
д^л Актуальность проблемы. В Тянь-Шане ландшафтное значение име-
2^*Увысокотра.вные луга с преобладанием формаций Daotylis сіопега-ta и Brachypodlum pirmatum. В Республике Киргизстан они занимают площадь 624 тыс.га. Самобытная растительность лугов представляет большой научный интерес. Велико народнохозяйственное значение лугов, как основного источника получения грубых и пастбищных кормов для животноводства. Природный растительный покров Тянь-Шаня издавна находится под высоким антропогенным прессом, особенно возросшим в век научно-техчического прогресса. Глубина воздействия человека на природу значительна: за последние 75 лет пресс выпаса на пастбищные экосистемы Республики Кыргызстан зоз-рос более, чем в четыре раза (с 2,5 млн.голов овец в 1915 г. до 10,5 млн. в 1990 г.) и вдвое - относительно 1950 г. Беесисте'шое использование природных экосистем, диспропорция матуїу биологическим! возможностями растительности и потребностью в ее продукции, малый объем фитомелиоративных работ по их улучшению и охране препятствует процессу естественного восстановления растительного покрова близкого к условно коренному.
Перспективы интенсификации использования вызсотравных лугов, как кормовых угодий, вызывают потребность всестороннего изучения закономерностей развития луговой растительности з оптималышх условиях экологической среды и при разной степе.чи антропогенной нагрузки. Несмотря на большое народнохозяйственное значение высокотравные луга Тянь-Шаня оставались до настоящего времени малоизученными в этом плане, не подвергались разностороннему круглогодичному изучению.
Улучшить состояние растительности антропогенных сообществ и сохранить ценный генофонд экосистем возможно посредством резегсщ комплексной биологически и экологически обоснованной программы мероприятий, направленной на восстановление, повыяекие воспроиз-цодит&штой способности и сохранение уникальных высокотравных лугов сроднегорнй Тянь-Шаня.
Исследования по теме проводились с 1966 по 1988 гг. по научно-исследовательской программе ШЕСКО-МБП по проблемам: "Биологические основы рационального использования, преобразования и охраны растительного мира", "Растительный мир: изучение, охрана и рациональное использование" и планам научно-исследовательских работ лаборатории геоботаники Института биологии Республики Кыргызстан
» 71046095, 77010674 и 81080549.
Райони и объекты исследований. Многолетние іфуглогодичшо стационарные исследования выполнены в 1966-1988 гг. в центральной частл северного ыакроскяона Киргизского хребта, на абсолютных высотах 000-2350 ы. Объекты изучения широко распространенные характерные сообщества высокотравных лугов: Dactylic clomcrata-Li-gularia heterophylla-АеЕороаііші alpectre (I9S6-I933 гг.); Geranium collinum-LiGularia thomsonii-Dactylis glomerata; bigularia thoasonii-Phloir.is oreophila-Brachypodiun pinnatura (197 2-1983 гг.). Проведено маршрутное обследование высокотравных лугов Киргизского, Заидийского (І98Ї-І968 гг.), Чаткаяьского (1988) и Ферганского (І957-Ї950 гг.) хребтов.
Цэлъ и отдачи исследований. Определялись потребностью разработки (па основе детальних онолого-бпологи-іеских характеристик Ло^гнантапх і; постоянных видов) научных основ создания саа6ил>.;их ьііеокопродуктішінх окоспстен ь средн'згорье Тяпь-Саня, ойлсучаг.'^их ).:;соки.гл самзрегулкторні&ві способностями.
Основная цель исследований занлнчальсь в изучении особенностей структуры и продуктивности растительности лугов, изменчивости отих признаков в природной среде и в зависимости от режима хозяйственного использования (длительной бессистемный вшас, запо-есдннй реким, рациональное использование и оптимизация условие почвенного питання).
В задачи исследований входило: дать анализ термического и гидрологического режимов окотопов лугових сообцеств в наиболее тнпнчлнх для среднегорпй местообитаниях; выявить флористический состав, эколого-биологическиз особенности, состав кнзненних форм к фокорптгатнпов всего многообразия видов, закономерности фепо-іогігчоского развития в сезонной динелглке и под влиянием флкстуа-12'.'Л', установить черти вертикальной и горизонтальной структуры і'ііїоцоіїоооа, продуктивности зеленой масса и нортыасси, устойчивость растительности к пеблагсирилгппы климатическим и ентропо-vtiuivii воздействия:»!; виявить з.рфектнвность действия мінеральних удобрений на жизненность ценопопулкций дсілмантних и постоянных ьпдов, а таете на состав, структуру и продуктивность травостоев; лзучить закономерности дигрессионных и восстановительных смен алтропогсш-агх сообществ для получения прогнозов возможных изцэ-»:ї:п:й луговой растительности; установить потенциальные возможнос-ї)ї рас7г.тельности северотянь-шаньскнх высокотравных лугов; раз- . рг.Иогать эколого-биологические основы рационачьного ее использо-
вания с целью восстановления, повышения воспроизводительной способности, устойчивости и сохранения.
Научная новизна и ценность работы.
Впервые для горных регионов СССР и среднегорий Тянь-Шаня,п частности, проведены многолетние круглогодичные стационарнио из-следования сообществ высокотравных лугов, itoropue могут служить репрезентативными моделями изучения механизмов их функциотгрова-ннп и восстановления до условно коренных стадий.
Установлено фнтоценотическое разнообразие ведущих формаций высокотравных лугов Республики Киргизстан.
Изучены условия существования севзротяиь-шаньских высокотравных лугов. Виявлена сопряженность ритма луговых сообществ с ходом метеорологических показателей воздушной и почвенных сред. Показаны характерные черты их регионального своеобразия и сходства с аналогами вторичных лугов Средней . Западной Сибири и ЕвропеПокоГ части СССР.
Рассмотрены таксономический и ореалогкческиП составы флери, эколого-биологнческая разнокачественность всего многообразия це:г-бионтов луговых сообществ, особенности структуры, продуктивности V диструктивного процесса в сезонной и разногодичной изменчивости и под влиянием разной степени хозяйственной нагрузки. Показана устойчивость луговой растительности к климатогенным и антропоген-ныч воздействиям.
На основе фитоценотического анализа показаш сукцессионн^-э смены сообществ высокотравных лугов дигрессионного и восстанозм-тельного рядов, служащих прогнозом направле:июсти процессов антропогенного характера.
Выявлены два относительно устойчивых состояния растительности высокотравных лугов: длитильно-производная и условно коренная
стадии.
Практическая значимость работы. Впервые посредством научно взаимосвязанного комплекса мероприятий , оптимизации нагрузки п улучшения режима почвенного питания,установлены демутации длительно-производных стадий антропогенных лугов до условно коренных.
Широкая производственная проверка практических рекомендаций, ежегодный авторский надзор за состоянием природных кормових угодий в колхозах и совхозах Шуйской области Республики Кыргызстан, доказали возможность создания в среднегорье Тянь-Шаня устойчиво функционирующих луговых фитоценозов с высокой продуктивностыэ и хозяйственно ценной продукцией.
Результаты экспериментальных исследований и практические предложения по рациональному использованию, повышению воспроизводительной способности и охране луговых экосистем положены в реко-кэндоциях "Применение минеральных удобрений на естественных кор-;:okjx угодьях северного макросклона Киргизского хребта".
Установлен условный экономический э<.!ек? от применения шнв-ряльних удобрений.
Теоретические и практические разработки длительных етацпо-
МрЬТПС ИССЛСДОЕаНПІ! сеПС-рОТ-.ТНЬ-МІіНЬСКНХ ЬГСОКОТрйШІШ: ЛуГОВ ІЧГуі
бчгь широко окстрглоліфоваїїіі в условиях республик Средаєй Ao;;>i . -V'/oro Казахстана и других регионах.
Ос'юпнта полз.у.опип ягчос'г-'Ю І'І'^І^ШЇІ'У"..
1. Комплексная околого-ф:: ^сїгсно'гіі'іосіїїді х.чичи^р'.^'пн;'.'. ooow-;'...!! о гпсокотразн;;:: :?угол і\ опсГ'!'у-6;>гі:/оґ'і!<;;\;;:/;ч ь >.\оі:; ;-і!іЧ'_,>-i'.:;-'jvi. цзполопуляи/-ііі дсм'.ііЛ'Г'.іГ'Х кчое ;> прт'олпоі' :>»сч.ч.л"/<':--.'о>:'-іі ліго.чє и под влиянием оіігт-псни'.-іп нагрузи;:.
'-. ОсобєПНОСЇН СТруК'Г.'рпО-^уііі.'ЦИОН^'ЬЬ'ОІІ ОрГіїІіИОаі^іІ puJ »ІІ~
іоЛЬііозїіі луговых соои'і'іеоїу У сс-ионпой іі Г;.'іrJ<::уruuioiuюіі кої.ия'іч-і'оспі. Характерные черш ниі:аплс;і:і;( ;і їрг.:{'л;ср;!дц.':і! бі:ОЛсг<н^.::і:См продуктивности.
-
Закономерноегч сукдсссчоннітх смен сс>с(;'>'-"'гт? антрслоп'ччГ'/ г.ч;ґ!Оі:оїравг!!,х луг о її в зависимости от ыгге-кзкьносп: выпаса, опії?-'і!-'5ації!і нагрузки и питательного ро^тм ночи. Прогнозирование, направленное управление составов, структурой и продуктивностью.
-
Зколого-блслогическне осиош восстановления , воспроизводства и сохранения растительности иксокодрагннх лугов посредством рационализации использования и оптимизации условий почвенного питания.
І'втодц исследований. Использованы общепринятые методи стационарных исследований, преимущественно советском геоботанической школи.
Флористический состав сообществ высокотравных лугов установлен при определении встречаемости видов методом С.Раункиера и периодического обследования растительности стационарных участков и прилегающих территорий по В.М.Шнятовской (I960). Названия рас-іеиий даны по "Йлоре СССР" U934-I964), "Флоре Киргизской ССР" (1950-1965), "Определителю растений Средней Лзии" (I9G8-I986), "Флоре Сибиви" (1907-1990). Уточнения дани по С.К.Черепанову (19Ы).
Биологические типы луговых растений определены в соответствии с методическими указаниями А.В.Кожевникова (1937), А.П.Шєн-иикова (1941), И.Г.Серебрякова (1952), Т.И.Серебряковой (1956), И.В.Скрокомской, В.В.Липатовой (1956), И.В.Сырокомской, В.М.Попя-товской (1953), И.В.Борисовой (1972), В.Н.Макаревич (1978), с.На-unkiaer (1934).
Биологическая продуктивность установлена общепринятым геоботаниками всего мира укорным методом (Поиптоескоя В.М., 1964). Впервые был применен метод статистической модели, разработанный В.Б.Сочавой, В.В.Липатовой, А.А.Горшковой (1952) и дополненный Н.О.Хракцовой (1974). Своеобразие северотяиь-ианьских высокотравных лугов вызвало необходимость уточнения методики учета продукции надземной фитомассы. Статистические расчеты показали: для определения общей зеленой массы, агроботанических групп, элементов мортмассы (со сред/ -3 ошибкой не вине 10$) в луговых сообществах целесообразно применять площадки по 0,25 гГ ( 50x50см) в 20-кратной повторности.
Учет вертикального распределения надземной фитомассы и "структуры травостоев" сообществ сделаны по В.М.Понятовской (1958). Количественная оценка запаса подзе^к органе проведена траншейным методом по М.С.Шалкту (I960). Почвенные образцы отбирались послойно через 10 см от поверхности почвы до глубины I м. Размер монолитов 25x20x10 см в 3--кратной повторности.
Опыты с минеральными удобрениями закладывались с учетом указаний, изложенных в руководстве "Методака однщпс работ на сенокоса;': и пастбищах" (1961). Изучены влияние разных норм внесения основных элементов питания азота, фосфора, калия и их смеси,длительность последействия на растительность лугов. Выявлена реакция доминирующих и постоянных видов, травостоев на одно-, двух, трехлетнее применение удобрений. Размер делянок 100 и , иовхор-носїь 3-кратная.
Апробация работы. Основные полонення диссертации долотани к обсугдагы на: XII Международном ботаническом конгрессе (3-Ю.УД. 1975 г., г.Ленинград); I Всесоюзной конференции "Сезонные ритмы природы горных стран" (IX. 1982 г., г.Ереван); IX Всесоюзном совещании по изучении, использовании и охране растительного мира высокогорий (УП.І985 r.j п.Сосновка Камчатской области); Всесо-пзном совещании "Устойчивость травяных экосистем к антропогенным воздействиям" (У.І990 г., г.Фрунзе)} ХП Объединенной пленуме со-
ветского и республиканских комитетов по программе ШЕСКО "Человек и биосфера" (УІ.І990 г., г.Фрунзе); производственных семинарах и конференциях, организованных ВДХ и МСХ КиргССР, республиканским правлением Всесоюзного Агропроі.мдлешого НТО, КкргНИТП (Ю.УП. 1974 г., 2.ЛІ.І979 г., 20,IX. 1980 г., стационар "Чон-Курчак", г.Фрунзе),
Материалы исследований экспонировались на заседшши Совета уполномоченных программ ОШ по окружающей среде (ШЕЛ) по теме: "Рациональное кспользовшше и улучшение пастбищных экосистем" (ІУ.І982 г., г.Найроби, Кения), на ВДІХ СССР, 1974 г. и Киргизской ССР, 1984 г.
Публикации. Материалы по диссертации опубликованы d 2-х коллективных монографиях и 3-х томном издания "Справочник по урожайности пастбищ и сенокосов Киргизской ССР", 19 научных статьях и рекомендациях,
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка латинских названий растении и списка использованной литературы (380 источников, из них 15 иностранных) . Работа изложена на 336 страницах машинописного текста, содержит 34 таблицы и 25 рисунков.
