Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Флора и растительность пастбищ Оренбургского Предуралья

ВАК РФ 03.02.01, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Флора и растительность пастбищ Оренбургского Предуралья"

На правах рукописи

Маханова Раиса Слимгалиевна

ФЛОРА И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ПАСТБИЩ ОРЕНБУРГСКОГО

ПРЕДУРАЛЬЯ

03.02.01 - ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

г 1 ноя 2013

005539266

Оренбург - 2013

005539266

Работа выполнена на кафедре ботаники и физиологии растений ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет»

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Рябинина Зинаида Николаевна

Официальные Абаимов Виктор Федорович

оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор кафедры лесоведения, озеленения и защиты леса ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»

Фархутдинов Рашит Габдулхаевич

Доктор биологических наук, профессор кафедры биологии, пчеловодства и

охотоведения ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Ведущая Государственное научное учреждение

организация: «Всероссийский научно-исследовательский

институт мясного скотоводства РАСХН (г. Оренбург)

Защита состоится «10» декабря 2013 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.180.02 при ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет» по адресу: 460844, Россия, г. Оренбург, ул. Советская, 19. Тел./факс (3532) 77-24-54. E-mail: ibrae@ospu.esoo.ru. http://ospu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет».

Автореферат разослан «9» ноября 2013 года

Ученый секретарь диссертационного совета ^ ММушинская Наталья Ивановна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Пастбищная деградация - одна из форм проявления синантропизации растительного покрова (Горчаковский, 1979). По сравнению с луговой (Абрамчук, Горчаковский, 1980), степная растительность более устойчива по отношению к выпасу. Более того, слабый выпас во многих случаях необходим для поддержания равновесия степных сообществ и предотвращения их смены кустарниками, а иногда и лесными. (Рябинина, 2003). Перегруженность пастбищ скотом отрицательно сказывается на их экологическом состоянии, что приводит к разрушению дернины пастбищных растений и механической структуры почвы, снижению урожайности и к эрозии. Пасквальная дигрессия представляет собой опасность не только в плане снижения запасов пастбищных кормов, но и ведет к исчезновению отдельных, наиболее чувствительных к выпасу, видов растений, обеднению генофонда.

Отсутствие данных о современном состоянии растительности пастбищ Оренбургского Предуралья и конкретных рекомендаций по организации устойчивого использования пастбищ определяет актуальность этих исследований.

Цель исследования. Провести комплексную оценку флоры и растительности пастбищ Оренбургского Предуралья.

Задачи исследования:

1. Проанализировать видовой состав сосудистых растений пастбищ.

2. Разработать классификацию растительности пастбищ района исследования.

3. Дать фитоценологическую характеристику растительности пастбищ исследуемого района.

4. Установить основные стадии пастбищной деградации степной растительности, связанные с различными подтипами черноземов обыкновенных и вида выпасаемого скота.

Научная новизна. Подробно изучен видовой состав сосудистых растений пастбищ исследуемого района, составлен флористический список. Выполнен анализ флоры пастбищных сообществ, включающий 367 видов сосудистых растений, относящихся к 33 семействам. Установлены основные закономерности распределения пастбищной растительности и дано геоботаническое описание. Проведена фитоценологическая классификация растительности пастбищ. Выделено 3 группы формаций, 8 формаций и 29 ассоциаций пастбищной растительности.

Практическая значимость. Полученные данные по флоре и растительности пастбищ Оренбургского Предуралья могут быть использованы в сравнительных фитогеографических и экологических исследованиях растительного покрова Южного Урала. Разработана

фитоценологическая классификация пастбищной растительности Урало-Сакмарского водораздела, которая позволяет отразить ее разнообразие, и может быть положена в основу оптимизации пастбищного землепользования, а также в основу создания легенд к геоботаническим картам. Результаты исследования о современном состоянии растительных сообществ пастбищ могут быть использованы в учебном процессе для студентов биологических специальностей.

Защищаемые положения.

1. Состав и структура флоры пастбищ Оренбургского Предуралья.

2. Фитоценологическая характеристика растительности пастбищ Оренбургского Предуралья.

3. Деградация степной растительности в условиях пастбищного режима идет в три стадии и зависит от различных подтипов черноземов обыкновенных и вида выпасаемого скота.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на VI Международной научно-практической конференции «Современное состояние естественных и технических наук» (Москва, 2012), на XXI международном симпозиуме «Охрана био-ноосферы. Эниология. Нетрадиционное растениеводство. Экология и медицина» (Симферополь, 2012), EUROPEAN APPLIED SCIENCES (Stuttgart, Germany, 2013), Eastern European Scientific Journal (Duesseldorf, Germany, 2013), на научно-методических семинарах и заседаниях кафедры ботаники и физиологии растений ФГБОУ ВПО «ОГПУ» (Оренбург, 2011, 2012,2013).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и приложений; содержит таблицы, диаграммы и рисунки. Список литературы включает 300 наименований, в том числе 50 на иностранных языках.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

ГЛАВА 1 ОБЗОР РАБОТ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ ПО ПАСТБИЩНОЙ ДЕГРАДАЦИИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА

В главе приводится обзор литературных источников отечественных и зарубежных авторов, посвященных изучению пастбищной деградации: Б. А. Келлер (1916), Г. Н. Высоцкий (1915), И. К. Пачоский(1917), К. М. Залесский (1918), А. П. Шенников (1929), Н. С. Конюшков (1930), И. И. Тереножкин (1934), В.И. Евсеев (1935, 1946, 1954), В.И. Евсеев и А.Ф. Слугина (1938, 1947). В работах исследователей было установлено, что изменение травостоя под влиянием пастьбы проходит через определенные стадии дигрессии:

4

Е. М. Лавренко (1940, 1980), И.В. Ларин (1952, 1961, 1969, 1975, 1990), Л. Г. Раменский (1956), Р.Г. Минибаев (1961, 1974), Н. С. Казанская (1980), Т. А. Работнов (1974, 1998), П.Л. Горчаковский (1975, 1977, 1979, 1983, 1986, 1991, 1999), П. Л. Горчаковский и З.Н. Рябинина (1981, 1984), Б.М. Миркин (1984, 1990, 1996, 2000) и др. Данная проблема очень актуальна в международном масштабе (Belsky, 1987; Aidoud, Aidoud-Lounis, 1991; Yonghong, 1991; Yoshito, 1999 и др).

Выпас является нормальным экологическим фактором в естественных экосистемах, который необходим для поддержания стабильного состава растительного сообщества, так как пастбищные нагрузки регулируются урожайностью травостоев, хищниками и паразитами. Степные сообщества исторически сформировались при умеренном влиянии выпаса крупных диких животных (копытных), а позднее выпаса домашнего скота. Умеренный регулируемый выпас при допустимых пастбищных нагрузках оказывает положительное воздействие на степные травостои, вызывая: уменьшение количества сухих растительных остатков в травостое; снижение закустаренности, способствующее повышению продуктивности пастбищ; некоторое снижение конкурентного преимущества злаков над разнотравьем; увеличение сомкнутости травяного покрова.

ГЛАВА 2 ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Район исследования расположен в степной почвенно-климатической зоне. Климат района резко континентальный. (Атлас Оренбургской области, 1993, 1999). Основные черты климата: холодная зима, жаркое лето, быстрый переход от зимы к лету, неустойчивость и недостаточность осадков, интенсивность процессов испарения. Территория района расположена в пределах границы между физико-географическими странами: Русской равнины и Уральскими горами, а также на рубеже степной и лесостепной ландшафтными зонами, (рис. 1) Западная ее часть отнесена к Общесыртовско-Предуральской возвышенной степной провинции, северо-восток — к Южноуральской низкогорной лесостепной и юго-восток — к Южно-Уральской низкогорной степной провинциям. Этим определена сложность рельефа района. В строении поверхности территории заметно влияние уральских складок, особенно в восточной части и северо-восточной ее частях. Абсолютные отметки постепенно убывают с запада на юг. Основу гидрографической сети района составляют реки Сакмара и Урал со своими притоками. Геологическое строение района отличается сложностью, обусловленной близостью Уральских гор. (Ларин, 1953; Лавренко, 1956; Ерохина, 1959; Атлас Оренбургской области, 1993, 1999; Чибилев, 2006, 2008, 2011, 2012). Коренными породами, слагающими территорию района, являются отложения пермской

системы, представленные красноцветными и гипсоносными породами татарского, реже казанского ярусов. Почвы - черноземы обыкновенные маломощные, обыкновенные среднесмытые глинистые и тяжелосуглинистые, солонцеватые разновидности черноземов обыкновенных среднегумусных среднемощных, лугово-черноземные солонцеватые. Территориальное расположение района в пределах двух ландшафтных зон - степной и лесостепной, определяют сложность его растительного покрова. Древесная растительность получила широкое распространение на северо-востоке района, на остальной части территории она сохранилась лишь в верхних частях балок и представлена дубовыми, осиновыми и березовыми колками. Обширные водораздельные пространства носят характер разнотравно-типчаково-ковыльных степей. (Евсеев, 1954; Рябинина, 1988, 1994, 1998, 2003, 2011, 2012). В настоящее время степные пространства в большинстве распаханы, и естественная растительность сохранилась по покатым и крутым склонам увалов и холмов, на участках, прилегающих к оврагам и балкам, в долинах рек и речек.

54°00 60°00

Рис. 1. Карта схема района исследования ^^ - Места обследованных районов

ГЛАВА 3 ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Маршрутные рекогносцировочные исследования.

Объектом изучения являлись растительные сообщества пастбищ Урало-Сакмарского междуречья в Оренбургском Предуралье. На данной территории проводились рекогносцировочные исследования с

б

целью ознакомления с пастбищной растительностью и природными условиями Оренбургского Предуралья на территориях Саракташского, Беляевского, Тюльганского и Оренбургского районов, (рис.1). Выяснялись основные закономерности состава, строения и распределения растительных сообществ пастбищ, наиболее распространенные формации, и их связи с рельефом и почвенными условиями.

3.2 Детально-маршрутные геоботанические исследования.

С целью детального изучения растительных формаций и ассоциаций пастбищ Оренбургского Предуралья были заложены серии маршрутов с фиксацией растительности по ходу маршрутов, протяженностью 70 км. Закладывали разреженную сеть маршрутов, а затем выявляли и характеризовали только наиболее распространенные растительные формации и группы ассоциаций пастбищ.

3.3 Стационарные исследования.

Стационарные исследования проводились в Саракташском районе с. Воздвиженка. Описание растительного покрова проводилось в соответствии со стандартными геоботаническими методиками (Вальтер, Алехин, 1936; Быков, 1957; Ярошенко, 1961; Исаченко и Рачковская, 1961; Полевая геоботаника, 1964, 1972; Работнов, 1983). Использовались работы геоботаников по проблеме выпаса (Раменский, 1938, 1971; Ларин, 1952, 1961; Работнов, 1984, 1992; Казанская, 1965, 1988). Сопоставлялись данные флористического состава, структуры растительных сообществ и почвы. Геоморфологические, почвенные ботанические критерии

использовались для установления принадлежности сообществ к одному ряду деградации.

Полевые описания сообществ и стационарное изучение степных фитоценозов проводилось на пробных площадках по общепринятой геоботанической методике (Борисова, 1972; Понятовская, 1964; Корчагин, 1976 и др.). Название ассоциации устанавливалось по доминантным видам, при котором сразу выявляются наиболее массовые виды растений. В названиях ассоциаций и групп ассоциаций на первом месте стоит наиболее обильный вид сообщества. Составлялся полный список видов сосудистых растений с указанием обилия, густоты, высоты и особенностей сложения травяного покрова, жизненного состояния видов. Флористическое богатство отражается показателями видовой насыщенности и оценками численности. Степень участия видов в составе травостоя определялась методом учета относительного обилия по шкале О. Друде, с дополнениями A.A. Уранова и Ж. Браун-Бланке и непосредственным пересчетом особей (или побегов) на мелких площадках (0,25м2) в десятикратной повторности. Степень участия отдельных видов определялась методом их проективного покрытия (Александрова, 1964; Braun-Blanquet, 1951). Встречаемость вида или степень вероятности нахождения вида в пробе зависит от численного

обилия вида в сообществе, выражается в процентах от числа исследованных проб и, в известной мере, является показателем равномерности размещения вида. По частоте встречаемости судят о значении вида в сообществе и об особенностях его размещения. Величина встречаемости является ценным дополнением к показателям обилия и вместе взятые эти две величины указывают на роль вида в сообществе. (Беклемишев, 1931). Учет встречаемости проводился на площадках 0,25м2, равномерно разбросанных по пробному участку. Для весового учета надземной массы травяного покрова срезались растения на уровне почвы (0,25м2), срезанную надземную биомассу растений высушивали до воздушно-сухого состояния и взвешивали, для учета биомассы использовались поправочные коэффициенты (Ларин, 1952, 1990), тем самым определялась хозяйственная продуктивность на основании данных о биологической продуктивности. При обработке полевых материалов и составлении характеристики растительности отдельных участков использовались признаки, характеризующие отдельные фитоценозы — видовой состав каждого из них, количественные соотношения между видами, видовая насыщенность и другие признаки строения и динамики. Полная характеристика ассоциации составлялась с использованием диагностических признаков, которые устанавливались сравнительным изучением всех фитоценозов данной ассоциации. Заложено 400 пробных площадей по геоботаническому описанию растительности пастбищ. Взяты укосы надземной биомассы для определения урожайности с 150 площадок размером 2,5 м2. Собран гербарий около 700 листов. Во время полевых работ производился сбор гербария (сосудистые растения). Растения определены по «Флоре европейской части СССР» (Станков и Талиев, 1949), «Определителю высших растений Башкирской АССР» (Кучеров, Мулдашев и др. 1988, 1989), «Определителю сосудистых растений Среднего Урала» (Горчаковский, Шурова, Князев, 1994), «Определителю сосудистых растений центра Европейской России» (Губанов, Киселева, Новиков, Тихомиров, 1995), «Иллюстрированному определителю растений Средней России» (Губанов, Киселева, Новиков, Тихомиров, 2002), «Флоре средней полосы России» (Киселева, Майоров, Новиков, 2010). Номенклатура сверена по сводке С.К. Черепанова (1995) и «Определителю сосудистых растений Оренбургской области» (Рябинина, Князев, 2009).

Для мониторинга устойчивого функционирования флоры и растительности Оренбургского Предуралья использовались патенты, являющиеся новыми в методике оценки степени антропогенного воздействия на флору и растительность и ключевыми для экологизации земледелия и оптимизации природопользования.

1. Способ выделения стадий деградации степной растительности в условиях антропогенного воздействия. Патент РФ №2389175.

Опубликовано: 20.05.2010. Бюл. №14. Автор: Рябинина З.Н.

2. Способ биоиндикации пастбищной деградации в растительных сообществах настоящих степей. Патент РФ №2390001. Опубликовано: 20.05.2010. Бюл. №14. Автор: Рябинина З.Н.

3. Способ фитоиндикации пастбищной деградации средневозрастных степных юго-восточных залежей. Патент РФ №2389176. Опубликовано: 20.05.2010. Бюл. №14. Авторы: Рябинина З.Н., Маханова Г.С.

ГЛАВА 4 ФЛОРИСТИЧЕСКАЯ И ФИТОЦЕНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАСТБИЩНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ

4.1 Флористический состав исследованных пастбищ

По данным, полученным нами в районе исследования, были собраны и определены 367 видов сосудистых растений, относящихся к 33 семействам. К семействам с преобладающим количеством видов относятся: Asteraceae Dumort. - 80 видов, Роасеае Barnhart - 43 вида, Brassicaceae Burnett - 34 вида, Chenopodiaceae Vent. - 30 видов, Fabaceae Lindl. - 29 видов, Lamiaceae Lindl. — 24 вида, Rosaceae Juss.-18 видов, Caryophyllaceae Juss. - 17 видов, Boraginaceae Juss. -13 видов, Polygonaceae Juss. - 12 видов, (табл. 1). Девять семейств содержат по одному роду: Hypericaceae Juss., Onagraceae Juss., Convolvulaceae Juss., Iridaceae Juss., Solanaceae Juss., Urticaceae Juss., Resedaceae S. F. Gray, Violaceae Batsch, Campanulaceae Juss.

Таблица 1. Состав ведущих семейств района исследования

№ Название семейств Число видов % от общего числа видов Число рода в семействе

1 Asteraceae Dumort. 80 21,79 35

2 Роасеае Barnhart 43 11,71 20

3 Brassicaceae Burnett 34 9,26 18

4 Chenopodiaceae Vent. 30 8,17 9

5 Fabaceae Lindl. 29 7,9 7

6 Lamiaceae Lindl. 24 6,5 8

7 Rosaceae Juss. 18 4,9 15

8 Caryophyllaceae Juss. 17 4,6 6

9 Boraginaceae Juss. 13 3,5 10

10 Polygonaceae Juss. 12 3,3 7

Всего: 300 81,63 135

Согласно морфологической классификации жизненных форм И.Г. Серебрякова (1964) в районе исследования преобладают

9

многолетние травянистые растения (55%, 202 вида). Далее следуют однолетники (25%, 92 вида), двулетники 14% (51 вид), полукустарнички 4% (15 видов), кустарники и кустарнички 2% (7 видов). Доминирующее положение многолетних травянистых растений является свидетельством степного характера района исследований. (рис.2)

4% 2% 25%

□ 1 однолетники 25%

□ 2 двулетники 14% О 3 многолетники 55% ■ 4 полукустарнички 4%

□ 5 кустарники и кустарнички 2%

Рис. 2 Группы биоморф (по Серебрякову, 1964) флоры пастбищ Оренбургского Предуралья

Проведенными исследованиями по группам преобладающих биоморф по К. Раункиеру (1907) установлено, что в составе флоры преобладают гемикриптофиты 58% (213 видов). Остальные группы биоморф распределились следующим образом: терофиты 26% (95 видов), геофиты 10% (37 видов), хамефиты 4% (15 видов), фанерофиты 2% (7 видов), (рис. 3).

Рис.3 Группы биоморф (по Раункиеру, 1907) флоры пастбищ Оренбургского Предуралья

Экологический анализ флоры показывает следующие позиции: ксерофиты 28% (103 вида), ксеромезофиты 27% (99 видов),

мезоксерофиты 22% (81 вид), мезофиты 17% (62 вида), эвксерофиты 5% (18 видов), эвмезофиты 1% (4 вида), (рис.4)

□ 1 мезофиты 17% О 2 ксерофиты 28%

□ 3 мезоксерофиты 22%

□ 4 эвксерофиты 5% ■ 5 эвмезофиты 1%

□ 6 ксеромезофиты 27% 22%

Рис. 4. Экологические группы флоры пастбищ Оренбургского Предуралья

4.2 Фитоценологическая характеристика растительности

пастбищ

На территории исследования (2008-2012 гг.) изучалась флора и растительность пастбищ, которая использовалась для выпаса крупного рогатого скота.

В исследованиях, при классификации растительности пастбищ использовались принципы и методики Е. М. Лавренко (1940, 1980), В.И. Евсеева (1935, 1946, 1954), И.В. Ларина (1961, 1975, 1990), с дополнениями П. Л. Горчаковского и 3. Н. Рябининой (1984, 1996) и 3. Н. Рябининой (2003). Всего было выделено и описано 3 группы формаций, 8 формаций и 29 ассоциаций. Составлена классификация растительности пастбищ.

Формация злаково-австрийскополынная. Представлена следующими ассоциациями: Artemisia austriaca + Festuca valesiaca; Artemisia austriaca + Festuca valesiaca + Stipa lessingiana; Artemisia austriaca + Stipa lessingiana + Festuca valesiaca. Занимает равнинные широкие увалы, пологие и покатые склоны различной экспозиции. Почвы -черноземы обыкновенные малогумусные, маломощные, обыкновенные среднесмытые глинистые и тяжелосуглинистые. Проективное покрытие травостоя составляет 65 %, средняя высота травостоя 15 см. Использование сенокосное и пастбищное. Эдификатором является Copi -Artemisia austriaca. Полукустарничек до 60 см высоты. Типчаковые и ковыльные степи под влиянием усиленного выпаса обычно переходят в малопродуктивные группировки с господством полыни австрийской. Летом на пастбище полынь австрийская поедается плохо, однако в засуху овцы и крупный рогатый скот поедают ее в большом количестве.

11

Осенью поедается вполне удовлетворительно мелким рогатым скотом, в небольшом количестве лошадьми и крупным рогатым скотом. Соэдификаторы: Cop,-sp - Festuca valesiaca, Achillea nobilis, Poa angustifolia, Stipa lessingiana, Koeleria cristata. В образовании травостоя принимают участие sp-sol - Salvia stepposa, Veronica incana, Verbascum phoeniceum, Linosyris villosa, Potentilla bifurca. Урожайность сена 6,8-5,7 ц/га.

Формация разнотравно-типчаково-ковылковая. Включает

следующие ассоциации: Stipa lessingiana + Festuca valesiaca + Achillea nobilis; Stipa lessingiana + Festuca valesiaca + Jurinea multiflora; Stipa lessingiana + Festuca valesiaca + Artemisia austriaca; Stipa lessingiana + Festuca valesiaca + Phlomoides tuberose; Stipa lessingiana + Festuca valesiaca + Salvia stepposa. По пологим и слабопокатым склонам. Доминант: Copi- Stipa lessingiana. Кодоминанты Coprsp - Festuca valesiaca, Achillea nobilis, Jurinea multiflora, Artemisia austriaca, Phlomoides tuberose, Salvia stepposa. Stipa lessingiana Trin. et Rupr. - это многолетний плотнокустовой злак, в кормовом отношении это наилучшее растение из всех ковылей. Урожай зеленой массы 10-15 ц с га (сена 5-8 ц/га). В основном это пастбищное растение, но его можно использовать и для сенокошения. Сено, убранное до цветения, является хорошим кормом для всех видов скота. В травостое встречаются sp-sol - Stipa capillata, Artemisia lerchina, Thymus marschallianus, Astragalus testicuatus, Cichorium intybus, Veronica incana, Centaurea scabiosa, Linosyris villosa, Koeleria cristata. Проективное покрытие 55%, средняя высота травостоя 20 см., урожайность 5,8-4,5 ц/га.

Формация разнотравно-ковылково-типчаковая. Ассоциации: Festuca valesiaca + Stipa lessingiana + Artemisia austriaca; Festuca valesiaca + Stipa lessingiana + Salvia stepposa. Почвы - черноземы

обыкновенные малогумусные, маломощные, обыкновенные среднесмытые глинистые и тяжелосуглинистые. Общее проективное покрытие 40-45%, высота травостоя 20 см. Доминант: Copi - Festuca valesiaca - дерновинный злак, очень стоек по отношению к скотосбою, это объясняется некоторыми биологическими особенностями Festuca valesiaca: необычайно пластичной корневой системой и медленным отрастанием побегов после стравливания, что имеет большое значение в ксерофитных условиях произрастания, поэтому растение не так истощается, как, например, Stipa lessingiana, у которого отрастание побегов идет очень быстро. Кодоминанты: Copi-sp - Artemisia austriaca, Stipa lessingiana, Salvia stepposa. В сложении травостоя принимают участие следующие виды: sp-sol - Stipa capillata, Galium verum, Centaurea scabiosa, Thymus marschallianus, урожайность надземной биомассы 5-4,5 ц/га.

Формация типчаково-австрийскополынная. Ассоциации: Artemisia austriaca + Potentilla bifurca +Festuca valesiaca; Artemisia austriaca + Festuca valesiaca. Приурочена к пониженным элементам рельефа. Общее проективное покрытие 40-45%. Эдификатором является ксерофитный полукустарничек Copi-Artemisia austriaca.

Соэдификаторы: Copi-sp - Potentilla bifurca, Festuca valesiaca. В образовании травостоя принимают участие sp-sol — Cichorium intybus, Achillea nobilis, Thymus marschallianus, Salvia stepposa, Melilotus albus, Veronica incana, Centaurea scabiosa, Potentilla bifurca, Ceratocarpus arenarius, Scabiosa ochroleuca, Euphorbia virgate, Kochia prostrate, Salsola collina. Cichorium intybus - хорошо выносит умеренный выпас. На пастбищах в виде зеленой подкормки удовлетворительно поедается всеми видами сельскохозяйственных животных. Ценным является то, что на степных пастбищах дает корм в то время, когда другие растения засыхают. Урожайность сена 3,8-2,8 ц/га.

Формация разнотравно-типчаковая. Включает ассоциации: Festuca valesiaca + Jurinea multiflora + Artemisia austriaca; Festuca valesiaca + Achillea nobilis + Artemisia austriaca; Festuca valesiaca + Salvia stepposa + Artemisia austriaca; Festuca valesiaca + Artemisia austriaca; Festuca valesiaca + Phlomoides tuberose + Artemisia austriaca. Эдификатор Copi - Festuca valesiaca . Соэдификаторы Сорг sp - Jurinea multiflora, Phlomoides tuberose, Artemisia austriaca, Salvia stepposa, Achillea nobilis. В образовании травостоя принимают участие sp-sol - Centaurea scabiosa, Veronica incana, Artemisia lerchiana, Echinops ruthenicus, Potentilla bifurca, Ceratocarpus arenarius, Euphorbia virgate, Achillea millefolium, Atriplex patula, Crepis tectorum. Centaurea scabiosa - питательная ценность довольно высокая. Является хорошим пастбищным кормом для овец. А в молодом возрасте охотно поедается крупным рогатым скотом (Ларин, 1990). Урожайность 4,6-3,3 ц/га.

Формация разнотравная. Ассоциации: Artemisia austriaca + Polygonum aviculare; Artemisia austriaca + Alyssum turkestanicum; Artemisia austriaca + Ceratocarpus arenarius; Polygonum aviculare + Artemisia austriaca; Thlaspi arvense + Alyssum turkestanicum; Polygonum aviculare + Thlaspi arvense; Polygonum aviculare + Alyssum turkestanicum; Ceratocarpus arenarius + Artemisia

austriaca; Amaranthus albus + Chenopodium album; Alyssum turkestanicum + Artemisia austriaca.

Почвы- черноземы террасовые, черноземы обыкновенные слабо и среднесмытые, глинистые и среднесуглинистые. Доминанты: Сор! -Polygonum aviculare, Artemisia austriaca, Thlaspi arvense, Alyssum turkestanicum, Ceratocarpus arenarius, Chenopodium album,

Amaranthus albus. Травостой образован видами: Coprsp -Chenopodium hybridum, Ambrosia artemisifolia , Amaranthus retroflexus, Astragalus testiculatus, Chenopodium glaucum, Amaranthus albus, Berteroa incana, Achillea nobilis, общее проективное покрытие 35%, урожайность сена 2,6-1,5 ц/га. Очень хорошо выносит уплотнение почвы, вытаптывание скотом и стравливание, хорошо отрастает как после стравливания, так и после многократного скашивания. Содержит значительное количество протеина и белка. Прекрасно поедается крупным рогатым скотом, овцами, козами, свиньями, кроликами и домашней птицей. Удовлетворительно поедается лошадьми. Является нажировочным кормом для крупного рогатого скота, способствует увеличению удоев. Учитывая хорошую поедаемость, высокую кормовую ценность, выносливость к выпасу и прекрасную отавность, горец птичий следует рассматривать как весьма ценное пастбищное растение (Евсеев, 1954).

Формация пустыннобурачковая. Доминант Cop2-Copi - Alyssum turkestanicum. В образовании травостоя принимают участие: sp-sol -Ambrosia artemisifolia. Урожайность 0,1-0,2 ц/га.

Формация песчанорогачевая. Доминант Cop2-Copi - Ceratocarpus arenarius. Принимает участие в сложении sp-sol - Thlaspi arvense. Наличие большого количества рогача на пастбищах показывает на их неправильное использование, чрезмерную нагрузку скотом. По химическому составу вполне удовлетворительный корм. Кормовое растение для всех видов скота, особенно охотно поедается в зеленом виде весной и осенью. Лошади и овцы поедают лучше других животных, хороший нажировочный корм. Крупным рогатым скотом поедается плохо. Урожайность 0,1-0,2 ц/га.

Растительность степи претерпевает значительные изменения в сторону ухудшения структуры, видового состава, снижения урожайности и качества кормов (6,8 ц/га, 15-25 видов в исходном растительном сообществе до 0,1 ц/га, 2-5 видов на третьей стадии пастбищной деградации, снижается содержание злаков, бобовых и разнотравья).

В ходе пастбищной деградации происходит дифференциация растительных сообществ (первая стадия), которые затем постепенно теряют свои различия и на третьей стадии образуют сходные пастбищные травостои из синантропных растений, (табл. 2) В условиях интенсивного выпаса на месте различных ассоциаций при различных эдафических условиях происходит образование сходных пастбищных травостоев (конвергенция растительных сообществ). (Шенников, 1929; Рябинина, 2003).

Таблица 2. Стадии пастбищной деградации степной растительности Оренбургского Предуралья на различных подтипах черноземов обыкновенных

Почвы Исходное I стадия II стадия III стадия

расти- деградации. деградации деградации

тельное Умеренный Сильный выпас Сбой

сооб- выпас

щество

Черноземы Stipa Festuca Artemisia Polygonum

обыкновен- lessingiana valesiaca+ austriaca + aviculare.

ные + Festuca Artemisia Polygonum

маломощ- valesiaca austriaca. aviculare Alyssum

ные + Artemisia turkestanicum.

austriaca.

Черноземы Artemisia Alyssum

обыкновен- austriaca + turkestanicum.

ные Alyssum

среднемощ turkestanicum

-ные

средне-

сугли-

нистые

Черноземы Artemisia Ceratocarpus

обыкновен- austriaca.+ arenarius.

ные Ceratocaipus

солонце- arenarius

ватые

ГЛАВА 5 ОПТИМИЗАЦИЯ ПАСТБИЩ

Большинство современных пастбищ Оренбургского Предуралья представляют собой вторичные сообщества разных стадий дигрессии, вплоть до сбоя. В настоящее время в связи с сокращением поголовья скота наблюдается снижение нагрузки на пастбища. При снижении пастбищных нагрузок возможно самовосстановление степной растительности. Восстановление степей из вторичных сообществ проходит трудно и не всегда возможно из-за прошедших необратимых изменений: многие виды исчезли, запас долго сохраняющихся семян в почве невелик, ухудшилось плодородие и структура почвы. Из-за фрагментированности пастбищ и лимитированности донорских участков ограничен обмен генетическим материалом и семенами. Сукцессионные процессы, которые могли бы привести к самовосстановлению исходных

типов коренных степей, очень длительны и возможны лишь на начальных (первых двух) стадиях дигрессии, после которых изменения нередко становятся необратимыми.

Черноземы обыкновенные средне- и маломощные, а также солонцеватые обладают высоким потенциальным плодородием. Поэтому на пастбищах третьей стадии деградации, размещенных на средне- и маломощных почвенных разностях, можно провести коренное улучшение без предварительного полевого периода возделывания однолетних кормовых культур. Предлагаем следующую технологию: глубокая культурная вспашка, весной посев районированных сортов многолетних трав: люцерны изменчивой Бродская местная, житняка гребневидного Бродский ширококолосый, пырея сизого Ростовский 31, под покров донника двухлетнего.

На втором году жизни многолетних трав зеленая масса используется на сенаж, на третий — на сено и в последующие годы на выпас, с организацией порционного стравливания пастбищной массы один раз за вегетационный период.

Площади, занимаемые черноземами обыкновенными солонцеватыми, обрабатываются безотвальными орудиями на глубину 27-30 см. В весенне-летний период проводится три культивации и в конце июня - начале июля посев суданской травы на сенаж. На следующий год по стерне под покров донника высеваются многолетние травы в том же наборе культур.

На участках первой и второй стадии деградации ежегодно необходимо вносить под зиму растворимые формы азотных удобрений в дозе N 40-60 кг/га тракторным опрыскивателем любой марки (Сидоров, 2011,2012).

Важное значение при использовании пастбищ имеют, прежде всего, сроки, высота и количество стравливаний, а также нормальная нагрузка пастбищ. Все эти требования могут быть выполнены лишь при условии введения пастбищеоборота, который предусматривает ежегодную смену очередности использования участков или загонов под выпас, периодическое использование части участков под сенокошение или оставление для самообсеменения, предоставления отдыха отдельным участкам, в случае необходимости — проведение соответствующего ухода и т.д. Наряду с введением пастбищеоборота должны быть упорядочены сроки пастьбы скота. В системе пастбищеоборота необходимо осуществить уход за травостоем — уничтожение сорных растений, внесение удобрений, разравнивание кочек, подсев трав на изреженных местах. Каждый участок можно разбить на более мелкие 23 загона. Площадь загона величина непостоянная и зависит от ряда факторов: вида, количества поголовья, находящегося на единицу площади загона; урожайности, ботанического состава и поедаемости трав; продолжительности пребывания скота в каждом загоне; количества циклов стравливания. Нормальная нагрузка загона должна

обеспечить: установленную порциональную норму подножного корма каждому животному и равномерное и полное стравливание корма без снижения урожайности.

На основе анализа материалов, полученных путем детального изучения растительных сообществ пастбищ Оренбургского Предуралья нами разработаны и переданы производству рекомендации по оптимизации пастбищ. В целях недопущения пастбищной дигрессии необходимо:

• восстановление растительного покрова нарушенных пастбищ;

• эффективное использование пастбищ с применением рационального выпаса;

• сокращение нагрузки на пастбища за счёт увеличения территории пастбищ и возобновления сеяных кормовых угодий.

ВЫВОДЫ

1. Во флоре исследуемого района выявлено 367 видов сосудистых растений, относящихся к 33 семействам. К семействам с преобладающим количеством видов относятся: Asteraceae Dumort. - 80 видов, Роасеае Barnhart - 43 вида, Brassicaceae Burnett - 34 вида, Chenopodiaceae Vent. - 30 видов, Fabaceae Lindl. - 29 видов, Lamiaceae Lindl. - 24 вида, Rosaceae Juss. - 18 видов, Caryophyllaceae Juss. - 17 видов, Boraginaceae Juss. — 13 видов, Polygonaceae Juss. — 12 видов. Девять семейств содержат по одному роду.

2. В биоморфологической структуре флоры пастбищ наблюдается преобладание многолетних травянистых растений (55%, 202 вида) и гемикриптофитов 58% (213 видов). Анализ по экологическим группам характеризуется преобладанием ксерофитов 28% (103 вида) и ксеромезофитов 27% (99 видов).

3. Впервые подробно изучена растительность пастбищ Оренбургского Предуралья. Всего выделено и описано 3 группы формаций, 8 формаций и 29 ассоциаций пастбищной растительности. Составлена классификация растительности пастбищ.

4. Изучены стадии пастбищной деградации. Следует различать три стадии деградации степной растительности, которые зависят от различных подтипов черноземов обыкновенных и вида выпасаемого скота. Пастбищная деградация Оренбургского Предуралья ведет к уменьшению продуктивности растительных сообществ и видового разнообразия флоры.

5. Пастбища третьей стадии деградации, размещенные на средне- и маломощных почвенных разностях нуждаются в коренном улучшении без предварительного полевого периода возделывания однолетних кормовых культур.

6. Результаты проведенных геоботанических исследований необходимо учитывать соответствующими ведомствами при

планировании мероприятий природоохранного значения и оптимизации флоры и растительности пастбищ.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК России:

1. Маханова Р. С. Растительный покров Бугульминско-Белебеевской возвышенности и Общего Сырта / Ю.Г. Радаева, Г.С. Маханова, P.C. Маханова P.C. // Известия ОГАУ Теоретический и научно-практический журнал. - 0ренбург.-2012.- №3(35).- С. 223-224.

2. Маханова P.C. Современное состояние флоры Южного Урала (Оренбургская область) / Ю.М. Нестеренко, Ю.Г. Радаева, Г.С. Маханова, P.C. Маханова // Известия ОГАУ Теоретический и научно-практический журнал. - Оренбург.- 2012.- №4(36).- С. 218-220.

3. Маханова P.C. К изучению растительности Восточно-Европейской равнины / Г.Н. Соловых, P.C. Маханова, Г.С. Маханова, Ю.Г. Радаева // Известия ОГАУ Теоретический и научно-практический журнал. -0ренбург.-2012.-№4(36).- С. 220-222.

Публикации в сборниках и материалах международных конференций:

1. Маханова P.C. Биологические особенности сорных растений Южного Урала / P.C. Маханова // Материалы VI международной научно-практической конференции «Современное состояние естественных и технических наук». - Москва: Изд-во Спутник плюс, 2012. - С. 32-34.

2. Маханова P.C. Биоэкологические особенности сосудистых растений в условиях урбанизированных территорий / P.C. Маханова И Материалы VI международной научно-практической конференции «Современное состояние естественных и технических наук». — Москва: Изд-во Спутник плюс, 2012. - С.35-37.

3. Маханова P.C. К вопросу изучения методов биологического тестирования / P.C. Маханова, Г.С. Маханова // Труды Института Биоресурсов и прикладной экологии. - Оренбург: Изд-во ОГПУ, 2012. -вып. 10.-С. 83-84.

4. Маханова P.C. О дендрофлоре Южного Урала / Ю.Г. Радаева, P.C. Маханова, Г.С. Маханова // Материалы VI международной научно-практической конференции «Современное состояние естественных и технических наук». - Москва: Изд-во Спутник плюс, 2012. - С. 41-44.

5. Маханова P.C. Разнообразие растительных сообществ историко-культурного памятника «Каргалинские рудники» / З.Н. Рябинина, Л.Г. Линерова, Г.С. Маханова, P.C. Маханова // Материалы XXI

международного симпозиума «Охрана био-ноосферы. Эниология. Нетрадиционное растениеводство. Экология и медицина». -Симферополь, 2012. - С. 50-52

6. Makhanova R. S. Flora of pastures of the Orenburg Cis-Urals / R. S. Makhanova, G. S. Makhanova // materials of the EUROPEAN APPLIED SCIENCES (электронный журнал). - Stuttgart, Germany - №3/2013. - pp. 7-8. [Электронный ресурс]. URL: http:// www.ortpublishing.de

7. Makhanova R. S. Vegetation of the Orenburg Cis - Urals / R. S. Makhanova, G. S. Makhanova // materials of the Eastern European Scientific Journal (электронный журнал). - Duesseldorf, Germany-№2/2013. - pp. 32-34. [Электронный ресурс]. URL: http://www.auns-verlag.de

Отзывы на автореферат просим направлять в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 460844, Россия, г. Оренбург, ул. Советская, 19., Ученому секретарю диссертационного совета Н.И. Мушинской. Тел./факс (3532) 77-24-54. E-mail: ibrae@osDU.esoo.ru

Отечатано в типографии «Экспресс-печать» Подписано в печать 07.11.13.Г.

ОГРНИП 310565817900152

Формат 60x84 х1% Бумага офисная. Усл. печ. л .1,2 Тираж 100 экз. Заказ 514. г. Оренбург, ул. Пролетарская, 30. Тел. (3532) 25-20-02, (3532) 23-58-41