Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Оценка устойчивости луговых экосистем сопредельных территорий Центрально-Черноземного заповедника им. проф. В.В. Алехина к сельскохозяйственному воздействию
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Оценка устойчивости луговых экосистем сопредельных территорий Центрально-Черноземного заповедника им. проф. В.В. Алехина к сельскохозяйственному воздействию"

На правах рукописи

ОСТАПЕНКО Екатерина Александровна

Оценка устойчивости луговых экосистем сопредельных территорий Центрально-Черноземного заповедника им. проф. В.В. Алехина к сельскохозяйственному воздействию (на примере Стрелецкого участка)

Специальность 03.00.16. - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Курск-2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Курский государственный университет» на кафедре физической географии и геоэкологии

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Стифеев Анатолий Иванович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Привало Олег Евгеньевич;

доктор сельскохозяйственных наук Акименко Александр Сергеевич

Ведущая организация - Курский научно-исследовательский институт агропромышленного производства

Защита состоится 29 сентября 2005 г. в 1330 часов в ауд._главного

корпуса на заседании диссертационного совета Д 220.040.01 при ФГОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова» по адресу: 305021, г. Курск, ул. К. Маркса, 70.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова» по адресу: 305021, г. Курск, ул. К. Маркса, 70.

Автореферат разослан 26 августа 2005 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор сельскохозяйственных нау: профессор

Герасименко В.П.

\ть

«

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Возрастающая интенсивность хозяйственного использования природной среды существенно видоизменяет процессы, характерные для естественного функционирования природных систем. Усиление антропогенного воздействия приводит к нарушениям ее устойчивости. Последние десятилетия характеризуются процессом значительного преобразования не только природных систем, испытывающих непосредственное антропогенное воздействие, но и геосистем охраняемых территорий. Репрезентативным показателем изменения природных систем является состояние биотического компонента. Преобразование экосистем прилегающих к заповеднику территорий приводит к трансформации природных систем заповедника. Для сохранения устойчивого состояния уникальных заповедных экосистем особую значимость приобретает исследование пограничной территории, использующейся в сельскохозяйственном производстве. Важным условием для решения данной проблемы является изучение устойчивости природных систем сопредельных территорий охраняемой зоны к преобладающему типу антропогенного воздействия.

Теоретическую и методологическую основу исследования представляют научные положения, изложенные в трудах отечественных и зарубежных ученых по вопросам исследования устойчивости экосистем и агроэкоси-стем [Арманд, 1983; Гродзинский, 1987; Муха, 1996; Привало, 1999; Снакин, 1992], изучения энергетической составляющей устойчивости [Володин, 1994; Масютенко, 2000, 2004; Хрисанов; 1998], проблемам антропогенного воздействия на экосистемы охраняемых территорий [Базилевич, Шмакова, 1986; Бобылев, 2002; Бойко, 2002; Собакинских, 2001]. Вместе с тем, несмотря на изученность вопроса, требуется более детальное рассмотрение устойчивости естественных и сельскохозяйственных систем на прилегающих к заповедным участкам территориях. Актуальной задачей является выявление оптимальных условий для формирования естественных механизмов устойчивости. Не изучена устойчивость экосистем луговых степей к сельскохозяйственному воздействию в буферной зоне заповедника. Вышеизложенное определило цель и задачи нашего исследования.

Цель и задачи исследования. Целью нашего исследования являлось изучение степени устойчивости агроэкосистем и природных экосистем пограничных территорий участков заповедника им. проф. В.В. Алехина и использование полученных данных для обоснования ограничения сельскохозяйственной деятельности в пределах изученных территорий. Для реализации поставленной цели в ходе исследования решались следующие задачи:

1. Обосновать теоретические и методологические подходы к изучению устойчивости природных экосистем и агроэкосистем.

2. Разработать методику оценки устойчивости экосистем к сельскохозяйственному воздействию.

3. Оценить устойчивость экосистем луговых степей к сельскохозяйственному воздействию на основе анализа биоэнергетического потенциала экосистем.

4. Разработать классификацию экосистем луговых степей по степени их устойчивости к сельскохозяйственному воздействию.

5. Выявить факторы, определяющие устойчивость экосистем, и основные закономерности их взаимодействия.

6. Обоснован необходимость ограничения сельскохозяйственной деятельности на прилегающих к заповеднику территориях.

Научная новизна исследования. Разработана методика оценки устойчивости экосистем к сельскохозяйственному воздействию на основе анализа энергетического состояния, предложена классификация экосистем луговых степей по степени устойчивости к сельскохозяйственному воздействию. Построена четырехфакторная математическая модель трехуровнего эксперимента, определяющая оптимальные условия для формирования механизмов устойчивости экосистем.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика оценки устойчивости экосистем луговых степей к сельскохозяйственному воздействию на основе анализа энергетического состояния.

2. Классификация экосистем луговых степей по степени устойчивости к различным типам сельскохозяйственного воздействия.

3. Факторная модель устойчивости экосистем луговых степей.

Практическая значимость. Разработанная методика оценки устойчивости экосистем к сельскохозяйственному воздействию использована для определения уровня устойчивости экосистем луговых степей к сельскохозяйственному воздействию. На ее основе предложены рекомендации для оптимизации сельскохозяйственного природопользования луговых степей на пограничных территориях заповедника. Данная методика может быть интерпретирована для оценки устойчивости к другим типам антропогенного воздействия.

Теоретическая значимость диссертационного исследования состоит в обосновании возможного уровня устойчивости экосистем при сельскохозяйственном воздействии и выявлении оптимальных условий для формирования устойчивых экосистем на основе математического моделирования.

Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях «Медико-экологические информационные технологии» (Курск, 2003), «Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в средней школе» (Воронеж, 2003), «Географические исследования территориальных систем природной среды и общества» (Саранск, 2004), «География и геоэкология в школе и вузе: современное состояние и концепции развития» (Владимир, 2004), «Йроблемы экологии в науке и образовании» (Курск,

2004), «Проблемы экологии в науке и образовании» (Курск, 2004), «Стратегия статистического и демографического развития: роль науки и образования» (Орел, 2004), «Современные проблемы экологии и безопасности» (Тула, 2005), «Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья» (Курск, 2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 132 страницах, включает введение, три главы, выводы, предложения производству, библиографический список, состоящий из 206 источников, в том числе 28 иностранных, содержит 12 таблиц и 18 рисунков, 14 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Объект, условия и методы исследований

Для реализации задач диссертационного исследования нами разработана методика определения устойчивости экосистем к антропогенному воздействию. Толерантной к антропогенному воздействию является энергетика биотических компонентов экосистем. Сельскохозяйственное производство наиболее интенсивно видоизменяет вещественные и энергетические потоки в биотической составляющей экосистем. Предлагаемая методика направлена на выявление степени изменения энергетического состояния экосистем при сельскохозяйственном воздействии, методика может быть использована для оценки устойчивости экосистем к другим типам антропогенного воздействия. В разработанной нами методике предлагаются следующие этапы:

1. Изучение особенностей сельскохозяйственного воздействия на компоненты экосистем, определяющих ее энергетическое состояние. На данном этапе определяют количественные показатели динамики и распространения воздействия.

2. Оценка динамики энергетического состояния экосистем при различной интенсивности воздействия. Данный этап предполагает проведение экспериментальных исследований состояния компонентов экосистем. Полученные результаты интерпретируются способом сравнения с первоначальным (эталонным) состоянием энергетики компонентов экосистемы. На данном этапе целесообразно исследование дополнительных параметров функционирования экосистемы, которые являются репрезентативными в данных условиях (тип почв, гранулометрический состав, структура, текстура, гидрофизические и гидрохимические характеристики; характеристика фитоком-понента: тип, вид, состояние растительности, продуктивность, способность к адаптации). Результатом второго этапа исследования является определение степени отклонения энергетического состояния от первоначального; приближение его к критическому уровню. В качестве первоначального состояния выбраны показатели функционирования заповедных экосистем.

3. Классификация экосистем по степени усюйчивости к сельскохозяйственном} воздействию производится способом ранжирования экосистем в зависимости от уровня их энергетического состояния с учетом особенностей фи шко-географическичус ювий, гипа и интенсивности возтействия

4 Определение оптимальных условий для формирования шленциата устойчивости предпотатаег выявление ведущих факюров, е^лияющих на уровень устойчивости Перспективным способом pea шзаиии танныч «дач является построение мотелей графических, картотрафических, математических. позволяющих прогнозировать динамику устойчивости при изменении физико-географических параметров и интенсивности воздействия. Обобщенная схема методики оценки устойчивости природных систем представлена на рис 1.

Иссле товацие во ! тейспшй Исследование noc.iejcijtnü во ¡действия

Выявление источников вот тснствин Вы !еление компоненюв и их свойств,

| максимально подверженных шмснснинм

Печение iioKajaic.icii, у

характеризующих вит вопеиствия Количсст венное опре телепне шменсний

природных стилем

Динамика Направленное!!» Распространение Определение пенсии «нклонсиия и режим от первоначального состояния

-периодичность и приближения к критическом) уровню

-цикличность |

-исгорическая Ранжирование компонентов и природных

периодизация систем по степени устойчивости

к антропогенному воздействию

Моделирование процессов взаимовлияния компонентов и факторов во ¡действия на устойчивость природных систем

Про! ношроваиие шнамики усюйчивости прнрошых систем

Рис I ОбоСшцчпшя (\еча оценки мтоичшюсти экосистем к аитропигешют /и) Юст/тана

В качестве объекта нашею исследования выступили естественные кормовые и сенокосные угодья луговых степей на прилегающих к Стрелецкому участку 11етрально-Черноземного ¡аповетника им проф В В Л техи-нл 1ерригориях В геоморфолот ическом отношении исс юдованные пофа-ннчные территории представляют собой водораздет. нашойменную террасу и пойму р Гейм Расч 1ененнос1ь территории средняя, в отдельных случаях высокая Рельеф терри юрии слабоволнистый, основными формами рельефа определяющими характер поверхности территории, являются пологие скто-ны водоразделов Климат и ¡у чаемой территории умеренно-конгннешальиый с у меренно-холо шой шмой и относительно жарким летом Среднегодовая температура воздуха С Срелняя месячная температура самого теплого

месяца (июль) 18,7° С, самого холодного (январь) - -9,3° С. Годовая сумма осадков - 587 мм, из них две трети приходится на теплый период, часто они носят ливневый характер. В структуре почвенного покрова исследуемых территорий фоновыми являются черноземы типичные и в разной степени выщелоченные. Вторые по степени распространения - пойменные луговые почвы. Растительный покров представлен лугово-степной и азональной растительностью.

Реализация задач диссертационного исследования основывалась на материалах камеральных и полевых исследований, литературных источниках, картографических и фондовых материалах. В диссертации использованы результаты наблюдений и исслёдований в пределах естественных кормовых, пастбищных и сенокосных угодий на территории пяти агрохозяйств, пограничных со Стрелецким участком заповедника в период 2002 - 2004 гг. Для исследования и описания состояния почвенного и растительного компонента экосистем были выделены в пределах 3-х км буферной зоны площадки по 100 м2 на фиксированном расстоянии от границы заповедника (0-50 м; 50100 м; 100-150 м; 150-200 м; 200-400 м; 400-600 м), а также приуроченные к элементам прибалочных склонов различной экспозиции и крутизны.

При изучении состояния фитоценозов применялись общепринятые методики биогеоценотических исследований [Раменский, 1971, Доспехов, 1985, Воронов, 1973]. Видовой состав фитоценозов определялся по П.Ф. Ма-евскому (1964), проективное покрытие фитоценозов согласно Л.Г. Рамен-скому (1961), для определения обилия использована шкала Браун-Бланке, степень флористического сходства выявлена по формуле П. Жаккара [Мир-кин и др., 1987]. Синантропные элементы фитоценозов определены согласно классификации Б.М. Миркина, Т.А. Работнова (1992). Латинские названия приведены по С.К. Черепанову (1995). Запасы надземной фитомассы и се динамика в течение вегетационного периода определялись методом укосов в пятикратной повторности с последующим разбором на фракции и взвешиванием на электронных весах.

В соответствии с разработанной методикой исследования изучено состояние почвенного покрова. Типовая принадлежность почв и их свойства определялись в полевых условиях с использованием почвенных разрезов [Вадюнина, 1982]. Определение плотности и влажности почв в ее естественном состоянии проводили по методике H.A. Качинского [Вадюнина, Корча-лина, 1986], содержание гумуса - по методике Тюрина с окончанием в модификации Никитина. Показатели энергетического состояния экосистем рассчитаны на основе результатов полевых и лабораторных исследований по методике Н.П. Масютенко (2004). Для анализа взаимодействия факторов, определяющих уровень потенциальной устойчивости, и выявления их оптимальных параметров использовано математическое моделирование. Модель построена на основе множественного линейного уравнения плоскости регрессии для четырехфакторного анализа трехуровнего эксперимента в про-

грамме MATHCAD 2001i PROFESSIONAL. Достоверность результатов подтверждается качеством выполнения экспериментальных исследований в соответствии со стандартными требованиями, корректным применением методов исследований при решении поставленных задач и апробированных методик обработки исходных материалов, согласованием полученных результатов с данными фактических наблюдений. Статистический анализ точности произведен с помощью стандартного пакета «Анализ данных» MICROSOFT EXCEL 7.0. для WINDOWS 2000. Адекватность модели проверена с помощью F-критерия Фишера.

2. Результаты исследования устойчивости экосистем луговых степей на прилегающих к Стрелецкому участку ЦЧЗ территориях

2.1. Состояние фитоценозов луговых степей при сельскохозяйственном воздействии Сравнительный анализ запасов фитомассы на разных видах сельскохозяйственных угодий показывает, что максимальные запасы фитомассы характерны для участков, подвергающихся слабому и умеренному выпасу. Минимальные запасы общей фитомассы наблюдаются в фитоценозах, приуроченных к сети дорог и тропинок (табл.1).

Таблица 1. Динамика запасов надземной фитомассы (2002 — 2004 гг.)

Тип с.-х. воздействия Запасы фитомассы (ц/га) В среднем за 3 года

2002 г. 2003 г. 2004 г.

112 13 1 | 2 | 3 112 13

А

I 13,2 12,1 25,3 13,7 12,5 26,2 21,2 13,5 34,7 28,7

II 13,2 10,2 23,4 13,6 11,2 24,8 17,3 16,7 34 27,4

Ш 10,3 10,2 20,5 10,7 10,1 20,8 17,3 15,8 33,1 24,8

IV 7,6 7 14,6 7,2 11 18,2 16,4 15,5 31,9 21,6

V 7,4 9 16,4 15,5 10,3 25,8 15,1 13,9 29 23,7

VI 11,5 9,6 21,1 10,9 9,6 20,5 15 11,2 26,2 22,6

В

I 16,4 12,1 28,5 17 11,2 28,2 21,1 12,2 33,3 30

II 15,6 10,2 25,8 15,4 9,4 24,8 20,9 15,2 36,1 28,9

III 13 10,2 23,2 13.4 10,3 23,7 20,1 14,1 34,2 27

IV 10,3 7 17,3 10,7 10,1 20,8 18,6 13,8 32,4 23,5

V 9 9 18 8,9 9,7 18,6 15,6 9,9 25,5 20,7

VI 11,7 9,6 21,3 11,8 9,9 21,7 18,3 10,5 28,8 23,9

С

I 15,3 8 23,3 15,7 8,1 23,8 19,8 15,7 35,5 27,5

П 13,6 9 22,6 14,3 9,1 23,4 20,2 13,9 34,1 26,7

III 12,3 8,6 20,9 12,8 9 21,8 19,8 .13,3 33,1 25,3

IV 9,7 7,6 17,3 10 8,6 18,6 19,4 12,8 32,2 22,7

V 8,2 6,1 14,3 8,4 7,9 16,3 17,2 15,7 32,9 21,2

VI 9,1 7,6 16,7 9,3 8 17,3 15,4 11,6 27 20,3

D

I 15,6 9,9 25,5 16,2 10,4 26,6 22,5 12,8 35,3 29,1

II 15,5 10 25,5 15,8 10,7 26,5 20,9 13,3 34,2 28,7

III 14,4 9,3 23,7 14,9 10,9 25,8 20,4 12,8 33,2 27,6

IV 13,1 9,6 22,7 14,2 9,8 24 19,9 11,6 31,5 26,1

V 11,8 9,6 21,4 12,7 9,7 22,4 18,1 10,6 28,7 24,2

VI 12,6 9,1 21,7 12,4 9,1 21,5 19,5 12,1 31,6 24,9

Е

I 14,1 13 27,1 15,3 13,8 29,1 19,3 18,1 37,4 31,2

II 14,7 11,1 25,8 14,0 11,4 25,4 17,4 17,3 34,7 28,6

III 13,2 9,6 22,8 13,6 9,9 23,5 16,3 15,9 32,2 26,2

IV 11,2_| 9,4 20,6 12,1 10,4 22,5 14,0 13,1 27,1 23,4

V 9,4 9,1 18,5 10,1 9,4 19,5 13,4 11,9 25,3 21,1

VI 12 9,6 21,6 12,0 10,9 22,9 13,8 12,1 25,9 23,5

НСР05 0,9 0,5 1,4 0,9 0,4 1,2 0,9 0,7 1,2 1,3

Условные обозначения: 1 - зеленая часть фитомассы; 2 - мортмасса (ветошь и подстилка); 3 - всего надземной фитомассы; I - сенокошение; П - слабый выпас; 1П - выпас выше среднего; IV - усиленный выпас; V - механическая обработка почвы; VI - вытаптывание на скотопрогонных тропах; расстояние от границы Стрелецкого участка: А -0-50 м; В - 50-100 м; С - 100-200 м; Б - 200-400 м; Е - 400-600 м.

Анализ полученных результатов показал, что при усилении выпаса снижаются такие синтетические показатели, как проективное покрытие, высота травостоя, видовое разнообразие, запасы надземной фитомассы. Видовая насыщенность при усилении пастбищной нагрузки от слабой к умеренной (0,5 гол/га до 1 гол/га) снижается незначительно (от 35 до 29 видов на м2), количество видов при усиленном и чрезмерном выпасе уменьшается до 18 и 10 на м2 соответственно. Проективное покрытие при слабом выпасе достаточно высокое и составляет 85-90 %, при усилении пастбищной нагрузки снижается до 50-40 %. Максимальная высота травостоя уменьшается при усилении градиента пастбищной нагрузки от 70 до 35 см. Видовое разнообразие учетных площадок изменяется в пределах 35-10 видов на м2. Обобщив результаты анализа влияния сельскохозяйсгвенного воздействия на состояние луговых фитоценозов, мы выделили следующие положения:

1. Превышение нагрузки выпаса в течение продолжительного времени (10 и более лет) приводи г к обеднению разнообразия фитоценозов (происходит снижение количества видового разнообразия до 60 %).

2. В фитосоциологическом спектре при интенсивном выпасе начинают доминировать синантропные виды (рудеральные виды на усиленно выпасаемых пастбищных площадках составляют до 60 %).

3. Между видовым составом фитоценозов и проективным покрытием существует нелинейная связь. Видовое разнообразие - более устойчивая характеристика фитоценозов, при усилении пастбищной нагрузки его показатели уменьшаются значительно медленнее, чем проективное покрытие и средняя высота травостоя. При постпастбищной демутации восстановление видового состава происходит за более длительный период по сравнению с другими показателями.

4. Устойчивость растительных сообществ к сельскохозяйственному воздействию выше в районах с избыточным увлажнением (северо-западные участки). Восстановление показателей структуры и функционирования фи-тоценозов в условиях достаточного увлажнения происходит значительно быстрее (при постпастбищной демутации показатели проективного покрытия на 10% выше).

5. Значительное влияние на устойчивость фитоценозов к сельскохозяйственному воздействию оказывают геоморфологические условия: минимальные изменения структуры и функционирования фитоценозов отмечены для участков, приуроченных к плакору, прибалочным склонам, крутизной не более 3-5°, преимущественно северной и северо-западной экспозиции, в их верхних и нижних элементах.

2.2. Состояние педоценозов луговых степей при сельскохозяйственном воздействии

В пределах исследованных участков фоновыми являются типичные и выщелоченные черноземы, среднегумусные, слабосмытые. Общее количество гумуса в почвах исследуемых территорий изменяется в пределах от 3,8 до 7,2 %. При сравнительном анализе показателей содержания гумуса установлено, что запасы гумуса изменяются в зависимости от генетического подтипа черноземов и преобладающего типа сельскохозяйственного воздействия. Высокое содержание гумуса (6,8-7,2 %) в пахотном слое почвы (0-25 см) отмечено для выщелоченных среднемощных слабоэродированных черноземов, а также для типичных слабосмытых черноземов, приуроченных к плакору. Низким содержанием гумуса (3,8 - 4,0 %) в пахотном слое (0-25 см) характеризуются пойменные луговые слоистые почвы. Установлено уменьшение содержания гумуса для всех типов почв при усиленном и чрезмерном выпасе, а также на многолетних сенокосах. Сравнение показателей содержания гумуса на пограничных территориях Стрелецкого участка ЦЧЗ выявило, что запасы гумуса изменяются следующим образом: наибольшие средние показатели гумуса в пахотном слое (0-25 см) отмечаются для почв южных пограничных территорий Стрелецкого участка; на аналогичных пограничных участках, расположенных к северу, северо-востоку отмечается снижение содержания гумуса соответственно на 18 % и 35 %. Определено, что на участках сенокосов происходит либо незначительное снижение содержания гумуса, либо в некоторых вариантах опыта данная тенденция совсем отсутствует. Снижение содержания органического вещества в почвах наиболее ярко проявляется в эродированных (средне- и сильносмытых) почвах. Анализ динамики содержания гумуса в слабо-, средне- и сильноэродированных почвах показал, что количественное содержание гумуса при аналогичном сельскохозяйственном воздействии в средне- и сильноэродированных типичных черноземах снижается на 20 %, в выщелоченных - на 14 % по сравнению с неэродированными. Результаты исследования показали, что интенсивное

и

сельскохозяйственное воздействие в пределах территории, прилегающей к границе Стрелецкого участка (0-50 м), видоизменяет генетические свойства педоценозов в значительно большей степени, чем на территориях, удаленных от границы заповедника. Мы предполагаем, что агроэкосистемы в пределах указанной территории отличаются низкой степенью устойчивости и стабильности. Обобщая результаты анализа влияния сельскохозяйственного воздействия на состояние педоценозов луговых степей, нами сделаны следующие выводы:

1. Отмечается уменьшение содержание гумуса в пахотном слое до 50% по сравнению с целинными степными почвами. Общее содержание гумуса на участках сельскохозяйственных угодий в пределах овражно-балочной сети снижается до 4 % в типичных черноземах и 4,2 % в выщелоченных.

2. Усиленный выпас (более 5 гол/га) приводит к увеличению плотности почв до 1,4 г/см3, что негативно сказывается на их физико-химических свойствах.

2.3. Энергетическое состояние экосистем при сельскохозяйственном воздействии

Анализ динамики запасов энергии биотического компонента позволяет рассмотреть механизм восстановления экосистем на уровне вещественных и энергетических потоков. Нами рассчитаны показатели энергетического состояния фитоценозов и педоценозов луговых степей при сельскохозяйственном использовании.

По уровню энергетического состояния фитоценозов нами были выделены следующие группы:

1. Фитоценозы с высоким энергетическим потенциалом - участки, подвергающиеся сенокошению, слабому и умеренному выпасу, расположенные преимущественно на плакоре.

2. Фитоценозы со средним энергетическим потенциалом - умеренно выпасаемые пастбищные участки, сенокосы с поздними сроками скашивания; фитоценозы верхних элементов склонов северной, северо-западной экспозиции; фитоценозы межводотоковых пространств.

3. Фитоценозы с низким энергетическим потенциалом - усиленно выпасаемые пастбищные участки средних элементов склонов южной экспозиции.

Для педоценозов исследованных территорий выявлено четыре энергетических уровня. Низкий уровень энергетического состояния характерен для участков, подвергающихся усиленному выпасу, вспашке в пределах овражно-балочной сети, в пределах верхних и средних элементов склонов южной экспозиции. Высокие и оптимальные показатели запасов энергии педоценозов отмечаются для участков сенокосов, а также слабо и умеренно выпасаемых пастбищ. Максимальные показатели энергетического состояния типичных черноземов при аналогичном сельскохозяйственном воздействии отмечены для территорий, приуроченных к южным, юго-восточным границам

Стрелецкого участка. Энергетическое состояние педоценозов зависит от интенсивности сельскохозяйственного воздействия: увеличение пастбищных нагрузок, двукратный режим сенокошения на элементах овражно-балочной сети приводят к снижению энергетических показателей до критического уровня (табл. 2).

Таблица 2. Обобщенные результаты величины энергетического потенциала черноземных почв на пограничных территориях Стрелецкой степи (гДж/га)_

Местоположение в рельефе Виды сельскохозяйственного использования

многолетние сенокосы выпас

слабый умеренный усиленный

1 2 1 2 1 2 1 2

склон северной экспозиции 3103,4 3259,7 3850 4056,1 3815,8 4071,2 2896 3076

склон южной экспозиции 2630,4 2685,8 3737,9 3946,4 3332 3464,6 2423 2525

водораздельное плато 3423 3233 4555,4 4736,2 4527 4678,1 2677 2970

* 1 - типичные черноземы; 2 - выщелоченные черноземы

При сравнительном анализе энергетических показателей черноземных почв при сельскохозяйственном воздействии были выделены следующие группы экосистем:

1. С высокими энергетическими показателями - экосистемы на выщелоченных и типичных черноземах, подвергающиеся сенокошению, слабому и умеренному выпасу, расположенные преимущественно на выровненных участках.

2. Со средними энергетическими показателями - экосистемы на типичных черноземах умеренно выпасаемых пастбищных участков, сенокосов, прироученных к межводотоковым пространствам, верхним элементам склонов северной, северо-западной экспозиции.

3. С низкими и критическими энергетическими показателями - экосистемы средних элементов склонов южной и юго-восточной экспозиции, подвергающихся усиленному выпасу, и приуроченные к участкам на средне- и сильноэродированных типичных и оподзоленных черноземах.

При сопоставлении результатов исследования энергетического состояния фитоценозов и педоценозов экосистемы луговых степей распределены по уровню устойчивости в 4 группы (табл. 3).

Таблица 3. Классификация экосистем луговых степей по степени устойчивости к сельскохозяйственному воздействию

Местоположение в рельефе Доминирующий тип с.-х. воздействия Фоновый тип почвенного покрова Расстояние от границы заповедника (м) Энергетические показатели (гДж/га) Балл Степень устойчивости

Плакорные участки, нижние элементы прибалочных склонов северо-западной, северной экспозиции, крутизной не более 3° Слабый, умеренный выпас, однократное стравливание отавы при сенокошении Слабоэродиро ванные, мощные типичные и выщелоченные черноземы, общее содержание гумуса не менее 6 % 150-200 м 3500-4800 4 оптимальная

Прибалочные склоны северо-западной, северной, юго-западной экспозиции, их нижние и верхние элементы, крутизна 35° Умеренный выпас, выпас выше среднего, однократное стравливание отавы при сенокошении Слабо- и среднеэродирован-ные типичные и выщелоченные черноземы, общее содержание гумуса 5,6-6 % 200-600 2900-3500 3 средняя

Средние элементы прибалочных склонов южной, юго-восточной экспозиции, крутизна 5-7° Усиленный выпас, многократное стравливание отавы при сенокошении, механическое вытаптывание Среднеэродированные, ма-логумусные типичные и выщелоченные черноземы, общее содержание гумуса 4,8-5,6 % 50-150 2500-2900 2 низкая

Прибалочные склоны крутизной более 7° Усиленный выпас, многократное стравливание отавы при сенокошении, механическое вытаптывание Сильноэродированные, ма-логумусные, укороченные черноземы, общее содержание гумуса 3,8-4,2% 0-50 2000-2500 1 критическая

3. Факторная модель формирования устойчивости экосистем

Для выявления взаимосвязи и особенностей взаимодействия факторов устойчивости природных систем построена и проанализирована математическая модель, в качестве которой использовано множественное линейное уравнение плоскости регрессии. Построение модели осуществлено по следующей схеме:

1. Определение интервалов изменения варьируемых параметров.

2. Расчёт коэффициентов аппроксимации функции отклика полным полиномом второго порядка способом регрессионного анализа (А,ь Ад , А,п), основанный на экспериментальных данных в виде цифровой матрицы (табл. 4).

3. Построение функция поиска координат минимума и максимума функции аппроксимации в 5-мерном пространстве методом половинного деления.

4. Проверка значимости оценок коэффициентов уравнения для заданного уровня А и числа степеней свободы г осуществлялось по критерию Стьюдента, проверка адекватности модели с помощью Р-критерия Фишера.

Таблица 4. Матрица планирования эксперимента

10 11"

Й и"

1#

Для определения потенциальной устойчивости экосистем луговых степей в качестве анализируемых факторов, определяющих уровень устойчивости природных систем, выбраны следующие показатели: запасы надземной фитомассы, ц/га, (xi); общее содержание гумуса, % (х2); запасы влаги в почве, % (х3); уклоны поверхности,0 (хД На основе экспериментальных данных рассчитаны показатели энергетического состояния экосистем луговых степей при трехуровневых значениях (min, max, opt) рассматриваемых факторов. С позиций энергетического подхода к определению устойчивости экосистем, уровень устойчивости в модели представлен в виде множества поверхностей функции отклика и их линий равного уровня в пространстве варьируемых факторов (х;, xj) при фиксировании двух остальных факторов в точке оптимума (рис. 2 - 7).

Put 2 jlmuu равного уровня функции отк шка в пространсmee параметров

x и v,npu Yj-x?P' и x =xfP1

Put 4 Линии равного \ровня функции откшка (> пространстве параметра« х ' и Xj при \, х ,"Р! и х4 \ °Р*

Put 3 Поверхность функции откшка в npot транстве параметров x¡ и х,

VI ,,

Put 5 Поверхность функции отк шка в пространстве параметров х/ и х<

Put 6 Чннии равного уровня фмп цин отк гика в пространстве параметров \ и \ / при х, - v ('Р' и г i - х ,"Р'

VI

Ы

Рис " Поверхность ф\нкции отк шка с пространстве параметров xi и

Полученная модель адекватна, а ее коэффициенты статистически достоверны с уровнем значимости а=0,05, г* = 0,83.

Исследование полученной функции на эктремум методами классического математического анализа позволило выявить следующие закономерности:

1. Устойчивость экосистем к сельскохозяйственному воздействию в большей степени зависит от величины продуктивности фитоценозов (величины надземной фитомассы). Это подтверждается тем, что при любых соотношениях х2, х3, Х4 при оптимальном и максимальном показателях XI обнаруживаются высокие показатели энергетического состояния экосистемы. Анализ линий и поверхностей отклика функции выявил максимальный уровень энергетического состояния при величине Хь равной 30 ц/га и более; критический уровень устойчивости характерен при снижении величины Х[ до показателя 10 ц/га.

2. При анализе линий и поверхностей функции отклика нами определены оптимальными показатели х2, х-), и тц. Из анализа модели следует, что положительный эффект на выходной параметр (энергетическое состояние экосистемы, а следовательно, и ее устойчивость) возможен при следующих соотношениях описываемых факторов:

- запас влаги в слое почвы в течение вегетационного периода (хг) не должен быть ниже оптимального значения по массиву (3-4 %);

- содержание гумуса в почвенном слое 0-25 см (х3) не должно быть ниже 5,0 % порога; максимальный уровень устойчивости характерен при содержании гумусовых веществ в почвенном слое в пределах 6-8 %;

- тип геоморфологической структуры территории также определяет уровень устойчивости экосистем: для достижения положительного эффекта на выходной параметр величина х4 (уклоны поверхности) не должна превышать минимального значения по массиву.

Предложенная модель позволяет прогнозировать изменение уровня устойчивости природных систем при динамике физико-гео1рафических условий и интенсивности сельскохозяйственного воздействия.

ВЫВОДЫ

1. Уровень устойчивости экосистем отражает специфику физико-географических условий и типа доминирующего антропогенного воздействия.

2. Эффективным способом оценки уровня устойчивости экосистем к сельскохозяйственному воздействию является методика, основанная на анализе их энергетического состояния.

3. Бессистемное сельскохозяйственное использование луговых степей приводит к дехрадации почвенно-растительного покрова и, как следствие, к снижению устойчивости экосистем. Степень устойчивости природных систем к сельскохозяйственному воздействию определяется величиной био-

энергетического потенциала. Снижение биоэнергетического потенциала экосистем связано с преобразованием их структурно-функциональных свойств: увеличением синантропных видов в структуре фитоценозов, снижением запасов надземной фитомассы, уменьшением запасов гумуса в почвенном покрове.

4. Трансформация фитоценозов при сельскохозяйственном воздействии направлена на увеличение синантропных видов (до 50 %) и монодоминантности структуры сообществ. Эти изменения происходят на фоне стабилизации проективного покрытия. Продуктивность естественных кормовых угодий снижается с 150 ц/га до 70 ц/га в пастбищной стадии.

5. Педоценозы при сельскохозяйственном воздействии характеризуются видоизменением генетической дифференциации почвенных горизонтов. Содержание гумуса снижается до 50 % по сравнению с исходным (целинные черноземы) и выравнивается по всему почвенному профилю, почва переуплотнена до глубины 60 см (до 1,45 г/ см3).

6. Факторами, определяющими уровень энергетического состояния экосистем и, как следствие, уровень устойчивости к сельскохозяйственному воздействию, являются: запасы надземной фитомассы, общее содержание гумуса в почвенном слое, запасы почвенной влаги, уклоны поверхности. Оптимальными соотношениями факторов, определяющих уровень устойчивости экосистем, являются максимальные значения запасов надземной фитомассы, общего содержания гумуса, запасов почвенной влаги и минимальные величины уклонов поверхности.

7. Высокая и оптимальная степень устойчивости экосистем выявлена при величине энергетического потенциала 3500 (гДж/га) и более. Низким уровнем устойчивости характеризуются экосистемы при величине энергетического потенциала 2500 гДж/га и менее.

8. Высокоустойчивыми и устойчивыми (балл устойчивости 4-5 баллов) являются природные системы заповедной степи и экосистемы, приуроченные к участкам слабоэродированных выщелоченных и типичных черноземов с дерновинно-злаковой растительностью. Средним уровнем устойчивости характеризуются экосистемы межводотоковых пространств и верхних элементов прибалочных склонов северной и северо-западной экспозиции (балл устойчивости - 3). Низкий уровень устойчивости выявлен для экосистем средних элементов прибалочных склонов южной и юго-восточной экспозиции с преобладанием оподзоленных черноземов (балл устойчивости 12). Экосистемы в пределах 50-метровой территории, примыкающей к границе Стрелецкого участка Центрально-Черноземного заповедника, характеризуются критическим уровнем устойчивости.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для определения уровня устойчивости природных систем к сельскохозяйственному воздействию при планировании хозяйственной деятельности следует использовать представленную методику оценки устойчивости.

2. Четырехфакторную модель трехуровнего эксперимента, представленную в данном исследовании, целесообразно применять для прогнозирования экологического состояния агроэкосистем.

3. Рекомендуем руководителям агрохозяйств и личных подсобных хозяйств:

- установить жесткий контроль над выпасом сельскохозяйственных животных на территориях, прилегающих к границе Стрелецкого участка в пределах 50 м;

- предусмотреть увеличение пастбищных угодий за счет создания культурных пастбищ на малопродуктивных сельскохозяйственных угодьях.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Остапенко, Е.А. Аспекты изучения устойчивости ландшафтов охраняемых территорий / Е.А. Остапенко, А.И. Стифеев // Медико-экологические информационные технологии - 2003: Материалы VI международной научно-практической конференции. - Курск: Курск, гос. тех. ун-т, 2003. - С.196-201.

2. Остапенко, Е.А. Исследование изменений фитоценозов с целью оценки устойчивости экосистем / Е.А. Остапенко, А.И. Стифеев // Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в средней школе: Материалы IV региональной научно-практической конференции. - Воронеж: ВШУ, 2003. - С. 114-116.

3. Остапенко, Е.А. Исследование биоэнергетики ландшафта при оценке потенциала устойчивости / Е.А. Остапенко // Географические исследования территориальных систем природной среды и общества: Материалы научно-практической конференции. - Саранск, 2004. - С. 120-122.

4. Остапенко, Е.А. Исследование фитоценозов пограничных территорий Стрелецкой степи / Е.А. Остапенко // География и геоэкология в школе и вузе: современное состояние и концепция развития: Сборник научных трудов ВГПУ-РГО. - Владимир: ВГП, 2004. - С. 185-189.

5. Остапенко, Е.А. Аспекты изучения биоэнергетического потенциала устойчивости экосистем / Е.А. Остапенко // Проблемы экологии в науке и образовании: Материалы межвузовской научной конференции. - Курск: Изд. центр «ЮМЕКС», 2004. - С. 24-27.

6. Остапенко, Е.А. К вопросу об использовании статистических материалов при оценке состояния экосистем / Е.А. Остапенко // Стратегия статистического и демографического развитая: роль науки и образования: Мате-

риалы региональных географических чтений (25-26 ноября 2004 г.). - Орел: ОГУ, 2004. - С. 58-62.

7. Остапенко, Е.А. Методика изучения динамики запасов надземной фитомассы луговой степи при различных видах сельскохозяйственного использования / Е.А. Остапенко // Современные проблемы экологии и безопасности: Материалы I Всероссийской научно-технической Интернет-конференции. - Тула: ТулГу, 2005. - С. 75-76.

8. Остапенко, Е.А. Исследование энергетического состояния почв при различном сельскохозяйственном влиянии / Е.А. Остапенко // Геоэкологические исследования Курской области: Сборник научных статей. - Курск: Курск, гос. ун-т, 2005. - С. 74-81.

9. Остапенко, Е.А. Сельскохозяйственное воздействие на состояние луговых фитоценозов / Е.А. Остапенко // Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья: Материалы международной научно-практической конференции. - Курск: КГМУ, 2005. - С. 209-211.

»14905

Остапенко Екатерин. рнБ р^^ фовд

2006-4 11483

ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ЛУГОВЫХ ЭКОСИСТЕМ СОПРЕДЕЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО ЗАПОВЕДНИКА ИМ. ПРОФ. В.В. АЛЕХИНА К СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ (НА ПРИМЕРЕ СТРЕЛЕЦКОГО УЧАСТКА)

Автореферат

Лицензия ИД № 06248 от 12.11.2001 г. Подписано в печать 5.07.2005 г. Тираж 100 экз. Заказ № 1400 Издательство Курского госуниверситета 305000, г. Курск, ул. Радищева, 33

Отпечатано в лаборатории информационно-методического обеспечения КГУ

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Остапенко, Екатерина Александровна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ АГРОСИСТЕМ И ЭКОСИСТЕМ

1.1. Теоретические аспекты устойчивости систем

1.2. Устойчивость геосистем, агроэкосистем и экосистем

1.3. Факторы и механизмы устойчивости агроэкосистем и 20 экосистем

ГЛАВА II. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Алгоритм оценки устойчивости природных систем 33 к сельскохозяйственному воздействию

2.2. Методы исследования устойчивости экосистем луговых 36 степей

2.3. Условия проведения исследования

2.3.1. Физико-географическая характеристика Стрелецкого участка 39 ЦЧЗ им проф. В. В. Алехина

2.3.2. Физико-географическая характеристика экосистем и 47 агросистем прилегающих к Стрелецкой степи территорий

2.3.3. Особенности сельскохозяйственного воздействия на 52 экосистемы луговых степей

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ АГРОЭКОСИСТЕМ И ЭКОСИСТЕМ ЛУГОВЫХ СТЕПЕЙ ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

3.1. Изменение синтетических показателей фитоценозов при 60 сельскохозяйственном воздействии

3.2. Результаты исследования изменения свойств почв при сельскохозяйственном использовании

3.3. Результаты исследования энергетического состояния 84 фитоценозов при сельскохозяйственном воздействии

3.4. Результаты исследования энергетического состояния 88 почвенного покрова при сельскохозяйственном воздействии

3.5. Факторная модель формирования устойчивости экосистем 97 ВЫВОДЫ 109 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 111 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 112 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Оценка устойчивости луговых экосистем сопредельных территорий Центрально-Черноземного заповедника им. проф. В.В. Алехина к сельскохозяйственному воздействию"

Возрастающая интенсивность хозяйственного использования природной среды существенно видоизменяет процессы, характерные для естественного функционирования природных систем. Усиление антропогенного воздействия на экосистемы приводит к нарушениям их устойчивости. Последние десятилетия характеризуются процессом значительного преобразования не только природных систем испытывающих непосредственное антропогенное воздействие, но и геосистем охраняемых территорий. Репрезентативным показателем изменения заповедных геосистем является состояние биотического компонента. Изменение экосистем прилегающих к заповеднику территорий приводит к трансформации природных систем заповедника. Для сохранения устойчивого состояния уникальных заповедных экосистем особую значимость приобретает исследование пограничной территории, исполо-зующейся в сельскохозяйственном производстве. Важным условием для решения данной проблемы является изучение устойчивости природных систем сопредельных территорий охраняемой зоны к преобладающему типу антропогенного воздействия.

Проблема оценки устойчивости естественных и аграрных экосистем является сложной и многоаспектной. Теоретическую основу предлагаемой работы представляют научные положения, изложенные в трудах отечественных и зарубежных ученых по вопросам исследования устойчивости природной среды [Арманд, 1983; Гродзинский, 1987; Снакин, 1992]. Изучением энергетической составляющей устойчивости занимались В. М. Володин [1994], А. Г. Исаченко [1992], Н. П. Масютенко [2000, 2004], В. В. Снакин [1992], В. Р. Хрисанов [1998]. Проблема антропогенного воздействия на экосистемы охраняемых территорий подробно рассмотрена в работах Н.И. Ба-зилевич, Е. И. Шмаковой [1986], В. С. Бобылева, Д. Б. Красковского [2002], О. И. Беляковой [2002], В. Д. Собакинских [2001]. Особенности сельскохозяйственного воздействия на природные и сельскохозяйственные экосистемы освещены в трудах О. С. Бойко [2002], В. В. Герцык [1955] Н. С. Казанской [1965]. Проблемами устойчивости экосистем и агроэкоси-стем занимались В. Д. Муха [1996], К. И. Привало [1999], В. Д. Утехин [1987]. Вместе с тем, несмотря на определенную изученность вопроса, требуется более детальное рассмотрение проблемы устойчивости естественных и сельскохозяйственных систем на прилегающих к заповедным участкам территориях. Актуальной задачей является выявление оптимальных условий для формирования естественных механизмов устойчивости. Не изучена устойчивость экосистем луговых степей в буферной зоне заповедника к сельскохозяйственному воздействию. Обозначенные выше проблемы обусловили актуальность нашего исследования.

Целью исследования являлось изучение степени устойчивости агро-экосистем и природных экосистем пограничных территорий участков заповедника им. проф. В. В. Алехина и использование полученных данных для обоснования ограничения сельскохозяйственной деятельности в пределах изученных территорий.

Для реализации поставленной цели в ходе исследования решались следующие задачи:

1. Обосновать теоретические и методологические подходы к изучению устойчивости природных экосистем и агроэкосистем.

2. Разработать методику оценки устойчивости экосистем к сельскохозяйственному воздействию.

3. Оценить устойчивость экосистем луговых степей к сельскохозяйственному воздействию на основе анализа биоэнергетического потенциала экосистем.

4. Разработать классификацию экосистем луговых степей по степени их устойчивости к сельскохозяйственному воздействию.

5. Выявить факторы, определяющие устойчивость экосистем, и основные закономерности их взаимодействия.

6. Обосновать необходимость ограничения сельскохозяйственной дея-деятельности на прилегающих к заповеднику территориях.

Объектом диссертационного исследования стали естественные кормовые и сенокосные угодья луговых степей на пограничных территориях Центрально-Черноземного заповедника им. проф. В. В. Алехина.

Предмет исследования - степень устойчивости экосистем луговых степей к сельскохозяйственному воздействию.

Научная новизна исследования. Разработана методика оценки устойчивости экосистем к сельскохозяйственному воздействию на основе анализа энергетического состояния, предложена классификация экосистем луговых степей по степени устойчивости к сельскохозяйственному воздействию. Построена четырехфакторная математическая модель трехуровнего эксперимента, определяющая оптимальные условия для формирования механизмов устойчивости экосистем.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика оценки устойчивости экосистем луговых степей к сельскохозяйственному воздействию на основе анализа энергетического состояния.

2. Классификация экосистем луговых степей по степени устойчивости к различным типам сельскохозяйственного воздействия.

3. Факторная модель устойчивости экосистем луговых степей.

Теоретическая значимость диссертационного исследования состоит в обосновании возможного уровня устойчивости экосистем при сельскохозяйственном воздействии и выявлении оптимальных условий для формирования устойчивых экосистем на основе математического моделирования.

Практическая значимость. Разработанная методика оценки устойчивости экосистем к сельскохозяйственному воздействию использована для определения уровня устойчивости экосистем луговых степей к сельскохозяйственному воздействию. На ее основе предложены рекомендации для оптимизации сельскохозяйственного природопользования луговых степей на пограничных территориях заповедника. Данная методика может быть интерпретирована для оценки устойчивости к другим типам антропогенного воздействия.

Информационная обеспеченность и характеристика исходных материалов наблюдения. Реализация задач, поставленных в диссертационном исследовании, основывалась на материалах камеральных и полевых исследований, научных и литературных источниках, картографических и фондовых материалах. В диссертации использованы результаты исследований и наблюдений в пределах пяти агрохозяйств на пограничных территориях Стрелецкого участка ЦЧЗ им. проф. В.В. Алехина (период наблюдений 2002 - 2004 гг.) за состоянием почвенно-растительного компонентов природных систем (генетический тип почв, кислотность, гранулометрический состав, плотность сложения, количественное содержание гумуса, видовой состав фитоценозов, их синтетические показатели, запасы надземной фитомассы и ее структура), данные Курского гидрометеоцентра по климатическим условиям района исследования.

Достоверность результатов подтверждается качеством выполнения экспериментальных исследований в соответствии со стандартными требованиями, корректным применением методов исследований при решении поставленных задач и апробированных методик обработки исходных материалов, согласованием полученных результатов с данными фактических наблюI дений. Все полевые исследования проведены в соответствие с рекомендациями ГТИ и ГТО для экспериментальных репрезентативных территорий. Статистический анализ точности произведен с помощью стандартного пакета «Анализ данных». Адекватность модели проверена с помощью Б-критерия Фишера.

Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях «Медико-экологические информационные технологии» (Курск, 2003), «Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в средней школе» (Воронеж, 2003), «Географические исследования территориальных систем природной среды и общества» (Саранск, 2004), «География и геоэкология в школе и вузе: современное состояние и концепции развития» (Владимир, 2004), «Проблемы экологии в науке и образовании» (Курск, 2004), «Стратегия статистического и демографического развития: роль науки и образования» (Орел, 2004), «Современные проблемы экологии и безопасности» (Тула, 2005), «Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья» (Курск, 2005).

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 132 страницах, включает введение, три главы (12 таблиц и 18 рисунков), выводы, предложения производству, библиографический список, состоящий из 206 источников, в том числе 28 иностранных, 14 приложений.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Остапенко, Екатерина Александровна

ВЫВОДЫ

1. Уровень устойчивости экосистем отражает специфику физико-географических условий и типа доминирующего антропогенного воздействия.

2. Эффективным способом оценки уровня устойчивости экосистем к сельскохозяйственному воздействию является методика, основанная на анализе их энергетического состояния.

3. Бессистемное сельскохозяйственное использование луговых степзй приводит к деградации почвенно-растительного покрова и, как следствие, к снижению устойчивости экосистем. Степень устойчивости природных систем к сельскохозяйственному воздействию определяется величиной биоэнергетического потенциала. Снижение биоэнергетического потенциала экосистем связано с преобразованием их структурно-функциональных свойств: увеличением синантропных видов в структуре фитоценозов, снижением запасов надземной фитомассы, уменьшением запасов гумуса в почвенном покрове.

4. Трансформация фитоценозов при сельскохозяйственном воздействии направлена на увеличение синантропных видов (до 50 %) и монодоминантности структуры сообществ. Эти изменения происходят на фоне стабилизации проективного покрытия. Продуктивность естественных кормовых угодий снижается с 150 ц/га до 70 ц/га в пастбищной стадии.

5. Педоценозы при сельскохозяйственном воздействии характеризуются видоизменением генетической дифференциации почвенных горизонтов. Содержание гумуса снижается до 50 % по сравнению с исходным (целинные черноземы) и выравнивается по всему почвенному профилю, почва переуплотнена о до глубины 60 см (до 1,45 г/ см ).

6. Факторами, определяющими уровень энергетического состояния экосистем и, как следствие, уровень устойчивости к сельскохозяйственному воздействию, являются: запасы надземной фитомассы, общее содержание гумуса в почвенном слое, запасы почвенной влаги, уклоны поверхности. Оптимальными соотношениями факторов, определяющих уровень устойчивости экосистем, являются максимальные значения запасов надземной фитомассы, общего содержания гумуса, запасов почвенной влаги и минимальные величины уклонов поверхности.

7. Высокая и оптимальная степень устойчивости экосистем выявлена при величине энергетического потенциала 3500 гДж/га и более. Низким уровнем устойчивости характеризуются экосистемы при величине энергетического потенциала 2500 гДж/га и менее.

8. Высокоустойчивыми и устойчивыми (балл устойчивости 4-5) являются природные системы заповедной степи и экосистемы, приуроченные к участкам слабоэродированных выщелоченных и типичных черноземов с дерновинно-злаковой растительностью. Средним уровнем устойчивости характеризуются экосистемы межводотоковых пространств и верхних элементов прибалочных склонов северной и северо-западной экспозиции (балл устойчивости - 3). Низкий уровень устойчивости выявлен для экосистем средних элементов прибалочных склонов южной и юго-восточной экспозиции с преобладанием оподзо-ленных черноземов (балл устойчивости 1-2). Экосистемы в пределах 50-метровой территории, примыкающей к границе Стрелецкого участка Центрально-Черноземного заповедника, характеризуются критическим уровнем устойчивости.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для определения уровня устойчивости природных систем к сельскохозяйственному воздействию при планировании хозяйственной деятельности следует использовать представленную методику оценки устойчивости.

2. Четырехфакторную модель трехуровнего эксперимента, представленную в данном исследовании, целесообразно применять для прогнозирования экологического состояния агроэкосистем.

3. Рекомендуем руководителям агрохозяйств и личных подсобных хозяйств: установить жесткий контроль над выпасом сельскохозяйственных животных на территориях, прилегающих к границе Стрелецкого участка в пределах 50 метров;

- предусмотреть увеличение пастбищных угодий за счет создания культурных пастбищ на малопродуктивных сельскохозяйственных угодьях.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата сельскохозяйственных наук, Остапенко, Екатерина Александровна, Курск

1. Абдылгаев, Т. А. Причинно-следственные связи во взаимоотношении общества и природы / Т. А. Абдылгаев. — Фрунзе, 1986. 286 с.

2. Агрофизические методы исследования почв. — М.: Наука, 1966. — 258 с.

3. Акимова, Т. А. Основы экоразвития / Т. А. Акимова, В. В. Хаскин. М.: Изд-во Рос. экон. акад., 1994. - 312 с.

4. Александров, Г. А. Математические модели экосистем / Г. А. Александров, А. Д. Арманд. М.:Наука,1986. — 175 с.

5. Алексеева, JI. В. Задачи системы охраняемых территорий / Л. В. Алексеева, К. Д. Зыков // Современные проблемы заповедного дела. — Курск, 1985.-С. 3-4.

6. Алехин, В. В. Казацкая степь Курского уезда в связи с окружающей средой: тр. СПб. общ. естествоиспытателей. Отд. бот. 1935, т. 41. вып. 3. — С. 273-317.

7. Алиев, С. А. Биоэнергетика органического вещества почв / С. А. Алиев. -Баку: ЭЛМ, 1973. 66 с.

8. Алиев, С. А. Экология и энергетика биохимических процессов превращение органического вещества / С. А. Алиев. Баку: ЭЛМ, 1978. —253 с.

9. Алпатьев, А. М. Развитие, преобразование и охрана природной среды. Проблемы, аспекты / А. М. Алпатьев. Л.: Наука, 1983. - 240 с.

10. Антоновский, М. Я. Математические проблемы экологического прогнозирования / М. Я. Антоновский. — М.: Знание, 1978. — 64 с.

11. Антропогенные факторы в истории развития современных экосистем / под ред. Л. Г. Дишсман. М.: Наука, 1981. - 120 с.

12. Арманд, А. Д. Информационные модели природных комплексов / А. Д. Арманд. М., 1975. - 126 с.

13. Арманд, А.Д. Наука о ландшафте / А.Д. Арманд.- М., 1975. 288с.

14. Арманд, А.Д. Самоорганизация и саморегулирование географических систем / А. Д. Арманд. М., 1983. - 260 с.

15. Арманд, А. Д. Устойчивость (гомеостатичность) географических систем к различным типам внешних воздействий / А. Д. Арманд // Устойчивость геосистем. М., 1983. - С. 14-32.

16. Атлас Курской области / под ред. Р. В. Кабановой. — М.: Федеральная служба геодезии и картографирования России, 2000. — 48 с.

17. Базилевич, Н. И. Изменчивость геосистем луговой степи при ее хозяйственном использовании / Н. И. Базилевич, Е. И. Шмакова // Строение и функционирование геосистем. — М., 1986.— С. 114-122.

18. Барлоу, Р. Статистическая теория надежности и испытания на безопасность / Р. Барлоу, Ф. Прошан. М.: Наука, 1984. - 328 с.

19. Батурин, В. А. Модели управления природными ресурсами / В. А. Батурин, В. И. Гурман. М.: Наука, 1981.-264 с.

20. Башкатова, J1. А. Антропогенное влияние на плодородие черноземных почв / J1. А. Башкатова // Изучение и охрана природы лесостепи: матер, науч.-практич. конф., посвящ. 120-летию со дня рожд. В. В. Алехина. — Тула, 2002.-С. 122-124.

21. Бойко, О. С. Химическая характеристика, биологическая активность чернозема и продуктивность надземной фитомассы луговой степи Казацкого участка в различных режимах заповедания / О. С. Бойко,

22. Л. А. Савченко, В. Д. Собакинских // Степи Северной Евразии. Стратегия сохранения природного разнообразия и степного природопользования в XXI веке: матер, междунар. симпозиума. — Оренбург, 2000. — С. 82-84.

23. Борисова-Гуленкова, М. А. Об изменении ботанического состава травостоя луговой степи под влиянием выпаса / М. А. Борисова-Гуленкова // Ботанический журнал. 1963. - Т. 48. -№ 5. - С. 729-732.

24. Брусиловский, П. М. Прогнозирование численности популяций / П. М. Брусиловский. М.: Знание, 1987. - 167 с.

25. Вадюнина, А. Ф. Методы исследования физических свойств почв / А. Ф. Вадюнина, 3. А. Корчалина. — М.: Агропроиздат, 1986. — 416 с.

26. Ведюшкин, М. А. Гистерезис в конкурентных системах / М. А. Ведюш-кин // Факторы и механизмы устойчивости геосистем. М., 1989. - С. 215-225.

27. Величко, А. А. Хроноспектральный анализ геосистем. Полихромность геосистем / А. А. Величко // Факторы и механизмы устойчивости геосистем. М., 1989. - С. 8-17.

28. Вернадский, В. И. Живое вещество / В. И. Вернадский.- М.: Наука, 1978. -358 с.

29. Викторов, С. В. Ландшафтная индикация / С .В. Викторов, А. Г. Чики-шев. М.: Наука, 1985. - 96 с.

30. Виноградов, Б. В. Пребразованная земля: аэрокосмические исследования / Б. В. Виноградов. М.: Мысль, 1981. - 295 с.

31. Водопьянов, П. А. Устойчивость и динамика биосферы / П. А. Водопьянов. Минск, 1974. - 158 с.

32. Волкова, В. Г. Техногенез и трансформация ландшафтов / В. Г. Волкова, Н. Д. Давыдова. Новосибирск: Наука, 1987. - 189 с.

33. Волкова, С. Н. Моделирование и прогнозирование эволюционных процессов в социально-экономических системах / С. Н. Волкова. — Курск, 1999.-153 с.

34. Волобуев, В. Г. Введение в энергетику почвообразования / В. Г. Волобу-ев. М.: Наука, 1974. - 128 с.

35. Володин, В. М. Энергетические показатели черноземных почв /

36. В. М. Володин, Н. П. Масютенко // Доклады РАСХН. 1993. - № 6. - С. 12-15.

37. Володин, В. М. Энергетическое состояние черноземов / В. М. Володин, А. П. Щербаков, Н. П. Масютенко // Агрогенная эволюция черноземов. — Воронеж: Воронежский гос. ун-т, 2000. — С. 101-119.

38. Воробейчик, Е. Л. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем / Е. Л. Воробейчик. Екатеринбург: Наука, 1994.-279 с.

39. Воробьев, В. В. Модели и методы оценки антропогенных изменений геосистем / В. В. Воробьев, Л. М. Корытный, А. А. Крауклис. Новосибирск: Наука, 1986. — 146 с.

40. Вылцан, И. А. Введение в учение о фациях и формациях / И. А. Вылцан. Томск: Изд-во Томского уни-та, 1984. - 192 с.

41. Геологические и экологические прогнозы / под ред. О. М. Козкова. — Новосибирск: Наука, 1984.-203 с.

42. Геофизика ландшафта / под ред. Д. А. Арманд. М.: Наука, 1967. -173 с.

43. Герцык, В. В. Влияние выпаса на растительность, влажность и структуру почв / В. В. Герцык // тр. ЦЧЗ. Вып.З. Курск, 1955. - С. 269-290.

44. Гильманов, Т. Г. Математическое моделирование биогеохимических циклов в травяных экосистемах / Т. Г. Гильманов. — М.: МГУ, 1978. — 168 с.

45. Глазовская, М. А. Ландшафтно-геохимические системы и их устойчивость к техногенезу / М. А. Глазовская // Биогеохимические циклы в биосфере. М., 1976.-С. 10-18.

46. Голицинский, Е. С. Влияние природной цикличности на рациональное использование сельскохозяйственных природных ресурсов / Е. С. Голицинский // География и природные ресурсы. — 2003. — № 2. — С. 98-101.

47. Горчаковский, П. Л. Антропогенная трансформация и восстановление продуктивности луговых фитоценозов / П. Л. Горчаковский // Екатеринбург: Изд-во «Екатеринбург», 1999. 156 с.

48. Горчаковский, П. Л. Степная растительность Урало-Илекского междуречья, ее антропогенная деградация и проблемы охраны / П. Л. Горчаковский // Экология. 1981. - №3. - С. 9-23.

49. Григорьева, К. В. Комплексные геоэкологические исследования антропогенных ландшафтов / К. В. Григорьева, С. А. Двишних, Т. В. Зуева // Геоэкология. Региональные аспекты: сборник научных статей. — Л., 1990.-С. 26-40

50. Грин, А. М. Геосистемный мониторинг. Цели, задачи, методы и оргаза-ционные принципы осуществления в ЦЧЗ / А. М. Грин // Биосферные заповедники. Л., 1982.-С. 151-162.

51. Грин, А. М. Исследования функциональной структуры геосистем и ее антропогенных преобразований на КПБЭ ИГ АН СССР как основа для разработки проблем геосистемного мониторинга / A.M. Грин,

52. В. Д. Утехин // Исследования геосистем в целях мониторинга. М., 1981.-С. 39-45.

53. Гринченко, А. М. Окультуривание солонцовых почв Среднего Приднепровья: автореф. .докт. с.-х. наук. — Харьков, 1955. — 25 с.

54. Гродзинский, М. Д. Оценка устойчивости геосистем методами теории надежности / М. Д. Гродзинский // Факторы и механизмы устойчивости. -М., 1989.-С. 157-163.

55. Гродзинский, М. Д. Устойчивость геосистем: теоретический подход к анализу и методы количественной оценки / М. Д. Гродзинский // Изв. АН СССР. Сер геогр. 1987. - № 6. - С. 5-15.

56. Дзыбов, Д. С. Основы создания поликомпонентных сенокосно-пастбищных фитоценозов агростепей и агролугов / Д. С. Дзыбов // материалы III Всесоюз. совещ. по проблемам агрофитоценологии и агробио-геоценологии. Ижевск, 1983. - С. 53-59.

57. Дмитриев, Д. А. Математическая статистика в почвоведении / Д. А. Дмитриев. М.: Изд-во МГУ, 1972. - 243 с.

58. Доклад о состоянии окружающей среды Курской области в 1999 году / сост.: Н. П. Клюев, Е. М. Тришина, Е. В. Машлина. Курск, 2000. - 135 с.

59. Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей природной среды Курской области в 2000 году / сост.:

60. B. К. Палкин, В. В. Анастасова, Р. Н. Беляев. Курск, 2001. - 144 с.

61. Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды Курской области в 2001 году/ сост.: Ю. А Виноградов., Е. М. Тришина, Г. К Сергушкина Курск, 2002. - 192 с.

62. Дроздов, А. В. Центрально-Черноземный заповедник как эталон неизмененной природы / А. В. Дроздов, А. М. Грин, И. П. Игнатьев, // Географические аспекты взаимодействия в системе «человек — природа». — М., 1978.-С. 181-208.

63. Дьяконов, К. Н. Геофизика ландшафта. Биоэнергетика, модели, проблемы / К. Н. Дьяконов. М.: Изд-во Московского ун-та, 1991. - 96 с.

64. Дьяконов, К. Н. О понятиях устойчивости, изменчивости и надежности геосистем / К. Н. Дьяконов // Стационарные исследования метаболизма в геосистемах. Иркутск, 1979. - С. 35-41.

65. Дьяконов, К. Н. Экологическое проектирование и экспертиза /

66. К. Н. Дьяконов, А. В. Дончева. М.: Аспект-Пресс, 2002. - 381 с.

67. Ермоленко, В. А. Проблемы устойчивости геосистем в районах горнохимических производств СССР / В. А. Ермоленко, Р. А. Жигойдяк // Факторы и механизмы устойчивости геосистем. М., 1989. - С. 55-64.

68. Жмыхова, В. С. Влияние режима сенокошения на фитофеноявления / В.

69. C. Жмыхова // Теоретические вопросы заповедного дела в СССР. — Курск, 1975.-35 с.

70. Заславский, Б. Г. Управление экологическими системами / Б. Г. Заславский, Р. А. Полуэктов. — М.: Наука, 1988. — 294 с.

71. Злотин, Р. И. Гетеротрофы как фактор устойчивости природных и антропогенных геосистем / Р. И. Злотин // Факторы и механизмы устойчивости геосистем. М., 1989. - С. 17-31.

72. Злотин, Р. И. Изменение некоторых характеристик природных экосистем под воздействием сельского хозяйства / Р. И. Злотин, Н. Я. Марго-лина, Н. Н. Самарина // Географические аспекты взаимодействия в системе «человек — природа». — М., 1978. — С. 208-219.

73. Зозулин, Г. М. Взаимоотношения лесной и травяной растительности в Центрально-Черноземном заповеднике / Г. М. Зозулин // тр. Центр.-Черноз. гос. запов. Курск, 1955. - С. 102-104.

74. Израэль, Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды / Ю. А. Израэль. М.: Гидрометеоиздат, 1984. - 560 с.

75. Исаченко, А. Г. Оптимизация природной среды / А. Г. Исаченко. М.: Мысль, 1980.-264 с.

76. Кабанова, Р. В. География Курской области / Р. В. Кабанова, М. Р. Ку-динова, Л. Б. Соколовский. Курск, 1997. - 114 с.

77. Кадастр заповедного природного фонда. Центрально-Черноземный биосферный заповедник / сост.: А. А. Гусев, Н. А Гусева, Л. А.Мезенцева. — М.: Госкомприроды СССР, 1989. Т. 1 - 150 с.

78. Казаков, Л. К. Устойчивость природных комплексов к техногенным воздействиям / Л. К. Казаков // Факторы и механизмы устойчивости геосистем.-М., 1989.-С. 64-72.

79. Казанская, Н. С. Некоторые закономерности антропогенной трансформации пастбищных экосистем Центральной лесостепи / Н. С. Казанская // Современные проблемы заповедного дела. Курск, 1985. —38 с.

80. Казанская, Н. С. Экологическая схема изменения луговой растительности под влиянием выпаса в условиях Курской области / Н. С. Казанская //тр. ЦЧЗ. Вып. 9.-М., 1965.-С. 117-129.

81. Кашкарова, В. П. Гелиоморфная структура лесостепных фитоценозов / В. П. Кашкарова. М., 1986. - 104 с.

82. Кеннет, У. Экология и управление природными ресурсами/ У. Кеннет. — М.: Мир, 1971.-218 с.

83. Киселев, А. Н. Прогнозное биогеографическое картографирование / А. Н. Киселев. М.: Наука, 1985. - 96 с.

84. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. — 425 с.

85. Клюев, Н. Н. Экологическая безопасность региона: общие параметры и курская специфика / Н. Н. Клюев, Л. М. Яковенко // Проблемы экологической безопасности региона. М., 1997. - С. 7-39.

86. Ковда, В. А. Основы учения о почвах / В.А. Ковда. М.: Наука, 1973. — 245 с.

87. Когут, Б. М. О некоторых изменениях типичного чернозема под влиянием плоскорезной обработки / Б. М. Когут, Н. П. Масютенко / /Почвоведение. 1992.- № 1.-С. 91-94.

88. Когут, Б. М. Сравнительная оценка воспроизводимости методов определения лабильных форм гумуса черноземов / Б. М. Когут // Почвоведение.-1987.-№ 4.-С. 143-145.

89. Когут, Б. М. Трансформация гумусового состояния черноземов при их сельскохозяйственном использовании / Б. М. Когут // Почвоведение. -1998. -№ 7. -С. 783-793.

90. Когут, Б. М. Элементарный состав лабильных гуминовых кислот черноземов / Б. М. Когут, Н. П. Масютенко // Почвоведение. — 1992. —1.-С. 91-94.

91. Козлов, В. Н. Изучение воздействия хозяйственной деятельности /

92. В. Н. Козлов // Географические аспекты взаимодействия в системе «человек природа». - М., 1978. - С. 170-174.

93. Колемаев, В.А. Теория вероятностей и математическая статистика / В. А. Колемаев, В. Н. Калинина. М.: ИНФРА, 2001. - 302 с.

94. Коновалов, А. А. Стадийность развития и устойчивость геосистем /

95. A. А. Коновалов, Д. В. Московченко // География и природные ресурсы. -2003.-№2.-С. 5-11.

96. Кочуров, Б. И. Геоэкология (География экологических ситуаций) / Б. И. Кочуров. М.: Изд-во МГОПУ, 1998.-122 с.

97. Красковский, Д. Б. Влияние выпаса на лугово-степные фитоценозы /

98. Д. Б. Красковский, В. С. Бобылев // Фитоценозы северной лесостепи и их охрана. Тула, 2001. - С. 26-30.

99. Краснитский, А. М. Сравнительная оценка луговых и степных экосистем, формирующихся при косимом и некосимом заповедной режимах охраны / А. М. Краснитский, С. А. Дыренков // Бюлл. МОИП, отд. биологии. -М., 1982.-№ 4.-С. 102-110.

100. Куликов, В. В. Проблема устойчивости природных комплексов /

101. B. В. Куликов // Изв. Всес. геогр. об-ва. 1976. - № 3. - С. 224-229.

102. Куприянова, Т. П. Современное состояние исследований по устойчивости геосистем / Т. П. Куприянова // Факторы и механизмы устойчивости геосистем. М., 1989. - С. 3-7.

103. Куракова, Л. И. Современные ландшафты и хозяйственная деятельность / Л. И. Куракова. М.: Просвещение, 1983. - 159 с.

104. Куркин, К. А. Критерии, факторы, типы и механизмы устойчивости фи-тоценозов / К. А. Куркин // Ботан. журнал. 1994. — Т. 79. - № 1. — С. 313.

105. Курнишникова, Т. В. Полевая практика по географии растений с основами ботаники / Т. В. Курнишникова, М. М. Старостенкова. — М.: Просвещение, 1982. 79 с.

106. Кябби, М. Б. Эффективность управления природопользованием / М. Б. Кябби. М.: Знание, 1988. - 63 с.

107. Лархер, Ф. Н. Экология растений / Ф. Н. Лархер. М.: Мир, 1978. -134 с.

108. Левич, А. П. Понятие устойчивости в биологии. Математические аспекты / А. П. Левич // Человек и биосфера. М., 1976. - С. 138-174.

109. Липец, Ю. Г. Устойчивость систем в социальной и экономической /

110. Ю. Г. Липец // Факторы и механизмы устойчивости геосистем. — М., 1989.-С. 72-80.

111. Лоули, Д. Д. Факторный анализ как статистический метод / Д. Лоули, А. Максвелл. М.: Мир, 1967. - 106 с.

112. Ляпунов, А. М. Общая задача об устойчивости движения / А. М. Ляпунов. — М.: Гостехиздат, 1950. 280 с.

113. Макаров, И. П. Экологические аспекты обработки почвы / И. П. Макаров, Н. И. Картамышев // Земельная реформа и проблемы развития земледелия. Курск, 1992. - С. 236-241.

114. Марчук, Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды / Г. И. Марчук. М.: Наука, 1982. - 319 с.

115. Масютенко, Н. П. Закономерности влияния обработки на содержание, состав и природу гумусовых веществ черноземов / Н. П. Масютенко,

116. Б. М. Когут, И. Ф. Тапошин // Научные труды ВНИИЗ и ЗПЭ. Прогноз развития эрозионных процессов и устойчивости агроландшафтов к воздействию естественных и антропогенных факторов. — Курск, 1990. — С. 86-103.

117. Масютенко, Н. П. Энергетическая функция органического вещества черноземов / Н. П. Масютенко, Т. И. Панкова // Земледелие. — 2004. —3. С. 11-12.

118. Методика определения и оценки структуры энергопотенциала органического вещества почвы в агроландшафтах / сост.: В. М. Володин,

119. Н. П. Масютенко / РАСХН.ВНИИЗ и ЗПЭ. Курск: Издат. центр «ЮМЕКС», 2000.-29 с.

120. Методика оптимизации структуры угодий в агроландшафте на энергетической основе / сост.: В. М. Володин, Н. П. Масютенко, Р. Ф. Еремина / РАСХН. ВНИИЗ и ЗПЭ. Курск: Издат. центр «ЮМЕКС», 2000. - 52 с.

121. Методология и методика почвенных и ландшафтно-геохимических исследований / под ред. М. А. Глазовской. М.: Изд-во МГУ, 1977. —188 с.

122. Миркин, Б. М. Оптимизация структуры агроэкосистем: содержание, проблемы и подходы в реализации / Б. М. Миркин, Р. М. Хазиахметов // Журнал общей биологии. 1992. - Т. 53. - № 1. - С. 18-29.

123. Миркин, Б. М. Современное состояние и тенденции развития классификации растительности методом Браун-Бланке / Б. М. Миркин // Итоги науки и техники ВИНИТИ. Сер. Ботаника. 1989. - № 9. - С. 1-128.

124. Моделирование биогеоценотических процессов / под ред. В. В. Галицкс-го. М.: Наука, 1981. - 125 с.

125. Монин, А. П. Полевая практика по географии почв / А. П. Монин, А. П. Микешин. М.: Учпедгиз, 1959. - 98 с.

126. Муха, В. Д. Плодородие почв и устойчивость земледелия / В. Д. Муха, И. П. Макаров. М.: Колос, 1995. - 288 с.

127. Муха, В. Д. Почвообразовательный процесс и окультуривание почв /

128. B. Д. Муха. Харьков, 1979. - 48 с.

129. Муха, В. Д. Феномен плодородия как функция взаимодействия компонентов биогеоценоза / В. Д. Муха // Вестник с.-х. науки. 1993. - № 4.1. C. 109-113.

130. Нефедьева, Л. Г. Изучение энергопродуктивности растительности степных экосистем / А. Г. Нефедьева // Методы комплексных исследований геосистем. Иркутск, 1974. - С. 73-101.

131. Никитин, Б. А. Методы определения содержания гумуса в почве / Б. А. Никитин //Агрохимия. 1972. -№ 3. - С. 123-125.

132. Никитин, Б. А. Уточнения к методике определения гумуса в почве / Б. А. Никитин //Агрохимия. 1993. -№ 8 - С. 101-106.

133. Никитин, Б. А. Эволюция дерново-подзолистых почв при окультуривании: автореф. дис. докт. с.-х. наук. М., 1988. — 25 с.

134. Новиков, Г. А. Основы общей экологии и охраны природы / Г. А. Новиков. Л.: Изд-во ЛГУ, 1979. - 330 с.

135. Одум, Ю. М. Основы экологии / Ю. М. Одум. М.: Мысль, 1975. -740 с.

136. Падеревская, М. И. Современные антропогенные сообщества растительного покрова Курской области и их охрана / М. И. Падеревская,

137. О. С. Игнатенко // Изменение растительности Курской области под влиянием антропогенных факторов. — Курск, 1978. — С. 3-11.

138. Перельман, А. И. Геохимия ландшафта / А. И. Перельман. М.: Высшая школа, 1975.-341 с.

139. Петрова, И. Ф. Влияние различных режимов сенокошения на растительность / И. Ф. Петрова // Современные проблемы заповедного дела. -Курск, 1985.-С. 51-52.

140. Петрова, И. Ф. Влияние сенокошения на растительный покров луговой степи / И. Ф. Петрова // Проблемы охраны генофонда и управления экосистемами в заповедной степной и пустынной зонах. М., 1984. - С. 166-167.

141. Плотников, В. В. Эволюция структуры растительных сообществ / В. В. Плотников. М.: Наука, 1979. - 275 с.

142. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв / под ред. : Д. С. Орлова, В. Д. Васильевой. М.: Изд-во Московского ун-та, 1994. -272 с.

143. Преображенский, В. С. Ландшафтные исследования / В. С. Преображенский. М.: Наука, 1966. - 127 с.

144. Преображенский, В. С. Ландшафты в науке и практике / В. С. Преображенский.-М.: Знание, 1981.-48 с.

145. Преображенский, В. С. Проблемы изучения устойчивости геосистем / В. С. Преображенский // Устойчивость геосистем. — М., 1983. — С. 4-7.

146. Применение математических методов в географии / под ред. В. А. Черьякова. Иркутск, 1976. - 158 с.

147. Принципы и методы геосистемного мониторинга / под ред. А. М. Грина. -М.: Наука, 1989.-168 с.

148. Природа моделей и модели природы / под ред. Д. М. Гвиниашвили. — М.: Наука, 1986.-270 с.

149. Природопользование / под ред. проф. Э. А. Арустамова. — М.: Издат. дом «Дашков и К», 1999. 252 с.

150. Программа и методика биогеоценологических исследований / под ред. Н. В. Дылис. М.: Наука, 1974. - 461 с. .

151. Продуктивность луговых сообществ / под ред. В. М. Понятовской.- JL: Наука, 1978.-278 с.

152. Прозоровский, Н. А. Изменение растительности Стрелецкой степи при отсутствии пастьбы скота и сенокошения / Н. А. Прозоровский // тр. ЦЧЗ. Вып.1. -М., 1940.-С. 162-212.

153. Протасов, В. А. Экология, здоровье и природопользование в России /

154. В. А. Протасов, А. В. Молчанов. М.: Финансы и статистика, 1995. — 525 с.

155. Пружин, М. К. Сравнительная оценка продуктивности природных и сельскохозяйственных фитоценозов / М. К. Пружин, В. Д. Собакинских, И. В. Волобуева // Флора и растительность средней России: материалы научной конференции. Орел: ОГУ, 1997. - С. 98-99.

156. Пузаченко, Ю. Г. Инвариантность геосистем и их компонентов / Ю. Г. Пузаченко // Устойчивость геосистем. М., 1983. - С. 32-41.

157. Работнов, Т. А. Фитоценология / Т. А. Работнов. М.: МГУ, 1992. -352 с.

158. Раменский, J1. Г. О некоторых принципиальных положениях современной геоботаники / JI. Г. Раменский // Бот. журнал. — 1952. — № 2. — С. 2135.

159. Раменский, J1. Г. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову / JI. Г. Раменский, И. А. Цаценкин, О. Н. Чижиков. — М: Сельхозгиз, 1956. 472 с.

160. Реймерс, Н. Ф. Охрана природы и окружающей среды: словарь-справочник / Н. Ф. Реймерс. М.: Просвещение, 1992. - 320 с.

161. Реймерс, Н. Ф. Природопользование: словарь-справочник / Н. Ф. Реймерс. -М.: Просвещение, 1992. -320 с.

162. Сапронова, С. Г. Фитоценозы северных степных экосистем западнойчасти Центрального Черноземья и их изменение под влиянием антропогенных факторов: автореф. дис. канд. с.-х. наук. Курск, 2001. - 19 с.

163. Снакин, В. В. Оценка устойчивости и состояния экосистем / В. В. Сна-кин, В. В. Хрисанов, В. Е. Мельченко. М.: ВНИИприрода, 1992. - С. 43-62.

164. Светлосанов, В. А. Устойчивость и стабильность природных экосистем (модели и аспекты) / В. А. Светлосанов // Итоги науки и техники. Сер. Теоретические и общие вопросы географии. М., 1990. - Т. 8. - 200 с.

165. Свирежев, Ю. М. Устойчивость биологических сообществ / Ю. М. Свирежев, Д. О. Логофет. М.: Наука, 1978. - 352 с.

166. Семенова-Тянь-Шанская, А. М. Динамика степной растительности / А. М. Семенова-Тянь-Шанская. М.-Л.: Наука, 1966. - 65 с.

167. Снегирева, Е. В. Динамика состава и продуктивности растений при разных режимах заповедания луговой степи / Е. В. Снегирева // Динамика биоты в экосистемах центральной лесостепи. М., 1979, — 224 с.

168. Соколовский, Л. Б. Климат / Л. Б. Соколовский // Природа Курской области и ее охрана. Вып. 2.- Воронеж: Центр.-Черноз. книж. изд-во, 1986. -С. 3-18.

169. Сочава, В. Б. Геоэкология как раздел учения о геосистемах / В. Б. Сочава // Топологические аспекты учения о геосистемах. Новосибирск, 1974. — С. 3-86.

170. Сочава, В. Б. Учение о геосистемах / В. Б. Сочава. Новосибирск: Hayка, 1975.-38 с.

171. Сошникова, Т. И. Экологическая оценка растительности пастбища Центрально-Черноземного заповедника / Т. И. Сошникова // Вопросы прикладной и учебной ботаники. Курск, 1970. - С. 63-74.

172. Стифеев, А. И. Экологическая обстановка на территории Курской области и пути ее улучшения / А. И. Стифеев // Рыночная экономика региона. — Курск: Курскинформпечать, 1994. С. 245-261.

173. Стифеев, А. И. Антропогенное воздействие на почвенные процессы Центрального Черноземья (ЦЧ) и возможные пути их устойчивости /

174. A. И. Стифеев, В. П. Герасименко // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям. М., 2002. — С. 327-328.

175. Уоддингтон, К. Основные биологические концепции / К. Уоддингтон // На пути к теоретической биологии. — М., 1970. — Т. 1. — С. 35-56.

176. Устойчивость геосистем / под ред. А. Д. Арманд. М.: Наука, 1983. -88 с.

177. Утехин, В. Д. Растительный покров территории Курского стационара и его продуктивность / В. Д. Утехин // Биогеографическое и ландшафтное изучение лесостепи. М., 1981. - С. 28-40.

178. Факторы и механизмы устойчивости геосистем / под ред. Т. П. Куприяновой. М.: Наука, 1989. -333 с.

179. Хрисанов, В. Р. Энергетика природных территориальных комплексов как мера их устойчивости к антропогенному воздействию: автореф. дисканд. геогр. наук. Пущино, 1998. — 20 с.

180. Черепанов, С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств / С. К. Черепанов. СПб.: Мир и семья - 95, 1995. - 990 с.

181. Черников, В. А. Устойчивость почв к антропогенному воздействию /

182. B. А. Черников, Н. 3. Милашенко, О. А. Соколов. Пущино: ОНТИ1. ПНЦ РАН, 2001.-203 с.

183. Чесняк, Г. Я. Развитие культурного почвообразовательного процесса в черноземе мощном лесостепи УССР / Г. Я. Чесняк // тр. Харьк. с.-х. инта. — 1973. Т. 185.-С. 13-36.

184. Шульга, С. А. Об антропогенных изменениях физических свойств черноземов / С. А. Шульга, С. А. Саетаров, С. И. Сантарова // Структура и функционирование заповедных лесостепных экосистем. М., 1988. — С. 26-34.

185. Экология Центрального Черноземья / под ред. Д. В. Мухи. — Курск, Изд-во КГСХА, 2001. 191 с.

186. Эколого-экономические системы: модели, информация эксперимент / под ред. В. И. Гурман. Новосибирск: Наука, 1987. - 230 с.

187. Экосистемы в критических состояниях / под ред. Ю. Г. Пузаченко. — М.: Наука, 1989.- 155 с.

188. Энергетическая эффективность возделывания сельскохозяйственных культур: метод, рекомендации. Волгоград, 1985. — 13 с.

189. Эшби, У. Р. Введение в кибернетику / У. Р. Эшби. М.: ИЛ, 1959. -185с.

190. Aidoud, A. Evaluation et regression des ressources vegetales steppiques des hautes plaines algériennes / A. Aidoud, P. Aidoud-Lounis Act. 4eme Congr. int. terries procures. - Montpellier, 1991. -V. 1. - P. 307-309.

191. Bartolome, J. Composition and production of California oak savanna seasonally grazed by sheep / J. Bartolome, W. McCIaran M. P. // Journal of range management.-1992.-V. 45.-№ l.-P. 103-107.

192. Beaujeu Gamier, J. La geographie: methods et perspectives / J. Beaujeu Garnier. Paris, 1971. - 144 p.

193. Bellon, S. Diagnosis and improvement methods in range utilization systems / S. Bellon // Act. 4eme Congr. int. terres. parcours. Montpellier, 1991. - V.3. -P. 1155-1156.

194. Belsky, A. J. The effects of grazing: confounding ecosystem community and organism scales / A. J. Belsky // American naturalist. V. 127. - CDT, 1987. -P. 870-892.

195. Bertalanffy, A. Evaluation ecosystem / A. Bertalanffy. BKT, 1973. - 311 p.

196. Bock, C. E. Cover of perennial grasses in southeastern arizona in relation to livestock grazing / J. H. Bock // Conservation biology. 1993. - V. 7. № 2. -P. 371-377.

197. Brady, W. W. Response of a semidesert grassland to 16 years of rest from grazing / W. W. Brady, M. R. Stromberg, E. F. Aldon // Journal of range management. V.42, № 4. - CVZ, 1989. - P. 284-288.

198. Buchwald, K. Umwelt und Geselschaft Zwischen Wachjtum und Gleichgewicht / K. Buchwald. Raumforsenung und Raumordnung. - 1972. -V. 30.-№ 4-5. - S. 147-167.

199. Condon, R. W. An approach to rational grazing in Australia / R. W. Condon // Act. 4eme Congr. int. terres parcours. Montpellier. 22-26 avr. 1991. -V. 1. -P. 447-450.

200. Chorley, R. J. The role and relations of physical geography / R. J. Chorley // Progress in Gegraphy. London, 1971. - V. 3 - P. 87-111.

201. Curry, R. B. Dynamic simulation of plant growth / R. B. Curry, L. N. Chen // In corporation of actual daily data and partitioning of not photosynthate. -N.Y., 1971.-248 p.

202. Didier, G. Degradability of Andean range forages in llamas and sheep /

203. G. Didier, M. Tichit // Journal of range management. 1997. - V. 50, -№ 4. -P. 381-385.

204. Dormaar, J. F. Impacts of rotational grazing on mixed prairie soils and vegetation / J. F. Dormaar, B. W. Adamas, W. D. Willms // Journal of range management. 1997. - V. 50. - № 6. - P. 647-651.

205. Gary, H. L. Grown structure and distribution of biomass in a lodgepole pine stand / H. L. Gary. USDA, Forest Serve Research Paper RM, 1976. - 165 p.

206. Gillen, R. L. Tall grass prairie response to grazing system and stocking rate / R. L. Gillen, F. T. McCollum, K. W. Tate, M. E. Hodges // Journal of range management. 1998.- V.51.-№ 2.-P. 139-146.

207. Hidalgo, L. G. Effects of seasonal rest in aboveground biomass for a native grassland of the flood / L. G. Hidalgo, M. A. Cauhepe // Journal of range management. 1991.-V. 44, -№ 5. - P. 471-474.

208. Holling, C. S. Resilience and stability of ecological systems/ C. S. Holling. -Ann. Rev. of Ecology and systematizes. 1973. - Vol. 4. - P. 12-23.

209. Horn, H. S. The adaptive geometry of trees / H. S. Horn. Princeton Univ. Press, 1971.-178 p.

210. Howell, E. The preservation, management and restoration of Wisconsin plant communities: the influence of John Curtis and his students / E. Howell,

211. F. Steams // John T. Curtis fifty years of Wisconsin plant ecology. Medison, 1993.-P. 57-66.

212. Odum, E. P. Fundamentals of ecology / E. P. Odum. Philadelphia - London -Toronto, 1971.-574 p.

213. Orians, G. U. Diversity stability and maturity in natural ecosystems /

214. G. U. Orians // Unifying concepts in Ecology hague. Wegeningen, 1975. -P. 124-132.

215. Popolizio, C. A. Short-term response of riparian vegetation to 4 grazing treatments / C. A. Popolizio, H. Goetz, P. L. Chapman // Journal of range management. 1994. - V. 47 - № 1. - P. 48-53.

216. Taylor, C. A. Vegetation response to increasing stocking rate under rotational stocking / C. A. Taylor, M. H. Ralphs, M. M. Kothmann // Journal of range managemant. 1997. - V. 50. - № 4. - P. 439-442.

217. Volesky, J. D. A comparison of frontal, continuous, and rotation grazing systems / J. D. Volesky, F. A. O'Farrell, W. C. Ellis // Journal of range management. 1994. - V. 47. -№ 3. - P. 210-214.

218. Walker, P. J. Natural regeneration of ground storey vegetation in a semi-arid woodland following mechanical disturbance and burning. Ground cover levels and composition / P. J. Walker, T. B. Koen // Rangeland journal. 1995. -V. 17.-№ l.P. 46-58.

219. Yonghong, L. The current situation of steppe rangeland use in Inner Mongolia: relations between rangeland structures and grazing / L. Yonghong // Act. 4eme Congr. int terres parcours. Montpellier. 22-26 avr. 1991. - V. 1. - P. 340-345.

220. Yoshito, Y. Studies on plant sucsession in semi-natural grassland under some artifacial pressures. Sochi Shikenjo Kenkyu Hokoku / Y. Yoshito // Bull. Nat. Grassland res. inst. 1999. - № 57. - P. 37-76.