Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Восстановительные сукцессии растительности залежей Сарпинской низменности в пределах Республики Калмыкия

ВАК РФ 03.02.01, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Восстановительные сукцессии растительности залежей Сарпинской низменности в пределах Республики Калмыкия"

На правах рукописи

(И'

БЕМБЕЕВА Ольга Геннадиевна

ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЗАЛЕЖЕЙ САРПИНСКОЙ НИЗМЕННОСТИ В ПРЕДЕЛАХ РЕСПУБЛИКИ КАЛМЫКИЯ

03.02.01- ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

З ОКТ 2013

Саратов-2013

005533960

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном

образовательном учреждении высшего профессионального образования «Калмыцкий государственный университет» на кафедре ботаники и зоологии

Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент

Джапова Раиса Романовна, профессор кафедры ботаники и зоологии ФГБОУ ВПО «Калмыцкий государственный университет» (г. Элиста)

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Березуцкий Михаил Александрович, профессор кафедры методики преподавания биологии и экологии ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского»

доктор биологических наук, доцент Сальников Алексей Львович, зав. кафедрой агроинженерии, мелиорации и агроэкологии ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»

Ведущая организация: Калмыцкий филиал государственного научного

учреждения ВНИИГиМ гидротехники имени А.Н. Костякова Россельхозакадемии (г. Элиста)

Зашита состоится «17» октября 2013 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.243.13 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского» по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, д. 83; e-mail: bisovet@sgu.ru. Fax: 8(8452)27-85-29.

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке им. В. А. Артисевич ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского».

Автореферат разослан «12» сентября 2013 г.

Ученый секретарь Jii /

диссертационного совета С. А. Невский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Растительный покров Республики Калмыкия представляет собой растительные сообщества, находящиеся на различных стадиях трансформации под влиянием природных факторов и деятельности человека. Исследование современного состояния растительного покрова Калмыкии особенно актуально в связи с тенденцией нарастания антропогенной трансформации растительности не только в связи с ее пастбищной деградацией, но и распашкой территории пустынной зоны, часть которой в настоящее время находится в залежном режиме.

Площадь пашни, подвергшейся стихийной консервации, по официальным данным составляет в республике 12.3 тыс. га (Доклад..., 2012). Изучение особенностей зарастания заброшенной пашни, флористического и фитоценотического разнообразия залежных растительных сообществ, стадий восстановительной сукцессии на залежах, их длительности - малоизученная проблема в регионе. Исследование направлений восстановительной сукцессии растительности на залежных участках позволит эффективно использовать мероприятия по рациональному использованию залежей.

Цель и задачи исследования. Цель - выявить флористическое и фитоценоти-ческое разнообразие залежных растительных сообществ, особенности процессов демутации растительности залежей на ранее орошаемой и богарной пашне на Сарпинской низменности в пределах Республики Калмыкия.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• провести систематический, биоморфологический и экологический анализ флоры залежей;

- выявить фитоценотическое разнообразие залежных растительных сообществ;

• дать характеристику растительных сообществ на основных стадиях восстановительной сукцессии залежной растительности;

■ сравнить особенности хода сукцессии залежной растительности на ранее орошаемой и богарной пашне.

Научная новизна. Проведено комплексное исследование залежной растительности, изучено флористическое и фитоценотическое разнообразие, выявлены особенности демутации залежей Сарпинской низменности. Впервые изучены

процессы восстановительной сукцессии растительности залежей после возделывания риса. Проведен сравнительный анализ структуры флоры и стадий демута-ции на ранее орошаемых и богарных залежных участках.

Теоретическая и практическая значимость исследования. Материалы по флористическому и фитоценотическому разнообразию залежей могут быть основой при флористическом и геоботаническом районировании, для экологического мониторинга и своевременного принятия мер по сохранению биологического разнообразия аридных экосистем. Результаты исследований залежных экосистем Калмыкии позволят обосновать новую концепцию экологического земледелия для аридных районов юго-востока России. Полученные результаты могут использоваться при подготовке специалистов биологов и экологов в курсах геоботаники, биогеографии и экологии растений в Калмыцком государственном университете, в системе повышения квалификации работников агропромышленного комплекса республики.

Внедрение результатов исследований. Материалы исследований залежной растительности используются при кадастровой оценке природных кормовых угодий специалистами Министерства по земельным ресурсам Республики Калмыкия. Составленные автором схемы восстановительных сукцессий растительности залежей служат основанием при разработке проектов рекультивации нарушенных земель и внутрихозяйственного землеустройства фермерских хозяйств специалистами ОАО «КалмНИИгипрозем».

Апробация работы. Материалы исследований были представлены и обсуждены на международных, всероссийских и региональных научно-практических конференциях: Первые международные беккеровские чтения (Волгоград, 2010); Региональный молодежный экофорум «Экология. Инновации. Человек» (Элиста, 2010); Ломоносов-2011: XVIII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых (Москва, 2011); «Структура, функционирование биосистем и экологическая безопасность» (Улан-Удэ, 2012); Всероссийская школа-конференция «Актуальные проблемы геоботаники» (Уфа, 2012); Международном симпозиуме и VIII школе-семинаре «Геоэкологические проблемы степных регионов» (Оренбург, 2012); заседаниях кафедры ботаники и зоологии КалмГУ (2010-2013).

По теме диссертационной работы опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи в изданиях перечня ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 132 страницах. Состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы. Материал представлен 36 рисунками (фотографии, схемы, диаграммы) и 7 таблицами. Список литературы насчитывает 203 наименования.

Личный вклад автора заключается в организации и проведении полевых исследований, выборе методов сбора полевых данных, обработке и анализе материалов. Работа является обобщением исследований автора 1996-2012 гг.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. В ходе восстановительной сукцессии изменяется флористическое богатство залежных сообществ: пик видового разнообразия растительности залежных участков ранее орошаемой пашни приходится на начало сукцессионного ряда, богарной - на заключительные стадии.

2. Схемы восстановительных сукцессий на залежах в значительной степени определяются способом использования пашни. Динамика экотопа на залежах после возделывания риса определяет возникновение галофитной стадии восстановительной сукцессии, не свойственной растительности богарных залежей.

3. Количество стадий сукцессии на богарных залежах зависит от типа почвы. На зональных каштановых и бурых полупустынных почвах 4 стадии восстановительной сукцессии, на солонцах автоморфных - 2 стадии.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

В главе охарактеризованы природно-климатические условия района исследований. Сарпинская низменность - северная часть Прикаспийской низменности в пределах Республики Калмыкия, отделена от возвышенности Ергени цепочкой Сарпинс-ких озер. Большая часть низменности находится выше уровня моря. Климат резко континентальный - лето жаркое и очень сухое, зима малоснежная. Температура воздуха имеет резко выраженный годовой ход. Годовая амплитуда экстремальных температур воздуха составляет 80-90 °С (Агроклиматические ресурсы..., 1974).

Зональными почвами Сарпинской низменности являются каштановые (подтип светло-каштановые) и бурые полупустынные почвы. Для северной и северозападной частей низменности характерны легкосуглинистые светло-каштановые почвы, на остальной территории преобладают бурые полупустынные почвы легкосуглинистого и супесчаного гранулометрического состава. Солонцы каштановые и полупустынные распространены пятнами среди зональных почв (Бакино-ва и др., 1999). К неглубоким понижениям приурочены лугово-каштановые и лугово-бурые почвы (Джиджиков, 1972).

По ботанико-географическому районированию территория Сарпинской низменности входит в подзону полукустарничково-дерновиннозлаковых степей и подзону северной пустыни (Зоны и типы поясности..., 1999). Одной из основных черт почвенно-растительного покрова Сарпинской низменности является комплексность - чередование участков различных сообществ, связанное со сменой условий местообитания.

Травостой растительных сообществ равнинных участков слагают дерновин-ные злаки (Stipa capillata, St.lessingiana, St.sareptana, Festuca valesiaca, Koeleria cristata, Agropyron desertorum, A.fragih) и полукустарнички (Artemisia lerchiana, A.pauciflora, A.austriaca, Kochiaprostrata, Camphorosma monspeliacä). На всей территории распространены эфемеры и эфемероиды.

Глава 2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Первые сведения о растительности Калмыкии изложены в трудах П.С. Палла-са (1778), А.Н. Краснова (1886), И.К. Пачоского (1892, 1908). H.A. Димо и Б. А. Келлером (1907) отмечена характерная особенность возвышенности Ергени - комплексность растительного и почвенного покрова. П.П. Бегучев исследовал растительность Прикаспийской низменности в пределах Калмыкии (1928,1936, 1951,1968).

Биоэкологические особенности перспективных фитомелиорантов рассмотрены в трудах Ольги А. Лачко (1983,1991), Г.О. Сусляковой (1997). Вопросам закрепления открытых песков посвящены работы В.И. Петрова и др. (1979), Олега А. Лачко и др. (1989). Проблемы опустынивания растительного покрова республики

отражены в работах В.А. Банановой (1990,1992,2007-2008), флористические исследования - Н.М. Бакташевой (1980,1994,2000,2012), динамика растительности сенокосов и пастбищ - Р.Р. Джаповой (1991а, 19916,2008).

Сведения о залежной растительности аридных зон опубликованы в работах А.А. Михеева (1916), Г.Н. Высоцкого (1923), И.В. Ларина (1930), Г. Н. Новикова

(1936), в которых представлены схемы зацелинения залежей по временным стадиям и ботаническому составу отдельных циклов. П.И. Анфигентов и И.И. Тереножкин

(1937) выделяют стадии: бурьянистую, пырейно-полынную, типчака и полыней, либо только полыней. Ф.Я. Левиной (1953) выделены 4 стадии: 1) бурьянистая; 2) корнеотпрысковая и корневищная с преобладанием группировок полынка и особенно остреца; 3) рыхлокустовая с преобладанием стержнекорневых полукустарничков; 4) плогнокустовая дерновинно-злаковая. Т.Н. Щербиновской (1954) описаны три стадии залежной растительности: 1) в первые 1 -3 года развивается бурьянистая растительность со значительным участием солянок; 2) на 3-5-й годы бурьяны вытесняются корневищными злаками; 3) через 15-20 лет корневищные злаки вытесняются плотнокустовыми. В.Ф. Максимова (1957) отмечает следующие особенности демутации залежей: резко возрастает высота травостоя по сравнению с целиной, происходит запаздывание фаз развития отдельных растений, что связано с улучшением условий среды на залежных участках.

Опубликованные материалы касаются богарных залежей. Исследований сук-цессий на ранее орошаемых землях значительно меньше. Д.И. Люри и др. (2010) проследили восстановление растительности на двух участках после выращивания бахчевых культур с орошением в Астраханской области. В процессе демутации сообщество изменяется в направлении ксерофитизации условий увлажнения.

В главе также приводятся данные Управления Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии по РК о состоянии залежных земель Калмыкии на 01.01.2012 г. -12.3 тыс.га, из них на исследуемую территорию приходится около 3.2 тыс.га. Эти цифры занижены, т.к. отражают только те площади, которые официально переведены из пашни в залежи. Большая Часть неиспользуемой пашни в другие угодья не переводилась и формально продолжает считаться пашней (Смелянский, 2012).

Глава 3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

При изучении сукцессий на залежах использовали метод прямых наблюдений и косвенный метод экстраполяции пространственных рядов во временные (Александрова, 1964). Выбор залежных участков проведен по материалам крупномасштабного геоботанического обследования территории специалистами института «КалмНИИгипрозем» в 1973-1989 гг. и собственным материалам обследования в 1996-2012 гг.

Количество исследованных залежных участков составило 29 на ранее орошаемой пашне и 31 - на богарной (рис. 1).

Рис. 1. Карта-схема расположения обследованных участков залежей после возделывания риса (1а) и сельскохозяйственных культур на богаре (16) в Октябрьском районе РК

Учеты и наблюдения проводили в соответствии с методами геоботанического обследования (Александрова, 1964; Раменский, 1971; Общесоюзная инструкция..., 1984; Методические..., 1974, 1987). В обработку вошло около 200 описаний растительности, выполненных в течение 1996-2012 гг.

Для определения растений использовали «Флору Европейской части СССР, Флору Восточной Европы» (1996-2004). Жизненные формы выделены по И.Г. Серебрякову (1962), экологические типы растений - по Т.К. Горышиной (1979), фитоценотипы - по Л. Г. Раменскому (1971). Названия видов растений приведены по сводке С.К. Черепанова (1995), почв - по классификации и диагностике почв

СССР (1977). При обработке материала использована программа Excel, при составлении карт программа map-info.

Глава 4. ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА РАНЕЕ ОРОШАЕМЫХ УЧАСТКАХ

Приведена характеристика мелиоративного состояния Сарпинской ороситель-но-обводнительной системы, причины появления залежных участков после возделывания риса.

Флористическое богатство залежной растительности ранее орошаемых участков включает 88 видов, относящихся к 21 семейству и 69 родам. По количеству видов лидирующее положение занимают семейства Asteraceae, Роасеае, Chenopodiaceae, Brassicaceae, Сурегасеае. Среди жизненных форм залежной флоры после возделывания риса численно преобладают многолетние травянистые (44.3%) и однолетние растения (43.2%). Доля двулетних видов - 6.8%, полукустарничков - 4.6%, кустарников -1.1%. Экологический спектр флоры залежей представлен 12 типами, из которых преобладают ксеромезофиты (30.7%), эвмезофиты (18.2%), галоксерофиты (14.8%), гигрофиты (8.0%), хотя основное фитоценоти-ческое значение имеют гигрофиты, галомезофиты, эвксерофиты.

Фитоценотическое разнообразие залежной растительности ранее орошаемых участков представлено 11 ассоциациями и 8 формациями (табл.1).

Таблица 1

Фитоценотическое разнообразие залежной растительности после возделывания риса

Стадии Формации Ассоциации

1 .Сорноразнотравная сорноразнотравная сорноразнотравная

2.Корневищная пырсйная пырейная

клубнекамышовая клубнекамышовая

тростниковая тростниковая

клубнскамышово-тростниковая

З.Галофитная пстросимониевая петросимониевая

сантониннополынная сантониннополынная

петросимониево-сантониннополынная

бескильницевая бескильницевая

однолетниково-бескильницевая

4.Вторичной целины лерхополынная лерхополынная

Анализ фитоценотического разнообразия залежной растительности, возраст ранее орошаемых залежных участков позволил нам выделить следующие стадии сукцессии: сорноразнотравная (1-6 годы залежности); корневищная (2-6 годы залежности); галофитная (5-30 годы залежности); вторичной целины (15-30 годы залежности).

Сорноразнотравная стадия. В первые годы залежности верхние горизонты почв после выращивания риса промыты от солей. Растительный покров формируют одно-двулетние сорные растения, являющиеся демутационными экспле-рентами, по отношению к засолению — гликофитами.

Корневищная стадия. На второй-шестой годы сорные растения сменяются корневищными. Ценозообразующая роль Phragmites australis, Bolboschoenus maritimus определяется особенностями их размножения и высоким уровнем грунтовых вод. Эти виды активно транспирируют, концентрируя почвенный раствор нижних горизонтов и раствор грунтовых вод (Бейдеман, 1954,1965), после чего развиваются процессы вторичного засоления почв, что обусловливает развитие галофитов.

Галофитная стадия представлена однолетниково-бескильницевыми, клубне-камышово-бескильницевыми, бескильницевыми, сантониннополынными, пет-росимониевыми фитоценозами, а также двух-, трехкомпонентными растительными комплексами из перечисленных сообществ. В травостое появляются многолетние виды, характерные для засоленных лугов: Inula britannica, Plantago salsa, Achillea millefolium, A.santonica.

Стадия вторичной целины. Растительность представлена лерхополынными (Artemisia lerchiana), полынными (A.lerchiana, A.santonica, A.austriaca) фитоценозами. Косвенным подтверждением залежности участков является наличие сорных видов: Barbarea arcuata, Erigeron canadensis, Chenopodium album и ra-лофита Puccinellia distans.

Структура флоры залежей изменяется в зависимости от их возраста, причем эти изменения достаточно динамичны. Пик видового разнообразия приходится на начало сукцессионной серии. Динамика числа видов, внедряющихся в серийные сообщества, происходит активнее на начальных стадиях сукцессии, а вытеснение видов - на последних стадиях (рис. 2).

число видов

> всего видов а появляющиеся

исчезающие 1 2 3 4 виды

стадии сукцессии

20

число видов

и

¡а ксерофиты

■ мезофиты

■ 1"Игрофиты

стадии сукцессии

Рис.2. Динамика видового богатства Рис.3. Динамика экологического спектра флоры на различных стадиях сукцессии по фактору увлажнения на стадиях

после возделывания риса сукцессии после возделывания риса

В залежной растительности на орошаемых ранее землях в условиях пустынной зоны Калмыкии гигрофильные компоненты флоры сохраняются только на 1-2 стадиях сукцессии (рис. 3).

Доля галофитов с начала сукцессии (12% от общего числа видов) возрастает до 56% на 3 стадии, при этом возрастает участие в спектре галоксерофитов и евгалофитов на фоне снижения доли галомезофитов и галогигрофитов. На стадии вторичной целины участие галофитов в экологическом спектре залежной флоры снижается до 22%.

Глава 5. ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЗАЛЕЖЕЙ НА БОГАРНЫХ УЧАСТКАХ

На залежных участках после выращивания ржи, ячменя и пшеницы без орошения зарегистрировано 79 видов, 60 родов растений, принадлежащих 26 семействам. Самые многочисленные из них в видовом отношении семейства Роасеае, СИепоросІіасеае, Авіегасеае. Более половины видов (53.2%) являются многолетними травами, доля однолетников - 31.6%, двулетних - 3.8%, полукустарничков -10.1 %, кустарничков - 1.3% от общего числа видов.

Экологическая структура богарных залежей представлена 10 экологическими типами растений, преобладают ксеромезофиты (32.1%), евксерофиты (24.4%),

галоксерофиты (14.1%), евмезофиты (12.8%). Основное фитоценотическое значение имеют ксеромезофиты, эвксерофиты, галоксерофиты.

Фитоценотическое разнообразие богарных залежей на зональных светло-каштановых и бурых полупустынных почвах суглинистого гранулометрического состава представлено 5 формациями, 12 ассоциациями (табл. 2). Растительные сообщества богарных залежей на зональных светло-каштановых и бурых полупустынных легких почвах мы отнесли к 4 формациям и 11 ассоциациям. Фитоценотическое разнообразие стадий сукцессии на суглинистых и супесчаных почвах сход но.

Таблица 2

Фитоценотическое разнообразие залежной растительности

на светло-каштановых и бурых полупустынных суглинистых почвах

Стадии Формации Ассоциации

1. Однолетниковая однолетниковая однолетниковая

эбелековая

2. Корнеотпрысковая и корневищная острецовая острецовая

полынковая полынковая

3. Полукустарничковая лерхополынная однолетниково-лерхополынная

полынково-лерхополынная

острецово-лерхополынная

типчаково-лерхополынная

пустынножитняково-лерхополынная

ковыльно-лерхополынная

4.Полукустарничково-дерновиннозлаковая дерновиннозлаковая лерхополынно-дерновиннозлаковая

лерхополынно-ковыльная

На основании своих наблюдений и данных Т.Н. Щербиновской (1953), В.Ф. Максимовой (1957), P.P. Джаповой (2008), мы выявили некоторые различия: 1. На первой стадии сукцессии на легких почвах выделили дополнительно две ассоциации: кровельнонеравноцветниковую {Anisantha tectorum) и кураевую {Salsola australis). 2. На второй стадии сукцессии отмечена только острецовая формация с одноименной ассоциацией. 3. На третьей-четвертой стадиях в качестве доминанта и субдоминанта фитоценозов выступает гемипсаммофитЛ .fragile-.

Поскольку растительный покров на исследуемой территории комплексный, то были распаханы и участки с солонцами, входящие в состав почвенно-расти-тельных комплексов. В растительном покрове залежей на солонцах средних и мелких выделены 5 формаций, 11 ассоциаций (табл. 3).

Таблица 3

Фитоценотическое разнообразие залежной растительности на солонцах средних и мелких

Стадии Формации Ассоциации

1 .Однолетниковая эбелековая эбелековая

татарсколебедовая татарсколебедовая

петросимониевая петросимониевая

2.Полукустарничковая лерхополынная лерхополынная

однолетниково-лерхополынная

камфоросмово-лерхополынная

прутняково-лерхополынная

чернополынная чернополынная

однолетниково-чернополынная

камфоросмово-чернополынная

острецово-чернополынная

Растительный покров бурьянистой стадии на богарных залежах складывается из видов, засорявших посевы культурных растений, и малолетников с прилегающих целинных участков. Эта стадия обычно длится до четырех лет, но на легких зональных почвах кровельнонеравноцветниковые сообщества могут просуществовать до 20 лет. Ценозообразующие виды второй стадии сукцессии — корневищный злак Ьеутт гатоягк и корнеотпрысковый полукустарничек Л. атМаса, сохраняют преимущество в фитоценозах залежей на суглинистых зональных почвах с 3 по 7 годы.

С уплотнением почвы на залежах зональных почв возрастает роль полыни Лерха, затем плотнодерновинных злаков, которые выступают в роли доминантов или субдоминантов растительных сообществ.

Пик видового разнообразия залежной флоры на богаре приходится на заключительную стадию сукцессии. Активное внедрение видов в серийные сообщества происходит на 1 и 3 стадиях сукцессии, а вытеснение - на 2 стадии (рис. 4).

Среди экологических типов по фактору увлажнения соотношение ксерофитов и мезофитов на всех стадиях сукцессии примерно одинаково (рис.5).

Восстановление коренной растительности на солонцах протекает за более короткий период времени, чем на зональных бурых полупустынных и светло-каштановых почвах, что связано с отсутствием значительного числа высших растений, способных произрастать на солонцах.

Рис.4. Динамика видового богатства флоры Рис.5. Динамика экологического спектра на различных стадиях сукцессии на богаре по фактору увлажнения на богаре

Глава 6. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ СУКЦЕССИИ РАНЕЕ ОРОШАЕМЫХ И БОГАРНЫХ УЧАСТКОВ

Из 133 видов 31 семейства, отмеченных в растительном покрове исследованных залежных участков, 34 вида из 12 семейств встречаются и на ранее орошаемых, и богарных участках. На ранее орошаемых залежных участках флористическое богатство на 12% выше, чем на богарных, что объясняется значительным разнообразием условий обитания видов в процессе восстановительной сукцессии растительности после орошения. На залежных участках после возделывания риса отмечены виды семейства Cyperaceae {Eleocharis palustris, Е. acicularis, Scirpus lacustrus, Bolboschoenus maritimus, Juncellus serotinus, Cyperus fuscus), которые обычно произрастают на лиманах, заболоченных лугах. Здесь же обитают виды семейств: Alismataceae, Typhaceae, Plantaginaceae, Butomaceae, Tamaricaceae, которые не встречаются на богарных залежах. По мере развития восстановительной сукцессии изменяется флористическое богатство сообществ: пик видового разнообразия ранее орошаемых залежей приходится на начало сук-цессионного ряда, богарных - на заключительные стадии.

Древесные жизненные формы на богарных залежах представлены кустарничком Ephedra distachya, на ранее орошаемой пашне - кустарником Tamarix ramosissimci, количество полукустарничков на богарных залежах вдвое выше.

Фитоценогическое разнообразие залежей Сарпинской низменности представлено 45 ассоциациями и 22 формациями, отражающими разные стадии демута-

ции (см. табл. 1,2,3). Растительный покров залежей на месте ранее орошаемой пашни слагают 11 ассоциаций, объединенных в 8 формаций. Фитоценотическое разнообразие на богаре значительно выше (34 ассоциации, 14 формаций), что связано с различными эдафическими условиями исследованных фитоценозов.

Состав ценозообразующих видов различен: в растительных сообществах ранее орошаемой пашни доминируют Elytrigia repens, Phragmites australis, Bolboschoemis maritimus, Artemisia santonica, Puccinellia distans; на богарной -Ceratocarpus arenarius, Anisantha tectorum, Salsola australis, Leymus ramosus, Artemisia lerchiana, A.pauciflora, Stipa capillata, Agropyron fragile.

Исследование залежной растительности на богарных участках Сарпинской низменности в целом подтверждает общую схему зацелинения залежей, описанных Т.Н. Щербиновской (1954), В.Ф. Максимовой (1957), Левиной (1964). Анализ полученных нами данных позволил выявить флористическое и фитоценотическое разнообразие богарных залежей, особенности стадий зацелинения на зональных почвах различного гранулометрического состава и на интразональных почвах - солонцах.

Количество стадий сукцессии, их продолжительность определяются рядом факторов, важнейшими из которых являются исходная растительность, тип почвы, продолжительность использования участка в качестве пашни, наличие прилегающих целинных участков. Значительное влияние на длительность стадий зацелинения оказывает выпас. Следствием интенсивного выпаса является возврат растительности залежей с заключительных стадий сукцессии на более ранние.

Восстановительную сукцессию на богарных залежах можно отнести в соответствии с классификацией Т.А. Работнова(1983,1992) к демутациям, поскольку постепенно формируется растительность, близкая к исходной. Схемы восстановительной сукцессии на ранее орошаемых участках отличаются от стадий на богарных залежах наличием галофитной стадии, возникающей вследствие вторичного засоления почвы. Наши исследования показали, что заключительной стадией восстановительной сукцессии растительности залежей на месте ранее орошаемой пашни могут быть растительные сообщества третьей и четвертой стадий.

На ранее орошаемой пашне в ходе сукцессии формируются фитоценозы, образование которых зависит от гидрологических условий и засоленности субстрата: клубнекамышовые, тростниковые, петросимониевые. Такие сукцессии можно отнести к квазипервичным сукцессиям.

выводы

1. Флора залежной растительности Сарпинской низменности в пределах Республики Калмыкия включает 133 вида сосудистых растений, относящихся к 98 родам и 31 семействам. Флористическое богатство залежей на месте ранее орошаемой пашни на 12% выше, чем на богаре, что обусловлено значительным разнообразием условий обитания видов в ходе восстановительной сукцессии растительности.

2. По мере развития восстановительной сукцессии изменяется флористическое богатство залежных сообществ: пик видового разнообразия растительности залежных участков ранее орошаемой пашни приходится на начало сукцессион-ного ряда, богарной - на заключительные стадии.

3. На богарной и ранее орошаемой пашне различен состав ценозообразую-щих видов: на ранее орошаемой доминируют Phragmites australis, Bolboschoenus maritimus, Artemisia santonica, Puccinellia distans; на богарной - Ceratocarpus arenarius, Anisantha tectorum, Leymus ramosus, Artemisia austriaca, A.pauciflora, Stipa capillata, Agropyron fragile.

4. Растительность залежей представлена 45 ассоциациями и 22 формациями, отражающими разные стадии демутации, из них 11 ассоциаций и 8 формаций слагают растительный покров ранее орошаемых земель.

5. Схемы восстановительных сукцессий на залежах в значительной степени определяются способом использования пашни. Динамика экотопа на ранее орошаемых землях определяет возникновение галофитной стадии восстановительной сукцессии, не свойственной растительности богарных залежей.

6. Восстановительные сукцессии на богарных залежах относятся к демутаци-ям, которые ведут к вторичным целинным сообществам. Сукцессии на ранее орошаемой пашне относятся к квазипервичным, поскольку формирование фи-тоценозов зависит от гидрологических условий и засоленности субстрата.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

* - публикации в печатных изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ

1. Djapova R.R., Bembeeva O.G. Restorational succession on deposits // Combating desertification. Traditional knowledge and modern technologi. For the sustainable management of dryland ecosystems. Proceeding of the International workshop, Elista, Republic of Kalmykia, RF, 2004, UNESCO-MAB Drylands Series № 4. Paris, 2005. -P. 167.

2. Djapova R.R., Bembeeva O.G. The course of restoration succession on the lands abandoned after rice growing // Third International Conference «Past and present of the Mongolic Peoples» «Монгол туургатны эрт эдугээ» Олон улсын эрдем шин-жилгээний III чуулган, Улаанбаатар, 2009. - Р. 167.

3. Джапова P.P., Бембеева О.Г. Особенности демутации залежей в зоне бурых полупустынных почв Калмыкии // Первые междун.беккеровские чтения. Волгоград, 2010.4.1.-С.68-70.

4. Бембеева О.Г. Динамика видового богатства растительных сообществ в ходе восстановительной сукцессии после выращивания Oriza sativa. Ломоно-сов-2011: XVIII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых; 11-15 апреля 2011 г.; Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, биологический факультет: Тезисы докладов/М.: МАКСПресс, 2011.-С.317.

5. Бембеева О.Г. Стадии восстановления растительности на залежах после возделывания риса // Сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов Калмыцкого государственного университета/редкол.: В.О.Имеев и др. - Элиста: Изд-во Калм. ун-та, 2011. - С. 129-131.

*6. Бембеева О.Г., Джапова P.P. Восстановительная сукцессия залежных земель в пустынной зоне Калмыкии // Известия Самарского научного центра РАН. Том 14, №1(5) / щ. редактор В.П. Шорин, 2012. - С. 1195-1997.

7. Ающева Е.Ч., Бембеева О.Г. Современное состояние пастбищных угодий в степной зоне Калмыкии (на примере КФХ) //Структура, функционирование биосистем и экологическая безопасность: к 80-летию биолого-географического и химического фак-тов Бурятского госуниверситета: матер, науч.-практ. конф.: в 2-х ч. Улан-Удэ: Изд-во БурятГУ, 2012. - С. 206-210.

*8. Бембеева О.Г. Анализ флоры залежей после возделывания риса // Естественные науки. №4 (41). Изд-во Астраханского ГУ, 2012 г. -С. 12-15.

9. Джапова P.P., Бембеева О.Г., Аюшева Е.Ч. Динамика растительного покрова в подзоне южных степей на территории Республики Калмыкия // Степи Северной Евразии. Материалы VI междун. симпозиума и VIII междун. школы-семинара «Геоэкологические проблемы степных регионов» / Под ред. чл.-корр. РАН А.А.Чибилева. - Оренбург: ИПК «Газпромпечать» ООО «Оренбурггазпромсер-

вис», 2012. - С.222-225.

10. Бембеева О.Г., Аюшева Е.Ч., Нураева А.Н. Чернополынные {Artemisia pauciflorá) растительные сообщества на солонцах Сарпинской низменности // Экология и природная среда Калмыкии. Сб.науч.тр. гос.прир.заповедника «Черные Земли». Вып.З. ЗАОр «НПП Джангар», 2013. - С. 37^2.

11. Джапова P.P., Аюшева Е.Ч., Бембеева О.Г. Растительный покров территории ГУ «Центр диких животных Республики Калмыкия». Экология и природная среда Калмыкии. Сб.науч.тр. гос.прир.заповедника «Черные Земли». Вып.З. ЗАОр «НПП Джангар», 2013. - С.21-27.

* 12. Бембеева О.Г. Анализ флоры залежей после возделывания сельскохозяйственных культур на орошаемой и богарной пашне //Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки, 2013. - С. 48-50.

Подписано в печать 01.07.13. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Бумага тип. № 1. Усл. п. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ 2219.

Издательство Калмыцкого университета. 358000 Элиста, ул. Пушкина, 11

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Бембеева, Ольга Геннадиевна, Элиста

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЛМЫЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ЗАЛЕЖЕЙ САРПИНСКОЙ НИЗМЕННОСТИ В ПРЕДЕЛАХ РЕСПУБЛИКИ КАЛМЫКИЯ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: Джапова Раиса Романовна, д.б.н., профессор кафедры ботаники и зоологии ФГБОУ ВПО «Калмыцкий государственный университет»

На правах рукописи

Бембеева Ольга Геннадиевна

03.02.01 - ботаника

Элиста-2013

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

ВВЕДЕНИЕ 3

Глава 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ 7

Глава 2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 24

2.1. Понятие о сукцессиях 24

2.2. Изученность залежной растительности в аридных зонах 28

2.3. Состояние залежных земель Калмыкии 42 Глава 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 44 Глава 4. ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ 47 НА РАНЕЕ ОРОШАЕМЫХ УЧАСТКАХ

4.1. Мелиоративное состояние Сарпинской оросительной системы 47

4.2. Флористический состав залежной растительности 51

4.3. Фитоценотическое разнообразие залежей 56

4.4. Стадии сукцессии 64 Глава 5. ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СУКЦЕССИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ 76 НА БОГАРНЫХ УЧАСТКАХ

5.1. Флористический состав залежной растительности 76

5.2. Фитоценотическое разнообразие залежей 80

5.3. Стадии сукцессии 94 Глава 6. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ 107 СУКЦЕССИИ РАНЕЕ ОРОШАЕМЫХ И БОГАРНЫХ УЧАСТКОВ ВЫВОДЫ 114 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 115

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Растительный покров Республики Калмыкия представляет собой растительные сообщества, находящиеся на различных стадиях трансформации под влиянием природных факторов и деятельности человека. Исследование современного состояния растительного покрова Калмыкии особенно актуально в связи с тенденцией нарастания антропогенной трансформации растительности не только в связи с ее пастбищной деградацией, но и с распашкой территории пустынной зоны, часть которой в настоящее время находится в залежном режиме.

В настоящее время площадь пашни, подвергшейся стихийной консервации, по официальным данным в республике составляет 12.3 тыс. га (Доклад..., 2012). Изучение особенностей зарастания заброшенной пашни, флористического состава растительности, фитоценотического разнообразия залежных растительных сообществ, стадий восстановительной сукцессии на залежах, их длительности - малоизученная проблема в регионе. Исследование направлений восстановительной сукцессии растительности на залежных участках ранее орошаемой и богарной пашни позволят эффективно использовать мероприятия по рациональному использованию залежей.

Цель и задачи исследования. Цель работы - выявить флористическое и фитоценотическое разнообразие залежных растительных сообществ, особенности процессов демутации растительности залежей на ранее орошаемой и богарной пашне на Сарпинской низменности в пределах Республики Калмыкия.

Для достижения поставленной цели предусматривались следующие задачи:

• провести систематический, биоморфологический и экологический анализ флоры залежей;

• выявить фитоценотическое разнообразие залежных растительных сообществ;

• дать характеристику растительных сообществ на основных стадиях восстановительной сукцессии залежной растительности;

• сравнить особенности хода сукцессии залежной растительности на ранее орошаемой и богарной пашне.

Научная новизна. Проведено комплексное исследование залежной растительности, изучено флористическое и фитоценотическое разнообразие, выявлены особенности демутации залежей Сарпинской низменности. Впервые изучены процессы восстановительной сукцессии растительности залежей после возделывания риса. Проведен сравнительный анализ флоры и стадий демутации залежных участков на ранее орошаемой и богарной пашне.

Теоретическая и практическая значимость исследования. Материалы по флористическому и фитоценотическому разнообразию залежей могут быть основой при флористическом и геоботаническом районировании, для экологического мониторинга и своевременного принятия мер по сохранению биологического разнообразия экосистем. Результаты исследований залежных экосистем Калмыкии позволят обосновать новую концепцию экологического земледелия для аридных районов юго-востока России. Результаты работы могут быть использованы при подготовке специалистов биологов и экологов в курсах геоботаники, биогеографии и экологии растений в Калмыцком государственном университете, а также в системе повышения квалификации работников агропромышленного комплекса республики.

Внедрение результатов исследований. Материалы исследований залежной растительности используются при кадастровой оценке природных кормовых угодий специалистами Министерства по земельным ресурсам Республики Калмыкия. Составленные автором схемы восстановительных сукцессий растительности залежей служат основанием при разработке проектов рекультивации нарушенных земель и внутрихозяйственного землеустройства фермерских хозяйств специалистами ОАО «КалмНИИгипрозем».

Апробация работы. Материалы исследований были представлены и обсуждены на международных, всероссийских и региональных научно-практических конференциях: Первые международные беккеровские чтения (Волгоград, 2010); Региональный молодежный экофорум «Экология. Инновации. Человек» (Элиста, 2010); Ломоносов-2011: XVIII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых (Москва, 2011); «Структура, функционирование биосистем и экологическая безопасность» (Улан-Удэ, 2012); Всероссийская школа-конференция «Актуальные проблемы геоботаники» (Уфа, 2012); Международном симпозиуме и VIII школе-семинаре «Геоэкологические проблемы степных регионов» (Оренбург, 2012); заседаниях кафедры ботаники и зоологии КалмГУ (2010-2013).

По теме диссертационной работы опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи в изданиях перечня ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 132 страницах. Состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы. Материал представлен 36 рисунками (фотографии, схемы, диаграммы) и 7 таблицами. Список литературы насчитывает 203 наименования.

Личный вклад автора заключается в организации и проведении полевых исследований, выборе методов сбора полевых данных, обработке и анализе материалов. Работа является обобщением исследований автора 1996-2012 гг.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. В ходе восстановительной сукцессии изменяется флористическое богатство залежных сообществ: пик видового разнообразия растительности залежных участков ранее орошаемой пашни приходится на начало сукцессионного ряда, богарной - на заключительные стадии.

2. Схемы восстановительных сукцессий на залежах в значительной степени определяются способом использования пашни. Динамика экотопа на залежах после возделывания риса определяет возникновение галофитной стадии восстановительной сукцессии, не свойственной растительности богарных залежей.

3. Количество стадий сукцессии на богарных залежах зависит от типа почвы. На зональных каштановых и бурых полупустынных почвах 4 стадии восстановительной сукцессии, на солонцах автоморфных - 2 стадии.

Глава 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Рельеф. На территории Республики Калмыкия рельеф образует четыре геоморфологические области: Ергеиииская возвышенность, Прикаспийская низменность, Кумо-Манычская впадина, Ставропольская возвышенность (Манджиев, Клюкин, 1979).

Прикаспийская низменность прежде являлась дном Каспийского моря (Нижнее Поволжье, 1948). По низменности разбросано большое количество мелких озерных котловин, песчаных гряд и бугров. На территории республики Прикаспийская низменность разделяется на две части: северную - Сарпинскую низменность и южную — Черные земли.

Сарпинская низменность расположена на правобережье р. Волги и отделена от возвышенности Ергени цепочкой Сарпинских озер. Колебания высот от 0 до +50 м. Черные земли представляют собой низменную равнину, в основном лежащую ниже уровня океана. С запада на восток абсолютные высоты снижаются от 0 до - 29 м. Большая площадь занята песками, распространенными на юго-востоке Юстинского, востоке Чернозем ельского, западе Лаганского районов Калмыкии. Песчаные массивы создают бугристый характер рельефа. Бугры имеют длину от 1 до 15 км, ширина их не превышает 500 м. Эти бугры узкие и высокие, то поднимаются, то опускаются, образуя седловины, делящие бугор на две и более частей. Абсолютные высоты бугров и бугровых цепей имеют значительные колебания от 10 до 22 м. Межгрядовые понижения ровные, плоские, ширина их такая же, как и ширина гряд. Преобладает широтное направление гряд. В районе Черных земель проходят две крупные ложбины: Даванская на северо-западе и Адыкская на юго-западе. На юго-западе Черных земель вдоль русла Восточного Маныча расположены мелкие соленые озера (Состинские, Можарское, Светлое и др.).

В Прикаспийской низменности развит микрорельеф. В резко выраженных западинах и потяжинах, а также блюдцах и лиманах, получающих дополнительное увлажнение за счет стока с окружающих мест, формируются

7

лугово-бурые и луговые почвы. Бурые полупустынные почвы приурочены к выпуклым поверхностям с хорошо выраженным стоком. Бессточные блюдца и понижения, а также наиболее выровненные пространства с затрудненным поверхностным стоком заняты солонцами.

Климат. Климат республики является резко континентальным — лето жаркое и очень сухое, зима малоснежная при среднем абсолютном минимуме до -28°С. Континентальность климата возрастает с запада на восток. Температура воздуха имеет резко выраженный годовой ход. Годовая амплитуда экстремальных температур воздуха составляет 80-90°С (Агроклиматические..., 1974).

Территория Калмыкии благодаря своему географическому положению получает много солнечной радиации. Количество суммарной солнечной энергии колеблется от 115 ккал/см2 на севере и западе до 120 ккал/см2 в центральных и юго-восточных районах Продолжительность солнечного сияния составляет 2180-2250 часов за год.

Годовое количество осадков колеблется от 210 до 340 мм, лишь в западной части - до 420 мм. Увлажнение определяется не только суммой выпавших осадков, но и количеством испарившейся влаги. Испаряемость колеблется от 850-900 мм в северных районах и до 1000-1100 мм в южных и юго-восточных. Разница между испаряемостью и количеством выпадающих осадков составляет до 700-800 мм, что свидетельствует о большом дефиците влаги. Тепловыми ресурсами территория Калмыкии обеспечена хорошо. Сумма температур выше 10° составляет 3745-3960°.

Относительная влажность воздуха имеет ярко выраженный годовой ход. Наименьшие значения отмечаются в июле - 45-50%, минимальные в отдельные дни могут быть 20% и ниже.

При агроклиматическом районировании на территории Калмыкии выделяют районы по показателям влагообеспеченности и подрайоны по показателям теплообеспеченности лета и суровости зимы (рис. 1).

Рис. 1. Агроклиматическое районирование Калмыцкой АССР Условные обозначения: I-очень сухой;

II - сухой;

III - очень засушливый;

IV - засушливый;

1- суммы температур за период с 1° > 10°,

2- средний из абсолютных минимумов температуры воздуха.

а - очень жаркий, б - жаркий, в - умеренно жаркий А - умеренно мягкий, Б - умеренно суровый.

По условиям влагообеспеченности выделено 4 района: I - очень сухой, II - сухой, III - очень засушливый, IV - засушливый.

По теплообеспеченности выделяются 3 подрайона: а - очень жаркий, б-жаркий, в - умеренно жаркий. По условиям суровости зимы выделено 2 подрайона: А — умеренно мягкий, Б - умеренно суровый.

Район исследований относится к подрайону II 6Б и II вБ (Агроклиматические ресурсы..., 1974). Подрайон II 6Б занимает центрально-восточную территорию республики - юго-восточную часть Малодербетовского и Кетченеровского, большую часть Юстинского, крайнюю восточную часть Целинного, почти полностью Яшкульский, восточную небольшую часть Ики-Бурульского и северную часть Черноземельского административных районов. Климат сухой, ГТК 0,3-0,5. Количество осадков за теплый период 130-165 мм, иногда до 190 мм. Сумма активных температур выше 10 °С колеблется от 3400 до 3600°, продолжительность безморозного периода 165-180 дней. Лето умеренно жаркое, средняя температура июля 24,5-25,5 °С. Зима умеренно холодная, средняя месячная температура января -6, -8°, средний из абсолютных минимумов за зиму составляет -22, -27°С.

Подрайон II вБ имеет вид конуса, основание которого лежит на севере, а вершина в центре республики. В него входят следующие административные районы: большая часть Малодербетовского, восточная часть Сарпинского, центральная часть Кетченеровского и небольшая территория Целинного. Климат сухой и менее жаркий, чем подрайон II 6Б, ГТК 0,4-0,5. Количество осадков за теплый период 165-190 мм. Сумма активных температур выше 10° колеблется от 3300-3400 °С. Лето недостаточно жаркое, средняя температура июля 23,5-24,5 °С. Зима умеренно холодная: средний из абсолютных минимумов температуры воздуха -25, -28 °С, средняя январская температура -8, -9 °С. Продолжительность безморозного периода 150-165 дней.

Районирование и соответствующая оценка агроклиматических особенностей территории относится к выровненным открытым участкам. Особенности характера рельефа оказывают большое влияние на атмосферные

ю

осадки, температурный и ветровой режим, часто перекрывая различия между отдельными агроклиматическими районами (Манджиев, Юпокин, 1979).

Погодные условия обусловливают определенный режим развития растительности. По средним многолетним данным, переход температуры через +5°С происходит в середине первой декады апреля, с чем связано начало вегетации растительности: начинают отрастать многолетние злаки, полыни, эфемеры, которые к середине третьей декады достигают высоты 6-10 см. Большинство многолетних злаков завершают развитие к концу июня. После летнего периода полупокоя (июль, август) в сентябре интенсивно развиваются полыни, солянки, и период активной вегетации продолжается до конца первой декады ноября.

Почвы. Почвенный покров Республики Калмыкия отличается комплексностью, которая обусловлена развитым микрорельефом, недостаточным и неустойчивым атмосферным увлажнением. В связи с этим даже незначительные различия в перераспределении осадков влияют на растительность, водно-солевой режим почв и процессы гумусонакопления.

Зональными почвами Сарпинской низменности являются каштановые (подтип светло-каштановые) и бурые полупустынные почвы. Для северной и северо-западной частей низменности характерны легкосуглинистые светло-каштановые почвы. На остальной территории преобладают бурые полупустынные солонцеватые почвы легкосуглинистого и супесчаного гранулометрического состава. К неглубоким понижениям приурочены лугово-каштановые и лугово-бурые почвы (Джиджиков, 1972).

Светло-каштановые почвы образуют самую южную подзону сухих степей, переходную к полупустыне (Болышев, 1972). Залегают в комплексе с солонцами. По условиям рельефа расположены на равнинах и склонах различной крутизны. Почвообразующими породами служат лессовидные отложения от легкосуглинистого до тяжелосуглинистого гранулометрического состава.

В верхних горизонтах светло-каштановых почв проявляется солонцеватость, связанная с биологическим круговоротом оснований и периодическим (в сухие сезоны) подтягиванием кверху щелочных почвенных растворов. По степени солонцеватости светло-каштановые почвы подразделяются на слабо-, средне- и сильносолонцеватые в зависимости от содержания поглощенного № от емкости обмена, соответственно 3-5, 5-10, 10-15%. Гумусированность светло-каштановых почв невысокая: в горизонте А - 0,6-2,0% у супесчаных и легкосуглинистых, 1,0-2,5% у средне- и тяжелосуглинистых; в горизонте В от 0,7 до 1,9% гумуса. На старопахотных почвах отмечено снижение гумуса, по сравнению с целинными аналогами на 0,3-0,5%. Запасы гумуса в почвах пашни 48-75 т/га у легкосуглинистых, и 51— 95 т/га у средне- и тяжелосуглинистых разновидностей. Емкость поглощения в горизонте А - 7,4—18,4, в иллювиальном 13,9-25,8 мг-экв. В составе поглощенных оснований преобладают катионы кальция и магния (Бакинова и ДР-, 1999).

Реакция почвенного раствора в верхних горизонтах - от нейтральной до щелочной (рН 7,7-8,6), вниз по профилю щелочность возрастает, достигая максимума (рН 9,1-9,6) в карбонатном слое. Обеспеченность светло-каштановых почв подвижным фосфором от очень низкой до высокой; обменным калием - средняя и высокая. Засоление легкорастворимыми солями отмечено в основном во втором метре почвенной толщи, хотя в ряде почвенных разрезов соли не обнаружены до глубины 200 см.

Бурые полупустынные солонцеватые почвы залегают как чистыми массивами, так и в комплексах с солонцами, лугово-бурыми полупуст�