Эколого-флористические особенности лугов островной поймы низовий реки Северной Двины (стр. 3 )

Новым во флоре островных пойменных лугов является заносной ядовитый сорный вид с большой семенной продуктивностью – Heracleum sosnowskyi Manden. Достигая огромных размеров, он вытесняет все растущие рядом виды, при этом может наносить вред местному населению, вызывая ожоги. Этот вид на луга дельтовых островов мигрировал с пахотных полей, где впервые был высеян 40 лет назад и выращивался как силосная культура.

ГЛАВА 5. ПРОДУКТИВНОСТЬ ЛУГОВ ОСТРОВНОЙ ПОЙМЫ НИЗОВИЙ Р. С. ДВИНЫ

5.1. Продуктивность лугов

Пойменные луга – наиболее продуктивные естественные кормовые угодья нашей страны (Елиашевич, 1986), а заготовка сена – самый старый вид консервирования грубых кормов. Хотя о необходимости сена в кормовых рационах жвачных животных нет единого мнения (Производство грубых…, 2002), оно составляет основу кормовой базы животноводства
в Архангельской области (Региональная комплексная…, 2008).

Данные, приводимые в литературе об урожайности пойменных лугов (в перерасчёте на сено), как в России, так и в Архангельской области очень разнородны. Средняя урожайность всех кормовых угодий страны составляет 4 ц/га (Ларин, 1978), пойменных лугов – от 6 до 30 ц/га (Чугунов, 1951; Пастбища и сенокосы, 1974). Урожайность пойменных лугов таёжной зоны России – от 9 до 50 ц/га сена (Чугунов, 1951; Иванов, 1953; Смелов, 1955; Андреев, 1973; Пастбища и сенокосы …, 1974). Урожайность пойменных лугов Архангельской области в зависимости от уровня поймы и хозяйственного состояния колеблется в пределах от 8 до 40 ц/га (Лугопастбищные травы …, 1966; Ресурсосберегающие технологии …, 2009). С сенокосов центральной поймы р. С. Двины в среднем получали около 20 – 30 ц/га сена (Методические рекомендации…, 1990; Попова, 1999), с сенокосов дельтовых островов – 20 ц/га (Кащенко, 1994, 1995).

В последние годы, когда нарушена система использования сенокосных и пастбищных угодий, продуктивность и агроботанический состав лугов значительно изменились, и зависят от многих факторов. Полученные нами современные средние данные по урожайности лугов островной поймы низовий р. С. Двины приведены в табл. 5.

Таблица 5

Урожайность лугов островной поймы низовий р. С. Двины в 2009 – 2010 гг.

Способ хозяйственного использования	Урожай зелёной массы, ц/га	Урожай сена, ц/га	Участие в травостое агроботанических групп, %
Злаки	Осоки	Бобо-вые	Разно- травье
Используемые одноукосные сенокосы	80,29±11,63 38,0–200,9	49,9±5,93 18,7–107,9	56,59± 6,11	8,17± 6,20	18,95± 4,34	16,06± 3,38
Неиспользуемые одноукосные сенокосы	137,82±18,51 48,0–347,0	67,25±9,15 30,8–171,4	35,35± 7,84	12,58± 7,29	5,28± 1,69	41,40± 7,11
Используемые пастбища	49,21±10,00 24,3–114,8	21,21±5,83 9,5–66,4	62,38± 6,38	1,03± 0,69	7,10± 2,37	30,78± 6,43
Залежи	101,23±24,77 34,9–282,9	48,51±13,34 18,3–140,5	44,87± 7,79	00,00± 00,00	9,84± 3,16	29,32± 5,64
Среднее	99,05±9,71 24,3–347,0	48,32±4,49 9,5–140,5	48,52± 3,38	8,42± 3,42	13,05± 2,10	23,37± 3,35

Примечание: в графах числитель – средний показатель с ошибкой среднего, знаменатель – минимальные и максимальные значения урожайности.

По количественным показателям луга островной поймы низовий р. С. Двины очень разнородны, но в большинстве случаев характеризуются как высокопродуктивные. Средняя урожайность всех исследованных лугов составляет 67,5 ц/га. Наибольшая доля весового участия в общей продуктивности принадлежит злакам (от 35 до 62%) и разнотравью (от 16 до 41%), доля бобовых и осоковых трав незначительна.

На урожайность лугов, помимо хозяйственного использования и флористического состава, оказывает влияние структура и возраст поймы (рис 3).

Рис. 3. Показатели средней продуктивности по агроботаническим группам (А) и процент агроботанических групп в сене (Б) на о. Куростров Холмогорского расширения и островах дельтового расширения р. С. Двины

Луга останцево-островной поймы р. С. Двины менее продуктивны (средняя урожайность составляет 23,3 ц/га), по сравнению с более молодыми и динамичными лугами плавневой поймы дельты (64,2 ц/га). Значительное увеличение биомассы на лугах дельты связано с более благоприятными почвенно-гидрологическими условиями для произрастания луговых трав и повышенной интенсивностью забрасывания угодий, которая способствует разрастанию видов грубостебельного разнотравья крупного габитуса Heracleum sibiricum L. и Cirsium arvense (L.) Scop.

5.2. Качественная структура травостоев лугов

С точки зрения качественных характеристик в соответствии с бонитировочной шкалой Э. Клаапа (1961, 1990), травостои лугов островной поймы низовий р. С. Двины очень разнородны. Встречаются травостои как высоких, так и низких кормовых качеств, но большинство лугов имеет средний кормовой оценочный балл 5.

Во многих случаях при высокой кормовой ценности злаков и бобовых общая кормовая ценность травостоя низкая (до 0,6 баллов), из-за большей доли низкокачественного разнотравья (табл. 6), хозяйственную ценность которого необходимо рассматривать относительно использования луга (Клаап, 1961; Алмазова, 1973; Работнов, 1974; Ларин, 1978; Андреев, 1989). На пастбищах стравливается большая часть побегов разнотравья. На сенокосах, при обычной солнечно-воздушной сушке, листья и наиболее нежные побеги разнотравья (например, Taraxacum officinale F. H. Wigg.) пересыхают, крошатся, переходят в труху. Грубые стебли Heracleum sibiricum L. совсем не поедаются, и становятся в сене ненужным балластом. Кормовую ценность травостоев в низинных местообитаниях как прирусловой, так и центральной части островов снижают плохо поедаемые скотом осоки, их ценность не превышает 1,5 баллов.

Таблица 6

Показатели кормовой ценности травостоев используемых одноукосных сенокосов и залежей

№ О П П	Кормовая ценность травостоев используемых сенокосов, баллы	№ О П П	Кормовая ценность травостоев залежей, баллы
Злаки	Бобо- вые	Разно-травье	Осоки	Средний балл	Злаки	Бобо- вые	Разно-травье	Осоки	Средний балл
21	7,0	7,0	1,9	-	3,9	4	6,3	6,8	1,9	-	5,8
22	7,0	6,0	1,4	-	2,7	5	6,9	6,8	2,1	-	4,3
36	6,4	6,3	2,1	-	3,5	7	6,7	6,8	2,3	-	4,2
37	6,1	7,3	1,9	-	3,5	15	-	-	0,3	-	0,3
39	6,0	6,3	2,8	-	4,4	19	5,0	7,0	3,0	-	4,8
44	5,9	7,5	3,3	1,0	4,6	30	6,8	6,5	1,6	-	4,6
45	5,8	6,8	2,9	-	4,3	35	6,4	6,3	1,3	-	3,5
46	6,3	6,8	3,0	-	5,3	38	1,0	5,0	1,5	1,5	1,6
47	6,3	6,5	2,3	-	5,1	53	5,4	6.5	2,1	-	4,0
48	5,0	6,0	-0,3	1,0	3,1	54	-	-	2,0	1,0	1,5
51	6,2	6,8	2,8	-	5,3	55	4,3	6,3	1,2	-	3,2
52	6,6	7,0	2,8	-	4,2	56	2,0	6,5	0,3	1,0	0,6
64	6,0	7,0	2,0	-	5,4	57	6,0	6,5	2,6	-	4,6
65	5,0	-	1,2	1,5	2,3	59	6,1	6,3	1,4	-	5,0

В целом, кормовые качества травостоев снижают сорные виды. Под сорными видами понимали особую экологическую группу растений естественных кормовых угодий сенокосов и пастбищ, а именно: ядовитые, вредные, малопродуктивные, плохо поедаемые, несъедобные и т. д. виды.

Всего во флористическом составе лугов островной поймы низовий р. С. Двины к сорным (в том числе подозрительным на сорность) в рамках принятого определения относятся 78 видов из 56 родов и 27 семейств, что составляет 42% общего флористического списка, из них 15% видов ядовиты.

Наиболее распространёнными сорняками на лугах островной поймы низовий являются Ranunculus acris L., Filipendula ulmaria (L.) Maxim. и Deschampsia cespitosa (L.) P. Beauv., которые отличаются высоким классом встречаемости и большой долей пробных площадей с достигнутым порогом засорения.

Велико число видов со значительной степенью проективного покрытия, которые при отсутствии определённой допустимой степени хозяйственного пресса массово заселяют луговые фитоценозы и угнетают весь основной травостой. Прежде всего, это высокорослые грубостебельные виды Cirsium arvense (L.) Scop. (абсолютный трудноискоренимый сорняк) и Heracleum sibiricum L. (факультативный сорняк). Крайняя степень засилья травостоя этими видами может выражаться в формировании одноярусных сообществ без мохового покрова, с деградирующей дерниной и практически полным отсутствием злаков и бобовых. Не многие длиннокорневищные виды злаков (например, Elytrigia repens (L.) Nevski) и бобовых (Vicia cracca L., V. sepium L., Lathyrus pratensis L.) способны выдерживать подобную жёсткую конкуренцию.

Засорённость травостоев связана главным образом с формированием залежей на заброшенных полях в дельте р. С. Двины – это первичные очаги возникновения обширных луговых пространств, сплошь заросших сорными видами, которые в последствие мигрируют на используемые и неиспользуемые сенокосы и пастбища.

ГЛАВА 6. РАЗНООБРАЗИЕ ЛУГОВЫХ СООБЩЕСТВ И ИХ ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРИУРОЧЕННОСТЬ

Выявлена неоднородность растительного покрова лугов островной поймы низовий р. С. Двины. На основе флористического сходства-различия для исследованных лугов построена дендрограмма, на которой выделяются 7 кластеров, группирующихся на схеме по отношению к секущей прямой в пределах 25% сходства. В каждом кластере были выявлены индикаторные виды (Dufrene, Legendre, 1997) по комбинированному показателю, основанному на произведении средней встречаемости вида в кластере на его среднее проективное покрытие. Представленные результаты характеризуют луговую растительность изученных островов с точки зрения экологической приуроченности и хозяйственной ценности.

При ординации DCA 180-ти описаний семи кластеров лугов островной поймы низовий р. С. Двины была получена графическая интерпретация, на которой кластеры располагаются по градиенту увлажнения. В нашем случае именно увлажнение, в определённой степени зависящее от почвенно-геоморфологических условий, явилось распределяющим фактором, это характерно для лугов, находящихся под активным влиянием поемности реки.

В полевых условиях визуально нами было отмечено, что границы луговых растительных группировок в абсолютном большинстве случаев не совпадают с границами выделенных типов и подтипов почв. Математически также не установлена приуроченность выделенных кластеров к конкретным почвенным типам и свойствам. Это подтверждает известную закономерность о том, что фитоценозы одного типа могут встречаться на различных почвах, если последние «пронизаны» одним ведущим фактором. Группы сообществ лучше связывать с ведущими режимами почвообразования, а не с конкретными разностями почв (Миркин, 1965). Исключение в нашем случае составляют осоковые группировки, располагающиеся в понижениях рельефа на болотных почвах. Они занимают экотопы, резко отличные по экологическим условиям от большинства обследованных лугов. Контуры распространения болотных почв и осоковых сообществ, как правило, совпадают.

Изученные луговые сообщества отличаются, в первую очередь, специфическими флористическими особенностями вследствие разности экологических условий на разных островах и в пределах каждого острова в отдельности. Растительность пяти выделенных кластеров формируются при преобладании дернового и лугового почвообразовательных макропроцессов, протекающих в условиях влажнолугового увлажнения. Травостои таких сообществ характеризуются отличными кормовыми качествами (зрелые луга с преобладанием рыхлокустовых видов злаков и ценных бобовых трав) и средними и низкими кормовыми качествами (залежные луга). На участках лугов с застойным увлажнением при развитии лугового почвообразовательного процесса в сторону болотного формируются осоковые луга, дающие сено плохих кормовых качеств.

В целом, изученные экологические условия и связанные с ними особенности растительности, характеризуют луга островной поймы низовий р. С. Двины как очень динамичные природные системы, чутко реагирующие на изменение любых природных условий и антропогенное воздействие, в том числе забрасывание сельскохозяйственных угодий.

ВЫВОДЫ

1.  Луга островной поймы низовий р. С. Двины занимают менее 1% территории Архангельской области, очень динамичны, разнородны, имеют большое хозяйственное значение, природную и научную ценность. Их почвенный покров, флора, растительность и продуктивность формируются и изменяются под воздействием природных факторов и хозяйственной деятельности.

2.  Почвообразование на лугах островов протекает при различном сочетании дернового, лугового и болотного макропроцессов, накладывающихся на пойменно-аллювиальную и аккумулятивно-эрозионную деятельность реки. Выделено 3 типа и 7 подтипов аллювиальных почв. На о. Куростров Холмогорского котловинного расширения отмечены почвы неаллювиального происхождения на тяжёлосуглинистых мореных отложениях.

3.  По физико-химическим свойствам многие почвы характеризуются как достаточно благоприятные для произрастания луговых трав, за исключением повышенных показателей объёмной массы (до 1,60 г/см3) и сниженных показателей скважности (до 40%), что характерно для почв островов дельты, на которых откладываются значительные слои тонкодисперсного наилка.

4.  Эколого-флористические особенности островов связаны с их геологическим возрастом. На молодых островах находятся развивающиеся луговые сообщества (на первоначальных стадиях сукцессий), а на старых островах стабильные сообщества, но эволюционно связанные с хозяйственной деятельностью. Луга имеют двойственную экзо-эндодинамическую природу формирования, что соответствует их положению между первичными и вторичными.

5.  На распределение видов и континуум в луговых сообществах влияет увлажнение почвы и микрорельеф пойменных островов. Equisetum pratense Ehrh. и Lathyrus pratensis L. имеет большее проективное покрытие по повышениям микрорельефа, а Calamagrostis epigeios (L.) Roth, Geranium pratense L., Filipendula ulmaria (L.) Maxim. приурочены к микропонижениям островов. В соответствии с увлажнением почв для лугов выделено 7 кластеров, характеризующих разнообразие растительности и отличающихся особенностями почвообразования, хозяйственным использованием, качественными и количественными показателями продуктивности и видовой насыщенностью.

6.  Ядро ценофлоры лугов островной поймы низовий р. С. Двины представлено мезофитными и мезотрофными корневищными криптофитами и гемикриптофитами различного хозяйственного значения. Общий вклад ценофлоры во флору Архангельской области составляет на видовом уровне 17%, на родовом – 27%, на семейственном – 41%. Значение ценофлоры в сложении луговых сообществ оценивается как высокое: на территории менее чем 1% от общей площади области обитают 49% видов, встречающихся на лугах области.

7.  В связи с залежеобразованием средняя урожайность большинства лугов значительно увеличилась (до 67,5 ц/га), а кормовая ценность снизилась (до 0,6 баллов) за счёт разрастания видов сорного разнотравья, к которым относится 42% видов общего флористического списка. Происходит захват ценных естественных пойменных лугов сорными вредными и ядовитыми растениями, которые быстро распространяются: Cirsium arvense (L.) Scop., Heracleum sibiricum L., H. sosnowskyi Manden.

8.  В настоящее время происходит деградация лугов островной поймы низовий, и особенно дельты р. С. Двины, которая обусловлена как природными, так и социально-экономическими условиями, сложившимися в Архангельской области. Пойменные луга в связи с высокой динамичностью развития, изменениями почвенно-растительного покрова и прямой зависимостью от хозяйственной деятельности человека нуждаются в систематическом агроэкологическом и агрохимическом мониторинге и требуют мероприятий по повышению их продуктивности и улучшению экологического состояния

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

– в изданиях рекомендованных ВАК РФ:

Паринова, Т. А. Флористический анализ лугов островной поймы низовий р. Северной Двины [Текст] / // Вестник Казанского ГАУ. Казань. 2010. № 3 (17). С. 130 – 135.

Наквасина, и агроботанический состав лугов островной поймы низовий реки Северной Двины [Текст] / , Паринова, Т. А. // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. Красноярск. 2011. №8. С. 19 – 24.

– в прочих изданиях:

Надеина, Т. А. Изменение флористического состава и структуры поемных лугов под влиянием выпаса [Текст] / , // Экологические проблемы севера. Межвузовский сборник научных трудов / Отв. редактор . Архангельск: Изд-во АГТУ. 2008. Вып. 11. С. 50 – 52.

Надеина, Т. А. Продуктивность заливных лугов островной поймы дельты реки северной Двины [Текст] / // Экологические проблемы севера. Межвузовский сборник научных трудов / Отв. ред. . Архангельск: Изд-во АГТУ. 2009. Вып. 12. С. 66 – 68.

Надеина, Т. А. Состояние ценопопуляций клевера лугового на лугах островной поймы дельты реки Северной Двины [Текст] / // Сохранение биологического разнообразия наземных и морских экосистем в условиях высоких широт: материалы международной научно-практической конференции, 13 – 15 апреля 2009 г. / Науч. ред. . Мурманск: МПГУ. 2009. С. 189 – 191.

Паринова, Т. А. Сорная флора лугов островной поймы низовий реки Северной Двины [Текст] / // Проблемы сохранения биологического разнообразия Волжского бассейна и сопредельных территорий: материалы первой Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных с международным участием, 29 декабря 2009 г. Чебоксары: типография «Новое время». 2010. С. 131 – 132.

Паринова, Т. А. Сорные виды пойменных лугов острова Андрианов [Текст] / , // Экологические проблемы севера. Межвузовский сборник научных трудов / Отв. ред. . Архангельск: Изд-во АГТУ. 2010. Вып. 13. С. 49 – 50.

Паринова, Т. А. Видовое сходство луговых фитоценозов островной и центральной поймы Холмогорского расширения реки Северной Двины [Текст] / , // Экологические проблемы севера. Межвузовский сборник научных трудов / Отв. ред. . Архангельск: Изд-во АГТУ. 2010. Вып. 13. С. 51 – 52.

Наквасина, исследования пойменных лугов [Текст] / , , // Молодёжь в науку: материалы научно-практической конференции. Архангельск: Изд-во АГТУ. 2010. С. 126 – 127.

Паринова, Т. А. Некоторые особенности флоры лугов островной поймы низовий реки Северная Двина [Текст] / // Актуальные проблемы биологии и экологии: Материалы докладов XVII Всероссийской молодежной научной конференции. Сыктывкар: Коми научный центр УрО РАН. 2010. С. 58 – 60

Паринова, Т. А. Ценность пойменных лугов низовий р. Северной Двины для поддержания флористического разнообразия Архангельской области [Текст] / // IV Международный контактный форум по сохранению местообитаний в Баренцевом регионе: тезисы выступлений. Архангельск. 2010. С. 58.

Паринова, Т. А. История геоботанических исследований поймы реки Северной Двины [Текст] / Т. А., // IV Международный контактный форум по сохранению местообитаний в Баренцевом регионе: тезисы выступлений. Архангельск. 2010. С. 59.

Самылова, микрорельефа луга на проективное покрытие доминантных видов на примере острова Лесные Кошки в дельте реки Северной Двины [Текст] / , , // Экологические проблемы Арктики и северных территорий. Межвузовский сборник научных трудов / Отв. ред. . Архангельск: Изд-во САФУ. 2011. Вып. 14. С. 71 – 72.

Паринова, Т. А. Сорные виды и степень засорения лугов островной поймы низовий реки Северной Двины [Текст] / // IV Международная молодёжная конференция «Экология – 2011» (6 – 11 июня 2011 года): материалы докладов. Архангельск. 2011. С. 193 – 194.

Подписано в печать 27.10.2011. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,5

Заказ № 000. Тираж 100 экз.

Отпечатано в Пресс - Принт»

Архангельск, оф. 507

Тел./, 212-616