ВЛИЯНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ВЫЖИГАНИЯ НА СТРУКТУРУ СТЕПНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ НА ЮГЕ ДАУРИИ

INFLUENCE OF EXPERIMENTAL BURNING ON STRUCTURE OF STEPPE PHYTOCOENOSES AT THE SOUTH OF DAURIA

 

Т.Е. Ткачук1,2, Ю.Ю. Денисова1

T.E.Tkachuk1,2, Yu.Yu. Denisova1 

1Забайкальский государственный университет

(Россия, 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, д.30)

2Государственный природный биосферный заповедник «Даурский»

(Россия, 674480, Забайкальский край, Ононский район, с. Нижний Цасучей,

ул. Комсомольская, 76) 

1Transbaikal State University

(Russia, 672039, Chita, Alexandro-Zavodskaya St., 30)

2Daursky state nature biosphere reserve

(Russia, 674480, Zabaikalsky kray, Ononsky distr., Nizhny Tsasuchey vil., Komsomolskaya St.,76)

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Экспериментальное изучение влияния двукратного выжигания в 5 степных сообществах на юге Даурии показало сокращение после выжигания общего проективного покрытия, задернения и высоты травостоя в сравнении с контролем. В опыте видовой состав высших сосудистых растений не изменился, но снизилось проективное покрытие двух дерновинных злаков (Stipa krylovii, Achnatherum splendens) и полукустарничка (Artemisia frigida).

Experimental exploring of fire influence on 5 steppe communities in southern Dauria revealed decreasing total plant coverage, grass-stand height, turfness after burning compared to control plots. In experiment the vascular plants species composition did not changed, but two turfed grasses (Stipa krylovii, Achnatherum splendens) and semi-shrub Artemisia frigida lowered their coverage.

В сравнении с другими степными регионами Евразии биоразнообразие степей Даурии отличается высоким естественным уровнем и высоким уровнем сохранности [6]. Однако, ситуация может измениться в связи интенсификацией хозяйственной деятельности в даурском регионе. Одним из проявлений этой тенденции является проблема степных пожаров, принявшая серьезные масштабы в последние десятилетия [10]. Климатические условия способствуют распространению пожаров на большие территории и в некоторых районах они повторяются каждые 2-3 года.

Мнения о влиянии пожаров на травянистую растительность неоднозначны: от признания только отрицательного значения (ссылки) до рассмотрения пожаров как естественного и даже необходимого для поддержания для степей и саванн фактора [3]. Исследования в природных условиях показывают [4; 7; 9], что в различных регионах и в разных условиях последствия пожаров для степных экосистем неодинаковы. Для получения данных, которые можно было бы использовать как основу для планирования природопользовательских и природоохранных действий, необходимы специальные региональные исследования. Нами изучалось влияние пожаров на степные фитоценозы в охранной зоне Даурского заповедника

Район исследования расположен на юге Забайкальского края, вблизи с государственной границе с Монголией и Китаем. Он лежит на высоте 600-800 м над уровнем моря и  характеризуется преимущественно увалисто-равнинным рельефом. Климат Даурии резко-континентальный со среднегодовыми температурами -0,8 - +0,2°С. Годовая сумма осадков 290-300 мм [8] с максимумом (до 80% годовой суммы) в июле-августе. Весна – наиболее сухое время года с сильными ветрами [2]. В растительности преобладают крыловоковыльные (Stipa krylovii) степи. В засоленных депрессиях распространены вострецовые (Leymus chinensis) ценозы и, небольшими участками – чиевники (Achnatherum splendens), а по склонам невысоких сопок – мелкодерновиннозлаковые и злаково-разнотравные (Festuca litvinovii, F. valesiaca, Poa botryoides, Cleistogenes squarrosa, Koeleria cristata, Fililfolium sibiricum, Haplophyllum dahurium, Cumbaria daurica, Melissitus ruthenicus и др.). В апреле-мае степная растительность представляет собой легковоспламеняеющийся материал на огромных пространствах, т. к., хотя вегетация и начинается в апреле, но интенсивный прирост зеленой массы наблюдается только с июня или июля.  В Даурии хорошо выражены 30-летние климатические циклы со сменой засушливой и влажной фаз приблизительно равной продолжительности [8], которые вызывают значительные изменения в экосистемах [12], в т. ч. влияют на распространение степных пожаров [10]. Исследование проводилось в 2012-2014 гг. – первые годы повышения количества осадков после череды сухих лет в охранной зоне Даурского заповедника, на невысоких равнинных террасах в окрестностях Торейских озер. Изучали воздействие повторного выжигания в 2014 г. после стихийного пожара 2012 г., сравнивая пять опытных площадок с контрольными, на основе стандартных геоботанических описаний и определения истинного проективного покрытия. Площадки были заложены вдоль границы пожара так, чтобы пара «опыт-контроль» располагалась в пределах сообщества, единого до пожара:

Stipa krylovii – Artemisia frigida – Allium polyrhizum

  1. Stipa krylovii - Artemisia frigida – Leymus chinensis
  2. Leymus chinensis - Stipa krylovii - Artemisia frigida
  3. Stipa krylovii - Leymus chinensis – Melissitus ruthenicus
  4. Leymus chinensis - Stipa krylovii

В первый же сезон после выжигания наблюдались изменения общего проективного покрытия и задернованности, высоты травостоя, запасов надземной фитомассы; оказалось, что после двукратного выжигания количественные различия между опытными и контрольным фитоценозами довольно значительны (табл. 1).

Таблица 1

Различие количественных признаков фитоценозов в парах площадок «опыт-контроль»

Характеристики фитоценоза

№ пары площадок

1

2

3

4

5

Общее проективное покрытие, %

30/10

40/12

70/12

50/15

55/12

Задернованность, %

(среднее по пяти измерениям)

14,8/14,2

21,8/13,8

7,0/6,2

18,4/9,0

6,8/2,0

Высота ярусов, см

55/20

20/12

8/4

80/30

25/15

10/8

70/25

20/15

8/5

60/30

20/10

8/5

50/25

25/15

8/3

Примечание: в числителе указаны значения для варианта «контроль», в знаменателе – «опыт»

Общее проективное покрытие травостоя снижается, главным образом, за счет сгорания ветоши. Снижение задернованности связано с фрагментацией дерновин. Вертикальная структура травостоя в целом сохраняется – количество ярусов остается прежним, но высота всех ярусов травостоя сокращаются довольно существенно. По данным разных исследований, постпирогенные изменения абиотических факторов неблагоприятны для сохранившегося фитоценоза: снижаются запасы азота и зольных элементов [1], усиливается ветровая и водная эрозия; изменяется температурный режим почвы [11], что может быть причиной снижения продуктивности характеристик фитоценоза.

В литературе имеются сведения о влиянии пожаров на структуру степных фитоценозов вплоть до изменения видового состава [4; 5; 9]. В нашем опыте двукратное выгорание растительного сообщества не привело к смене состава видов высших сосудистых растений, но часть видов продемонстрировали снижение проективного покрытия, в то время, как некоторые увеличили участие в сложении травостоя (табл. 2).

Таблица 2

Проективное покрытие (%) видов на опытных и контрольных площадках

Виды

Контроль

Опыт

1

2

3

4

5

Stipa krylovii

17

20

5

30

10

1

1

3

3

 

Achnatherum splendens

 

 

1

 

 

 

 

0,5

 

 

Artemisia frigida

6

5

4

2

 

2

1

0,5

0,5

 

Cymbaria daurica

0,5

 

0,5

2

 

1

0,5

1

1

 

Carex duriuscula

0,5

0,5

0,5

 

 

1

0,5

2

 

0,5

Наиболее заметно сократилось проективное покрытие плотнодерновинного злака Stipa krylovii, в меньшей степени – Achnatherum splendens. При горении плотных крупных дерновин злаков, содержащих большую массу горючего материала, зона горения заглубляется, приводя сильному повреждению дерновин. Во всех сообществах, но в меньшей степени, чем злаков, снизилось проективное покрытие полукустарничка Artemisia frigida, в связи с малым запасом сухих побегов, способных гореть.

Виды с подземными почками возобновления при повторяющихся пожарах получают конкурентное преимущество и могут увеличивать свое участие в сообществах. В нашем опыте это явление было зафиксировано для двух видов: Carex duriuscula и Cymbaria daurica после двукратного выжигания увеличили проективное покрытие, что, видимо, связано с ослаблением конкуренции со стороны других видов.

Результаты эксперимента хорошо согласуются с данными маршрутных исследований в разных районах Даурии, в ходе которых неоднократно было отмечено уничтожение ветоши, повреждение огнем дерновин злаков и осок нами. Этот очевидный эффект от пожара позволяет устанавливать факт степного пожара на протяжении двух-трех лет после него. Наши исследования показали, что выгорание плотнодерновинных растений на склонах сопок и увалов приводит к усилению эрозии почв, особенно песчаных, в результате чего уцелевшие дерновины начинают возвышаться над уровнем почвы на 1-6 см, становясь более уязвимыми для засух, выпаса домашних животных, пожаров. Показано было также, что одревесневающие растения – кустарники, полукустарники, полукустарнички, характерные для даурских степей, − сильно повреждаются огнем, но имеют разный потенциал восстановления после пожара. По нашим наблюдениям полукустарник Artemisia gmelinii, кустарники Caragana stenophylla и C.microphylla в первый же вегетационный сезон после пожара образуют довольно обильную поросль. Полукустарнички с надземными безрозеточными побегами (Artemisia frigida) и кустарники без подземных почек возобновления (Armeniaca sibirica) восстанавливаются плохо и после повторяющихся пожаров заметно снижают обилие.

Таким образом, непосредственное воздействие огня на фитоценоз состоит в элиминации ветоши, фрагментации дерновин, повреждении надземных многолетних побегов одревесневающих растений, что приводит к снижению общего проективного покрытия, истинного задернения и, видимо косвенно – к уменьшению высоты травостоя. При повторяющихся пожарах происходит снижение участия в сообществе дерновинных злаков и перераспределение обилия в пользу геофитов. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Абатуров Б.Д., Кулакова Н.Ю. Роль выпаса животных и степных палов в круговороте азота и зольных элементов в степных пастбищных экосистемах // Арид. экосистемы, 2010. Т. 16, № 2 (42). С. 54-64.
  2. Атлас Забайкалья. М.; Иркутск: Изд-во ГУГК, 1967. 176 с.
  3. Вальтер Г. Общая геоботаника М.: Мир, 1982. 264 с.
  4. Дулепова Б.И. Степи горной лесостепи Даурии и их динамика. Чита, 1993. 396 с.
  5. Кандалова Г.Т. Влияние степных пожаров на настоящие и луговые степи // Степной бюл. 2007. № 23-24. С. 19-24.
  6. Ландшафты Даурии. Потенциальный серийный трансграничный объект всемирного наследия (Российская Федерация и Монголия). М.: Энни, 2014. 62 с.
  7. Лысенко Г.Н.. Влияние палов на изменение экотопических характеристик степных заповедников Украины // Вiсн. Одес. нац. ун-ту. 2008. Т. 13, вип. 4. Бiологiя. С. 82-86.
  8. Обязов В.А. Изменение климата и гидрологического режима рек и озер в Даурском экорегионе // Проблемы адаптации к изменению климата в бассейнах рек Даурии. Чита : Экспресс-изд-во, 2012. С. 24-45. (Тр. Гос. прир. биосфер. заповедника «Даурский», вып. 5).
  9. Опарин М.Л., Опарина О.С. Влияние палов на динамику степной растительности // Поволж. экол. журн. 2003. № 2. С. 158-171.
  10. Ткачук Т.Е. Динамика площадей степных пожаров на юге Забайкальского края в первом десятилетии XXI века // Уч. зап. ЗабГУ. Сер. Естеств. науки. 2015. № 1(60). С. 72-79.
  11. Ткачук Т.Е., Гагаркина С.В. Пирогенное воздействие на травянистые фитоценозы в Даурии // Современные проблемы экологической безопасности трансграничных регионов. Новосибирск: Наука, 2013. 320 с.
  12. Simonov E., Goroshko O., Egidarev E., Kiriliuk O., Kiriliuk V., Kochneva N., Obyazov V., Tkachuk T. Adaptation to climate change in the river basins of Dauria: ecology and water management. Beijing: People's Daily Press, 2013. 104 p.

Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!