Влияние пастбищной нагрузки и погодных условий на продуктивность сухих степей Тувы

Аннотация

Цель исследования. Изучение особенностей биологической продукции фитомассы в степных пастбищных экосистемах Тувы.

Место и время проведения. Продукционный процесс изучали в пяти пастбищных экосистемах, расположенных в Убсунурской котловине Тувы, в два периода (1998–2000 и 2008–2010 годы).

Методология. Полевые и лабораторные исследования биологической продуктивности пастбищных экосистем проводили с применением геоботанических, ботанических и экологических методов анализа.

Основные результаты. Изучение продукционных процессов под влиянием пастбищной нагрузки показало, что все величины, характеризующие продукционный процесс, меняются в зависимости от интенсивности пастбищной нагрузки и погодных условий года. Самая высокая пастбищная нагрузка была на пастбище Эрзин, а самая низкая – на пастбище Ямаалыг. На пастбище Эрзин запас живой фитомассы (G) во все годы наблюдений колебался в пределах 0,3–0,6 т/г, запас живых подземных органов (R) изменялся от 4,5 до 11, 5т/га.

На пастбище Ямаалыг наименьший запас G составил 0,5 т/га, а самый высокий – 1,1 т/га; а минимальный и максимальный запасы R – 7,8 и 20,1 т/га, соответственно. Следовательно, на пастбищах как с самой высокой (Эрзин), так и с самой низкой нагрузкой (Ямаалыг,) запасы растительного вещества в годовой динамике (в течение 6 лет) могут меняться в 2–3 раза. Еще сильнее варьируют величины продукции. Надземная продукция (ANP) на пастбище Эрзин изменялась от 0,4 до 1,2 т/га в год, то есть в 3 раза. На пастбище Ямаалыг ANP изменялась от 1,2 до 2,0 т/га в год. Изменение подземной продукции (ВNP) шире, чем изменения надземной: от  2,7 до 24,5 т/га в год.

Выявлены основные характеристики продукционного процесса в зависимости от погодных условий и пастбищной нагрузки. На одном и том же пастбище (Ончалаан) в зависимости от погодных условий надземная продукция ANP может меняться в 4 раза (от 3,7 до 0,9 т/га в год), подземная продукция BNP – также в 4 раза (от 4 до 18 т/га в год). Более устойчивым оказалось пастбище с высокой пастбищной нагрузкой, где ANP меняется от 0,4 до 0,8 т/га в год, а BNP – от 5 до 8 т/га в год. Показано, что сезонные гидротермические условия (теплая и влажная осень предшествующего года и дождливое лето текущего сезона) способствуют увеличению надземной продукции. Проанализированы пространственная и временная изменчивость показателей продуктивности. Установлено, что для таких показателей, как максимальный запас зеленой фитомассы, величина надземной продукции и запас мертвой подземной фитомассы пространственная изменчивость несколько больше временной. Показано, что в оба периода самая высокая надземная продукция обусловлена летними обильными дождями. Меньшие изменения величин продукции на пастбище с очень высокой нагрузкой объясняются, по-видимому, высокой устойчивостью к стравливанию доминирующих видов травостоя на данном пастбище.

Заключение. Установлено, что величины запасов растительного вещества изменяются в меньшей степени, чем величины продукции. Особо резкими изменениями в разные годы отличается подземная продукция. Повышение величины ANP практически всегда сопровождается снижением запасов живых подземных органов растений и часто уменьшением величины BNP, что связано с особенностями круговорота азота. Величина подземной продукции чрезвычайно изменчива и не соответствует динамике надземных органов. Наивысшая величина подземной продукции в 2008 году не объясняется погодными условиями и связана, вероятно, с повышенным поступлением солнечной радиации. Изменчивость величины подземной продукции гораздо выше, чем надземной. Не найдено прямой зависимости между величиной BNP и погодными условиями. Несмотря на различные методы определения параметров продукции фитомассы, их изменчивость в пространстве и во времени приблизительно одинакова.