Мониторинг восстановительных сукцессий на залежах ТНВ «Рыканское» Воронежской области

Затем начинается стадия лесовозобновления  со светолюбивых лиственных пород (осина, береза и др.) и кустарников. Эта стадия занимает от 2 до 3 лет. Постепенно подросшие деревья вытесняют кустарники и светолюбивые травянистые растения - это стадия лиственного жердняка, когда кроны лиственных пород постепенно смыкаются, образуется лиственный лес (через 10-15 лет от начала сукцессии). Под пологом такого леса, в условиях затенения и повышенной влажности начинается интенсивное прорастание семян ели, молодняк которой окончательно заглушает луговую травянистую растительность; ее сменяют мхи и лесное разнотравье. Улучшение условий для роста ели ингибирует восстановление мелколиственных лесных пород. Ель выходит в первый ярус, смыкает свои кроны и окончательно вытесняет лиственные деревья из древостоя. Восстанавливается исходный тип лесного сообщества.

Вторичные сукцессии происходят и в степных фитоценозах. Так, заброшенная пашня в степной зоне заселяется однолетними сорняками (продолжительность стадии 2-5 лет), затем появляются короткоживущие злаки (продолжительность 3-10 лет) и завершается формирование фитоценозом из многолетних злаков (через 10-20 лет).

Каждая стадия сукцессии  характеризуется изменениями не только в структуре растительности и животного компонента биоценоза. Ни один вид растений и птиц не может процветать на протяжении всей сукцессии. По мере роста древостоя животное население в значительной степени меняет свой состав, появляющиеся хищники и паразиты контролируют видовую структуру биоценоза.

Но вторичные сукцессии, в отличие от первичных, не всегда заканчиваются формированием коренного, климаксового сообщества, а могут остановиться на поздних сериях развития сукцессии, которые могут существовать неопределенно длительное время. Так, в примере с ельником вторичная сукцессия может остановиться на стадии лиственного леса в том случае, если нет поступления достаточного количества семян ели или нарушения регулярно повторяются.

Изменение экосистем может  происходить под воздействием различных причин. В зависимости от вектора действующих сил различают аллогенные и автогенные изменения. Первые обусловлены влиянием геохимических сил, действующих на экосистему извне, вторые - воздействием процессов, протекающих внутри системы, т.е. самим сообществом (Ипатов В.С., 1999, Экология, 2008).

 

1.4   Влияние хозяйственной деятельности человека

на прохождение  сукцессий на залежах

В настоящее время деятельность человека на нашей планете приняла  такой размах, что трудно найти  сообщество, не затронутое его деятельностью. Все сообщества находятся, как правило, на одной из стадий восстановления, с нередко продолжающимся давлением антропогенного фактора.

Деятельность человека оказывает  огромное воздействие и на процесс  протекания сукцессий на залежах, изменяя  или ускоряя его.

Влияние на травяную растительность скашивания травы хорошо изучено применительно к лугам. Сенокошение оказывает большое влияние на видовой состав растительных сообществ, на мощность развития отдельных видов растений, а иногда и целых групп.

При сенокосном использовании  прежде всего исчезают из травостоя  высокорослые многолетние травы  из группы разнотравья (зонтичные, сложноцветные и др.), многие из которых не успевают обсемениться (борщевик, таволга, порезник, цикорий и др.). При сенокошении исчезают также однолетние и двулетние травы, особенно поздно обсеменяющиеся.

В результате выпадения при  сенокошении высокорослого разнотравья  в условиях более полного освещения  нижнего яруса травостоя начинают преобладать злаки и бобовые, особенно корневищные.

При сенокосном использовании  в травостое длительное время  сохраняются ценные в кормовом отношении и наиболее быстро развивающиеся верховые злаки и бобовые: тимофеевка луговая, овсяница луговая, пырей ползучий, клевер луговой, эспарцет, люцерна посевная и др. Более угнетаемые низкорослые низовые злаки и бобовые (мятлик луговой, клевер ползучий) занимают подчиненное положение.

Большое влияние на видовой  состав луговых фитоценозов оказывают  сроки сенокошения и повторность  скашивания травостоев. Так, при раннем сенокошении, до цветения ранних трав (душистый колосок, лютики, одуванчики и др.), их количество в травостое сильно уменьшается.

При сенокошении исключается  возможность появления на лугу деревьев и кустарников. Скашивание травостоя оказывает не только непосредственное влияние на растительность, но и на почву, которая иссушается, уплотняется и обедняется минеральными веществами. В связи с этим, чтобы получать устойчивые урожаи сена, необходимо внесение в почву минеральных удобрений (Андреев Н.Г., 1985).

С прекращением скашивания травы на поверхности почвы накапливается слой отмерших надземных органов луговых трав и происходит изменение режимов светового, теплового, влажности, а также обеспечения растений элементами питания (Дылис Н.В. и др., 1968).

Одним из факторов, влияющих на протекание сукцессий, является внесение удобрений. При внесении удобрений возрастает сомкнутость травостоев и меняется их структура. Все это определяет более полное использование поступающей солнечной радиации. В то же время в пределах травостоев создается неодинаковая обеспеченность растений светом, условия значительного затенения в приземном слое. В более сомкнутых травостоях изменяются также температура и влажность воздуха, содержание в нем СО₂.

Внесение удобрений вызывает сдвиг в количественном соотношении  видов, входящих в состав фитоценозов. Реакция каждого вида на внесение удобрений своеобразна, что подтверждает концепцию об экологической индивидуальности растений. Своеобразие реакции видов на отдельные удобрения проявляется как при одновременном наблюдении, так и при длительных наблюдениях на фоне флуктуационных и сукцессионных изменений. Различия в реакции отдельных видов на удобрения обусловлены изменениями их конкурентных взаимоотношений при улучшении обеспечения элементами минерального питания.

Фосфорные и калийные удобрения  хорошо закрепляются в почве, мало подвержены вымыванию и действуют в течение 2-3 лет. Поэтому различные сроки  внесения их с учетом последействия  давали в опытах примерно одинаковые результаты. Азотные удобрения, особенно их нитратные формы, весьма подвижны и могут вымываться вглубь почвы осадками. В силу этого весенняя подкормка азотными удобрениями является наиболее эффективной (Парахневич Т.М., 2006).

2. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТА И УСЛОВИЙ РАБОТЫ

 

2.1 Географическое  местоположение

 

Объектом изучения послужило  хозяйство ТНВ "Рыканское" Новоусманского района Воронежской области. По геоморфологическому устройству объект исследования находится на границе двух крупных областей – Средне-Русской возвышенности и Окско-Донской низменности. По физико-географическому районированию представляет собой район типичной лесостепи (Физико-географическое районирование …, 1961).

Землепользование хозяйства  расположено в центральной части  Ново-Усманского района Воронежской  области.

Центральной усадьбой хозяйства  является село Рыкань, которое расположено в 12 км от районного центра п.г.т. Новая Усмань.

Общая площадь землепользования составляет 5357 га.

 

2.2. Климат

 

        Климат места  проведения  исследований умеренно континентальный. Среднегодовая температура воздуха составляет 5,4 °С.  Самый теплый месяц июль со среднемесячной температурой воздуха  +20,4 °С, самый холодный месяц январь со среднемесячной температурой воздуха -9,0 °С. Среднемноголетняя годовая сумма осадков составляет 554  мм.  В  отдельные  годы  количество  осадков  вырастает до 700-800 мм или снижается до 250-300 мм.  Осадки выпадают крайне неравномерно,  количество  дней с осадками колеблется от 140 до 170 за год.  Значительные колебания в распределении  выпадающих осадков в течение вегетационного периода оказывают существенное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур.

Зима наступает  в  первых  числах  ноября  и  продолжается 130-140 дней. В зимнее время часто  наблюдаются оттепели, температура  воздуха может повышаться до 5-10 °С.  Снежный покров, как правило,  устанавливается к декабрю и сохраняется до конца марта. Почва за зиму промерзает до 50-80 см.

Весна обычно начинается в  первой декаде апреля, но возможно более  раннее или более позднее наступление  весны. Период вегетации растений (с  переходом среднесуточной температуры  через +5 °С)  наступает во второй декаде апреля и длится 184-190 дней. Период активных температур (выше  +10 °С)  продолжается  150-155 дней.

Лето наступает при  установлении среднесуточной температуры +15 °С.  Общая его продолжительность около 110 дней. В зоне часто,  в среднем раз в 3-4 года,  повторяются засухи. 

Осенний сезон длится около  двух месяцев. Заморозки начинаются в конце сентября – начале октября, в отдельные годы возможны и в  конце августа.  Вегетация озимых заканчивается в конце второй декады октября.

Для климата региона характерно  непостоянство  температур, осадков,  сроков образования, схода и высоты снежного покрова, что усложняет  ведение сельскохозяйственного производства. В суровые  малоснежные  зимы  из-за низких температур гибнут озимые культуры.  Оттепели приводят к образованию ледяных корок на полях  из-за которых посевы озимых сильно изреживаются.  Растения часто повреждаются ранними осенними и поздними весенними  заморозками,  которые  прекращаются в конце апреля - начале мая,  а в отдельные годы возможны и в первой декаде июня  (Системы  ведения...,  1980;  Системы земледелия ...,  1982;  Система ведения ..., 1996).

 

 

2.3. Геоморфология,  рельеф и гидрология

 

Новоусманский район Воронежской  области относится к Левобережному придолинно-террасовому району типичной лесостепи. Район характеризуется преобладанием пойменных, надпойменно-террасовых и зандровых ландшафтов, сформировавшихся в условиях типичной лесостепи Окско-Донской низменности. В основном район занимает террасированные (пойму и три надпойменные террасы) левобережья Дона и Воронежа и тянется на сотни километров неширокой полосой от северных границ ЦЧО до широтного отрезка Дона у г. Лиски.

Поверхность района имеет  вид слаборасчлененной равнины, постепенно понижающейся с востока на запад – к поймам Воронежа и Дона.

В основании территории района лежат верхнедевонские, представленные известняками с прослойками глин, песчаников, песков. Поверхность этих отложений почти везде лежит ниже уровня рек.

 Рельефообразующими в данном районе являются песчано-глинистые породы мощностью в несколько десятков метров. Поверхность первой и второй надпойменных террас сложена песками со слаборазвитым почвенным покровом. Поверхность третьей террасы покрыта лессовидными суглинками мощностью до 1,5-3 м. Поверхность первой и особенно второй террас и зандровых пространств характеризуются местами ясно выраженным грядово-бугристым рельефом. Между грядами и буграми часто наблюдаются замкнутые котловины с близким к поверхности уровнем грунтовых вод. Поверхность третьей террасы с развитыми чернозёмными почвами на суглинках более ровная и по характеру природных условий приближается к типичным плакорам водоразделов.

 Террасы Дона и Воронежа местами прорезаны долинами притоков. Из болеее крупных долин можно назвать долины Хворостани, Усмани, Матыры.                 Характерными формами рельефа являются сухие долины (суходолы) с песчаным дном. Балки и овраги в условиях развития водопроницаемых песков встречаются сравнительно редко. Густота долинно-балочной сети этого района 0,5 – 0,7 км на 1 км кв.

    Из современных геоморфологических процессов на территории района имеет место развевания песков там, где их поверхность не закреплена естественной растительностью или посадками сосны, а также вынос из оврагов и суходолов песчаного материала и аккумуляция его на пойме или в руслах рек.

    Характеризуемый район богат водными ресурсами. В его пределах протекают крупнейшие реки Окско-Донской низменности Дон и Воронеж с притоками: Усмань, Становая Ряса, Иловай, Матыра, Боровица. Однако густота речной сети сравнительно небольшая и достигает 260 м на 1 км кв. Реки с водосбором от 30 до 50 км² летом пересыхают, а зимой промерзают до дна.

 Пойменные земли р. Воронеж на значительном протяжении заняты лесом и по сравнению с почвами донской поймы в большей степени заболочены или представлены луговыми, лугово-болотными, пойменно-лесными и другими почвенными разностями. По своему характеру к ним приближаются почвы пойм малых рек – Икорца, Матыры, Усмани (Физико-географическое районирование …, 1961).

 

2.4. Почвы

 

Преобладающими почвообразующими породами на территории хозяйства являются покровные лессовидные глины и суглинки.

Наибольшие площади в  почвенном покрове занимают черноземы  типичные и выщелоченные в комплексе с солонцами. Значительные площади в хозяйстве занимают лугово-черноземные почвы, залегающие на террасах, а также пойменные почвы.

  Ниже приводится описание почв, занимающих наибольшие площади в хозяйстве.