WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Воронина Валентина Павловна


Агроэкологический потенциал

пастбищных экосистем Северо-Западного

Прикаспия в условиях меняющегося климата

Специальности:

06.03.04. агролесомелиорация и защитное лесоразведение,

озеленение населенных пунктов

03.00.16. - экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Волгоград 2009

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации Россельхозакадемии

Научный консультант: академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук,

  профессор

  Петров Владимир Иванович

Официальные оппоненты:

  доктор сельскохозяйственных наук, профессор

  Зыков Иван Григорьевич;

  член-корреспондент РАСХН, доктор биологических

  наук, профессор

  Шамсутдинов Зебри Шамсутдинович;

доктор географических наук

Зонн Игорь Сергеевич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Саратовский государственный

  аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

Защита состоится «___»_____________  2009 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д-006.007.01. при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации по адресу: 400062, г. Волгоград-62, Университетский проспект, 97, а/я 2153, ГНУ ВНИАЛМИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации и на сайте www.vnialmi.ru

Автореферат разослан «__» 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Л.А. Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современной мировой практике в связи с глобальным изменением климата и интенсификацией процессов опустынивания остро стоит задача разработки и внедрения эффективного управления природно-ресурсным потенциалом, которая позволяет отказаться от ресурсозатратных технологий и гибко манипулировать уровнем антропогенной нагрузки на экосистемы, сохраняя почвенные и растительные ресурсы аридных территорий.

стратегии, обозначенные в «Устойчивом развитии общества. Повестка дня на 21 век», 1993; «Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием», 1994; «Конвенции сохранения биологического разнообразия», 1997, направлены на разработку мероприятий, уменьшающих угрозу опустынивания от климатических и антропогенных факторов, повышающих биоразнообразие и качество жизни, являются актуальными для СЗ Прикаспия, где доминируют деградированные пастбища, с которых ежегодно недобирается около 888 тыс. т. к.е. (В.И. Петров, 1999).

В результате интенсивной эксплуатации пастбищ, используемых без учета особенностей биоклиматического потенциала и неблагоприятных эдафических условий, развитие опустынивания и деградация растительного покрова зафиксированы на 60 % территории региона, где уменьшилось биоразнообразие и продуктивность, дефицит белка в корме составил 10-12 %.

Необходимость применения адаптивного ландшафтного природопользования обоснована многими учеными (Н.С. Орловский, Н.Г. Харин, 1987; В.И. Петров 1986; В.П. Зволинский, И.П. Кружилин и др., 2001; К.Н. Кулик, Е.С. Павловский, 2003; И.П. Свинцов, 2003; Д.А. Черняховский, 2002 и др.) и получила развитие в виде лесомелиоративного обустройства аридных ландшафтов в НПДБО (Национальная программа действий по борьбе с опустыниванием).

Актуальность работы определяется недостаточной изученностью вопросов изменения биоклиматических ресурсов СЗ Прикаспия и необходимостью повышения ёмкости абиотической среды, биоразнообразия и продуктивности.

НИР проводились в рамках тематического плана ВНИАЛМИ (№ Госрегистрации: 0186.0 090211; 01.9 400 06 317; 01.960. 009787; 01.2.00 109314; 01.2.006 11909"), хоздоговорных тем, ГК № 949/13.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлась разработка научно-практических основ адаптивного использования агроэкологических ресурсов, включающая оптимизацию состава флоры и повышение продуктивного долголетия аридных пастбищ в условиях опустынивания.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- провести оценку биоклиматических ресурсов СЗ Прикаспия с учетом динамических изменений метеопоказателей: осадков, температуры воздуха и др., а также индексов увлажненности и аридности;

- разработать методику выявления и картографирования агроклиматических аномалий с использованием критериев и параметров, определяющих агроэкологическую неоднородность территории;

- изучить особенности опустынивания пастбищных экосистем и дать долгосрочный прогноз изменения биоклиматических ресурсов;

- установить продукционные возможности пастбищных и лесопастбищных экосистем, включающие оценку биоразнообразия и особенности формирования фитомассы в аэротопе доминирующих растительных ассоциаций разной степени деградации;

- провести комплексный анализ (биопродуктивность, особенности водного режима, семенной продуктивности и др.) кустарников и полукустарников семейства маревых с целью выявления адаптационных возможностей видов и их использования для стабилизации деградированных пастбищ;

- изучить фитоэкологический потенциал аборигенных и интродуцированных галофитов, включающий разработку шкалы их солеустойчивости;

- разработать способы управления кормовыми ресурсами аридных пастбищ и лесопастбищ на основе видовых и фитоценотических особенностей накопления питательных веществ (макро- и микро- элементов) и зоотехнической пригодности корма;

- разработать модель многоярусного растительного ценоза, базирующуюся на фундаментальных биологических законах и ресурсосберегающих технологиях, позволяющую увеличить урожайность в 1,5-2 раза и продуктивное долголетие до 30-40 лет через оптимизацию состава жизненных, ботанических и экологических групп растений с применением прогноза проведения фитомелиоративных работ.

Объекты исследований и фактический материал

В основу работы положены 25-летние (1983-2008 гг.) авторские исследования (или с его участием) по изучению пастбищных экосистем и разработке методов, предотвращающих их опустынивание, повышающих продуктивность и биоразнообразие, а также опубликованные данные других исследователей, обобщенные и интерпретированные соискателем.

Объектами исследований являлись виды и растительные сообщества аридных пастбищных и лесопастбищных экосистем СЗ Прикаспия, Среднеазиатских стран СНГ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- сформулирована концепция восстановления фиторесурсов аридных пастбищ в условиях опустынивания;

- впервые разработана методика и выявлены агроклиматические аномалии гумидизации и аридизации, позволяющие по-новому оценить агроклиматический потенциал региона, как объекта мелиорации;

- проведена комплексная оценка вековой динамики биоклиматических ресурсов и впервые составлен долгосрочный региональный прогноз с учетом неоднородности увлажнения и тенденцией изменения метеофакторов;

- проведен мониторинг (40 лет) состояния Черноземельских пастбищ, включающий оценку агроклиматических, фитоценотических, продукционных  показателей и выявление лимитирующих фактов;

- установлены фитоценотические критерии и количественные показатели по 4 степеням деградации растительного покрова, позволяющие проводить качественную диагностику и регулировать антропогенную нагрузку;

- впервые для пастбищных экосистем выявлены типы распределения фитомассы в аэротопе: приземный, центральный, верховой, бипиковый, определяющие продуктивность и биоразнообразие сообщества, позволяющие целенаправленно уплотнять фитообъем;

- расширены биоэкологические познания о лесопастбищных экосистемах в области биоразнообразия, состава экологических групп, формирования фитоценотиче-

ской продуктивности и энергообеспеченности;

- впервые установлены особенности трансформации деградированных пастбищных экосистем под влиянием галофитов аккумулирующего, пассивного, галодисперусного влияния на экотоп. Изучена толерантность 27 видов к хлоридному засолению, разработана шкала их солеустойчивости;

- впервые проведен фитоценотический анализ накопления питательных веществ и макро- и микроэлементов в системе лесопастбищ и их соответствие доминирующей мясо-шерстной породе овец;

- выявлены аут- и дэмэкологические уровни адаптации длительновегетирующих видов семейства маревых, впервые испытанных в условиях Терско-Кумского междуречья: солянок (восточной, малолистной, Палецкого), образцов различного географического происхождения: солянки Рихтера, камфоросмы Лессинга, кохии простертой и установлены потенциальные экологические ниши их применения;

- разработана Модель устойчивых растительных сообществ, позволяющая конструировать мозаичность, ярусность аэротопа, состав эколого-ботанических групп, контролировать параметры антропогенной нагрузки;

- для фитомелиорации деградированных пастбищ рекомендуется ассортимент аборигенных и интродуцированных видов с учетом лесомелиоративных категорий и индивидуальных биоэкологических характеристик.

Достоверность основных выводов и рекомендаций обоснованы и подтверждены многолетними наблюдениями, экспериментальными исследованиями, проведенными лично автором, а также обобщения данных других исследователей, с использованием современных методологических подходов и компьютерной обработки фактического материала.

Практическая значимость и реализация полученных результатов

Обоснованность научных положений и выводов диссертационной работы подтверждены при разработке и реализации проектов по улучшению экологического состояния деградированных пастбищ: рабочий проект Краснодарского филиала «Союзгипролесхоз» по улучшению деградированных сильносбитых пастбищных земель Терско-Кумской географической провинции от 4.07.1990 г.; ГНТП «Глобальное изменение природной среды и климата. Оценка влияния изменения климата на естественные сухопутные и агроэкосистемы», 1991-1995 гг.; «Научное обеспечение Генеральной схемы борьбы с опустыниванием Черных земель и Кизлярских пастбищ», 1993-1995 гг., «Разработать модели устойчивых защитных лесонасаждений на засоленных пастбищах пустынно-степной зоны Астраханской области» №8 от 15.05.2001г.; «Технология восстановления и адаптивного лесоаграрного освоения агроресурсного потенциала опустыненных земель аридного пояса России» - лучшая завершенная научная разработка в области АПК России 2005 г.; «Разработка новых и улучшенных технологий фитолесомелиораций и адаптивного лесоаграрного освоения агроресурсного потенциала деградированных и опустыненных земель аридной зоны России» ГК №949/13 от 11.08.2006 г.

Результаты работы отражены в нормативных документах: Рекомендации по обогащению аридных пастбищ новыми видами кормовых древесных растений (Волгоград, 1990), Агроресурсный потенциал Черных земель и Кизлярских пастбищ. Атлас тематических карт (Волгоград, 1996), Концепция адаптивного лесоаграрного природопользования в аридной зоне (Волгоград, 1996), Атлас опустынивания сельскохозяйственных угодий Российского Прикаспия (Волгоград,1999), Рекомендации по форми-

рованию лесопастбищ в аридной зоне (Москва-Волгоград, 2000), Рекомендации по обогащению лесопастбищ растениями многоцелевого назначения (Волгоград, 2002).

Основные положения, выносимые на защиту:

- концептуальные основы восстановления фиторесурсов деградированных пастбищ;

- анализ биоклиматических ресурсов региона, влияния их пространственно-временных флуктуаций на дестабилизацию и восстановление пастбищных экосистем;

- оценка влияния экологических факторов на сукцессионные изменения и структуру аэротопа растительного покрова пастбищ;

- научные основы оптимизации фиторесурсов при лесопастбищном освоении деградированных земель;

- эколого-биологические аспекты адаптации и использования длительновегетирующих интродуцентов семейства маревых;

- особенности трансформации засоленных пастбищных угодий и биомелиоративные ресурсы галофитов;

- модель устойчивого пастбищного ценоза.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и одобрены на конференциях, совещаниях, семинарах, курсах: международных (Ашхабад, 1987; Минск, 1987; Астрахань-Волгоград, 1994; Волгоград, 1998, 2000, 2001, 2004; Москва, 1999, 2005; Соленое Займище, 2003; Саратов-Ухань-Гавлстон, 2006), международных учебных курсах ЮНЕП (Волгоград, 1995); региональных и межрегиональных (Волгоград, 1985, 1986, 1988, 1990, 1999, 2001, 2005; Пушкино, 1988; Волгоград-Нефтекумск, 1998; Соленое Займище, 1999, 2000).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов и предложений производству, списка литературы (506 источников, из них 17 на иностранном языке). работа изложена на 498 стр., включает 94 таблицы, 86 рисунков, 34 приложения на 60 стр.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 53 работы общим объемом 25,5 усл. печ. л., в том числе 8 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикаций материалов докторских диссертаций. Доля соискателя в 29 совместных работах составляет 30-80 %.

Автор выражает глубокую признательность за оказанную помощь научному консультанту - академику РАСХН В.И. Петрову, член.-корр. РАСХН З.Ш. Шамсутдинову, докторам с.-х. наук: Е.А. Гаршиневу, А.В. Семенютиной, И.Н. Пеньковой, сотрудникам отдела лесоаграрного освоения аридных территорий, Ачикулакской и Калмыцкой НИЛОС, Богдинской НИАГЛОС.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Проблема опустынивания пастбищ естественные и антропогенные факторы

1.1. Анализ изменения климата и его прогноз. Климат жизненно важен для биосферы. Он изменяется под влиянием естественных и антропогенных факторов (А.М. Алпатьев, 1969; Б.С. Башкирцев, 2005; Л.Х. Биткаева, 2000; Б. Болин, 1989; Б.П. Борисенков, 1982; А.А. Борисов, 1975; Г.А. Жеребцов, 2003; А.Н. Золотокрылин, 1999; Ю.А. Израэль, 1984; М.И. Будыко, 1974, 1978; Е.А. Касаткина, 2006; Р.К. Клиге, 2003; А.В.

Клименко, 1998; Н.Н. Марфенин, 2001; Г.А. Марчук, 2003; Ю.П. Переведенцев, 2005; В.Н. Разуваев, 2001; А.Н. Сажин, Ю.И. Васильев, 2006; П.М. Хомяков, 2002 и др.).

В ХХ столетии МГЭИК констатировала о повышении температуры Земли на 0,2-0,6 0С с конца 19 века, максимальное зимой и весной над континентами северного полушария. оно пространственно и по сезонам не однородно (МНЭПУ, 2000; О потеплении…, 2001; В.В. Клименко, 2005 и др.).

Причиной современного потепления одни считают рост антропогенных дотаций углекислого газа (М.И. Будыко, 1978; Н.Н. Марфенин, 2001 и др.), другие (Р.К. Клиге, 1982; Б. Болин, 1989; А.В. Клименко, В.В. Клименко, 1998; В.С. Башкирцев, 2005; О.М. Распопов, А.Н. Диденко, 2003 и др.) проводят глубокие разносторонние исследования, свидетельствующие в пользу естественных колебаний в системах: солнце-биосфера, атмосфера-океан-континент, сезонные циклы фотосинтеза и деструкции биомассы и т.д. Имеющиеся климатические модели Селлера, Будыко, Зальцмана и др. не вполне отвечают требованиям человечества (П.М. Хомяков и др., 2002; В.И. Найденов, 2005), так как не учитывают современных тенденций в гидросфере, влияния солнечной активности, роль естественных угодий: лесов, болот, пастбищ для депонирования углерода (В.И. Морозов и др., 2003).

Поэтому вполне обоснованно возрос научный интерес к влиянию солнечной активности на биосферно-планетарные явления, так как солнце управляет жизненно важными процессами, подчиняясь внутренним циклам, обусловленных эволюцией плазмы (А.А. Исаев, 2003; А.Н. Золотокрылин, 2006; В.А. Соснин, 2003; Е.А. Касаткина, 2006; Г.И. Марчук, 2003; W. Dansgaard, 1989; G.S. Golitsyn, 1977; S.J. Johnsen, 1977, NASA, 2008 и др.).

Консолидированного мнения в отношении предстоящего изменения климата в сторону похолодания или потепления нет. Большинство исследователей сходятся во мнении, что в 30-50 летней перспективе продолжится потепление из-за антропогенных факторов на уровне 1,2 0С/100 лет (В.В. Клименко, 2005), так как будет действовать «эффект разогретой сковородки» (Х. Абдусаматов, 2007), а начиная с 2012-2013 гг. прогнозируется падение солнечной активности, которая достигнет минимума к 2035-2045 гг. и будет способствовать глобальному похолоданию (Нац. океанограф. центр, 2005; В.И. Найденов, 2005; New Scientist, 2006; Hathaway NASA, 2007).

Региональных прогнозов изменения климата почти нет, в том числе и по СЗ Прикаспию, они встречаются лишь в общепланетарном контексте.

1.2. Климат и механизмы опустынивания. Для лучшего понимания процессов опустынивания ведущими учеными были предложены теории и гипотезы климатического опустынивания: альбедное опустынивание «эффект Чарни» (Charney, 1975), органических ядер конденсации растительного происхождения (R. Schnell, 1975), наличие обратных связей в системе альбедо-осадки (А.Н. Золотокрылин, 1999, 2006), мелкая почвенная пыль, способствующая возникновению температурных градиентов в системе почва-атмосфера (Е.И. Шуробор, 1999), выброс тонкодисперсного минерального аэрозоля в атмосферу при температуре почвы 50-55 0С (Институт физики и атмосферы, 2002; G.S. Golitsyn, 1997), гидрологическая роль океана (В.Н. Найденов, 2005), электростатическая почвенно-территориальная неоднородность (Т.Н. Тверской, 1951).

Сегодня отсутствует единый коэффициент аридности, отражающий аридное динамическое изменение экологических параметров, хотя с успехом применяются: ГТК Г.Т. Селянинова, коэффициент увлажнения Н.Н. Иванова, индекс сухости М.И. Бу-

дыко, индекс аридности Мартона, индекс влажности и аридности Торнтвейта, нормализованный индекс аридности Б.В. Виноградова и др.

Важным направлением в изучении процессов опустынивания является дистанционный мониторинг (Э. Ришар, 1999; К.Н. Кулик, В.И. Петров, 1999 и др.), позволяющий фиксировать динамические изменения в экосистемах.

1.3. Проблема опустынивания пастбищ Северо-Западного Прикаспия. По классификации ЮНЕСКО, 1977, в СЗ Прикаспий входят сильно-, средне-, слабо-, субаридные территории, где диспропорция гидротермических ресурсов, фитоценотическая неполночленность приводят к прогрессивной потере биологической продукции. Природная специфика региона определяется отрицательными зимними температурами, непродолжительным периодом вегетации, солевым багажом древнего Хвалынского моря (Н.Т. Нечаева, 1984; В.И. Петров, 1986; Н. Глазовский, 2006). В состав аридных территорий входят: степная зона – 5,5 млн.га, сухостепная – 13,7 млн.га, полупустынная – 6,4 млн. га, пустынная – 5,7 млн.га (Концепция, 1996; Атлас опустынивания, 1999; Рекомендации…2000, 2002).

Основными формами опустынивания пастбищ (В.И. Петров, 1999) на площади 10 000 тыс. га являются: засоление – 57,1 %, дефляция – 25,6 %, эрозия – 17,3 %, т.е. 57,1 % всех сельскохозяйственных угодий опустынено. Ареалы с засоленными и дефляционными землями приурочены к сильно- и среднеаридным территориям, с эрозионными – к семиаридной биоклиматической зоне.

Интенсивное развитие эоловых процессов началось при низком стоянии (-50м) Каспия в позднехвалынское время (И.П. Герасимов, П.В. Федоров, 1963; А.Г. Гаель, 1962; А.Г. Леваднюк, 1963). Процессы опустынивания активизировались в конце 19 века на землях Астраханской губернии, когда площадь подвижных песков достигла 4,7 млн. га и под руководством лесничего Фрейсмана в 1842 г. начата борьба с опустыниванием (Э.Б. Габунщина, 2002). Повторно агроэкологическая обстановка обострилась в начале 1960-х гг., особенно остро на Черноземельских и Кизлярских пастбищах, где были нарушены принципы рационального природопользования и повсеместно отмечалась аридизация климата. Площадь развеваемых песков к 1984-1986 гг. достигла 561 тыс. га., увеличиваясь ежегодно на 40 тыс. га (НПДБО, 1999; В.И. Петров, Э.Б. Габунщина, 2002; К.Н. Кулик, 2004).

Были приняты срочные меры по предотвращению опустынивания, в 1986-1996 гг. с участием ВНИАЛМИ реализована Генеральная схема… и мелиорировано 365 тыс. га песков, действует Президентская целевая программа на 2001-2010 гг. и др. Однако проблема повторного опустынивания, в том числе лавинообразного, остается актуальной, так как пастбища СЗ Прикаспия, как и во всем мире, располагаются на землях, не пригодных для земледелия. Борьба с опустыниванием осложняется одновременным неблагоприятным воздействием климатических и антропогенных факторов (Повестка дня на 21 век, 1993; К.Н. Кулик, 1999; В.И. Петров, Э.Б. Габунщина, 2002). Поэтому требуется более тщательный анализ причин опустынивания пастбищ и изучение отклика биоценотических параметров на изменение экологической среды.

2. Концепция восстановления фиторесурсов аридных пастбищ в условиях меняющегося климата

Под влиянием климатических и антропогенных факторов фитоценотическая структура постоянно меняется, максимально адаптируясь к изменившейся экологи-

ческой среде. При благоприятных климатических условиях и оптимальных режимах выпаса сукцессионные изменения происходят по прогрессивному типу. Неблагоприятные гидротермические условия, длящиеся 5-7 лет, перевыпас приводят к регрессивным сукцессиям. Опасность нарушения гомеостатического состояния на аридных территориях существует постоянно, так как при благоприятных условиях создается обманный эффект экологического благополучия и наращивается поголовье, затем в период аридизации ёмкость абиотической среды уменьшается и возрастает дисбаланс между биомассой продуцентов и консументов, что приводит к деградации экосистем.

Сейчас фитоценозы СЗ Прикаспия развиваются по полынно-эфемеровому типу. Они деградированы, фитоценотически неполночленны, экологические ниши высокопитательных растений занимают малоценные (аналоговые) виды, что свидетельствует о длительности воздействия неблагоприятных экологических факторов.

Формирование устойчивых сообществ должно базироваться на оптимизации всего агроландшафта (рис.1), с учетом произошедших климатических изменений и анализа причин деградации экосистем, с обязательным использованием долгосрочного прогноза.

Основными направлениями восстановления продуктивности деградированных сообществ являются: а) фитомелиорация по биомному типу, б) фитомелиоративная реконструкция с трансформацией в лесопастбищные угодья, в) заповедование, при которых максимально сохраняются аборигенные ресурсы и создаются условия для естественного воспроизводства потенциальных ресурсов, ранее не задействованных из-за несоответствия в системе биотоп-биоценоз.

Рис. 1. Концептуальный подход формирования устойчивых растительных

сообществ в условиях меняющегося климата

Биоценозы биомного типа. Проводится фитомелиорация ленточного и парцеллярного (консортного) типа, где корректируется состав экологических групп и осуществляется обогащение ботанического разнообразия. Сохраняется исходная структура ярусов – 2-х или 3-х ярусная.

Фитомелиоративную реконструкцию осуществляют на сильно- и среднедеградированных пастбищах, где требуется полномасштабное восстановление утраченного природно-ресурсного потенциала. Здесь конструируется мозаичность и ярусность экосистемы за счет различного сочетания состава жизненных форм, биоэкологических параметров. Создаются 2-4-х ярусные лесопастбища с учетом биоклиматических и эдафотопических условий.

Оптимизация состава флоры проводится за счет аборигенных и интродуцированных видов на основе биофитоценотических принципов, которые получили широкое признание (Т.А. Работнов, 1983; Н.Т. Нечаева, 1973, 1984; С.Я. Приходько, Г.М. Мухаммедов и др., 1981; З.Ш. Шамсутдинов, 1975, 1980, 1983). Фитомелиоранты должны обладать биоэкологической и фитоценотической устойчивостью, зоотехнической пригодностью, средостабилизирующей способностью (А.В. Семенютина, В.П. Воронина, 1999; Рекомендации…, 2002).

При создании многоярусных сообществ и подборе видового состава необходимо учитывать современные климатические тенденции, а именно: ухудшение гидротермических условий в ранневесенний период, более продолжительный (на 2-3 недели) вегетационный сезон с отсрочкой летних критических температур (24-25 0С) на 10-15 дней, гумидизацию гидротермических условий внутри лесопастбища через 3-4 года после лесомелиорации и возможность использования мезофитных и длительновегетирующих видов.

3. программно-методическая основа работы

Исследования влияния кли-матических и антропогенных факторов на пастбищные и лесопастбищные экосистемы проводились при экспедиционных, ре-когносцировочных (наземные, авиа-: АН-2, МИ) обследованиях, в наиболее опустыненных районах Терско-Кумского междуречья, Р. Калмыкии, Астраханской обл., Волгоградского Заволжья. также закладывались стационарные учетные площадки, где детально изучался растительный покров 52 пастбищных ассоциаций. Лесопастбищные экосистемы изучались в возрасте 30-40 лет: Терско-кумское междуречье 4-х ярусные с регламентированным выпасом и заповедным режимом, Богдинское Заволжье Астраханской обл. 4-х ярусное с регламентированным выпасом, Р.Калмыкия 4-х, 3-х ярусные с вольным выпасом, Волгоградская обл. 4-х ярусное с вольным выпасом.

Для изучения динамики биоклиматических ресурсов собран банк текущей и многолетней метеорологической информации по СЗ Прикаспию с использованием справочной литературы, электронных ресурсов, в рамках Генеральной схемы. За базисный период (контроль) принят период с 1881-1940 гг., когда антропогенное воздействие на природу было минимальное, а количество инструментальных наблюдений достаточно полноценное - 330 точек. Добазисный - (1881-1915 гг.) характеризуется небольшим воздействием, недостатком точек наблюдений. Послебазисный - (1940-1964 гг.) максимальная трансформация всех компонентов природной среды. Послебазисный - (1961-1981 гг.) функционирование современного природно-антропогенного ландшафта.

Для анализа влияния солнечной активности на климатические параметры региона использовались первичные данные (число Вольфа) с 1745-1985 гг. из Н.Ф. Реймерс,1999, и К.С. Кальянов, 1976, с 1986-2004 гг. из Т.А. Гендлер, 2004. Они разбивались по периодам, (за отсчет брали минимальные отметки), усреднялись по трем периодам («прошлое–настоящее–будущее»), сохраняя продолжительность «настоящего» периода. климатические данные по всем показателям осреднялись в соответствие с продолжительностью одного фактического солнечного периода. Для анализа влияния климатических параметров на СЗ Прикаспий и прогноза их изменений привлекались данные по: отклонению глобальной температуры воздуха из Б.Болин, Дж.Ягер, Б.Р. Деес, 1989; динамике уровня мирового океана из Дж. де К.Робин, 1989; динамике уровня Каспия из Р.К. Клиге, 1994; динамике годовой суммы осадков (г. Волгоград, г. Воронеж, г. Калач-на-Дону Волгоградской области, Р.Калмыкия – г. Элиста, п. Артезиан, п. Комсомольский, п. Яшкуль, п. Нарын-Худук; Форт Шевченко). Показания суммы осадков приведены к показаниям осадкомера без учета поправок на смачивание.

Изучение биоразнообразия осуществлялось методами геоботанических обследований (Общесоюзная инструкция, 1984) на пастбищах разной степени деградации и лесопастбищах с различным режимом эксплуатации. Деградация растительного покрова оценивалась 4 степенями (В.И. Петров, В.П. Воронина, 2008). На ключевых участках, на метровых учетных площадках (3-4 повторности) отчуждалась биомасса  и изучались особенности поведения растений. В лабораторных условиях проводился послойный (0-15, 15-30 см и т.д.) структурный анализ, включающий определение воздушно-сухой фитомассы вида и её принадлежность к поедаемости (В.И. Петров, В.П. Воронина, 2007).

Зоотехническая оценка вида осуществлялась по стандартным показателям (А.П. Калашников, 1985) в агрохимлабораториях, также привлекались опубликованные материалы (И.П. Пенькова, 1994, 1996). Кормовые ресурсы фитоценоза рассчитывались с учетом % участия (по массе) вида и содержанием в них питательных и др. элементов.

Объектами интродукции являлись 7 перспективных видов семейства Chenopodiaceae – маревых. Коллекционный участок закладывался на светло-каштановой супесчаной почве посевом семян (95 образцов), собранных в экспедициях и полученных в рамках обмена от ВНИИК, КазНИИЛХ, по методике ВНИИ кормов (1971). Степень развития растений в интродукционном процессе оценивалась по В.И. Некрасову, 1980. Эколого-физиологические показатели, толерантность растений изучали по общепринятым методикам (Л.А. Иванов, 1950, Еремеев, 1967, Б.А. Мухаев, 1980). Урожайность и облиствленность учитывали в фазу семеношения (Н.Т. Нечаева, 1970; Л.С. Гаевская, 1980).

Методика выявления и картографирования агроклиматических аномалий. Для Российского Прикаспия агроклиматические аномалии проявляются в виде ареалов

с более гумидными или аридными агрометеорологическими условиями в закономерном ходе поясного (широтно-зонального) изменения климата - от аридного к сухому субгумидному в направлении с ЮВ на СВ (В.П. Воронина, 2000, 2001, 2009). Непродолжительное воздействие не приводит к структурным изменениям в экосистеме, поэтому расценивается как аномальное явление.

Агроклиматические аномалии аридизации характеризуются нарастанием лимитирующих показателей от окраины ареала к центру; гумидизации - уменьшением лимитирующих факторов от центра к границам ареала. Соответственно условия роста и развития растений в первом случае ухудшаются по сравнению с маргинальными областями, во втором - улучшаются.

Критериями для выделения аномалий служат лимити-рующие факторы, ограничивающие продуктивность фито- и агроценозов на 70 и более %: количество выпадающих осадков (холодный и теплый период, год), коэффициент увлажненности

Рис. 3. Принципы выделения агроклиматических аномалий

(Ку) Н.В. Бова, 1961, адаптированный автором для оценки больших территорий, где продуктивную влагу (Wp) в почве (1м) определяют через коэффициент аккумуляции зимних осадков; нормализованный индекс аридности Б.В. Виноградова, 1995, (NIA),

где .Ох - осадки холодного периода, мм; От .  - осадки теплого периода, мм; t  - сумма среднесуточных температур за теплый период, о С;  ka  - коэффициент аккумуляции (северная пустыня - 0,72; полупустыня - 0,62; сухо-степная зона - 0,59; степная зона - 0,57); - годовая сумма осадков (мм), - сумма среднемесячных температур за 4-10 месяцы (0С).

На топооснову региона (масштаб 1:2000000) наносятся показатели за определенный период (оптимально 30 лет) осреднения. Неполные ряды наблюдений восстанавливаются методом отношений (С.И. Костин, 1953). Картографирование осуществляется ручным или компьютерным методом (Surfer-32, метод Кригинга).

Натурные и экспериментальные показатели обрабатывались статистическими и математическими методами (Г.Н. Зайцев, 1984), расчет теоретических кривых уравнений проводился с использованием стандартных и оригинальных (Е.А. Гаршинев, 1986) компьютерных программ.

4. Биоклиматические ресурсы Северо-Западного Прикаспия

4.1. Солнечная активность и её влияние на климатические ресурсы. Выявление долгосрочных изменений климатических параметров региона, лимитирующих продуктивность экосистем, возможно при использовании солнечной активности, управляющей биосферно-планетарными явлениями.

колебания солнечной активности (с 1745- 2050 гг.) представлены 2 малыми циклами из 7 периодов (77-78 лет) и большого цикла из 14 периодов (1902-2050 гг. - 148±3 лет), хорошо коррелируя с дендрохронологическими показаниями, определениями изотопа кислорода, концентрацией 14С (Е.А. Ваганов, С.Г. Шиятов, 2003; Р.Е. Дикинсон, 1989 и др.). А ближайшие 24 и 25 периоды солнечной активности подтверждены неза-

висимыми исследованиями (Х. Абдусаматов, 2007; Национальн. океанографический центр, 2005; В.И. Найденов, 2005; New Scientist, 2006; Hathaway NASA, 2007).

установлена прямая зависимость влияния солнечной активности (х- число Вольфа, средняя за 1 период) на глобальную температуру (Т) воздуха Т= 0,0056х-0,4515 (R2=0,7; Kk=0,84)1, свидетельствующая, что рост активности солнца приводит к повышению температуры воздуха.

Рис. 4. Прогноз изменения солнечной активности, осадков за год и холодный период  (по г. Волгограду) со смещением на 3 солнечных периода

Адекватная реакция в гидросфере проявляется с опозданием на 18 лет: уровень океана повышается из-за термического расширения и пополнения бюджета от таяния ледников и увеличения стока рек, также происходит уменьшение депонирования СО2 (Р.К. Клиге, 1982; В.В. Клименко, 2005 и др.). Колебания уровня (Н) Каспийского моря происходят почти синхронно с колебанием солнечной активности (в периоде) и глобальной температурой воздуха (Н= -(0,0139х+24,12); R2=0,7; Kk=0,8) и могут служить в качестве диагностического признака изменения климата на территории СЗ Прикаспия.

Анализируя количество выпадающих осадков в длинных рядах метеонаблюдений (100 лет и более) в границах СЗ Прикаспия, выявлены высокие корреляционные отношения (0,6-0,83) между показателями г. Волгограда (1890-2007 гг.) и другими пунктами, что позволяет судить об общих тенденциях и закономерностях. А именно, установлена линейная зависимость (Oc = a · Хt-to + b), указывающая, что вслед за нарастанием солнечной активности увеличивается доля атмосферных осадков (Ос) с запозданием на 3 солнечных периода (33 года). Параметры линейной регрессии а, b определены методом наименьших квадратов, а время запаздывания (t0 =33 года) с учетом минимальной дисперсии между рядами осадков и солнечной активностью, рис. 4.

Для г. Волгограда определены параметры уравнения: Ос год=1,6671·хt-33+297,73; Ос хол=1,0607·Хt-33+97,69 (Kk за год = 0,83; Kk холодный период = 0,89).

В долгосрочной перспективе (33-35 лет) прогнозируются наиболее благоприятные по увлажнению годы с небольшим (10 %) приростом по сравнению с 1997-2008 гг., затем прогнозируется уменьшение осадков, рис 4.

4.2. Агроклиматические аномалии и флуктуации современного климата на территории Северо-Западного Прикаспия. Регион находится под влиянием воздушных масс Атлантики, Арктики, Казахстана, Средней Азии, Черного и Каспийского морей. Поэтому создается достаточно пестрая картина массопереноса, осложненная мезорельефной мозаичностью и пестротой растительного покрова, которая может служить причиной возникновения аномалий, вызывая неустойчивый гидротермический режим.

По сумме годовых осадков (рис. 5) на базисный период (1881-1940 гг.) зафиксировано 12 аномалий аридизации, составляющих 7,4 % площади (1,4-17,3 %) и 13 аномалий гумидизации на площади 5,7 % (3,4-7,4 %). Наиболее крупные очаги опустынивания приурочены к зонам аридизации, где количество осадков на 40-100 мм меньше, чем на прилегающей территории. Зоны гумидизации часто располагаются в пойменных районах и возвышенностях, покрытых лесом.

В целом увеличение аридности СЗ Прикаспия отмечается с северо-запада на юго-восток. Однако четкой зональной изменчивости аридности (NIA) не отмечается из-за влияния Каспийского моря, крупных водных артерий, мезорельфных особенностей и трансграничной циркуляции воздушных масс.

Наиболее тяжелая агроклиматическая обстановка отмечается в зонах аридизации. В южной части региона (Астраханская область, Р. Калмыкия) агроклиматическая аномалия аридизации ограничивается изолинией NIA=0,76, а внутри неё располагаются очаги с NIA=0,79-0,84. В северной и северо-восточной части региона границы аномалий проходят через 0,5-0,58, возрастая к центру очага до 0,56-0,69. Здесь, в пустынной и полупустынной зонах, аборигенные фитоценозы имеют потенциальную урожайность менее 6-8 ц/га, в степной зоне до 15 ц/га.

Агроклиматические аномалии гумидизации имеют улучшенный режим увлажнения и более высокую продуктивность травостоя – 9,1-24, 0 ц/га.

Уменьшение количества метеопостов к 1961-1981 гг. позволило достоверно судить о реальных аномалиях и потенциальных, выявленных по косвенным признакам.

За вековую историю (1881-1981 гг.) интенсивного земледелия и трансформации природных ландшафтов установлено, что 90 % территории имеет несбалансированный режим увлажнения. Из них около 30 % предрасположено к аридизации, 25 % - к гумидизации, 45 % - характеризуются флуктуационным режимом, то есть здесь попеременно (через 10-30 лет) проявляются противоположные тенденции.

На территориях (10%), где хорошо сохранились коренные аборигенные фитоценозы и природные ландшафты (Волгоградское Заволжье, Р. Калмыкия около п. Нарын-Худук), сохраняется климатическая стабильность, где необходимо проводить мониторинг, так как они являются индикаторами естественных климатических флуктуаций.

Сложившийся режим увлажнения хорошо объясняется глобальной циркуляцией атмосферы и антропогенной деятельностью, направленной на трансформацию ландшафтов. Выявленные региональные особенности (по 3 периодам) изменения годового количества осадков свидетельствуют о тенденции нивелировки увлажнения территории за счет выравнивания подстилающей поверхности и сходности современных агроландшафтов.

Рис. 5. Агроклиматические аномалии в СЗ Прикаспии

1- базисный период (1881-1940 гг.); 2, 3, 4 – изменение годового количества осадков к

базисному периоду (2- 1881-1915 гг., 3- 1940-1964 гг., 4- 1961-1981 гг.)

В добазисный период (1881-1915 гг.) отмечается дискретное уменьшение осадков в основном в широтном направлении, наиболее значительное в южной и юго-восточной части региона в зонах аридизации, способствуя зарождению «древних» очагов опустынивания.

В послебазисный период (1940-1964 гг.) фиксируется чередование территорий с повышенным и пониженным количеством осадков в меридиональном направлении, в соответствии с закономерностями переноса воздушных масс в меридиональную южную эпоху. Наибольшему иссушению подвергаются трансформированные ландшафты: зарегулированные пойменные территории, обезлесенные возвышенности. Аридные аномалии, где проведено лесомелиоративное обустройство территорий (Нижне-Днепровские пески, пригородная зона г. Волгограда) улучшают водный режим.

За период 1961-1981 гг. в целом по региону происходит увеличение выпадающих осадков, в том числе и в зонах аридизации. Гумидные аномалии сохраняют противоположную тенденцию. Выявлены большие площади (пограничные районы Ростовской и Волгоградской областей), где продолжает уменьшаться количество выпадающих осадков, и они являются потенциальными очагами экологической нестабильности.

Разработанная серия тематических карт, для периодов с различной антропогенной нагрузкой и климатическими изменениями, позволила по новому оценить природно-ресурсный потенциал на площади около 35 млн. га и выявить наиболее проблематичные территории в отношении опустынивания. Современные агроклиматические ресурсы СЗ Прикаспия оценены по 8 наиболее важным показателям, с учетом особенностей природно-климатических зон. использованы индексы NIA и Ку, через которые определена потенциальная продуктивность пастбищных угодий, что позволяет разрабатывать технологии рационального использования природных ресурсов с учетом экологических принципов и ёмкости экологической среды обитания.

4.3. Оценка биоклиматических параметров в длинных рядах метеонаблюдений. Термические ресурсы (осредненные за период солнечной активности) показывают, что повсеместное потепление отмечается в январе с 1965 г. Современные показатели декабря и февраля близки к значениям конца 19 века. Весна, начиная с 1944-1953 гг., стала запаздывать на 8-10 дней, а температура увеличилась на 1-3,5 0С. В летний период (после 1933-1943 гг.) отмечается тенденция к небольшому понижению температуры. Сейчас осень (октябрь-ноябрь) почти сравнялась по температурному режиму с концом 19 века.

Температура холодного периода с конца 19 века (-2,5-3,0 0С) имеет тренд к почти 2-х кратному увеличению к 1995 г. (-1,5-2,0 0С), а в теплый период отмечается тенденция уменьшения температур, то есть климат стал мягче, понизилась континентальность.

Наиболее высокие среднегодовые температуры фиксируются в конце 19 и 20 веков (соответственно 9,6-10,1 0С), более низкие с 1913-1964 гг., рис.6. Календарный анализ экстремально высоких температур 1972, 1985, 1986 гг. в различных пунктах указывает, что полюсом жары являются Черные земли и Кизлярские пастбища, а за счет крупномасштабной турбулен-

  Рис. 6. Динамика среднегодовых температур

воздуха (осредненная по солнечным периодам)

тности и термоэмиссионного переноса прогреваются маргинальные территории.

на территории СЗ Прикаспия количество атмосферных осадков за теплый период составляет 54,1-76,9 % от годовой нормы. Между теплым периодом и годовой суммой осадков коэффициент корреляции равен 0,82-0,91. Высокая вариабельность атмо-

сферных осадков (19,6-46,0 %) отмечена как за теплый, так и за холодный период и возрастает при повышении аридизации биоклимата. Динамика годовой суммы осадков показывает их увеличение с конца 19 века к концу 20 века на 25-30 %, в гг. Астрахани и Элисте на 60-70 мм, в гг. Волгограде и Ростове на 100-120 мм. Закономерность увеличения осадков от пустынной к степной зоне не была нарушена в ходе вековых изменений глобального и регионального климата.

Динамика осадков холодного периода достаточно хорошо описывается синусоидой. В пустынной и полупустынной зонах её периодичность 38-39 лет, в степной около 75 лет. Причем минимум 1940 г. совпадает по всем пунктам, а другие минимумы (пустынной и полупустынной зон) 1904 и 1981 годов приходятся на максимум степной зоны. Количество осадков холодного периода (У) уменьшается при росте средней температуры (х) теплого периода (осредненной за 10 лет) У=-50,059 х+981,13; R2=0,54 (Астрахаь), У=-127,21х+2301,1; R2=0,99 (Комсомольский), обостряет агроэкологическую обстановку и вероятно вызывает периодические колебания.

NIA

На фоне регионального потепления (0,2-0,4 0С) и роста годовой суммы осадков (на 25-30 %) аридность биоклимата (NIA) в течение 1881-2003 гг. уменьшается, рис.7.

Рис. 7. Динамика аридности биоклимата

Периоды 1887-1921 гг. (420 тыс.усл.гол. КРС) и 1962-1999 гг. (670 тыс.усл.гол. КРС) имеют тенденцию снижения аридности (рис.7), то есть, несмотря на различную интенсивность антропогенного фактора, климатический фактор остается более мощным, чем деятельность человека. В среднем для Астрахани условия характеризуются как сильноаридные (0,7-0,84 NIA), для Элисты – среднеаридные (0,55-0,69), для Ростова и Волгограда - слабоаридные (0,4-0,54).

Выявление неблагоприятных периодов возможно при использовании Ку, так как для расчета используются показатели гидрологического года и особенности сезонных изменений, рис. 8. Наиболее тяжелые климатические условия были в 1967-1984 гг., они сопровождались лавинообразным опустыниванием и хорошо фиксировались дистанционно (В.И. Петров, К.Н. Кулик, 1999, 2004).

Слабая форма климатического опустынивания может развиваться при длительности засушливого периода 3-4 года подряд, средняя – при 5-6 годах, сильная – 7 (1881-1888; 1967-1984 гг.) и более лет, когда показатель Ку меньше средней величины. Экстремальные климатические условия (рис.8) зафиксированы при минимуме

солнечной активности в 1887 и 1962 гг. (через 75 лет), вероятно 2037 г. станет аналогичным.

Рис. 8. Динамика коэффициента увлажненности, г. Астрахань, г. Элиста

4.4. Агроклиматичексая оценка пастбищ Северо-Западного Прикаспия (на примере Черноземельских пастбищ Р. Калмыкии). На территории Черноземельских пастбищ выявлена зона агроклиматической аномалии аридизации (1881-1940 гг.), которая сохраняется по настоящее время и лучше всего устанавливается на картосхемах осадков холодного периода, где данные показатели составляют в п. Артезиан 55-75 мм, п. Нарын-Худук 47-64 мм, п. Яшкуль 61-77 мм, п. Комсомольский 63-91 мм. Наиболее экстремальные условия увлажнения сложились в 1969-1983 гг. В пограничной зоне агроклиматической аномалии аридизации количество осадков холодного периода уменьшилось на 5-20 мм, в центре на 20-30 мм; за теплый период на 5-10 мм. В то же время, за предела-

  ми ядра опустынивания фиксируется

  увеличение осадков на 20-35 мм, в север-

  ных районах до 60 мм.

Агроклиматическая ситуация серьезно ухудшилась в 1969-1983 гг. в пп. Комсомольский, Нарын-Худук, Яшкуль, находящимися в зоне ядра опустынивания. Ареал со среднегодовой суммой осадков менее 200 мм существенно расширился за счет уменьшения на 10-15 % зимней составляющей (по 4-м из 6-ти пунктов), несмотря на 4-6 % прибавку летних осадков в западных районах благодаря меридиональному переносу воздушных масс, рис.9. Динамика осадков на Черных землях (по 5 пунктам) с 1947-1991 гг. выявила тенденцию некоторого увеличения годового (У= 4,6317х+228,5) и теплого периодов (У=5,4967х+149,15) из-за необычайно влажных 1977-1981 гг. Зимние осадки имеют синусоидальное колебание с периодом 35-37 лет с общей тенденцией их уменьшения (У= -0,0183х+74,525). Рекордсменом по уменьшению осадков стал п. Нарын-Худук.

По основным метеостанциям, находящимся в районе ядра опустынивания, зафи-

ксирован прирост среднегодовой температуры воздуха 0,6-1,0 0С/23года, что значительно выше общепланетарного и регионального потепления. Он обусловлен зимним (0,5-1,7 0С) и летним (0,5-1,0 0С) потеплением, хотя за пределами аномалии в теплый период отмечается небольшое понижение температуры.

Территориальные особенности распределения тепла на картосхемах фиксируются с 1881-1940 гг. Выделяется зона с изотермой +18,0 0С, которая приурочена к Черноземельским пастбищам. Сейчас её ареал ограничивается изотермой +16,5 0С (17,8 0С в центре) с ориен-тацией с юго-востока на северо-запад и почти совпадает с зоной минимального количества осад-ков, где фиксируется максимальный прирост летних темпе-ратур, рис. 10. Наименьший зи-мний прирост (1970-х–1984-1993 гг.) температур (до 0,6 0С) проис-

  ходит в центральной части анома-

  лии, где почти отсутствует рас-

  тительный покров и формируются климатические условия оттока тепла в северо-восточные и западные районы. В пограничные зоны поступает тепло и из Средней Азии и Средиземноморья, поэтому фиксируется рекордный прирост температур (до 1,5 0С/23 года). В теплый период наиболее существенные негативные изменения происходят в ранневесенний период (III-IV), связанные с очень высоким приростом температур (0,9-1,6 0С) и запаздыванием биологической весны на 8-15 дней. Осень теплее и продолжительнее (2 недели) по сравнению с 1951-1968 гг., особенно в южной части. То есть создаются климатические условия деградации земель и сукцессионных изменений в направлении полукустарниково-эфемеровых сообществ, введения длительновегетирующих фитомелиорантов.

При анализе онтогенеза агроклиматических аномалий аридизации установлено, что большая вероятность её зарождения - 1881-1888 гг., 1899-1907 гг., о чем свидетельствуют сильно и крайнеаридные климатические условия, древние очаги дефляции векового возраста (В.И. Петров, К.Н. Кулик, 1999). Повторное (современное) опустынивание на Черных землях произошло в 1960-1970 годах.

Границы аномалии в основном определяются ветровым режимом в начале вегетации (март 3 дек.- апрель 1 дек.), большим дефицитом влажности воздуха – 6-6,3 Мб, который возрастает к концу июля втрое (18,5-19,5 Мб). Границы аномалии проходят по отметке осадков холодного периода 70 мм и среднесуточной температуре воздуха 16,8 0С за теплый период. Наличие аномалий с экстремальными климатическими условиями вероятно обусловлено глобальным распределением атмосферного давления и ветропереносом (А.А. Борисов, 1975), формирующих изолированную зону, куда влажные западные массы почти не поступают, а также электростатической неоднородно-

стью подстилающей поверхности (Т.Н. Тверской, 1951). Аналогичная территориальная неоднородность в Томской области (с положительными и отрицательными трендами) выявлена М.А. Волковой, И.В. Кружевской, 2004.

Расширение ареала аномалии и активизация процессов опустынивания происходят при снижении Ку в отдельные годы (1974-1976 гг.) до 0,28-0,3 и условиях сильной степени аридизации в течение более 7 лет подряд (1967-1984 гг.). Центром экологической напряженности является территория около п. Нарын-Худук, где дисбаланс гидротермических ресурсов возрастает в течение века, рис. 11.

Наиболее весомыми метеопоказателями для выявления уровня экологической напряженности являются: сумма осадков холодного (менее 65 мм) и теплого (менее 160 мм) периодов, средняя температура воздуха теплого периода (более 16,8 0С). В зоне риска (деградирует до 100

  га/год) проявляется 1 из

  критериев, в зоне кри-

  зиса (100-500 га/год) - два из трех, в зоне бедствия (более 500 га/год) - все три.

За 40 летний период (1950-1990 гг.) урожайность пастбищ в п. Комсомольском упала с 8,5 ц/га до 1,9 ц/га, а в п. Нарын-Худук и Артезиан на 36-57 %, что связано с увеличением температуры воздуха за вегетационный

период на 0,4 0С и уменьшением

  зимних осадков почти на 50 %,

  рис. 12. Характер изменения осадков (Ос) описывается уравнением Ос=11,05Т-1,67r; Kk=0,99. Урожай Черноземельских пастбищ снижается за счет засух 5-6 раз в 10 лет, причем в 11-27 % лет он бывает в 2 раза ниже средних. В 7-15 % лет формируются высокие урожаи, превышающие среднемноголетние показатели в 1,5-2 раза.

исторический анализ (1939-2006 гг.) свидетельствует, что оптимальный состав кормов на Черных землях зарегистрирован в 1939 г. при хорошем зимнем увлажнении и невысоких антропогенных нагрузках. Снижение температуры воздуха (1952-1961 гг.) и оптимизация летнего гидротермического режима приводят к доминированию в тра-

востое злаков (41,5 %). Аридизация климата и перевыпас снижают долю злаков до 4 %. Современный видовой состав (2006-2008 гг.) близок к полынно-эфемеровым сообществам, где доминируют полыни (75,4 %) и злаки (костры, мятлики - 15,6 %).

В долгосрочной перспективе: с учетом 35-37 летнего колебания осадков холодного периода, их ближайшие минимумы ожидаются в 2010-2012 гг., 2030-2032 гг., а за счет продолжающегося зимнего потепления их аккумуляция уменьшится на 10-15 %, соответственно оптимизируются условия для засухоустойчивых видов. Летом дожди будут выпадать более часто, а температурный режим балансировать на уровне 1983-1992 гг., что благоприятно отразится на самозарастании небольших очагов дефляции.

Ужесточение гидротермического режима и сроков биологической весны требует переориентации фитомелиоративных работ с приоритетом лесопосадочных работ.

4.5. Прогноз изменения биоклиматических ресурсов. Вероятнее всего, учитывая совокупное действие антропогенных и естественных факторов, в ближайшие 20-40 лет климатические условия будут близки к современным: сохранится тенденция глобального потепления (0,5-10С/100 лет, А.В. Клименко, 2005) и территориально-сезонная неоднородность термического режима СЗ Прикаспия.

На большей части региона потепление будет происходить за счет зимней составляющей (0,5-1,7 0С/100лет), а в зонах аридизации, как в холодный, так и в теплый период. Частота и продолжительность оттепелей увеличится и возрастет физическое испарение. Ожидается дальнейшее повышение температуры в ранневесенний период (0,5-0,8 0С/100 лет) и задержка биологической весны на 8-10 дней, что уменьшит число лет с урожайными и очень урожайными годами, ограничит ассортимент фитомелиорантов. Летом температура повысится на 0,5-1,0 0С/100 лет в аномалиях аридизации, что ухудшит гидротермические условия мезофитов. В маргинальных областях вероятно снижение температуры на 0,2-0,4 0С/100 лет и увеличение биологической продукции. Осенние отрицательные температуры будут наступать на 10-12 дней позже, что благоприятствует развитию длительновегетирующих растений.

Осадки в агроклиматических аномалиях аридизации в холодный период уменьшатся на 10-15 %; летние - в центре уменьшатся на 10-20 мм, а по окраинам увеличатся. В маргинальных областях и зонах гумидизации они уменьшатся в осенне-зимний период на 5-15 %, увеличатся летом 20 % (20-45 мм, до 80 мм на севере). Поэтому требуется дифференцированный подбор лесомелиоративных технологий.

При минимуме солнечной активности и на 11 летнем пике ожидаются засухи средней и сильной интенсивности. На подъеме и спаде солнечной активности, как правило, засух не бывает, соответственно возрастает успешность лесомелиоративных работ.

Прогноз потенциальной продуктивности фитоценозов до 2040 гг. (рис. 13) составлен на основе применения коэффициента увлажненности (Ку), повышения температуры воздуха на 1 0С по сравнению с базисным периодом и дифференциацией территории по увлажнению (аридизация – уменьшение на 10 % в холодный период; гумидизация – уменьшение на 10 % в холодный период и увеличение на 20 % летом; стабильные – на уровне базисного периода) с аналогами (с учетом 30 летнего сдвига и влагопереноса) соответственно: 1961-1981 гг. и 1881-1915 гг.

В перспективе ожидается увеличение доли земель со средней и сильной степенью аридности биоклимата (0,3-0,55 Ку 0,55-0,84 NIA) в Астраханской обл. (2020 г.- 55,4 %; 2040 г. – 74,6%), Дагестане (соответственно 34,6 % и 58,5 %), Калмыкии

(32,7 % и 30,9 %), Ставрополье до 3 %, рис. 13. В то же время западные и северо-западные территории, со слабой степенью аридности, расширят ареал на 19,6-23,4 %.

Рис. 13. Потенциальная продуктивность естественных угодий, ц/га

Оценивая динамику баланса продуктивности в целом для региона, установлено, что фитомасса остается почти неизменной – 76,22-70,41 · 106 т. Поэтому можно говорить о потенциальной экологической стабильности агроландшафтов в СЗ Прикаспии за счет территорий, имеющих различный режим увлажнения. Однако он может нарушаться из-за неадаптированной хозяйственной деятельности. Наибольшему риску подвергаются земли с низкой потенциальной продуктивностью (до 8 ц/га) в южной и юго-восточной части региона, где ежегодный недобор в условиях опустынивания (НПДБО, 1999) составляет 0,6-1,3 ц к.е./га.

Метеоусловия выпаса овец на общем фоне уменьшения континентальности климата существенно улучшатся зимой (особенно в северо-западных и западных районах), летом ареал невыпасных 45-55 дней почти не изменится, но территория с изолинией 60 дней значительно сократится, локализуясь около п. Комсомольский.

Механизмами стабилизации агробиоклиматических ресурсов могут быть древесно-кустарниковые сообщества (лесопастбища) из эвритермных видов с позитивным фитогенным влиянием на эдафотоп, корректирующих микроклиматические параметры и способствующих повышению продуктивности.

5. Продукционные возможности пастбищных экосистем Северо-Западного Прикаспия

5.1. Биоразнообразие пастбищных и лесопастбищных аридных экосистем Северо-Западного Прикаспия. До начала интенсивной распашки земель основные растительные комплексы формировались под влиянием климатических и эдафических факторов, воздействием консументов. Сейчас они сохранились на пастбищных и сенокосных угодьях. В степных биомах доминируют Stipa и др. мятликовые виды, субдоминантами являются Artemisia, разнотравье. По мере увеличения аридности климата, в полупустынных и пустынных биомах, начинают преобладать кустарниковые и полукустарниковые жизненные формы из различных видов Salsola, Artemisia, Kochia prostrata, Chamaecytisus и увеличивается мозаичность растительного покрова.

Современные растительные ценозы развиваются по полукустарниково-эфемеровому типу, что указывает на достаточно высокую степень аридности биоклимата.

Интенсивная эксплуатация и трансформация аридных ландшафтов СЗ Прикаспия привела к повсеместному сокращению биологического разнообразия пастбищных экосистем, которое наиболее сильно уменьшается при совместном проявлении сильной степени аридизации климата и повышенной животноводческой нагрузке с упрощенной трофической цепью из-за монопородности стада.

Мониторинговыми наблюдениями за растительным биоразнообразием, проведенными в различных биоклиматических зонах на 3-х типах лесопастбищ (3-х ярусные: к+пк+тр; д+пк+тр; 4-х ярусное: д+к+пк+тр2) установлено двукратное увеличение биоразнообразия мелиорированных территорий за счет оптимизации состава жизненных форм растений и абиотической среды, табл. 1.

1. Биоразнообразие лесопастбищных экосистем

Показатели

Волгоградская обл.

Астраханская обл.

Терско-Кумское междуречье

Черные земли

аридность биоклимата, NIA по Б.В. Виноградову

0,55-0,60

0,74-0,76

0,60-0,65

0,77-0,79

Режим выпаса

вольный

вольный

нормированный

вольный

нормированный

заповедный

вольный

виды, шт

49

30

72

26

76

85

24-29

семейства, шт

16

9

22

10

19

28

11-12

Наиболее встречающиеся семейства (>5%)*

Po

20

Po

30

Po

21

Po

35

Po

26

As

18

Po

22

As

28

Ch

17

As

18

Ch

19

Ch

19

Po

17

As

22

Fa

12

As

17

Ch

14

As

12

Br

15

Fa

11

Ch

12

Br

8

Br,Fa

10

Br

11

Br

8

As

8

La

6

Br

8

Bo

7

Fa

7

Fa

8

Ca,Fa

7

Br

8

* Семейства: Po – Poaceae, As – Asteraceae, Ch – Chenopodiaceae, Br – Brassicaceae, Fa – Fabaceae, Ca – Caryophyllaceae, Bo – Boraginaceae, La - Lamiaceae

На лесопастбищных экосистемах Волгоградской области (NIA=0,55-0,60) доминируют: разнотравно-полынные, злаково-разнотравные, разнотравные, полынно-злаково-ракитниковые ассоциации. Наиболее часто встречаются виды из семейств мятликовых (20,4 %), астровых (28,6 %), бобовых (8,3%), капустных (8,2 %).

Биоразнообразие лесопастбищных экосистем Терско-Кумского междуречья (NIA=0,6-0,65) оценивалось при вольном, регламентированном и заповедном режимах. В растительном покрове преобладают: злаково-полынно-разнотравные, разнотравно-полынно-прутняковые, полынно-разнотравные, разнотравно-злаковые, злаково-разнотравные, прутняково-разнотравные ассоциации. В их состав чаще всего входят виды из семейств мятликовых (17,6-34,6 %), маревых (18,5-19,3 %), астровых (7,9-17,6 %), капустных (7,7-14,6 %), бобовых (6,6-10,5 %).

Наиболее часто в растительном покрове лесопастбищ Астраханского Заволжья (NIA=0,74-0,76) при вольном и регламентированном выпасе встречаются ассоциации: разнотравно-злаково-эбелековая, белополынная, эфедрово-полынно-солодковая, белополынно-солодково-разнотравная, житняково-белополынная, где доля мятлико-

вых видов составляет 20,7-30,0 %, маревых 13,9-16,8 %, астровых 16,8-18,0 %, капустных 10,0-11,3 %, бобовых 6,9-9,9 %, бурачниковых 6,6 %.

На Черных землях Калмыкии (NIA=0,77-0,79) формируются белополынно-разно-

травные, полынно-злаковые, злаково-разнотравные ассоциации, где доминируют виды из семейств: мятликовых (24,2-33,3 %), астровых (12,4-31,2 %), маревых (6,9-12,4 %), капустных (6,9-8,3 %). На 3-х типах лесопастбищ выявлено 50 видов из 19 семейств.

Доминантами и субдоминантами растительного покрова лесопастбищ могут быть 1-3 вида, устойчивые к воздействию экологических факторов (выпас, недостаток влаги, засоление почвы и т.д.). Средообразующими и средостабилизирующими видами лесопастбищных экосистем являются: Poaceae , Artemisia (lerchiana, pauciflora, arenaria, santonica), Kochia prostrata, Chamaecytisus austriacus и др. На их долю приходится 28,6-95,0 % биомассы.

бессистемный выпас животных на лесопастбищах, приводит к 2,5-3-х кратному видовому снижению биоразнообразия (26-30 видов) и в 2 раза понижается семейственное представительство, но по сравнению с естественными пастбищами видовое преимущество сохраняется, прежде всего, в составе кормовых видов.

Восстановить утраченное биоразнообразие можно при организации регламентированного выпаса. Сейчас в условиях средней и сильной степени аридности биоклимата зафиксировано 110 видов из 25 семейств эволюционно-адаптированных к нормированному выпасу.

При организации заповедного режима создаются благоприятные условия для произрастания стено- и эврибионтных видов (85 видов, 28 семейств), где доля «эксклюзивных» видов из редких семейств составляет 42 %.

Биоразнообразие лесопастбищных экосистем при вольном выпасе выше в условиях слабой степени аридности биоклимата (49 видов, 16 семейств). Ухудшение гидротермических условий приводит к снижению биоразнообразия (9-10 семейств, 22-30 видов), так как мезофитные виды не выдерживают двойной (климатической и антропогенной) экологической нагрузки.

По отношению к выпасаемым животным выделено 5 экологических групп растений и установлены их структура, экосистемная и хозяйственная роль в стабилизации экологической обстановки лесопастбищ, табл. 2.

2. Структура экологических групп лесопастбищных экосистем, шт-%

Экологическая группа

Волгоградская обл.

Астраханская обл.

Терско-Кумское междуречье

Черные земли

Режим выпаса

вольный

вольный

нормируемый

вольный

нормируемый

заповедный

вольный

Кормовые

26-54,2

19-63,3

41-57,8

16-61,5

52-68,4

40-47,6

17-41,5

Лекарственные

4-8,3

2-6,7

11-15,5

2-7,7

8-10,6

23-27,3

6-14,6

Рудеральные

11-22,9

7-23,2

11-15,5

5-19,2

9-11,8

15-17,9

7-17,1

Ядовитые

6-12,5

1-3,4

4-5,6

2-7,7

6-7,9

5-6,0

4-9,7

Другие

1-2,1

1-3,4

4-5,6

1-3,9

1-1,3

1-1,2

7-17,1

Высокая доля (17-23 %) рудеральных растений отмечается при вольном выпасе, так как они занимают экологическую нишу лекарственных и кормовых видов, не выдерживающих разрушения местообитания из-за стравливания и вытаптывания. Отсутствие выпаса приводит к снижению доли кормовых видов до 47,6 %, как невостребованных в составе экосистемы.

Для устойчивой эксплуатации лесопастбищ рекомендуется, установленная экспериментальным путем, структура экологических групп: кормовые – 70 %, лекарственные – 15 %, рудеральные – 7 %, ядовитые – 5 %, другие – 1 %.

5.2. Продуктивность растительного покрова деградированных пастбищ Северо-Западного Прикаспия. На естественных пастбищах деградация растительного покрова происходит под влиянием климатических и антропогенных факторов и оценивается в условиях средней-сильной аридности биоклимата 4 степенями, табл. 3. При слабой степени сохраняется высокое биоразнообразие и биопродуктивность, формируется оптимальная фитоценотическая структура. При очень сильной - доминируют малоценные однолетники и фиксируются глубокие негативные структурные изменения.

Динамика снижения продуктивности на деградированных пастбищах (Астраханское и Волгоградское Заволжье, Терско-Кумское междуречье) происходит по сходному сценарию и описывается полиномом 2-й степени, рис. 14. В каждой следующей степени деградации отмечается 2-х кратная потеря урожайности, на 30 % снижается проективное покрытие, уменьшается высота растений и др.

Рис. 14. Динамика продуктивности естественных пастбищ Астраханского и Волгоградского Заволжья;

1 - слабосбитые, 2 - среднесбитые, 3 - сильносбитые,  4 - очень сильносбитые

Отрастание растений в злаково-полынных ассоциациях на деградированных Черноземельских пастбищах начинается при среднесуточной температуре воздуха 0,3-0,4 0С и достигает максимума (4 ц/га) при температуре 24 0С, рис. 15. Дальнейшее повышение температуры ограничивает прирост фитомассы.

Оценка темпов деградации (1952-1990 гг.) Черноземельских пастбищ показывает, что максимальная (41-43,5 % от уровня 1952-1961 гг.) потеря уро-жайности повсеместно проходила на фоне уменьшения осадков и повы-шения среднесуточной температуры воздуха. Уменьшение негативного воздействия одного из экологических факторов (Т, Ос) приводит к стабилиза-

  ции урожайности, скорость деградации уменьшается вдвое. Улучшение режима увлажнения (на 60 мм) даже на фоне перевыпаса минимизирует потерю ежегодной урожайности до 5,35 %. Самые высокие темпы деградации растительного покрова отмечаются на фоне усиливающейся аридизации климата, на территориях, входящих в зону экологического бедствия: п. Комсомольский, Нарын-Худук.

В результате анализа урожайности пастбищ за 1951-1990 гг. (Комсомольский, Нарын-Худук, Артезиан, Утта) разработана шкала продуктивности естественных пастбищ, включающая гидротермические условия, особенности развития ботанических групп растений. В неурожайные и очень неурожайные годы травостой отрастает в 1-2

декаду апреля. Низкая продуктивность пастбищ (1-1,5 ц/га) бывает при недостатке продуктивной влаги (31 мм) в холодные (6,7-7,8 0С) и жаркие (9,1-11,4 0С) годы, т.к. отмечается пониженная жизнедеятельность почти всех ботанических групп растений. В среднеурожайные годы растения отрастают с 3 декады марта, максимум фитомассы формируется (5-6,5 ц/га) ко 2-3 декаде июня, термический режим близок к норме, запас продуктивной влаги – 51 мм. Для урожайных травостоев (11-14 ц/га) необходимо около 80 мм продуктивной влаги, среднегодовая температура воздуха 7,9-9,0 0С, растения отрастают с 3 декады марта и достигают пика к 3 декаде июня-июля.

Оценивая динамику урожайности Черноземельских пастбищ (1952-1990 гг.), констатируем её постоянное снижение из-за уменьшения количества зимних осадков, повышения среднегодовой температуры воздуха на 0,5 0С, высокой нагрузки на пастбища. Начиная с 1979 г., происходит увеличение количества зимних осадков и с запозданием на 5-7 лет (из-за сукцессионных процессов) отмечается рост продуктивно-

  сти фитоценозов, рис.16.

Разработаны фитоценотические критерии,

по 5 индикаторным показателям (табл. 3) и определены количественные параметры для 4-х степеней деградации растительного покрова, позволяющие проводить качественную диагностику и оперативно применять мероприятия по стабилизации экологической обстановки.

3. Диагностика пастбищ по степени деградации растительного покрова

Степень деградации

Индикаторные показатели

проективное покрытие, %

потеря биомассы, %

возрастная

структура ценоза

состав* фитомассы, %

состав** жизненных форм, %

Слабосбитое

более 75

0-5

Наличие особей всех возрастных структур в оптимальных количествах

Д+с - 50-70;

Р - 30-50

Пк - 55, О-40, Др. - 5

Среднесбитое

75-51

45-50

Доминируют генеративные особи, мало ювенильных и сенильных растений

Д+С - 70-80;

Р - 20-30

Пк - 45, О-50,

Др. - 5

Сильносбитое

50-25

60-70

Сенильные группы из кустарников и полукустарников, генеративные эфемеров и эфемероидов, ювенильных растений почти нет

Д+С - 80-90;

Р - 10-20

Пк - 5, О-90,

Др. - 5

Очень сильносбитое

менее 25

75-90

Доминируют сенильные группы всех ботанических групп, отсутствуют ювенильные растения

Д+с - 95-100;

Р-5-10

Пк - 0-1, О-10,

Др. - 90

*Д-доминанты, С – субдоминанты, Р- разнотравье;

** Пк- полукустарники, О - однолетники, Др - другие виды (эфемеры и эфемероиды)

5.3. Оценка продуктивности лесопастбищных фитоценозов Северо-Западного Прикаспия. Устойчивость аридных агроландшафтов, пострадавших от климатического опустынивания и неадекватной ресурсозатратной деятельности, можно повысить путем создания лесопастбищных экосистем, уменьшающих втрое срок реабилитации территории, способных эффективно функционировать в течение

30-40 лет (и более), продуцировать 15-25 ц/га фитомассы, что как минимум на 4-5 ц/га выше по сравнению с естественными слабо- и среднедеградированными пастбищами и в 2,5-3 раза больше, чем на очень сильно деградированных пастбищах.

Нижний ярус лесопастбищных экосистем в условиях слабой и средней степени аридности биоклимата (NIA=0,55-0,65) формируется из злаковых и злаково-разнотравных ассоциаций (35 %), ассоциаций с участием полыни – 62 %. При повышении аридности (NIA=0,74-0,76) доля злаковых ассоциаций снижается до 21 % и возрастает доля полукустарниковых сообществ до 80-95 %.

При заповедном режиме создаются экологические условия для доминирования злаковых (15 %) и злаково-разнотравных ассоциаций (75 %).

При вольном режиме выпаса отмечается высокая амплитуда колебания урожайности между ассоциациями (56,2-298,6 г/м2 в Волгоградской обл., 205,8-402,1 г/м2 в Калмыкии), где доля поедаемой массы может варьировать в пределах 36-93 %.

Используя регламентированный выпас можно добиться более равномерной территориальной выравненности урожайности (Махмудское лесопастбище 102,3-187,5 г/м2; Богдо 126-460 г/м2) и повышения доли поедаемой фитомассы до 76-88 %.

Заповедный режим способствует повышению урожайности (185-380 г/м2), выравненности растительного покрова, снижению доли поедаемой биомассы в среднем до 75 % (41,5-95 %) за счет лекарственных видов, образующих разнотравье.

На Черных землях, где лесопастбища создавались в очагах опустынивания, наиболее продуктивные сообщества формируются в аккумулятивной и деструктивно-аккумулятивной областях (281-400 г/м2), состоящих на 93 % из злаков в северо-восточных территориях и на 79 % из полыни Лерха в южной части.

На лесопастбищах наиболее продуктивным сезоном (11,2-18,6 · 103 МДж/га) является весна. Летом количество валовой энергии в 1 кг воздушно-сухого корма снижается в 1,2 раза в редкостойной саванне, в 2,2-2,4 раза в межполосном и саванном лесопастбище, а в открытой степи в 1,9 раза, что приводит к 4-6 кратному уменьшению валовой энергии с 1 га. Осенью энергообеспеченность 1 га лесопастбищ ниже, чем весной в 7,5-9 раз, пастбищ - в 18 раз из-за небольшой доли участия длительновегетирующих кустарников и полукустарников, табл.4.

4. Энергетическая продуктивность фитомелиорированных пастбищ

Терско-Кумского междуречья (Махмудское лесопастбище)

Сезон

использования

Валовая энергия, МДж 1 кг корма/га

Всего с общей площади, МДж

редкостойная саванна

саванное

лесопастбище

межполосное лесопастбище

открытая степь

Весна

18,37

18580

19,00

11210

18,78

12207

15,82

10600

6,36·106

Лето

15,85

4392

8,32

2010

8,46

2297

8,09

2047

1,21·106

Осень

9,83

2350

8,56

1243

6,92

1644

8,06

562

0,65·106

Среднее

14,68

8441

11,98

4821

11,37

5383

10,66

4403

2,74·106

Преимущество продукционных возможностей лесопастбищ возрастает от весны к осени и определяется способностью растений наращивать биомассу до среднесуточной температуры воздуха 24-25 0С, что на 5-6 0С выше, чем на естественном зла-

ково-разнотравном пастбище, рис. 17. Недоиспользование тепловых ресурсов отмечается со 2-й декады июня, дестабилизируя экосистему.

Древесно-кустарниковое 4-х ярусное лесопастбище



Рис. 17. Зависимость урожайности лесопастбищных и пастбищных угодий от температуры воздуха, Терско-Кумское междуречье, Махмудское лесничество, 4-я дача

Редкостойное саванное лесопастбище

Естественное пастбище, злаково-разнотравное

5.4. Особенности формирования (структура) фитомассы в доминирующих растительных ассоциациях. Впервые для пастбищных фитоценозов установлены 4 типа распределения фитомассы в аэротопе: приземный – максимум в 20-сантиметровом приземном слое; центральный – в центре, равномерно уменьшается к земле и верхней границе растительного покрова; верховой – максимум на предельной высоте, уменьшается к земле; бипиковый – с наиболее плотным заполнением аэротопа – два максимума: у поверхности земли и на предельной высоте растительного покрова. Особенности расположения фитомассы в аэротопе определяются архитектоникой вида и его индивидуальной приуроченностью к конкретному ярусу (нижний, средний, верхний) растительного полога, рис.18. Виды могут образовывать приземный, центральный и верховой типы и способны контролировать фитосреду за счет морфометрических особенностей (размеры и формы листьев), изменения ориентации

в пространстве листьев, что позволяет им оптимизировать использование абиотических ресурсов.

Наиболее часто фитоценозы аридных пастбищных экосистем СЗ Прикаспия формируют приземный тип заполнения аэротопа (из-за деградации растительных сообществ и неблагоприятных экологических условий).

Улучшение гидротермического режима способствует образованию центрального и бипикового типов. Проведенные мониторинговые наблюдения за приземным растительным покровом, испытывающим наибольшее антропогенное воздействие, позволили предложить новый биологический метод реконструкции деградированных растительных сообществ – путем целенаправленного уплотнения фитообъема за счет видов с другим типом распределения, а также расширить теоретические познания формирования фитоаэротопа.

6. Повышение продуктивности пастбищ методами

интродукции (на примере Терско-Кумского междуречья)

6.1. Адаптационные особенности видов семейства маревых в естественном ареале и актуальность их использования в Терско-кумском междуречье. На основе глубокого литературного анализа (М.М. Ильин, 1951; З.Ш. Шамсутдинов, 1974, 1980; У. Пратов, 1974; И. Мамасалиев, 1971; Н.Т. Нечаева, 1973; Т.Я. Стенягина, 1957; С.К. Черепанов, 1995 и др.) в разделе дается эколого-биологическая характеристика видов, отмечается богатый полиморфизм, проявляющийся в различных аспектах: габитусе, опушенности, разнообразной окраске ветвей, плодоэлементов и др., различной экологической приуроченности, а также генетическая неоднородность популяций, установленная у Kochia prostrata Р.Р. Сагимбаевым, 1982, и Т.А. Тиран, 1987, для Иссык-кульских образцов Ceratoides papposa. Обосновывается необходимость фитомелиоративных работ с участием маревых в Терско-кумском междуречье, где сходные абиотические условия, большая доля засоленных земель, а аборигенные фитоценозы нуждаются в обогащении нижнего растительного яруса из-за его деградации и неполночленности.

6.2. Биопродуктивность кустарников и полукустарников семейства маревых в условиях Терско-Кумского междуречья. В результате анализа генофонда кормовых растений были выделены перспективные виды и впервые испытаны в Терско-Кумском междуречье: Salsola orientalis (солянка восточная, кейреук), Aellenia subaphylla var.arenaria, typica (чогон, солянка малолистная ф.песчаная и типичная), Salsola paletzkiana (черкез Палецкого), а также образцы различного географического происхождения: Salsola richteri (черкез Рихтера), Camphorosma lessingii (камфоросма Лессинга), Kochia prostrata var.canescens, virescens, vilosissima (прутняк, кохия простертая ф. каменистая, песчаная, глинистая).

Положительные результаты зафиксированы у эврибионтных видов из Ирано-Туранской и южной части Циркумбореальной флористической областей (АИ3=40-75). Они обладают устойчивостью в культуре, дают семенное потомство.

Не перспективными являются стенобионтные виды (АИ=10): черкез Рихтера и Палецкого, солянка малолистная ф.типичная, имеющие ограниченный ареал и узкую приуроченность к местообитанию. Они не выносят морозов и выпадают в первый год.

Рост растений отмечается при температуре воздуха 2-3 0С, продолжается непрерывно по сигмоидной кривой 120-155 дней у солянки малолистной (ф.песчаная), 155-160 дней у солянки восточной, 160-175 дней у кохии, камфоросмы, терескена и находится в границах нормально варьирующего (17,2-28,4 %) признака.

Нарастание биомассы происходит в течение всей вегетации за счет формирования боковых скелетных ветвей и вегетативно укороченных побегов. За период вегетации эврибионтные виды осваивают 3720-3980 0С, солянка малолистная – 3270-3400 0С, что делает их уникальными утилизаторами тепловых ресурсов, которые не могут использоваться аборигенной растительностью.

Корневые системы формируются по универсальному типу, обеспечивая растения в достаточном количестве влагой за счет атмосферных осадков, улавливаемых горизонтальными корнями, а также вертикальными с глубины 1,7-2 м. Соотношение надземной и подземной частей оптимально (1:3) с точки зрения экологической устойчивости растений в аридных районах (Н.Т. Нечаева, В.К. Василевская и др., 1973).

Устойчивость видов в новых экологических условиях лимитируется морозоустойчивостью на видовом и популяционном уровне. Критические условия для выживания южных образцов складываются при -210С, частых оттепелях, сырой почве. Летальный исход отмечается у солянки малолистной ф.типичная при длительном воздействии температуры воздуха -27 0С при сухой почве. Морозостойкие особи и виды в дальнейшем хорошо растут и развиваются.

В пределах перспективной группы растений выделены 2 группы по степени адаптации (АИ) в интродукционном процессе.

Первую группу представляют полукустарниковые виды (кохия простертая, камфоросма Лессинга, терескен серый) с широкой экологической амплитудой произрастания, Аи=60-75 баллов, палисадным мезофиллом. Они зацветают на первый год, плодоносят и дают самосев со 2 года. Морозоустойчивы.

Вторая группа (солянка восточная, солянка малолистная ф.песчаная) с центрическим строением мезофилла, АИ=47-55 баллов. Большинство особей зацветает в первый год. Не все особи плодоносят, из семян местной репродукции развиваются здоровые растения. Требуется отбор морозостойких и стабильно плодоносящих особей.

накопление надземной фитомассы, как и в естественных условиях, происходит со 2 года, когда корневая система в состоянии обеспечить стабильную продуктивность растений. Структура биомассы на период оптимального срока использования (осеннее-зимний период) представлена многолетней одревесневшей частью (9,4-32,4 %), которая определяется видовыми особенностями и погодными условиями, а также одно-

летней фитомассой, пригодной к стравливанию.

В годы, близкие к среднемноголетним показателям, формируется наибольшее

количество однолетней фитомассы. В среднем воздушно-сухая масса (общая) одного куста кейреука составляет 63-112 г, кохии - 76-129 г, камфоросмы - 114-178 г, терескена - 79-98 г, чогона - 166-210 г. Доля непоедаемой части (%) в структуре куста остается примерно одинаковой на протяжении 6-7 лет. У терескена она равна 34%, у чогона этот показатель уменьшается до 16,4 % и еще больше снижается у кейреука - 11,4 %, камфоросмы Лессинга - 10,8 %, прутняка - 14,3 %.

Энергетическая емкость 1 га пастбищ (при оптимальном размещении) с участием маревых составляет: из солянки малолистной – 1900, камфоросмы Лессинга – 1940, солянки восточной – 1600, кохии простертой – 1400, терескена серого – 1050 к.е.

6.3. Особенности репродуктивного развития интродуцентов. В результате комплексного анализа репродуктивной деятельности установлено, что в новых условиях произрастания виды семейства маревых зацветают в первый год, полноценные семена формируют со 2 года, составляя 9-14 % от массы куста.

Первая группа растений с АИ=60-75 баллов (Kochia prostrata, Camphorosma lessingii, Ceratoides papposa) образуют семена, которые по массе, посевным качествам и урожайности не уступают собранным в естественном ареале.

Вторая группа с АИ=40-55 баллов (Salsola orientalis, Aellenia subaphylla v.arenaria) сильнее реагирует на изменение метеофакторов. Они формируют полноценные семена, но урожайность их ниже, чем в местах естественного произрастания. В целом она достаточно высокая, чтобы получить дружные всходы кустарников и полукустарников.

Для фитомелиорации пастбищ выделены урожайные образцы (в пределах вида), отличающиеся стабильным плодоношением, высокой урожайностью, хорошими посевными качествами, гл. 9.3.

6.4. Непродуктивное поведение (водный режим) видов семейства маревых. Характеризуя поведение растений в новых экологических условиях, следует отметить, что интродуцируемые виды не испытывают дефицита влаги в условиях Терско-Кумского междуречья и сравнимы с показателями мест естественного ареала в весенний и раннелетний период.

Биохимические реакции у видов с более высоким АИ (60-75 баллов) протекают при обводненности тканей 60-74 %, водоудерживающей способности при 3-х часовом завядании 61-73 %, интенсивности транспирации 670-1873 мг/г.час. Группа растений с более низким АИ (до 55 баллов) имеет более высокую обводненность (76-89 %), водоудерживающую способность (73-84 %), очень экономно расходует влагу на транспирацию (392-817 мг/г.час).

Водоудерживающая способность, отражающая коллоидно-осмотическое состояние протоплазмы, увеличивается к концу вегетации и при усилении аридных факторов, что свидетельствует о высокой приспособляемости видов. Потерю воды изолированными листьями можно описать степенным уравнением , где х – время экспозиции, и использовать её для установления адаптивного потенциала засухоустойчивости видов. Для Aellenia subaphylla v.arenaria уравнение имеет вид у=10,29х 0,5695, Salsola orientalis - у=12,13х 0,5399, Kochia prostrata - у=16,60х 0,4170, Camphorosma lessingii - у=16,85х 0,4350, Ceratoides papposa - у=17,70х 0,4435 . При 45 % обезвоживании начинаются необратимые изменения, которые у терескена фиксируются через 8,5 часов, камфоросмы – 10 ч., кохии – 11ч., солянки восточной – 12 ч., солянки малолистной – 13 ч.

7. Фитоэкологический потенциал галофитной растительности

7.1. Фитоэкологические особенности деградированных пастбищных фитоценозов на засоленных землях. Пастбища на засоленных землях, имеют 4 степени деградации растительного покрова, которые дифференцируются по эдафической характеристике корнеобитаемого слоя почвы, изменению структуры фитоценоза и биоразнообразия, продукционного потенциала.

Энергетическая продуктивность засоленных пастбищ зависит от степени деградации и сезона использования. Весной в 1 кг корма накапливается 8,3-11,4 МДж валовой энергии, 3,3 - на вторично засоленных землях, снижаясь к осени до 6-6,6 на пастбищах со слабой и средней степенью деградации, до 3,7-4,7 с сильной степенью деградации. Осенью энергообеспеченность слабодеградированных пастбищ составляет 13349 МДж/га, среднедеградированных - 9620, сильнодеградированных – 4185-8465.

Растения на засоленных землях характеризуются депрессивным состоянием и диагностируются потерей в накоплении протеина (Atriplex aucheri) в 1,9-2,3 раза (при увеличении деградации), жира в 2,3 раза, клетчатки в 2-2,5 раза и аккумуляцией нитратов до 12 300 мг/кг (12 ПДК). Виды, с меньшим аккумулятивным эффектом (Alhagi pseudalhagi, Artemisia lerchiana) накапливают 230-750 мг/кг нитратов, меньше подвержены к снижению питательных веществ и являются лучшим кормом.

7.2. Фитогенное влияние галофитов на окружающую среду. галофитная растительность по характеру влияния на экотоп дифференцируется на три группы: а) аккумулирующие, б) пассивные, в) галодисперусные, рис. 19. Растения, аккумулирующие соли в протоплазме (Salsola) и вызывающие рассоление почвогрунта, способствуют прогрессивному типу эволюции растительного покрова за счет улучшения микроклиматических и эдафотопических показателей. Выдерживают засоление 0,4-1,1 % Cl -, накапливают 3-40 г хлора/кг. Их целесообразно использовать в качестве биомелио-

  рантов, так как засоление корнеобитаемого слоя почвы снижается на 8-10 %.

пассивные фитомелиоранты (Artemisia) почти не изменяют агроклиматические условия роста и развития растительности, так как баланс миграции солей вверх и вниз по почвенному профилю сохраняется стабильным. Многие виды - хороший корм для животных, так как накапливающийся до 7 г/кг хлор, не ухудшает вкусовых качеств. Нормированный выпас животных может осуществляться длительное время.

Галодисперусные фитомелиоранты (Tamarix) способны негативно трансформировать окружающую среду за счет повышения уровня засоления почвы с поверхности, выделяя избыток солей в аэротоп, способствуя дигрессии существующего растительного сообщества и созданию новой среды обитания, пригодной для истинных галофитов. Растения могут произрастать при засолении почвогрунта до 0,5-1,2 %Cl- . В тканях растений и на их поверхности накапливается 3-24 г/кг ионов хлора. Поедаются в небольших количествах.

Деградация растительного покрова на засоленных пастбищных землях (снижение видового разнообразия, продуцируемой фитомассы) напрямую зависит от присутствия древесно-кустарниковых видов. Лучшее состояние пастбищ отмечается при доминировании в растительном покрове видов аккумулирующего и пассивного типов воздействия на экотоп. Худшее состояние выявлено при доминировании галодисперусных видов, где в нижнем ярусе произрастают однолетние малопоедаемые солянки (1-3 вида), накапливающие большое количество токсичных солей, приводя к сильной деградации пастбищ.

7.3. Толерантность фитомелиорантов к хлоридному засолению. Выявлены аут- и дэмэкологические видовые особенности, позволяющие отобрать и селекционировать виды, популяции, наиболее устойчивые к засолению, сохраняющие высокие продукционные свойства. Галофитные и псевдогалофитные растения нами разделены на 3 группы по степени адаптации к хлоридному засолению почвы:

1). Солеустойчивость высокая – выдерживают засоление больше 0,9 % Cl-, концентрация 0,2 % не оказывает негативного воздействия на растения;

2). Солеустойчивость средняя – выдерживают засоление 0,5-0,8 % Cl-, концентрация 0,2-0,3 % снижает продуктивность фитоценозов на 30-40 %;

3). Солеустойчивость слабая – выдерживают засоление менее 0,4 % Cl-, продуктивность снижается на 70-80 % за счет низкой индивидуальной устойчивости растений и небольшой скорости накопления биомассы.

Виды семейства маревых, способны позитивно трансформировать окружающую среду, аккумулируя в протоплазме токсичные соли. Они испытывают негативные физиологические и продукционные изменения при концентрации ионов хлора выше 0,2%. Летальный уровень составляет около 1% Cl-. Небольшие концентрации ионов хлора способствуют повышению засухоустойчивости растений. ареал их применения в условиях СЗ Прикаспия не ограничен.

Виды галодисперусного (тамариксы) действия на экотоп, при достаточном водоснабжении, способны выжить при концентрации хлора в почве 1,0-1,2 %. В более засушливых эдафических условиях они менее засухоустойчивы, чем маревые, способствуют депрессивному развитию растительного покрова. Поэтому ареал их практического применения расширять не целесообразно.

Действие токсичных солей на сохранность, рост и накопление биомассы описывается параболической зависимостью. Выявить летальный и промежуточный уровни пессимистического состояния возможно при прямом эксперименте в вегетационных сосудах.

8. Кормовые ресурсы аридных пастбищ

8.1. Зоотехническая пригодность растений и их экологическая безопасность. Способность накапливать питательные вещества у растений определяются индивидуальными особенностями и экологическими условиями местообитания. Наиболее ярко они проявляются на уровне семейств.

На лесопастбищах максимальное количество переваримого протеина содержит-

ся у видов Fabaceae (64,4 г/кг), Asteraceae (52,4 г/кг), Poaceae (43,2 г/кг). Сахаро-протеиновое отношение (1:0,5-1,1) свидетельствует о хорошем балансе белков и углеводов в растениях и пригодности их для животных.

Низкое содержание фосфора (0,8-1,6 г/кг) и каротина (6,5-7,6 г/кг) отмечается во всех семействах из-за жестких абиотических условий и дефицита азота в почве. Обеспеченность кальцием средняя и высокая: лидируют Chenopodiaceae и Fabaceae (6,5-7,0 г/кг), Poaceae и Asteraceae (4,1 г/кг), достигая максимальных показателей на карбонатных почвах Астраханской обл. и Терско-Кумского междуречья (ТКМ). Растения накапливают примерно равное количество калия: Chenopodiaceae - 13,8; Fabaceae, Poaceae, Asteraceae - 7,1-8,6 г/кг. Оптимальное количество меди фиксируется в Астраханской обл. и ТКМ, цинка – в Волгоградской обл. и ТКМ. Содержание железа может превышать ПДН в 3-16 раз.

Лесопастбищные экосистемы производят экологически безопасную растениеводческую продукцию, так как фиксируются лишь следы мышьяка, ртути и свинца.

У кормовых растений в системе лесопастбищ впервые выявлена различная способность аккумулировать солнечную энергию, табл. 5. Повышение аридности биоклимата (NIA=0,75) способствует повышению на 25-30 % валовой энергии в сравнении с более гумидными условиями Волгоградской области (NIA=0,55). Ассортимент кормовых видов представлен на 50 % малокалорийными (до 7 МДж/кг), на 30 % среднекалорийными (до 10 МДж/кг), на 20 % высококалорийными (10-16 МДж/кг) растениями.

5. Биоэнергетическая характеристика растений в системе лесопастбищ СЗ Прикаспия

Вид

Дата учета

Количество валовой энергии, МДж/ кг

Астраханская обл.

NIA=0,75

Терско-Кумское

междуречье

NIA=0,65

Волгоградская обл.

NIA=0,55

Artemisia lerchiana

осень

16,4

11,0-13,6

7,7

Ceratoides papposa

лето

9,5

10,1

7,8

Kochia prostrata

осень

13,3

9,8-15,2 (14,1)

8,2

Glycyrrhiza glabra

весна, лето

9,5

9,0

5,1

Agropyron fragile

осень

9,4

9,2

6,7

Artemisia pauciflora

осень

11,2

10,2

7,5

Camphorosma lessingii

осень

15,5

15,7

10,0

Среднее

12,13

11,66

7,79

проведенный комплексный анализ зоотехнической обеспеченности ассоциаций, входящих в состав лесопастбищных экосистем свидетельствует, что богатство или бедность пастбищного корма определяется продукционными способностями фитоценоза и его видовым составом, табл. 6.

В среднем лесопастбищные фитоценозы Астраханской области накапливают валовой энергии 16565 МДж/га (5,66 МДж/кг обменной энергии), Волгоградской области – 9527 МДж/га (4,68 МДж/кг ОЭ), ТКМ: Махмудское лесопастбище - 9838 МДж/га (5,71 МДж/кг ОЭ), Иргаклинское лесопастбище – 18830 МДж/га (6,71 МДж/кг ОЭ).

Лидерами по содержанию валовой энергии являются житняково-белополынные ассоциации астраханского Заволжья – 44276 МДж/га; осоково-злаковые и злаковые ассоциации ТКМ (Иргаклинское) – 28704-30650 МДж/га; полынно-ракитниково-злаковые в Волгоградской области – 17169 МДж/га.

6. Зоотехническая обеспеченность 1 кг корма лесопастбищ СЗ Прикаспия

Местоположение

Валов. энер., МДж

Макроэлементы, г

Микроэлементы, мг

кальций

фосфор

калий

каротин

сахар

медь

цинк

марганец

железо

Волгоградская область

6,3

4,8

1,0

7,9

9,3

48,1

7,0

22,1

62,2

358,3

ТКМ (Иргаклинская дача)

9,9

4,8

1,6

10,5

4,0

37,4

4,9

28,2

68,6

490,9

ТКМ (Махмудская дача)

8,2

6,6

1,5

12,6

5,9

30,4

6,8

23,2

77,3

464,6

Астраханская область (Богдо)

8,4

8,3

1,3

7,5

8,1

34,4

10,4

14,2

57,6

483,2

ТКМ (засоленные земли) весна

8,6

4,1

1,9

12,4

3,9

34,7

6,4

28,2

63,0

748,6

ТКМ (засоленные земли)осень

4,8

1,4

0,7

6,9

4,4

12,1

5,4

20,3

65,4

801,0

Суточная потребность овец

12,5

7,6

4,5

39,0

9,2

42,0

56,0

1154-1354

С учетом фитоценотических особенностей и потребностей молодняка овец мясо-шерстной породы (12,5 МДж/сут) рассчитан пастбищный рацион животных и установлен дефицит веществ, обусловленный экологическими особенностями лесопастбищных экосистем. В Волгоградской обл. суточная потребность животного составляет 2,4-2,9 кг воздушно-сухой массы с дефицитом фосфора (50 %), каротина (20-30 %), на злаковых травостоях железа (500 мг). В Астраханской обл. – 2 кг с недостатком фосфора – 40 %, каротина – 10-60 %, цинка – 10-30 %, железа – 5-15 %. В ТКМ - 2-2,7 кг с дефицитом фосфора – 20 %, каротина 30-60 %. На засоленных землях весенний выпас (2,5-3,1 кг/сутки) обеспечивает полноценный рацион, а осеннее использование ограничивают (4,5-11,8 кг) из-за низкой питательности и переизбытка макро- и микроэлементов.

В целом на лесопастбищах реализуется закон оптимальности соответствия биоценоза условиям биотопа. угроза вторичного опустынивания уменьшается при регламентированном выпасе, оптимизирующим фитоценотические характеристики. На территориях, где прогнозируется усиление аридности биоклимата, количество валовой энергии в корме будет увеличиваться, а содержание фосфора и каротина уменьшаться.

8.2. Оценка кормовых достоинств интродуцированных видов семейства маревых и перспектива их применения. Интродуцированные кустарники, полукустарники из семейства маревых способны восполнить дефицит питательных веществ в осенне-зимний период на пастбищах СЗ Прикаспия и расширить ассортимент высококалорийных видов (10-16 МДж/кг). Отношение протеина к БЭВ (1:6-7) приближается к оптимуму для организма овцы и почти не уступает показателям естественного ареала.

Наиболее богаты протеином солянки (8-14 %), у терескена, кохии, камфоросмы его количество ниже 6-9 %. Содержание клетчатки достигает 30,5-39,5 %. В корме содержатся необходимые макро- и микроэлементы (медь 5-7, цинк 11-20, марганец 57-175, железо 600-2600 мг/кг), обеспечивающие активную жизнедеятельность животного. Маревые хорошо дополняют друг друга и по комплексу признаков оцениваются как сено среднего качества. Дифференциация в обеспеченности питательными веществами и микроэлементами фиксируется на видовом и популяционном уровне и может быть использована в селекционном отборе.

Оптимальные условия для накопления высокой фитомассы и питательных веществ создаются при гидротермических условиях, близких к среднемноголетним климатическим показателям.

9. Трансформация малопродуктивных земель в высокопродуктивные пастбищные и лесопастбищные экосистемы

9.1. Лесопастбищные экосистемы. Модель растительных ценозов, устойчивых к биотическому воздействию. Для эффективного и рационального использования опустыненных территорий целесообразно создавать лесопастбищные экосистемы,

которые стабилизируют биотопические характеристики внутри системы и за её пределами (А.Г. Терюков, 1978; Рекомендации…, 2000, 2002).

Потенциальная площадь лесопастбищных ландшафтов в СЗ Прикаспии оценивается в 10,6 млн. га (30,2%), Концепция…, 1996.

Современные лесопастбищные экосистемы объединяют в себе антропогенные и природные комплексы, формируют структуру из: первичных элементов – нераспаханных аборигенных фитоценозов, вторичных – целенаправленно вводимых древесных, кустарниковых, травянистых видов, третичных – видов из природной среды, внедрившихся самостоятельно. Структура вторичных элементов (ЗЛН, пастбищные угодья)

корректируется с учетом

  агроэкологических условий.

Для фитомелиорации деградированных аридных агроландшафтов разработана модель многоярусного растительного ценоза (рис. 20), которая является мобильной структурой, позволяющей осуществлять контроль за состоянием пастбищных территорий и рационом животного, как на этапе её формирования (с учетом мозаичности, ярусности, состава эколого-ботанических групп, целенаправленного уплотнения аэротопа и д.р.), так и в режиме постоянной эксплуатации. Модель базируется на фундаментальных биологических законах и ресурсосберегающих технологиях, разработанных во ВНИАЛМИ и апробированных в рамках ГК №949/13.

9.2. Агроклиматический прогноз фитомелиоративных работ и определения урожайности пастбищ (на примере Черных земель). разработан агроклиматический прогноз, использованный при реализации Генеральной схемы…, устанавливающий максимальную годовую урожайность (Ymax год) естественных Черноземельских пастбищ и целесообразность проведения фитомелиоративных работ, основанный на метеопоказателях: дефиците влажности воздуха (R) за 2-ю декаду октября предшествующего года, сумме осадков (Ос) холодного периода, продуктивной влаги (Wп) на начало вегетации в метровом слое почвы.

Установлена логистическая зависимость между осадками (Ос) холодного периода (XI-III) и количеством продуктивной влаги (Wп) в метровом слое почвы на начало вегетации (3-я декада марта): . Достоверные результаты фиксируются при Ос=25-120 мм, Wп=8-90 мм. Годовая максимальная урожайность определяется для неурожайных, урожайных и очень урожайных лет по логистической функции и через Wп, , а также как Ymax год= f Wп(Ос). Достоверные результаты получены при урожайности больше 0,1 ц/га.

Предварительная оценка Ymax год проводится по логарифмической зависимости , на основе среднедекадного (2-я дек. октября) дефицита влажности воздуха (R, Мб). Коэффициенты a, b, c, d определены для Нарын-Худука, Утты, Артезиана, Комсомольского. Коэффициент корреляции 0,6-0,73.

Установленные зависимости реализованы в виде графиков, позволяющих оперативно проводить прогнозирование.

уточнить текущий прогноз можно по разработанной шкале потенциальной продуктивности фитоценозов, учитывающей специфику гидротермического режима и особенности развития ботанических групп.

Фитомелиоративные работы не следует проводить при прогнозе продуктивной влаги 31 мм и урожайности 2 ц/га; при 51 мм и урожайности 6,4 ц/га положительные результаты ожидаются при посадке и посеве по микропонижениям; при 83 мм и 10,2 ц/га рекомендуются широкомасштабные работы по реконструкции и восстановлению деградированных пастбищ.

9.3. Повышение продуктивности пастбищ с использованием интродуцированных видов семейства маревых. Актуальность применения кустарников и полукустарников семейства маревых в СЗ Прикаспии определяется их эколого-биологическими возможностями, позволяющими стабилизировать биоразнообразие и фитопродуктивность пастбищ осенне-зимнего использования.

С климатической точки зрения перспективность обуславливается акцепторной ролью – утилизацией избытка тепловых ресурсов, дисбаланс которых в аридных регионах возрастает при опустынивании.

Маревые целесообразно применять как при фитомелиорации биомного типа, так и в составе лесопастбищ. Они позволяют конструировать аэротоп, оптимизировать эколого-ботаническую структуру, улучшая фитогенные показатели, ускоряя сукцессии прогрессивного типа.

Богатое видовое и внутривидовое разнообразие кустарников и полукустарников семейства Chenopodiaceae позволило в результате комплексной всесторонней эколого-биологической оценки выделить лучшие высокопродуктивные виды и образцы: камфоросма Лессинга (Фориш, Харабали- ПТА4), кохия простертая (Элиста ф.песчаная – ПТА; Карнабчуль "Отавный", Мангышлак ф.каменистая, Ачикулак ф.песчаная, Карнабчуль "Сахро", Р-Таджикистан ф.зеленолистная, Карнабчуль ф.каменистая – ЦТА), терескен серый (Элиста – ВТА, Ачикулак – ЦТА), солянка восточная (Мангышлак - ПТА; Алма-Ата №21, №24, №27 - ЦТА), солянка малолистная ф.песчаная (Карнабчуль - ЦТА, Каракуль - ВТА). Для них приводятся биометрические характеристики, продуктивность с учетом доли поедаемых фракций, генеративные показатели, питательность (содержание протеина, клетчатки, кормовых единиц), позволяющих правильно подобрать состав поливидовых сообществ и рационально их использовать (в табл. 7 указаны средние параметры).

7. Хозяйственно-ценные признаки кормовых растений семейства маревых,

используемых для обогащения пастбищ Терско-Кумского междуречья

Показатели

Aellenia subaphylla var.arenaria

Salsola orientalis

Ceratoides papposa

Kochia prostrata

Camphorosma les-singii

Высота растений, см

55-96

20-45

48-86

47-76

43-61

Продолжительность вегетации, дни

170-186

200-202

185-210

202-220

210-214

Сухая надземная фитомасса, г/куст

188,0

91,0

88,4

103,2

146,1

Поедаемая часть, %

83,1

89,4

67,9

86,7

87,3

Облиственность (осень), %

-

57,2

32,3

50,1

46,4

Урожай семян, г/куст

6,1

14,7

7,8

6,7

18,4

Масса 1000 семян, г

11,7

5,7

2,8

1,82

1,1

Периодичность

плодоношения

Плодоносят в благоприятные годы

Плодоносят ежегодно

Содержание кормовых единиц в 1 кг корма

0,49

0,48

0,46

0,39

0,40

Сырой протеин, %

12,2

8,5

9,0

8,2

6,9

Клетчатка, %

28,0

29,7

36,3

33,9

39,4

Рекомендуется  в культуру на ЛМК (п-посадка, с-посев)

Iс, IIс, IIIс

IIсп, IIIсп, IVсп

Iп, IIсп, IIIсп

Iп, IIсп, IIIсп, IVп

IIсп, IIIсп, IVсп

Агротехникой предусматривается создание культур посевом и посадкой видов с учетом лесомелиоративных категорий (ЛМК) и индивидуальных требований. Получение качественных всходов возможно при позднем осеннем или зимнем посеве. Глубина заделки у мелких семян 0,5-1,0 см (кохия, камфоросма), у средних – 1,0-1,5 см (кейреук, терескен), у крупных – 2,0-2,5 см (чогон). Получен положительный опыт создания культур (кохия, камфоросма, кейреук) в ранневесенний период из однолетних сеянцев 12-20 см высотой, с приживаемостью 98-100 %.

Использование видов семейства маревых в рационе животных снижает белковый дефицит в осенне-зимний период. при суточной норме 1 к.е. – 2,1-3,8 кг воздушно-сухой массы с 1 га пастбищ можно получить: 120-220 кг баранины, 13-33 кг шерсти.

9.4. Перспективы обогащения пастбищных экосистем солеустойчивыми фитомелиорантами. Экологически обоснованной формой пастбищной биомелиорации засоленных земель является поверхностное улучшение пастбищ, где сочетаются нераспаханные участки с мелиоративно улучшенными в виде саванных, мелиоративно-кормовых насаждений, кулис. При такой технологии создается аналог естественных растительных сообществ с мозаичностью ленточного типа, где галофиты-биомелиоранты выполняют роль консортов, образуя парцеллы из популяций солянок, полыней и др. видов. Для биомелиорации предпочтительнее использовать виды активного и нейтрального действия на экотоп, популяции имеющие высокую и среднюю степень солеустойчивости, так как они способны занимать доминирующее и субдоминирующее положение в растительных сообществах, повышать их устойчивость, минимально снижая продуктивность (0-40 %) из-за засоления, табл. 8.

8. Шкала солеустойчивости видов

Солеустойчивость

Виды

Происхождение

популяций

Высокая

0,9 % Cl-

Kochia scoparia (А), Kochia prostrata (А), Salsola orientalis (А), Camphorosma lessingii (А), Tamarix ramosissima (Г), Aellenia subaphylla var.arenaria (А), Haloxylon aphyllum * (А)

Казахстан, Мангышлак, Карнабчуль, Нукус, Фо-риш, Ставрополье, Дагестан, Чечня, Калмыкия

Средняя

0,5-0,8 % Cl-

Amaranthus caudatus (А), Eremopyrum orientale (П), Achillea millefolium (П), Alhagi pseudalhagi (П), Ceratoides papposa (А), Kochia prostrata (А), Camphorosma lessingii (А); Artemisia: lerchiana (П), terra-albae (П), santonica (П), marschalliana (П); Tamarix: elongata (Г), laxa (Г), meyeri (Г); Atraphaxis spinosa (А), Salsola dendroides (А), Ulmus pumila * (А)

Обливское, Ставрополь, Карнабчуль, Ачикулак, Калмыкия, Мангышлак, Харабали

Низкая

0,2-0,4 % Cl-

Sorghum saccharatum (П), Medicago romanica (П), Agropyron fragile (П), ), Aellenia subaphylla var. typica (А), Ceratoides papposa (А), Tamarix ramosissima (Г), Robinia pseudoacacia * (А), Morus alba *(П), Elaeagnus angustifolia * (Г)

Ставрополь, восточные районы Ставрополья, Дагестан, Чечня, Чарджоу, Харабали, Мангышлак,

*  исследования В.И. Петрова (2000); С.К. Мочалова(1990) ; В.П. Ворониной; А.С. Подгорнова и др. (1991). А- аккумулирующего, П- пассивного, Г –галодисперусного действия на экотоп

при посеве расход семян возрастает на 20-30 % из-за генетической неоднородности популяций галофитов.

Наивысший биомелиоративный эффект достигается при пастбищном стравливании растительности в осенне-зимний период, когда накапливается максимум фитомассы, а вынос чистого хлора с кормами составляет около 50 кг/га/год.

Для практического использования разработана шкала сублетальных уровней засоления для 40 образцов (34 вида) – 27 образцов авторские исследования, в том числе: деревья – 4, кустарники – 11, полукустарники – 14, многолетники – 4, однолетники – 7 и указано их географическое происхождение, где возможен сбор семян или заготовка черенков, табл. 8.

9.5. Ассортимент перспективных растений для пастбищ Северо-Западного Прикаспия в условиях меняющегося климата. Для реализации модели растительных ценозов, устойчивых к биотическому воздействию рекомендуется, установленный в результате экспедиционных обследований, стационарных наблюдений, литературного ана-

лиза (А.В. Семенютина, 1990; Рекомендации …2000, 2002 и др.), богатый ассортимент эврибионтных фитомелиорантов – 110 видов: деревья - 22, кустарники - 18, полукустарники - 18, многолетние травы - 25, однолетние травы - 7, обладающие комплексом хозяйственно-ценных свойств, позволяющие конструировать вертикальные (аэротоп) и пространственные (горизонтальные) структуры фитоценоза лесопастбищ с заранее заданными свойствами. В их состав входят виды из 23 семейств: Fabaceae - 23,6 %, Rosaceae – 16,4 %, Poaceae – 14,6 %, Chenopodiaceae – 12,9 %, Asteraceae – 7,3 %.

Соответствие видов эдафическим характеристикам определялось в применении к лесомелиоративным категориям (ЛМК, по В.И. Петрову, 1985). Для I ЛМК рекомендовано 43 вида, II-III ЛМК - 93-101 вид, IV ЛМК – 86 видов. Экологический принцип подбора реализован и прослеживается по составу жизненных форм, когда в худших условиях (I ЛМК) увеличивается доля кустарников и однолетников, а при улучшении почвенно-эдафических условий (II-IV ЛМК) возрастает доля древесных видов и уменьшается ассортимент однолетних видов.

9.6. Эколого-экономическая оценка лесопастбищного природопользования (на примере Черных земель). Расчет эколого-экономической эффективности лесопастбищных экосистем следует проводить в расчете на 30 летний период эксплуатации и с учетом мелиоративного влияния на соседние территории. При неблагоприятной ценовой политике на животноводческую продукцию, длительное неистощительное природопользование возможно при смешанном выпасе: 60-70 % территории стравливается овцами, 30-40 % КРС, что позволяет оптимизировать экологическую обстановку и вести прибыльное животноводство.

Установлено, что с Черноземельских лесопастбищ можно (30лет/103 га) дополнительно произвести 108 ц шерсти, 663 ц баранины, 1400 ц говядины, что в 3-3,8 раза выше, чем на естественном пастбище. Ежегодная прибыль по проекту на естественных пастбищах 203 руб/га, на лесопастбищах 837 руб/га. Срок окупаемости затрат с учетом чистой прибыли составляет 3 года.

Выводы и Предложения производству

1. За последние 200 лет на территории СЗ Прикаспия отмечалось как минимум 2 вспышки катастрофического опустынивания: в середине 19 века и 1970-80-е годы, вызванные неблагоприятными гидротермическими условиями и усиленные неадаптированной хозяйственной деятельностью.

2. Установлено, что увеличение активности солнца в цикле приводит к повышению температуры атмосферы, уровня Каспия и количеству выпадающих осадков в регионе (с запозданием на 3 солнечных периода 33 года). Прогнозируется (на 30-35 лет) небольшой региональный прирост (10 %) осадков по сравнению 1997-2008 гг., сохранение современных температурных тенденций (+ 0,5-1,0 0С/100 лет), обусловленных совместным (противоположным) действием естественных и антропогенных факторов.

3. на основе лимитирующих факторов впервые разработана методика выявления агроклиматических аномалий аридизации, гумидизации и реализована в виде картосхем, позволяющих по новому оценить агроклиматический потенциал региона (35 млн. га), прогнозировать изменения параметров экосистем и разрабатывать технологии адаптированного природопользования.

4. Установлена территориальная неоднородность увлажнения региона, обусловленная трансформацией ландшафтов и периодическим изменением переноса воз-

душных масс. За вековую историю (1881-1981 гг.) природопользования на 45 % территории сложился флуктуационный режим, на 30 % аридизации, на 25 % гумидизации. Зональное распределение осадков не было нарушено в ходе вековых изменений глобального и регионального климата.

5. Термические ресурсы (осредненные за период солнечной активности) показывают, что с конца 19 в. произошло почти 2-х кратное потепление к 1995 г. за холодный период (-2,5-3,0 0С) и небольшое похолодание в теплый период, весна запаздывает на 8-10 дней (с 1944-1953 гг.) и стала жарче на 1-3,5 0С. Максимум среднегодовых температур фиксируется в конце 19 и 20 в. (соответственно 9,6 -10,1 0С), минимум в 1913-1964 гг.

6. На фоне регионального потепления (0,2-0,4 0С/100 лет) аридность биоклимата (NIA) уменьшается в течение 1881-2003 гг. из-за прироста (25-30 %) годовой суммы осадков. Динамика осадков холодного периода подвержена колебаниям с периодичностью 38-39 лет в пустынной и полупустынной зонах, 75 лет в степной зоне с совпадением минимума в 1940 г. по всем пунктам. Их количество уменьшается при росте температуры теплого периода, осредненного за 10 лет.

7. Диагностировать неблагоприятные климатические периоды целесообразно при использовании коэффициента увлажнения (Ку), где оцениваются показатели сезонных изменений гидрологического года. Слабая форма опустынивания выявляется при Ку больше средней величины 3-4 года подряд, средняя – 5-6 лет, сильная – более 7 лет и минимуме солнечной активности.

8. На территории Черноземельских пастбищ выявлена самая крупная агроклиматическая аномалия аридизации, где сосредоточены опустыненные земли и зафиксирован прирост температуры воздуха выше региональных показателей за счет зимнего (0,5-1,7 0С) и летнего (0,5-1,0 0С) потепления, а также регистрируется аномально низкое количество осадков холодного периода – 47-91 мм. Границы аномалии проходят по отметке осадков холодного периода 70 мм и среднесуточной температуре воздуха 16,8-18,0 0С теплого периода, могут расширяться при Ку=0,28-0,3 в условиях сильной степени опустынивания (1967-1984 гг.).

9. Составлен долгосрочный (20-40 лет) агроклиматический прогноз с учетом территориальной неоднородности увлажнения и тенденцией изменения метеофакторов. Впервые разработана региональная карта-схема потенциальной продуктивности фитоценозов до 2020 и 2040-х гг., указывающая увеличение площадей со средней и сильной степенью аридности (0,3-0,55 Ку 0,55-0,84 NIA) в южной и юго-восточной части региона, расширение ареала со слабой степенью аридности в западных и северо-западных районах, что приводит к сохранению баланса фитомассы агроландшафтов (76,22-70,41·106 т) в пределах СЗ Прикаспия.

10. Проведена мониторинговая (40 лет) оценка состава кормов на Черных землях, потенциальной продуктивности, урожайности пастбищ, свидетельствующие о потере 3-5 %/год фитомассы, уменьшении доли злаков до 4 % при длительной аридизации климата и перевыпасе. Увеличение осадков на 20-30 мм стимулирует естественное зарастание мелких очагов дефляции и развитие прогрессивных сукцессий по полынно-эфемеровому типу. Установлены агроклиматические показатели, лимитирующие продуктивность фитоценозов и выявлены математические зависимости, определяющие максимальную урожайность.

11. Определено 5 фитоценотических критериев и количественные показатели по 4 степеням деградации растительного покрова, позволяющие проводить качественную диагностику и оперативные меры по стабилизации пастбищ. Изучены особенности деградации пастбищ и сукцессионные изменения, свидетельствующие о 2-х кратной потере урожайности в каждой следующей степени, ухудшение других показателей.

12. Проведена комплексная биоэкологическая оценка 30-40 летних аридных лесопастбищ региона при различных режимах выпаса и впервые оценено растительное биоразнообразие и состав экологических групп по отношению к выпасаемым животным.

Регламентированный выпас повышает видовое биоразнообразие в 2,5-3 раза, семейственное в 2 раза, оптимизирует трофические связи. Заповедный - благоприятен для «эксклюзивных» (42 %) и лекарственных видов, не выдерживающих копытной нагрузки. При вольном выпасе возрастает доля (23,4 %) рудеральных видов. увеличение аридности биоклимата (NIA 0,55 0,79) при вольном выпасе приводит к уменьшению биоразнообразия в 1,5 раза и возрастанию доли кустарниковых жизненных форм.

13. Преимущество лесопастбищ возрастает от весны к осени и определяется более продолжительным периодом роста. Максимум энергообеспеченности на лесопастбищах фиксируется весной (11,2-18,6 ·103 МДж/га), летом она снижается в 4-6 раз, осенью в 7,5-9 раз, а на пастбищах уменьшается в 18 раз из-за небольшой доли длительновегетирующих и высокопитательных видов. Доминантами и субдоминантами растительного покрова лесопастбищ являются 1-3 вида, устойчивые к воздействию экологических факторов, образующие 29-95 % фитомассы.

14. Впервые для пастбищных экосистем выявлено 4 типа распределения фитомассы в аэротопе: приземный, центральный, верховой, бипиковый, определяющие продуктивность и биоразнообразие сообщества за счет индивидуальных особенностей и оптимизации абиотической среды аэротопа. Предложен новый способ биологической реконструкции деградированных пастбищ путем целенаправленного уплотнения фитообъема за счет видов с другим типом распределения фитомассы.

15. Проведен многофакторный зоотехнический анализ кормовых ресурсов лесопастбищ региона и впервые выявлены особенности накопления питательных, макро- и микроэлементов в фитоценозах лесопастбищных экосистем, на аккумуляцию которых влияют экологические условия, состав хозяйственно-ботанических групп растений. По энергообеспеченности виды дифференцируются на мало- (до 7 МДж/кг – 50 % видов), средне- (до 10 МДж/кг – 30 %), высококалорийные (10-16 МДж/кг – 20 %). Расширить ассортимент высококалорийных видов возможно при использовании интродуцированных видов семейства маревых.

16. Теоретически и экспериментально обосновано введение длительновегетирующих (200-220 дней) интродуцентов семейства маревых в состав пастбищных экосистем, уменьшающих эмиссию тепла в биосферу (на 30-40%). В условиях Терско-Кумского междуречья впервые испытаны солянки (восточная, малолистная, Палецкого) и образцы различного географического происхождения солянки Рихтера, камфоросмы Лессинга, кохии простертой. Выделено 17 перспективных эврибионтных таксонов с адаптационным индексом (АИ=40-75), имеющих сбалансированный водный режим, универсальные глубокопроникающие корневые системы, высокую биопродуктивность, качественные семена на уровне северной границы естественного ареала. Солянки

(АИ=40-55) дифференцируются на аут- и дэмэкологическом уровне в отношении морозоустойчивости при -21-27 0С и требуют более тщательного отбора.

17. Впервые установлены особенности трансформации пастбищных экосистем под влиянием галофитов. Среди них выделены 3 группы (аккумулирующие, пассивные, галодисперусные) по характеру влияния на экотоп, различно проявляющиеся в аккумуляции и перераспределении солей по почвенному профилю.

18. На засоленных пастбищах выявлено 4 степени деградации растительного покрова, отличающиеся по уровню засоления эдафотопа, структуре фитоценоза, биоразнообразию, продуктивности. Энергообеспеченность пастбищ снижается от весны (8,3-11,4 МДж/кг) к осени (3,7-6,6 МДж/кг) и уменьшается на сильнодеградированных угодьях в 2-3 раза, до 4185-8465 МДж/га из-за депрессивного состояния растений, которое диагностируется по потере накопления питательных веществ в 1,9-2,5 раза и аккумуляцией нитратов до 12 ПДК.

19. Проведена комплексная оценка влияния хлоридного засоления на виды аккумулирующего и галодисперусного влияния на экотоп. Галофиты не испытывают негативных физиологических и продукционных изменений до 0,2 % Cl-, повышают засухоустойчивость. Для 34 видов (27 авторские исследования) установлен сублетальный уровень засоления.

20. Для эффективного и рационального использования опустыненных территорий рекомендуется создавать лесопастбищные экосистемы с учетом модели многоярусного растительного ценоза, позволяющего контролировать состояние пастбищных территорий и рацион животного, как на этапе её формирования (с учетом мозаичности, ярусности, состава эколого-ботанических групп, целенаправленного уплотнения аэротопа и д.р.), так и в режиме постоянной эксплуатации. Модель базируется на фундаментальных биологических законах и ресурсосберегающих технологиях ВНИАЛМИ, учитывается агроклиматический прогноз проведения фитомелиоративных работ.

21. При фитомелиорации целесообразно использовать виды, позволяющие конструировать аэротоп, мозаичную и эколого-ботаническую структуру. Рекомендовано 110 видов (22-деревья, 18 – кустарники, 18 – полукустарники, 32 – травы), в том числе для I ЛМК -43 вида, II-III ЛМК – 93-101, IV ЛМК -86. В их состав включены высокопродуктивные интродуценты семейства Chenopodiaceae: камфоросма Лессинга (Фориш, Харабали- ПТА5), кохия простертая (Элиста ф.песчаная – ПТА; Карнабчуль "Отавный", Мангышлак ф.каменистая, Ачикулак ф.песчаная, Карнабчуль "Сахро", Р-Таджикистан ф.зеленолистная, Карнабчуль ф.каменистая – ЦТА), терескен серый (Элиста – ВТА, Ачикулак – ЦТА), солянка восточная (Мангышлак - ПТА; Алма-Ата №21, №24, №27 - ЦТА), солянка малолистная ф.песчаная (Карнабчуль - ЦТА, Каракуль - ВТА).

22. Для биомелиорации засоленных земель эффективнее применять растения аккумулирующего типа, снижающие засоление почвы на 8-10 % - и пассивные фитомелиоранты, не влияющие на миграцию солей, с высокой (0,9 % Cl-) и средней (0,5-0,8 % Cl-) солеустойчивостью.

23. При определении суточного рациона животных рекомендуется использовать фитоценотическую обеспеченность пастбищных угодий с учетом дефицита фосфора (20-50 %) и каротина (20-60 %).

24. Лесопастбищные угодья можно эксплуатировать 30-40 лет, сохраняя неистощительное природопользование, добиваясь при смешанном выпасе повышения животноводческой продукции в 3-4 раза. Они выполняют роль экологического каркаса, стабилизируя биотопические параметры внутри системы и за её пределами.

25. Фитомелиоративные работы целесообразно сосредоточить в наиболее благоприятных лесомелиоративных условиях, чтобы предотвратить эмиссию тепла на территории, напрямую не подвергнутых опустыниванию. Посев и использование мезофитных видов не рекомендуется при неблагоприятном прогнозе увлажнения, в периоды минимальной солнечной активности. Шире привлекать к фитомелиорации эврибионтные, засухо-солеустойчивые виды, применяя ресурсосберегающие технологии.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Воронина, В.П. Фитогенное влияние галофитов на агроэкосистемы / В.П. Воронина, Е.А. Литвинов, С.И. Калмыков// Вестник Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова.- 2006.- №3.- С. 8-12.

2. Петров, В.И. Биоразнообразие и энергетическая оценка лесопастбищных экосистем северо-западного Прикаспия/ В.И. Петров, В.П. Воронина// Вестник РАСХН.- 2006.- №5.-С. 30-33.

3. Петров, В.И. Фитоструктура аэротопа пастбищных экосистем северо-западного Прикаспия/ В.И. Петров, В.П. Воронина// Доклады РАСХН.- 2007.- №1.- С. 22-25.

4. Петров, В.И. Лесопастбищные экосистемы северо-западного Прикаспия/ В.И. Петров, В.П. Воронина// Лесной вестник.- 2008.-№2.- С. 30-35.

5. Воронина, В.П. Биоэкологическая оценка аридных лесопастбищ/ В.П. Воронина, Е.А. Литвинов, С.И. Калмыков// Вестник Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова.- 2008.-№3.- С. 13-17.

6. Петров, В.И. Деградация растительного покрова северо-западного Прикаспия/ В.И. Петров, В.П. Воронина// Доклады РАСХН.- 2008.- №4.- С. 24-26.

7. Воронина, В.П. Природные кормовые ресурсы Черных земель/ В.П. Воронина, Е.А. Литвинов, С.И. Калмыков// Вестник Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова.- 2008.- №6.- С. 16-22.

8. Воронина, В.П. Выявление и картографирование агроклиматических аномалий в Северо-Западном Прикаспии/ В.П. Воронина, Е.А. Литвинов, С.И. Калмыков// Вестник Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова.- 2009.-№2.- С. 11-18.

9. Воронина, В.П. Особенности развития кормовых полукустарников семейства маревых в условиях Терско-Кумского междуречья/ В.П. Воронина// Роль молодых ученых и специалистов в интенсификации сельскохозяйственного производства: матер. конф.- Волгоград, 1986.- С.71-73.

10. Воронина, В.П. Особенности роста и развития полукустарников семейства маревых на светло-каштановых почвах Терско-Кумского междуречья/ В.П. Воронина// Лесомелиорация аридных пастбищ: сб. науч. тр. ВНИАЛМИ, Вып. 2 (91).- Волгоград, 1987.- С. 25-33.

11. Воронина, В.П. Перспективы обогащения пастбищ Терско-Кумского междуречья новыми кормовыми растениями/ В.П. Воронина// Матер. Всесоюз. школы молодых ученых и специалистов по современным проблемам защитного лесоразведения и охраны природы (г. Минск, 19-25 октября 1987).- Волгоград, 1987.- С. 167-169.

12. Воронина, В.П. Эколого-физиологические особенности кормовых растений и перспективы их использования на пастбищах Юго-Востока/ В.П. Воронина, А.В. Семенютина// Эколого-географические аспекты особенностей пустынь: матер. конф. - Ашхабад, 1987.- С. 77-78.

13. Воронина, В.П. Влияние хлоридного засоления на устойчивость кормовых растений семейства маревых/ В.П. Воронина// Селекционные основы повышения эффективности защитного лесоразведения в аридной зоне: Бюлл. ВНИАЛМИ, вып. 2 (54). -Волгоград, 1988.- С. 41-44.

14. Воронина, В.П. Перспективы введения кустарников и полукустарников семейства Chenopodiaceae на пастбища Терско-Кумского междуречья/ В.П. Воронина// Молодые ученые - лесному хозяйству: матер. науч.-техн. конф.- М., 1989.- С. 132-134.

15. Семенютина, А.В. Рекомендации по обогащению аридных пастбищ новыми видами кормовых древесных растений/ А.В. Семенютина, Г.У. Адямова, Т.И. Острая, А.А. Долгих, В.П. Воронина.- Волгоград, 1990.- 96 с.

16. Семенютина, А.В. Введение в культуру кормовых кустарников и полукустарников в аридных условиях юго-востока европейской части РСФСР/ А.В. Семенютина, В.П. Воронина, Г.У. Адямова// Интродукция, семеноводство и методы интенсивного размножения деревьев и кустарников, перспективных для защитного лесоразведения: Бюллетень ВНИАЛМИ, вып. 2(57).- Волгоград, 1990.- С. 29-34.

17. Петров, В.И. Усовершенствовать существующие и внедрить лесомелиоративные методы интенсификации земледелия и улучшения пастбищных угодий аридной зоны, обеспечивающие повышение их продуктивности в 1,5-2 раза /В.И. Петров, М.С. Аубекеров, Г.А. Журавлев, В.П. Воронина и др.// Агролесомелиоративные исследования в СССР, Сб. 1986-1990гг., информационный вып.14(70).- Волгоград, 1991.- С. 43-50.

18. Воронина, В.П. Фитоэкологическая оценка Черноземельских пастбищ/ В.П. Воронина// Агроэкологические проблемы Российского Прикаспия: сб. науч. тр. РАСХН, ВНИАЛМИ,- Волгоград.- 1994.- С. 168-177.

19. Воронина, В.П. Кормовые растения лесопастбищ на засоленных землях/ В.П. Воронина// Охрана и использование сельскохозяйственных земель, подверженных засолению: сб. лекц. междунар. учеб. курсов ЮНЕП /ЦМП/ ВНИАЛМИ.- М., 1995.- С. 145-157.

20. Петров, В.И. Агроресурсный потенциал Черных земель и Кизлярских пастбищ. Атлас тематических карт / В.И. Петров, Е.С. Павловский, К.Н. Кулик, В.П. Воронина и др.- Волгоград: ВНИАЛМИ, 1996.- 41 с.

21. Петров, В.И. Концепция адаптивного лесоаграрного природопользования в аридной зоне (на примере российского Прикаспия)/ В.И. Петров, В.П. Воронина, Н.С. Зюзь, К.Н. Кулик, А.С. Манаенков и др.- Волгоград: ВНИАЛМИ, 1996.- 32 с.

22. Пенькова, И.Н. Повышение продуктивного долголетия лесопастбищ российского Прикаспия/ И.Н. Пенькова, В.П. Воронина// Проблемы сохранения биоразнообразия аридных регионов России: междунар. науч.-практ. конф.- Волгоград, 1998.- С. 221-223.

23. Воронина, В.П. Перспективы использования маревых в мелиоративно-кормовых насаждениях Терско-Кумского междуречья/ В.П. Воронина// Итоги и проблемы борьбы с опустыниванием в северо-западном Прикаспии. – Волгоград, 1998.- С. 22-24.

24. Воронина, В.П. Фитоэкологическая оценка пастбищ Прикаспийского региона/ В.П. Воронина// Повышение продуктивности и охрана аридных ландшафтов.- Издат. Московского университета, 1999.- С. 22-24.

25. Пенькова, И.Н. Лесопастбищное природопользование /И.Н. Пенькова, В.П. Воронина, О.В. Пермякова// Повышение продуктивности и охрана аридных ландшафтов. - Издат. Московского университета, 1999.- С. 48-50.

26. Парамонов, В.А. Культивируемые и дикорастущие растения многоцелевого использования/ В.А. Парамонов, В.П. Воронина, И.В. Митрофанова// Проблемы увеличения производства конкурентоспособных пищевых продуктов за счет новых технологий и повышения качества сельскохозяйственного сырья.- Волгоград: Издат. ВолГУ, 1999.- С. 135-138.

27. Воронина, В.П. Интродукция кустарников и полукустарников семейства маревых на пастбища Терско-Кумского междуречья/ В.П. Воронина// Проблемы дендрологии на рубеже XXI века: междунар. конф.- М., 1999.- С. 65-66.

28. Семенютина, А.В. Критерии подбора интродуцированных древесных растений для стабилизации деградированных аридных экосистем /А.В. Семенютина, В.П. Воронина// Проблемы дендрологии на рубеже XXI века: междунар. конф.- М., 1999.- С. 324-325.

29. Петров, В.И. Атлас опустынивания сельскохозяйственных угодий Российского Прикаспия/ В.И. Петров, Е.С. Павловский, К.Н. Кулик, В.П. Воронина, В.Е. Скурко.- Волгоград, 1999.- 38 с.

30. Петров, В.И. Рекомендации по формированию лесопастбищ в аридной зоне /В.И. Петров, К.Н. Кулик, А.Г. Терюков, В.П. Воронина и др.- М.-Волгоград, 2000.- 41 с.

31. Воронина, В.П. Вековая агроклиматическая трансформация ландшафтов Северо-Западного Прикаспия/ В.П. Воронина// Лесомелиорация и адаптивное освоение аридных территорий.- Волгоград, 2000.- С. 22-25.

32. Воронина, В.П. Сохранение биоразнообразия аридных регионов России /В.П. Воронина, В.А. Парамонов, Ю.С. Ионис// Лесомелиорация и адаптивное освоение аридных территорий.- Волгоград, 2000.- С. 129-131.

33. Воронина, В.П. Агроклиматические аномалии в Российском Прикаспии/ В.П. Воронина// Проблемы природопользования и сохранения биоразнообразия в условиях опустынивания.- Волгоград, 2000.- С .5-8.

34. Семенютина, А.В. Повышение биоразнообразия и продуктивности пастбищных экосистем аридной зоны/ А.В. Семенютина, В.П. Воронина// Проблемы природопользования и сохранения биоразнообразия в условиях опустынивания.- Волгоград, 2000.- С. 225-227.

35. Воронина, В.П. Фитоценозные особенности деградированных пастбищ на засоленных землях Северо-Западного Прикаспия/ В.П. Воронина// Проблемы рационального природопользования аридных зон Евразии.- Издат. Московского университета, 2000.- С. 292-293.

36. Воронина, В.П. Разнообразие природных ресурсов маревых и их рациональное использование в СЗ Прикаспии/ В.П. Воронина// Теория и практика лесомелиорации и лесоаграрного освоения аридных территорий: сб. науч. тр. ВНИАЛМИ вып. 1(109), 2001.- С. 197-208.

37. Воронина, В.П. Военный полигон Капустин Яр как перспективный объект исследований уникальных аридных экосистем/ В.П. Воронина// Сб. матер. «Царицынские встречи - 2000».- Волгоград, 2001.- С. 89.

38. Воронина, В.П. Устойчивое развитие и перспективы использования аридных пастбищ Северо-Западного Прикаспия/ В.П. Воронина// Агролесомелиорация: про-

блемы, пути их решения, перспективы: матер. межд. науч.-практ. конф.- Волгоград: ВНИАЛМИ, 2001.- С. 209-211.

39. Семенютина, А.В. Эколого-биологические основы семеноведения маревых в Прикаспии/ А.В. Семенютина, В.П. Воронина// Агролесомелиорация: проблемы, пути их решения, перспективы: матер. межд. науч.-практ. конф.. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2001.- С. 215-216.

40. Воронина, В.П. Потенциал аридных пастбищ Российского Прикаспия в условиях опустынивания/ В.П. Воронина// Проблемы и перспективы совершенствования производства и промышленной переработки сельскохозяйственной продукции: матер. Межд.науч.-практ. конф.- Волгорад.- 2001.- С. 442-449.

41. Воронина, В.П. Агроклиматический потенциал Российского Прикаспия/ В.П. Воронина// Проблемы социально-экономического развития аридных территорий, т.1.-М.: Изд-во «Современные тетради», 2001.- С. 138-144.

42. Воронина, В.П. Представители дикорастущей флоры аридных ценозов - реставраторы пастбищных земель Северо-Западного Прикаспия/ В.П. Воронина, В.А. Парамонов// Проблемы социально-экономического развития аридных территорий, т.2.-М.: Изд-во «Современные тетради», 2001.- С. 212-218.

43. Петров, В.И. Рекомендации по обогащению лесопастбищ растениями многоцелевого назначения /В.И. Петров, В.П. Воронина, К.Н. Кулик и др.- Волгоград, 2002.- 73 с.

44. Воронина, В.П. Биопродуктивность кустарников и полукустарников семейства маревых в условиях Терско-Кумского междуречья/ В.П. Воронина// Адаптивные системы и природоохранные технологии производства с/х продукции в аридных районах Волго-Донской провинции.- М.: Изд-во «Современные тетради», 2003.-С. 99-104.

45. Воронина, В.П. Оценка кормовых достоинств маревых и их роль в кормовом балансе Терско-Кумского междуречья/ В.П. Воронина// Системные технологии продовольственного сырья и пищевых продуктов: матер. Межд. науч.-практ. конфер., М.: Вестник РАСХН, 2003.- С. 335-343.

46. Петров, В.И. Биоразнообразие лесопастбищных экосистем Терско-Кумского междуречья/ В.И. Петров, В.П. Воронина, А.Г. Терюков, С.Н. Сивцева// Видовое разнообразие и динамика развития природных и производственных комплексов Нижней Волги, т.1.-М.: Изд-во «Современные тетради», 2003.- С. 89-95.

47. Воронина, В.П. Фитоценотические особенности лесопастбищных экосистем Северо-Западного Прикаспия/ В.П. Воронина// Основы достижения устойчивого развития с/х: матер. Межд. науч.-практ. конф. - Волгоград, 2004.- С. 43-44.

48. Воронина, В.П. Оценка продуктивности пастбищных фитоценозов Северо-Западного Прикаспия/ В.П. Воронина// Научный вестник/Агрономия. Вып.4, ВГСХА - Волгоград, 2004.- С. 7-11.

49. Воронина, В.П. Климатические изменения и прогноз агроклиматической ситуации на территории северо-западного Прикаспия/ В.П. Воронина// Экологические и социально-экономические аспекты устойчивого развития региона Нижней Волги.- М.: Изд-во «Современные тетради», 2005.- С. 40-55.

50. Воронина, В.П. Солнечная активность и прогноз изменения климата в Северо-западном Прикаспии/ В.П. Воронина// Экология и экономика: матер. кругл. стола: - ВОЛГУ, 2005.- С. 66-71.

51. Терюков, А.Г. Фитомелиорация пастбищ юго-востока Ставропольского края /А.Г. Терюков, В.П. Воронина, С.Н. Сивцева// Эколого-мелиоративные аспекты на-

учно-производственного обеспечения АПК: матер. Межд. науч.-практ. конф.. РАСХН: -. М.: Изд-во «Современные тетради», 2005.- С. 155-158.

52. Воронина, В.П. Фитогенное влияние галофитов на экосистемы /В.П. Воронина, Е.А. Литвинов, С.И. Калмыков//Экологические проблемы АПК: сб. матер. междун. науч.-практ. конф. - Саратов-Ухань-Гавелстон, 2006.- С. 43-50.

53. Экология: учебное пособие для практических занятий, гриф УМО/ Под ред. Е.А. Литвинова, В.П. Ворониной.- «Нива».- Волгоград, 2007.- 258 с.


1 R2 – коэффициент детерминации, Kk- коэффициент корреляции

2 д – деревья; к – кустарники; пк – полукустарники; тр- травы

3 АИ – адаптационный индекс, сумма баллов диагностических показателей по В.И. Некрасову (1980)

4 ПТА - приземный тип аэротопа, ЦТА - центральный тип аэротопа, ВТА - верховой тип аэротопа

5 ПТА - приземный тип аэротопа, ЦТА - центральный, ВТА – верховой.







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.