Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Летом и осенью 2020 года на территории Ростовской области установилась засушливая погода, этот период характеризуется количеством осадков 187,8 мм, сильным восточным ветром до 20 м/с [1]. Это способствовало развитию пыльной бури, по своей силе не уступавшей подобному явлению, зафиксированному еще в 60-е годы прошлого века. Это указывает на активные процессы опустынивания территории степной зоны, и Ростовской области в частности. Оно влечет за собой снижение продуктивности древостоев и ухудшение их состояния, и как следствие – проникновение травянистой растительности под полог насаждений [2]. Ранее нами были проведены общие исследования видового разнообразия и надземной фитомассы подпологового травостоя лесополос [3-5]. Многими авторами ранее изучались состояние и продуктивность лесополос степной зоны [6-8], при этом роль подпологовой растительности не исследовалась.

Цель исследования – изучить роль подпологовой травянистой растительности разной степени продуктивности в формировании полезащитных лесных полос степной зоны на примере Ростовской области.

Материалы и методы исследования

Объектами исследований в 2019-2021 гг. являлись девять пятирядных, чистых по породному составу робиниевых полезащитных лесных полос на территории Тарасовского и Октябрьского (с) районов Ростовской области. Изучаемые типичные лесополосы были отобраны по результатам инвентаризации, проведённой ООО НПЦ «Кадастр» в 2006 году и актуализированной В.В. Танюкевичем в 2012 году [9-11]. Насаждения имели следующие средние показатели: возраст 35 лет, диаметр 10-21 см, высота стволов 8-12 м, ширина насаждений 12-18 м, количество рядов 5, конструкция ажурная. Деревья в пределах лесных полос были расположены неравномерно при полноте 0,6-0,8, баллы жизненного состояния варьировали в пределах от 1,0 до 3,6, древостои здоровые (без признаков ослабления), ослабленные и сильно ослабленные соответственно. Запас робиниевых насаждений изменялся в пределах от 60 до 120 м3/га, класс бонитета III-IV.

Деградация земель влечёт за собой снижение баллов жизненного состояния насаждений, при этом требует дополнительного изучения влияния полноты древостоя и освещённости подпологового пространства на фитопродуктивность травянистой растительности лесных полос.

В опушечной и центральной частях насаждений были заложены 27 учётных площадок c использованием апробированной методики [12], на которых определяли надземную фитомассу в воздушно-сухом состоянии, высоту, видовое разнообразие и основные популяционные показатели (индексы видового сходства Серенсена и доминирования [13]) подпологовой травянистой растительности.

Исследование освещенности подпологового пространства насаждений проводили, используя люксметр «Ю116», при экспозиции 5 минут, в трёхкратной повторности в центральной и опушечных частях робиниевых лесных полос.

Результаты исследования и их обсуждение

Видовое разнообразие и надземная фитомасса травостоя в робиниевых полезащитных лесных полосах на территории Ростовской области представлены в таблице 1.

В результате исследований выявили основные виды подпологовой травянистой растительности, произрастающей в робиниевых лесополосах на территории степной зоны Ростовской области: Koeleria pyramidata L., Festuca pratensis H., Elytrígia repens L., Poa pratensis L., Dactylis glomerata L., Phleum pratense L., Euphorbia esula L., Artemisia vulgaris L., Convolvulus arvensis L. Как видно из таблицы 1, индекс видового сходства Сёренсена составляет 0,22-0,67 (при среднем его значении 0,45). Среднее значение индекса доминирования Elitrigia repens L. 74%, что говорит о его преобладании под пологом робиниевых полезащитных лесных полос степной зоны.

Используя полученные значения надземной фитомассы травянистой растительности, при помощи уравнения Гаусса, уточнили установленные нами ранее [3-5] три степени продуктивности подпологового травостоя полезащитных лесных полос. Результаты приведены в таблице 2.

Таким образом, травянистый покров низкой степени продуктивности формируется при надземной фитомассе не более 254 г/м2, средней – при значении 255-304 г/м2, высокой – более 305 г/м2.

Аридизация климата влияет на полноту насаждений за счёт отпада деревьев. Снижение полноты приводит к увеличению освещённости подпологового пространства, что подтверждается установленной нами зависимостью (1):

Е = –75,298Р + 121,69 при R² = 0,799, (1)

где E – освещённость пространства под пологом лесополос, Лк; P – полнота насаждений.

Графическое решение уравнения (1) представлено на рисунке 1.

Как следует из зависимости (1), при полноте насаждения 0,6 освещённость подпологового пространства составляет 77 Лк, при 0,7 – 69 Лк, при 0,8 – 61 Лк.

В ходе исследований, на основании данных таблицы 1, получили математическую линейную зависимость (2) надземной фитомассы травянистой растительности от освещённости пространства под пологом насаждений:

М = –12,918Е – 622,06 при R² = 0,547, (2)

где M – надземная фитомасса подпологового травостоя робиниевых лесных полос, г/м2.

Графическое решение зависимости (2) представлено на рисунке 2.

Таблица 1

Результаты исследования видового разнообразия и надземной фитомассы подпологового травостоя

Таблица 2

Степени продуктивности подпологового травостоя полезащитных лесных полос

При максимально зафиксированной освещённости подпологового пространства лесополос (80 Лк) надземная фитомасса травянистой растительности составляет 411 г/м2 (что соответствует высокой степени продуктивности). При освещённости 70 Лк надземная фитомасса варьирует в пределах от 255 до 304 г/м2 (средняя степень продуктивности), при наименьшем значении освещённости 60 Лк – 153 г/м2 – низкая степень продуктивности травостоя.

Установили связь между надземной фитомассой подпологовой травянистой растительности и полнотой робиниевых полезащитных лесных полос (3):

М = –1165,5Р + 1082,7 при R² = 0,627 (3)

Графическое решение зависимости (3) представлено на рисунке 3.

Рис. 1. Зависимость освещённости подпологового пространства робиниевых лесных полос от полноты насаждений

Рис. 2. Зависимость надземной фитомассы подпологовой травянистой растительности от освещённости

Рис. 3. Зависимость надземной фитомассы подпологовой травянистой растительности от полноты робиниевых лесных полос

Рис. 4. Зависимость баллов жизненного состояния лесных полос от надземной фитомассы подпологовой травянистой растительности [3-5]

При полноте лесонасаждений 0,6 отмечается надземная фитомасса подпологового травостоя 383 г/м2 (высокая степень продуктивности). При полноте лесополос 0,7 продуктивность травостоя снижается до 266 г/м2 (средняя степень), при наибольшей зафиксированной полноте 0,8 – 150 г/м2 (низкая степень продуктивности). Проникновение травянистой растительности под полог полезащитных лесополос проводит к ухудшению состояния насаждений, которое подтверждается уточненной [3-5] зависимостью (4):

К = 0,0044М + 1,7458 при R² = 0,801, (4)

где K – балл жизненного состояния лесополос.

Графическое решение зависимости (4) приведено на рисунке 4.

При низкой степени продуктивности подпологовой травянистой растительности робиниевые насаждения оцениваются как здоровые, без признаков ослабления, ослабленные (баллы жизненного состояния 1-2,86 соответственно), при средней степени – как ослабленные и сильно ослабленные (2,87-3,1), при высокой степени – сильно ослабленные, усыхающие (3,1-5).

Таким образом, для формирования здоровых, без признаков ослабления полезащитных лесных полос рекомендуется полнота насаждений не менее 0,8, при этом необходимо проводить борьбу с травянистой растительностью путем окашивания, особенно на опушках.

Заключение

В ходе исследований, проводившихся в робиниевых полезащитных лесных полосах на территории Тарасовского и Октябрьского (с) районов Ростовской области в период с 2019 по 2021 год, была выявлена подпологовая травянистая растительность, представленная семействами Gramíneae, Euphorbiaceae, Asteráceae, Convolvuláceae. Преобладающим видом является Elytrigia repens L. Установили три степени продуктивности травостоя: низкая – менее 254 г/м2, при полноте насаждения 0,8, освещённости подпологового пространства 60 Лк, баллах жизненного состояния 1-2,86; средняя – от 255 до 304 г/м2, при полноте 0,7, освещённости 70 Лк, 2,87-3,1 балла; высокая – более 305 г/м2, наблюдается при полноте 0,6, освещённости 80 Лк, балле жизненного состояния выше 3,1.

Для максимальной эффективности агролесомелиорации на территории степной зоны Ростовской области необходимо поддержание полноты полезащитных лесных полос на уровне не менее 0,8, а также окашивание опушек насаждений.