Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ТРАВЯНИСТАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС (НА ПРИМЕРЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ)

Рябова Д.В. 1
1 Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им. А.К. Кортунова ФГБОУ ВО «Донской ГАУ»
Аридизация климата приводит к снижению полноты лесных полос, увеличению освещённости подпологового пространства насаждений, возрастанию надземной фитомассы травянистой растительности, которая угнетает древостой. Исследовали основные ветрорегулирующие полезащитные робиниевые лесные полосы (10Рб) на территории Тарасовского и Октябрьского (с) районов Ростовской области в 2019-2021 гг. Они состояли из 5 рядов, имели возраст 35 лет, ажурную конструкцию, диаметр 10-21 см, высоту 8-12 м, ширину от 12 до 18 м, класс бонитета III-IV, запас от 60 до 120 м3/га, балл жизненного состояния 1,0-3,6, полноту от 0,6 до 0,8. Подпологовая травянистая растительность степной зоны Ростовской области образована семействами Gramíneae, Euphorbiaceae, Asteráceae, Convolvuláceae. Преобладающим видом травостоя является Elytrigia repens L. Низкая степень продуктивности подпологовой травянистой растительности (254 г/м2 и менее) формируется в здоровых, без признаков ослабления, а также ослабленных робиниевых лесных полосах с полнотой 0,8, освещённостью пространства 60 Лк; средняя (от 255 до 304 г/м2) – в лесополосах ослабленных и сильно ослабленных при полноте 0,7, освещённости 70 Лк; высокая (305 г/м2 и более) – в сильно ослабленных, усыхающих насаждениях с полнотой 0,6 и освещенностью 80 Лк. Для формирования здоровых, без признаков ослабления полезащитных лесных полос, а также увеличения устойчивости их к задернению в условиях степной зоны необходимо поддерживать полноту насаждений не менее 0,8 и проводить окашивание сорной травянистой растительности на опушках.
степная зона
травянистая растительность
живой напочвенный покров
лесные полосы
состояние лесных полос
1. Погода в Ростове-на-Дону. Температура воздуха и осадки. [Электронный ресурс]. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/monitor.php?id=34730&month=11&year= 2020 (дата обращения: 01.02.2022).
2. Павловский Е.С. Уход за лесными полосами. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 248 с.
3. Дубенок Н.Н., Танюкевич В.В., Хмелева Д.В., Доманина О.И., Скрынников Д.С. Живой напочвенный покров робиниевых полезащитных лесополос Ростовской области // Научная жизнь. 2018. № 12. С. 131-137.
4. Хмелева Д.В., Тюрин С.В., Танюкевич Вал.В. Живой напочвенный покров в робиниевых полезащитных лесонасаждениях // Экология и мелиорация агроландшафтов: перспективы и достижения молодых ученых: материалы VII Международной научно-практической конференции молодых ученых. Волгоград, 2019. С. 109-110.
5. Танюкевич В.В., Хмелева Д.В., Носкина А.В., Лянгузов П.М., Танюкевич Вал.В. Продуктивность и видовое разнообразие живого напочвенного покрова робиниевых лесонасаждений Ростовской области // Мелиорация и водное хозяйство: материалы Всероссийской научно-практической конференции с Международным участием, посвященной 130-летию со дня рождения акад. Б.А. Шумакова. Новочеркасск. 2019. Вып. 17. Ч. 2. С. 91-95.
6. Журавлева А.В. Мелиоративная роль и продуктивность полезащитных сосновых лесных полос Среднего Дона: дис. … канд. с.-х. наук. Волгоград, 2017. 153 с.
7. Танюкевич В.В. Мелиоративная роль и продуктивность лесных полос степных агролесоландшафтов (теоретический аспект) // Научная мысль Кавказа. 2011. № 4 (68). С. 85-89.
8. Танюкевич В.В. Мелиоративная роль робиниевых лесных полос степных агролесоландшафтов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2011. № 3. С. 60-66.
9. Танюкевич В.В., Ивонин В.М. Особенности хода роста основных пород лесных полос в Ростовской области // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. 2012. № 2. С. 27-31.
10. Танюкевич В.В. Продуктивность и мелиоративная роль лесных полос степных агролесоландшафтов: монография. Новочеркасск: Лик, 2012. 175 с.
11. Танюкевич В.В. Мелиоративная роль фитомассы лесных полос степных агроландшафтов Среднего и Нижнего Дона: дис. … докт. с.-х. наук. Волгоград, 2015. 335 с.
12. Ивонин В.М., Пеньковский Н.Д. Лесомелиорация ландшафтов: научные исследования: учебное пособие. Ростов-на-Дону. Изд-во СКНЦ ВШ, 2003. 150 с.
13. Засоба В.В., Воскобойникова И.В., Куринская Н.В. Экология: практикум для студ. спец. 250201 – «Лесное хозяйство» и 250203 – «Садово-парковое и ландшафтное строительство». Новочеркасск: Новочерк. гос. мелиор. акад., 2007. 83 с.

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

Инв. №

лесо-полосы

№ учётной площадки

Расположение учётной площадки

Преобладающие

виды травостоя

Количество встречающихся экземпляров, шт.

Высота травостоя, см

Надземная фитомасса травостоя, г/м2

Значения индексов

Освещенность подпологового пространства, Лк

Полнота насаждения

Баллы жизненного состояния

видового сходства

Сёренсена (K)

доминирования (Di)

Тарасовский район

17

1

Опушка

Koeleria pyramidata L.

Poa pratensis L.

Festuca pratensis H.

Elytrígia repens L.

68

130

53

201

17

27

32

70

410

0,22

15

29

12

44

34

66

30

20

51

75

0,6

3,6

2

Центр

Koeleria pyramidata L.

Elytrígia repens L.

105

208

18

50

302

70

3

Опушка

Poa pratensis L.

Festuca pratensis H.

Elytrígia repens L.

118

78

202

32

27

80

390

80

22

4

Опушка

Koeleria pyramidata L.

Poa pratensis L.

Elytrígia repens L.

82

116

107

15

25

40

310

0,6

21

29

27

19

24

57

31

14

10

42

70

0,8

2,8

5

Центр

Koeleria pyramidata L.

Poa pratensis L.

Elytrígia repens L.

49

62

150

17

30

40

270

60

6

Опушка

Koeleria pyramidata L.

Poa pratensis L.

Festuca pratensis H.

Elytrígia repens L.

61

150

69

203

18

28

32

50

420

75

25

7

Опушка

Koeleria pyramidata L.

Elytrígia repens L.

35

170

20

50

120

0,4

17

83

100

15

85

65

0,8

2,3

8

Центр

Elytrígia repens L.

85

40

70

60

9

Опушка

Koeleria pyramidata L.

Elytrígia repens L.

28

160

20

50

105

70

Октябрьский (с) район

105

10

Опушка

Dactylis glomerata L.

Phleum pratense L.

Poa pratensis L.

Elytrígia repens L.

107

88

105

119

60

60

30

50

394

0,4

26

21

25

28

35

22

43

35

25

40

75

0,7

3,8

11

Центр

Dactylis glomerata L.

Phleum pratense L.

Elytrígia repens L.

105

66

131

60

50

50

346

70

12

Опушка

Dactylis glomerata L.

Poa pratensis L.

Elytrígia repens L.

167

118

186

55

30

55

410

75

111

13

Опушка

Dactylis glomerata L.

Phleum pratense L.

Poa pratensis L.

Elytrígia repens L.

99

79

105

115

65

60

25

50

320

0,25

25

20

26

29

29

71

34

66

75

0,7

3,1

14

Центр

Dactylis glomerata L.

Elytrígia repens L.

76

185

55

60

290

75

15

Опушка

Poa pratensis L.

Elytrígia repens L.

105

206

30

17

330

70

148

16

Опушка

Elytrígia repens L.

125

25

105

0,5

100

100

33

67

60

0,8

2,3

17

Центр

Elytrígia repens L.

110

20

90

60

18

Опушка

Dactylis glomerata L.

Elytrígia repens L.

45

93

25

30

130

70

23

19

Опушка

Elitrigia repens L.

400

60

325

0,67

100

100

100

70

0,7

2,6

20

Центр

215

50

173

60

21

Опушка

330

60

270

65

27

22

Опушка

Elitrigia repens L.

Artemisia vulgaris L.

Euphorbia esula L.

250

4

3

50

80

50

385

0,4

97

2

1

100

100

75

0,6

2,8

23

Центр

Elitrigia repens L.

230

60

180

60

24

Опушка

250

60

210

80

31

25

Опушка

Elitrigia repens L.

Convolvulus arvensis L.

430

6

60

60

502

0,57

99

1

97

3

98

1

1

80

0,6

3,4

26

Центр

Elitrigia repens L.

Convolvulus arvensis L.

160

5

70

60

230

60

27

Опушка

Elitrigia repens L.

Convolvulus arvensis L.

Artemisia vulgaris L.

350

5

4

80

50

80

467

80

Таблица 2

Степени продуктивности подпологового травостоя полезащитных лесных полос

Степени продуктивности подпологового травостоя полезащитных лесных полос

Значение надземной фитомассы подпологового травостоя, г/м2

Высокая

305 и более

Средняя

255 – 304

Низкая

254 и менее

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.

missing image file

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

missing image file

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

missing image file

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

missing image file

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.


Библиографическая ссылка

Рябова Д.В. ТРАВЯНИСТАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛОС (НА ПРИМЕРЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ) // Успехи современного естествознания. – 2022. – № 2. – С. 20-27;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37773 (дата обращения: 25.06.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074