ФГБУН Інститут грунтознавство і агрохімії СО РАН
(Росія, 630090, м Новосибірськ, пр. Академіка Лаврентьєва, 8/2)
Institute of Soil Science and Agrochemistry (ISSA) SB RAS
(Russia, 630090, Novosibirsk, Lavrenteva pr. 8/2)
Дано кількісні характеристики біологічної продуктивності екосистем лісостепу Західного Сибіру. В одних і тих же кліматичних умовах лісостепу розвиваються різні типи екосистем, які мають певну структуру і функціонують в залежності від рослинних угруповань і від топографії. Запаси надземної фітомаси екосистем лісостепу змінюються від 300 до 2200 г / м 2. підземна фитомасса від 1200 до 4200 г / м 2. Чистий первинна продукція змінюється від 500 до 3000 г / м 2 на рік, мінімальна продукція формуються в олиготрофних рямах, максимальна утворюється в мезотрофними і евтрофние болотах.
Given the quantitative characteristics of the biological productivity of ecosystems forest-steppe of Western Siberia. In the same climatic conditions of forest-steppe develop different types of ecosystems that have a specific structure and function depending on vegetation communities and topography. Stocks of aboveground phytomass of forest-steppe ecosystems vary from 300 to 2200 g / m 2. belowground phytomass from 1200 to 4200 g / m 2. Net primary production varies from 500 to 3000 g / m 2 per year, minimum production are formed in oligotrophic ryam, maximum is formed in a eutrophic fen.
Рослинний покрив лісостепу характеризується великою комплексністю. Різноманітність типів екосистем в зоні лісостепу Західного Сибіру дуже велике. Рельєф лісостепу представлений гривами і западинами. Невисокі гриви мають різне спрямування. Межгрівних зниження зазвичай неширокі, в центрі мають невеликі западини, зайняті озерами або болотами. Будь-яке підвищення або пониження рельєфу призводить до розвитку нової екосистеми, а великий розвиток солоних і прісних озер додає ще більшу різноманітність екосистем. Незважаючи на невеликі перепади висоти н.р.м. рослинні угруповання шикуються по катенов принципом від справжніх степів, лугів до низинних боліт. Усюди зустрічаються березові колки, а серед низинних боліт (займищ) можна зустріти верхові оліготрофние болота - справжні рями. Всі екосистеми мають певний запас фітомаси. А структура запасів відображає функціонування цих екосистем [2]. Різноманітність екосистем лісостепу і ставлення різних фракцій фітомаси в цих екосистемах дозволяє простежити не тільки за функціонуванням цих екосистем при заповідному режимі, але і відповісти на питання чи перебуває екосистема під антропогенним навантаженням. При цьому сильно змінюється видовий склад, знижуються запаси дрантя і підстилки [5].
Для лісостепу характерні березові колки, які займають невеликі площі серед лугів, всього близько 10% території. Рослинна співтовариство кілків представлено березняками (Betulapendula) різнотравно-злакових. Висота беріз 15-17 м, діаметр - 20-50 см, щільність - 23 шт. на 100 м 2. Підріст складається з осики (Populustremula) і шипшини (Rosacinnamomea). Трав'яний покрив розріджений, ПП 10-15%. Виявлено 21 вид (3 види злаків, 5 - бобових, 13 - різнотрав'я). У травостої домінує Calamagrostisepigeios (10% ПП). За даними Ж.А. РУПАСОВА, запаси надземної фітомаси березового колка становлять 4801 г / м 2. близько 90% припадає на здеревілі частини. Запаси підземної фітомаси кілочка залишають 1860 р / м 2 [4].
Навколо березового колка знаходиться злаково-разнотравное рослинне співтовариство з домінуванням Peucadanummorisonii. Рослинна співтовариство вузькою смугою, шириною близько 5 м, проходить уздовж кілочка і знаходиться між колком і остепненного лугом. Підріст складається з осики і шипшини висотою 0,7-1,0 м і з ПП 10%. Трав'яний покрив високий - близько 70 см, ПП 40-50%. Травостій включає 19 видів (5 злаків, 2 бобових, 12 різнотрав'я), серед яких абсолютно домінує Peucadanummorisonii (25% ПП). Цей вид з постійністю 80% присутній в фітоценозах коротконожкових лугів Барабой (Brahypodiumpinnatum). З 19 виявлених видів 13 видів з постійністю 60-80% зустрічаються в фітоценозах справжніх суходільних лугів Барабой [1]. Відмінною особливістю перехідної смуги є наявність в травостої степового виду Glycyrrhizauralensis. що може вказувати на деяку засоленість місцеперебування.
Злаково-різнотравні остепненного луг близько кілочка, і тут зустрічається одиничний підріст берези (Betulapendula), висотою 0,7-1 м, і шипшини (Rosacinnamomea). Трав'яний покрив висотою 30-40 см, ПП 80-90% включає 26 видів (5 злаків, 3 осок, 3 бобових, 15 різнотрав'я). У співтоваристві домінують P.morisonii і Glycyrrhizauralensis. Вид P.morisonii зростає зазвичай в лугових степах, остеповані луках і по краях кілків. Дивує дуже висока велика кількість даного виду в остеповані луках. Зазвичай велика кількість цього виду в травостої остеповані лугів Барабой одинично, рідко і не перевищує нижньої ступеня «рясно» за шкалою Друде. З 26 видів, що складають фітоценоз, 54% (14 видів) з постійністю 60-85% присутні в остеповані різнотравно-злакових луках Барабой [1]. Відрізняється фітоценоз від тих же лугів Барабой присутністю типово остеповані видів: Helictotrichondesertorum, Carexduriuscula, C.pediformis, Glycyrrhizauralensis, Thymusmarschallianus. які з'являються в степових спільнотах в самих південних районах Барабой і в Кулунде. У той же час в травостої присутні види суходільних луків, лісових галявин і березових лісів. Структура фітомаси типова для остеповані лугів Сибіру без пасовиську навантаження. Зелена фитомасса становить 186, ганчір'я - 50 і підстилка 537 г / м 2 (рис. 1). На частку P.morisonii припадає 48% живої фітомаси, на частку Calamagrostisepigeios - 10%, Carexduriuscula і Fragariaviridis - 11 і 8%.
Малюнок 1. Структура надземної фітомаси екосистем лісостепу.
Ділянка різнотравно-злакової лугового степу займає великі ділянки і невеликі схили. Трав'яний покрив висотою 50-70 см, ПП 50-70%. Видовий склад і структура домінантів змушують віднести його до луговим степам. Кількість видів тут таке ж, як і на точці остепненного луки - 25. З цієї кількості до злаків відносяться 6 видів, до осока - 1, до бобових - 3, до різнотрав'я - 15. Велико схожість даного фітоценозу з фітоценозів остепненного луки - загальними є 50% видів. Характерні риси даного трав'яного масиву - повсюдне присутність P.morisonii і G.uralensis зберігаються і в фитоценозе лугового степу. Структура фітомаси домінантів звичайна. Одним з домінантів (25% зеленої маси) є P.morisonii. що мешкає в лугових степах, остеповані луках і пріколочних смугах. Другий домінант, Carex korshinskyi (20% від зеленої фітомаси), мешкає на остеповані луках і в степах. А третій домінант (22%) - типово степової вид Stipapennata. Три ці види складають 70% фітомаси. Четвертим видом за вкладом в фітомасу (6%) є Fragariaviridis - представник степів і остеповані лугів. Зелена фитомасса цієї ділянки становить 210 г / м 2. дрантя - 102 г / м 2 і підстилка - 260 г / м 2. всі ці величини лежать в межах, характерних для лугових степів лісостепу (рис. 1). Як і на всіх трав'яному масиві розподіл видів по простору дуже гетерогенно. Тільки Fragariaviridis зустрічається на всіх ділянках.
Між кілками і одиночними березами зустрічаються невеликі засолені ділянки солонцеватой різнотравно-злакової степу. Трав'яний покрив низький - 10-20 см, ПП - 20-30% представлений 24 видами (5 злаків, 1 - осока, 1 - бобові, 17 -разнотравье). Основу травостою складають три типових степових виду: Artemisiafrigida. Leymusramosus і Festucavalesiaca. Фітоценоз характерний для солонцюватих степів: 10 степових, 6 лучно-степових видів, три види засолених грунтів. Решта видів відносяться до луговим, серед яких і P.morisonii. а також до засмічених. Один вид найбільш часто зустрічається в освітлених лісах і заливних луках. Травостій солонцеватой степу складний дуже мозаїчно. Рівномірно по простору розподілені тільки F.valesiaca, L.ramosus і A.frigida. На загальному тлі виділяються плями P.morisonii і C.pediformis. окремими дерновинки розсипані S.pennata, K.cristata і інші види. Структура фітомаси домінантів типова для степу, але з поправкою на велику кількість P.morisonii у всьому масиві. Внесок в зелену фітомасу Artemisiafrigida + A.glauca становить 26%, F.valesiaca - 17%, L.ramosus - 14% і P.morisonii - 14%. На частку цих видів припадає 71% зеленої фітомаси, запас якої характерний для сухих солонцюватих степів - 89 г / м 2. Зберігається досить багато дрантя - 48 г / м 2 і підстилки - 187 г / м 2. що говорить про відсутність випасу.
Для остеповані лугів, солонцюватих і лугових степів в зоні лісостепу були визначені запаси живої та мертвої фітомаси підземних органів [2]. Запаси живий підземної фітомаси для остеповані лугів складають 1680 г / м 2. мертві підземні органи - 870 г / м 2. Запаси живих коренів і кореневищ в лугового степу не перевищують 1420 г / м 2. мертві підземні органи складають 940 г / м 2. запаси живий підземної фітомаси в солонцеватой степу підвищуються до 1720 г / м 2. мертві підземні органи - 1020 г / м 2.
У центрі ряма навколо вторинного озера сформувалася мезотрофний багно з осоково-сфагнових рослинним співтовариством. Багно представляє вузьку смугу, шириною близько 6 м. Домінують в таких мочажін великі осоки і пухівки, як CarexlasiocarpaEhrh., CarexacutaL, Eriophorumvaginatum, з дрібних осок зустрічається Carexlimosa. З різнотрав'я переважають вахта, шабельник, хвощ. Cкрепляет моховий покрив такі дрібні чагарники, як Andromeda polifolia і Oxycoccus palustris. Запаси живий фітомаси менше, ніж в тростинному займище, а продукція досягає 2600 г / м 2 на рік (рис. 2).
Малюнок 2. Запаси фітомаси і чистої первинної продукції в екосистемах лісостепу.
Таким чином, в лісостеповій зоні Західного Сибіру є ряд екосистем: лугові і солончакові степи, остепнені луки, низинні, евтрофние, мезотрофние болота і оліготрофние рями, які функціонують в одних і тих же кліматичних умовах, але мають різні кількісні характеристики біологічної продуктивності. Запаси надземної фітомаси екосистем лісостепу змінюються від 300 до 2200 г / м 2. підземна фитомасса - від 1200 до 4200 г / м 2. Чистий первинна продукція змінюється від 500 до 3000 г / м 2 на рік, мінімальна продукція формується в олиготрофних рямах, максимальна утворюється в мезотрофними і евтрофние болотах.