Влияние агроландшафта на экологическую устойчивость фитоценозов покровного овса и многолетних трав

Биоразнообразие – краеугольный камень современной агрофитоцинологии. На основе его учета прогнозируется экологическая устойчивость сельскохозяйственных ландшафтов. Цель исследования – изучение влияния почв и рельефа конечно-моренного холма, а также возраста фитоценозов на величину коэффициента флористического сходства сообществ овса с подсевом трав (2019 г.) и клеверо-тимофеечного травостоя 1-го года пользования (2020 г.). Мониторинг ботанического состава фитоценозов осуществлялся на трансекте – поле, пересекающем склоны разной экспозиции и почвы разной степени заболоченности, расположенном на агроэкологическом стационаре Всероссийского научно-исследовательского института мелиорированных земель (ВНИИМЗ; Тверская обл., Россия). Учет густоты стояния овса, клевера красного, тимофеевки луговой, сорных видов, а также других параметров среды проводили на 30 систематически расположенных делянках. Показано, что на коэффициент Жаккара влияет лишь несколько видов растений. Рельефные и почвенные особенности агроландшафта, а также возраст растительного сообщества оказывают существенное воздействие на устойчивость и продуктивность агроценоза. Главным фактором, влияющим на изменчивость показателя флористического сходства, является гидроморфизм почв. На всех почвах и склонах наблюдается увеличение показателя коэффициента флористического сходства по мере взросления травостоя. Продуктивность трав в наибольшей степени зависит от характера взаимодействия рельефа и почв: на южном склоне холма отмечен низкий урожай сена (в среднем 5,34 т/га), минимум которого наблюдался на сильно заболоченных почвах (4,92 т/га), на северном склоне урожай сена был выше (в среднем 6,57 т/га), минимум отмечен на средне заболоченных почвах (6,26 т/га). На основе выявленных закономерностей возможна разработка мероприятий по адаптации технологий выращивания многолетних трав к природным условиям хозяйств в режиме адаптивно-ландшафтного кормопроизводства.

1. McGill, B. J. Towards a unification of unified theories of biodiversity / B. J. McGill // Ecology Letters. – 2010. – Vol. 13, № 5. – P. 627–642. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2010.01449.x

2. Ebert, A. W. Plant biodiversity and genetic resources matter! / A. W. Ebert, J. M. M. Engels // Plants. – 2020. – Vol. 9, № 12. – Art. 1706. https://doi.org/10.3390/plants9121706

3. Species dispersal and biodiversity in human-dominated metacommunities / D. W. Shanafelt [et al.] // J. of Theoretical Biology. – 2018. – Vol. 457. – P. 199–210. https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2018.08.041

4. Mirkin, B. M. Which plant communities do exist? / B. M. Mirkin // J. of Vegetation Science. – 1994. – Vol. 5, № 2. – P. 283–284. https://doi.org/10.2307/3236163

5. Миркин, Б. М. Фитоценология: принципы и методы / Б. М. Миркин, Г. С. Розенберг. – М. : Наука, 1978. – 211 с.

6. Сапегин, Л. М. Структура и функционирование луговых экосистем: (экологический мониторинг) / Л. М. Сапегин, Н. М. Дайнеко. – Гомель : Гомел. гос. ун-т, 2002. – 201 с.

7. Козлов, Л. Г. Луговые агроценозы на мелиорированных землях / Л. Г. Козлов, А. И. Михкиев, Е. И. Синькевич. – Л. : Наука, Ленингр. отд-ние, 1982. – 180 с.

8. Иванова, Н. Н. Кормовая и средообразующая роль пастбищных травостоев в условиях осушаемых почв Центрального Нечерноземья / Н. Н. Иванова, А. Д. Капсамун, Н. Н. Амбросимова // Кормопроизводство. – 2019. – № 4. – С. 14–17.

9. The hydrological responses of different land cover types in a re-vegetation catchment area of the Loess Plateau, China / S. Wang [et al.] // Hydrology a. Earth System Sciences Discussions. – 2012. – Vol. 9, № 5. – P. 5809–5835. https://doi.org/10.5194/hessd-9-5809-2012

10. Кирюшин, В. И. Концепция развития земледелия в Нечерноземье / В. И. Кирюшин. – СПб. : Квадро, 2020. – 375 с.

11. Иванов, Д. А. Ландшафтно-адаптивные системы земледелия: (агроэкологические аспекты) / Д. А. Иванов ; под общ. ред. Н. Г. Ковалева. – Тверь : ЧуДо, 2001. – 305 с.

12. Иванов, Д. А. Ландшафтно-мелиоративные системы земледелия: (прикладная агрогеография) / Д. А. Иванов, Н. Г. Ковалев. – Тверь : Изд. А. Н. Кондратьев, 2017. – 310 с.

13. Иванов, Д. А. Изучение динамики продуктивности трав на основе данных многолетнего мониторинга / Д. А. Иванов, О. В. Карасева, М. В. Рублюк // Аграр. наука Евро-Северо-Востока. – 2021. – № 22 (1). – С. 76–84. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.1.76-84

14. Иванов, Д. А. Результаты длительного мониторинга продуктивности многолетних трав в пределах агроландшафта / Д. А. Иванов, О. В. Карасева, М. В. Рублюк // Вестн. рос. с.-х. науки. – 2019. – № 5. – C. 8–11. https://doi.org/10.30850/vrsn/2019/5/8-11

15. Иванов, Д. А. Мониторинг влияния факторов природной среды на урожайность травостоев / Д. А. Иванов, М. В. Рублюк, О. В. Карасева // Кормопроизводство. – 2019. – № 8. – C. 10–14.

16. Работнов, Т. А. Луговедение : учебник / Т. А. Работнов. – 2-е изд. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1984. – 320 с.

17. Маевский, П. Ф. Флора средней полосы европейской части России : учеб. пособие / П. Ф. Маевский. – 10-е изд., испр. и доп. – М. : Т-во науч. изд. КМК, 2006. – 600 с.

18. Ларин, И. В. О методике изучения биологической и хозяйственной продуктивности травянистых сенокосов и пастбищ / И. В. Ларин // Ботаника (исследования) : [сборник] / Белорус. отд-ние Всесоюз. ботан. о-ва. – Минск, 1968. – Вып. 10. – С. 15–24.

19. Thompson, P. L. Ecosystem multifunctionality in metacommunities / P. L. Thompson, A. Gonzalez // Ecology. – 2016. – Vol. 97, № 10. – P. 2867–2879. https://doi.org/10.1002/ecy.1502

20. Multiscale spatial patterns of species diversity and biomass together with their correlations along geographical gradients in subalpine meadows / M. Xu [et al.] // PLoS One. – 2019. – Vol. 14, № 2. – P. e0211560. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0211560

21. Scaling-up biodiversity-ecosystem functioning research / A. Gonzalez [et al.] // Ecology Letters. – 2020. – Vol. 23, № 4. – P. 757–776. https://doi.org/10.1111/ele.13456

22. Thomas, R. Fertile ground? Options for a science-policy platform for land / R. J. Thomas [et al.] // Environmental Science a. Policy. – 2012. – Vol. 16. – P. 122–135. https://doi.org/10.1016/j.envsci.2011.11.002

23. Spatio-temporal dynamics of forage and land cover changes in Karamoja sub-region, Uganda / A. Egeru [et al.] // Pastoralism: Research, Policy a. Practice. – 2014. – Vol. 4, № 1. – Art. 6. https://doi.org/10.1186/2041-7136-4-6

24. Полынов, Б. Б. Избранные труды / Б. Б. Полынов ; отв. ред.: И. В. Тюрин, А. А. Сауков. – М. : Изд-во АН СССР, 1956. – 751 с.

25. Heil, K. Modeling the effects of soil variability, topography, and management on the yield of barley / K. Heil, P. Heinemann, U. Schmidhalter // Frontiers in Environmental Science. – 2018. – Vol. 6. – Art. 146. https://doi.org/10.3389/ fenvs.2018.00146

26. Jiang, P. Effect of soil and topographic properties on crop yield in a north-central corn–soybean cropping system / P. Jiang, K. D. Thelen // Agronomy J. – 2004. – Vol. 96, № 1. – Р. 252–258. https://doi.org/10.2134/agronj2004.0252

27. Тиходеева, М. Ю. Практическая геоботаника: анализ состава растительных сообществ / М. Ю. Тиходеева, В. Х. Лебедева. – СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2015. – 165 c.

28. Понятовская, В. М. Учет обилия и особенности размещения видов в естественных растительных сообществах / В. М. Понятовская // Полевая геоботаника : [в 5 т.] / под общ. ред. Е. М. Лавренко, А. А. Корчагина – М. ; Л., 1964. – Т. 3. – С. 209–299.

29. Создание ландшафтного полигона нового поколения / Д. А. Иванов [и др.] // Земледелие. – 1999. – № 6. – C. 15–16.

30. Плохинский, Н. А. Биометрия : [учеб. пособие] / Н. А. Плохинский. – 2-е изд. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1970. – 367 с.