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.