ORGANIZATION OF THE ECOLOGICAL NETWORK OF AGROLANDSCAPE OF THE EDUCATIONAL-SCIENTIFIC-INDUSTRIAL COMPLEX OF DON STATE AGRARIAN UNIVERSITY «DONSKOE»

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СЕТИ АГРОЛАНДШАФТА УНПК ДОНГАУ «ДОНСКОЕ»

Научная статья

Кумачева В.Д.*

ORCID: 0000-0001-6921-7118,

Донской Государственный аграрный университет, Персиановский, Россия

* Корреспондирующий автор (valya_kumacheva[at]mail.ru)

Аннотация

Исследования агроландшафта УНПК ДонГАУ показали, что на его территории существует возможность формирования экологической сети. На территории агроландшафта УНПК ДонГАУ присутствуют все ее элементы: центры выживания – памятники природы, луговые системы, лесные массивы, балки общей площадью в 801,4 га – это основные элементы экологического каркаса, равномерно распределенные по площади. Связующими элементами, объединяющими экологический каркас в единую экологическую сеть, являются в основном полезащитные и прибалочные лесные полосы. Их общая площадь 229 гектаров. Система полезащитных лесных и прибалочных лесных полос УНПК ДонГАУ распространяется на всю его территорию и поэтому является главным фактором связи между элементами каркаса. Защитные лесные полосы, как линейные структуры, выступают как экологические коридоры, обеспечивающие связь между экоцентрами, при формировании экологической сети.

Ключевые слова: агроландшафт, экологическая сеть, экологический каркас, экологические коридоры, экоцентры.

ORGANIZATION OF THE ECOLOGICAL NETWORK OF AGROLANDSCAPE OF THE EDUCATIONALSCIENTIFIC-INDUSTRIAL COMPLEX OF DON STATE AGRARIAN UNIVERSITY «DONSKOE»

Research article

Kumacheva V.D.*

ORCID: 0000-0001-6921-7118,

Don State Agrarian University, Persianovskij town, Russia

* Corresponding author (valya_kumacheva[at]mail.ru)

Abstract

Studies of the agricultural landscape of the educational-scientific-industrial complex of Don State Agrarian University have shown that there is a possibility of forming an ecological network on its territory. All its elements are present on the territory of its agricultural landscape: survival centers – natural monuments, meadow systems, woodlands, gullies with a total area of 801.4 hectares – these are the main elements of the ecological framework, evenly distributed over the area. The connecting elements that unite the ecological framework into a single ecological network are mainly field-protective and ravine forest belts. Their total area is 229 hectares. The system of field-protective and ravine forest belts of the complex extends to its entire territory and therefore is the main factor of communication between the elements of the frame. Protective ravine belts, as linear structures, act as ecological corridors that provide communication between eco-centers, when forming an ecological network.

Keywords: agrarian landscape, ecological network, ecological framework, ecological corridors, eco-centers.

Введение

Проблема сохранения сокращающегося биоразнообразия на нашей планете неразрывно связано с охраной исчезающих видов животных и растений на территориях их естественного обитания. При этом поддержание исторически сложившихся круговоротов веществ и энергии на этих территориях возможно только при выделении достаточных площадей целинных экосистем. Управление биоресурсами, оценка и прогнозирование изменений на таких территориях невозможно без многолетних режимных исследований регуляционных процессов в биогеоценозах. Такие исследования необходимо приурочить к эталонным объектам, выделенным в пределах охраняемых территорий [5, С.2].

Биологическое и ландшафтное разнообразие зависит от числа биологических центров и биологических коридоров в ландшафте [1, С.138].

Экологические сети – это системы функционально взаимосвязанных экологических компонентов, предназначенных для сохранения естественных экологических систем биологического и ландшафтного разнообразия, а также обеспечения непрерывности [3, С.4].

Помимо территории заповедников участки естественных степей сохранились в основном по овражно-балочной сети и именно эта сеть может быть элементом экологического каркаса для сохранения степного биоразнообразия средней полосы России [6, С.283].

Фрагментированные массивы дубовых лесов юга России представляют определенную природоохранную ценность. Для сохранения видового и ландшафтного разнообразия Северного Кавказа в условиях быстрого освоения этого региона необходимо уже сейчас включать данные сообщества в сеть охраняемых территорий [2, С.96].

Радикальным путем улучшения экологической ситуации, следует считать не только увеличение площадей молодых лесных древостоев, необходимо переориентировать ведение лесного хозяйства на достижение нормальной возрастной структуры лесов, а в пределах экологической сети – установление возраста их экологической спелости, что обеспечит максимальный эколого-экономический эффект [7, С.290].

В процессе создания Всеевропейской экологической сети решаются такие задания: сохранение всего комплекса экосистем, сред существования, видов и их генетического разнообразия, а также ландшафтов европейского значения; обеспечение достаточной «пространственности» природных сред для сохранения видов; создание условий для расселения видов; обеспечение возобновления компонентов ключевых экосистем, которые подверглись разрушению; защита систем от потенциальных негативных факторов [10, С.3].

Цель работы – изучить особенности фитоценозов степных экосистем и определить возможность формирования экологической сети агроландшафта для сохранения биологического и ландшафтного разнообразия.

Для оценки возможности организации экологической сети были определены элементы экологического каркаса на территории УНПК ДонГАУ Октябрьского района Ростовской области, то есть ключевые территории, (занятые природными сообществами, способными к саморегуляции): памятник природы «Персиановская степь», балка Хорули, памятник природы «Дубрава имени В.В. Докучаева», луговая система Мокрой Кадамовки, балка Сухая Кадамовка,а также лесные полосы – транзитные территории, которые осуществляют необходимую связь между ключевыми территориями.

«Персиановская степь» имеет статус памятника природы областного значения, который является примером сохранения естественной целинной растительности в центре агроландшафта с интенсивным сельскохозяйственным производством. Представляет собой участок целинной степи площадью около 66 га, не подвергавшийся распашке (большая часть – целина, лишь небольшой участок по восточной границе – залежь).

Балка Хорули представляет собой участок естественной степной растительности среди распаханных территорий и относится к типчаково-ковыльной степи. Она имеет южную и северную ветви и испытывает высокую пастбищную нагрузку. Площадь составляет 180 га.

Памятник природы «Дубрава имени В.В. Докучаева» примыкает к «Персиановской степи» и представляет собой 18,1 гектара рукотворного леса, в котором растут десятки видов деревьев, кустарников и других представителей растительного мира. Дубрава представляет собой древесно-кустарниковое насаждение, возрастом около 70 лет.

Луговая система Мокрой Кадамовки – самый крупный монолитный участок естественной растительности, расположенный на восточной границе агроландшафта. Общая площадь 486 га.

Балка Сухая Кадамовка располагается узкой полосой по южной границе хозяйства на протяжении 3 км. Общая площадь 75 га. С обеих сторон окаймлена прибалочными древесно-кустарниковыми насаждениями. Верхняя часть балки используется как сенокосы.

Полезащитные лесные полосы двух ориентаций – север-юг, запад-восток, составляют 182 га.

Восстановление экологических связей позволит включить локальную экосеть в региональную экологическую сеть. А реализация концепции локальной экологической сети позволит решить природоохранные задачи местного масштаба: повышение экологической устойчивости агроэкосистем; сохранение участков с зональным биоразнообразием в условиях урбанизированной территории

Методика исследований

Исследования проводились в 2020-21 гг. Периодичность наблюдений – один раз в месяц, продолжительность с мая по август. На площадках исследования описывался флористический состав цветковых растений. Для характеристики количественных соотношений между видами в фитоценозе определяли долевое участие экземпляров каждого вида (в %) [9, С.322].

Результаты исследований

Памятник природы «Персиановская степь» сохраняет черты растительности исходных степей Приазовья, которые в настоящее время почти полностью распаханы. По растительности (видовому составу, структуре и особенностям развития травостоя) памятник природы относится к особому, ксерофитному, варианту приазовских степей. Он находится в подзоне типчаково – ковыльной степи [4, С.8].

По составу и структуре травостоя различные участки «Персиановской степи» отличаются друг от друга. Степь ценотически неоднородна. Это позволило выделить несколько самостоятельных фитоценотических элементов – различного типа ассоциаций (типчаково-ковыльную степь, ковыльно-разнотравную степь, кустарниковую степь и луговую степь).

В целом видовой состав цветковых растений характеризуется как богатый, насыщенный представителями различных семейств и экологических групп, с явным преобладанием среди травянистой растительности всех экотипов представителей семейств Poaceae, Asteraceae, Fabaceae, Lamiaceae (таблица 1).

Таблица 1 – Флористический состав объектов исследования

Семейство, вид	Долевое участие по количеству экземпляров (%)
	Персиановская степь	Балка Хорули	Луг Мокрой Кадамовки	Луг Сухой Кадамовки	Дубрава	Лесные полосы
Poaceae	41,2	32,1	46,6	42,9	3,4	6,9
Asteraceae	16,9	24,1	22,0	23,3	2,2	6,4
Fabaceae	13,2	4,7	10,2	8,6	6,8	30,6
Lamiaceae	15,3	16,8	-	13,7	-	-
Rubiaceae	4,9	3,2	-	-	0,2	3,4
Plantaginaceae	1,6	2,2	-	1,8	-	-
Scrophulariaceae	2,8	1,0	2,2	2,0	-	-
Euphorbiaceae	1,8	2,0	2,3	2,4	1,2	1,4
Convolvulaceaе	1,4	3,0	1,4	-	0,6	1,6
Ranunculaceae	0,4	-	2,2	0,6	0,1	0,6
Brassicaceae	0,4	2,4	-	-	0,2	3,8
Rosaceae	0,1	-	2,0		3,8	15,6

Окончание таблицы 1 – Флористический состав объектов исследования

Семейство, вид	Долевое участие по количеству экземпляров (%)
	Персиановская степь	Балка Хорули	Луг Мокрой Кадамовки	Луг Сухой Кадамовки	Дубрава	Лесные полосы
Polygonaceae	-	6,9	4,4	1,3	2,1	1,4
Boraginaceae	-	1,4	-	0,8	-	-
Сем. Apiaceae	-	0,2	-	1,4	-	-
Hypericaceae	-	-	-	0,6	-	-
Plumbaginaceae	-	-	-	0,6	-	-
Cyperaceae	-	-	6,7	-	-	-
Fagaceae	-	-	-	-	54,0	0,8
Oleaceae	-	-	-	-	19,6	9,7
Aceraceae	-	-	-	-	4,6	5,4
Caprifoliаceae	-	-	-	-	1,2	2,6
Salicaceae	-	-	-	-	-	1,9
Ulmaceae	-	-	-	-	-	1,6
Elaeagnaceae	-	-	-	-	-	2,1
Anacardiaceae	-	-	-	-	-	1,8
Grossulariaceae	-	-	-	-	-	2,4

В травостое «Персиановской степи» сохраняется разнообразие, характерное для целинной степной растительности, но мы наблюдаем мезофитизацию растительного покрова, вызванную процессом олуговения Elytrigiarepens и Bromopsisriparia, выходят на доминирующие позиции среди злаков. С развитием процесса олуговения мы теряем степные экосистемы, популяции редких степных видов при этом сокращаются.

Балка Хорули представляет большой массив травянистой степной растительности, располагающейся по склонам северной и южной экспозиции. Преобладают ассоциации обеднённой и бедной разнотравной дерновинно-злаковой степи. По дну балки и лощинам – заросли терновника. Видовой состав травянистых растений богатый, преобладают типичные степные растения. Общее число видов цветковых растений более 110.

При экологической оценке флористического состава балки выявлено, что преобладают ксерофиты – 72% (Stipapennatа, Festucavalesiaca, Koeleriaglauca, Xeranthemumannuum и другие), ксеромезофиты и мезоксерофиты составляют 22% (Achilleanobilis, Stachysrecta, Phlomispungens), мезофиты – 6% (Elytrigiarepens и Elytrigiaintermedia).

Исследование динамики видового состава и продуктивности растительности балки показало, что за десятилетия произошло изменение видов в сторону доминирования ксерофитов, что привело к снижению, в сравнении с эталоном, надземной биомассы. Продолжительное использование под выпас, и прогон крупного рогатого скота способствовало заселению сбитых участков сорными и ядовитыми видами, среди которых много однолетников.

До настоящего времени экологическая система балки сохраняет признаки устойчивости, но следует отметить внедрение в травостой сорных многолетних и однолетних видов. Несмотря на то, что балка испытывает высокую пастбищную нагрузку, которая оказывает большое влияние на ее флористический состав, она еще не утратила своих средостабилизирующих и природоохранных свойств.

Дубрава имени В.В. Докучаева формировалась как насаждение древесной растительности, в основном дуба, в верховьях балки Хорули с целью предотвращения водной эрозии. Позднее выпады дуба замещались высадкой ясеня зелёного, ниже по склону произведён высев лжеакации белой и высадка смешанных насаждений дуба, ясеня, жимолости татарской, клёна татарского, тёрна. Общая площадь 18,1 га. За годы исследования в дубраве выявлено 12 видов деревьев, кустарников – 18 и травянистых растений – 26.

Доминирует семейство Fagaceae, на втором месте выступает семейство Oleaceae. Господствующее положение занимает Quercusrobur и составляет 53,3 % за годы исследования.

Охраняемые лесные памятники природы имеют глобальное значение как своеобразные эталоны природы в степной зоне нашей страны.

Преобладающая часть лесных полос в районе исследования имеет ширину 9-12 м. наименьшая встречающаяся ширина – 3 м, наибольшая 14 м.

Ведущими семействами являются семейство Fabaceae, Rosaceae, Oleaceae. Доминирующим видом выступает робиния Robiniapseudoacacia – 24,1%, субдоминантами – Armeniacavulgaris – 11,4%, Fraxinuslanceolata – 5,3%.

Главные фрагменты луговой системы Мокрой Кадамовки: луговая растительность поймы реки Мокрая Кадамовка (100 га), степная растительность склонов и балок и искусственные насаждения лжеакации белой по склонам. Весь участок оконтурен по западной границе прибалочными древесно-кустарниковыми насаждениями. Основные типы растительности – луговая и разнотравная дерновинно-злаковая. Разнотравная степь представлена фрагментами всех видов подтипов – богатой, обеднённой и бедной. Общее число видов растений с учётом древесно-кустарниковых и прибрежных -178.

Этот участок непосредственно соединяет агроландшафт учхоза и его экологическую сеть с соседними агроландшафтами в единую систему. Используется в настоящее время в основном для заготовки сена, до 90-х годов ХХ века интенсивно использовался как пастбище.

Луг мокрой Кадамовки относится к лугам среднего увлажнения. Основу фитоценоза составляет семейство Poaceae – 46,6%,значительную долю имеют семейства Asteraceae (22,0%) и Fabaceae (10,2%), что типично для луговых экосистем со слабым антропогенным воздействием. При экологической оценке травостоя следует отметить, что преобладают мезофиты – 52% (Alopecuruspratensis, Dactylisglomerata, Elytrigiarepens, Elytrigiaintermedia, Phleumpratense и другие), ксеромезофиты и мезоксерофиты составляют 42% (Achilleamillefolium, Tanacetumvulgare, Inulagermanica, Medicagofalcate), ксерофиты – 6%.

Большая часть территории балки Сухая Кадамовка представляет собой обеднённую и бедную разнотравную дерновинно-злаковую степь. За время многолетних исследований выявлено 140 видов травянистых растений. Балка незначительно используется для сенокошения, выпас скота в последние 10 лет не производится.

Исследования показали, что доминантами балки являются Festucavalesiaca, Stipalessingiana, Stipapennatа, Koeleriaglauca.

При экологической оценке видового состава балки Сухая Кадамовка выявлено, что преобладают ксерофиты – 82%, ксеромезофиты и мезоксерофиты составляют 14%, мезофиты – 4%.

Одним из структурных элементов формирования устойчивости является экологическая сеть.

Относительно равномерное распределение заповедников и заказников по природно-хозяйственным зонам, существенная площадь сенокосов и пастбищ определяют возможность организации экологической сети Ростовской области, в которой узловыми связующими элементами будут территории заповедников и заказников [8, С.183].

Исследования агроландшафта УНПК ДонГАУ показали, что на его территории существует возможность формирования экологической сети.

 Изучение таких объектов, как памятник природы «Персиановская степь», балка Хорули, памятник природы «Дубрава имени В.В. Докучаева», луговая система Мокрой Кадамовки, а также лесные полосы показало, что они могут являться элементами экологического каркаса и составлять основу для формирования единой экологической сети.

На территории агроландшафта УНПК ДонГАУ присутствуют все ее элементы: центры выживания – памятники природы, луговые системы, лесные массивы, балки общей площадью в 801,4 га – это основные элементы экологического каркаса, равномерно распределенные по площади. Связующими элементами, объединяющими экологический каркас в единую экологическую сеть, являются в основном полезащитные и прибалочные лесные полосы. Их общая площадь 229 гектаров. Они окантовывают все поля севооборотов и соединяются со всеми центрами выживания.

Система полезащитных лесных и прибалочных лесных полос УНПК ДонГАУ распространяется на всю его территорию и поэтому является главным фактором связи между элементами каркаса. Защитные лесные полосы, как линейные структуры, выступают как экологические коридоры, обеспечивающие связь между экоцентрами, при формировании экологической сети. Экокоридоры являются главными составными частями экологической сети, поскольку основным условием выживания большинства видов биоты является возможность миграции, обеспечивающая поиск более оптимальных местообитаний и обмен информацией.

Необычная конфигурация агроландшафта УНПК ДонГАУ, вытянутость с запада на восток на 18 км, удаляют друг от друга основные узлы каркаса. В связи с этим роль экокоридоров ещё более возрастает.

Одной из важных задач мониторинга антропогенно нарушенных степных экосистем является контроль за состоянием степных фитоценозов.

Целью такого мониторинга является контроль за изменением видового биоразнообразия и продуктивности степных экосистем. Объектом мониторинга являются антропогенно нарушенные степные экосистемы. Предмет мониторинга – изменение степени и площади проявления нарушения биоразнообразия.

Оценочными критериями служат состояние видового разнообразия, продуктивности, проективного покрытия и др.

Мониторинг должен включать:

1. Выделение природных территорий степных экосистем с разным уровнем антропогенной нагрузки.
2. Определение возможности соединения степных фитоценозов антропогенно нарушенных степных экосистем, с целью обеспечения стабильности и устойчивого развития.
3. Организация системы площадок для мониторинговых исследований.
4. Проведение ежегодных наблюдений с целью получения информации об их состоянии.

Следовательно, на территории УНПК ДонГАУ предлагается следующая схема мониторинговых площадок природных степных экосистем экологической сети: 1 – «Персиановская степь», 2 – «Дубрава имени В.В. Докучаева», 3, 4 – балка Хорули (северная и южная ветви), 5 – степной участок Сухой Кадамовки, 6 – балка Сухая Кадамовка, 7,8 – луговая система Мокрой Кадамовки (рис. 1).

Рис. 1 – Выделение естественных природных территорий и формирование экологической сети

Заключение

Таким образом, при соблюдении оптимальных параметров лесистости территории, облесенности пашни и сельскохозяйственных угодий возможна организация экологической сети даже при высокой доле пашни, а древесно-кустарниковые насаждения являются основными структурными элементами этой системы.

К памятникам природы регионального значения необходимо отнести балку Хорули, балку Сухая Кадамовка, луговую систему Мокрой Кадамовки расположенные в Октябрьском районе. Они должны служить важными звеньями переходных зон экологической сети.

Конфликт интересов  Не указан.

Conflict of Interest  None declared.