sevinПОВОЛЖСКИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛPovolzhskiy Journal of Ecology1684-73182541-8963Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН; Товарищество научных изданий КМК.10.35885/1684-7318-2020-1-86-98sevin-187Research ArticleСТАТЬИARTICLESФормирование лесных биогеоценозов на нарушенных землях Северного ПрикаспияFormation of Forest Biogeocenoses on Disturbed Lands of the Northern Caspian Regionhttps://orcid.org/0000-0002-7758-1806СиземскаяМ. Л.SizemskayaM. L.

Marina L. Sizemskaya

sizem@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2730-8211ЕлекешеваМ. М.ElekeshevaM. M.

Mira M. Elekesheva

sizem@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0734-5573СапановМ. К.SapanovM. K.

Mamay K. Sapanov

sapanovm@mail.ruИнститут лесоведения РАНРоссияInstitute of Forest Science, Russian Academy of SciencesRussian FederationРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Timiryazev Moscow Agricultural AcademyRussian Federation202023032020018698Copyright © Сиземская М.Л., Елекешева М.М., Сапанов М.К., 20202020Сиземская М.Л., Елекешева М.М., Сапанов М.К.Sizemskaya M.L., Elekesheva M.M., Sapanov M.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sevin.elpub.ru/jour/article/view/187

Анализируются особенности, тренды и скорости развития новых лесных биогеоценозов на антропогеннонарушенных землях, в частности неиспользуемом пруду, созданном на тяжелосуглинистом субстрате в полупустыне Северного Прикаспия. На ранней стадии спонтанного зарастания пруда наибольшее влияние на его развитие оказало наличие источника семян в 300 м – дендрария Джаныбекского стационара Института лесоведения РАН со 120 видами интродуцированных древесных и кустарниковых растений. Первоначально на днище заброшенного пруда внедрились 34 пионерных вида, к 2018 г. сохранилось 29. Выявлено формирование интразональных ивово-лохово-тополевых сообществ квазитугайного типа с сорнотравно-влажно-луговым травостоем. На их развитие оказали влияние замкнутость существования, саморегуляция при довольно нестабильных условиях увлажнения, обусловленных периодическими затоплением талыми снеговыми водами и заболачиванием. Произошла дифференциация верхней части выведенной на поверхность материнской породы. Сформировалась лесная подстилка из слаборазложившихся листьев и веточек деревьев мощностью 1-2 см, запас которой в настоящее время довольно существенный и составляет 0.953±0.196 кг/м2 , а зольность достигает 13.85%. В составе золы абсолютно преобладает Ca, на порядок меньше содержание Mg, Fe, K. Образовался гумусовый горизонт, изменилась глубина вскипания. В целом почти за 40 лет зарастания ранее бесплодный субстрат приобрел черты слаборазвитой почвы, которая характеризуется проявлением гумусовоаккумулятивного процесса, постепенной гумификацией органического вещества и декарбонатизацией материала. Компактные разнообразные по структуре спонтанно возникающие саморазвивающиеся лесные биогеоценозы могут существенно преобразить нарушенные полупустынные территории. Особенности их строения и формирующийся видовой состав позволяют обоснованно подходить также к выбору предпочтительных для озеленения видов.

Features, trends and the rates of formation of new forest biogeocenoses on anthropogenically disturbed lands, in particular, on an unused pond created on heavy loamy soils in the semi-desert of the Northern Caspian region are analyzed. At an early stage of spontaneous pond colonization by vegetation, the maximum influence on its development was exerted by the presence of a seed source 300 meters away – in the Arboretum of the Dzhanybek Research Station of the Institute of Forest Sciences (Russian Academy of Sciences) with 120 species of introduced tree and shrub plants. Initially 34 pioneer species colonized the lower parts of the unused pond, and 29 species survived by 2018. The formation of intrazonal willow-oleaster-poplar communities of a quasitugai type with a grass-wet-meadow association has been revealed. Their development was influenced by geographical isolation, self-regulation under rather unstable moisture conditions caused by occasional flooding by melt snow waters and bogging. A differentiation of the upper part of the soil-forming rock brought to the surface has occurred. The forest leaf litter has been formed from uncut moquette with a thickness of 1–2 cm, reaching currently quite substantial deposits of 0.953±0.196 kg/m2 , with the ash content reaching 13.85%. Ca prevails absolutely in the ash composition; while the amounts of Mg, Fe, and K are significantly lower. A humus horizon has been formed and the soil effervescence depth has changed. In the whole, for almost 40 years of vegetation colonization, the previously infertile substrate has acquired features of an immature soil, which is characterized by manifesttion of humus-accumulative process, gradual humification of organic matter and decarbonization of the material. In general, compact, diverse in structure, spontaneously arising self-developing forest biogeocenoses could significantly transform disturbed semi-desert territories. The peculiarities of their structure and the composition of emerging species make it possible to properly choose species preferred for landscaping.

формирование биогеоценозовнарушенные территорииинтразональные условияквазитугайслаборазвитая почваformation of biogeocenosesdisturbed landsintrazonal conditionsquasitugaiimmature soilРабота выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-04-00246).This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (project No. 18-04-00246).ReferencesАбакумов Е. В. Первичные почвы в природных и антропогенных экосистемах : автореф. дис. … д-ра биол. наук. Тольятти, 2012. 48 с.Abakumov E. V. Pervichnye pochvy v prirodnykh i antropogennykh ekosistemakh [Primary Soils in Natural and Man-made Ecosystems]. Thesis Diss. Dr. Sci. (Biol.). Togliatti, 2012. 48 p. (in Russian).Ахмеденов К. М., Ажахова К. Е. Оценка состояния древесно-кустарниковой растительности степной зоны Западно-Казахстанской области // Наука и образование. 2018. № 2. С. 125 – 133.Akhmedenov K. M., Azhakhova K. E. Assessment of the State of Tree-shrubby Vegetation of the Steppe Zone of the West Kazakhstan Region. Science and Education, 2018, no. 2, pp. 125–133 (in Russian).Димеева Л. А. Закономерности первичных сукцессий Аральского побережья // Аридные экосистемы 2007. Т. 13, № 33 – 34. С. 89 – 99.Dimeyeva L. A. Mechanisms of Primary Successions in the Aral Sea Coast. Aridnye ekosistemy, 2007, vol. 13, no. 33–34, pp. 89–99 (in Russian).Джапова Р. Р. Динамика растительного покрова Ергенинской возвышенности и Прикаспийской низменности в пределах республики Калмыкия : автореф. дис. … д-ра биол. наук. М., 2007. 47 с.Dzhapova R. R. Dinamika rastitel'nogo pokrova Ergeninskoi vozvyshennosti i Prikaspiiskoi nizmennosti v predelakh respubliki Kalmykiia [The Dynamics of the Vegetation Cover of Ergeninsky Highlands and the Caspian Lowland within the Republic of Kalmykia]. Thesis Diss. Dr. Sci. (Biol.). Moscow, 2007. 47 p. (in Russian).Каменецкая И. В. Естественная растительность Джаныбекского стационара // Тр. комплексной научной экспедиции по вопросам полезащитного лесоразведения. 1952. Т. 2, вып. 3. С. 101 – 162.Kamenetskaya I. V. Natural Vegetation at the Dzhanybek Research Station. Trudy Kompleksnoi Nauchnoi Ekspeditsii po Voprosam Polezashchitnogo Lesorazvedeniia, 1952, vol. 2, iss. 3, pp. 101–162 (in Russian).Коровин Е. П. Растительность Средней Азии и Южного Казахстана. Ташкент : Изд-во АН УзССР, 1961. Т. 1. 452 с.Korovin E. P. Rastitel'nost' Srednei Azii i Iuzhnogo Kazakhstana [Vegetation of Central Asia and Southern Kazakhstan]. Tashkent, Izdatel'stvo AN UzSSR, 1961, vol. 1. 452 p. (in Russian).Классификация почв России. М. : Ойкумена, 2000. 235 с.Klassifikatsiia pochv Rossii [Classification of Russian Soils]. Moscow, Oikumena Publ., 2000. 235 p. (in Russian).Никитин С. А. Древесная и кустарниковая растительность пустынь СССР. М. : Наука, 1966. 225 с.Nikitin S. A. Drevesnaia i kustarnikovaia rastitel'nost' pustyn' SSSR [Woody and Shrubby Vegetation of the USSR Deserts]. Moscow, Nauka Publ., 1966. 225 p. (in Russian).Лебедева М. П., Кутовая О. В., Сиземская М. Л., Хохлов С. Ф. Микроморфологическая и микробиологическая диагностика первичного почвообразования на днище искусственного понижения в условиях полупустыни Северного Прикаспия // Почвоведение. 2014. № 11. С. 1332 – 1348.Lebedeva M. P., Kutovaya O. V., Khokhlov S. F., Sizemskaya M. L. Micromorphological and Microbiological Diagnostics of Initial Pedogenesis on the Bottom of an Artificial Mesodepression in the Northern Caspian Semidesert. Eurasian Soil Science, 2014, vol. 47, no. 11, pp. 1123–1137.Новикова Н. М., Волкова Н. А., Хитров Н. Б. Растительность солонцового комплекса заповедного степного участка в Северном Прикаспии // Аридные экосистемы. 2004. Т. 10, № 22 – 23. С. 9 – 18.Novikova N. М., Volkova N. А., Khitrov N. B. Vegetation of the Solonetz Complexes Within Rezerved Steppe Patch at North Precaspyi. Aridnye ekosistemy, 2004, vol. 10, no. 22–23, pp. 9–18 (in Russian).Новикова Н. М., Конюшкова М. В., Уланова С. С. Восстановление растительности на мелиорированных солонцовых почвах Приергенинской равнины (Республика Калмыкия) // Аридные экосистемы. 2018. Т. 24, № 3. С. 67 – 80.Novikova N. M., Konyushkova M. V., Ulanova S. S. Vegetation Restoration on Reclaimed Soils on the Peri-Yergenian Plain (Republic of Kalmykia). Arid Ecosystems, 2018, vol. 8, no. 3. pp. 213–224.Оловянникова И. Н. Динамика продуктивности растительного покрова в Заволжской глинистой пустыне // Бот. журн. 2004. Т. 89, № 7. С. 1122 – 1137.Olovyannikova I. N. The Dynamics of Productivity of Vegetation Cover in Transvolga Clay Semidesert. Botanicheskii Zhurnal, 2004, vol. 89, no. 7, pp. 1122–1137 (in Russian).Приходько В. Е., Сиземская М. Л. Базальное дыхание и состав микробной биомассы целинных, агро- и лесомелиорированных полупустынных почв Северного Прикаспия // Почвоведение. 2015. № 8. С. 974 – 983.Prikhod’ko V. E., Sizemskaya M. L. Basal Respiration and Composition of Microbial Biomass in Virgin and Agroforest-Reclaimed Semidesert Soils of the Northern Caspian Region. Eurasian Soil Science, 2015, vol. 48, no. 8, pp. 852–861.Растительный покров СССР. Пояснительный текст к геоботанической карте СССР. M. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1956. Ч. 2. 972 с.Rastitel'nyi pokrov SSSR. Poiasnitel'nyi tekst k geobotanicheskoi karte SSSR [Vegetation Cover of the USSR: Explanatory Text to the Geobotanical Map of the USSR]. Moscow, Leningrad, Izdatel'stvo AN SSSR, 1956, part 2, pp. 595–730 (in Russian).Роде А. А., Польский М. Н. Почвы Джаныбекского стационара, их морфологическое строение, механический и химический состав и физические свойства // Тр. Почвенного инта им. В. В. Докучаева. 1961. Т. 56. С. 3 – 214.Rode A. A., Pol'skii M. N. Soils of the Dzhanybek Station: Their Morphological Structure, Texture, Chemical Composition, and Physical Properties. Proceedings of the V. V. Dokuchaev Soil Science Institute, 1961, vol. 56, pp. 3–214 (in Russian).Связева О. А. Семейство Elaeagnaceae Juss. – лоховые // Ареалы деревьев и кустарников в СССР. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1986. Т. 3. С. 101 – 103.Svyazeva O. A. Family Elaeagnaceae Juss. – Sucker. Arealy derev'ev i kustarnikov v SSSR [Areas of Trees and Shrubs in the USSR]. Leningrad, Nauka Publ., 1986. vol. 3, pp. 101–103 (in Russian).Сенкевич Н. Г., Оловянникова И. Н. Интродукция древесных растений в полупустыне Северного Прикаспия. М. : Наука, 1996. 180 с.Senkevich N. G., Olovyannikova I. N. Introdukcija drevesnyh rastenij v polupustyne Severnogo Prikaspija [Introduction of Arboreal Plants in Semideserts of the Northern Caspian Region]. Moscow, Nauka Publ., 1996. 180 p. (in Russian).Сиземская М. Л. Современная природно-антропогенная трансформация почв полупустыни Северного Прикаспия. М. : Т-во науч. изд. КМК, 2013. 276 с.Sizemskaya M. L. The Modern Natural-anthropogenic Transformation of the Soils of the Semidesert of the Northern Caspian. Moscow, KMK Scientific Press Ltd., 2013. 276 p. (in Russian).Сиземская М. Л., Сапанов М. К. Некоторые подходы к оценке экологического потенциала древесных растений в полупустыне Северного Прикаспия // Поволж. экол. журн. 2002. № 3. С. 268 – 276.Sizemskaja M. L., Sapanov M. K. Some Approaches to Evaluation of Ecological Potential of Woody Vegetation in the Ciscaspian Semidesert. Povolzhskiy J. of Ecology, 2002, no. 3, pp. 268–276 (in Russian).Сиземская М. Л., Копыл И. В., Сапанов М. К. Заселение древесно-кустарниковой растительностью искусственных понижений мезорельефа в полупустыне Прикаспия // Лесоведение. 1995. № 1. С. 15 – 23.Sizemskaya M. L., Kopyl I. V., Sapanov M. K. Colonization of Artificial Mesorelief Lowlands by Wood and Shrub Vegetation in a Semidesert of the Caspian Sea Region. Russian Forest Sciences, 1995, no. 1, pp. 15–23 (in Russian).Соколова Т. А., Толпешта И. И., Сиземская М. Л., Сапанов М. К., Колесников А. В. Начальные стадии почвообразования на днище искусственного понижения тридцатилетнего озраста в условиях полупустыни // Почвоведение. 2013. № 8. С. 899 – 910.Sokolova T. A., Tolpeshta I. I., Sizemskaya M. L., Sapanov M. K., Kolesnikov A. V. Early Stages of Pedogenesis at the Bottom of a 30-Year-Old Artificial Depression Under Semidesert Conditions. Eurasian Soil Science, 2013, vol. 46, no. 8, pp. 811–820.Способ лесомелиоративной рекультивации земель : пат. 2406285 Рос. Федерация. № 2009120100/21 ; заявл. 27.05.2009 ; опубл. 20.12.2010, Бюл. № 35. 6 с. ; ил.Method of Forest Reclamation of Lands: Patent 2406285 Russian Federation. No. 2009120100/21; Application 27 May 2009; Publication 20 December 2010, Bull. No. 35. 6 p. (in Russian).Черепанов С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб. : Мир и семья, 1995. 992 с.Cherepanov S. K. Vascular Plants of Russia and Adjacent States (the former USSR). Saint Petersburg, Mir i sem'ia-95 Publ., 1995. 992 p. (in Russian).Bailey V. L., Smith J. L., Bolton H. Fungal-to-bacterial biomass ratios in soils investigated for enhanced carbon sequestration // Soil Biology and Biochemistry. 2002. Vol. 34, iss. 7. P. 997 – 1007.Bailey V. L., Smith J. L., Bolton H. Fungal-to-Bacterial Biomass Ratios in Soils Investigated for Enhanced Carbon Sequestration. Soil Biology and Biochemistry, 2002, vol. 34, iss. 7, pp. 997–1007.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.