МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОПРОДУКТИВНОСТИ ПУСТЫННЫХ И ПОЛУПУСТЫННЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ АРМЕНИИ Зироян А.Н.,Абрамян В.А.

Арм ГПУ им. Х. Абовяна


Номер: 7-2
Год: 2017
Страницы: 5-8
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

биопродуктивность, пустынь, полупустынь, фитоценоз, bioproductivity, desert, semi desert, phytocenosis

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье описаны методы определения биопродуктивности основных пустынных и полупустынных фитоценозов Армении. Для пустынных и полупустынных, сообществ при точности от 5 до 15% установлены и статистически обоснованы необходимое оптимальное количество и размеры учетных площадок, позволяющие прямым методом быстро определять надземную массу травостоя, мхов и лишайников. При массовых обследованиях целесообразны определения с точностью 10-15%, что сокращает обьем работ по сравнению с 5% в 4-9 раз. Разработан также биометрический метод определения в полевых условиях продуктивности и урожайности полынь душистой- Artemisia fragrans Willd..

Текст научной статьи

Цель работы. Определение биопродуктивности травостоя обычно связано с большой затратой труда и времени, особенно при массовых обследованиях фитомассы растительных сообществ. В научной литературе нет единой точки зрения относительно количества и величины учетных площадок [1]. Для определения биопродуктивности ценозов некоторые авторы предлагают брать большие площадки разме8ом в 50 или 100 м2 в 1-2- кратной повторности, а другие- более мелкие площадки размером в 0,25 или 1м2, но в больших количествах [6,10]. В последнее время появились работы в которых обосновано необходимое количество учетных площадок для определения биологичеслой продуктивности [2,4]. Однако предложенные методы не являются универсальными и применяются только для определения растительных ценозов. Для условий пустынных и полупустынных фитоценозов Армении с разнообразными почвенно-климатическими условиями, обусловливающими своеобразный растительный покров, предложенные методы определения биопрдуктивности не позволяют получить достоверных данных. Исходя из этого, нами разработан метод учета биопродуктивности с заданной точностью для отдельных типов растительности и жизненных форм [5]. Обьект и методы исследования. Как показали наши исследования, пустынный тип в Армении имеет локальное проявление и встречается отдельными пятнами на сильно засоленных почвах Араратаской равнины и третичных гипсоносных почвах (высота 800-1000 м над ур.м.), тогда как полупустыня является зональным типом и занимает значительную территорию в амплитуде высот 500-1300 м над ур. м. Главным отличием пустынь от полупустынь, на наш взгляд, является почти полное отсутствие дернообразователей, более ксерофитные условия среды, значительно меньшее количество выпадающих осадков, большая продолжительность засушливого периода, высокое и прогрессирующее засоление в пустыне [5]. Результаты исследований показали, что настоящая пустынная растительность в Армении занимает небольшие территории и приурочена, главным образом, к засоленным, песчаным, гипсоносным и глинистым почвам Араратской равнины. Она обьединяет 2 класса формаций, 9 групп формаций и 15 формаций. Наибольшим распространением отличаются галофитные, наименьшим- гипсофитные и псаммофитные пустыни. Видовой состав разнообразен. На опытных участках (высота 800-1000 м над ур.м.) нами зарегистрировано 182 вида цветковых растений, относящихся к 120 родам и 42 семействам. В общем числе видов однолетники и двулетники составляют 53,9%, травянистые многолетники-30,8%, а кустарники и полукустарники-15,3% [5]. Полупустынная растительность занимает значительные пространства и расположена в условиях довольно сложного рельефа в пределах высот 500-1300 (1500)м над ур. м. Сухой континентальный климат способствовал формированию крайне ксерофитных жизненных форм, главным образом, полукустарников, а также травянистых многолетников и однолетников, особенно эфемеров и эфемероидов, причем одной из характерных особенностей растительности является слабая ценотическая связь и взаимообусловленность отдельных синузий. В растительном покрове преобладает полынь, а злаки и особенно бобовые представлены в незначительном количестве, фитоценозы несомкнутые, покрытие почвы 20-40%. Видовой состав исследованных участков довольно богат-359 видов из 54 семействе и 219 родов. В процессе обследования растительности нами впервые в Армении выявлен видовой состав и определена фитомасса мхов и лишайников в наиболее распространенных сообществах [5]. Формация полыни душистой (Artemisia fragrans Willd.) является наиболее распространенной и характерной для полупустынной растительности Армении. A. fragransобладает высокой жизненностью и широкой экологической амплитудой, пластичностью фитоценотической структуры сообществ, что позволило ей завоевать бсе более или менее засушливые территории республики высотой до 1500 м над ур. м., нередко вклиниваясь в другие фитоценозы- пустыни, нагорные ксерофиты, редколесья и даже в степи. Она вместе с другими наиболее распространенными видами образует различные ассоциации, где содоминируюрщее положение приобретают другие представители ксерофитных жизненных форм. Материалом для работы послужили результаты более чем 25-летних исследований, проведенных маршрутно-экспедиционным, полустационарным и стационарным методами При обследовании растительных сообществ и определении фитомассы мы руководствовались современными геоботаническими и фитоценологическими методами [3,7,8]. Обсуждение результатов исследования. Статистическая обработка полученных данных по массе травянистой растительности пустынных и полупустынных сообществ показала (таблица 1.), что увеличение размера учетных площадок приводит к резкому уменьшению как среднего квадратического отклонение (Е) и коэффициента вариации (V), так и относительной ошибки (Р) и требуемого числа площадок. В связи с этим увеличение размеров площадок приводит к непропорционально сильному уменьшению их числа. Так, увеличение размера площадки в 16 раз (с 25х25 см до 100х100 см) приводит к уменьшению требуемого числа площадок при Р=5%, 10% и 15% соответственно в 18,6; 18,2 и 16,5 раза. Для получения достоверных данных наиболее выгодно в полынно-эфемерных формациях использование площадок размером 100х100 см, так как в данном случае общая площадь учета заметно уменьшается. Это обьясняется, в основном, неравномерным распределением эдификаторов в растительном покрове. Растения полыни (Artemisia fragrans Willd.), являющиеся основным эдификатором в полупустынных ценозах, расположены друг от друга на расстоянии 30-50 см, весной вместе с эфемерами и эфемероидами на маленьких площадках встречаются в различном количестве, что и приводит к увеличению коэффициенте вариации. Более крупные площадки охватывают несколько пятен этой мозаики и, следовательно коэффициент вариации будет меньше. Как показали данные вычислений, для определения надземной растительной массы с точностью 5%, 10%, и 15% необходимо в полупустынных сообществах брать в среднем соответственно 22, 6 и 3 учетные площадки по 1 м2. При переходе от Р=5% к P=10% и P=15% число площадок снижается соответственно в 4-9 раз, а при переходе от P=10% к P=15%- в 2,5 раза. Как отмечает В.И. Василевич (1969) не всегда рационально получать среднее с ошибкой 2-5%. Нужно стремится не только к более точным методикам, а и к наиболее быстрому и легкому пути получения среднего с точностью 10-15% В нашем случае целесообразно получить данные с точностью 10%, закладывая в зависимости от характера ассоциации 4-7 площадок по 1 м2. При этом, в пустынных сообществах наиболее оптимальным являются площадки размером 100х100 см. В этом случае при точности опыта в 10% для галофитных формаций необходимы в среднем 3-5 площадок, для псаммофитных- 10-14, для гипсофильных-7-12 площадок. Нами установлено также количество и размеры учетных площадок для опрделения покрытия и массы мхов и лишайников с необходимой точностью. Так как масса мхов и лишайников составляют незначительную часть общей надземной массы фитоценозов, то учет можно проводить с 15% точностью. Более точные показатели (5-10%) необходимы для специальных полевых исследований мхов и лишайников [5]. Таблица 1 Оптимальное количество и размер площадок для определения продуктивности ценозов Ассоциации Размер, см и площадь см2 площадки Число пов торностей Сухой вес, г М + м Е V% P% Необходимое число и общая и площадь площадок,см2 при при точности Р = 5% 10% 15% Полынно-эфемеровая полупустыня: Artemisia fragrans +Poa bulbosa-Astragalusornithopodioides-Kochia prostratа-Ephemerae 25х25 625 50х50 2500 50х100 5000 100х100 10000 40 40 20 10 8,3+1,13 33,8+2,64 64,5+4,58 92,6+6,94 7,1 16,7 20,5 21,9 85,5 50,6 31,8 23,7 13,5 8,0 7,1 7,5 297 73 33 185625 45625 20625 103 26 13 257500 67000 27500 40 10 5 200000 50000 25000 22 6 3 220000 60000 30000 Галофитная пустыня: Halostachys caspca 100х100 10000 20 112,4+4,61 20,6 18,3 4,1 13 3 1 130000 30000 10000 Псамофитная пустыня: Achillea tenuifolia 100x100 10000 10 125,0+14,8 46,8 37,4 11,6 56 14 6 560000 140000 60000 Гипсофитнаяпустыня: Salsola cana 100x100 10000 5 62,3+9,72 21,8 35,0 15,6 49 12 5 490000 120000 50000 Разработан также косвенный метод определения продуктивности надземной массы основных компонентов фитоценозов. Нами обнаружено, что величина надземной массы полыни действительно характеризуется плотностью кустов и длинной побегов. Для более точного подсчета веса надземной массы растений побеги по высоте от поверхности почвы были подразделены на следующие группы: 20-25 см, 26-30 см, 31-35 см, 36-40 см, 41-45 см, 46-50 см (таблица 2). Статистическая обработка дала возможность установить коррелятивную связь между количеством побегов и весом сухой надземной массы всех групп. Связь между ними прямолинейная и выражается уравнением регрессии Y= а+ВХ, где Y- вес сухой массы, Х- количество побегов на 1 м2 , а- начальная величина при Х=0, В- коэффициент регрессии уравнения связи. Коэффициент корреляции (r) и детерминации (R2) разных групп соответственно колеблется в пределах 0,85-0,99, и 0,72-0,98. Продуктивность находится также в прямолинейной зависимости от высоты побегов, при r = 0,68. Исходя из такого характера зависимости, можно подсчитать продуктивность полыни по предлагаемой формуле П=kРВ, где П- вес абсолютно сухой надземной массы, г/м2 , Р- количество побегов на 1 м2 , В- высота побегов в см, k- коэффициент пропорциональности. Для определения надземной продуктивности- k = 0,0144, для урожайности (поедаемая часть, высота 15 см от поверхности почвы)- k = 0,004. Достоверность формулы подтверждается вычислениями коэффициента корреляции и детерминации. Построение точечного графика и прямых также является подтверждением точности формулы [5]. Таблица 2 Фактический и расчетный (П=кPB) вес сухой надземной массы ( числитель- показатель продуктивности, знаменатель - урожайности ) полыни при различном количестве и высоте побегов, г / м2 Высота побегов, см Связь между весом сухой массы и количеством побегов (Y= BX+a) Коэф Фици ент кор реля ции, r Коэф Фици ент детер мина ции, R2 Факти ческий вес, при 120 побегов на 1 м2 Расчет ный вес, при 120 побегов на 1м2 Раз ница Факти ческий вес, при 160 побегов на 1 м2 Расчет ный вес, при 160 Побегов на 1м2 Раз ница 20-25 0,44х+0,4 0,99+1,82 0,95 0,85 0,90 0,72 47,0 13,2 39,7 11,0 7,3 2,2 68,8 15,6 52,9 14,7 15,9 0,9 26-30 0,430х+5,6 0,93х+2,16 0,91 0,92 0,83 0,85 54,3 15,4 48,4 13,4 5,9 2,0 73,0 19,0 64,4 17,9 8,6 1,1 31-35 0,476х+4,8 0,103х+1,95 0,86 0,89 0,74 0,79 60,5 16,1 57,0 15,8 3,5 0,3 78,4 18,5 75,9 21,1 2,5 -2,6 36-40 0,554х+2,3 0,122х+2,40 0,91 0,99 0,83 0,98 65,8 17,8 65,7 18,2 0,1 -0,4 87,2 23,0 87,4 24,3 -0,2 -1,3 41-45 0,664х+8,9 0,150х+1,80 0,94 0,99 0,88 0,98 72,0 19,0 74,3 20,6 -2,3 -1,6 91,6 29,7 98,9 27,5 -7,3 2,2 46-50 0,501х+18,6 0,187х+1,07 0,96 0,96 0,92 0,92 77,3 19,9 82,9 23,0 -5,6 -3,1 95,8 32,9 110, 4 30,7 -14,6 2,2 В сред нем 4,5 1,6 8,0 1,7 Для подсчета брали среднюю высоту побегов по группам. В таблице приведенные данные, из которых следует, что при пересчете на 1 м2 разница между фактическим и расчетным всом для урожаиности составляет в среднем 1,7 г /м2, а для продуктивности - 6 г / м2

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.