Влияние затопления весенними полыми водами на продуктивность и видовой состав травостоя пойменного луга р. Сож

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования

" Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины"

Биологический факультет Кафедра ботаники и физиологии растений

Влияние затопления весенними полыми водами на продуктивность и видовой состав травостоя пойменного луга р. Сож

Дипломная работа Исполнитель:

студентка группы Б-55 Малащенко Виталина Валерьевна Научный руководитель:

доцент, канд. с. — х. наук, Тимофеев Сергей Фёдорович Рецензент: к. б. н., доцент Веремеев Василий Николаевич Гомель 2012

Реферат

Дипломная работа ____ страниц, 7 рисунков, 4 таблицы, 47 источников

Ключевые слова: продуктивность, видовой состав травостоя, пойменный луг, половодье, пойменный рельеф

Объект исследования: пойменный луг р. Сож.

Методы исследования:

эколого-биоморфологический анализ;

маршрутный.

Цель работы: изучить влияние затопления весенними полыми водами на продуктивность и видовой состав травостоя пойменного луга р. Сож.

Задачами дипломной работы являются:

1. изучение и освоение методов выделения основных элементов пойменного рельефа;

2. освоение методов определения продуктивности травостоя пойменного луга;

3. освоение технологии определения видового состава.

Методика исследований:

Отбор проб проводился укосным методом при неоднородном составе травостоя. Размер учётных площадок составлял 1 м². Травостой срезали на высоте 3−5 см и взвешивали. Затем высушивали до воздушно-сухого состояния и взвешивали. Видовой состав определяли по «Определителю растений Беларуси» .

Результаты исследований:

В результате исследований были выделены основные элементы пойменного рельефа р. Сож и описан растительный покров на реперных участках. Установлено, что на всех элементах поймы по видовому составу преобладают разнотравье и злаки, кроме притеррасной, где такой группой являются осоки. Наименее распространены бобовые.

При исследовании продуктивности травостоя поймы р. Сож установлено, что наибольшей продуктивностью обладает центральная пойма, а наименьшей — прирусловая отмель, т.к. почва там мелкозернисто-связнопесчаная и растительность представлена незначительно или совсем отсутствует.

Общая продуктивность (по воздушно — сухой массе) прирусловой отмели, за период исследований, составила 1,5 т/га, прируслового вала — 4,3 т/га, плоской равнины — 15,8 т/га, повышения — 13,9 т/га, понижения — 12,6 т/га, притеррасной поймы — 10,8 т/га. Общая продуктивность по всей пойме р. Сож составила 58,9 т/га.

По данным исследованиям можно сделать вывод, что продуктивность на данном лугу является низкой, и поэтому необходимо проведение агромелиоративных мероприятий по улучшению условий питания и видового состава.

• Реферат
• Введение
• 1. Обзор литературы
• 1.1 Общее строение пойменных ландшафтов
• 1.1.1 Условия почвообразования
• 1.1.2 Почвенный покров пойм
• 1.1.3 Основные типы почв поймы р. Сож
• 1.2 Сельскохозяйственное использование пойменных почв
• 1.3 Общая характеристика пойменных угодий р. Сож
• 1.4 Основные факторы, влияющие на продуктивность и видовой состав травостоя
• 2. Объект, программа и методика исследований
• 3. Результаты исследований и их обсуждение
• Заключение
• Список использованных источников

Пойменные луга — важный источник дешевого и биологически полноценного корма. Особенность пойм — это затопление их полыми водами, из которых в речных долинах осаждается наилок, что приводит к формированию плодородных пойменных почв и луговой растительности. Довольно широко они используются в качестве пастбищ. Однако сегодняшняя продуктивность пойменных лугов не соответствует их потенциальным возможностям.

Почвы пойм и дельт рек образуются на отложениях пойменных террас речных долин. Практически все реки имеют поймы. Они занимают около 3% суши земного шара. На территории Беларуси на их долю приходится 5% общей площади сельскохозяйственных угодий. Наиболее широко представлены в Гомельской, Брестской и Могилевской областях, где соответственно занимают 11,2, 5,2, 6,2%.

Луга в Республике Беларусь занимают 3286,1 тыс. га, в том числе пойменные — 169,7 тыс. га, или 5,2%. В Гомельской области всего 656,3 тыс. га лугов, из них пойменных — 92,1 тыс. га, или более половины (54,6%) всех пойменных лугов Беларуси. Значительные площади пойменных лугов пригорода г. Гомеля связаны с поймой р. Сож.

Рациональное использование, улучшение и охрана естественных и кормовых угодий, в том числе пойменных, имеет важное народнохозяйственное значение. Доказано, что интенсивное удобрение пойменных лугов позволяет без орошения увеличить продуктивность гектара до 8 тысяч, а при орошении — до 9−10 тысяч кормовых единиц. Удобрять пойменные луга особенно важно в связи с тем, что за последние годы резко сократились разливы рек, уменьшилось, а часто и прекратилось отложение наилков, с которыми возвращались питательные вещества на луга.

В структуре кормовых угодий Республики Беларусь пойменные луга занимают около 12% площади сенокосов и пастбищ. Основные площади высокопродуктивных пойменных лугов сосредоточены в Гомельской, Могилевской и Брестской областях. Для повышения производительности пойменных сенокосов необходимы мелиоративные и агротехнические мероприятия: осушение заболоченных участков, удаление кустарника и кочек, подсев трав, внесение удобрений, регулирование пастьбы скота.

Развитие луговодства в современных условиях предполагает максимально мобилизовать сенокосно-пастбищные угодья, расположенные на пойменных землях, как источник получения дешевых кормов. В некоторых областях, например, Гомельской, за счет этих угодий можно восполнять до 55% потребности в зеленой массе и 30% в грубых кормах.

Целью данной курсовой работы является изучение влияния затопления весенними полыми водами на продуктивность и видовой состав травостоя пойменного луга р. Сож.

1. Обзор литературы

1.1 Общее строение пойменных ландшафтов

Часть территории речной долины, периодически заливаемая полыми водами рек, называется поймой. Наиболее обширные поймы расположены в долинах Днепра, Припяти, Сожа, Березины, Немана и их притоков. Значительно меньшие они у Западной Двины и ее притоков.

1.1.1 Условия почвообразования

Поемные и аллювиальные процессы. Главная особенность почвообразования в поймах рек — развитие поемных и аллювиальных процессов. Под поемными процессами понимают затопление той или иной территории поймы полыми водами. Они оказывают разностороннее влияние на почвообразование. Это ежегодное природное орошение — важный дополнительный к атмосферному и грунтовому источник увлажнения почв. Поёмность способствует поднятию грунтовых вод, смягчает климат, влияет на направление и интенсивность микробиологических процессов в почве, а также на характер природной растительности и ее продуктивность, на солевой режим почв и почвенно-грунтовых вод. Поемные процессы оказывают исключительное влияние на направление и особенности сельскохозяйственного использования пойменных земель.

Под аллювиальными процессами следует понимать принос паводковыми водами взмученного материала, размывание поймы и переотложение на ее поверхности взвешенных в воде частиц в виде слоя наилка, или аллювия. На характер аллювиального процесса, прежде всего, оказывает влияние положение отдельных частей поймы по отношению к руслу реки.

пойменный луг травостой почва Территория поймы в зависимости от удаленности ее от русла делится на три области (по В.Р. Вильямсу): прирусловую, центральную и притеррасную (рисунок 1).

Они различаются по составу аллювиальных отложений, рельефу, гидрологическим условиям и, как следствие, по растительности и почвенному покрову.

Гранулометрический состав аллювия связан со скоростью движения полых вод в пойме: чем больше скорость течения, тем крупнее размер оседающих частиц; по мере замедления скорости выпадают все более мелкие частицы. Скорость потока падает от русла вглубь поймы. В связи с этим большое влияние на характер аллювия оказывает удаленность той или иной части поймы от русла реки. При переходе из русла в пойму резко уменьшается скорость течения воды, что вызывает оседание в прирусловой части поймы большого количества взвешенных частиц, прежде всего песчаных.

Рисунок 1 — Схема строения поймы (по В.Р. Вильямсу)

1-бечевник; 2-область наибольшего скопления песков; 3-прирусловые дюны; 4-прирусловая пойма; 5-водоток (тальвег) центральной поймы; 6-притеррасная речка; 7-притеррасная пойма; 8-центральная пойма; 9-притеррасные дюны; 10-притеррасные вздутые пески.

В области центральной и притеррасной пойм, где скорость полых вод медленнее и длительность затопления больше, откладывается аллювий, состоящий преимущественно из пылеватых и илистых частиц. Эта закономерность в отложении аллювия определяет и особенности гранулометрического состава почв отдельных областей поймы. По мере удаления от русла меняется механический состав аллювиальных почв, в них увеличивается содержание пыли и ила и уменьшается количество песчаных частиц.

Поскольку русло реки постепенно мигрирует, скорость полых вод в пойме на одних и тех же участках изменяется. Кроме того, скорость потока и длительность затопления на одних и тех же участках поймы может зависеть от особенностей весеннего паводка. Следовательно, изменяется и механический состав аллювия: суглинистые отложения сменяются песчаными и наоборот. Поэтому для аллювиальных наносов характерна слоистость, т. е. неоднородность механического состава.

На механический и химический состав, а также на количество отлагаемого аллювия влияют состав почв и пород водосборной территории, климатические особенности, облесенность и распаханность бассейна. Так, при сложении водосборного бассейна песчаными почвами и породами в пойме откладываются преимущественно песчаные наносы; при господстве суглинистых почв, развитых на карбонатных породах, преобладают суглинистые и глинистые отложения, обогащенные карбонатами. На территориях с необлесенными бассейнами происходит быстрое таяние снега, бурный паводок, что способствует отложению в пойме аллювия с большим количеством песка и крупнопылеватых частиц. Если бассейны сильно облесены, то паводок более спокоен и растянут во времени, и в этом случае в пойме откладывается аллювий, в котором преобладают пылеватые и илистые частицы.

На механический состав аллювия оказывает влияние также рельеф поймы. Повышенные элементы рельефа («гривы») сложены более легкими осадками, а понижения — более тяжелыми.

Рельеф. Прирусловая пойма имеет обычно волнистый рельеф с резко выраженными песчаными валами и высокими гривами. По мере перехода к центральной пойме рельеф становится более спокойным. В центральной пойме на общем фоне равнинного рельефа хорошо различаются приподнятые участки — «гривы» и пониженные — «лога», то вытянутые в виде спокойных лощин, то представляющие замкнутые западины.

Характерная черта ландшафта центральной поймы — старицы рек, вытянутые вдоль русла озера, заросшие по берегам кустами ивы, а иногда и окруженные крупными деревьями.

Притеррасная пойма представляет собой несколько пониженную по отношению к центральной пойме территорию, большей частью заболоченную.

Растительность пойм чрезвычайно разнообразна. Здесь господствуют луговые разнотравно-злаковые группировки. Наиболее богатый и ценный травостой на центральной пойме. В травостое здесь преобладают кострец безостый, тимофеевка луговая, лисохвост луговой, овсяница луговая, пырей ползучий, мятлик луговой, чина луговая, клевера, вики, герань луговая, конский щавель, лютики, синюха и другие травы. При этом в зависимости от условий местообитания в центральной пойме хорошо выделяются отдельные ассоциации: заросли канареечника и бекмании, участки, занятые пыреем, лисохвостом и т. п. На повышенных элементах рельефа центральной поймы (гривы) травостой беднее.

Прирусловая пойма характеризуется довольно неоднородным и более бедным травостоем. Здесь выделяются луга трех уровней (по В.Р. Вильямсу) — высокого, среднего и низкого. Луга высокого уровня занимают высокие части грив и наименее продуктивны. Широкие лога заняты лугами низкого уровня. В логах создаются хорошие условия увлажнения и пищевого режима и развиваются пырей, кострец безостый, мятлик луговой, клевер, лядвенец и обильное разнотравье.

На склонах трав расположены луга среднего уровня, состав травостоя которых и продуктивность улучшаются по мере приближения к логам.

Сильнозаболоченные участки в центральной и притеррасной пойме заняты щучкой, осоками, канареечником, мхами и другой болотной растительностью.

В пойме произрастают и древесные растения, состав которых определяется природными особенностями зоны. В таежно-лесной зоне в поймах преобладают ель, пихта, береза, осина, ива; в лесостепной и степной — дуб, вяз, клен, ива, тополь, осокорь. В притеррасной пойме таежно-лесной и лесостепной зон часто развиты черноольшаники. В поймах рек полупустынных и пустынных зон встречаются тугайные (приречные) травянистые леса, состоящие из тополя, шелковицы, ивы, лоха, саксаула, тамарикса и других пород.

В зависимости от местных условий отдельные области поймы могут быть слабо выражены или отсутствовать. Например, в долинах горных рек с быстрым течением поймы представлены преимущественно прирусловой областью; в мелких маловодных степных реках с медленным течением более развита притеррасная пойма.

1.1.2 Почвенный покров пойм

Основы учения о почвообразовании в поймах разработаны В. Р. Вильямсом. Дальнейшее изучение особенностей почвенного покрова в поймах связано с работами С. С. Соболева, В. И. Шрага, Е. В. Шанцера, И. И. Плюснина, Г. В. Добровольского, В. В. Егорова и др.

Поймы являются областью регулярной аккумуляции различных элементов, которые систематически приносятся с водоразделов и склонов водосбора в виде аллювиальных отложений, а также в составе растворенных веществ с грунтовыми и паводковыми водами.

Аллювиальные отложения служат своего рода систематическим естественным удобрением пойменных почв. Чем плодороднее наилок, тем роскошнее развивается природная растительность в пойме. Поскольку основу естественной растительности в пойме представляют луговые травы, то ведущим природным почвообразовательным процессом является дерновый.

Степень выраженности дернового процесса определяется характером аллювиальных отложений, прежде всего их механическим и химическим составом, в частности богатством элементами питания. Кроме того, на развитие дернового процесса оказывают влияние особенности водного режима в разных частях поймы, а также зональные условия почвообразования и степень проявления других процессов (глеевого, солончакового и др.) при их сочетании с дерновым.

В связи с отмеченными особенностями почвообразования в поймах выделяют три группы аллювиальных почв: дерновые, луговые и болотные (Г.В. Добровольский).

1.1.3 Основные типы почв поймы р. Сож

Почва на отмели прирусловой поймы аллювиально-дерновая, слаборазвитая, мелкозернисто-связнопесчаная, кислая, бедная гумусом.

Почва на повышенной равнине центральной поймы аллювиально-дерновая, пылевато-песчанисто-связносупесчаная, среднебогатая гумусом, кислая.

Почва на плоской равнине центральной поймы аллювиально-луговая, пылевато-песчанисто-легкосуглинистая, достаточно богатая гумусом, среднекислая.

Почва на пониженной равнине центральной поймы аллювиально-луговая, глееватая, пылевато-песчанисто-легкосуглинистая, среднебогатая гумусом, среднекислая.

Почва на понижении центральной поймы аллювиально-луговая, глееватая, пылевато-песчанисто-среднесуглинистая. Она достаточно богата гумусом, среднекислая.

Почва на низине притеррасной поймы аллювиально-болотная, дерново-глеево-пылевато-песчанисто-среднесуглинистая, богатая гумусом, сильнокислая.

Аллювиальные дерновые почвы формируются на возвышенных элементах рельефа поймы, при глубоком залегании грунтовых вод и преимущественно на аллювии легкого механического состава, часто слоистом. Они расположены главным образом в прирусловой части поймы, а также по гривам центральной поймы.

Почвообразовательный процесс развивается без влияния грунтовых вод, в условиях господства окислительной обстановки, на бедном, чаще всего песчаном или супесчаном аллювии. Поэтому гумусовый профиль в таких почвах обычно маломощен и слабо выражен, с невысоким содержанием гумуса и азота.

Содержание зольных элементов питания может сильно колебаться в зависимости от минералогического состава аллювиальных отложений.

Аллювиальные луговые почвы развиваются при относительно неглубоком залегании грунтовых вод (1−2 м), капиллярная кайма которых находится в пределах почвенного профиля. Формируются преимущественно на суглинистом и глинистом аллювии в центральной пойме, а также по понижениям прирусловой поймы.

Богатый элементами питания, основаниями и органическим веществом аллювий, а также хорошие условия увлажнения за счет питания грунтовыми водами создают благоприятную обстановку для произрастания луговой растительности и развития дернового процесса. Поэтому луговые почвы обычно имеют хорошо выраженный гумусовый профиль с отчетливой зернистой или комковато-зернистой структурой, вследствие чего их в литературе часто называют зернистые почвы поймы.

Обычно капиллярная кайма грунтовых вод в аллювиальных луговых почвах достигает почвенных горизонтов. Это обусловливает развитие оглеения в нижней части их профиля, а также процессов гидрогенной аккумуляции соединений железа, карбонатов, а в почвах пойм южных рек — и водорастворимых солей.

Луговые почвы богаты гумусом, имеют значительную мощность гумусового слоя, обладают большим потенциальным запасом элементов питания, высокой емкостью поглощения. Реакция их колеблется в широких пределах (рН от 4 до 6 и выше), что связано с составом аллювия и зональными особенностями почвообразования в поймах.

В понижениях прирусловой поймы, на островах и косах под травянистой растительностью формируются слаборазвитые луговые почвы, близкие по морфологическим признакам и физико-химическим свойствам к слоистым примитивным дерновым почвам, отличаясь от них высоким обводнением и оглеением.

Аллювиальные болотные почвы формируются в условиях длительного паводкового и устойчиво атмосферно-грунтового увлажнения. Для них характерно накопление органических веществ в виде торфа или иловато-перегнойной массы, а также развитие интенсивного оглеения и гидрогенной аккумуляции веществ. Болотные почвы приурочены к территории притеррасной поймы, а также к участкам центральной поймы с близким залеганием грунтовых вод и длительным застоем паводковых вод (блюдцеобразным западинам, лиманам, периферии пойменных озер и стариц).

В зависимости от масштабов аккумуляции органического вещества и степени его разложения среди аллювиальных болотных почв выделяют лугово-болотные, иловато-перегнойно-глеевые и иловато-торфяные.

Лугово-болотные почвы характеризуются наличием одернованного гумусового оглеенного горизонта, сменяющегося гумусированным оглеенным горизонтом, переходящим ниже в минеральные глеевые горизонты.

Эти почвы являются переходными между луговыми и иловато-торфяными, а также иловато-перегнойно-глеевыми почвами.

Профиль иловато-перегнойно-глеевых почв характеризуется сильной оглеенностью и обводненностью. В нем неясно различаются верхний перегнойный горизонт с глеевыми и ярко-ржавыми пятнами и нижележащий грязновато-сизый глеевый горизонт.

Иловато-торфяные почвы образуются преимущественно в притеррасной пойме. Имеют четко выраженный торфяной горизонт различной мощности, сменяемый минеральным глеевым. Притеррасная пойма является областью повышенной аккумуляции веществ за счет выклинивающихся почвенно-грунтовых вод, а также приноса веществ с поверхностными водами со склонов. Поэтому почвы здесь обогащены скоплениями железа, вивианита, извести. Торф притеррасных болот богат азотом, фосфором, кальцием, магнием.

В профиле иловато-болотных почв могут выделяться слои разной степени заиления и встречаться погребенные почвы.

На незатопляемых или редко затопляемых полыми водами участках поймы (высокая пойма) развиваются почвы зонального типа, например дерново-подзолистые в поймах таежно-лесной зоны, серые лесные почвы и черноземы в лесостепной и черноземной зонах и т. п.

Почвенный покров пойм характеризуется разновозрастностью и динамичностью. Здесь можно встретить почвы, начиная от свежих аллювиальных наносов и примитивных слоистых до хорошо развитых с признаками и свойствами зональных почв. Именно такой постепенный ряд в развитии почв пойм характеризует их эволюцию.

1.2 Сельскохозяйственное использование пойменных почв

Большие площади пойменных лугов расположены в Рогачевском (8,4 тыс. га), Житковичском (6,2), Речицком (4,4), Лоевском (4,2), Гомельском (3,3), Мозырском (3,3), Петриковском (30 тыс. га) районах.

Лучшими являются не заболоченные и незасеянные почвы зернистой поймы. Такие почвы имеют большой гумусовый горизонт, значительный общий запас органического вещества (до 350−550 т/га) и высокое содержание элементов питания, обладают благоприятными агрохимическими свойствами.

При распашке почв зернистой поймы в них резко возрастает микробиологическая активность, заметно увеличивается содержание доступных растениям форм азота и фосфора. Высокое плодородие зернистых почв поймы, а также возможности орошения создают благоприятные условия для возделывания здесь высокотребовательных и экономически выгодных культур — овощных, сахарной свеклы, плодово-ягодных.

Вблизи крупных промышленных центров в поймах рек создаются специализированные овощеводческие и картофелеводческие колхозы. При выращивании овощных культур существенно изменяется баланс биологического круговорота элементов питания, поскольку с урожаем отчуждается большое количество питательных веществ. Поэтому для поддержания плодородия пойменных почв и получения высоких урожаев овощных культур большое значение имеет внесение калийных и азотных удобрений. На кислых почвах с высоким содержанием подвижного железа необходимы также и фосфорные удобрения.

Малогумусированные песчаные и супесчаные почвы слоистой прирусловой поймы обладают низким естественным плодородием и, как правило, распашке не подлежат. Когда такие почвы все же распахиваются из-за отсутствия других участков, более пригодных под овощные культуры, должны быть приняты меры против смыва почвы полыми водами (обвалование, создание защитных древесно-кустарниковых насаждений); на этих почвах необходимо также широко применять удобрения, особенно органические.

Заболоченные и болотные почвы поймы требуют коренных мелиорации и после их осушения становятся ценными сельскохозяйственными угодьями для выращивания овощных, силосных и других культур.

Для активизации микробиологических процессов и мобилизации элементов питания, законсервированных в органическом веществе торфа таких почв, целесообразно в первые годы освоения вносить в небольших дозах биологически активные органические удобрения. Хорошие результаты на таких почвах дают калийные и медные удобрения.

При возделывании овощных культур на осушенных притеррасных участках следует учитывать возможность поздневесенних и раннеосенних заморозков и подбирать холодоустойчивые культуры (капуста, морковь, свекла) с более коротким вегетационным периодом.

Богатый торф низинных притеррасных болот — ценный источник органических удобрений.

Пойменные территории являются важнейшей кормовой базой животноводства. Здесь сосредоточено свыше 33 млн. га сенокосов и пастбищ. Для повышения производительности пойменных сенокосов необходимы мелиоративные и агротехнические мероприятия: осушение заболоченных участков, удаление кустарника и кочек, подсев трав, внесение удобрений, регулирование пастьбы скота.

Для сельскохозяйственной оценки весенней поемности В. И. Шраг предложил следующую градацию.

Короткая поемность — срок стояния полых вод до 7 дней. Позволяет возделывать большинство культур, принятых для данной зоны

Средняя поемность — со стоянием воды от 7 до 15 дней. Исключает озимые культуры. Благоприятна для естественных и сеяных трав и большинства плодовых насаждений.

Продолжительная поемность — от 15 до 30 дней. Исключает полевые сельскохозяйственные культуры и плодовые. Благоприятна не для всех трав.

Очень продолжительная поемность — со стоянием полых вод более 30 дней. Способствует заболачиванию территории и развитию травянистых болотных группировок.

Для регулирования поемности необходимо проводить обвалование участков, предназначенных под сельскохозяйственные культуры [26,28].

1.3 Общая характеристика пойменных угодий р. Сож

Природные луга в пойме р. Сож пригорода г. Гомеля являются наиболее ценными естественными кормовыми угодьями, растительность которых используется для заготовки сена, сенажа, травяной муки, а также для выпаса сельскохозяйственных животных. Кроме того, луговая растительность является источником лекарственных, эфиромасличных, пищевых, медоносных и декоративных растений. Луга, особенно в условиях пригорода, имеют эстетическое и рекреационное значение, представляют прекрасное место отдыха для человека.

Пойменные луга р. Сож пригорода г. Гомеля довольно разнообразны по флористическому составу, приурочены к различным зонам и высотным уровням, гидрологическим и почвенно-грунтовым условиям, растительному покрову, отличаются мелкоконтурностью. Все это затрудняет их рациональное использование как сенокосов и пастбищ. Однако практика сельскохозяйственного производства требует выделения хозяйственных типов лугов с более-менее однородными почвами, условиями увлажнения и растительным покровом, сходной продуктивностью, хозяйственной ценностью, одинаковым использованием и улучшением.

Согласно геоморфологическому районированию, объект исследований входит в физико-географическую область низины Полесья, геоморфологический район Гомельское Полесье [8,9,10].

Рельеф представляет собой сочетание водноледниковой аллювиальной равнины с участием остаточных озерных котловин. По М. М. Цапенко, изучаемые луговые экосистемы относятся к шестому району — песчаных равнин второй и первой надпойменной террас крупных рек и современных пойм.

По почвенно-географическому районированию, объект исследований входит в Южную (Полесскую) провинцию, Юго-Восточный округ, Любанско-Светлогорско-Калинковичско-Ельский район, Любанско-Светлогорско-Калинковичский подрайон дерново-подзолистых заболоченных песчаных, супесчаных и торфяно-болотных почв низинного типа.

Изучаемый объект входит в Полесский (Южный) флористический район, левобережный восточный подрайон. Это самый богатый по видовому составу район Беларуси.

По данным И. Д. Юркевича и В. С. Гельтмана, объект исследований относится к южной подзоне широколиственно-сосновых лесов, Полесско-Приднепровскому геоботаническому округу и Гомельско-Приднепровскому геоботаническому району. Полесско-Приднепровский геоботанический округ занимает первое место в Беларуси по распространению пойменных лугов.

Пойма реки Сож в районе исследований по классификации Р. А. Еленевского относится к типу равнинно-гривистых развитых пойм. По классификации Б. М. Миркина её следует отнести к типу сегментно-гривистых, подтипу развитых пойм [11,28].

По длительности затопления паводковыми водами пойма реки Сож пригорода г. Гомеля относится к среднезатопляемым.

Растительный покров поймы довольно разнообразен. Произрастание той или иной ассоциации зависит от характера рельефа, типа почвы, условий увлажнения и т. д. Поэтому для различных частей поймы характерны различные виды растительных ассоциаций.

Центральная пойма выделяется большим разнообразием растительных ассоциаций. Повышения центральной поймы заняты долгопойменными заливными лугами. Здесь выделяются разнотравно-злаково-бобовая и разнотравно-бобово-злаковая ассоциации. Понижения центральной поймы в большинстве своём заболочены. Характеризуются распространением торфяных почв. Основной тип растительности здесь разнотравно-осоковая ассоциация.

Притеррасная пойма характеризуется пониженным рельефом и заболоченностью. Выделяется разнотравно-хвощёво-осоковая ассоциация и кустарник ивняково-ольховый.

1.4 Основные факторы, влияющие на продуктивность и видовой состав травостоя

Рациональное использование, внесение минеральных удобрений, орошение способствуют увеличению продуктивности и качеству травостоев, сохранению пойменных лугов.

Продуктивность пойменных лугов зависит от условий увлажнения и особенностей использования. Наиболее продуктивны луга центральной поймы, где урожай сена достигает 30−40 ц/га и более.

Урожайность естественных травостоев зависит от состояния почв, слагающих поймы, их влагообеспеченности и, как правило, отличается существенным варьированием и пестротой.

Пойменные луга характеризуются максимальной продуктивностью среди природных кормовых угодий и могут при продолжительности весеннего затопления до 35−40 суток обеспечить без удобрений получение до 2,5 тонн с гектара сена удовлетворительного качества.

Продуктивность растительного покрова пойменных лугов зависит, прежде всего, от уровня почвенного плодородия.

Потенциальное плодородие пойменных почв изменяется от прирусловой части поймы к центральной и притеррасной; в этом направлении в почвах увеличивается общий запас органического вещества и содержание общего азота, растет сумма обменных оснований.

В пойме продуктивность особенно сильно зависит от гидрологического режима и почвенно-грунтовых условий.

На территории Белоруссии в поймах крупных, средних и малых рек, по низинам и суходолам, внепойменных пространств сосредоточены значительные площади луговых угодий. Высокоурожайные луга представлены лишь отдельными массивами, чаще всего в поймах рек и в общей сумме площадей естественных кормовых угодий составляют относительно небольшой удельный вес. Большая же часть лугов (свыше 80%) из-за бесхозяйственного к ним отношения характеризуются низкой продуктивностью, невысоким качеством травостоев и неудовлетворительным культурно-техническим состоянием, что свидетельствует о постепенной, в ряде случаев, деградации естественных лугов.

2. Объект, программа и методика исследований

Объектом исследования является пойменный луг р. Сож пригорода г. Гомеля в трёх километрах восточнее н/п Поколюбичи Гомельского района Гомельской области.

Программой предусматривалось использование методов выделения основных элементов пойменного рельефа, методов определения продуктивности травостоя пойменного луга и технологии определения видового состава.

Практическое значение работы состояло в оценке продуктивности и видового состава травостоя пойменного луга р. Сож в условиях средней поемности.

Для выполнения поставленных задач на пойменном лугу р. Сож произвести подбор и фиксацию реперных делянок. В фазу бутонизации производили учёт продуктивности трав и определяли видовой состав трав, произрастающих на пойменном лугу р. Сож.

Методика исследований основана на обзоре литературных источников по влиянию затопления весенними полыми водами на продуктивность и видовой состав травостоя пойменных лугов.

Программа исследований включала следующие этапы:

1) определение продуктивности травостоя;

2) определение видового состава;

3) работа с картографическими материалами.

Существуют различные методы отбора проб травостоя.

а) метод отбора проб при однородном составе травостоя

Для отбора точечных проб выделяют 8−10 учётных площадок размером 1−2 м², располагая их по диагонали участка. Травостой срезают на высоте 3−5 см.

б) метод отбора проб при неоднородном составе травостоя

На выбранном для отбора точечных проб участке выделяют микрогруппировки растений, в каждой из которых скашивают травостой с не менее 5 учётных площадок размером 1 м², располагая их по диагонали участка. Травостой срезают на высоте 3−5 см и взвешивают. При этом обязательно указывают доминирующие виды растений. Травостой разбирали на агроботанические группы, высушивали до воздушно — сухого состояния и взвешивали [4,5].

При исследовании нами был использован метод отбора проб как при однородном так и при неоднородном составе травостоя.

Видовой состав определяли по «Определителю растений Беларуси» [12,13].

Было выбрано 18 точек отбора растений на выделенных элементах пойменного луга, на которых проводились исследования по оценке продуктивности травостоя (рисунок 2). В соответствии с масштабом на рисунок 2 были нанесены маршрут и точки, указывающие места отбора проб.

Исследования проводились маршрутным методом.

Рисунок 2 — Снимок поймы р. Сож

3. Результаты исследований и их обсуждение

Для выделения элементов речной долины было проведено обследование с помощью персонального навигатора Garmin GPS-76. Некоторые результаты представлены в таблице 1. Данные таблицы относятся к центральной пойме.

Таблица 1 — Характеристика точек ландшафтного профиля речной долины

Установлено, что различия между минимальными и максимальными высотами составляли 3,3 м.

В результате исследований были выделены следующие элементы пойменного рельефа (рисунок 3):

прирусловая отмель;

прирусловой вал;

центральная пойма плоская равнина;

повышение центральной поймы;

понижение центральной поймы;

надпойменная терраса;

подпойменная терраса.

Рисунок 3 — Поперечный профиль поймы р. Сож Обязательным элементом исследований является учет таких метеофакторов как температура воздуха (рисунок 4) и количество осадков (рисунок 5).

Рисунок 4 — Среднемесячная температура воздуха, май — сентябрь В результате анализа установлено, что показатели средней температуры воздуха в 2007 году превышают показатели 2008 года по всем месяцам, то есть лето 2007 года было более жарким по сравнению с аналогичным сезоном 2008 года. Различия средней температуры воздуха между этими годами составили 5−2 градуса.

Показатели средней температуры воздуха в 2009 году превышают показатели 2008 года почти по всем месяцам, кроме августа и очень сходны с показателями 2007 года. Однако лето 2009 года было не таким жарким по сравнению с летом 2007 года. Это, несомненно, сказалось на продуктивности травостоя. Различия средней температуры воздуха между 2008 и 2009 годами составили 5−2 градуса, а между 2007 и 2009 годами — 6−1 градуса. Наибольшая температура воздуха в 2007;2008 году была в августе, в 2009 — в июле. Так как температурный режим в 2009 году был не такой холодный, как в 2008 году и не таким жарким, как в 2007 году, то это способствовало наиболее благоприятным условиям развития растений, произрастающих на пойменном лугу.

Рисунок 5 — Среднемесячное количество осадков в г. Гомеле за май — сентябрь В 2008 году среднее количество осадков в 2−3 раза больше по сравнению с 2007 годом, за исключением июня месяца. Это существенно влияет на растительность пойменного луга. Наибольшее количество осадков было в июле. Таким образом, вегетационный период 2008 года был более влажным и холодным по сравнению с 2007 годом.

Среднее количество осадков в 2009 году в 3−4 раза превышает показатели 2007 года, кроме сентября. В этом месяце выпало минимальное количество осадков по сравнению с другими месяцами за 2007 и 2008 год. Максимальное же количество осадков, которое составило 222 мм, за период исследований было в июле 2009 года. Показатели 2008 и 2009 годов значительно варьируют между собой. Значения таких месяцев как май и сентябрь 2008 года превышают значения этих месяцев за 2009 год. А значения за июнь, июль и август 2008 года, наоборот, меньше.

Следовательно, вегетационный период 2009 года был более влажным и относительно жарким по сравнению с 2007 и 2008 годами.

Для оценки радиоэкологической ситуации была проведена гамма-съёмка местности прибором ДБГ 01 Т. Мощность экспозиционной дозы не превышала 10−12 мкР/час, то есть находится на уровне фоновых значений.

Как уже отмечалось, были обследованы выделенные элементы пойменного рельефа. С них ежегодно производили отбор растительных проб с зафиксированных реперных делянок. Растения взвешивали, разбирали на агроботанические группы, высушивали до воздушно-сухого состояния, а затем снова взвешивали. Таким образом, был произведён учёт продуктивности травостоя пойменного луга.

В ходе работы были выделены следующие агроботанические группы: злаки, разнотравье, бобовые и осоки.

Содержание агроботанических групп по каждой пробе показано на рисунке 5 (содержание определялось по массе).

Рисунок 6 — Агроботанический состав травостоя пробных площадок Нами установлено, что преобладающими группами растений являются злаки и разнотравье. Это обусловлено типом почв и их увлажнённостью, что даёт хорошие условия для их произрастания.

Полученные результаты по продуктивности зелёной и сухой массы представлены в таблице 2.

Таблица 2 — Продуктивность поймы р. Сож

Как видно из таблицы 2, продуктивность зелёной массы пойменного луга в 2009 году выше, по сравнению с 2007 и 2008 годами, что вызвано влиянием условий увлажнения и зависит от уровня почвенного плодородия.

В отличие от двух предыдущих лет в 2009 году прирусловая отмель характеризуется появлением растительности, продуктивность которой незначительно отличается от продуктивности прируслового вала.

Продуктивность на прирусловом валу на протяжении 2007;2008 года меняется незначительно, а в 2009 году это значение увеличивается. На других элементах поймы различия продуктивности между 2007 и 2008 годами варьируют от 1,2 до 3,4 т/га, между 2008 и 2009 — от 1,5 до 4,8 т/га, между 2007 и 2009 годами — от 1,3 до 1,4 т/га. Наибольшую продуктивность имеет плоская равнина центральной поймы, относительно высокой продуктивностью характеризуется и понижение центральной поймы. Различие средних значений последних составляет 5,4±1,4 т/га.

Наиболее продуктивной является плоская равнина, так как она характеризуется умеренным увлажнением и хорошими условиями минерального питания. Так же увеличивается плодородие почв к центральной пойме. Притеррасная пойма обычно заболочена, поэтому продуктивность ниже по сравнению с центральной поймой. Наименьшей продуктивностью характеризуется прирусловой вал, так как это возвышенность и здесь нет достаточного увлажнения, хотя и находится вблизи берега. А так же возможно действие антропогенного фактора.

Продуктивность зеленой массы и воздушно-сухой массы связаны коэффициентом увлажнения, то есть существует корреляция. Для более полной оценки результатов исследований мы приводим анализ и по воздушно-сухому веществу.

Продуктивность сухой массы 2008 года на всех элементах поймы ниже, чем в 2007 году, кроме притеррасной поймы. Однако изменения незначительные. Также небольшие отличия значений, по сравнению с предыдущими годам, имеет продуктивность 2009 года.

По общему параметру можно сказать, что продуктивность как зелёной массы, так и сухой за 2009 год значительно превышают показатели предыдущих лет.

В 2009 году были так же изучены такие элементы пойменного рельефа, как подпойменная и надпойменная террасы. Продуктивность надпойменной террасы небольшая, что обусловлено, в основном, действием антропогенного фактора.

Для лучшего понимания сравнительного анализа продуктивности зелёной и сухой масс растительности пойменного луга р. Сож за 2007 — 2009 года, данные таблицы 4 показаны на рисунке 7.

Рисунок 7 — Продуктивность зелёной и сухой массы за 2007 — 2009 год На данном рисунке наивысшую точку имеет плоская равнина центральной поймы. Относительно высокую точку по отношению к ней имеет понижение центральной поймы. Самая наименьшая соответствует прирусловой отмели. Примерно на одном уровне находятся точки повышения и понижения центральной поймы. Так же на рисунке показаны погрешности.

За период исследования пойменного луга р. Сож был изучен агроботанический состав травостоя и оценено процентное содержание этих групп (таблица).

Преобладающей группой на прирусловом валу в 2007 и 2008 году является разнотравье. Однако различия между ними незначительные.

На плоской равнине, повышении и понижении центральной поймы наиболее выражена также группа разнотравья. В 2008 году её содержание на плоской равнине выше на 2,6%, на повышении ниже на 7,1%, на понижении выше на 6,9% по сравнению с 2007 годом.

Притеррасная пойма характеризуется пониженным рельефом и заболоченностью, поэтому здесь преобладают осоки.

На всей пойме наиболее распространённой группой является разнотравье, так как определённых условий произрастания им не требуется.

Доминирующими видами этой группы являются звездчатка злаковидная (Stellaria graminea), дербенник иволистный (Lethrum salicaria), подмаренник душистый (Galium odoratum), лапчатка гусиная (Potentilla anserina), ситник чёрный (Juncus atratus). Доминирующие виды осок — осока острая (Carex acuta), осока лисья (Carex vilpina), осока луговая (Carex pratensis). Доминирующими видами злаков являются овсяница луговая (Festuca pratensis), тимофеевка луговая (Phleum pratensis), кострец безостый (Bromopsis inermis), лисохвост луговой (Alopecurus pratensis).

Также была исследована длина стебля травостоя по агроботаническим группам на выделенных элементах рельефа пойменного луга. Данные исследования представлены в таблице 4.

Таблица 4 — Длина стебля основных видов растительности поймы р. Сож

На прирусловой отмели максимальная длина стебля, как злаков, так и осок значительных отличий не имеет. Однако минимальная длина стебля злаков в 3 раза больше длины стебля осок.

На прирусловом валу наибольшую длину стебля имеют злаки, как в 2008, так и в 2009 году, а наименьшую — бобовые. Относительно высокой длиной стебля характеризуются осоки. Различие в максимальной длине стебля между злаками и осоками в 2008 году составляет 4,3 см, а минимальная длина по сравнению с максимальной в 3 раза меньше как у злаков, так и у осок. Различие максимальной длины стебля злаков между 2008 и 2009 годами составляет 12,4 см, а минимальная длина практически одинакова. У бобовых минимальная длина стебля в 7 раз меньше максимальной. Группа разнотравья занимает промежуточное место.

На плоской равнине центральной поймы наибольшей длиной стебля характеризуются злаки и осоки. Различие между их максимальными длинами стебля в 2008 году составляет 27 см, а минимальные длины по сравнению с максимальными в 2 раза меньше. Различие максимальной длины стебля злаков между 2008 и 2009 годами составляет 23,8 см, а минимальной — 5,5 см. Наименьшую длину имеет группа бобовые, различия в максимальной и минимальной длине стебля между 2008 и 2009 годами небольшие. Группа разнотравья имеет среднее положение. Её максимальная длина стебля в 4 раза больше минимальной, как в 2008 году, так и в 2009.

На повышении центральной поймы наибольшую длину стебля имеют злаки и осоки. Различие между их средними значениями за 2008 год составляет 20,2 см, а максимальная длина более чем в 2 раза больше минимальной длины у обеих групп. Различие максимальной длины стебля злаков между 2008 и 2009 годами составляет 29,6 см, а минимальной — 27,4 см. Наименьшую длину стебля имеют бобовые. Длина стебля разнотравья, как максимальная, так и минимальная, в 2009 году более чем в 2 раза меньше длины стебля этой же группы в 2008 году.

На понижении центральной поймы наибольшей длиной стебля обладают злаки и разнотравье. Однако высоким значением длины стебля в 2009 году характеризуется и группа осок. Различие между максимальными длинами стебля злаков и разнотравья в 2008 году составляет 16,8 см, минимальными — 9,7 см, в 2009 году — 42,7 см и 23,0 см соответственно.

На притеррасной пойме наибольшую длину стебля имеют осоки, а в 2009 году — злаки. Различие между максимальными длинами осок и разнотравья в 2008 году составило 27,6 см. Различие максимальной длины стебля осок между 2008 и 2009 годами составляет 43,7 см, а минимальной — 12,5 см.

Наибольшую длину на всей пойме имеют злаки и осоки, что связано с их физиологическими особенностями развития.

Заключение

В результате исследований были выделены основные элементы пойменного рельефа р. Сож и описан растительный покров на реперных участках. Установлено, что на всех элементах поймы по видовому составу преобладают разнотравье и злаки, кроме притеррасной, где такой группой являются осоки. Наименее распространенными являются бобовые.

Доминирующие виды прируслового вала — звездчатка злаковидная (Stellaria graminea), лапчатка гусиная (Potentilla anserina), лютик ползучий (Ranunculus repens), кострец безостый (Bromopsis inermis).

Доминирующие виды плоской равнины — лапчатка серебристая (Potentilla argentea), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium), мятлик луговой (Poa pratensis), овсяница луговая (Festuca pratensis).

Доминирующие виды повышения — щавель конский, звездчатка злаковидная (Stellaria graminea), тимофеевка луговая (Phleum pratensis), ежа сборная (Dactylis glomerata).

Доминирующие виды понижения — пырей ползучий (Elytrigia repens), подмаренник болотный (Galium palustsis), ситник чёрный (Juncus atratus).

Доминирующие виды притеррасной поймы — осока лисья (Carex vilpina), осока острая (Carex acuta).

По данным таблицы 4 можно сделать вывод, что наибольшую длину стебля имеют растения, произрастающие на центральной пойме р. Сож. Так же центральная пойма обладает наибольшей продуктивностью травостоя. Из этого следует, что чем больше длина стебля, тем больше масса растения и, следовательно, продуктивность.

Наибольшую длину стебля на всей пойме имеют злаки и осоки, что связано с их физиологическими особенностями развития и влиянием метеорологических факторов. Среднее значение длины стебля злаков на всей пойме в 2008 году составляет 32,0 см, а в 2009 году — 55,9 см.

При исследовании продуктивности травостоя поймы р. Сож установлено, что наибольшей продуктивностью обладает центральная пойма, а наименьшей — прирусловая отмель, т.к. почва там мелкозернисто-связнопесчаная и растительность представлена незначительно или совсем отсутствует.

Общая продуктивность (по воздушно — сухой массе) прирусловой отмели, за период исследований, составила 1,5 т/га, прируслового вала — 4,3 т/га, плоской равнины — 15,8 т/га, повышения — 13,9 т/га, понижения — 12,6 т/га, притеррасной поймы — 10,8 т/га. Общая продуктивность по всей пойме р. Сож составила 58,9 т/га.

По данным исследованиям можно сделать вывод, что продуктивность на данном лугу является низкой, и поэтому необходимо проведение агромелиоративных мероприятий по улучшению условий питания и видового состава.

Список использованных источников

1. Алексеенко, Л. Н. Продуктивность луговых растений в зависимости от условий среды / Л. Н. Алексеенко. — Л.: ЛГУ, 1967. — 168 с.

2. Андреев, Н. Г. Луговедение / Н. Г. Андреев. — М.: Агропромиздат, 1989. — 255 с.

3. Биологическая продуктивность травяных экосистем: географические закономерности и экологические особенности / отв. ред.В. Б. Ильин. — Новосибирск: Наука, 1988. — 131 с.

4. Биологические основы продуктивности с/х растений и животных: Сборник научных трудов докторантов / Коллектив авторов. — Горки: БСХА, 1999. — 88 с.

5. Бусько, С.Р., Сцепановiч, I. M. Вынiki даследванняу лугавой раслiннасцi Беларусi / С. Р. Бусько, І.М. Сцепановіч. // Весцi АН БССР. Сер. бiял. навук, 1991. — № 3. — С.44−43.

6. Голубев, И. Ф. Почвоведение с основами геоботаники / И. Ф. Голубев. — М.: Колос, 1982. — 327 с.

7. ГОСТ 23 637–90. Определение сухого вещества. — Введ.01.07.89. — М.: Изд-во стандартов, 1989. — 5 с.

8. ГОСТ 28 168–89. Почвы. Отбор проб. — Введ.01.04.90. — М.: Изд-во стандартов, 1989. — 6 с.

9. Дайнеко, Н. М. Структура и динамика луговых агроэкосистем (на примере сеяных лугов Белорусского Полесья): монография / Н. М. Дайнеко. — Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2006. — 316 с.

10. Иванов, Д. А. Повышение продуктивности сенокосов и пастбищ / Д. А. Иванов. — Л.: Колос, 1975. — 287с.

11. Ларин, И.В., Работнов, Т. А. Луговодство и пастбищное хозяйство / И. В. Ларин, П. П. Бегучев, Т. А. Работнов, И. П. Леонтьева. — Л.: Колос, 1975. — 527с.

12. Лашкевич, Г. И. Влияние приемов посева и состава травосмесей на продуктивность многолетних трав / Г. И. Лашкевич. // Ботаника: исследования, вып.22. — Мн.: Наука и техника, 1980. — с.115−120.

13. Медведский, А.И., Садовская, М.Л., Синковец, М. А. Влияние продолжительности весеннего затопления на устойчивость луговых трав / А. И. Медведский, М. Л. Садовская, М. А. Синковец. // Ботаника: исследования, вып.23. — Мн.: Наука и техника, 1981. — с.45−51.