ВЛИЯНИЕ РАЗНООБРАЗИЯ ВИДОВ ТРАВЯНЫХ РАСТЕНИЙ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ ПОЙМЕННОГО ЛУГА

В России происходит постепенный переход на адаптивно-ландшафтные системы земледелия, обеспечивающие уменьшение стока воды в 1,5-2,0 раза и смыв почвы в 3-8 раз, повышение урожайности культур на 25-30 % и рентабельности сельскохозяйственного производства на 8-20 %.
Эти системы должны включать рациональное использование не только пахотных земель, но также лугов, защитных насаждений и иных компонентов ландшафта. Однако в настоящее время большой прогресс достигнут в разработке научных основ создания искусственных агроэкосистем, формирующихся на пахотных землях, принципов и методов управления их функционированием [1]. В то же время значительно меньше исследований посвящено изучению особенностей функционирования таких экосистем как пойменные луга малых рек, роль которых в снабжении животноводства кормами трудно переоценить, особенно в условиях переживаемого страной экономического кризиса.
Цель статьи - выявление закономерностей влияния топографических и почвенных условий прирусловых территорий на прострaнcтвенную структуру видового состава трав и продуктивность пойменных лугов.
Видовое разнообразие. Виды травяных растений были изучены по трем створам на правой стороне реки Ировка Республики Марий Эл с закладкой пробных площадок размерами 2,0×2,0 м (табл. 1 и рис. 1) на прирусловом пойменном лугу в черте деревни Яндемирово.
Моделирование выполнено законом вида
, (1)
где mt - масса всех видов растений в траве или по отдельным видам, г; mg0 - масса влаги, содержащейся в срезанной свежей траве, г; mc - масса сухой травы или готового сена, г; t - время сушки в атмосферном воздухе под навесом, сутки.
Таблица 1
Результаты измерений массы травяных проб с площадки 2×2 м после срезки, г
|
Дата |
Время t, сутки |
Виды травяных растений |
Всего |
||||||
|
Белоус |
Ромашка |
Мать-и-мачеха |
Тысячелистник |
Клевер |
Хвощ |
Подорожник |
|||
|
28.07 29.07 30.07 01.08 03.08 10.08 17.08 24.08 06.09 |
0 1 2 4 6 13 20 27 40 |
940 750 620 510 410 370 350 350 350 |
320 170 140 105 85 85 80 80 80 |
535 400 270 145 110 110 110 110 110 |
195 120 80 75 60 60 60 60 60 |
165 90 65 50 45 45 45 45 45 |
55 32 20 15 15 15 15 15 15 |
35 20 10 10 10 10 10 10 10 |
2245 1562 1205 910 735 685 670 670 670 |
Рис. 1. Река Ировка в черте деревни Яндемирово Республики Марий Эл
(I, II, III - створы реки)
Как пример на рисунке 2 показан график изменения массы всех видов растений с 4 м2 пробной площадки по первому створу на правой стороне речной поймы по закономерности
mt = 1574,4065 exp (-0,5703 t 0,90081) + + 670,4252. (2)
На рисунке 2 приведены в правом верхнем углу следующие обозначения: S - сумма квадратов отклонений от формулы (2); r - коэффициент корреляции, показывающий тесноту связи формулы (2) с экспериментальными точками.
Рис. 2. График и остатки от модели (2)
Коэффициент корреляции 0,9997 очень высок и поэтому уравнение (2) хаpaктеризуется сильной факторной связью. Поэтому предложенная методика анализа динамики сушки может быть применена и для сортировки травы по видам растений.
В дальнейшем волновые составляющие в статье не учитываются.
В таблице 2 приведены итоговые данные и параметры модели (2).
Таблица 2
Масса срезанной травы с пробных площадок размерами 2×2 м
|
Вид травяных растений |
Факт mф, г |
Расчет m, г |
Ранг вида |
Составляющие (1), г |
Параметры модели |
||
|
Сено mc |
Влага mвл0 |
a1 |
a2 |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Первый гидрометрический створ наблюдений |
|||||||
|
Белоус |
940 |
940.2 |
1 |
351.3 |
588.9 |
0.39787 |
0.91989 |
|
Ромашка |
320 |
319.8 |
3 |
79.8 |
240.0 |
0.94639 |
0.64031 |
|
Мать и мачеха |
535 |
534.8 |
2 |
109.2 |
425.6 |
0.37898 |
1.35412 |
|
Тысячелистник |
195 |
195.3 |
4 |
60.6 |
134.6 |
0.86632 |
0.92799 |
|
Клевер |
165 |
165.0 |
5 |
44.9 |
120.1 |
0.97820 |
0.86720 |
|
Хвощ |
55 |
55.0 |
6 |
15.0 |
40.0 |
0.85330 |
1.28761 |
|
Подорожник |
35 |
35.3 |
7 |
9.8 |
25.5 |
1.09811 |
1 |
|
Всего |
2245 |
2244.8 |
0 |
670.4 |
1574.4 |
0.57027 |
0.90081 |
|
Второй гидрометрический створ наблюдений |
|||||||
|
Белоус |
2300 |
2303.2 |
1 |
719.7 |
1583.5 |
0.24841 |
0.95572 |
|
Клевер |
465 |
465.7 |
2 |
142.7 |
323.0 |
0.61901 |
0.94889 |
|
Одуванчик |
52 |
52.2 |
3 |
9.7 |
42.4 |
1.35431 |
1 |
|
Подорожник |
22 |
22.1 |
4 |
4.9 |
17.2 |
1.33088 |
1 |
|
Всего |
2829 |
2843.1 |
0 |
875.8 |
1967.4 |
0.32438 |
0.87795 |
|
Третий гидрометрический створ наблюдений |
|||||||
|
Белоус |
710 |
710.6 |
1 |
192.1 |
518.5 |
0.47105 |
1.04908 |
|
Нивяник обыкн. |
85 |
84.8 |
4 |
19.4 |
65.4 |
0.68807 |
0.56124 |
|
Ромашка |
70 |
70.0 |
5 |
19.8 |
50.1 |
1.57086 |
0.64168 |
|
Клевер |
185 |
185.4 |
2 |
30.9 |
154.5 |
0.72374 |
0.56612 |
|
Тысячелистник |
145 |
145.0 |
3 |
40.1 |
104.9 |
0.97894 |
0.93854 |
|
Всего |
1195 |
1195.5 |
0 |
306.1 |
889.4 |
0.61712 |
0.87695 |
По трем створам наблюдений число видов травяных растений различно (7, 4 и 5).
Распределение видов травяных растений по массе. Из статистической экологии [4] известно, что в ранговом распределении, например видов в биотопе, наилучшим является случай, когда за нулевой ранг принимается значение показателя по сумме видов. По массе проб травы с пробной площадки в 4 м2, после рассортировки травы по видам растений, так и получилось. Общая закономерность имеет формулу
, (3)
где mr - ранговое распределение видов травяных растений по массе, г; mr=0 - общая масса всех видов растений в пробе, г; mr=∞ - масса неучтенных видов растений в пробе, г; r - ранг вида растения в пробе r = 0, 1, 2, 3, ..., или рейтинговое место; I = 1, 2, 3, ..., по массе сырой или сухой пробы травы, а также по массе влаги.
Для первого створа были получены уравнения:
сырая трава (рис. 3а) mr = 2296,3303 exp (-0,84318 r 0,69122) -51,1175; (4)
сухая трава (рис. 3б) mcr = 638,8185 exp (-0,71948 r 1,37926) -32,8366; (5)
масса влаги (рис. 4) mgr = 1835,4548 exp (-0,75175 r 0,47694) -261,3975. (6)
а) сырая трава б) сухая трава
Рис. 3. Графики рангового распределения зеленой массы (а) и сена (б) по видам растений в пробе травы на правой стороне первого гидрометрического створа реки Ировка
Рис. 4. Графики рангового распределения массы влаги в сырой траве по видам растений
в пробе травы на правой стороне первого гидрометрического створа реки Ировка
Знак свободного члeна меняется. Отрицательный знак показывает потенциальные возможности у конкретного видового состава растений на данной пробной площадке. Поэтому можем сделать вывод о том, что по сырой массе и массе влаги имеются резервы повышения продуктивности пойменного луга. Из-за влияния высоты берега есть дефицит влаги 261,4/4 = 65,35 г/м2 или же на 100×261,4 / 1574,4 = 16,60 %.
На втором створе картина иная, хотя формулы аналогичны:
сырая трава (рис. 5а) mr = 2794,1461 exp (-0,21016 r 3,15373) + 35,0831; (7)
сухая трава (рис. 5б) mcr = 869,0147 exp (-0,19811 r 3,22701) + 6,8171; (8)
масса влаги (рис. 6) mgr = 1939,3545 exp (-0,22094 r 3,09057) + 28,2491. (9)
а) сырая трава б) сухая трава
Рис. 5. Графики рангового распределения массы по видам растений
в сырой (а) и сухой (б) пробе травы на правой стороне второго гидрометрического створа реки Ировка
Рис. 6. Графики рангового распределения массы влаги по видам растений в пробе травы на правой стороне второго гидрометрического створа реки Ировка
третий створ хаpaктеризуется уравнениями:
сырая трава (рис. 7а) mr = 1098,5251 exp (-0,58576 r 2,06599) + 96,9290 (10)
сухая трава (рис. 7б) mcr = 279,6683 exp (-0,52362 r 2,98152) + 26,4319; (11)
масса влаги (рис. 8) mgr = 821,8558 exp (-0,60678 r 1,83102) + 68,1443. (12)
а) сырая трава б) сухая трава
Рис. 7. Графики рангового распределения массы по видам растений
в сырой (а) и сухой (б) пробе травы на правой стороне третьего гидрометрического створа реки Ировка
Рис. 8. Графики рангового распределения массы влаги в траве по видам растений в пробе травы на правой стороне третьего гидрометрического створа реки Ировка
Из графиков видно, что каждый створ имеет свой «хаpaктер». Он определяется параметрами a1 и a2 модели типа (3). Из их значений в предыдущих формулах видно, что первый створ быстрее по массе убывает среди видового разнообразия, но все же имеет семь видов растений. Второй створ имеет наименьшее количество видов - пять, но с низкой активностью убывания массы. Третий створ является средним среди других.
Наглядное сравнение видно из двумерных графиков на рис. 9, рис. 10 и рис. 11.
Рис. 9. Поверхность отклика массы проб срезанной травы по видам растений
и динамике сушки по площадкам, расположенных в первом створе наблюдений вдоль течения реки
Рис. 10. Поверхность отклика массы проб срезанной травы по видам растений
и динамике сушки по площадкам, расположенных во втором створе наблюдений вдоль течения реки
Рис. 11. Поверхность отклика массы проб срезанной травы по видам растений и динамике сушки по площадкам, расположенных в третьем створе наблюдений вдоль течения реки
Таким образом, поведение травяных растений вполне можно изучать по динамике сушки отдельных частей пробы травы по видам растений.
Изучение видового состава трав и продуктивности прируслового пойменного луга реки Ировка (табл. 3) показало, что они в значительной степени зависят от степени антропогенной нагрузки.
Таблица 3
Долевое участие видов травяных растений в продуктивности прируслового пойменного луга
|
Виды травяных растений |
I створ Слабая антропогенная нагрузка |
II створ Сильная антропогенная нагрузка |
III створ Средняя антропогенная нагрузка |
|||
|
Долевое участие вида в продуктивности вида |
||||||
|
т/га |
% |
т/га |
% |
т/га |
% |
|
|
Белоус (Nardus stricta) |
2.35 |
41.81 |
0.58 |
30.05 |
1.78 |
59.53 |
|
Ромашка (Matricária ) |
0.80 |
14.21 |
- |
- |
0.18 |
6.02 |
|
Мать и мачеха (Tussilago farfara) |
1.34 |
23.84 |
- |
- |
- |
- |
|
Тысячелистник (Achillea) |
0.49 |
8.72 |
- |
- |
0.36 |
12.04 |
|
Клевер (Trifolium) |
0.41 |
7.30 |
1.16 |
60.10 |
0.46 |
15.39 |
|
Хвощ (Equisetum arvense) |
0.14 |
2.49 |
- |
- |
- |
- |
|
Подорожник (Plantago) |
0.09 |
1.60 |
0.06 |
3.11 |
- |
- |
|
Одуванчик (Taraxacum) |
- |
- |
0.13 |
6.74 |
- |
- |
|
Нивяник обыкн. (Leucanthemum vulgare) |
- |
- |
- |
- |
0.21 |
7.02 |
|
Суммарная продуктивность луга |
5.62 |
100 |
1.93 |
100 |
3.00 |
100 |
Наибольшее разнообразие видов (7 видов) и урожайность 5,62 т/га отмечено при самой низкой антропогенной нагрузке вдали от населенного пункта - I створ. Наименьшее разнообразие видов (4 вида) и самая низкая урожайность 1,92 т/га - при самой высокой антропогенной нагрузке вблизи автомобильного моста через реку и населенного пункта Яндемирово - II створ.
Список литературы
- Бондаренко, Ю.В. Методологические основы систем адаптивно-ландшафтных мелиораций / Ю.В. Бондаренко // Основы рационального природопользования: Сб. научных работ Междунар. научно-пpaкт. конф. ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов: Издательский центр «Наука», 2007. - С. 3-8.
- Мазуркин, П.М. Модели кадастровой стоимости сельскохозяйственных угодий / П.М. Мазуркин, С.И. Михайлова // Успехи современного естествознания. - 2009. - №12. - с. 34-40.
- Мазуркин, П.М. Прогнозирование продуктивности сельскохозяйственных угодий / П.М. Мазуркин, С.И. Михайлова // Успехи современного естествознания. - 2010. №1. - с. 149-153.
- Мазуркин, П.М. Статистическая экология / П.М. Мазуркин: Учебное пособие. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004. - 308 с.
Статья подготовлена и опубликована при поддержке гранта 3.2.3/4603 МОН РФ
Статья в формате PDF
112 KB...
02 07 2026 5:48:27
Статья в формате PDF
105 KB...
01 07 2026 22:18:56
В работе изучено противоболевое действие аспирина, ацетилсалицилатов кобальта и цинка в сверхмалых дозах (40·10–8, 40·10–10, 40·10–13 мг/кг). Все тестируемые соединения оказывали аналгетический эффект, наибольший – обнаружен при действии ацетилсалицилата цинка в дозе 40·10–8 мг/кг. Установлен аналгетический эффект ацетилсалицилата кобальта в сверхмалых дозах, не хаpaктерный для его терапевтической дозы (40 мг/кг). Оказалось, что ацетилсалицилаты кобальта и цинка в дозе 40·10–8 мг/кг превосходили по противоболевой эффективности аспирин в терапевтической и сверхмалых дозах.
...
30 06 2026 18:39:26
В работе изучен мозговой кровоток и его взаимосвязь с нарушением гемореологии у больных хроническими гнойными заболеваниями придаточных пазух носа в остром периоде черепно-мозговой травмы.
...
29 06 2026 4:28:24
Статья в формате PDF
116 KB...
28 06 2026 15:13:14
Статья в формате PDF
113 KB...
27 06 2026 11:12:28
Статья посвящена актуальной морфологической проблеме – формирование слизистой оболочки желудка человека, в раннем эмбриогенезе. Проведен анализ и обобщение научных данных в отечественной и зарубежной литературе о формировании слизистой оболочки желудка. Рассматривается вопрос о процессе формирования врожденных пороков развития желудка.
...
26 06 2026 23:50:15
Статья в формате PDF
121 KB...
25 06 2026 23:55:22
Статья в формате PDF
256 KB...
24 06 2026 23:12:34
Статья в формате PDF
123 KB...
23 06 2026 22:44:12
Предложен новый подход к построению педагогической системы учителя. Выделена ее основная цель: формирование навыка понимания. Предложен путь ее реализации, включающий согласование целей обучения, разработку новой программы и новых форм и методов обучения. Выявлены некоторые трудности обучения, затрудняющие формирование навыка понимания.
...
22 06 2026 8:23:11
Статья в формате PDF
252 KB...
21 06 2026 3:31:49
Статья в формате PDF
124 KB...
20 06 2026 0:59:30
Статья в формате PDF
141 KB...
18 06 2026 8:58:27
Статья в формате PDF
129 KB...
17 06 2026 8:17:18
Статья в формате PDF
250 KB...
16 06 2026 18:42:47
14 06 2026 11:16:31
Статья в формате PDF
126 KB...
11 06 2026 2:24:38
Статья в формате PDF
146 KB...
10 06 2026 15:39:28
Описан состав Сумсунурского батолита рифейского возраста, сложенного кварцевыми диоритами, тоналитами, трондьемитами, а также дайками лейкогранитов и аплитов, отнесённых по сумме признаков к адакитовым гранитоидам. Среди тоналитов и трондьемитов по минеральному и химическому составам выделяются по две разновидности. В трондьемитах и аплитах проявлены два типа тетрадного эффекта фpaкционирования РЗЭ. Установлено, что в процессе генерации адакитовых гранитоидов участвовали разнородные источники плавления субстрата: мантийный и коровый. Становление породных типов происходило при участии флюидов мантийной природы и корового обводнения. Выдвинуто предположение, что формирование комплексного и крупного по запасам золотого Зун-Холбинского месторождения описываемого района принимали различные источники (мантийные и коровые). Взаимодействие последних генерировало золотое оруденение. Высказано предположение о прострaнcтвенной и парагенетической связи оруденения с раннепалеозойским холбинским и более древним рифейским сумсунурским комплексами.
...
09 06 2026 1:10:49
Статья в формате PDF
121 KB...
08 06 2026 7:19:34
Статья в формате PDF
140 KB...
07 06 2026 11:47:49
Статья в формате PDF
118 KB...
06 06 2026 9:36:35
Статья в формате PDF
113 KB...
05 06 2026 20:40:26
Статья в формате PDF
196 KB...
04 06 2026 21:40:40
Статья в формате PDF
300 KB...
03 06 2026 12:11:10
Профилактика респираторных инфекций у детей раннего возраста на современном этапе включает воздействие на местные факторы защиты входных ворот инфекции. Исследовано 48 детей с ОРВИ, 27 с менингококковой инфекцией и 24 с коклюшем в возрасте до 15 месяцев включительно в острый период заболевания и период реконвалесценции. Контрольную группу составили 38 детей того же возраста. Бактериологическими и микроскопическими методами исследования обнаружены изменения в микробиоте слизистой ротоглотки, связанные преимущественно с ростом кандидозной микрофлоры. Наибольшие количественные показатели роста микобиоты в десятки раз выявлены при ОРВИ, тогда как при менингококковой инфекции при условии массивной антибактериальной терапии рост грибковых клеток был умеренным. Коклюш сопровождается на фоне значительных деструктивных процессов в эпителии ротоглотки незначительным ростом грибковой микробиоты.
...
02 06 2026 11:16:19
Статья в формате PDF
255 KB...
01 06 2026 12:43:37
В настоящей работе рассматриваются сложные иерархические системы «хищник -жертва - продуцент». В основу исследования таких систем положены достаточно хорошо известные экспериментальные данные, собранные компанией «Гудзонов залив» за более чем столетний период. На нижнем уровне сложной иерархической системы исследуется влияние солнечного потока на скорость роста продуцентов (деревьев, кустарников и т.д.). Показана возможность стохастических колебаний в многоуровневой системе. Подтверждена ранее высказанная гипотеза о возможности колебаний в системе «жертва -продуцент». Математическая модель описывает широкий спектр процессов и явлений, которые хаpaктерны для сложных экологических систем.
...
31 05 2026 11:23:58
Статья в формате PDF
116 KB...
30 05 2026 10:46:59
29 05 2026 7:32:58
Статья в формате PDF
122 KB...
28 05 2026 15:20:58
Статья в формате PDF
299 KB...
27 05 2026 2:32:29
Статья в формате PDF
129 KB...
26 05 2026 9:23:41
Статья в формате PDF
113 KB...
25 05 2026 21:41:36
Боль является одним из самых распространенных симптомов, встречающихся в медицинской пpaктике. Было изучено влияние фототерапии на интенсивность боли при невропатиях тройничного нерва травматического происхождения. Для лечения использовались фотонные матрицы Коробова «Барва -флекс/КИК» в сочетании с магнитной матрицей «Барва-флекс/МАГ». Ежедневно интенсивность боли оценивалась по визуальной аналоговой шкале боли. Фототерапия оказывает положительное влияние в виде сокращения интенсивности и длительности болевого синдрома.
...
24 05 2026 19:47:39
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::