Республика Калмыкия относится к аридным территориям Европейской части Российской Федерации, по степени засушливости уступающей лишь Средней Азии. Деградация территории Черных земель привела к образованию первой в Европе антропогенной пустыни, характеризующейся массивами открытых и незакрепленных песков, что представляет реальную угрозу не только российского, но и европейского масштаба. Кроме того, в результате опустынивания происходит снижение биологического разнообразия, истощение водных ресурсов и изменение климата не только локального, но и в глобальных масштабах. Опустынивание Черных земель происходит как в результате природных, так и главным образом антропогенных причин (перевыпас, степные пожары, распашка пастбищ). Особенности распространения агроэкологического бедствия на Черных землях проявляются в основном в двух формах опустынивания - засолении и дефляции почв. Ухудшение природной среды жизни и значительное снижение продуктивности сельскохозяйственных угодий привели к падению жизненного уровня местного населения. Процессы опустынивания территории наиболее интенсивно протекают на почвах легкого гранулометрического состава со слабой эрозионной устойчивостью, когда постоянно расширяются площади выбитых животными пастбищ. Вместе с этим появляются сплошные массивы, лишенные растительности. Такие же последствия вызывает так называемая «переложная система», когда распахиваются целинные пастбища под бахчевые культуры, а затем они забрасываются на многие годы без залужения. Восточные ветры выдувают тысячи гектаров когда-то продуктивных пастбищ.
Тревожная картина роста подверженных ветровой эрозии территории Черных земель характеризовалась следующим образом: в 1956-1959 гг. ветровой эрозии было подвержено лишь 3,5 % территории, в 1971-1972 гг. - более трети (37,2 %), а теперь можно говорить о сплошной эрозии (в 1984-1985 гг. - 94,6 %) этих уникальных угодий. Только развеваемые пески в это время занимали более полумиллиона гектаров или 15 % территории, а ежегодный прирост площади песков составляет 40-50 тыс. гектаров. Современное состояние Черных земель оценивается степенью опустынивания, критерием которой принята деградация растительного покрова. К первому классу, где опустынивания нет, отнесены не сбитые и слабо сбитые пастбища. Ко второму классу причислены средне сбитые пастбища, где опустынивание слабое. А к третьему, четвертому и пятому классам, где опустынивание соответственно умеренное, сильное и очень сильное, отнесены сильно сбитые, очень сильно сбитые пастбища и участки, лишенные растительности, пески и солончаки.
Деградация пастбищ в Прикаспии началась еще в позднем голоцене (около 3-2,5 тыс. лет тому назад) и периодически вспыхивают до настоящего времени. Главная причина этих вспышек - перегрузка угодий в засушливые периоды. Засушливыми были III-IV, а также XIV-XVI вв., когда сильно увеличившееся поголовье скота вызывало весьма интенсивное и обширное опустынивание пастбищных угодий. Деградация активизировалась с тех тор, как калмыки стали строить колодцы среди барханов и использовать песчаные пастбища не только зимой, но и летом. Деградации способствовало также изменение специализации животноводческой отрасли, замена пастбищной технологии сезонного использования сельскохозяйственных угодий стационарной, увеличение масштабов земледелия, регулярного орошения, перегрузка пастбищ привели к потере устойчивой среды обитания. Аридные экосистемы Калмыкии очень чувствительны к антропогенной деятельности. Изменения природной среды на территории Калмыкии обусловлены, прежде всего, большой длительностью эксплуатации здесь естественных биологических ресурсов и стихийным, не регулируемым характером этой эксплуатации. Для восстановления нарушаемого экологического равновесия требуется продолжительное время. Нарушения аридных экосистем часто становятся необратимыми. Поэтому крайне необходимо территориальное перераспределение нагрузок на среду в научно допустимых пределах. Учитывая наметившийся рост поголовья скота с 2001 года в 3-3,5 раза и развития крестьянско-фермерских хозяйств, возникла угроза повторного опустынивания [4].
Анализ взаимосвязей природных условий аридной территории Калмыкии и процесса ее хозяйственного использования путем наращивания поголовья сельскохозяйственных животных позволяет сделать вывод о том, что снижение поголовья сельскохозяйственных животных в период с 1990 по 2000 г. позитивно отразилось на состоянии диких животных. Однако в настоящее время вновь намечается тенденция увеличения поголовья сельскохозяйственных животных. Очевидна неоднозначность влияния этого фактора на устойчивость и стабильность функционирования аридных экосистем. Нагрузка сельскохозяйственных ресурсов должна четко соотноситься с экологической емкостью пастбищных угодий республики. Сохранение существующих биологических ресурсов, восстановление утраченных должны стать одним из приоритетных направлений в системе природопользования Калмыкии на пути к его рационализации.
Из положения теории о целесообразном экологическом равновесии [5] известно, что восстановление и поддержание в регионе естественного равновесия достигаются двумя основными путями: функциональным и территориальным.
Первому пути соответствует комплекс мероприятий, обычно называемый рационализацией природопользования. Это соответствующая агротехника, регуляция хозяйственных нагрузок на территорию. Ежегодное увеличение численности овец, крупного рогатого скота и других видов сельскохозяйственных животных привело к перегрузке пастбищ и, как следствие, деградации кормовых угодий. Так, нагрузка на 100 гектаров пастбищ в 1990 г. в Калмыкии доходила до 16-94 условных голов крупного рогатого скота при норме 5,5 голов. Эти и другие обстоятельство обусловили необходимость разработки и внедрения на аридных пастбищах научной системы их рационального использования, основой которой являются установление оптимальной нагрузки пастбищ сельскохозяйственными животными, пастбищеоборот и загонная пастьба. Оптимальная нагрузка на Черных землях колеблется в пределах 0,31-0,33 овцы на 1 гектар [4].
Оптимальной нагрузке пастбищ должна соответствовать и структура животноводства, породный состав которых должен быть наиболее характерен для этого региона. А именно -возрождение калмыцкой породы курдючных овец, крупного рогатого скота, лошадей и верблюдов. В структуре животноводства это соотношение составляет 3:3:3:1 и является своеобразным ориентиром, которым следует руководствоваться при восстановлении численности традиционных видов животных. Эта структура традиционного животноводства предусматривает содержание каждого вида в том количестве на Черных землях, которая необходима для сохранения естественных угодий и рационального ведения пастбищного животноводства. Следовательно, сама эта охранная мера предлагает определенный предел, превышение которого неизбежно приведет к экологической катастрофе. Содержание разных видов или пород домашних животных необходимо для рационального использования пастбищной растительности. Многие виды растений используются только определенными видами животных. Опытами установлено: в нормальных пастбищных условиях в весенне-летний период овцами пастбища используется всего лишь на 44-50 % от наличия валового запаса фитомассы, что равняется примерно 65-70 % от ее возможного расходования. Введение же в овцеводческое хозяйство лошадей, верблюдов, крупного рогатого скота позволит доиспользовать оставшиеся 30-35 %. На сегодняшний день в агропромышленном комплексе на территории Черных земель сложилась благоприятная ситуация для адаптации экологически приемлемой технологии и традиционных методов ведения пастбищного животноводства к современным социально-экономическим условиям, а также для возвращения в естественную природную среду обитания редких и исчезающих сельскохозяйственных животных.
Второй путь - собственно природоохранный, вернее, системно-балансовый метод полной и частичной консервации части территориальных комплексов, пассивная охрана отдельных экологических компонентов и множественности элементов. Применительно к региону Черных земель эта теория применима в виде внедрения методов биологической мелиорации или метода агростепей и оптимизации структуры поголовья выпасаемого скота на пастбищах (функциональный путь). В роли территориального механизма восстановления целесообразного экологического равновесия создание системы ООПТ. Одним из самых действенных методов по восстановлению продуктивности деградированных пастбищ является фитомелиорация и, в первую очередь, многолетние травы. Там, где основной отраслью хозяйственной деятельности является пастбищное животноводство, а преобладающие типы почв имеют легкий гранулометрический состав, доминируют два направления фитомелиорации: создание пастбищ на зональных почвах взамен пребывающих на последней стадии дигрессии естественных и закрепление растительностью открытых подвижных песков [6]. Закрепление подвижных песков и устойчивое пастбищное использование этих площадей невозможно без создания насаждений, представляющих одновременно и кормовую, и мелиоративную ценность. Под их защитой формируется естественный травостой выпасов. К таким растениям относятся джузгун безлистный, терескен серый, прутняк, овес песчаный, полынь белая, житняк сибирский. Они хорошо поедаются скотом, менее всего страдают от частого стравливания животными.
Научные учреждения нашей страны и за рубежом накопили большой опыт, свидетельствующий о преимуществах использования дикорастущих кормовых растений, при коренном улучшении низкоурожайных пастбищ в зоне пустынь и полупустынь. В настоящее время из арсеналов методов фитомелиорации самым широко признанным и эффективным признан метод агростепей. Метод агростепей позволяет реально и в короткое время - за два-три года возродить некогда уничтоженную многовидовую травянистую растительность там, где это жизненно необходимо, экономически и экологически целесообразно [3]. Главное отличие агростепей, созданных с соблюдением установленной технологии, от нетронутых плугом целины - их возраст: в молодых, трех- и пятилетних агростепях почвенная толща освоена корневыми системами до глубины 50-70 см. В этот период, наоборот, надземная кормовая масса - урожайность выше в два-три раза, по сравнению с зональной степью.
Одновременно с решением задач кормопроизводства и защиты почв от эрозии метод агростепей, параллельно, дает реальную возможность активно воспроизводить и генофонд редких и исчезающих видов растений. Метод полностью механизирован: все технологические этапы обеспечиваются обычными сельскохозяйственными машинами и орудиями. Введение фитомелиорантов в деградированные фитоценозы возможно путем поверхностного или коренного улучшения. При поверхностном улучшении естественный травостой сохраняется полностью или частично, во втором случае природная растительность уничтожается полностью и создается новый тип кормового угодья.
Агротехнические приемы возделывания кормовых растений дифференцированы по ряду позиций (ширина обрабатываемых и необрабатываемых полос, сроки посева, соответствующие почвам экотипы вида). Научной основой биологической фитомелиорации пастбищ служат концепции З. Ш. Шамсутдинова [8]: неполночленности биогеоценозов; экологических ниш; взаимной дополняемости видов в сообществах; адаптивной стратегии растений.
В условиях пустынного природного экотона, для создания долголетних высокопродуктивных пастбищ необходимо учесть свойства взаимодополняемости видов фитоценозах. Взаимодополняемость видов фитоценоза проявляется в флуктуационных, сезонных, сукцессионных колебаниях природной среды, в ярусной и функциональной дополняемости. Установлено, что к флуктационным колебаниям метеорологических и экологических условий наиболее устойчивы: житняк, типчак, ковыли, полыни [2].
Сукцессионная замещаемость определяется сбитостью пастбищ, следовательно, необходимо учитывать в искусственно создаваемых травостоях присутствие видов более устойчивых к пастбищному выпасу, пусть и менее ценой в кормовом отношении, но важных для защиты пастбищ от дигрессии и дефляции. Заполнение экологических ниш - главное условие создания устойчивых пастбищных фитоценозов. На обширных очагах опустынивания, где наблюдается интенсивный перенос песка, вызывающий сильное повреждение растений, рекомендуют проводить лесомелиорационные мероприятия. Посадку растений производят без предварительной подготовки почвы в осенне-зимний период и рано весной. После посадки в марте в междурядьях культур производится напашка защитных плужных борозд-валов параллельно рядам посадки через 4-5 м один от другого и посев пастбищных трав.
Наиболее засухоустойчивым из кормовых полукустарников в зоне пустынь и сухих степей является терескен серый. Терескен по количеству биомассы, в том числе поедаемой животными, превосходит многие виды полукустарников. Корневая система его проникает до 5-7 м и способна использовать воду из глубоких горизонтов почвы. Высота растений достигает 1-1,5 м, а длина годичных побегов - 60-80 см. В течение вегетационного периода терескен способен образовать две отавы высотой 30 см и более. В растении содержится мало влаги, и она экономно расходуется. Преимущество полукустарника заключается в том, что он способен переносить очень низкие температуры. Отличается он и высокой фотосинтетической продуктивностью. По питательности терескен значительно превосходит многие виды полукустарников. В листьях его содержится 28 % протеина и 24 % белка. Оптимальные сроки посева терескена - под зиму в зоне пустынь и полупустынь и ранняя весна - в степной зоне. Норма высева 4-6 кг/га. Лучшая система обработки почвы, гарантирующая дружные всходы, - паровая. В песчаной пустыне и полупустыне допустим посев вразброс и заделка семян волокушами или даже прогоном скота. Но сильная опушенность семян затрудняет высев сеялками серийного выпуска. Этот недостаток можно устранить при предварительном оголении и дражировании посевного материала. Создание 15-20 гектаров терескеновых пастбищ для отары овец обеспечивает животных подножным кормом в осенние и зимние месяцы. Поскольку на обширных угодьях Черных земель преобладают почвы, подверженных эрозии - супесчаные и песчаные, то обработку почвы необходимо вести с учетом этого. Полосы готовят по типу раннего пара, начиная с ранней весны, когда в почве имеется наибольшее количество влаги. Для этого используют культиваторы - плоскорезы КПП-2,2 (КПШ-9) или КПЭ-3,8 обрабатывают почву на глубину 16-18 см с одновременным прикатыванием кольчатыми катками. При появлении сорняков проводят культивацию. Сроки сева прутняка, камфоросмы, терескена и полыни белой подзимние в ноябре и зимние - декабре - первой половине февраля - позволяют полученным всходам весной хорошо укореняться еще до иссушения почвы в летний период. На тяжелых суглинистых почвах глубина заделки семян меньше, а на легких супесчаных и песчаных почвах - более глубокая. Полукустарники высевают поверхностно, терескен на глубину до 2 см, многолетние травы на 2-4 см. В первый год жизни на участках коренного улучшения подкашивают сорняки на высоте 10-15 см. На втором году жизни на широкорядных посевах междурядья культивируют. Пастьба скота в первые два года жизни не рекомендуется; в последующие годы при щадящем режиме выпаса (до 60 %) обеспечивается продуктивное использование пастбищ. При поверхностном улучшении угодий путем подсева в травостой только на сильно изреженных участках всходы высеваемых трав более или менее конкурентоспособны с аборигенной растительностью. Особенно рискован сев на необработанных площадях в острозасушливых условиях.
Пастбища второго и третьего классов опустынивания соответственно среднесбитые и сильно сбитые своим происхождением обязаны нерациональной бессистемной пастьбе и перегрузке скотом выпасов. Поэтому восстановлению травостоя будут способствовать отдых выпасов и загонная система, т. е. нормированная, с меньшим коэффициентом использования трав. Так при прекращении стравливания и предоставлении даже краткосрочного отдыха пастбища могут в течение 1-3 лет почти полностью восстановить травостой. Эти меры можно осуществить путем освобождения пастбищ целыми массивами или в системе вводимых пастбищеоборотов. В результате использования пастбищ в системе пастбищеоборотов продуктивность угодий со временем увеличивается на 15-20 %.
Таким образом, разработка мероприятий по борьбе с опустыниванием сельскохозяйственных угодий имеет исключительно важное значение для обеспечения устойчивого развития сельскохозяйственного производства Калмыкии.
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки России в рамках ФЦП по гранту № 14.B37.21.1247.
Рецензенты:
Черунова Ирина Викторовна, доктор технических наук, профессор, декан технологического факультета, Минобрнауки России, ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС»), г. Шахты.
Алиева Наталья Зиновьевна, доктор философских наук, доцент, заведующий кафедрой «Физика», Минобрнауки России, ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС»), г. Шахты.