Влияние конкуренции и почвенных ресурсов на отавность растений продуктивного альпийского луга: факторный эксперимент

Эркенова М.М., Текеев Д.К., Семенова Р.Б., Ахметжанова А.А., Онипченко В.Г.



Перейти в оглавление выпуска:
2024. Т. 129. Вып. 2.

Go to the issue table of contents:
2024. Т. 129. Вып. 2.

Данные статьи

Description

DOI

10.55959/MSU0027-1403-BB-2024-129-2-31-44

Авторы:

Authors:

Эркенова М.М., Текеев Д.К., Семенова Р.Б., Ахметжанова А.А., Онипченко В.Г.

Ключевые слова:

Keywords:

почвенные ресурсы, дефолиация, альпийские луга, Кавказ, удобрения, бобовые, азот, фосфор

Скачать pdf статьи:

Download the article:



Ссылка для цитирования:

For citation:

Эркенова М.М., Текеев Д.К., Семенова Р.Б., Ахметжанова А.А., Онипченко В.Г., Влияние конкуренции и почвенных ресурсов на отавность растений продуктивного альпийского луга: факторный эксперимент // Бюл. МОИП. Отд. биол. 2024. Т. 129. Вып. 2. С. 31-44

Влияние конкуренции и почвенных ресурсов на отавность растений продуктивного альпийского луга: факторный эксперимент

Восстановление надземной биомассы после ее отчуждения фитофагами может зависеть от ценотических отношений и доступности ресурсов. Проведен трехлетний полнофакторный эксперимент по влиянию трех режимов дефолиации (контроль, 1-й и 2-й укосы на уровне почвы за сезон), обогащению почвы N и P и удалению соседних растений (снижение конкуренции) на численность побегов и надземную биомассу трех видов растений продуктивных гераниево-копеечниковых лугов в Тебердинском национальном парке (Geranium gymnocaulon, Hedysarum caucasicum, Festuca brunnescens). Показано, что дефолиация резко снижает образование генеративных побегов. В большинстве случаев дефолиация значимо снижала численность и надземную биомассу растений после трех лет эксперимента. Итоговая отавность азотфиксирующего бобового растения, как и Festuca brunnescens не зависела от доступности почвенных ресурсов. Численность генеративных побегов Geranium gymnocaulon становилась несколько выше при внесении N и P в почву, а общая численность была немного выше при удалении соседних растений. Обогащение почвы элементами минерального питания и удаление соседних растений не имели существенного влияния на восстановление надземной биомассы продуктивного альпийского луга в отличие от таковой для низкопродуктивных альпийских пустошей. Восстановление надземной биомассы у растений продуктивного луга было ниже, чем на пустошах, что может быть связано с ограниченностью вегетационного периода в первом случае.

References

Абатуров Б.Д. Питание и кормовые ресурсы диких растительноядных млекопитающих в степных экосистемах. М.: КМК, 2021. 208 с.
Абатуров Б.Д., Дмитриев И.А., Жаргалсайхан Л., Омаров К.З. Утилизация фитомассы и отложение экскрементов копытными млекопитающими на степных пастбищах Восточной Монголии // Изв. РАН. Сер. биол. 2008. № 3. C. 350–359.
Аджиева Р.Б., Онипченко В.Г. Реакция растений альпийских ковров и гераниево-копеечниковых лугов на разные режимы дефолиации // Бюл. МОИП. Отд. биол. 2006. Т. 111. Вып. 1. С. 24–36.
Зернов А.С., Алексеев Ю.Е., Онипченко В.Г. Определитель сосудистых растений Карачаево-Черкесской Республики. М., 2015. 459 с.
Нахуцришвили Г.Ш., Гамцемлидзе З.Г. Жизнь растений в экстремальных условиях высокогорий (на примере Центрального Кавказа). Л., 1984. 123 с.
Онипченко В.Г. Фитомасса альпийских сообществ северо-западного Кавказа // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1990. Т. 95. № 6. С. 52–62.
Онипченко В.Г., Ежелев З.С. Экологические последствия выпаса яков в Карачаево-Черкесии // Экологический вестн. Северного Кавказа. 2010. Т. 6. № 1. С. 45–57.
Онипченко В.Г., Дудова К.В., Ахметжанова А.А., Хомутовский М.И., Джатдоева Т.М., Текеев Д.К., Елумеева Т.Г. Какие стратегии растений способствуют их доминированию в альпийских сообществах? // Журнал общей биологии. 2020. Т. 81. № 2. С. 37–46.
Онипченко В.Г., Устинова Я.А. Сезонная динамика альпийских фитоценозов Тебердинского заповедника (северо-западный Кавказ) // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1993. Т. 98. Вып. 6. С. 71–79.
Соколов В.Е., Темботов А.К. Млекопитающие: Копытные. М., 1993. 528 с.
Текеев Д.К., Онипченко В.Г. Реакция альпийских растений малоснежных местообитаний на экспериментальную дефолиацию // Экологический вестник Северного Кавказа. 2007. Т. 3. № 2. С. 5–13.
Текеев Д.К., Семенова Р.Б., Онипченко В.Г. Интегральная оценка отавности альпийских растений // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 2012. Т. 67. № 1. С. 36–40.
Энеев С.Х. Этология яков в Кабардино-Балкарии // Труды Кубанского СХИ. 1985. Вып. 264. С. 50–54.
Эркенова М.М., Текеев Д.К., Семенова Р.Б., Ахметжанова А.А., Онипченко В.Г. Ресурсная регуляция отавности растений альпийских пустошей: факторный эксперимент // Экология. 2020. № 5. С. 332–340.
Agrawal A.A. Current trends in the evolutionary ecology of plant defense // Functional Ecology. 2011. Vol. 25. N 2. Р. 420–432.
Barthelemy H., Dorrepaal E., Olofsson J. Defoliation of a grass is mediated by the positive effect of dung deposition, moss removal and enhanced soil nutrient contents: results from a reindeer grazing simulation experiment // Oikos. 2019. Vol. 128. N 10. P. 1515-1524.
Benot M.-L., Mony C., Puijalon S. et al. Responses of clonal architecture to experimental defoliation: a comparative study between ten grassland species // Plant Ecology. 2009. Vol. 201. N 2. Р. 621–630.
Briske D.D. Strategies of plant survival in grazed systems: a functional interpretation // Foraging strategies of grazing animals / Hodgson J., Illius A.W. Eds. Wallingford: CAB International, 1996. P. 37–67.
Brys R., Shefferson R.P., Jacquemyn H. Impact of herbivory on flowering behaviour and life history tradeoffs in a polycarpic herb: a 10-year experiment // Oecologia. 2011. Vol. 166. N 2. P. 293–303.
De Bello F., Leps J., Sebastia M.-T. Predictive value of plant traits to grazing along a climatic gradient in the Mediterranean // J. of Applied Ecology. 2005. Vol. 42. N 5. P. 824–833.
del-Val E., Crawley M.J. Interspecific competition and tolerance to defoliation in four grassland species // Canadian J. of Botany. 2004. Vol. 82. N 7. P. 871–877.
Fanselow N., Schönbach P., Gong X.Y. et al. Short-term regrowth responses of four steppe grassland species to grazing intensity, water and nutrient in Inner Mongolia // Plant and Soil. 2011. Vol. 340. N 1–2. P. 279–289.
Ferraro D.O., Oesterheld M. Effect of defoliation on grass growth. A quantitative review // Oikos. 2002. Vol. 98. N 1. P. 125–133.
Ficken C.D., Wright J.P. Nitrogen uptake and biomass resprouting show contrasting relationships with resource acquisitive and conservative plant traits // J. Vegetation Science. 2019. Vol. 30. N 1. P. 65–74.
Gough L., Shrestha K., Johnson D.R., Moon B. Longterm mammalian herbivory and nutrient addition alter lichen community structure in Alaskan dry heath tundra // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. 2008. Vol. 40. N 1. P. 65–73.
Green R.A., Detling J.A. Defoliation-induced enhancement of total aboveground nitrogen yield of grasses // Oikos. 2000. Vol. 91. N 2. P. 280–284.
Hartnett D.C., Fay P.A. Plant populations: patterns and processes // Grassland dynamics / Knapp A.K., Briggs J.M., Hartnett D.C., Collins S.L. eds. New York, Oxford, 1998. P. 81–100.
Körner C. Alpine plant life: functional plant ecology of high mountain ecosystems. 2-nd ed. Berlin e.a.: Springer, 2003. 349 p.
Mueggler W.F. Response of Mountain grassland vegetation to clipping in southwestern Montana // Ecology 1967.Vol. 48. N 6. P. 946–949.
Olofsson J. Short- and long-term effects of changes in reindeer grazing pressure on tundra heath vegetation // J. Ecol. 2006. Vol. 94. N 2. P. 431–440.
Olofsson J., de Mazancourt C., Crawley M.J. Contrasting effects of rabbit exclusion on nutrient availability and primary production in grasslands at different time scales // Oecologia, 2007. Vol. 150. N 4. P. 582–589.
Onipchenko V.G. Alpine vegetation of the Teberda Reserve, the Northwest Caucasus // Veroffentlichungen des Geobotanischen Institutes der ETH, Stiftung Rubel, Zurich, H. 130, 2002. 168 p.
Оnipchenko V.G. (ed.) Alpine ecosystems in the Northwest Caucasus. Dordrecht, 2004. 407 p.
Onipchenko V.G., Blinnikov M.S., Gerasimova M.A., Volkova E.V., Cornelissen J.H.C. Experimental comparison of competition and facilitation in alpine communities varying in productivity // J. Vegetation Science. 2009. Vol. 20. N 4. P. 718–727.
Sardans J., Penuelas J., Roda F. The effects of nutrient availability and removal of competing vegetation on resprouter capacity and nutrient accumulation in the shrub Erica multiflora // Acta Oecologica. 2006. Vol. 29. N 2. P. 221–232.
Schowalter T.D. Insect ecology. An ecosystem approach. 2-nd edit. Amsterdam, 2006. 572 p.
Vesk P.A., Westoby M. Predicting plant species’ responses to grazing // J. Applied Ecology. 2001. Vol. 38. N 5. P. 897–909.
Wedel E.R., Nippert J.P., Hartnett D.C. Fire and browsing interact to alter intra-clonal stem dynamics of an encroaching shrub in tallgrass prairie // Oecologia, 2021. Vol. 196. N 4. P. 1039–1048.
Wyka T. Carbohydrate storage and use in an alpine population of the perennial herb, Oxytropis sericea // Oecologia, 1999. Vol. 120. N 2. P. 198–208.
Zamora R., Hodar J.A., Gomes J.M. Plant-herbivore interaction: beyond a binary vision // Handbook of functional plant ecology / Pugnaire F.I., Valladares F. Eds. N.Y., Basel, 1999. P. 677–718.

Список литературы

Абатуров Б.Д. Питание и кормовые ресурсы диких растительноядных млекопитающих в степных экосистемах. М.: КМК, 2021. 208 с.
Абатуров Б.Д., Дмитриев И.А., Жаргалсайхан Л., Омаров К.З. Утилизация фитомассы и отложение экскрементов копытными млекопитающими на степных пастбищах Восточной Монголии // Изв. РАН. Сер. биол. 2008. № 3. C. 350–359.
Аджиева Р.Б., Онипченко В.Г. Реакция растений альпийских ковров и гераниево-копеечниковых лугов на разные режимы дефолиации // Бюл. МОИП. Отд. биол. 2006. Т. 111. Вып. 1. С. 24–36.
Зернов А.С., Алексеев Ю.Е., Онипченко В.Г. Определитель сосудистых растений Карачаево-Черкесской Республики. М., 2015. 459 с.
Нахуцришвили Г.Ш., Гамцемлидзе З.Г. Жизнь растений в экстремальных условиях высокогорий (на примере Центрального Кавказа). Л., 1984. 123 с.
Онипченко В.Г. Фитомасса альпийских сообществ северо-западного Кавказа // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1990. Т. 95. № 6. С. 52–62.
Онипченко В.Г., Ежелев З.С. Экологические последствия выпаса яков в Карачаево-Черкесии // Экологический вестн. Северного Кавказа. 2010. Т. 6. № 1. С. 45–57.
Онипченко В.Г., Дудова К.В., Ахметжанова А.А., Хомутовский М.И., Джатдоева Т.М., Текеев Д.К., Елумеева Т.Г. Какие стратегии растений способствуют их доминированию в альпийских сообществах? // Журнал общей биологии. 2020. Т. 81. № 2. С. 37–46.
Онипченко В.Г., Устинова Я.А. Сезонная динамика альпийских фитоценозов Тебердинского заповедника (северо-западный Кавказ) // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1993. Т. 98. Вып. 6. С. 71–79.
Соколов В.Е., Темботов А.К. Млекопитающие: Копытные. М., 1993. 528 с.
Текеев Д.К., Онипченко В.Г. Реакция альпийских растений малоснежных местообитаний на экспериментальную дефолиацию // Экологический вестник Северного Кавказа. 2007. Т. 3. № 2. С. 5–13.
Текеев Д.К., Семенова Р.Б., Онипченко В.Г. Интегральная оценка отавности альпийских растений // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 2012. Т. 67. № 1. С. 36–40.
Энеев С.Х. Этология яков в Кабардино-Балкарии // Труды Кубанского СХИ. 1985. Вып. 264. С. 50–54.
Эркенова М.М., Текеев Д.К., Семенова Р.Б., Ахметжанова А.А., Онипченко В.Г. Ресурсная регуляция отавности растений альпийских пустошей: факторный эксперимент // Экология. 2020. № 5. С. 332–340.
Agrawal A.A. Current trends in the evolutionary ecology of plant defense // Functional Ecology. 2011. Vol. 25. N 2. Р. 420–432.
Barthelemy H., Dorrepaal E., Olofsson J. Defoliation of a grass is mediated by the positive effect of dung deposition, moss removal and enhanced soil nutrient contents: results from a reindeer grazing simulation experiment // Oikos. 2019. Vol. 128. N 10. P. 1515-1524.
Benot M.-L., Mony C., Puijalon S. et al. Responses of clonal architecture to experimental defoliation: a comparative study between ten grassland species // Plant Ecology. 2009. Vol. 201. N 2. Р. 621–630.
Briske D.D. Strategies of plant survival in grazed systems: a functional interpretation // Foraging strategies of grazing animals / Hodgson J., Illius A.W. Eds. Wallingford: CAB International, 1996. P. 37–67.
Brys R., Shefferson R.P., Jacquemyn H. Impact of herbivory on flowering behaviour and life history tradeoffs in a polycarpic herb: a 10-year experiment // Oecologia. 2011. Vol. 166. N 2. P. 293–303.
De Bello F., Leps J., Sebastia M.-T. Predictive value of plant traits to grazing along a climatic gradient in the Mediterranean // J. of Applied Ecology. 2005. Vol. 42. N 5. P. 824–833.
del-Val E., Crawley M.J. Interspecific competition and tolerance to defoliation in four grassland species // Canadian J. of Botany. 2004. Vol. 82. N 7. P. 871–877.
Fanselow N., Schönbach P., Gong X.Y. et al. Short-term regrowth responses of four steppe grassland species to grazing intensity, water and nutrient in Inner Mongolia // Plant and Soil. 2011. Vol. 340. N 1–2. P. 279–289.
Ferraro D.O., Oesterheld M. Effect of defoliation on grass growth. A quantitative review // Oikos. 2002. Vol. 98. N 1. P. 125–133.
Ficken C.D., Wright J.P. Nitrogen uptake and biomass resprouting show contrasting relationships with resource acquisitive and conservative plant traits // J. Vegetation Science. 2019. Vol. 30. N 1. P. 65–74.
Gough L., Shrestha K., Johnson D.R., Moon B. Longterm mammalian herbivory and nutrient addition alter lichen community structure in Alaskan dry heath tundra // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. 2008. Vol. 40. N 1. P. 65–73.
Green R.A., Detling J.A. Defoliation-induced enhancement of total aboveground nitrogen yield of grasses // Oikos. 2000. Vol. 91. N 2. P. 280–284.
Hartnett D.C., Fay P.A. Plant populations: patterns and processes // Grassland dynamics / Knapp A.K., Briggs J.M., Hartnett D.C., Collins S.L. eds. New York, Oxford, 1998. P. 81–100.
Körner C. Alpine plant life: functional plant ecology of high mountain ecosystems. 2-nd ed. Berlin e.a.: Springer, 2003. 349 p.
Mueggler W.F. Response of Mountain grassland vegetation to clipping in southwestern Montana // Ecology 1967.Vol. 48. N 6. P. 946–949.
Olofsson J. Short- and long-term effects of changes in reindeer grazing pressure on tundra heath vegetation // J. Ecol. 2006. Vol. 94. N 2. P. 431–440.
Olofsson J., de Mazancourt C., Crawley M.J. Contrasting effects of rabbit exclusion on nutrient availability and primary production in grasslands at different time scales // Oecologia, 2007. Vol. 150. N 4. P. 582–589.
Onipchenko V.G. Alpine vegetation of the Teberda Reserve, the Northwest Caucasus // Veroffentlichungen des Geobotanischen Institutes der ETH, Stiftung Rubel, Zurich, H. 130, 2002. 168 p.
Оnipchenko V.G. (ed.) Alpine ecosystems in the Northwest Caucasus. Dordrecht, 2004. 407 p.
Onipchenko V.G., Blinnikov M.S., Gerasimova M.A., Volkova E.V., Cornelissen J.H.C. Experimental comparison of competition and facilitation in alpine communities varying in productivity // J. Vegetation Science. 2009. Vol. 20. N 4. P. 718–727.
Sardans J., Penuelas J., Roda F. The effects of nutrient availability and removal of competing vegetation on resprouter capacity and nutrient accumulation in the shrub Erica multiflora // Acta Oecologica. 2006. Vol. 29. N 2. P. 221–232.
Schowalter T.D. Insect ecology. An ecosystem approach. 2-nd edit. Amsterdam, 2006. 572 p.
Vesk P.A., Westoby M. Predicting plant species’ responses to grazing // J. Applied Ecology. 2001. Vol. 38. N 5. P. 897–909.
Wedel E.R., Nippert J.P., Hartnett D.C. Fire and browsing interact to alter intra-clonal stem dynamics of an encroaching shrub in tallgrass prairie // Oecologia, 2021. Vol. 196. N 4. P. 1039–1048.
Wyka T. Carbohydrate storage and use in an alpine population of the perennial herb, Oxytropis sericea // Oecologia, 1999. Vol. 120. N 2. P. 198–208.
Zamora R., Hodar J.A., Gomes J.M. Plant-herbivore interaction: beyond a binary vision // Handbook of functional plant ecology / Pugnaire F.I., Valladares F. Eds. N.Y., Basel, 1999. P. 677–718.