ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2023-4-64-73ecodag-2993Research ArticleЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙECOLOGY OF PLANTSПродуктивность растительности и запасы углерода в луговой степи на залежи в Башкирском Предуралье (Южно‐Уральский регион)Productivity of vegetation and carbon stock in meadow steppe on fallow areas in the Bashkir Cis‐Urals (Southern Urals region), Russiahttps://orcid.org/0000-0002-0002-012XБаишеваЭ. З.BaishevaE. Z.

Эльвира З. Баишева, доктор биологических наук,главный научный сотрудник

450054

проспект Октября, 69

Уфа

Тел. +79871070537

Elvira Z. Baisheva, Doctor of Biological Sciences, Chief Researcher

450054

69 Oktyabrya Prospekt

Ufa

Tel. +79871070537

elvbai@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0167-7449ФедоровН. И.FedorovN. I.

Николай И. Федоров

Уфа

Nikolai I. Fedorov

Ufa

https://orcid.org/0000-0002-7129-8292ЖигуноваС. Н.ZhigunovaS. N.

Светлана Н. Жигунова

Уфа

Svetlana N. Zhigunova

Ufa

https://orcid.org/0000-0003-1864-4878ШирокихП. С.ShirokikhP. S.

 Павел С. Широких

Уфа

Pavel S. Shirokikh

Ufa

https://orcid.org/0000-0001-6135-7212КомиссаровМ. А.KomissarovM. A.

Михаил А. Комиссаров

Уфа

Mikhail A. Komissarov

Ufa

https://orcid.org/0000-0002-9238-9011ГаббасоваИ. М.GabbasovaI. M.

Илюся М. Габбасова

Уфа

Ilusya M. Gabbasova

Ufa

https://orcid.org/0000-0002-0619-4171МулдашевА. А.MuldashevA. A.

Альберт А. Мулдашев

Уфа

Albert A. Muldashev

Ufa

https://orcid.org/0000-0001-5063-2362БикбаевИ. Г.BikbaevI. G.

Ильнур Г. Бикбаев

Уфа

Ilnur G. Bikbaev

Ufa

https://orcid.org/0000-0002-5923-3349ТуктамышевИ. Р.TuktamyshevI. R.

Ильшат Р. Туктамышев

Уфа

Ilshat R. Tuktamyshev

Ufa

https://orcid.org/0000-0001-5870-2978ШендельГ. В.ShendelG. V.

Галина В. Шендель

Уфа

Galina V. Shendel

Ufa

https://orcid.org/0000-0002-7754-0406СулеймановР. Р.SuleymanovR. R.

Руслан Р. Сулейманов

Уфа

Ruslan R. Suleymanov

Ufa

https://orcid.org/0000-0003-4942-8203ГариповТ. Т.GaripovT. T.

Тимур Т. Гарипов

Уфа

Timur T. Garipov

Ufa

Уфимский государственный нефтяной технический университет; Уфимский институт биологии – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра РАНUfa State Petroleum Technological University; Ufa Institute of Biology, Ufa Federal Research Centre, Russian Academy of SciencesУфимский институт биологии – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра РАНUfa Federal Research Centre, Russian Academy of Sciences2023080120241846473Copyright © Баишева Э.З., Федоров Н.И., Жигунова С.Н., Широких П.С., Комиссаров М.А., Габбасова И.М., Мулдашев А.А., Бикбаев И.Г., Туктамышев И.Р., Шендель Г.В., Сулейманов Р.Р., Гарипов Т.Т., 20242024Баишева Э.З., Федоров Н.И., Жигунова С.Н., Широких П.С., Комиссаров М.А., Габбасова И.М., Мулдашев А.А., Бикбаев И.Г., Туктамышев И.Р., Шендель Г.В., Сулейманов Р.Р., Гарипов Т.Т.Baisheva E.Z., Fedorov N.I., Zhigunova S.N., Shirokikh P.S., Komissarov M.A., Gabbasova I.M., Muldashev A.A., Bikbaev I.G., Tuktamyshev I.R., Shendel G.V., Suleymanov R.R., Garipov T.T.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/2993   Цель

   Цель. Сбор и анализ сведений о составе и продуктивности растительности, оценка депонирования углерода растительностью и почвой на залежном участке луговой степи в Башкирском Предуралье.

   Материал и методы

   Материал и методы. Работа основана на материалах обследования растительности и почв залежного участка луговой степи, на котором более 20 лет проходит постагрогенная восстановительная сукцессия.

   Результаты

   Результаты. Растительный покров участка близок к естественным богато‐разнотравным луговым степям, но отличается более низкими показателями видового богатства и насыщенности, а также присутствием сорных сегетальных видов. Общая биомасса растений оценена в 11,35 т/га (в том числе надземная живая биомасса 2,98 т/га, мортмасса 3,11 т/га, масса корней 5,25 т/га). Средние величины запасов углерода в биомассе растений составляют 427,6 г/м2, а общий запас углерода в растительном веществе на всем участке – 36,88 тонн. Почвы представлены черноземом типичным карбонатным. Запасы углерода в маломощной почве в слое 0–90 см составляет 308 т/га, в среднемощной – 378 т/га.

   Заключение

   Заключение. Особенностью обследованных сообществ является обедненный флористический состав, низкая продуктивность и невысокая доля корней (47 % от общей фитомассы), что связано с неполным восстановлением степной растительности и малой мощностью гумусового горизонта. Почвы участка по содержанию и запасам углерода приближаются к целинным аналогам.

   Aim

   Aim. Data collection and analysis of the composition and productivity of vegetation and assessment of carbon sequestration by vegetation and soil in meadow steppe at a fallow site in the Bashkir Cis‐Urals, Russia.

   Material and Methods

   Material and Methods. The work is based on a survey of vegetation and soils of meadow steppe located in fallow areas, where post‐agrogenic restoration succession has been going on for more than 20 years.

   Results

   Results. The plant cover of the area studied is close to natural rich‐forb meadow steppes but differs in lower indicators of species richness and saturation, as well as the presence of weedy segetal species. The total plant biomass on the plot studied was estimated at 11.35 t/ha (including live aboveground biomass 2.98 t/ha, mortmass 3.11 t/ha, root weight 5.25 t/ha). The average stock of carbon in the plant biomass is 427.6 g/m2, and the total carbon stock in plant matter within the site is 36.88 tons. The soil cover of the area studied is Chernozem Calcic. The average levels of carbon stocks in short‐thickness soil at the 0–90 cm layer is 308 t/ha, while in medium‐thick soil it is 378 t/ha.

   Conclusions

   Conclusions. A feature of the communities surveyed is a poor floristic composition, low productivity and low proportion of roots (47 % of the total plant biomass), which is caused by incomplete recovering of steppe vegetation and low thickness of the humus horizon. The soils of the site are close to virgin steppe lands in terms of carbon content and reserves.

луговая степькарбоновый полигонсеквестрация углеродазалежьЮжно‐Уральский регионmeadow steppecarbon polygoncarbon sequestrationfallow landSouthern Urals regionИсследование выполнено в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации «Программа создания и функционирования карбонового полигона на территории Республики Башкортостан «Евразийский карбоновый полигон» на 2022‐2023 гг.» (Номер для публикаций: FEUR‐2022‐0001)The study was carried out within the framework of the state task of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation "Program for the creation and operation of a carbon polygon in the Republic of Bashkortostan ‘Eurasian carbon polygon’ for 2022‐2023" (Publication number: FEUR‐2022‐0001)ReferencesHurka H., Friesen N., Bernhardt K.‐G., Neuffer B., Smirnov S.V., Shmakov A.I., Blattner F.R. The Eurasian steppe belt: Status quo, origin and evolutionary history // Turczaninowia. 2019. V. 22. N 3. P. 5–71. doi 10.14258/turczaninowia.22.3.1Hurka H., Friesen N., Bernhardt K.‐G., Neuffer B., Smirnov S.V., Shmakov A.I., Blattner F.R. The Eurasian steppe belt: Status quo, origin and evolutionary history. Turczaninowia, 2019, vol. 22, no. 3, pp. 5–71. doi: 10.14258/turczaninowia.22.3.1Wang X., Gao R., Yang X. Responses of soil moisture to climate variability and livestock grazing in a semiarid Eurasian steppe // Science of The Total Environment. 2021. V. 781. Article ID: 146705. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.146705Wang X., Gao R., Yang X. Responses of soil moisture to climate variability and livestock grazing in a semiarid Eurasian steppe. Science of The Total Environment, 2021, vol. 781, article id: 146705. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.146705Piao S., Liu Q., Chen A., Janssens I.A., Fu Y., Dai J., Liu L., Lian X., Shen M., Zhu X. Plant phenology and global climate change: current progresses and challenges // Global change biology. 2019. V. 25. N 6. P. 1922–1940. doi: 10.1111/gcb.14619Piao S., Liu Q., Chen A., Janssens I.A., Fu Y., Dai J., Liu L., Lian X., Shen M., Zhu X. Plant phenology and global climate change: current progresses and challenges. Global change biology, 2019, vol. 25, no. 6, pp. 1922–1940. doi: 10.1111/gcb.14619Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O., Zhiengaliyev A.T., Kudeyarov V.N. Carbon budgets in the steppe ecosystems of Russia // Doklady Earth Sciences. 2019. V. 485. P. 450–452. doi: 10.1134/S1028334X19040238Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O., Zhiengaliyev A.T., Kudeyarov V.N. Carbon budgets in the steppe ecosystems of Russia. Doklady Earth Sciences, 2019, vol. 485, pp. 450–452. doi: 10.1134/S1028334X19040238Тишков А.А., Белоновская Е.А., Титова С.В. Степи и луга в обзоре «Temporate grasslands and shrublands of Russia» (2020) // Вопросы степеведения. 2021. N 1. С. 21–47.Tishkov A.A., Belonovskaya E.A., Titova S.V. Steppes and meadows in the review «Temporary grasslands and shrublands of Russia» (2020). Voprosy stepevedeniya [Steppe science]. 2021, no. 1, pp. 21–47. (In Russian)Wang M., Zhang C., Chen S., Zhang Y., Li Y., Xin X., Wang X., Yan R. Effects of grazing intensity on the carbon, nitrogen and phosphorus content, stoichiometry and storage of plant functional groups in a meadow steppe // Agronomy. 2022. V. 12. N 12. Article ID: 3057. doi: 10.3390/agronomy12123057Wang M., Zhang C., Chen S., Zhang Y., Li Y., Xin X., Wang X., Yan R. Effects of grazing intensity on the carbon, nitrogen and phosphorus content, stoichiometry and storage of plant functional groups in a meadow steppe. Agronomy, 2022, vol. 12, no. 12, article id: 3057. doi: 10.3390/agronomy12123057Bai Y., Cotrufo M.F. Grassland soil carbon sequestration: current understanding, challenges, and solutions // Science. 2022. V. 377(6606). P. 603–608. doi: 10.1126/science.abo2380Bai Y., Cotrufo M.F. Grassland soil carbon sequestration: current understanding, challenges, and solutions. Science, 2022, vol. 377(6606), pp. 603–608. doi: 10.1126/science.abo2380Ямалов С.М., Миркин Б.М. Флористическая и географическая дифференциация настоящих и луговых степей Южного Урала // Растительный мир Азиатской России. 2010. N 2(6). С. 58–65.Yamalov S.M., Mirkin B.M. The floristic and geographical differentiation of true and meadow steppes of the Southern Urals. Rastitel'nyi mir Aziatskoi Rossii [Flora and vegetation of Asian Russia]. 2010, no. 2(6), pp. 58–65. (In Russian)Япаров И.М., Вильданов И Р., Сулейманов Р.Р., Сайфуллин И.Ю. Состояние и особенности динамики заброшенных сельскохозяйственных ландшафтов лесостепей Башкирского Предуралья // Вестник Забайкальского государственного университета. 2017. Т. 23. N 11. С. 28–36.Yaparov I.M., Vildanov I.R., Suleimanov R.R., Saifullin I.Yu. Assessment of the status and dynamics of the abandoned agricultural landscapes of forest‐steppe zone of the Republic of Bashkortostan. Vestnik Zabaykal'skogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of the Transbaikal State University]. 2017, vol. 23, no. 11, pp. 28–36. (In Russian)Горчаковский П.Л. Растительность и ботанико‐географическое деление Башкирской АССР. В кн.: Определитель высших растений Башкирской АССР. Москва: Наука, 1988. С. 5–13.Gorchakovskii P.L. Vegetation and botanical and geographical division of the Bashkir ASSR. In: Opredelitel' vysshikh rastenii Bashkirskoi ASSR [Handbook of higher plants of the Bashkir ASSR]. Moscow, Nauka Publ., 1988, pp. 5–13. (In Russian)Япаров И.М., ред. Атлас Республики Башкортостан. Уфа: ГУП РБ Башкирское книжное издательство «Китап», 2005. 420 с.Yaparov I.M., ed. Atlas Respubliki Bashkortostan [Atlas of the Republic of Bashkortostan]. Ufa, Kitap Publ., 2005, 420 p. (In Russian)ГОСТ Р 58595–2019. Национальный стандарт Российской Федерации. Почвы. Отбор проб. Москва: Росстандарт, 2019. 8 с.GOST R 58595–2019. National standard of the Russian Federation. Soils. Sample selection. Moskow, Rosstandart Publ., 2019, 8 p. (In Russian)Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. Москва: Агропромиздат, 1986. 416 с.Vadyunina A.F., Korchagina Z.A. Metody issledovaniya fizicheskikh svoistv pochv [Methods for studying the physical properties of soils]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1986, 416 p. (In Russian)ГОСТ 26213–91. Почвы. Методы определения органического вещества. Москва: Комитет стандартизации и метрологии СССР, 1992. 8 с.GOST 26213–91. Soils. Methods for determining organic matter. Moscow, Committee for Standardization and Metrology of the USSR Publ., 1992, 8 p. (In Russian)Ямалов С.М., Баянов А.В., Мулдашев А.А., Аверинова Е.А. Ассоциации луговых степей Южного Урала // Растительность России. 2013. N 22. С. 106–125. doi: 10.31111/vegrus/2013.22.106Yamalov S.M., Bayanov A.V., Muldashev A.A., Averinova E.A. Meadow steppe associations of the South Urals. Vegetation of Russia, 2013, no. 22, pp. 106–125. (In Russian) doi: 10.31111/vegrus/2013.22.106Азаренко (Мясникова) М.А., Казеев К.Ш., Ермолаева О.Ю., Колесников С.И. Изменение растительного покрова и биологических свойств черноземов в постагрогенный период // Почвоведение. 2020. N 11. С. 1412–1422. doi: 10.31857/S0032180X20110039Azarenko (Myasnikova) M.A., Kazeev K.Sh., Yermolayeva O.Yu., Kolesnikov S.I. Change of vegetation cover and biological properties of chernozems in the postagrogenic period. Soil science, 2020, no. 11, pp. 1412–1422. (In Russian) doi: 10.31857/S0032180X20110039Панкратова Л.А. Многолетние наблюдения за процессами восстановления растительного покрова на постагрогенных территориях музея‐заповедника «Дивногорье» // Дивногорский сборник. Труды музея‐заповедника «Дивногорье». Воронеж: Издательско‐полиграфический центр «Научная книга», 2018. С. 90–95.Pankratova L.A. Mnogoletniye nablyudeniya za protsessami vosstanovleniya rastitel'nogo pokrova na postagrogennykh territoriyakh muzeya‐zapovednika «Divnogor'ye» [Long‐term observations of the processes of restoration of vegetation cover in the post‐agrogenic territories of the museum‐reserve «Divnogorye»]. In: Divnogorskii sbornik. Trudy muzeya‐zapovednika «Divnogor'ye» [Divnogorsky collection. Proceedings of the museum‐reserve «Divnogorie»]. Voronezh, Scientific book Publ., 2018, pp. 90–95. (In Russian)Титлянова А.А., Шибарева С.В. Продуктивность травяных экосистем : справочник. Москва: ООО «Издательство МБА», 2020. 100 с.Titlyanova A.A., Shibareva S.V. Produktivnost' travyanykh ekosistem : spravochnik [Productivity of grass ecosystems : a handbook]. Mosсow, MBA Publ., 2020, 100 p. (In Russian)Титлянова А.А., Базилевич Н.И., Шмакова Е.И., Снытко В.А., Дубынина С.С., Магомедова Л.Н., Нефедьева Л.Г., Семенюк Н.В., Тишков А.А., Ти Тран, Хакимзянова Ф.И., Шатохина Н.Г., Кыргыс Ч.О., Самбуу А.Д. Биологическая продуктивность травяных экосистем. Географические закономерности и экологические особенности. Новосибирск: ИПА СО РАН, 2018. 110 с. doi: 10.31251/978-5-600-02350-5Titlyanova A.A., Basilevich N.I., Shmakova E.I., Snytko V.A., Dubynina S.S., Magomedova L.N., Nefedyeva L.G., Semenyuk N.V., Tishkov A.A., Ti Tran, Khakimzyanova F.I., Shatokhina N.G., Kyrgys C.O., Sambuu A.D. Biologicheskaya produktivnost' travyanykh ekosistem. Geograficheskiye zakonomernosti i ekologicheskiye osobennosti [Biological productivity of grass ecosystems. Geographic patterns and ecological features]. Novosibirsk, IPA SB RAS Publ., 2018, 110 p. (In Russian) doi: 10.31251/978-5-600-02350-5Ковда В.А. Основы учения о почвах. Общая теория почвообразовательного процесса. Москва: Наука, 1973. Кн. 2. 474 с.Kovda V.A. Osnovy ucheniya o pochvakh. Obshchaya teoriya pochvoobrazovatel'nogo protsessa. [Fundamentals of the study of soils. General theory of the soil‐forming process]. Moscow, Nauka Publ., 1973, book 2, 474 p. (In Russian)Работнов Т.А. Луговедение. Москва: Издательство МГУ, 1984. 320 с.Rabotnov T.A. Lugovedeniye [Meadow science]. Moscow, MSU Publ., 1984, 320 p. (In Russian)Makunina N.I., Sambuu A.L. Structure and stock of phytomass as indicators of the stage of demutation of steppe fallow lands in Tyva // Russian Journal of Ecology. 2022. V. 53. N 5. P. 357–365. doi: 10.1134/s106741362205006xMakunina N.I., Sambuu A.L. Structure and stock of phytomass as indicators of the stage of demutation of steppe fallow lands in Tyva. Russian Journal of Ecology, 2022, vol. 53, no. 5, pp. 357–365. doi: 10.1134/s106741362205006xTelesnina V.M., Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O., Lichko V.A., Ermolaev A.M. Dynamics of soil properties and plant composition during postagrogenic evolution in different bioclimatic zones // Eurasian Soil Science. 2017. V. 50. P. 1515–1534. doi: 10.1134/S1064229317120109Telesnina V.M., Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O., Lichko V.A., Ermolaev A.M. Dynamics of soil properties and plant composition during postagrogenic evolution in different bioclimatic zones. Eurasian Soil Science, 2017, vol. 50, pp. 1515–1534. doi: 10.1134/S1064229317120109Бурдуковский М.Л., Перепелкина П.А. Агроэкологическое состояние почв и восстановление растительности в залежных экосистемах // Биота и среда природных территорий. 2022. Т. 10. N 2. С. 28–36. doi: 10.37102/2782-1978_2022_2_3Burdukovskii M.L., Perepelkina P.A. Agroecological state of soils and vegetation recovery in fallow ecosystems. Biota and environment of natural areas, 2022, vol. 10, no. 2, pp. 28–36. (In Russian) doi: 10.37102/2782-1978_2022_2_3Титлянова А.А., Шибарева С.В. Изменение чистой первичной продукции и восстановление запасов углерода в почвах залежей // Почвоведение. 2022. N 4. С. 500–510. doi: 10.31857/S0032180X2204013XTitlyanova A.A., Shibareva S.V. Change in net primary production and recovery of carbon stock of old field soils. Soil Science, 2022, no. 4, pp. 500–510. (In Russian) doi: 10.31857/S0032180X2204013XIUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports. URL: https://www.fao.org/3/i3794en/I3794en.pdf. Rome: FAO, 2015. N 106. 182 p. (дата обращения: 26.06. 2023)IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports. Available at: https://www.fao.org/3/i3794en/I3794en.pdf. Rome, FAO, 2015, no. 106, 182 p. (accessed 26. 06. 2023)Хазиев Ф.Х., Мукатанов А.Х., Хабиров И.К., Кольцова Г.А., Габбасова И.М., Рамазанов Р.Я. Почвы Башкортостана. Эколого‐генетическая и агропроизводственная характеристика. Уфа: Гилем, 1995. Т. 1. 384 с.Khaziyev F.Kh., Mukatanov A.Kh., Khabirov I.K., Kol'tsova G.A., Gabbasova I.M., Ramazanov R.Ya. Pochvy Bashkortostana. Ekologo‐geneticheskaya i agroproizvodstvennaya kharakteristika [Soils of Bashkortostan. Ecological‐genetic and agricultural production characteristics]. Ufa, Gilem Publ., 1995, vol. 1, 384 p. (In Russian)Gabbasova I.M., Suleimanov R.R., Khabirov I.K., Komissarov M.A., Fruehauf M., Liebelt P., Garipov T.T., Sidorova L.V., Khaziev F.Kh. Temporal changes of eroded soils depending on their agricultural use in the southern Cis‐Ural region // Eurasian Soil Science. 2016. V. 49. N 10. P. 1204–1210. doi: 10.1134/S1064229316100070Gabbasova I.M., Suleimanov R.R., Khabirov I.K., Komissarov M.A., Fruehauf M., Liebelt P., Garipov T.T., Sidorova L.V., Khaziev F.Kh. Temporal changes of eroded soils depending on their agricultural use in the southern Cis‐Ural region. Eurasian Soil Science, 2016, vol. 49, no. 10, pp. 1204–1210. doi: 10.1134/S1064229316100070

The authors declare that there are no conflicts of interest present.