Patterns of Reforestation Successions on Abandoned Agricultural Lands of the Bashkir Cis-Urals

P. S. Shirokikh; Широких П. С.; N. I. Fedorov; Федоров Н. И.; I. R. Tuktamyshev; Туктамышев И. Р.; I. G. Bikbaev; Бикбаев И. Г.; V. B. Martynenko; Мартыненко В. Б.

doi:10.31857/S036705972303006X

Patterns of Reforestation Successions on Abandoned Agricultural Lands of the Bashkir Cis-Urals

Authors: Shirokikh P.S.¹, Fedorov N.I.¹, Tuktamyshev I.R.¹, Bikbaev I.G.¹, Martynenko V.B.¹
Affiliations:
1. Ufa Institute of Biology, Ufa Federal Research Centre, Russian Academy of Sciences
Issue: No 3 (2023)
Pages: 179-187
Section: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/0367-0597/article/view/139184
DOI: https://doi.org/10.31857/S036705972303006X
EDN: https://elibrary.ru/FOKJIR
ID: 139184

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The analysis and forecasting of the course of restoration successions on abandoned agricultural lands of the Bashkir Cis-Urals are presented. It was shown that the consequences of the complex influence of various economic uses of arable land after the cessation of plowing remain for a long time in the successional series. This maintains the differences between the communities of each fallow and is the reason for the high phytocoenotic diversity. Subsequently, strong shading as a result of active reforestation leads to a decrease in species richness, leveling of floristic differences between fallow communities and convergence of phytocenoses. The rate of succession and the dynamics of the floristic composition of communities are the highest in the first 12–15 years after the withdrawal of land from agricultural use before the onset of the formation of long-derived phytocenoses with a dense tree canopy. It is predicted that succession on the fallows will be influenced by the forest vegetation directly in contact with the fallows after the formation of a dense forest stand. However, the final formation of the floristic composition of the lower layers may take more than 100–150 years.

Keywords

abandoned agricultural lands, vegetation dynamics, reforestation successions, biodiversity, South Ural region

References

Люри Д.И., Горячкин С.В., Караваева Н.А. и др. Динамика сельскохозяйственных земель России в XX веке и постагрогенное восстановление растительности и почв. М.: ГЕОС, 2010. 426 с.
Глушков И., Лупачик В., Прищепов А. и др. Картирование заброшенных земель в Восточной Европе с помощью спутниковых снимков LANDSAT и GOOGLE EARTH ENGINE. 2019. Интернет ресурс: https://maps.greenpeace.org/maps/aal/
Cramer V.A., Hobbs R.J., Standish R.J. What’s new about old fields? Land abandonment and ecosystem assembly // Trends in Ecology & Evolution. 2008. V. 23. №. 2. P. 104–112.
Meiners S.J., Rye T.A., Klass J.R. On a level field: The utility of studying native and non-native species in successional systems // Applied Vegetation Science. 2009. V. 12. Iss. 1. P. 45–53.
Москаленко С.В., Бобровский М.И. Расселение лесных видов растений из старовозрастных дубрав на брошенные пашни в заповеднике “Калужские засеки” // Изв. Самарского научного центра РАН. 2012. Т. 14. № 1(5). С. 1332–1335.
Мошкина Е.В., Медведева М.В., Туюнен А.В. и др. Особенности естественного восстановления лесных экосистем на бывших сельскохозяйственных землях (на примере южного агроклиматического района Карелии) // Биосфера. 2019. Т. 11. № 3. С. 134–145.
Евстигнеев О.И., Воеводин П.В., Коротков В.Н., Мурашев И.А. Зоохория и дальность разноса семян в хвойно-широколиственных лесах Восточной Европы // Успехи современной биологии. 2013. Т. 133. № 4. С. 392–400.
Peña-Angulo D., Khorchani M., Errea P. et al. Factors explaining the diversity of land cover in abandoned fields in a Mediterranean mountain area // Catena. 2019. V. 181. 104064.
Жудова П.П. Геоботаническое районирование Башкирской АССР. Уфа: Башкнигоиздат, 1966. 124 с.
Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Наука о растительности (история и современное состояние основных концепций). Уфа: Гилем, 1998. 413 с.
Kopečky K., Hejný S. A new approach to the classifications of anthropogenic plant communities // Vegetatio. 1974. V. 29. P. 17–20.
Hennekens S.M. TURBO(VEG). Software package for input, processing and presentation of phytosociological data. Lancaster: Wageningen et University of Lancaster, 1995. 70 p.
Tichý L., Holt J., Nejezchlebová M. JUICE. Program for management, analysis and classification of ecological data. 2-nd ed. Brno: Masaryk University, 2011. 61 p.
Корчагин А.А. Определение возраста деревьев умеренных широт // Полевая геоботаника. Т. II. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1960. С. 209–241.
Александрова В.Д. Классификация растительности. Л.: Наука, 1969. 275 с.
Foster B.L., Tilman D. Dynamic and static views of succession: testing the descriptive power of the chronosequence approach // Plant Ecology. 2000. V. 146. № 1. P. 1–10.
Magurran A.E. Ecological diversity and its measurement. Princeton University Press, 1988. 547 p.
Зверев А.А. Информационные технологии в исследованиях растительного покрова: Учеб. пос. Томск: Изд-во “ТМЛ-Пресс”, 2007. 304 с.
Hill T., Lewicki P. Statistics methods and applications. Tulsa: StatSoft, 2007. 832 p.
Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с.
Широких П.С., Мартыненко В.Б., Зверев А.А. и др. Растительность заброшенных сельскохозяйственных угодий Башкирского Предуралья // Вестник Томского гос. ун-та. Биология. 2017. №. 37. С. 66–104.
Архипова М.В. Изменение лесистости в центре Восточно-Европейской равнины за последние 150 лет // Лесоведение. 2020. № 1. С. 35–45.
Данченко А. М., Трофименко Н.М. Экология семенного размножения березы. Новосибирск: Наука, 1993. 184 с.
Viherä-Aarnio A., Velling P. Seed transfers of silver birch (Betula pendula) from the Baltic to Finland – effect on growth and stem quality// Silva Fennica. 2008. № 42(5). P. 735–751.
Новоселова Н.Н., Залесов С.В., Магасумова А.Г. Формирование древесной растительности на бывших сельскохозяйственных угодьях: Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2016. 106 с.
Юровских Е.В., Залесов С.В., Магасумова А.Г., Бачурина А.В. Густота и надземная фитомасса подроста сосны на бывших сельскохозяйственных угодьях// Аграрный вестник Урала. 2016. № 11 (153). С. 80–85.
Телеснина В.М. Динамика растительного покрова в ходе демутационной сукцессии в подзоне южной тайги (Костромская область) после разных видов сельскохозяйственного использования // Вестник Удмуртcкого ун-та. Сер.: Биология. Науки о Земле. 2016. Т. 26. Вып. 3. С. 26–39.
Атутова Ж.В., Екимовская О.А. Основные тенденции восстановительной динамики аграрно-трансформированных геосистем Тункинской котловины // Изв. Иркутского гос. ун-та. Серия: Науки о Земле. 2019. Т. 27. С. 16–31.
Вараксин Г.С., Вайс А.А., Байкалов Е.М. Зарастание древесной растительностью земель сельскохозяйственного назначения // Вестник КрасГАУ. 2012. № 5. С. 201–205.
Orrock J.L., Watling J.I. Local community size mediates ecological drift and competition in metacommunities // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 2010. № 277(1691). P. 2185–2191.
Kreyling J., Jentsch A., Beierkuhnlein C. Stochastic trajectories of succession initiated by extreme climatic events // Ecology Letters. 2011. V. 14. № 8. P. 758–764.
Chase J.M. Community assembly: when should history matter? // Oecologia. 2003. № 136. P. 489–498.
Szirmai O., Saláta D., Benedek L.K., Czóbel S. Investigation of the secondary succession of abandoned areas from different cultivation in the Pannonian Biogeographic Region // Agronomy. 2022. V. 12. №. 4:773. P. 1–22.
Fukami T. Historical contingency in community assembly: integrating niches, species pools, and priority effects // Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 2015. V. 46. P. 1–23.
Голубева Л.В., Наквасина Е.Н. Зарастание древесной растительностью постагрогенных земель на карбонатных отложениях в Архангельской области // Изв. Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2015. Вып. 210. С. 25–36.
Уткин А.И., Гульбе Т.А., Гульбе Я.И., Ермолова Л.С. О наступлении лесной растительности на сельскохозяйственные земли в Верхнем Поволжье // Лесоведение. 2002. № 5. С. 44–52.
Prach K., Jongepierová I., Řehounková K., Fajmon K. Restoration of grasslands on ex-arable land using regional and commercial seed mixtures and spontaneous succession: successional trajectories and changes in species richness // Agriculture, Ecosystems & Environment. 2014. V. 182. P. 131–136.
Ruskule A., Nikodemus O., Kasparinskis R. et al. Soil-vegetation interactions in abandoned farmland within the temperate region of Europe // New Forests. 2016. V. 47. № 4. P. 587–605.
Rey Benayas J. M., Martínez-Baroja L., Pérez-Camacho L. et al. Predation and aridity slow down the spread of 21-year-old planted woodland islets in restored Mediterranean farmland // New Forests. 2015. V. 46. № 5. P. 841–853.
Водоохранно-защитные леса Уфимского плато: экология, синтаксономия и природоохранная значимость / Под ред. А.Ю. Кулагина. Уфа: Гилем, 2007. 448 с.
Евстигнеев О.И., Воеводин П.В. Формирование лесной растительности на лугах (на примере Неруссо-Деснянского полесья) // Бюлл. МОИП. 2013. Т. 118. № 4. С. 64–70.