Пастбищные экосистемы засушливой зоны южного Казахстана: современное состояние, проблемы и пути восстановления (обзор)

В статье представлен обзор современных исследовании текущего состояния и функционирования пастбищных экосистем в засушливой зоне Южного Казахстана на примере Отрарского района Туркестанской области. Рассмотрены природно-климатические особенности региона, влияние аридизации и изменения климата на структуру фитоценозов пастбищ, их продуктивность и биоразнообразие. Проанализированы основные факторы, влияющие на стабильность пастбищных экосистем, такие как водный режим, засоленность почвы, содержание органического углерода, состояние почвенного микробиома и антропогенная нагрузка. Особое внимание уделено современным методам геоботанической оценки растительного покрова, определению проективного покрытия, показателей продуктивности и биоразнообразия, а также использованию геоинформационных систем, технологии дистанционного зондирования и спутникового мониторинга для оценки состояния пастбищ. Собраны данные о перспективах восстановления деградированных пастбищ с использованием органоминеральных удобрении на основе природных алюмосиликатов, гуминовых веществ, гидролизата белка и микроводорослей Chlorella vulgaris. Показано, что комплексный подход, сочетающий геоботанические, почвенно-экологические и цифровые методы исследования, способствует повышению стабильности пастбищных экосистем, сохранению биоразнообразия и рациональному использованию природных земельных ресурсов засушливых районов.

1. Reynolds J.F., Smith D.M.S., Lambin E.F. et al. Global desertification: building a science for dryland development // Science. - 2007. - Vol. 316. - P. 847-851. - DOI: 10.1126/science.1131634.

2. Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.

3. - Geneva: IPCC, 2023. - 184 p. - DOI: 10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.

4. Yao J., Chen Y., Guan X., Zhao Y., Chen J., Mao W. Recent climate and hydrological changes in Central Asia and their impacts on ecosystems // Journal of Hydrology. - 2023.

5. - Vol. 620. - P. 129431. - DOI: 10.1016/j.jhydrol.2023.129431.

6. Guo H., Bao A., Liu T. Climate variability and aridity changes in Central Asia // Atmospheric Research. - 2022. - Vol. 270. - P. 106055. - DOI: 10.1016/j.atmosres.2022.106055.

7. Huang J., Yu H., Guan X., Wang G., Guo R. Accelerated dryland expansion under climate change: A review // Climate Dynamics. - 2016. - Vol. 46. - № 9-10. - P. 3241-3256. - DOI: 10.1007/s00382-015-2587-5.

8. Pfadenhauer J., Klötzli F. Global Vegetation: Fundamentals, Ecology and Distribution. - Cham: Springer Nature Switzerland, 2020. - 858 p. - DOI: 10.1007/978-3-030-49860-3.

9. Ricklefs R.E., Relyea R. Ecology: The Economy of Nature. - 9th ed. - New York: W.H. Freeman, 2021.

10. Maestre F.T., Eldridge D.J., Soliveres S. et al. Structure and functioning of dryland ecosystems in a changing world // Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. - 2016. - Vol. 47. - P. 215-237. - DOI: 10.1146/annurev-ecolsys-121415-032311.

11. Nimmo D.G., Tingley R., Pavey C.R. et al. Challenges and solutions to biodiversity conservation in arid lands // Science of the Total Environment. - 2023. - Vol. 857.

12. - P. 159695. - DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.159695.

13. De Cáceres M., Chytrý M., Agrillo E. et al. A comparative framework for broad-scale plot-based vegetation classification // Applied Vegetation Science. - 2015. - Vol. 18.

14. - № 4. - P. 543-560. - DOI: 10.1111/avsc.12179.

15. Bonham C.D. Measurements for Terrestrial Vegetation. – 2nd ed. – Chichester: Wiley-Blackwell, 2013. – 272 p.

16. Tilman D., Isbell F., Cowles J.M. Biodiversity and ecosystem functioning // Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. - 2014. - Vol. 45. - P. 471-493.

17. - DOI: 10.1146/annurev-ecolsys-120213-091917.

18. Dimeeva L.A., Veselkin D.V. Rastitel'nost' pustyn' Kazahstana i voprosy ee klassifikacii // Botanicheskie issledovaniya Sibiri i Kazahstana. - 2015. - T. 21. - S. 45-61.

19. Norton M.R., Malinowski D.P., Volaire F. Plant drought survival under climate change and strategies to improve perennial grasses: A review // Agronomy for Sustainable Development. - 2016. - Vol. 36. - Art. 29. - DOI: 10.1007/s13593-016-0362-1.

20. Hooper D.U., Adair E.C., Cardinale B.J. et al. A global synthesis reveals biodiver-sity loss as a major driver of ecosystem change // Nature. - 2012. - Vol. 486. - P. 105-108.

21. - DOI: 10.1038/nature11118.

22. Rozema J., Schat H. Salt tolerance of halophytes and their ecological significan-ce // Environmental and Experimental Botany. - 2021. - Vol. 188. - Art. 104499. - DOI: 10.1016/j.envexpbot.2021.104499.

23. Maestre F.T., Eldridge D.J., Soliveres S., Kéfi S., Delgado-Baquerizo M., Bowker M.A., García-Palacios P., Gaitán J., Gallardo A., Lázaro R. et al. Research needs on the biodiversity-ecosystem functioning relationship in drylands // Philosophical Transac-tions of the Royal Society B: Biological Sciences. - 2023. - Vol. 378. - № 1870. - Art. 20220295. - DOI: 10.1098/rstb.2022.0295.

24. Wulder M.A., Roy D.P., Radeloff V.C., Loveland T.R., Anderson M.C., Johnson D.M. et al. Fifty years of Landsat science and impacts // Remote Sensing of Environment.

25. - 2022. - Vol. 280. - Art. 113195. - DOI: 10.1016/j.rse.2022.113195.

26. De Cáceres M., Chytrý M., Agrillo E. et al. A comparative framework for broad-scale plot-based vegetation classification // Applied Vegetation Science. - 2015. - Vol. 18.

27. - № 4. - P. 543-560. - DOI: 10.1111/avsc.12179.

28. Simpson E.H. Measurement of Diversity // Nature. - 1949. - Vol. 163. - № 4148. - P. 688. - DOI: 10.1038/163688a0.

29. Shannon C.E. A mathematical theory of communication // Bell System Technical Journal. - 1948. - Vol. 27. - P. 379-423. - DOI: 10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x. .

30. Lehmann J., Kleber M. The contentious nature of soil organic matter // Nature.

31. - 2015. - Vol. 528. - P. 60-68. - DOI: 10.1038/nature16069.

32. Delgado-Baquerizo M., Guerra C.A., Trivedi P. et al. The global ecology of soil microbiomes // Nature Reviews Microbiology. - 2023. - Vol. 21. - P. 555-571.

33. Bünemann E.K., Bongiorno G., Bai Z. et al. Soil quality revisited: Concepts, indicators and applications // Soil and Tillage Research. - 2024. - Vol. 245. - Art. 106150.

34. Wulder M.A., Coops N.C., Roy D.P. Landsat continuity and applications in ecosystem monitoring // Remote Sensing of Environment. - 2022. - Vol. 269. - Art. 112822. - DOI: 10.1016/j.rse.2021.112822.

35. Xue J., Su B. Significant Remote Sensing Vegetation Indices: A Review of Developments and Applications // Journal of Sensors. - 2017. - Vol. 2017. - Art. 1353691. - DOI: 10.1155/2017/1353691.

36. Agegnehu G., Bass A.M., Nelson P.N., Bird M.I. Benefits of biochar, compost and biochar-compost for soil quality, maize yield and greenhouse gas emissions in tropical agricultural soils: A review // Agriculture, Ecosystems & Environment. - 2016. - Vol. 213. - P. 72-85. - DOI: 10.1016/j.agee.2015.07.015.

37. Qadir M., Quillérou E., Nangia V. et al. Economics of salt-induced land degradation and restoration // Natural Resources Forum. - 2014. - Vol. 38. - № 4. - P. 282-295. - DOI: 10.1111/1477-8947.12054.

38. Trivedi P., Leach J.E., Tringe S.G., Sa T., Singh B.K. Plant-microbiome interactions: from community assembly to plant health // Nature Reviews Microbiology. - 2020. - Vol. 18. - № 11. - P. 607-621. - DOI: 10.1038/s41579-020-0412-x.

39. Rouphael Y., Colla G. Toward a sustainable agriculture through plant biosti-mulants: From experimental data to practical applications // Agronomy. - 2020. - Vol. 10. - № 10. - Art. 1461. - DOI: 10.3390/agronomy10101461.