Дендрофлора челябинской области
На правах рукописи
Меркер Вера Викторовна
ДЕНДРОФЛОРА ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ
03.00.05. – ботаника
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Пермь – 2009
Работа выполнена в лаборатории экологии древесных растений Ботанического сада Уральского отделения РАН, на кафедре экологии Челябинского государственного университета
Научный руководитель: доктор биологических наук,
старший научный сотрудник
Сёмкина Лидия Александровна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук,
профессор
Овеснов Сергей Александрович
доктор биологических наук,
профессор
Путенихин Валерий Петрович
Ведущая организация: Главный Ботанический сад
имени Н.В. Цицина РАН
Защита диссертации состоится «18» июня 2009 года в 1330 часов на заседании диссертационного совета Д 212.189.02 при Пермском государственном университете по адресу: 614990, г. Пермь, ГСП, ул. Букирева, 15, зал заседаний Ученого совета
Адрес сайта: http: //www.psu.ru
E-mail: [email protected].
Fax: (342) 237-16-11
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета.
Автореферат разослан «21» апреля 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор биологических наук, доцент Л.В. Новоселова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Проблемы трансформации флор и охраны биоразнообразия, актуальные в настоящее время во всём мире, остро стоят и в Челябинской области, территория которой отличается высокой степенью антропогенной нагрузки и значительно изменённой под её воздействием флорой. В масштабах всей планеты происходит унификация видового состава флор различных регионов, в том числе и за счёт процесса интродукции иноземных видов. Важное значение в этой связи имеет познание и сохранение коренной растительности, а также выявление очагов интродукции и изучение стратегии поведения иноземных видов. В Челябинской области постоянно идёт процесс намеренной и спонтанной интродукции, результатом которой является пополнение флоры иноземными видами растений. Поведение интродуцированных в пределах области древесных растений из других физико-географических зон и территорий неоднозначно: некоторые виды вполне акклиматизировались и натурализовались, внедрились в естественные фитоценозы, отчасти влияя на биоценотические связи (Сконникова, 1986, 1988, 1989; Рязанова, 1987; Куликов, 2005; Меркер, 2005). Другие виды из мест культивирования не уходят, но играют немалую, а иногда ведущую роль в формировании городских ландшафтов и озеленительных комплексов. Многие иноземные виды широко представлены в лесных и лесозащитных насаждениях, часть видов так или иначе испытаны и использованы в озеленении частных участков, в коллекционных посадках научно-исследовательского института (ЮУНИИПОК) и его отделений, на участках общеобразовательных школ, в питомниках лесхозов и дистанций Южно-Уральской железной дороги. В данной ситуации иноземные виды древесных растений получили равноправное с местными (аборигенными) видами основание считаться частью дендрофлоры области, при выявлении которой нами принимались во внимание все виды древесных пород в условиях культуры и природы.
В связи со всем вышесказанным, всесторонние исследования дендрофлоры области, её природной и интродуцированной составляющих, и обобщение опыта интродукции иноземных растений имеют важную научную и практическую значимость. Целенаправленных исследований дендрофлоры Челябинской области до настоящего времени не проводилось.
Цель и задачи исследования. Цель настоящего исследования – изучение современного видового состава дендрофлоры Челябинской области и его всесторонний анализ, выявление изменений в дендрофлоре, произошедших в результате процесса интродукции.
При выполнении работы ставились следующие задачи:
- Инвентаризация видового состава дендрофлоры Челябинской области, обобщение опубликованных и оригинальных данных.
- Составление электронной базы данных и аннотированного конспекта дендрофлоры.
- Выявление и исследование очагов интродукции иноземных видов древесных растений.
- Обобщение данных о появлении иноземных видов в культуре и выделение основных этапов истории формирования интродуцированной составляющей дендрофлоры.
- Проведение таксономического, географического, фитоценотического, биоморфологического анализов дендрофлоры.
- Оценка существующей системы охраны дендрологических объектов и разработка практических рекомендаций для её совершенствования.
Научная новизна. Впервые специально на основе собственных многолетних полевых исследований, изучения гербарного материала и опубликованных данных проведена инвентаризация видового состава дендрофлоры области и составлен «Конспект дедрофлоры Челябинской области (дикорастущие и интродуцированные виды)», включающий 504 вида, относящихся к 149 родам и 59 семействам.
Установлен и изучен видовой состав иноземных древесных пород, интродуцированных в области, включающий 334 вида, 104 рода и 43 семейства. Впервые обобщён опыт и дана периодизация истории интродукции почти за 200-летний период. Выявлены и описаны более 50 очагов намеренной интродукции, составлена карта-схема их размещения на территории области. Кроме того, сделаны находки иноземных видов в естественных фитоценозах, проясняющие стратегию их поведения в условиях региона. Выделен адвентивный компонент дедрофлоры и проведён его анализ.
Впервые приводятся данные о нахождении 1 вида аборигенной дендрофлоры (Tamarix gracilis Willd.) и данные о 247 видах интродуцированных иноземных растений.
Теоретическая и практическая значимость работы. В результате инвентаризации дендрофлоры области для 20 видов уточнены контуры границ их ареалов, в том числе для некоторых – расширяющие представления о зональном распространении вида. Уточнены и дополнены данные о распространении 112 видов аборигенной дендрофлоры в пределах природных зон, для 47 видов из них данные нами уточнены значительно (более 5-10 уточнений).
Собран гербарий интродуцированных видов древесных растений в объёме 2100 листов; дикорастущих видов – более 4000 листов. Гербарные образцы хранятся в Гербарии Ботанического сада ЧелГУ (CSUH).
Результаты проведённых исследований используются в специальных курсах и в учебных практиках студентов (направление 020200.62 – Экология и природопользование, специальность 020802 – Природопользование) в Челябинском государственном университете. Создана электронная база данных о дендрофлоре (в программе «Microsoft Access»), которая содержит информацию, связанную с изучением естественных и антропогенно трансформированных экосистем области, и включает около 8000 единиц информации.
Результаты проведённого исследования служат основой для рационального использования дикорастущих и иноземных видов древесных растений в ландшафтно-географических композициях Ботанического сада ЧелГУ.
Материалы диссертации окажутся полезными при составлении определителя древесных растений Челябинской области и более обширных регионов, в составе которых представлена и территория области. Материалы конспекта будут полезны при составлении кадастра редких видов, при разработке научно-практических основ мониторинга и решения других задач в дальнейших дендрологических исследованиях.
Основные положения, выносимые на защиту:
- Составляющими дендрофлоры являются дикорастущая (включающая адвентивный компонент) и интродуцированная (культивируемая) фракции. Конспект дендрофлоры Челябинской области включает 215 таксонов дикорастущих растений (в их числе 45 адвентивных видов) и 334 вида культивируемых иноземных растений, которые в целом объединяются в 149 родов и 59 семейств.
- История формирования интродуцированной фракции дендрофлоры насчитывает 4 основных периода и наглядно показывает возрастающее действие антропогенного фактора на состав и структуру дендрофлоры области в течение последних 200 лет. Наибольшее число иноземных видов появилось в культуре в последние периоды.
- Выявленные 58 очагов намеренной интродукции древесных растений, содержащие в целом 334 вида иноземных древесных растений, влияют на состав и структуру дикорастущей фракции.
- По всем проанализированным показателям состав и структура аборигенной дендрофлоры сохраняют зонально обусловленные черты флоры, испытывающей значительное влияние аридных областей Азии, и отражают пограничное положение территории области. Состав культивируемых и адвентивных видов, как результат антропогенного преобразования флоры, придаёт дендрофлоре области черты флор восточноазиатского и более южного типа.
Публикации результатов исследований и апробация работы. По материалам диссертации опубликованы 22 научных работы, 2 из них – в рецензируемых журналах, входящих в Перечень ВАК. Результаты исследований были представлены на VI региональной научно-практической конференции «Проблемы экологии, экологического образования и просвещения в Челябинской области» (г. Челябинск, 2002), на Всероссийской конференции молодых ученых «Экологические механизмы динамики и устойчивости биоты» (Екатеринбург, 2004), на Международной научной конференции по итогам изучения флоры Восточной Европы (г. С.-Петербург, 2005), на V региональной научно-практической конференции «Выдающиеся представители научной, общественной и духовной жизни Урала» (г. Челябинск, 2005), на межрегиональной научно-практической конференции «Экологическая политика в обеспечении устойчивого развития Челябинской области» (г. Челябинск, 2005), на региональной научно-практической конференции «Проблемы экологии и экологического образования Уральского федерального округа» (г. Челябинск, 2008), на VI региональной научно-практической конференции «Природное и культурное наследие Урала» (г. Челябинск, 2008), на VI международной научно-практической конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (г. Оренбург, 2008).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и приложений. Список использованной литературы включает 513 наименований, в том числе 20 на иностранных языках. Работа изложена на 247 страницах текста, содержит 22 таблицы и 12 рисунков. В приложениях, являющихся специальной частью диссертации и составляющих отдельный том объёмом 365 страниц, даны «Конспект дендрофлоры Челябинской области (дикорастущие и интродуцированные виды)» и таблица «Ассортимент иноземных видов в очагах интродукции древесных растений».
Благодарности. Выражаю искреннюю и глубокую благодарность своему научному руководителю Л.А. Сёмкиной. Особая благодарность специалистам за помощь в определении собранного в ходе работы гербарного материала: Н.Н. Цвелёву, И.О. Бузуновой, И.В. Беляевой, П.В. Куликову, М.С. Князеву, А.Г. Быструшкину. Искренняя признательность Л.В. Рязановой и коллегам В.П. Пекину и М.А. Овчинникову – за ценные замечания и советы при работе с рукописью диссертации. Сердечная признательность А.В. Меденниковой за помощь в экспедиционных работах, техническом оформлении рукописи и создании электронных баз данных. Приношу свою искреннюю благодарность Т.И. Тараниной, В.В. Дерягину за консультации по вопросам природных условий области. Большое спасибо моей семье и друзьям за всестороннюю помощь, поддержку и понимание на всех этапах работы над диссертацией.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава I. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ
Приводятся данные административного формирования территории области, современные географические границы и структура земель, кратко характеризуются основные черты рельефа и геологического строения, даются основные климатические характеристики и гидрологические особенности территории, характеристика почвенного покрова. Приводятся характеристики и распространение основных типов растительности, составленные по наиболее существенным публикациям согласно принятой схеме районирования (Колесников, 1961, 1964) с изменениями П.В. Куликова (2005).
Данная глава составлена, главным образом, на основании имеющихся сводных печатных работ, а также консультаций со специалистами в данной отрасли знаний. Характеристики природных условий используются при анализе полученного материала, касающегося аборигенных и адвентивных видов.
Глава II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Основные материалы были получены в ходе полевых исследований, проводимых автором с 2001 по 2008 гг. Полевая работа документирована гербарием (CSUH), в целом собрано более 6 тысяч гербарных образцов интродуцированных и дикорастущих видов древесных растений. Кроме того, просмотрены и учтены более 3350 гербарных образцов древесных растений с территории Челябинской области, хранящиеся в других Гербариях (LE, SVER, MHA, PERM, CPHU, в гербарии областного краеведческого музея г. Челябинска). Изучение дендрофлоры проводилось маршрутным методом в сочетании с детальным изучением отдельных пунктов. Составлена карта с указанием основных объектов обследования и пунктов, из которых совершались радиальные выезды (рис. 1). Основными объектами детального изучения состава интродуцированных видов стали т.н. «очаги интродукции», известные ранее и выявленные в ходе исследования, обозначенные на карте-схеме (рис. 1) под номерами: 2, 6, 11–19, 25, 39, 40, 43, 46, 47, 58, 60, 63–67, 73, 74.
Для анализа дендрофлоры использованы показатели: таксономический анализ (для дендрофлоры в целом и отдельно для выделенных фракций); биоморфологический анализ (при анализе жизненных форм были использованы классификации И.Г. Серебрякова (1962) и К. Раункиера (Raunkiaer, 1934); географический анализ (для аборигенных видов проводился анализ с выделением долготных и широтных (зональных) групп в отдельности, для иноземных видов отмечался только географический элемент (долготная группа); для аборигенных видов определялась принадлежность к ценотической группе и выявлялась экологическая группа по отношению к условиям увлажнения. Таксономический анализ проведен по общепринятой методике. Номенклатура и объём таксонов в большинстве случаев приведены по сводке С.К. Черепанова (1995). Адвентивные виды анализировались с учётом специфических характеристик, предлагаемых для данного элемента флоры. Количественные характеристики дендрофлоры подсчитаны по общепринятым методикам.
Глава III. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В основу данной главы положены краткий хронологический обзор опубликованных результатов многолетних исследований флоры Челябинской области, основное внимание при этом уделено вопросам изучения аборигенных видов древесных растений.
Состав и история становления интродуцированной фракции дендрофлоры оказалась значительно менее освещена в литературе, в главе приводится анализ и обобщение имеющихся опубликованных работ с привлечением данных, имеющихся в архивных, ведомственных, исторических, мемуарных материалах и газетных публикациях.
3.1. История изучения дикорастущей фракции дендрофлоры
Челябинской области
Дан обзор естественно-научных и флористических исследований в ХVIII и XIX веках. Показаны основные направления и итоги исследований XX века, среди которых важное место занимают исследования динамики и антропогенной нарушенности естественных фитоценозов, охраны флоры и особо ценных природных комплексов, лесотипологические исследования, вопросы рекреационного лесоведения, изучение лесообразующих пород. Указаны обобщающие работы, флористические списки и конспекты для отдельных территорий и для области в целом (Дорогостайская, 1961; Моисеев, 1998; Рязанова, Козлова, Волкова, Шумакова, 1998; Пономарёв, Демьянова, 1999; Ерохина, 2003; Куликов, 2005; Рязанова, 2006). Развитие дендрологических исследований в Челябинской области связано с деятельностью и исследованиями Ю.З. Кулагина в пределах Ильменского заповедника во второй половине ХХ века (1960-1970). Среди важных публикаций дендрологического характера следует отметить работы П.Л. Горчаковского (1949, 1956, 1962, 1964, 1965, 1968, 1972), К.Н. Игошиной (1943, 1963), Б.П. Колесникова (1969, 1970), К.К. Полуяхтова (1954), Г.А. Глумова (1960), С.А. Мамаева, В.М. Яценко (1968), Р.В. Попадюка (1994), П.П. Попова (1999), Л.В. Орловой (2001), М.С. Князева (2007).
Резюмируя приведённую в главе информацию, подчеркнём следующие положения:
1. Специальных и целенаправленных исследований дендрофлоры на территории Челябинской области не проводилось, за исключением работ Ю.З. Кулагина и С.А. Мамаева.
2. Есть определённые сведения о дендрофлоре Челябинской области, накопленные в рамках общих флористических материалов. В целом, на сегодняшний день вопрос состава и географического распространения аборигенных видов дендрофлоры по территории области в значительной степени разработан.
3. Гербарные сборы аборигенных и адвентивных видов дендрофлоры делались в рамках различных флористических исследований.
Все кратко охарактеризованные результаты исследования флоры области позволили при нашем исследовании лишь уточнить и детализировать распространение аборигенных видов на основе собственного исследования и тщательного изучения гербарных материалов и литературы, а также уделить основное внимание изучению интродуцированной фракции.
3.2. История исследования интродуцированной фракции дендрофлоры
История интродукции древесных растений в Челябинской области слабо документирована. Сведения, имеющиеся литературе и характеризующие состав и вопросы истории происхождения интродуцированных видов, ограничены и разрознены, обобщающих работ и специальных флористических исследований по изучению интродуцированных растений не проводилось. Некоторые сведения о составе древесных пород на территориях бывших усадеб и первых питомников имеются в исторических, мемуарных, архивных материалах и газетных публикациях. В научных трудах Южно-Уральского научно-исследовательского института плодоводства и овощеводства (ЮУНИИПОК) по вопросам селекции плодовых древесных растений присутствует информация о сроках появления в регионе некоторых иноземных видов, которые послужили донорскими формами при гибридизации и селекции. Ряд работ посвящен созданию поле- и лесозащитных насаждений и питомников ЮУЖД (Матвеев, 1950; Арефьева, 1961; Харитонов, Мочалкин, 1961; Лащевский, 1967; Травень, 1968; и др.), выращиванию искусственных древесных насаждений в Троицком районе (Красовский, 1960, 1967; Вибе, 1967, 1968) и в Ильменском заповеднике (Петров, 1959; Смирнов, 1961; Грабкова, 1973; Грабков, Крылова, 1973). В серии обобщающих статей по истории развития интродукции растений на Урале (Мамаев, 1989; Мамаев, Ипполитов, Бакланова, 1991) авторы упоминают два пункта интродукции в нашей области – в Троицком районе и в г. Пласт. В ряде сводных работ, опубликованных в последние годы, учтены культивируемые виды древесных растений. Так, П.В. Куликов приводит в конспекте для территории области (Куликов, 2005) 73 наиболее широко культивируемых вида иноземных древесных растений, для степной зоны области Л.В. Рязанова указывает 9 видов культивируемых иноземных древесных растений (Рязанова, 2006). Планомерного изучения очагов интродукции не проводилось. Приведённые в указанных материалах сведения хотя и позволяют в общих чертах реконструировать историю процесса интродукции, но не дают полной и целостной картины исторических и современных тенденций развития интродукции в нашей области.
Таким образом, при общей ботанической изученности Челябинской области, данных, на основании которых можно было бы с исчерпывающей полнотой судить о состоянии вопроса интродукции древесных растений, совершенно недо-статочно.
Глава IV. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ДИКОРАСТУЩЕЙ ФРАКЦИИ ДЕНДРОФЛОРЫ И ЕЁ АНАЛИЗ
Всего на исследованной территории выявлено 170 видов аборигенных древесных и полудревесных растений, относящихся к 78 родам и 40 семействам (в лесной зоне – 127 видов, 59 родов; в лесостепной зоне – 108 видов, 57 родов; в степной зоне – 116 видов, 62 рода) и 45 видов, 12 семейств и 26 родов адвентивных растений из числа одичавших видов интродуцированной иноземной фракции. Полный список видов приведён в конспекте (Приложение 1), где для каждого вида даются характеристика географического распространения и сведения об экологии, распространении и частоте встречаемости на территории области (в природе и в культуре). Для некоторых видов даны более подробные комментарии.
Аборигенные древесные растения составляют около 12% общего числа дикорастущих видов флоры. Коэффициент богатства флоры области древесными растениями, определяемый как отношение количества видов дендрофлоры (n = 170) к площади выявляемой флоры (s = 88,53 тыс. км2), составляет 1,9.
4.1 Таксономический состав и систематическая структура аборигенной дендрофлоры
Основу аборигенной дендрофлоры составляют покрытосеменные растения (Magnoliophyta) – 94,2%. Доля голосеменных растений (Pinophyta) невелика – 5,8%. На рассматриваемой территории 52,5% семейств представлены только одним видом. Доля однородовых семейств также составляет преобладающую часть состава семейств – 70%. Десять семейств, преобладающих по числу видов, охватывают значительную часть (123 вида, 72,5%) всего видового состава аборигенной дендрофлоры. Лидирующими по числу видов в каждой зоне являются семейства Salicaceae и Rosaceae, на долю которых приходится треть (52 вида, 30,6%) видового состава аборигенной дендрофлоры, при этом представленность видов этих семейств в зонах от лесной к степной заметно снижается. Преобладающая роль данных семейств в дендрофлоре и состав ведущих семейств являются характерной особенностью дендрофлор умеренной климатической области Голарктики (Соколов, Связева, 1965) и типичны для европейских бореальных флор Голарктического флористического царства (Толмачёв, 1974). Спектр ведущих семейств в целом для области не совпадает с таковым в различных природных зонах, в каждой из которых он имеет свои специфические особенности. В каждой природной зоне изменяется не только положение ведущих семейств, но и качественный состав спектра. Для лесной зоны в спектр 10 ведущих семейств попадает семейство Grossulariaceae, на долю ведущих семейств приходится 99 видов (76,7%) видового состава аборигенной фракции лесной зоны. Для спектра ведущих семейств в лесостепной зоне характерно семейство Cruciferae, а доля ведущих семейств составляет 76,6% (82 вида). В степной зоне к спектру добавляются семейства Cruciferae и Solanaceae (вместо Pinaceae и Caprifoliaceae), а доля ведущих 10 семейств составляет 75% (87 видов). Высокое положение семейств Pinaceae, Ericaceae, Betulaceae, Caprifoliaceae, свойственных бореальным флорам, при переходе от лесной зоны через лесостепную к степной закономерно снижается. И, наоборот, повышается у семейств, характерных для степных флор – Caryophyllaceae, Chenopodiaceae, Fabaceae.
Более специфические черты рассматриваемой дендрофлоры отражает анализ распределения числа видов в родах, т.к. таксоны более низкого ранга в большей степени зависимы от различных условий среды (Камелин, 1973). Во главе списка наиболее крупных родов находятся Salix – 23 вида (13,5%), Artemisia – 13 видов (7,6%) и Thymus – 10 видов (5,9%). Таким образом, головной части этого спектра принадлежит более четверти (46 видов; 27%) всех видов аборигенных древесных и полудревесных растений области. По 6 видов (3,5%) содержат роды Rosa и Astragalus; по 5 видов – Betula и Lonicera; по 4 вида (2,3%) включают роды Populus, Ribes, Rubus, Dianthus. Замыкают данную часть спектра роды, содержащие по 3 вида (1,8%): Juniperus, Alnus, Vaccinium, Alyssum, Sorbus. Значительное количество видов в родах Salix свидетельствует о бореальном характере флоры, а ведущую роль этого рода можно объяснить широким распространением его видов в значительном количестве разнообразных типов местообитаний, характерных для административных пределов области. Лидирующее же положение родов Artemisia и Thymus по уровню видового богатства, наиболее ярко выраженное в степной зоне, объясняется влиянием флор аридных внутриконтинентальных регионов Азии. Значительный в целом набор видов последующих 13 родов сближает исследуемую дендрофлору с восточноевропейскими арборифлорами. В данном спектре аборигенной дендрофлоры обращает на себя внимание существенная роль родов кустарничков и полукустарничковых растений – Artemisia, Thymus, Astragalus, Dianthus, Vaccinium, Alyssum, что можно объяснить также влиянием, оказываемым аридными областями Азии и значительной аридностью климата, присущей южной и центральной частям территории области.
Сравнение видового состава аборигенных дендрофлор трёх растительных зон области с применением коэффициента Жаккара (Кj) выявило наибольшую общность лесной и лесостепной зон.
Таким образом, исследованная нами аборигенная дендрофлора по своему характеру и особенностям семейственных, семейственно-родовых и семейственно-видовых спектров в целом отражает закономерности положения территории в системе флористического районирования и является элементом бореальной флоры циркумбореальной области Голарктики, испытывающей значительное влияние аридных областей Азии.
4.2. Географический анализ аборигенной дендрофлоры
Проводимый в данной главе географический анализ состоит в выявлении набора и соотношения широтных и долготных групп видов в отдельности, в выяснении наличия и распределения пограничноареальных видов в пределах исследуемой территории.
4.2.1. Классификация географических элементов аборигенной дендрофлоры. Всего нами выявлено 28 широтных групп, объединённых в четыре комплекса (арктический, включающий 6 широтных групп, – 6,5%; бореально-неморальный, состоящий из 17 широтных групп, – 57%; степной, в составе которого выделено 4 широтных группы, – 31,8% и плюризональный, состоящий из собственно плюризональной группы, – 2,4%). «Ядро» аборигенной дендрофлоры составляют виды двух зональных географических элементов – бореальные и степные группы видов. Показано соотношение широтных групп для каждой природной зоны. Дендрофлора лесной зоны демонстрирует наиболее заметное участие бореальных видов (94 вида; 72,9%) и значительно меньшее и почти равное участие арктических (11 видов; 8,5%) и степных видов (15 видов; 11,6%). Для дендрофлор лесостепной и степной зон характерно полное отсутствие арктических видов. В лесостепной зоне соотношение общелесных и степных видов ближе к таковому в лесной зоне. Для дендрофлоры степи характерно значительное участие групп, связанных с лесной зоной (51,7%), зональная степная группа немного уступает по численности общелесной и составляет 46,6%. Соотношение широтных географических групп в дендрофлоре области в целом и в её природно-ландшафтных регионах соответствует зональным особенностям.
По характеру долготного распространения нами выявлен 51 субэлемент, которые объединены в 12 географических элементов. Наибольшим разнообразием отличается евразиатская группа (или евразиатский, палеарктический элемент), представленная 16 субэлементами, на долю которой приходится 39,4% видов всего состава аборигенной дендрофлоры. Вторую по численности группу видов составляет европейско-сибирский элемент (19,4%), представленный 9 субэлементами. Виды голарктического элемента представлены третьей по численности группой (14 видов, 8,2%). Таким образом, наиболее широко распространённые виды голарктического и евразиатского элементов флоры составляют вместе около половины (47,6%) аборигенной дендрофлоры области. Уральский географический элемент объединяет 14 видов (8,2%) и делит третье место с голарктическим элементом. Наибольший интерес вызывают южноуральские эндемичные растения (7 видов, 4,1%), доля которых наиболее высока в степной зоне области (5,2%). Европейский элемент составляет 4,1% и представлен 4 субэлементами.
В пределах природных зон области указанное общее соотношение в большинстве своём сохраняется. Исключением является степная зона, в которой третье место занимают виды европейско-казахстанского элемента (6,9%), представленные 3 субэлементами, совершенно не выраженные в лесной и слабо выраженные в лесостепной зонах. Полученные показатели аборигенной дендрофлоры характеризуют её как бореальную дендрофлору Голарктического флористического царства (Толмачёв, 1974).
4.2.2. Виды древесных растений, находящиеся близ границ своего распространения. В составе аборигенной дендрофлоры высока доля видов с ограниченным распространением на рассматриваемой территории, что является отличительной особенностью дендрофлоры области. Данные о количестве пограничноареальных видов приведены в табл. 1. Установлено, что через территорию области проходят зональные границы ареалов у 45 видов: у 20 видов – северная граница (Ephedra distahya, Anabasis cretacea, Atriplex cana, Caroxylon laricinum, Limonium suffruticosum, Tamarix gracilis, Frankenia hirsuta, Salix vinogradovii, Amygdalus nana, Crataegus chlorocarpa, Astragalus brachylobus, A. varius, Zygophyllum pinnatum, Nitraria sibirica, Linum uralense, Asperula petraea, Scutellaria supina, Thymus guberlinensis, Th. kirgisorum, Artemisia pauciflora), у 25 видов – южная (Pinus sibirica, Juniperus communis, J. sibirica, Betula humilis, Arctostaphylos uva-ursi, Arctous alpina, Chamaedaphne calyculata, Ledum palustre, Oxycoccus microcarpus, O. palustris, Chimaphila umbellata, Empetrum hermaphroditum, Salix arсtica, S. glauca, S. lapponum, S. myrtilloides, S. pyrolifolia, S. reticulata, S. uralicola, Daphne mezereum, Ribes glabrum, Dryas subincisa, Rubus humilifolius, Swida alba, Thymus paucifolius); и секторные у 21 вида: восточный предел ареала – 10 видов (Picea abies, Quercus rоbur, Alnus incana, Corylus avellana, Salix aurita, Helianthemum nummularium, Tilia cоrdata, Ulmus glabra, U. laevis, Euonymus verrucosus); северо-восточный – 7 видов (Dianthus rigidus, Camphorosma monspeliaca, Halocnemum strobilaceum, Atraphaxis frutescens, Populus alba, Artemisia lerchiana, A. salsoloides); северо-западная граница ареала – 3 вида (Dianthus ramosissimus, Silene altaica, Artemisia santolinifolia), юго-западная – 1 вид (Alyssum obovatum). Доля видов, находящихся на южном пределе распространения оказалась наиболее высокой – 14,7%; доля видов, находящихся на северной границе основного ареала, составляет 11,8%. Эти факты указывают на то, что аборигенная дендрофлора области носит преимущественно бореальный характер.
Таблица 1
Распределение групп пограничноареальных видов
в аборигенной фракции дендрофлоры Челябинской области
| Группы пограничноареальных видов | Область в целом | Лесная зона | Лесостепная зона | Степная зона | ||||
| абс. | % | абс. | % | абс. | % | абс. | % | |
| Виды, находящиеся близ северной границы ареала | 20 | 11,8 | 4 | 3,1 | 8 | 7,5 | 19 | 16,4 |
| Виды, находящиеся близ восточной границы ареала | 10 | 5,9 | 10 | 7,8 | 5 | 4,7 | 2 | 1,7 |
| Виды, находящиеся близ северо-восточной границы ареала | 7 | 4,1 | – | – | 1 | 0,9 | 7 | 6,0 |
| Виды, находящиеся близ северо-западной границы ареала | 3 | 1,8 | 1 | 0,8 | – | – | 2 | 1,7 |
| Виды, находящиеся близ южной границы ареала | 25 | 14,7 | 25 | 19,4 | 12 | 11,2 | 6 | 5,2 |
| Виды, находящиеся близ юго-западной границы ареала | 1 | 0,6 | 1 | 0,8 | 1 | 0,9 | 1 | 0,9 |
| Всего: | 66 | 38,8 | 41 | 31,9 | 27 | 25,2 | 37 | 31,9 |
Одной из характерных и существенных черт аборигенной дендрофлоры является наличие эндемичных элементов, составляющие небольшую (8,2%), но существенную её часть. Известно 14 эндемичных видов древесных растений – 17,9% от общего числа эндемов и субэндемов флоры области. Доля эндемичных видов наиболее высока в степной зоне (10 видов, 8,6%), в лесной и лесостепной – немного ниже (10 видов, 7,8% и 8 видов, 7,5% соответственно). Это связано с приуроченностью большинства эндемиков к скальным и петрофитно-степным сообществам, которые распространены преимущественно в степной зоне, но фрагменты которых встречаются и в других зонах.
Из числа эндемичных видов 10 видов являются эндемиками и субэндемиками Южного Урала (Thymus binervulatus, Th. guberlinensis, Th. punctulosus, Th. talijevii, Dianthus uralensis, Helianthemum baschkirorum, Astragalus austrouralensis, A. karelinianus, Linum uralense, Asperula petraea) и 4 вида – общеуральскими эндемичными видами (Thymus bashkiriensis, Th. paucifolius, Th. uralensis, Salix uralicola). По ценотической приуроченности 2 вида являются высокогорными эндемиками, остальные виды – скальными и петрофитно-степными. Некоторые представители эндемичных древесных растений в границах Челябинской области, кроме того, находятся на пределе своего ареала.
4.3. Биоморфологический анализ
Разнообразие природных условий Челябинской области, находящейся в пределах трёх физико-географических зон, определяет широкий набор жизненных форм (биоморф) «взрослой» категории (Хохряков, 1981) древесных и полудревесных растений. Следует отметить, что некоторые виды проявляют признаки сразу двух групп биологического спектра К. Раункиера (Raunkiaer, 1934) и двух биоморф по классификации И.Г. Серебрякова (Серебряков, 1962). Согласно классификации И.Г. Серебрякова спектр биоморф аборигенных древесных растений Челябинской области сформирован двумя отделами и четырьмя типами, распределенными следующим образом: деревья – 20,6%, кустарники – 31,8%, кустарнички – 10%, полукустарники и полукустарнички – 41,2%, одревесневающие лианы из разных типов – 4,1%. Наибольшее число видов относится к полукустарничкам – 57 видов (33,5%) и кустарникам – 54 вида (31,8%). Типичных одноствольных деревьев всего 20 видов (11,8%). Наиболее беден состав аборигенных видов кустарничков – 10% (17 видов) и полукустарников – 8,2% (14 видов). По соотношению различных групп ЖФ только в лесной зоне наибольший удельный вес принадлежит кустарникам (41,7%), в лесостепной и степной зонах кустарники занимают вторую позицию (37,9% и 34,5% соответственно). Выявленный спектр ЖФ для разных природных зон (табл. 2) в общих чертах повторяет соответствующий спектр аборигенной дендрофлоры области.
Таблица 2
Распределение аборигенных видов дендрофлоры по группам ЖФ классификации И.Г. Серебрякова (1962) в природных зонах
| Биоморфа | Лесная зона | Лесостепная зона | Степная зона | ||||
| абс. | % | абс. | % | абс. | % | ||
| Отдел А. Наземные и эпифитные древесные растения | |||||||
| Деревья | одноствольные | 19 | 15,0 | 14 | 13,0 | 12 | 10,3 |
| кустовидные | 15 | 11,8 | 15 | 13,9 | 11 | 9,5 | |
| Всего | 34 | 26,8 | 28 | 26,9 | 23 | 19,8 | |
| Кустарники | прямостоячие | 48 | 37,8 | 39 | 36,1 | 37 | 31,9 |
| лиановидные | 1 | 0,8 | 1 | 0,9 | 1 | 0,9 | |
| стелющиеся и раскидистые | 4 | 3,2 | 1 | 0,9 | 2 | 1,8 | |
| Всего | 53 | 41,7 | 41 | 37,9 | 40 | 34,5 | |
| Кустарнички | прямостоячие | 7 | 5,5 | 6 | 5,6 | 3 | 2,6 |
| приподнимающиеся | 9 | 7,1 | 3 | 2,8 | 4 | 3,4 | |
| стелющиеся и приземистые | 9 | 7,1 | 2 | 1,9 | 2 | 1,7 | |
| Всего | 25 | 19,7 | 11 | 10,2 | 9 | 7,8 | |
Окончание табл. 2
| Биоморфа | Лесная зона | Лесостепная зона | Степная зона | ||||
| абс. | % | абс. | % | абс. | % | ||
| Отдел Б. Полудревесные растения | |||||||
| Полукустарники и полукустарнички | полукустарники прямостоячие | 3 | 2,4 | 6 | 5,6 | 9 | 7,8 |
| полукустарнички прямостоячие | 12 | 9,4 | 16 | 14,8 | 30 | 25,9 | |
| полукустарники лиановидные | 5 | 3,9 | 4 | 3,7 | 4 | 3,4 | |
| полукустарнички стелющиеся | 9 | 7,1 | 8 | 7,4 | 7 | 6,0 | |
| полукустарнички подушковидные | 4 | 3,2 | 4 | 3,7 | 5 | 4,3 | |
| полукустарнички простёртые или приподнимающиеся | 5 | 3,9 | 9 | 8,3 | 10 | 8,6 | |
| Всего | 38 | 29,9 | 47 | 43,5 | 65 | 56,0 | |
Распределение анализируемых видов дендрофлоры по группам согласно классификации К. Раункиера приведено в табл. 3.
Таблица 3
Распределение иноземных видов дендрофлоры
по группам биологического спектра К. Раункиера (1934)
| Биоморфа | Число видов | % от общего числа видов аборигенной фракции |
| I. Фанерофиты (Ph) | 117 | 68,8 |
| В том числе | ||
| нанофанерофиты (N) | 69 | 40,6 |
| микрофанерофиты (М) | 24 | 14,1 |
| мезофанерофиты (ММ) | 24 | 14,1 |
| II. Хамефиты (Ch) | 80 | 47,1 |
Следует сказать, что доля фанерофитов от общего числа аборигенных видов флоры Челябинской области составляет небольшую, но существенную её часть – 8% (нанофанерофитов – 4,7%, микрофанерофитов – 1,6% и, соответственно, мезофанерофитов также 1,6%). Хамефиты, которые представлены во флоре кустарничками, полукустарниками, полукустарничками и поликарпическами травами, в целом составляют 109 видов (Куликов, 2005). Следовательно, доля хамефитов, побеги которых в разной степени одревесневают, равна 73,4%, и, соответственно, от числа выявленной аборигенной флоры в целом – 1458 видов (Куликов, 2005) – они составляют 5,5%.
Представленный спектр соответствует зональным и климатическим условиям существования дендрофлоры и по соотношению жизненных форм древесных растений свидетельствует о принадлежности изучаемой дендрофлоры к дендрофлорам умеренных широт Голарктики.
4.4. Фитоценотический анализ дендрофлоры
Распределение видов по эколого-фитоценотическим группам в известной мере условно, поскольку эколого-ценотическая приуроченность многих видов неоднозначна. В разделе показано выделение в составе аборигенной дендрофлоры основных и переходных эколого-фитоценотических групп, составляющих примерно равные доли. Показано, что преобладающее большинство видов (79,4%), слагающих аборигенную дендрофлору, приурочено к зональным лесным, луговым и степным типам местообитаний. Преимущественно в лесных растительных сообществах встречается в общей сложности 70 видов (41,2%), из них типично лесных видов – 24 (14,1%), а 46 видов (27%) встречаются и в других условиях. В сложении различных луговых сообществ участвуют 9 видов (5,3%) растений. Виды разнообразных степных сообществ составляют 32,9% (56 видов) всего состава фракции. Скальные виды, характерные для обнажений коренных (особенно известняковых) пород, скал, крутых береговых склонов и обрывов, составляют 10,6% видового состава аборигенной арборифлоры, из них только 4 вида (2,4%) постоянно встречаются в этих условиях, тогда как остальные (14 видов, 8,2%) могут присутствовать и в других растительных сообществах. К прибрежным местообитаниям тяготеют 12 видов, на их долю приходится 7,1%. Около 10% видов аборигенной фракции произрастает на болотах разных типов и болотистых лугах. Специфическую группу составляют растения, характерные для лесостепной и степной зон области, связанные с засолёнными местообитаниями (8,2%). Их доля наиболее значительна в степной зоне – 14 видов (12,1%), в лесостепной – существенно ниже (3 вида; 2,8%).
Полученные в результате анализа данные вполне закономерны. Для значительно протяженной с севера на юг территории Челябинской области характерно существенное изменение основных растительных сообществ по составу и роли в сложении растительности природных зон (глава I). На большей части территории области господствуют лесные и степные сообщества, чем обусловлено преобладание лесных (41,2%) и степных (32,9%) видов. Природные зоны явственно отличаются друг от друга по набору эколого-ценотических групп видов, а пестрота ценотического состава аборигенной дендрофлоры в пределах области свидетельствует о пограничном её положении между Европой и Азией и о высокой степени своеобразия.
В экологическом спектре, показывающем приуроченность видов к местообитаниям с определённым водным режимом, во всех природных зонах преобладают мезофиты, но при этом их доля закономерно снижается от лесной зоны (34,1%) к степной (21,6%). Доля групп, связанных с засушливыми местообитаниями, от лесной зоны к степной, наоборот, столь же закономерно возрастает (в лесной – 16,8%, в лесостепной – 19,7%, в степной – 29,3%). Доли экологических групп, связанных с избыточно увлажнёнными местообитаниями (гигрофиты, гигромезофиты и мезогигрофиты) во всех зонах достаточно высоки и примерно одинаковы (29,5%, 32,7% и 29,3%). Экологическая группа психрофитов характерна только для лесной зоны и составляет в ней 8,5%.
4.5. Анализ адвентивного компонента дендрофлоры
Адвентивный компонент дикорастущей фракции дендрофлоры области в настоящее время составляет 20,9% и представлен 45 видами, 12 семействами и 26 родами. В данном компоненте представлены только Magnoliophyta, наибольшее разнообразие характерно для двух семейств (Rosaceae, Grossulariaсeae), в состав которых входят 50% всех родов и 60% всех видов адвентивных видов. Ведущими родами являются Malus, Acer, Grossularia, Cerasus. Подавляющее большинство адвентивных видов древесных растений – преднамеренные заносы (эргазиофиты) и большинство их относится к группе эргазиофигофитов – 32 вида (71,1%), успешно освоивших самый разнообразный спектр местообитаний и удерживающихся во флоре без помощи человека. По результатам внедрения во флору выделяются агриофиты – 16 видов (35,6%), эпекофиты – 18 видов (40%), эфемерофиты – 9 видов (20%), колонофиты – 4 вида (8,9%). Апофитов насчитывается 14 видов (8,2% от общего состава аборигенной дендрофлоры).
Распределение видов адвентивного компонента по основным хорологическим группам показывает преобладание североамериканских видов (10 видов, 22,2%). Высокую способность к одичанию проявляют равное количество евразиатских и азиатских видов (по 17,8%). В адвентивном компоненте присутствуют 7 сибирско-азиатских видов, составляющих 15,6%; европейские виды составляют 11,1%. Малочисленны евразиатско-североамериканские (2,2%), европейско-средиземноморские и сибирские виды по характеру первичного ареала (по 4,5%), доля видов культурного происхождения также равна 4,5%.
Участие адвентивных видов довольно значительно меняет таксономический спектр дикорастущей дендрофлоры в части видового состава. При этом добавление новых, заносных, видов не приводит в настоящее время, по нашим наблюдениям, к изменению основных закономерностей в распределении аборигенной дендрофлоры области. Наибольшее количество адвентивных видов в настоящее время отмечается в лесостепной зоне (35 видов, 77,8%), наблюдаемое явление связано с наличием именно в этой зоне значительного количества длительно существующих очагов интродукции. Адвентивные виды не играют заметной ценотической роли, встречаются единичными экземплярами или небольшими группами, а наибольшее разнообразие заносных видов (32 вида, 71%) характерно для ненарушенных или слабонарушенных естественных сообществ (подлесок сосново-берёзовых и берёзовых разреженных лесов, опушки, лугово-степные ценозы). Видов, отмеченных на нарушенных участках вдоль дорог, у железнодорожного полотна, на свалках, меньше – 23 (45%), в поймах рек, по берегам озёр, по сырым приозёрным низинам – 13 видов (28,9%). Занос адвентивных видов древесных растений в условия развития естественной и малонарушенной среды носит случайный характер и чаще связан с «очагами» ближайшего долговременного культивирования этих же видов. Признаки довольно высокой инвазивности проявляют в настоящее время 3 вида – Acer negundo, Elaeagnus angustifolia и Cerasus tomentosa.
Таким образом, для современного адвентивного компонента дикорастущей фракции дендрофлоры области характерно преобладание преднамеренно занесённых человеком в XIX и начале XX века видов, расселяющихся по слабонарушенным местообитаниям и естественным сообществам.
Глава V. История интродукции древесных растений
в Челябинской области
Видовой состав иноземной древесно-кустарниковой растительности исторически складывался на протяжении почти двухсот лет и при отсутствии специальных центров интродукции сформировался в значительной мере спонтанно, усилиями многих организаций и садоводов-любителей. История интродукции растений началась, судя по всему, с интенсивного заселения и промышленного освоения Южного Урала в конце XVIII-начале XIX веков. Парки на территориях старых усадеб, насаждения питомников и лесозащитных полос, школьные и вузовские дендрарии, приусадебные участки и другие типы зелёных насаждений можно рассматривать как своеобразный эксперимент по интродукции древесных растений различного происхождения.
5.1. Основные периоды формирования
интродуцированной фракции дендрофлоры
Отрезок времени, примерно в 170-190 лет, на протяжении которого формировалась интродуцированная фракция дендрофлоры, мы разделяем на четыре периода по характеру и интенсивности этого процесса. Дана краткая характеристика состояния интродукционных работ в каждый исторический период на основе анализа литературных источников и собственных обследований очагов интродукции древесных растений.
5.1.1. Первый период, непосредственно связанный со временем возникновения садов и парков, – ранний, охватывает XIX век (примерно, с 1820–1830х гг.) и начало XX века до 1917 года. Вероятно, самые первые работы по интродукции древесных растений начались в приусадебных садах золотопромышленников и заводоуправителей гг. Кыштыма и Миасса. В последней четверти XIX века возник монастырский сад Одигитриевской обители в Челябинске, к этому же времени относятся упоминания о единичных посадках плодовых растений европейского происхождения в любительских садах. В начале XX века появился целый ряд усадебных парков в Троицком районе, возникли первые городские общественные сады в гг. Челябинске, Троицке и Миассе. Владельцы и создатели первых садов вводили в культуру представителей местной флоры и завозили посадочный материал иноземных деревьев и кустарников. За первый период спонтанной интродукции был интродуцирован 21 вид иноземных древесных растений, преимущественно, декоративных, из 8 семейств. Уже в начале ХХ века Salix fragilis L., Acer negundo L., Populus balsamifera L., P. suaveolens Fisch., Caragana arborescens Lam., Acer tataricum L., Malus baccata (L.) Borkh., Elaeagnus angustifolia L. были одними из основных древесных пород, используемых для создания декоративных насаждений на приусадебных и городских территориях.
5.1.2. Второй период (с 1917 по 1934 годы) связан, преимущественно, с созданием по инициативе частных лиц первых двух питомников древесных плодовых и декоративных растений в г. Челябинск и г. Златоуст. За второй период формирования интродуцированной фракции можно считать установленным введение в культуру ещё 31 вида иноземных древесных растений, относящихся к 11 семействам. В этот период в ассортимент интродуцируемых растений входят, наряду с декоративными видами, плодово-ягодные древесные растения.
5.1.3. Третий период, значительный по временному интервалу, – с середины 1930-х годов до конца XX века. Данный период характеризуется этапами разной продуктивности интродукционного процесса, переходом от любительского, самодеятельного садоводства к промышленному, возникновением в области колхозных и коллективных садов, городского питомника, развитием лесной интродукции, созданием обширных поле- и лесозащитных насаждений. К этому же периоду относятся менее продуктивные этапы, связанные с социальными потрясениями в обществе (военные и послевоенные годы, годы перестройки), что крайне негативно сказывалось на состоянии интродукционной деятельности. По-видимому, общее количество интродуцированных в третий период иноземных растений составляет 180 видов из 37 семейств.
5.1.4. Четвёртый период (с начала 2000-х годов по настоящее время) связан с резким увеличением интереса к озеленению частных приусадебных участков, возникновением частных питомников декоративных древесных растений и активным ввозом на территорию области иноземных видов из питомников Европы. В последний период возникают два новых центра интродукции древесных растений – Ботанический сад Челябинского государственного университета и дендрарий агроинженерного университета (Красноармейский район, с. Миасское). В течение сравнительно небольшого периода времени (8–10 лет) в культуре появилось 102 новых для территории области вида древесных растений из 26 семейств.
Таким образом, в нашей области накоплен достаточно богатый опыт интродукции древесных растений. Однако научные работы по интродукции проводились, в основном, в направлении разработки практических и теоретических основ лесной интродукции. Значителен результат исследований и экспериментов (в том числе любительских) по интродукции плодово-ягодных древесных растений. Специальных же научных учреждений, которые занимались бы целенаправленной интродукцией и созданием коллекций иноземных деревьев и кустарников, испытанием декоративного материала для озеленения населённых пунктов и садово-паркового строительства, до последнего времени не было.
5.2. Описание очагов интродукции древесных растений
в Челябинской области
Основные очаги или интродукционные пункты показаны на карте-схеме (рис. 2). В главе приводятся краткие описания очагов интродукции, составленные по материалам наших обследований. Породный состав древесных насаждений каждого из очагов интродукции, следуя номерам, используемым для карты-схемы, отражен в Приложении 2.
Всего в области нами выявлено и учтено 58 очагов интродукции, из них в лесостепной зоне расположено 40 (большая часть которых находится в г. Челябинске и его окрестностях), в лесной зоне – 10, в степной – 8. Выявленные пункты интродукции по своему назначению являются: приусадебными участками (12 пунктов), коллективными садами и садовыми участками (16), старыми усадебными парками (4), питомниками лесхозов, дистанций ж.-д., муниципальными и частными (8), парками, городскими садами, дендрариями школ и вузов, ботаническими садами (17).
Пункты интродукции далеко не равноценны по видовому составу и состоянию насаждений, биологической и исторической значимости, каждый из них имеет свои особенности и свою ценность. Наиболее значительный ассортимент древесных растений представлен в коллекциях Ботанического сада (204 вида, из них 156 видов иноземных) и двух питомников: Исаковского питомника МУП «Горзеленстрой» (154 вида, из них 98 – иноземных) и частного питомника «Кедр» (161 вид, из них 136 – иноземных). В насаждениях ЮУНИИПОК, основная деятельность которого связана с селекцией плодово-ягодных культур, с момента исторического его основания отмечено в целом 63 вида иноземных древесно-кустарниковых растений (без учёта форм и культиваров), столько же выявлено в насаждениях городского сада им. А.С. Пушкина (г. Челябинск). В старовозрастных насаждениях парков бывших помещичьих усадеб Троицкого района количество иноземных видов колеблется от 18 до 20.
Глава VI. Основные показатели интродуцированной фракции
дендрофлоры Челябинской области
Интродуцированная фракция насчитывает 334 вида, 104 рода, 43 семейства, 3 класса (Ginkgopsida, Pinopsida, Magnoliopsida) и 2 отдела (Pinophyta и Magnoliophyta) высших растений, происходящих из различных физико-географических зон и территорий, и 68 видов дикорастущей дендрофлоры, относящихся к 42 родам, 27 семействам. Основные показатели анализа в данной главе приводятся для иноземных видов интродуцированной фракции.
Иноземные виды используются в различных насаждениях и распределение их по территории области весьма неравномерно. Защитные насаждения представлены 26 видами (7,9% от общего числа иноземных видов), в городской зоне в насаждениях общего и ограниченного пользования выявлено 168 видов (50,3%), основное же разнообразие древесных растений (241 вид; 72,2%) сосредоточено на приусадебных и дачных участках.
6.1. Таксономический и биоморфологический анализ
Наибольшую роль в сложении фракции играют покрытосеменные растения (Magnoliophyta). Самым крупным классом по числу семейств среди произрастающих в области иноземных видов является Magnoliopsida, содержащий 39 семейств, 92 рода и 297 видов. В классах Pinopsida и Ginkgopsida представлено 4 семейства, содержащие в целом 12 родов и 37 видов. Для интродуцированной иноземной фракции дендрофлоры выделено «ядро», включающее 10 ведущих семейств, суммарное число видов в которых равно 250, что составляет части (74,9%) от общего числа видов данной фракции (табл. 4).
Таблица 4
Число видов в ведущих семействах интродуцированной фракции
| Семейства | Число видов | % от общего числа видов фракции |
| ROSACEAE | 113 | 33,8 |
| CAPRIFOLIACEAE | 23 | 6,9 |
| SALICACEAE | 20 | 6,0 |
| PINACEAE | 20 | 6,0 |
| OLEACEAE | 16 | 4,8 |
| HYDRANGEACEAE | 15 | 4,5 |
| CUPRESSACEAE | 14 | 4,2 |
| GROSSULARIACEAE | 12 | 3,6 |
| RANUNCULACEAE | 9 | 2,7 |
| BERBERIDACEAE | 8 | 2,4 |
| Число видов в 10 ведущих семействах | 250 | 74,9 |
Лидирует со значительным отрывом по числу видов в таксономическом спектре фракции семейство Rosaceae (113 видов, 33,8%). Это объясняется обилием в составе семейства плодово-ягодных растений и высокодекоративных видов, получивших широкое распространение в культуре. Пять первых по числу видов семейств в составе фракции (Rosaceae, Caprifoliaceae, Salicaceae, Pinaceae, Oleaceae) включают более части (57,5%) от общего числа культивируемых иноземных видов. Представленность большинства остальных семейств довольно ровная. Порядок следования семейств в интродуцированной фракции носит более «южный» характер, чем аналогичный порядок в составе аборигенной дендрофлоры, которая имеет группу лидирующих семейств, характерную для бореальных дендрофлор. Особенностью данной фракции следует считать представленность семейств Taxaceae, Ginkgoaceae, Juglandaceae, Schisandraceae, Actinidiaceae, Tamaricaceae, Hydrangeaceae, Buxaceae, Vitaceae, Hippocatanaceae, Anacardiaceae, Rutaceae, Araliaceae и др. и родов – Taxus, Pseudotsuga, Tsuga, Thuja, Schisandra, Mahonia, Buxus, Juglans, Myricaria, Morus, Armeniaca и др. Самыми крупными родами интродуцированной иноземной фракции по числу видов (указанных в скобках) являются Spiraea (19), Rosa (16), Lonicera (16), Malus (12), Salix (11). Роды Crataegus, Populus и Clematis содержат по 9 видов, Ribes и Juniperus по 8, а Picea, Berberis, Cerasus, Syringa и Prunus – по 7. Полученные данные позволяют подчеркнуть особенности фракции, в которой большим количеством представлены маловидовые семейства, наиболее значительна роль семейства Rosaceae, высока роль термофильных («южных») семейств и родов, придающих данной фракции и, в целом, дендрофлоре области черты дендрофлор более южных, а также дальневосточных регионов.
Среди жизненных форм иноземных древесных растений (Серебряков, 1962), интродуцированных в области, преобладают кустарники (60,5%), деревья составляют 43,1%, доля полудревесных растений равна 4,8%. В спектре жизненных форм по К. Раункиеру (1934) большинство интродуцированных видов относятся к фанерофитам (94,9%), доля хамефитов крайне мала – 5,1%. Абсолютное большинство интродуцированных иноземных видов сохраняют ту жизненную форму, которая свойственна им на родине, что говорит о высокой степени их акклиматизации.
6.2. Спектр географических элементов
Показано существенное преобладание видов, ограниченных в своём распространении различными регионами Азии (120 видов, 36,0%), среди которых лидируют по численности восточноазиатские виды (105 видов, 31,4%). Вторую по численности группу составляют виды североамериканской флоры (63 вида, 18,9%). На третьем месте находятся виды с обширным евразиатским ареалом (39 видов, 11,7%). Видов, ограниченных в своём распространении Европой, отмечено 28 (8,4%), среди них преобладают паневропейские (21 вид, 6,3%). Немного уступают им сибирско-азиатские виды – 22 (6,6%). Довольно велика доля культивируемых садовых гибридов – 12,6% (42 вида). Состав и соотношение географических элементов данной фракции отражает, преимущественно, особенности исторического процесса интродукции в Челябинской области.
6.3. Анализ акклиматизации иноземных видов
Согласно зимостойкости, оцениваемой по семибальной шкале (Лапин, Сиднева, 1973), успешно зимует (I группа зимостойкости) около половины интродуцентов – 151 вид (45,2%). Слабое и не ежегодное обмерзание с повреждением концов однолетних побегов (II группа) отмечено у 81 вида (24,3%). Более сильные повреждения (III группа) отмечаются в 7,2% случаев (24 вида). Относительно зимостойки (IV группа) 23 вида (6,9%). Полное ежегодное отмирание надземной части до уровня снегового покрова или до корневой шейки наблюдается у 18 видов (5,4%), но они ежегодно возобновляются, и большинство из них регулярно цветут. Достигли возраста плодоношения 212 видов (63,5%), из которых 137 видов (41%) наиболее хорошо развиваются, цветут и плодоносят регулярно.
Глава VII. Вопросы охраны дендрофлоры области
Глава посвящена вопросам охраны дендрофлоры, которые неразрывно связаны с развитием сети особо охраняемых природных территорий, в первую очередь заповедников и заказников, в которых охране подлежат целые биогеоценозы со сложившимися в них естественным путём сложными экологическими связями. Подчёркнуто, что одним из направлений охраны редких видов на современном этапе является их сохранение в условиях интродукции в ботанических садах.
7.1. Охраняемые объекты дендрофлоры
Дана краткая характеристика существующей системы охраны дендрологических объектов в области.
7.2. Редкие и охраняемые виды древесных растений
Дан краткий обзор видов древесных растений, внесённых в Красную книгу Челябинской области, а также видов, внесенных в список растений, нуждающихся в особом внимании к состоянию их популяций в природной среде (Приложение 2, Красная книга Челябинской области, 2005). Проанализирована степень встречаемости охраняемых видов дендрофлоры на территориях семи объектов I и II категории природно-заповедного фонда области. Показана довольно низкая эффективность практических мер, осуществляемых в рамках сохранения и восстановления редких видов древесных растений.
Отмечена представленность в культуре на территории области 9 редких и охраняемых видов флоры России (Красная книга РСФСР, 1988) и бывшего СССР (Красная книга СССР, 1984).
7.3. Дендрологические объекты, нуждающиеся в охране
Рекомендуются к охране и контролю состояния популяций 43 таксона, большая часть которых находится на границе своего ареала, два вида предложены в список охраняемых впервые. Заслуживают охраны в качестве памятников природы 5 уникальных растительных сообществ с редкими видами древесных растений в Сосновском, Кизильском, Варненском и Брединском районах.
Подчеркнута необходимость охраны фитоценозов, сформированных иноземными видами древесных растений, которые представляют не только флористическую, но также историческую и мемориальную ценность. Показано участие автора в осуществлении некоторых из предложенных мероприятий.
ВЫВОДЫ
- Дендрофлора Челябинской области включает 504 вида, которые объединяются в 149 родов и 59 семейств. В состав её дикорастущей фракции входят 170 аборигенных видов (относящихся к 78 родам и 40 семействам) и 45 адвентивных видов (из 26 родов и 12 семейств), интродуцированная фракция насчитывает 334 вида культивируемых иноземных растений (принадлежащих 104 родам и 43 семействам).
- На примере реконструкции, периодизации и анализа истории интродукции древесных растений продемонстрирована отчётливая тенденция изменения состава дендрофлоры области под влиянием человека. История формирования интродуцированной фракции насчитывает 4 основных периода, начиная с 1820–1830-х годов, отличающихся характером и продуктивностью интродукционного процесса. Установлено введение в культуру за первый период интродукции 21 вида иноземных древесных растений (6,3%), во второй период – 31 вида (9,3%), в третий период – 180 видов (53,9%); в четвёртый – 102 видов (30,5%).
- Из выявленных 58 очагов интродукции древесных растений большая часть (68,9%) оказалась расположенной в лесостепной зоне. Количество иноземных видов в пунктах («очагах») интродукции колеблется от 15 до 156.
- Таксономический спектр семейств аборигенной фракции отражает зональные особенности флоры Челябинской области и имеет характерные особенности дендрофлор умеренной климатической области Голарктики. Таксономический состав фракции культивируемых растений и адвентивного компонента придают дендрофлоре области черты дендрофлор восточноазиатского и южного типа.
- Адвентивные виды не играют заметной ценотической роли и значительно меняют лишь таксономический спектр аборигенной дендрофлоры в части видового состава, не меняя основных закономерностей ее распределения. Признаки довольно высокой инвазивности наблюдаются у 3 видов – Acer negundo, Elaeagnus angustifolia и Cerasus tomentosa.
- Ведущей жизненной формой для аборигенной дендрофлоры являются кустарники (54 вида, 31,8%) и полукустарнички (57 видов, 33,5%). Среди культивируемых древесных растений преобладают кустарники (202 вида, 60,5%), на втором месте – деревья (144 вида, 43,1%), доля полудревесных растений мала и составляет 4,8% (17 видов). В адвентивном компоненте наиболее значительно участие деревьев с долей более 50%.
- Основу аборигенной фракции составляют виды двух зональных географических элементов – бореальные и степные (по 32 вида и 18,8%), что соответствует зональным особенностям области. По характеру долготного распространения преобладают виды евразиатской группы (39,4%). Высока доля видов с ограниченным распространением: отмечены зональные границы ареалов у 45 видов (26,5%) и секторные у 21 вида (12,4%), доля эндемичных и субэндемичных видов составляет 8,2%. Для культивируемой иноземной фракции характерно существенное преобладание азиатских видов (120 видов, 36,0%), среди которых лидируют по численности восточноазиатские виды (105 видов, 31,4%). В составе адвентивного компонента преобладают виды североамериканского происхождения (22,2%).
- Существенная часть видов аборигенной дендрофлоры (74,1%) приурочена к зональным лесным и степным типам местообитаний. Преимущественно в лесных растительных сообществах встречается 41,2% всего состава аборигенной фракции, из них типично лесных видов – 24 (14,1%); виды степных сообществ составляют 32,9%. Наибольшее разнообразие (32 вида, 71%) адвентивных видов характерно для ненарушенных или слабонарушенных естественных сообществ лесостепной зоны.
- Существующая система охраны дендрологических объектов не достаточна. Материалы диссертации дают научное обоснование к совершенствованию системы дендрологических ООПТ.
- Анализ гербарного материала и наши исследования 2001–2008 гг. не подтвердили данные других источников о произрастании 6 иноземных видов древесных растений в Челябинской области. Выявлено, что 7 интродуцированных иноземных видов не прошли интродукционное испытание.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
Меркер В.В., Снитько Л.В. Новые данные о распространении редких видов, сосудистых растений, внесённых в Красную книгу Челябинской области (Южный Урал) // Вестник Оренб. гос. ун-та. 2008. № 5 (86). С. 131–137.
Снитько В.П., Снитько Л.В., Меркер В.В., Магазов О.А. Красная книга Челябинской области. Проблемы. Итоги ведения // Вестник Оренб. гос. ун-та. 2009. № 1. С. 120–125.
Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций
Меркер В.В. Интродукционные возможности дендрофлоры Челябинской области // Проблемы экологии, экологического образования и просвещения в Челябинской области / Тез. докл. VI регион. науч.-практ. конф. Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 2002. С. 163–164.
Меркер В.В. Результаты детального обследования интродукционного участка на территории Ильменского государственного заповедника // Отчёт. Летопись Природы за 2004 г. Регистрац. № 01.9.80 010281. Дата утверждения 8.07.2005. Раздел Флора и растительность № 7.1.1.
Магазова Л.Н., Меркер В.В. Влияние экстремальных климатических условий на состояние древесных насаждений г. Челябинска // Вестник Челябинского гос. ун-та. Сер. 12: Экология. Природопользование. 2005. № 1. С. 126–131.
Меркер В.В. О некоторых натурализовавшихся видах древесных растений в Челябинской области // Вестник Челябинского гос. ун-та. Сер. 12: Экология. Природопользование. 2005. № 1. С. 43–47.
Меркер В.В. Анализ и некоторые особенности культурной дендрофлоры Челябинской области // Экологическая политика в обеспечении устойчивого развития Челябинской области: Материалы Межрегион. науч.-практ. конф. Челябинск: Челяб. гос. ун-т, 2005. С. 259–261.
Меркер В.В. Некоторые итоги и перспективы изучения флоры окрестностей биостанции факультета экологии ЧелГУ (Челябинская область, Аргаяшский район) // Экологическая политика в обеспечении устойчивого развития Челябинской области. Материалы Межрегион. науч.-практ. конф. Челябинск: Челяб. гос. ун-т, 2005. С. 270–274.
Немченко Е.Л., Меркер В.В. Состав и анализ дендрофлоры Челябинского соснового бора // Экология: от генов до экосистем: Материалы конф. молодых ученых / ИЭРиЖ УрО РАН. Екатеринбург, 2005. С. 187–188.
Меркер В.В. Предварительный анализ интродуцированной дендрофлоры Челябинской области // Изучение флоры Восточной Европы: достижения и перспективы: Тез. докл. междунар. конф. М. ; СПб., 2005. С. 55–56.
Меркер В.В. У истоков интродукции в Челябинской области (о Киндякове И.С.) // Выдающиеся представители научной, общественной и духовной жизни Урала: Материалы V регион. науч.-практ. конф. Челябинск, ЧГАКИ, 2005. С. 197–203.
Меркер В.В. Каталог тропических и субтропических растений коллекции Ботанического сада Челябинского государственного университета. Челябинск: Челяб. гос. ун-т, 2005 ж. 85 с.
Меркер В.В. Аннотированный список сосудистых растений окрестностей биостанции факультета экологии ЧелГУ (Челябинская область, Аргаяшский район). Челябинск: Челяб. гос. ун-т, 2006. 85 с.
Меркер В.В. Предварительные результаты флористических исследований долины реки Урал и прилегающих участков степей в пределах Кизильского района (Челябинская область) // Вестник Челяб. гос. ун-та. Сер. 12: Экология. Природопользование. 2007. № 6. С. 125–129.
Меркер В.В. К истории интродукции древесных растений в Челябинской области // Природное и культурное наследие Урала / Материалы VI региональной науч.-практич. конференции 9–10 октября 2008 года. Челябинск, ЧГАКИ, 2008. С. 280–289.
Меркер В.В. Итоги интродукции древесных растений североамериканской флоры в Челябинской области // Вестник Челяб. гос. ун-та. 2008. № 17 (118). Экология. Природопользование. Вып. 3. С. 104–121.
Меркер В.В. Ботанический сад Челябинского государственного университета // Энциклопедия Челябинской области. Челябинск, 2007. С. 480.
Меркер В.В. Коллекции Ботанического сада Челябинского государственного университета и их использование в учебном процессе // Проблемы экологии и экологического образования Уральского федерального округа / Материалы Регион. науч.-практ. конф. 15–17 апреля 2008 г. Челябинск: Изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2008. 266 с. С. 248–255.
Меркер В.В. К вопросу сохранения редких видов методом ex situ в Ботаническом саду Челябинского государственного университета // Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий / Материалы VI Международной конф. Оренбург, 29–31 мая 2008 г. Оренбург: Труды ин-та биоресурсов и прикладной экологии, 2008. С. 319–321.
Меркер В.В. Флористические находки редких видов на Южном Урале (Челябинская область) // Вестник Челяб. гос. ун-та. 2008. № 17 (118). Экология. Природопользование. Вып. 3. С. 133–139.
Снитько В.П., Меркер В.В., Рязанова Л.В., Снитько Л.В., Байтеряков Р.Г., Речкалов В.В. Красная книга Челябинской области – итоги проекта ведения мониторинга редких видов в 2006–2007 гг. // Природное наследие России в 21 веке / Материалы II международной научно-практической конф. Москва–Уфа–Оренбург, 25–27 сентября 2008. С. 367–371.
Меркер В.В. Адвентивный компонент дендрофлоры Челябинской области // Экология в высшей школе: синтез науки и образования // Материалы Регион. науч.-практ. конф. 30 марта – 1 апреля 2009 г. Челябинск: Изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2009. С. 74–81.
Подписано в печать 21.04.09.
Формат 60 84 1/16. Бумага офсетная.
Усл. печ. л. 1,6. Уч-изд. л. 2,0.
Тираж 120 экз. Заказ 183.
Бесплатно
ГОУ ВПО «Челябинский государственный университет»
454021 Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129
Издательство Челябинского государственного университета
454021 Челябинск, ул. Молодогвардейцев, 57 б
