Изучение биологических инвазий является одним из наиболее приоритетных направлений современных ботанических и экологических исследований [9]. Внедрение чужеродных видов считается второй по значению угрозой биологическому разнообразию [4]. Кроме того, инвазии агрессивных чужеродных видов могут наносить значительный экономический ущерб и даже представлять опасность для здоровья людей [2, 11].
Ключевая рекомендация «Стратегии по инвазионным видам в Европе» – инвентаризация чужеродных видов, зарегистрированных в природе в различных локалитетах. В каждом регионе необходимо контролировать процесс расселения, отмеченных в «Стратегии…» ста наиболее вредоносных иностранных видов мира [10]. В связи с высокой динамикой адвентивного компонента и быстрым расселением видов становится актуальным выявление потенциально опасных инвазионных видов [5]. Для Белгородской области проблема контроля инвазий чужеродных видов растений особенно актуальна, учитывая трансграничное расположение региона и смыкание на его территории различных природно-территориальных комплексов. Установление статуса натурализовавшихся в регионе видов возможно при изучении заносных растений на территориях особо охраняемых природных территорий (ООПТ).
Материалы и методы исследования
Объектом исследования были синантропные флорокомплексы, сформировавшиеся на территориях 27 ООПТ в Белгородской области, которые расположены в административных границах 10 различных районов. Исследования проводились в период с 2011 по 2013 гг.
Материалами исследования были геоботанические описания флор и гербарные экземпляры, собранные в ходе экспедиционных выездов. Исследование проводилось маршрутным способом. Для анализа использовались традиционные методы сравнительной флористики [8]. В оценке инвазионного компонента заносной флоры мы опирались на методику, разработанную авторами «Черной книги Тверской области» [1], и шкалу, построенную на оценке уровня агрессивности инвазионных видов и особенностей их распространения [5].
Результаты исследования и их обсуждение
В ходе выполнения исследования на территориях 27 ООПТ было выявлено 42 инвазионных и потенциально инвазионных вида адвентивных растений из 37 родов и 19 семейств. Распределение инвазионных видов в зависимости от их активности и характера распространения в адвентивной флоре ООПТ в Белгородской области представлено в табл. 1.
Таблица 1
Список инвазионных видов растений в пределах ООПТ на юго-западе Среднерусской возвышенности
|
Статус* |
Виды |
|
1 |
Acer negundo L., Ambrosia artemisiifolia L., Bidens frondosa L., Echinocystis lobata Torr. et A. Gray., Elodea canadensis Michx., Solidago canadensis L. |
|
2 |
Aster salignus Willd., Chamomilla suaveolens (Pursh.) Rydb., Conyza canadensis (L.) Cronq., Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen., Helianthus tuberosus L., Impatiens glandulifera Royle, Impatiens parviflora DC., Solidago gigantea Ait., Xanthium albinum (Widd.) H. Scholz. |
|
3 |
Acorus calamus L., Amaranthus albus L., Amaranthus retroflexus L., Anisantha tectorum (L.) Nevski., Crataegus monogyna Jacq. s.1., Epilobium adenocaulon Hausskn., Epilobium pseudorubescens A. Skvortsov., Erigeron annuus (L.) Pers., Fraxinus pennsylvanica Marsh., Galinsoga parviflora Cav., Galinsoga quadriradiata Ruiz., Lepidium densiflorum Schrad., Lupinus polyphyllus Lindl., Oenothera biennis L., Populus alba L. |
|
4 |
Atriplex tatarica L., Cardaria draba (L.) Desv., Elaeagnus angustifolia L., Elsholzia ciliata Hyl., Erucastrum gallicum (Willd.) O. E. Schulz., Euphorbia peplus L., Hippophae rhamnoides L., Hordeum jubatum L., Oxalis stricta L., Puccinelia distans L., Senecio viscosus L., Sisymbrium volgense Bier. ex Fourn. |
*Примечания:
1. Виды-«трансформеры» – активно внедряющиеся в естественные и полуестественные сообщества растения, изменяющие облик экосистем и нарушающие сукцессионные связи [11].
2. Чужеродные виды, активно расселяющиеся и натурализующиеся в нарушенных, полуестественных и естественных местообитаниях.
3. Чужеродные виды, расселяющиеся и натурализующиеся в настоящее время в нарушенных местообитаниях и способные в ходе дальнейшей натурализации внедряться в полуестественные и естественные сообщества.
4. Потенциально инвазионные виды, способные к возобновлению в местах заноса и проявившие себя в смежных регионах в качестве инвазионных видов.
Нами установлено, что по территории области инвазионные виды распространены неравномерно. Группа широко распространенных видов, встречающихся во всех административных районах, насчитывает 10 видов. Большинство указанных видов отмечены как в антропогенно трансформированных местообитаниях, так и в природных экотопах различной степени нарушенности.
Из табл. 2 видно, что на первом месте в структуре изученных флор располагаются случайные апофиты – (303 вида, 41,7 %), второе место занимают гемиапофиты – (229 видов, 31,5 %), адвентивные виды расположились на третьем месте (113 видов, 15,6 %). Наименьшее количество видов приходится на эвапофиты – 81 вид, 11,2 %.
Наличие в изученных флорах гемиапофитов свидетельствует о том, что многие аборигенные виды, произрастающие в пределах ООПТ, обладают высокой способностью адаптации к антропогенному воздействию. Кроме того, эта группа растений способна активно распространяться в антропогенных экотопах.
Таблица 2
Соотношение аборигенных и адвентивных видов в изученных флорах ООПТ на юго-западе Среднерусской возвышенности
|
№ п/п |
Генезис видов |
Количество видов |
Процент от общего кол-ва видов |
|
1 |
Апофиты случайные |
303 |
41,7 |
|
2 |
Гемиапофиты |
229 |
31,5 |
|
3 |
Эвапофиты |
81 |
11,2 |
|
4 |
Адвентивные |
113 |
15,6 |
|
5 |
Всего |
726 |
100,0 |
В результате проведенного анализа было выявлено, что адвентивная флора ООПТ Белгородской области насчитывает 726 видов растений из 390 родов, входящих в 91 семейство. Большинство семейств, родов и видов представлены покрытосеменными растениями, среди которых подавляющее большинство принадлежит к двудольным. В целом систематическая структура имеет сходство с флорами, формирующимися в палеарктической зоне, а преобладание покрытосеменных, в частности, двудольных, является характерной чертой современного этапа флорогенеза синантропного растительного покрова [3]. Известно, что общей особенностью антропогенно трансформированных флор является преобладание в спектре 10–15 ведущих семейств, на долю которых приходится наибольшее количество видов (табл. 3).
Таблица 3
Спектр семейств синантропной флоры в изученных ООПТ юго-запада Среднерусской возвышенности
|
№ п/п |
Семейство |
Количество видов |
Ранг |
|
1 |
Asteraceae |
108 |
1 |
|
2 |
Poaceae |
68 |
2 |
|
3 |
Fabaceae |
62 |
3 |
|
4 |
Lamiaceae |
47 |
4 |
|
5 |
Rosaceae |
38 |
5 |
|
6 |
Scrophulariaceae |
36 |
6 |
|
7 |
Caryophyllaceae |
31 |
7 |
|
8 |
Brassicaceae |
29 |
8 |
|
9 |
Ranunculaceae |
28 |
9 |
|
10 |
Apiaceae |
27 |
10 |
|
11 |
Liliaceae |
24 |
11 |
|
12 |
Boraginaceae |
18 |
12 |
|
13 |
Polygonaceae |
16 |
13-14 |
|
14 |
Cyperaceae |
16 |
13-14 |
Семейства, занимающие с третьего по седьмое места, несмотря на несколько иное расположение, в общем соответствуют структурам флор Средиземноморской области [8]. Это свидетельствует о более южном характере изученных флор, что свойственно всем синантропным флорам [6].
Из табл. 4 видно, что на первом месте по количеству видов расположены растения из группы гемикриптофитов (377 видов, 51,8 %), на втором месте находятся терофиты (125 видов, 24,9 %). Третье место делят соответственно геофиты и фанерофиты – (52 вида, 7,2 %). Остальные жизненные формы представлены небольшим количеством видов и составляют от 1,0 до 2,9 %.
Доминирование в изученных флорах гемикриптофитов отражает зональный характер региональной флоры, на фоне которой они формируются. Увеличение роли терофитов в них характеризует влияние антропогенных факторов, что связано с наличием открытых нарушенных местообитаний и, как следствие этого, с уменьшением конкуренции со стороны других видов, а также увеличением числа адвентивных видов, среди которых большинство растений относится к терофитам [7].
Таблица 4
Структура синантропной флоры ООПТ на юго-западе Среднерусской возвышенности по жизненным формам К. Раункиера
|
№ п/п |
Жизненная форма |
Количество видов |
Процент от общего кол-ва видов |
|
1 |
Фанерофиты |
52 |
7,2 |
|
2 |
Хамефиты |
21 |
2,9 |
|
3 |
Гемикриптофиты |
377 |
51,8 |
|
4 |
Геофиты |
52 |
7,2 |
|
5 |
Гелофиты |
29 |
4,0 |
|
6 |
Гидрофиты |
7 |
1,0 |
|
7 |
Терофиты |
181 |
24,9 |
|
8 |
Паразиты и полупаразиты |
7 |
1,0 |
|
9 |
Всего |
726 |
100,0 |
Из табл. 5 видно, что на первом месте в структурах изученных флор находится группа видов евроазиатского типа ареала (162 вида, 22,4 %), на втором месте расположены растения циркумполярной зоны (144 вида, 19,9 %), третье место занимает группа европейско-западноазиатских видов (119 видов, 16,4 %). На последнем месте находятся европейские виды (80 видов, 11,0 %). Остальные жизненные формы представлены небольшим количеством видов и составляют от 1,0 до 8,8 %.
Присутствие групп видов, приуроченных к разнообразным природным и антропогенным местообитаниям, подтверждает представления о достаточно высоком видовом разнообразии в пределах ООПТ.
Заключение
Таким образом, исследование структуры синантропной флоры, формирующейся в пределах 27 особо охраняемых природных территорий (ООПТ) Белгородской области свидетельствует о том, что она насчитывает 726 видов растений из 390 родов и 91 семейства. Большинство семейств, родов и видов относятся к покрытосеменным растениям, среди которых подавляющее большинство приходится на двудольные. Выявлена структура изученной флоры в пределах ООПТ по жизненным формам, основным экологическим группам и фитогеографическим особенностям растений. Составлен список инвазионных видов, произрастающих в различных экотопах особо охраняемых территорий федерального, регионального и местного значений. В этих условиях отмечено 42 инвазионных и потенциально инвазионных вида, которые проанализированы в зависимости от степени их активности и особенностей распространения.
Таблица 5
Типы ареалов синантропной флоры, изученной в пределах ООПТ на юго-западе Среднерусской возвышенности
|
№ п/п |
Тип ареала |
Количество видов |
Процент от общего кол-ва видов |
|
1 |
Восточноевропейский |
7 |
1,0 |
|
2 |
Восточноевропейско-западноазиатский |
3 |
0,4 |
|
3 |
Восточноевропейско-сибирский |
25 |
3,4 |
|
4 |
Гемиплюрирегиональный |
25 |
3,4 |
|
5 |
Евроазиатский |
162 |
22,4 |
|
6 |
Европейский |
80 |
11,0 |
|
7 |
Европейско-западноазиатский |
119 |
16,4 |
|
8 |
Европейско-западносибирский |
64 |
8,8 |
|
9 |
Европейско-кавказский |
2 |
0,3 |
|
10 |
Европейско-североамериканский |
3 |
0,4 |
|
11 |
Европейско-сибирский |
32 |
4,4 |
|
12 |
Плюрирегиональный |
32 |
4,4 |
|
13 |
Североамериканский |
1 |
0,1 |
|
14 |
Циркумполярный |
144 |
19,9 |
|
15 |
Южноевропейский |
16 |
2,2 |
|
16 |
Южноевропейско-азиатский |
3 |
0,4 |
|
17 |
Южноевропейско-западноазиатский |
4 |
0,5 |
|
18 |
Южноевропейско-западносибирский |
1 |
0,1 |
|
19 |
Южноевропейско-кавказский |
4 |
0,5 |
|
20 |
Всего |
726 |
100,0 |
Наиболее активно распространяющиеся чужеродные виды происходят преимущественно из Северной Америки [12] и часто являются «беглецами» из культуры. Высокая динамика инвазионного компонента флоры определяет необходимость дальнейших мониторинговых исследований с целью последующей оценки экономического ущерба, наносимого наиболее агрессивными видами и важность разработки способов контроля за их распространением особенно в пределах заповедных территорий.
Рецензенты:
Чернявских В.И., д.с.-х.н., старший научный сотрудник, ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» (НИУ БелГУ), Ботанический сад, г. Белгород;
Корнилов А.Г., д.г.н., профессор, зав. кафедрой географии и геоэкологии, ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» (НИУ БелГУ), г. Белгород.
Работа поступила в редакцию 25.12.2013.