«Адвентивная флора деревни Болгуры Воткинского района»

Минестерство образования и науки Удмуртской Республики

Управление образования

Администрации МО «Воткинский район»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Болгуринская средняя общеобразовательная школа

Исследовательская работа

«Адвентивная флора деревни Болгуры

Воткинского района Удмуртской Республики»

Секция ботаники и экологии растений

Работу выполнил

       Ученица 9 класса

       МОУ Болгуринской СОШ

       Мамонтова Надежда

Научный руководитель

Педагог дополнительного образования

ЦДТ МО «Воткинский район»

Глазырина Н.П.

Научный консультант

Аспирант

Удмуртского государственного университета

Зянкина Е.

2011г.

Содержание

Введение………………………………………………………………..3

Глава 1 Литературный обзор………………………………………….5

1. Понятие об адвентивных растениях…………………….5
2. Классификация адвентивных растений…………………6.
3. Способы иммиграции адвентивных видов растений…..7

Глава 2. Характеристика района исследования………………………9

Глава 3 Методика исследования………………………………………9

Глава 4 Результаты исследования…………………………………10-16

Выводы…………………………………………………………………17

Заключение………………………………………………………….....18

Литература……………………………………………………………19-20

Приложение

Введение

На современном этапе развития общества, в период ускоренного научно-технического прогресса и связанного с ним возрастания антропогенного воздействия на флору и растительность, изучение изменений, происходящих под влиянием этого воздействия, имеет в настоящее время важное научное и практическое значение. Многие виды растений могут следовать за человеком прежде всего, закрепляться в необычной для себя флоре и нормально развиваться. Такие виды называют адвентивными.

Проникновению адвентивных растений способствует множество факторов: животные, ветер, всевозможные виды транспорта и т.п. Попавшие в новые условия адвентивные растения ведут себя по-разному, в зависимости от их биоэкологического потенциала. Одни, случайно появившись, быстро исчезают. Другие, связанные только с культурой определенного растения, вместе с которым были завезены, обычно редко выходят за пределы ее возделывания и, как правило, исчезают одновременно с прекращением выращивания данной культуры. Большое количество пришельцев с пластичной экологией становится сорняками, часто злостными, и поселяется в различных местах с нарушенным растительным покровом. Немало адвентивных видов, хорошо натурализовавшихся в новых условиях, прочно входит в состав естественных растительных сообществ, поэтому часто бывает трудно распознать их истинное происхождение (Пархоменко, 1989).

Изучение адвентивной флоры в Удмуртской Республике имеет давние традиции и связано с именами  Л.Н. Васильевой, Т.П. Ефимовой, В.А. Бузанова, В.В. Сентемова, Н.Г. Ильминских, Ю.Д. Гусева, В.В. Туганаева, А.Н. Пузырева и некоторых других исследователей.

До 2004 г. адвентивная флора Воткинского района не была объектом специального изучения. Исследовались в основном места наибольшей концентрации адвентивных видов, например, насыпи железных и шоссейных дорог, хлебоприемное предприятие в г. Воткинск, центральная Воткинская свалка мусора. Многие другие типы местообитаний оставались не изученными и  малоизученными.

Актуальность нашей темы в том, что мы проводим исследования в населенном пункте Болгуры, который находится рядом с федеральной трассой Ижевск – Воткинск, кроме того на территории деревни находится база отдыха «Красная поляна». Данное место не совсем типичное, но возможности для заноса растений есть. Результаты нашего исследования станут частью исследования в рамках изучения адвентивной флоры Воткинского района, которое проводит УдГУ.

Таким образом, перед нами стояла цель: изучить адвентивную флору д.Болгур Воткинского района.

Для достижения данной цели были поставлены задачи:

1. Изучить литературу по данному вопросу
2. Выявить видовой состав адвентивной флоры д. Болгуры Воткинского района.
3. Провести анализ адвентивной флоры по биоморфологическому составу, по распределению адвентивных видов по их местообитанию и способу иммиграции.

Глава 1. Литературный обзор

1. Понятие об адвентивных растениях

Термин «адвентивная флора», прочно утвердился в европейской ботанической литературе, и используется двояко: в узком (дальние пришельцы) и широком (все заносные пришельцы) понимании, т.е пришельцы из любой территории (Туганаев, Пузырев, 1988).

Реже применяется термин «гемерофиты» - виды, расширяющие область своего обитания благодаря человеческой деятельности (Туганаев, Пузырев, 1988; Григорьевская и др., 2004).

В последнее время все чаще употребляется термин «инвазивные виды». Он пришел в язык международных организаций из англоязычных стран. Первоначально использовался в зоологических исследованиях. Инвазивные заносные виды – чужеродные организмы, которые наносят или могут нанести урон окружающей среде, экономике или здоровью человека (Григорьевская и др., 2004).

Г.Н. Вынаев и Д.И. Третьяков (1979), Н.А. Вьюкова (1983), а вслед за ними В.В. Туганаев и А.Н. Пузырев (1988) и ряд других исследователей под адвентивными понимают растения, появление которых в изучаемой области не связано с процессом естественного флорогенеза, а представляет собой следствие антропогенного влияния на флору.

Р. Френкель к адвентивным относит растения, непреднамеренно введенные  человеком. А. Теллунг  включает сюда растения, одичавшие из культуры, эфемеры, новых граждан, колонистов; следовательно, те спонтанно адаптированные растения, которые были введены в страну человеком преднамеренно или непреднамеренно (Туганаев, Пузырев, 1988).

Для обозначения вида как адвентивного исследователи приводят различные критерии. В.В. Туганаев и А.Н. Пузырев (1988), адвентивному виду приписывают следующие критерии:

экологически приурочен ко вторичным местообитаниям;

отсутствуют указания на его нахождение на территории Удмуртии и сопредельных районов;

в материалах археологических раскопок не найдено его плодов и семян;

представлен небольшим числом особей или группами и встречается исключительно редко;

не проходит весь жизненный цикл или проходит его исключительно редко;

на территории республики и сопредельных районов нет близких в систематическом отношении видов;

местонахождение удалено на значительное расстояние от основного ареала;

основным фактором распространения является человек.

По одному какому-либо критерию нельзя с уверенностью отнести тот или иной вид к адвентивному элементу, только совокупность данных признаков позволяет правильно установить историю вида и отнести определенное растение к какой-либо группе.

1.2 Классификации адвентивных растений

 В первой классификации Г. Ватсона, А. де Кандолля присутствовали такие понятия как "чужеземцы", "колонисты", "случайные виды", "натурализовавшиеся виды", "синантропные виды". Этими терминами пользуются ученые и в настоящее время.

Швейцарский ботаник М. Рикли все синантропные виды делит на антропохоры и апофиты. Термином "антропохоры" он обозначил растения, поселившиеся на искусственных местообитаниях без какой-либо прямой помощи человека. Они подразделяются на пять категорий: археофиты –занесенные еще в доисторическое время вместе с культурными растениями (главным образом полевые сорняки); неофиты – занесенные в недалеком прошлом, но в настоящее время уже не связанные с местом своего первоначального появления, и произрастающие в естественных растительных сообществах; эргазиофиты – беглецы из культуры, то есть виды, дичающие из культуры и нередко долгое время существующие вне ее; эпойкофиты (поселенцы) – поселившиеся в искусственных местообитаниях и связанные с местами своего первоначального появления; эфемеры – временные, случайно занесенные, неспособные удержаться в новой для них области.

Взяв за основу схему М. Рикли, другой швейцарский ботаник, А. Теллунг, построил целую систему антропофильного элемента флоры Цюриха. Согласно этой классификации, распределяя адвентивные виды по способу их иммиграции, различают преднамеренно и непреднамеренно занесенные растения. К преднамеренно занесенным А. Теллунг отнес эргазиофиты, эргазиофигофиты и эргазиолипофиты. Эргазиофиты – виды, произрастающие только в культуре и не встречающиеся вне ее. Эргазиофигофиты – одичавшие виды, способные без помощи человека удержаться во флоре. Эргазиолипофиты – реликты культуры.

1.3 Способы иммиграции адвентивных видов растений

Расселению адвентивных видов способствуют не только человек, но и  "агенты" природного происхождения. При этом особое значение имеет орнитохория. Действенность переноса зачатков растений на дальние расстояния птицами определяется не только дальностью их перемещения, но и тем, что, придерживаясь при остановках во время своих перелетов определенных стаций (определенных типов местообитаний), они могут с наибольшей вероятностью заносить семена именно в такие места, которые пригодны для поселения соответствующих видов растений.

Большую роль в переносе семян адвентивных растений играют транспорт и торговля. Еще до развития современных технических средств сложились известные «великие» древние пути: путь «из варяг в греки», «Великий шелковый путь», «Великий янтарный путь». Но особенно сильный размах этот процесс приобрел за последние 100-150 лет, когда человек при помощи транспорта связал все континенты (Протопопова, 1966).

Указываются факты заноса зачатков чужеземных видов с семенами газонных трав, декоративных растений, с пряностями, корнеплодами, хлопком, шерстью и упаковочными материалами (Пузырев, 2003). Наиболее эффективный занос адвентивных растений, в частности ксенофитов, в Удмуртию идет вместе с пищевым и фуражным зерном, большое количество их выявлено также во дворах специализированных предприятий (хлебоприемных предприятий, комбинатов хлебопродуктов, элеваторов), особенно на подъездных ж.-д. путях к местам выгрузки зерна и около зернохранилищ. Подавляющее большинство адвентивных видов УР (из группы ксенофитов) занесено с зерном пшеницы, ячменя и кукурузы. При этом нередко удается установить, с каким именно зерном и откуда они были занесены  (Пузырев, 2003).

Рекреационная деятельность человека как вид активного отдыха людей на природе включает организованные и неорганизованные формы. Отдых людей на природе, особенно неорганизованный, сопровождается образованием кратковременных и длительных стоянок, кострищ, формированием тропиночной сети. Растения-антропохоры попадают в лесные, луговые и прибрежные фитоценозы, наиболее часто используемые для отдыха, благодаря заносу автотранспортом, а также на одежде и обуви отдыхающих и с остатками пищи.

Немаловажную роль в распространении растений уделяют шоссейным дорогам и железнодорожным путям, по которым производятся перевозки зерна, каких-либо фруктов или овощей и т.д. ( Пузырев, 2003).  В районах с густой железнодорожной сетью большая часть адвентивных видов заносится именно с его участием.

Все эти способы заноса растений дают им возможность для проникновения в наиболее подходящие условия местообитания (места, лишенные аборигенной растительности, а поэтому свободные от конкуренции, хорошо возделанные почвы, посевы) и обеспечивают массовость заносимых зачатков (плодов и семян), что является необходимым условием для сохранения и прочного закрепления на новой территории пришлых видов.

Глава 2. Характеристика района исследования

           Населенный пункт Болгуры находится на юго-востоке Воткинского района, который граничитит с Завьяловским, Шарканским  Якшур-Бодьинским районами Удмуртской Республики и Пермским краем. Территория отличается тем, что в рельефе преобладают поверхности с абсолютными отметками 150-200 м., сложенные пестроцветными глинисто-мергелисто-песчанниковыми толщами нижнетатарского подъяруса, в оврагах и карьерах вскрываются известники казанского яруса. В естественном растительном покрове преобладают еловые и пихтово-еловые леса с участием широколиственных пород.

 Почвы дерново- и среднеподзолистые с пятнами дерново-карбонатных (Шумилов, 2008).

Населенный пункт Болгуры находится рядом с федеральной трассой Ижевск – Воткинск, кроме того на территории деревни есть база отдыха «Красная поляна». Данное место не совсем типичное для расселения адвентов, но возможности для заноса растений есть.  

Глава 3. Методика исследования

Полевые исследования адвентивной флоры д.Болгуры Воткинского района проводились летом 2011 года.

 Обследование всех местообитаний проходило маршрутно-рекогносцировочным методом.  Производился сбор гербарных образцов представителей адвентивной флоры района, для каждого вида указывались его жизненное состояние, местообитание и способ иммиграции.

При последующей обработке материалов полевых исследований определялись и уточнялись видовые названия растений, для чего использовался «Определитель высших сосудистых растений» (Губанов,1995). После определения всех видов растений составлялся инвентаризационный список всех адвентивных видов и проводились  систематический, биоморфологический анализы адвентивной флоры, определялась степень натурализации адвентов, распределение их по способу иммиграции.

Глава 4. Результаты \исследования

4.1. Систематический состав

В результате проведенного исследования на территории д. Болгуры выявлено 90 видов адвентивных растений, принадлежащих к 36 семействам. Это составляет примерно 25% всей адвентивной флоры Воткинского района, где с 2002 по 2010 годы было выявлено 358 видов (Зянкина Е., неопубликованные данные). Это связано с различием в размерах площадей сравниваемых территорий и отсутствием перерабатывающих и заготовительных пунктов, магистральных железнодорожных путей, отсутствием многолетней свалки бытовых отходов в деревне Болгуры  (старая свалка мусора весной 2011 года была закрыта, и весной 2011 года была открыта новая свалка на месте сенажных ям).

                                                                                                                Таблица 1.

Систематический состав адвентивной флоры

Лидирующими по числу видов семействами адвентивной флоры д..Болгуры  являются Сложноцветные (16видов), Злаковые (6 видов), Бобовые (4 вида). На долю этих семейств приходится 29 видов, что составляет 32,5 % от общего числа адвентивных видов. Это соответствует показателю по доминирующим семействам в целом по Воткинскому району.

4.2 Биоморфологический состав

При распределении адвентивных видов по жизненным формам (Рис. 1) выявилось преобладание травянистых растений (74 вида; 82%) над древесными (4 вида; 4,4 %), кустарниковыми (7 видов, 7,8%), полукустарниковыми (3 вида; 3,3%), водными (1-элодея канадская).

 Рис. 1 Биоморфологический состав адвентивной флоры Воткинского района

Среди травянистых видов преобладают малолетники (43 видов, 58% – однолетники; 4 видов, 6,4% – двулетники). Мы связываем это с тем, что территория исследования включает в себя в основном вторичные местообитания, подвергающиеся постоянному антропогенному воздействию, где освобождаются определенные экологические ниши, удобные для заселения именно растениями с травянистой жизненной формой. Так же их преобладание можно связать с их более коротким вегетационным периодом, по сравнению с древесными формами. Преобладание растений с коротким жизненным циклом – явление, закономерное для адвентивной флоры.

4.3. Распределение адвентивных видов по их местообитаниям

Рис. 2 Распределение адвентивных видов по их местообитаниям

           Наибольшая концентрация адвентивных видов наблюдается на территории школы – 38 видов, из них эргазиофигофитов (дичающих форм) – 21вид, ксенофитов (сорных видов) – 15 видов.

           На втором месте по распределению адвентивных видов находится улица Центральная (самое старое во временном отношении местообитание) – 24 вида. Из них: эргазиофигофитов (дичающих) – 10 видов, ксенофитов – 12, занос представлен 1 видом (элодея канадская).

           На третьем месте по численности адвентов находится станция Болгуры – 17 видов. Из них эргазиофигофитов (дичающих) – 11 видов, ксенофитов (сорных) – 6

           На четвертом месте – свалка бытовых отходов – 12 видов, из них 8- эргазиофигофитов, 4 – ксенофитов.

            На пятом месте – улица Мира, улица Молодежная – 6 видов (эргазиофигофиты)

           Такое расселение адвентов можно объяснить следующим образом: на территории школы идет частое обновление видового состава культурных растений (цветочных культур), часть из них переходят в разряд  дичающих видов, обсеменяются, дают потомство, которое поселяется в расщелинах бетонных дорожек, на дорожках между клумбами, прорастает в клумбах, которые долго не обрабатываются. Так как  на территории школы есть обрабатываемый участок земли под  овощные культуры, то есть и сорняки, которые также переходят в несвойственную им среду обитания.

           Железная дорога имеет местное значение, поэтому там встречается относительно небольшое разнообразие адвентивных видов.

          Свалка бытовых отходов также не отличается большим разнообразием адвентов, так как старая свалка весной 2011 года была закрыта и ликвидирована, а новая  -  на месте сенажных ям только в мае 2011 года открылась.

          Есть небольшое отличие в распределении адвентивных видов по улицам д. Болгуры. Улица Центральная – первая и самая старая улица в населенном пункте, вдоль грунтовой дороги и около палисадников было найдено 24 вида адвентивных растений, причем ксенофитов больше чем эргазиофигофитов, таким образом, сорные растения прочно обосновались в ценозах вдоль дороги населенного пункта.

           В отличие от ул. Центральной, улицы Мира и Молодежная сравнительно молодые и в растительных ценозах этих улиц мы обнаружили только дичающие виды культурных растений (эргазиофигофиты), и то в небольшом количестве – 6 видов.

4.4 Распределение видов по способу иммиграции

При распределении адвентивных растений по способу иммиграции  выявилось преобладание группы эргазиофигофитов (53 вида; 59%) над ксенофитами (31 вида; 34,4%). Кроме того, еще 4 вида (4,5%) являются одновременно и ксенофитами, и эргазиофигофитами, т.е. совмещают в себе оба способа иммиграции (Рис 3). Преобладание эргазиофигофитов над ксенофитами наблюдается на свалке мусора, на территории школы, на ул. Мира и Молодежной, а также на станции Болгуры.  Обратная закономерность, т.е. преобладание ксенофитов над эргазиофигофитами, характерна для дороги вдоль улицы Центральной.  Для большинства случаев в УР характерна аналогичная закономерность (Пузырев, 2006).

Рис.3 Распределение адвентивных видов по способу иммиграции

Таким образом, адвентивная флора деревни Болгуры Воткинского района по ряду показателей обнаруживает сходство с адвентивной флорой района и Удмуртии в целом.

Выводы

1. Адвентивная флора насчитывает 90 видов адвентивных растений, принадлежащих к 36 семействам. Это составляет 25 % адвентивной флоры Воткинского района.
2. Доминирующими семействами адвентивной флоры являются Сложноцветные (16 видов), Злаковые (6 видов),  Бобовые (4 вида). Это соответствует показателю по доминирующим семействам в целом по Воткинскому району.
3. В спектре жизненных форм адвентивной флоры травянистые растения (74 вида; 82%) доминируют над древесными и кустарниковыми (10 вида; 11%). Среди травянистых видов преобладают малолетники (43 видов, 58% – однолетники; 4 видов, 5,4% – двулетники). Преобладание растений с коротким жизненным циклом – явление, закономерное для адвентивной флоры Удмуртии в целом.
4. Наибольшее число адвентивных видов было обнаружено на территории школы и по улице Центральной, вдоль  дороги (38 и 24 соответственно). Меньшее количество адвентивных видов найдено на насыпях железной дороги (17 видов; 19%), на территории поселка, вдоль улиц Молодежная и Мира
5. Анализ адвентивных видов способу иммиграции выявилось преобладание группы эргазиофигофитов (53 вида; 59%) над ксенофитами (31 вида; 34,4%). Кроме того, еще 4 видов (4,5%)  совмещают в себе оба способа иммиграции. Преобладание эргазиофигофитов над ксенофитами наблюдается на свалке  мусора, на территории школы, на железнодорожных путях станции Болгуры, в поселке. Обратная закономерность, т.е. преобладание ксенофитов над эргазиофигофитами, характерна для шоссейных и железных дорог, населенных пунктов, полей и водоемов. Для большинства случаев в УР характерна аналогичная закономерность, но в целом в Удмуртии наблюдается доминирование ксенофитов.

Заключение

В заключении хотелось бы отметить, что адвентивная флора очень динамична. Одни из заносимых человеком растений закрепляются в местной флоре и могут представлять для нее угрозу. Другие не могут пережить неблагоприятные условия и исчезают. Таким образом, состав адвентивной флоры может  ежегодно изменяется.

В дальнейшем мы планируем продолжить наши исследования с целью выявления новых видов растений, а также с целью выявления динамики адвентивной флоры.

Хотим  высказать благодарность  за помощь в разработке темы аспиранту УдГУ Зянкиной Е.

Литература

Баранова О.Г. Местная флора Удмуртии: анализ, конспект, охрана:

Григорьевская А.Я., Стародубцева Е.А., Хлызова Н.Ю., Агафонов В.А. Адвентивная флора Воронежской области: исторический, биогеографический, экологический аспекты. Воронеж. 2004. – 320 с.

Губанов И.А. и др. Определитель высших растений средней полосы Европейской части СССР. М., 1981.

Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Адвентизация растительности в призме идей современной экологии// Журнал общей биологии. 2002. Т. 63. №6. – С. 500-508.

Пархоменко Г.Н. Адвентивная флора Черноморского побережья Абхазии// Труды Абхазского Государственного Университета, 1989, Т.7. - С.195-197

Пузырев А.Н. Адвентивный элемент флоры Камбарского района Удмуртской Республики//Флора Урала в пределах бывшей Пермской губернии и ее охрана. – Пермь, 2007. – С. 102-108.

Пузырев А.Н. Дополнение к адвентивной флоре Удмуртии// Ботанический журнал. 1985а. Т. 70. №2. – С.268-270.

Пузырев А.Н. О новых и редких адвентивных видах семейства Poaceae в Удмуртии// Ботанический журнал. 1985б. Т. 70. №1. – С. 118-119

Пузырев А.Н. Дополнение к адвентивной флоре шоссейных дорог Удмуртии// Вестник Удмуртского Университета. 2008. Вып.2. – С. 139-150.

Пузырев А.Н. О расселении адвентивных растений по железным дорогам Удмуртии// Флористические исследования в Центральной России на рубеже веков: Материалы научного совещания (Рязань, 29-31 января 2001г.). М.: Изд. Ботанического сада Моск. ун-та, 2001. – С. 114-116.

Пузырев А.Н. Способы иммиграции ксенофитов в Удмуртию// Проблемы изучения адвентивной и синантропной флоры в регионах СНГ: Материалы науч. конф. – М.: Изд. Ботанического сада МГУ; Тула: Гриф и Ко, 2003. – С. 83-84.

Рысин И.И. География Удмуртии: природные условия и ресурсы. Ижевск: Изд. дом «Удмуртский университет», 2009. Ч.1. 256 с.

Туганаев В.В., Ефимова Т.П., Тычинин В.А. Растения-иммигранты Удмуртии (исследования 1974-1977 гг.)// Ботанический журнал. 1978. Т. 63. №10. – С. 1510-1513.

Шадрин В.Д., Ефимова Т.П. Деревья и кустарники Удмуртии: Определитель. Ижевск: Изд-во Удм. ун-та, 1996. – 152 с.

Приложение 1