На правах рукописи ШОРИНА АННА АЛЕКСАНДРОВНА ФЛОРА

На правах рукописи
ШОРИНА АННА АЛЕКСАНДРОВНА
ФЛОРА ГОРОДА ЗАРИНСКА И ЕГО ОКРЕСТНОСТЕЙ
03.02.01 - ботаника
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата биологических наук
Барнаул 2010
2
Работа выполнена на кафедре ботаники ГОУ ВПО «Алтайский государственный
университет»
Научные руководители:
доктор биологических наук, профессор
Терёхина Татьяна Александровна
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор
Ревякина Надежда Васильевна
кандидат биологических наук
Суткин Алексей Валерьевич
Ведущая организация: Институт экологии человека СО РАН (г. Кемерово)
Защита состоится 24 декабря 2010г. в 12-00ч. в аудитории 416Л (зал заседаний
ученого совета) на заседании диссертационного совета ДМ 212.05.10 при ГОУ ВПО
«Алтайский государственный университет» по адресу: 656049, г. Барнаул, пр. Ленина, 61.
Факс (3852) 36-30-77.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Алтайский
государственный университет».
Автореферат разослан «
»
2010 г.
Учёный секретарь
диссертационного совета,
кандидат биологических наук, доцент
Н.В. Елесова
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В связи с возрастающим влиянием антропогенных факторов на
природу, в том числе на ее растительный компонент, актуальной проблемой становится
изучение закономерностей процессов синантропизации естественной растительности,
формирования синантропных флор и становления антропогенных растительных
сообществ. В связи с этим изучение урбанофлоры является перспективным направлением
в современных флористических исследованиях.
Одними из первых появились данные о флоре городов европейских стран (Kunick,
1974; Brandes, 1982; Weinert, 1985; Good, 1989; Montag, 1995; Wittig, 1996; Ballach, 1997 и
др.). В настоящее время много работ по систематическому и экологобиоморфологическому составу флор городов: Санкт – Петербурга (Игнатьева, 1994),
Москвы (Швецов, 1998), Томска (Пяк, Мерзлякова, 2000), Улан-Удэ (Суткин, 2002) и др.;
об адвентивной фракции флоры и её влиянии на местную флору (Шурова, 1991; Stewart et
al., 2004; Третьякова, 2008, и др.). Ботаниками изучаются редкие виды растений городов
(Sailer, 1990; Godefroid, 2003 и др.); появились данные по изучению ООПТ города
Томска (Базанов, 2005; Рыбина, 2009). В меньшей мере исследуются состояние видов и их
популяций в условиях городской среды обитания (Максимова, Куровская, 2006; Шепелова
и др., 2008; Аксенова, Казанцева, 2008).
В ходе изучения городской флоры можно проследить динамику изменения
растительного покрова, отметить появление новых (адвентивных) видов. Адвентивные
деревья и кустарники, в отличие от подавляющей части травянистых видов, могут надолго
закрепляться на новой территории и стать постоянным компонентом флоры (Сухоруков,
Березуцкий, 2000). Например, Acer negundo не только участвует в озеленении городов, но
и образует заросли в пойме рек. Очень важным является сохранение комплекса
аборигенных видов как природной основы урбанофлоры.
В Алтайском крае изучены флоры городов Барнаула, Камня-на-Оби, Змеиногорска
(Терёхина, 2000), Рубцовска, (Копытина, 2003), Новоалтайска (Елесова, Танкова, 2006),
рудеральная растительность городов края (Астахова, 2007). Изучение флоры города
Заринска и его окрестностей, как одного из ряда молодых до сих пор не проводилось.
Актуальность работы, таким образом, определяется недостатком современных данных о
флоре города Заринска и его окрестностей.
Цель и задачи исследования. Цель работы – изучение видового состава и
структуры флоры сосудистых растений города Заринска (включая его окрестности)
Алтайского края и установление её особенностей. Для достижения цели были поставлены
следующие задачи:
- выявить видовой состав сосудистых растений флоры города Заринска
и его окрестностей;
- составить конспект флоры;
- установить таксономические, хорологические, эколого-ценотические
и биологические особенности изучаемой флоры;
- выявить адвентивную фракцию флоры и проанализировать её;
- провести сравнительный анализа флор городов Алтайского края;
- выявить редкие и охраняемые виды растений;
-выявить основные особенности растительности города Заринска и его
окрестностей;
- выделить ботанические объекты для создания особо охраняемых
территорий муниципального значения.
Защищаемые положения.
1. Состав и особенности флоры г. Заринска и его окрестностей отражают черты
лесостепных флор и тенденции синантропизации, свойственные городским флорам.
2. Формирование адвентивного компонента происходит за счёт разноареальных
видов: голарктического, плюрирегионального, североамериканского и других.
Научная новизна. В результате проведённой работы на основе собственных данных
впервые составлен конспект флоры города Заринска и его окрестностей. Выявлена
систематическая, хорологическая, экологическая, эколого-ценотическая структура флоры,
состав её экобиоморф. Для характеристики растительности города Заринска и его
4
окрестностей проведены геоботанические исследования, в ходе которых выявлено: 10
лесных ассоциаций, 4 степных, 10 луговых, 7 ассоциаций водной растительности и 4
типичные для города Заринска ассоциации рудеральной растительности. В ходе работы
были найдены 4 новых местонахождения видов, занесённых в Красную книгу Алтайского
края (2006): Nuphar pumila, Stipa lessingiana, Calla palustris, Brunnera sibirica; 4 вида
впервые указываются для Заринского района. Для охраны двух видов, занесённых в
Красную книгу Алтайского края, предложено создание двух ООПТ местного уровня с
категорией «зона особой охраны».
Практическая значимость. Полученные результаты работы по флоре города
Заринска станут составной частью базы данных адвентивной флоры Алтайского края и
продолжением мониторинговых работ, а этой области ботаники. Собранный гербарий
пополнил коллекцию Гербария Южно-Сибирского ботанического сада АлтГУ (SSBG).
Информация, содержащаяся в «экологических паспортах», в дальнейшем будет
использована для обустройства ООПТ муниципального уровня.
Апробация работы. Результаты исследований опубликованы в 4 работах из них 3
статьи (2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК). Результаты работы были
представлены на Всероссийской конференции с международным участием «Флора и
растительность антропогенно нарушенных территорий» (Кемерово, 2010); Всероссийской
научно-практической конференции «Современные проблемы биологии, химии и методики
преподавания естественно-научных дисциплин» (Комсомольск-на-Амуре, 2010).
Материалы диссертации также обсуждались на заседании Алтайского отделения
Ботанического общества и на кафедре ботаники АлтГУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.
Структура и объём диссертации. Работа изложена на 243 страницах машинописного
текста, состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы, включающего 179
наименований. Работа содержит 19 таблиц и 28 рисунков.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. ОСОБЕННОСТИ ФЛОР ГОРОДОВ
Город – своеобразная экосистема, составляющая единую группу антропогенно
трансформированных сообществ, формирующихся на селитебных, промышленных,
транспортных, аграрных и рекреационных территориях (Панин, Березуцкий, 2007).
Важной чертой городской флоры является высокая динамичность и лабильность её
видового состава, из-за чего разные «хронологические срезы» урбанофлор имеют друг с
другом весьма малое сходство. В этом процессе различают две слагающие:
целенаправленное формирование видового состава флоры (моделирование) и
нецеленаправленное, стихийное, сопутствующее (модификация). К первой составляющей
относятся культивируемые виды, которые, как известно в состав флоры не включаются
(Березуцкий, Панин, 2007).
Самым динамичным компонентом любой флоры и урбанофлоры является её
адвентивная фракция. Последняя изучена гораздо лучше (Крылов, Решетников, 2009;
Афанасьев и др., 2006; Григорьевская и др., 2004; Гельтман, 2003), чем урбанофлоры в
целом. Особенно детально динамика урбанофлор изучена в странах Западной Европы. Во
флоре Цюриха за 150 лет появилось 350 видов новых, но при этом исчезло 130 видов
(Landolt, 1992), с территории Познани исчезло 11, 6% видов (Jackowiak, 1992), во флоре
Берлина за 100 лет исчезло 124 вида растений (Sukopp, 1966; Zimmermann, 1981).
Аналогичные процессы наблюдаются в Париже (Duhamel, 1991), Братиславе (Ferakova,
1988). В России изучена динамика флоры города Воронежа и его окрестностей за
последние 150 лет (Григорьевская и др., 2007). В городе Иркутске за последние 125 лет
отмечается приобретение флорой 538 видов и потеря 44 видов растений (Виньковская,
2008). Т.А. Терёхиной (2000) изучена динамика флоры антропогенных фитосистем города
Барнаула за последние 50 лет.
Особенностью флоры городов является богатство её таксономического состав
гибридогенными формами (Ильминских, Шмидт, 1994). Это обусловлено как
первоначальным заложением города в областях флористических аномалий, так и главным
5
образом интенсивными процессами интродукции и индукции близкородственных видов
(Березуцкий, Панин, 2007).
В фитоценотическом спектре большинства урбанофлор отмечается повышение роли
видов открытых местообитаний за счёт снижения роли лесных, болотных и водных видов.
Глава 2. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Географическое положение и история возникновения города Заринска и его
окрестностей
Город Заринск – административный центр Заринского района (в 1924 г. –
Чумышский, 1932 г. – Сорокинский, 1979 г. – Заринский), который находится на северовостоке Алтайского края (рис. 1). Заринский район занимает площадь 5 тысяч кв. км,
простираясь на 100 км с запада на восток и на 50 км с севера на юг. Он граничит с
Залесовским, Первомайским, Косихинским, Кытмановским, Тогульским районами и
Кемеровской областью. Географические координаты города – 53 º 42’ с. ш., 84º 55’ в. д.
Рис. 1. Расположение города Заринска на административной карте Алтайского края.
Условные обозначения:
– граница Заринского района; цифрами на карте
обозначены приграничные районы: 12 – Залесовский район; 19 – Косихинский район; 25
– Кытмановский район; 33 – Первомайский район; 48 – Тогульский район.
Заринск основан в 1979 году на месте станции Заринской (возникшей в результате
строительства железной дороги Алтай-Кузбасс). Город был построен на территории двух
посёлков – Камышенка (сейчас там расположен Алтайский коксохимический завод) и
Сорокино – северный микрорайон города (Красугукая, 1988). Сорокино – одно из
древнейших поселений Алтайского края, образованно в 1748 г. на правом высоком берегу
реки Чумыш. Градообразующим предприятием считается Алтайский коксохимический
завод. Площадь Заринска составляет — 79,16 км2 с численностью населения на 1 января
2009 года – 49,4 тысяч жителей (Город…, 1989). Т. е., по численности населения это
малый город, а по возрасту (260 лет), он может сравниться со столицей Алтайского края
городом Барнаулом, который на 30 лет старше.
2.2. Рельеф и геологическое строение
Территория города расположена в пределах северной окраины Бийско-Чумышской
возвышенности, расчленённой рекой Чумыш и её притоками: реками Казанка,
Камышенка, Татарка, Топок. Равнинная часть представлена платформенным чехлом,
6
состоящим из типично морских и континентальных отложений юрского, мелового,
палеогенного и неогенного периодов (Атлас…, 1978).
2. 3. Климат, почвенный покров
Климат резко-континентальный с суровой продолжительной зимой и умеренножарким, засушливым летом. В течение года тепло и свет поступает неравномерно. В
январе суммарная солнечная радиация – 3,0 ккал/ см2, в июле – 17,0 ккал/ см2, в год –
менее 1000 ккал/ см2 (Ховрина, 2003).
Весенний сезон короткий, ясный, ветреный и сухой. В конце весны обычно
господствуют юго-западные ветры, они приносят засушливую погоду. Для данной
территории характерны довольно высокие дневные температуры: +20 – 24ºС, с ночными
заморозками. К концу мая прекращаются заморозки, почвы прогреваются и возможны
грозовые дожди (Ховрина, 2003).
Почвенный покров территории неоднороден. Город и его окрестности расположены
в зоне выщелоченных и оподзоленных чёрнозёмов и тёмно-серых лесных почв.
Преобладающее развитие получили почвы чёрнозёмного типа. По механическому составу
почвы представлены в основном средними суглинками (Город…, 1989).
2.4. Растительность
Согласно геоботаническому районированию А.В. Куминовой и др. (1963), изучаемая
территория расположена в Правобережной Приобской лесостепной подпровинции Бийско
– Чумышского лесостепного округа. По флористическому районированию Р.В. Камелина
(2002) Заринск и его окрестности относятся к Предсалаирско-Салаирскому району
Приобско-Западно-Сибирской подпровинции Подтаежно-лесостепной Западно-Сибирской
подпровинции
Северо-Европейско-Урало-Сибирской
провинции
Евросибирской
подобласти Циркумбореальной области Бореального подцарства Голарктического
царства.
Установлено присутствие на данной территории следующих типов растительности:
луговых степей (разнотравно-дерновиннозлаковых), остепнённых лугов (злаковоразнотравных), берёзовых и осиновых лесов.
В ходе геоботанических описаний было выделены: 11 лесных ассоциаций (из них
наиболее распространёнными формациями являются березняки и ивняки); 4 степных
ассоциации; 10 луговых ассоциаций; 7 водных ассоциаций; 4 ассоциации рудеральной
растительности, относящиеся к трём классам.
Глава 3. Материалы и методы исследования
Объектом исследования диссертационной работы является флора города Заринска и
его окрестностей (территория, прилегающая к административным границам города,
радиусом 10 км). Изучение данной территории проводилось с 2006 по 2010 г.г.
маршрутно-экскурсионным методом; при этом производился сбор и гербаризация
растений два-три раза в течение каждого вегетационного периода, для некоторых точек
делались геоботанические описания. Всего точек сбора гербария – 50, собрано 1080
гербарных листов.
Определение проводилось в камеральных условиях. Основной метод при
определении растений – сравнительный анатомо-морфологический.
В ходе работы нами проводились геоботанические описания растительности города
и его окрестностей, было сделано 65 геоботанических описаний (с 2006 по 2009 г. г.), в
результате которых выявлено основные типы фитоценозов города Заринска и его
окрестностей в настоящий момент.
Глава 4. Конспект видов сосудистых растений флоры города Заринска и его
окрестностей
Конспект видов цветковых растений составлен в соответствии с системой
магнолиофитов (Тахтаджян, 1987). В пределах семейств виды следуют в порядке
латинского алфавита. Номенклатура, трактовка видов и родов дана по С.К. Черепанову
(1995).
Для каждого вида приводятся сведения по экологии, а также частота встречаемости.
Если вид встречался в 1-2 точках (с учётом сведений других авторов), ему присваивалась
7
категория – редко. Если вид встречался в 2 – 5 точках, указывалось одно из конкретных
мест нахождения, и присваивалась категория – изредка. При встречаемости более чем в
пяти точках вид относили к категории – обычно. В конспекте отмечены адвентивные виды.
Глава 5. АНАЛИЗ ФЛОРЫ ГОРОДА ЗАРИНСКА И ЕГО
ОКРЕСТНОСТЕЙ
5.1. Таксономический анализ аборигенной фракции флоры
Общее число высших сосудистых растений флоры составило 550 видов,
принадлежащих к 307 родам и 86 семействам. Её основу составляют покрытосеменные
растения – 538 видов, из них на двудольные приходится 447 видов (81,3%). Сосудистые
споровые растения представлены 8 видами, 3 родами: Equisetum, Pteridium, Matteuccia.
Аборигенная фракция флоры исследуемой территории насчитывает 454 вида (82,5%)
сосудистых растений, относящихся к 250 родам и 81 семейству. Адвентивные элементы –
96 видов (17,6%), анализируются отдельно.
Таблица 1
Спектр ведущих семейств аборигенной фракции флоры города
Заринска и его окрестностей
Ранг по
% от общего
числу
Семейство
Число
Число видов
числа видов
видов
родов
1
Аsteraceae
33
67
12,2
2
Poасеае
18
35
6,4
3
Fabaceae
11
31
5,6
4
Rosaceae
13
26
4,7
5
Cyperaceae
6
24
4,4
6
Apiaceae
15
21
3,8
7
Ranunculaceae
10
20
3,6
8
Scrophulariaceae
9
17
3,1
9
Lamiaceae
13
17
3,1
10 – 11
Brassicaceae
14
16
2,9
10 – 11
Caryophyllaceae
10
16
2,9
Всего
152
290
52,7
В состав 11 ведущих семейств флоры города и его окрестностей (табл. 1) входит 290
видов (52,7%) всего видового состава, для Салаира и Предсалаирья – 44% (Силантьева,
2008). Преобладание семейства Asteraceae над другими семействами указывает на
сходство исследуемой флоры с флорами Бореального подцарства (Толмачёв, 1974). А
вхождение семейств Rosaceae, Apiaceae, Scrophulariaceae, Lamiaceae, Brassicaceae,
Caryophyllaceae в число ведущих подтверждает принадлежность урбанофлоры к
Голарктическому флористическому царству (Тахтаджян, 1978).
В аборигенной фракции зарегистрировано 40 одновидовых семейств – 46,5% от
общего числа семейств, это один из показателей аллохтонности флоры.
Число родов, обладающих богатством выше среднего (от 8) равно одному (табл. 2).
Полиморфных родов числом видов от 11 до 41 два. Основная масса видов относится к
родам с относительно небольшим числом видов.
Род Carex возглавляет спектр ведущих родов аборигенной флоры, что характерно
для Салаира (Лащинский и др., 2007), а присутствие вместе с ним в спектре родов Salix,
Equisetum говорит о наличии в городе и его окрестностях
переувлажнённых
местообитаний, в частности это поймы рек.
Род Artemisia входит в десятку ведущих родов почти по всему Алтайскому краю, а
также в Предсалаирье (Силантьева, 2008), присутствие вместе с ним родов Poa, Potentilla
подчёркивает лесостепной характер изучаемой флоры.
Виды родов Lathyrus, Vicia, Veronica широко распространены, так как они
произрастают на лугах, а луговая растительность на изучаемой территории присутствует в
довольно большом количестве.
8
Таблица 2
Спектр ведущих родов аборигенной фракции флоры города
Заринска и его окрестностей
Ранг
% от общего числа
по числу
Род
Число видов
видов
видов
1
Carex
15
2,7
2
Artemisia
10
1,8
3–6
Cirsium
7
1,3
3–6
Lathyrus
7
1,3
3–6
Rumex
7
1,3
3–6
Salix
7
1,3
7 – 11
Veronica
6
1,1
7 – 11
Equisetum
6
1,1
7 – 11
Poa
6
1,1
7 – 11
Potentilla
6
1,1
7 – 11
Vicia
6
1,1
Всего:
83
15,2
5.2. Хорологический анализ флоры (табл. 3) показал преобладание геоэлементов с
широким ареалом, занимающих площади нескольких царств и подцарств флоры. По
количеству видов преобладают виды евроазиатского 228 (50,2%) и голарктического типов
геоэлементов – 104 (22,9%). Азиатская группа геоэлементов составляет 82 вида (18,1%).
Ареалогическая структура аборигенной фракции флоры
города Заринска и его окрестностей
№
Типы геоэлементов, хорологических групп
1
2
3
4
4.1
4.2
4.3
4.4
5
5.1
5.2
5.3
5.4
Плюрирегиональный (ПЛ)
Голарктический (ГЛ)
Североазиатско-североамериканский (АА)
Евразиатский
Собственно евразиатская группа (ЕА)
Европейско-сибирская (ЕС)
Евразийско-атлантическая группа (ЕАт)
Евро-западноазиатская (ЕзАз)
Азиатский
Собственно азиатская группа (Аз)
Западноазиатская группа (ЗАз)
Уральско-сибирская (СИ)
Южносибирская (ЮЖ)
6
Эндемичный (ЭН)
Всего:
Таблица 3
Число
видов
% от
общего
числа
видов
34
104
4
228
170
31
9
18
82
29
4
28
21
7,5
22,9
0,9
50,2
37,4
6,8
2,0
4,0
18,1
6,4
0,9
6,2
4,6
2
0,4
454
100
Особенностью городской флоры является формирование её за счёт видов с широким
ареалом, что характерно как для бореальных флор, так и для синантропных флор.
9
Аналогичные данные в Алтайском крае приводятся для Камня-на-Оби (Терёхина, 2000),
Рубцовска (Копытина, 2003).
Своеобразие городских условий вносит дополнительное усложнение экологофитоценотической структуры флоры. Если на близлежащих к городу территориях можно
выделить естественные фитоценозы, например, степные или луговые, то в самом городе
встречаются только рудеральные экотопы; классифицировать которые не всегда возможно.
5.3. Эколого-ценотический анализ флоры
Для флоры г. Заринска было выделено 5 эколого-ценотических групп. Внутри групп
выделены подгруппы, виды которых могут встречаться в разных фитоценозах, но
произрастают преимущественно в фитоценозах одноимённой группы. Лидирующее
положение занимают луговые виды – 151 (27,5%), это объясняется местоположением
города – пойма и надпойменная терраса р. Чумыш; немного им уступают рудеральные,
приуроченные к нарушенным местообитаниям – 140 (25,5%). Лесные экологоценотические группы представлены – 120 видами (21,8%), в городах доля видов этой
группы в основном снижается до 8 – 11% (Ильминских, 1993; Копытина, 2003; Панин,
Березуцкий, 2007), в нашем случае сохранены фрагменты естественной растительности
(берёзовые колки в городе, пойменные леса). Группа водных и близких к ним видов
составляет – 15, 1 % от числа всей флоры (83 вида). Видов, тяготеющих к степным
фитоценозам – 10,2% (56 видов).
Таким образом, эколого-ценотическая структура демонстрирует экологическую
пластичность видов городской флоры, способных произрастать как в ненарушенных
местообитаниях, так и на рудеральных.
Экологический анализ. Полученный экологический спектр флоры (табл. 4), прежде
всего, демонстрирует разнообразие условий местообитаний растений на территории г.
Заринска (включая его окрестности). Анализ спектра
показывает, что самой
многочисленной и содержащей почти 1/2 часть видов флоры является мезофильный
элемент – 44,1% (200 видов), что указывает на бореальные черты флоры. Мезофиты
обычны на лугах, в пойменных тополёво-ивовых лесах, в берёзовых колках. В тоже время,
ксерофиты (вторые по численности) совместно с мезоксерофитами составляют 25%
флоры, это обусловлено размещением района исследования близ границы лесостепной и
предгорной природных зон.
Широко представлен гигрофильный элемент, что
свидетельствует о достаточном увлажнении местообитаний. К гигрофитам и
мезогигрофитам относятся 111 видов, что составляет 24,4% флоры. Развитая в городе
система гидросети определила долю гидрофитов (6,4%).
Таблица 4
Соотношение экологических групп по отношению к увлажнению субстрата
во флоре города Заринска
Экологические
группы
Число видов
аборигенной
фракции
% от числа видов
аборигенной
фракции
Число видов
адвентивной
фракции
Ксерофиты
Мезофиты
Мезоксерофиты
Мезогигрофиты
Гигрофиты
Гидрофиты
Всего:
65
200
49
51
60
29
454
14,3
44,1
10,8
11,2
13,2
6,4
100
15
69
9
2
1
0
96
% от числа
видов
адвентивной
фракции
15,6
71,8
9,4
2,1
1,0
0
100
В адвентивной фракции также преобладают мезофиты (табл. 4) – 71,8% от числа
адвентивных видов и 12,5% от числа видов всей флоры. Доля ксерофитов адвентивной
фракции (15,6%) сохраняет свои позиции, занимая второе место, что и в аборигенной
фракции, что говорит о тенденции к ксерофитизации урбанофлоры. Пришлые ксерофиты
и мезоксерофиты в сумме содержат 1/4 часть от всего состава адвентов.
5.4. Анализ жизненных форм
10
При анализе жизненных форм за основу бралась упрощённая классификация Г.И.
Серебрякова (1962), она охватывает лишь жизненные формы семенных растений, не
касаясь споровых. Поэтому, основываясь на работы А.П. Хохрякова(1981) и Р.В.
Камелина (1973), мы выделяем группу жизненных форм: хвощи и папоротник-трава.
В полученном спектре, лидируют поликарпические травы – 268 видов (59,0%, от
общего числа видов), для Салаира и Предсалаирья эта цифра составляет – 60,7%. Из них
наиболее широко представлены – стержнекорневые – 67 видов
(15,2%).
Длиннокорневищные насчитывают 59 видов (13,0%), им немного уступают
короткокорневищные – 52 вида (11,5%). Для Салаирско-предсалаирского района, куда
относится Заринск, характерно преобладание растений вышеназванных жизненных форм
(Силантьева, 2008).
Дерновинные растения во флоре представлены 25 видами (5,5%). На долю ползучих
растений приходится 3,7% (17 видов). На долю клубнеобразующих травянистых
многолетников приходится 2,6% (12 видов). Луковичные травянистые многолетники
представлены двумя видами – 0,4% (хотя нами отмечался на левом берегу р. Чумыш
представитель рода Gagea, но он не был индифицирован). Корнеотпрысковые
многолетники представлены всего 8 видами (1,8%). Кистекорневые травянистые
многолетники очень слабо представлены во флоре – 6 видов (1,3%). Лиановидные
жизненные формы представлены 12 видами (2,6%). Они экологически приурочены к
разным фитоценотическим группам.
Монокарпические растения составляют 17,4% (79 видов). Для Салаира и
Предсалаирья эта цифра меньше, она составляет – 13,6% (106 видов) от общего
количества видов. Сюда, в основном, относятся однолетние и двулетние растения, а также
однолетние виды нарушенных местообитаний.
0,9%
9%
10%
7,9%
водные травы
древесные
наземные травы
79,3%
земноводные травы
полудревесные
Рис. 2. Соотношение отделов жизненных форм аборигенной фракции флоры г. Заринска и
его окрестностей.
На долю древесных и полудревесных растений приходится лишь 8,8% (рис.2) от
общего числа видов. Бедность дендрофлоры – особенность данного спектра не только
Салаирско-предсалаирского района (6,8%), но и всего Алтайского края (Силантьева,
2008). В исследуемой флоре к ним относятся: Betula alba, B. pendula, Crataegus sanguinea,
Viburnum opulus, Padus avium, виды родов Populus, Salix.
Так как в городе и его окрестностях достаточно переувлажнённых мест обитания,
гидрофильный элемент составляет 13% от всех видов.
Таким образом, общий спектр жизненных форм флоры включает 36 классов, из них
7 классов – древесных и полудревесных жизненных форм, 18 классов наземных и 4 класса
водных трав, 7 классов – отдела земноводных трав. Биоморфологическая структура флоры
характеризуется ведущей ролью травянистых поликарпических растений, в составе
которых преобладают стержнекорневые виды, что отражает расположение флоры в
лесостепной природной зоне.
5.5. Анализ адвентивного компонента флоры
11
При изучении флоры г. Заринска и его окрестностей были выделены аборигенный –
454 вида (82,5%) и адвентивный – 96 видов (17,5%), компоненты.
Наиболее разнообразно представлены во флоре растения из трёх семейств:
Аsteraceae, Brassicaceae, Poасеае, в состав которых входят 40 % всех адвентивных видов.
По способу иммиграции большую долю составляют ксенофиты – 51,0% (49 видов),
это 8,9 % видов от всей флоры г. Заринска. Немного им уступают интродуценты,
дичающие в местах культивирования – эргазиофиты (46,9%). Они представлены 45
видами, это Saponaria officinalis, Echinocystis lobata, Hesperis sibirica, Armoracia rustikana
и др. Культивируемые виды, такие как Armoracia rusticana, Anetum graveolins в настоящее
время дичают и встречаются на пойменных лугах в окрестностях дачных участков и
заброшенных усадеб. Ксеноэргазиофитов всего 2 вида (4,1%): Hordeum jubatum,
Fagopirum esculentum.
По степени натурализации ведущую долю составляют эпекофиты – 59,4% (57
видов), они селятся на нарушенных местообитаниях и участвуют в сложении рудеральных
и сегетальных фитоценозов. Доля эфемерофитов – 27,1% (26 видов), количество
колонофитов незначительное – 8 видов (8,3%).
Среди адвентивной флоры окрестностей и города Заринска есть виды, ставшие
компонентами естественных сообществ – агриофиты, которые первоначально заселялись
как эпекофиты. Таких видов 5 (5,2%): Tragopogon dubius, Tripliurospermum inodorum,
Echinocistis lobata, Plantago lanceolata, Acer negundo. Декоративный вид – Echinocistis
lobata, ушёл из культуры и встречается в кустарниковых зарослях в пойме рек Чумыш,
Казанка, Камышенка; Acer negundo входит в состав пойменных лесов, берёзовых колков,
образуя кустарниковый ярус.
Анализ жизненных форм показал, что большинство адвентов являются
монокарпиками – 54,2% (52 вида), из них 42,7 % (41 вид) – это однолетние наземные
травы. Древесные жизненные формы представлены 18 видами (18,4%), из них 6 видов
(6,1%) кустарников. Поликарпических видов в адвентивной фракции флоры
насчитывается 26 видов (27,1%), большую их часть составляют стержнекорневые
поликарпические растения – 13 видов (13,5%).
Для адвентивного компонента по типам ареалов ведущее положение занимают виды
с антропокультурным геоэлементом – 49 (51,1% от числа адвентов). Среди них больше
видов с североамериканским ареалом – 17 (17,7%). Это – Acer negundo, Helianthus annuus,
Helianthus tuberosus. На втором месте по числу видов стоит группа голарктических
геоэлементов – 19 видов (19,8%): Centaurea cyanus, Chamomilla suaveolens, Brassika
campestris, Lepidium ruderale и др. Им немного уступает группа плюрирегиональных – 18
(18,8% от числа адвентов): Urtica urens, Hyoscyamus niger, Capsella bursa-pastoris, Sonchus
oleraceus и др. Видов с евразиатским ареалом – 10 (10,4%): Saponaria officinalis, Cannabis
sativa, Sisymbrium loeselii и др.
Таким образом, мы видим, что адвентивный компонент флоры города Заринска
формируется за счёт разноареальных видов: голарктических, плюрирегиональных,
североамериканских и других. Заносные виды проникают в местную флору из культуры,
по железной дороге, вместе с семенным материалом культурных растений.
Распределение адвентивных видов по экологическим группам выглядит следующим
образом: мезофитов – 69 (71,7% от числа адвентов и 25,7% от числа всех мезофитов);
ксерофитов – 15 (15,6% от числа адвентов и 18,8% от числа всех ксерофитов);
мезоксерофитов – 19 (19,4% от числа адвентов и 15,9% от числа всех мезоксерофитов);
гигрофитов – 1 (1,0% от числа адвентов и 1,6% от числа всех гигрофитов);
мезогигрофитов – 2 (2,1% от числа адвентов и 3,8% от числа всех мезогигрофитов).
Бедность адвентивного компонента флоры г. Заринска (включая его окрестности)
объясняется неблагоприятными биоклиматическими показателями для привносимых
видов растений: холодные зимы (устойчивые морозы наступают в средней декаде ноября
и прекращаются в конце марта; январь, со средней температурой – 18,5ºС, а минимальной
– 52 º С); повторные заморозки поздней весной и ранней осенью (Город…, 1989).
Глава 6. Сравнительный анализ флор городов Алтайского края
В работе над сравнительным флористическим анализом использовались
опубликованные данные по флорам городов Барнаула (Терёхина, Копытина, 2005),
Новоалтайска (Елесова, Танкова, 2006), Рубцовска (Копытина, 2003).
12
Для сравнения систематической структуры флор городов края нами
использовались меры включения и сходства с построением ориентированных графов
(Семкин, 1987) и коэффициент Жаккара Кj (Шмидт, 1980).
Таблица 5
Матрица мер включения сравниваемых флор городов Алтайского края
Флоры
Заринск
Новоалтайск
Барнаул
Рубцовск
Заринск
100
64
64
65
Новоалтайск
72
100
70
55
Барнаул
63
61
100
50
Рубцовск
55
55
57
100
Матрица мер включения (табл. 5) и ориентированный граф (рис. 3) показали, что
изучаемая нами флора наиболее связана с флорой города Новоалтайска, а также с флорой
города Барнаула. Флоры городов Заринска и Барнаула почти в равной мере связаны.
Очень хорошо видно, что флоры городов Заринска, Новоалтайска, а также Барнаула
наименее связаны с флорой города Рубцовска. Это объясняется тем, что Рубцовск
расположен в степной, а вышеназванные города в лесостепной природной зоне.
Рис. 3. Ориентированный граф включения сравниваемых флор (наличие связей между
точками орграфа определяются величиной меры включения, толщина линии отражает
существенность связи; пунктиром обозначены наименьшие связи).
Показатели коэффициента Жаккара для сравниваемых флор
городов Алтайского края
Флоры
Заринск
Новоалтайск
Барнаул
Рубцовск
Заринск
1
0,51
0,47
0,35
Новоалтайск
0,51
1
0,48
0,38
Барнаул
0,47
0,48
1
0,36
Таблица 6
Рубцовск
0,35
0,38
0,36
1
Наиболее высокое значение коэффициента Жаккара (табл. 6) наблюдается для пар
флор городов Заринска и Новоалтайска (Kj = 0,51; общих видов 353). Это значит, что
данные флоры наполовину совпадают. На уровне связи Kj = 0,47 к данной паре флор
13
добавляется флора г. Барнаула. Наименьшее значение коэффициента Жаккара (Kj = 0,35)
наблюдается между парами флор городов Заринска и Рубцовска.
Первое и второе места во всех рассмотренных флорах городов по количеству видов
(табл. 7) занимают семейства Аsteraceae и Poасеае. Третье место в урбанофлорах
Новоалтайска, Барнаула, Рубцовска занимает семейство Brassicaceae, кроме флоры
исследуемой области – здесь это семейство из-за выделения адвентивного компонента
занимает 10 – 11 место.
Семейство Chenopodiaceae входит в десятку ведущих семейств только во флоре г.
Рубцовска – насчитывает 31 вид (4-е место), а в других рассмотренных урбанофлорах
количество видов колеблется от 5 до 23 видов, занимая соответственно 17 – 11 место.
Таблица 7
Ведущие семейства сравниваемых флор городов Алтайского края
Семейства
Заринск
Ранг
Аsteraceae
Poасеае
Fabaceae
Rosaceae
Cyperaceae
Apiaceae
Ranunculaceae
Scrophulariaceae
Lamiaceae
Caryophyllaceae
Brassicaceae
Chenopodiaceae
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 – 11
10 – 11
17
Число
видов
69
36
31
26
25
21
20
18
17
16
16
5
Новоалтайск
Ранг
1
2
4
5
11,5
9
8
10
7
11,5
3
-
Число
видов
61
43
26
24
15
17
18
16
22
15
34
7
Барнаул
Ранг
1
2
4
5
6
9,5
7
13
9,5
8
3
11
Число
видов
72
62
38
37
35
24
29
16
24
27
43
23
Рубцовск
Ранг
1
2
5
6
14
7
7
8,5
8,5
10
3
4
Число
видов
90
57
24
21
11
17
14
16
16
15
39
31
Таким образом, мы видим, что на таксономический состав городской флоры влияет
не только синантропизация, но и расположение флоры в той или иной природной зоне.
Глава 7. Ботанические объекты города Заринска и его окрестностей,
нуждающихся в охране
Для территории города Заринска и его окрестностей нами было выделено 6
хозяйственных групп растений (табл.7), из которых наиболее широко представлены 4
хозяйственные группы: лекарственные растения – 239 видов (43,5%), декоративные – 190
видов (34,5%), кормовые – 169 видов (30,7%), медоносные растения – 122 вида (22,2%).
Один и тот же вид может входить в несколько хозяйственных групп, например, Lathyrus
vernus – лекарственное, декоративное и кормовое растение.
На территории города Заринска и его окрестностей произрастает 7 видов растений,
занесённых в «Красную книгу Алтайского края» (2006), пять из них имеют статус редких:
Stipa lessingiana, Brunnera sibirica, Nuphar pumila, Stipa pennata, Calla palustris. Ресурсных
видов в изучаемой флоре – 2: Paeonia anomalia, Adonis vernalis. Кроме этого, нами
отмечены три вида, приводимых в сводке «Редкие и исчезающие растения Сибири»
(1980): Festuca gigantea, Lilium pilosiusculum, Platanthera bifolia.
На исследуемой территории выявлены так же участки нуждающихся в охране
редких и исчезающих растительных сообществ, указанных в списке «Зелёная книга
Сибири» (1996): перистоковыльные (Stipa pennata) луговые степи – по склонам холмов в
окрестностях города; ветловые (Salix alba) леса (по берегу оз. Телорезное и берегу р.
Чумыш) и белотополёвые (Populus alba) леса – по берегам р. Чумыш.
Для сохранения редких видов растений: Calla palustris, Nuphar pumila Мы
предлагаем создание двух ООПТ местного уровня с категорией «зона особой охраны», это
– «Озеро Перейма» и «Озеро Телорезное».
14
Распределение видов флоры города Заринска и его окрестностей
по хозяйственным группам
№
Хозяйственная группа
1
1
2
Технические растения
Волокнистые
Древесные
Красильные
Дубильные
Эфирно-маслничные
Плетёночные
Лекарственные растения
Пищевые растения
Медоносные растения
Кормовые растения
Декоративные растения
2
3
4
5
6
Число видов
3
85
14
14
23
10
17
7
239
94
122
169
190
Таблица 7
% от общего
числа видов
4
15,5
2,5
2,5
4,2
1,8
3,1
1,3
43,5
17,1
22,2
30,7
34,5
Выводы
1. Флора сосудистых растений г. Заринска и его окрестностей насчитывает 550
видов, принадлежащих к 307 родам и 86 семействам. В состав 10 ведущих семейств
флоры входит 290 видов (52,7%) всего видового состава. Наличие 40 одновидовых
семейств – 46,5% от общего числа семейств является одним из показателей аллохтонности
флоры.
2. Хорологический анализ показал преобладание геоэлементов с широким ареалом,
что характерно как для бореальных, так и для синантропных флор: евроазиатского –
50,2% (228 видов) и голарктического типов геоэлементов – 104 (22,9%). Азиатская группа
геоэлементов составляет 82 вида (18,1%).
3. Во флоре г. Заринска и его окрестностей преобладающее большинство видов
являются луговыми – 27,5% (151 вид), немного им уступают рудеральные, приуроченные
к нарушенным местообитаниям виды – 25,5% (140 видов). Эколого-ценотическая
структура флоры демонстрирует экологическую пластичность видов городской флоры,
способных произрастать как в ненарушенных местообитаниях, так и на рудеральных.
4. Самой многочисленной и содержащей почти 1/2 часть видов флоры является
группа мезофитов – 44,1% (200 видов), что указывает на бореальные черты флоры. В тоже
время доля ксерофитов совместно с мезоксерофитами составляет 25,0% флоры. К
гигрофитам и мезогигрофитам относятся 111 видов, что составляет 24,4% флоры.
Развитая в городе система гидросети определила долю гидрофитов (6,4%).
5. Общий спектр жизненных форм флоры включает 36 классов, из них 7 классов –
древесных и полудревесных жизненных форм, 18 классов наземных и 4 класса водных
трав, 7 классов – отдела земноводных трав. Биоморфологическая структура флоры
характеризуется ведущей ролью травянистых поликарпических растений.
6. Аборигенная фракция флоры исследуемой территории насчитывает 454 вида
(82,5%), адвентивная фракция представлена – 96 видами (17,5%), относящихся к 80 родам
и 35 семействам. Наиболее разнообразно представлены в адвентивной флоре растения из
трёх семейств: Аsteraceae, Brassicaceae, Poасеае, в состав которых входят 40 % всех
адвентивных видов. Ксенофитов – 49 видов (51,0%) – это 9% видов от всей флоры;
эргазиофитов – 45 видов (46,9%). Большинство адвентов являются монокарпиками –
54,2% (52 вида), из них 42,7 % (41 вид) – это однолетние наземные травы; поликарпиков –
26 видов (27,1%), большую их часть составляют стержнекорневые поликарпические
растения – 13 видов (13,5%); древесные жизненные формы представлены 18 видами
(18,4%). В экологическом спектре, также как в аборигенной фракции, в адвентивной
флоре лидирует группа мезофитов – 65 (66,3% от числа адвентов и 30% от числа всех
мезофитов).
15
7. Наибольшее сходство по таблице мер включения и ориентированному графу,
имеют флоры г. Заринска и г. Новоалтайска. Наименьшее сходство прослеживается между
флорами г. Заринска и г. Рубцовска. По коэффициенту Жаккара наибольшая видовая
общность флоры г. Заринска прослеживается с флорой г. Новоалтайска (488 видов) – Kj =
0,51. Наименьшее значение коээфициента Жаккара (Kj = 0,35) наблюдается между
парами флор городов Заринска и Рубцовска.
8. В изучаемой флоре широко представлены 4 хозяйственные группы:
лекарственные растения – 239 видов (43,5%), декоративные – 190 видов (34,5%),
кормовые – 169 видов (30,7%), медоносные растения – 122 вида (22,2%).
9. На территории города Заринска и его окрестностей произрастает 7 видов растений,
занесённых в «Красную книгу Алтайского края, 6 из них имеют статус редких.
10. Для предлагаемых к созданию на муниципальном уровне двух ООПТ: «Озеро
Перейма» и «Озеро Телорезное» составленные «экологические паспорта» содержат
информативную базу для дальнейшего обустройства ООПТ.
Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Шорина А.А. Антропогенная трансформация флоры города Заринска //Современные
проблемы биологии, химии и методики преподавания естественно-научных дисциплин:
материалы Всероссийской научно-практической конференции (2 – 3 апреля 2010 года). –
Комсомольск-на-Амуре: Изд-во АмГПГУ, 2010. С. 132 – 137.
2. Шорина А.А. Ботанические объекты г. Заринска, нуждающиеся в охране //Флора и
растительность антропогенно нарушенных территорий: сб. научн. трудов Кемеровского
отделения РБО / под ред. А. Н. Куприянова. – Кемерово: «Ирбис», 2010. С. 99 – 102.
3. Шорина А.А., Терёхина Т.А. Растительный покров города Заринска // Вестник
Алтайского государственного аграрного университета. – № 9 (47). – Барнаул: ФГОУ
ВПО «Алтайский государственный аграрный университет», 2008. С. 30 – 33.
4. Шорина А.А. Растительность Заринска // Известия Алт. Гос. Унив. № 3 – 1 (67). –
Барнаул, 2010. С. 78 – 82.
Работы №№ 3,4 опубликованы в рецензируемых научных изданиях, входящих в перечень
ВАК НФ.