Муниципальное образовательное учреждение «Усть-Абаканская средняя общеобразовательная школа № 2 им. М.Е.Орлова» УО администрации муниципального образования Усть-Абаканский район МБОУ дополнительного образования детей «Усть-Абаканский Дом детского творчества им.Л.Ю.Карковой» Флора в окрестностях села Вершино-Биджа Усть-Абаканского района Республики Хакасия Выполнила ученица 8 класса Селиванова Даша Руководитель Быкодерова Вера Валентиновна, учитель биологии Усть-Абакан, 2012 1 Оглавление ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………. 3 Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.............................................................. 5 1.1. Флора и ее характеристика……………..……………………………... 5 Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ …............. 8 Глава 3. ФИЗИКО — ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ …....................................................... 10 Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.......................................... 16 4.1. Систематический анализ……………………………………………… 16 4.2. Биоморфологический анализ................................................................ 18 4.3. Экологический анализ …...................................................................... 21 4.4. Географическая структура флоры …................................................... 26 4.5. Практическое использование изученных растений …...................... 28 4.6. Редкие и исчезающие растения Республики Хакасия на территории исследования...................................................................... 28 ВЫВОДЫ………………………………………………………………… 30 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………… 32 2 ВВЕДЕНИЕ Первые растения появились на Земле 3,8 млрд. лет назад. Они населяли теплые моря. За время, которое прошло с тех пор, растения вышли на сушу и заселили огромные территории. Сейчас они встречаются повсюду: высоко в горах, в пустынях, на Крайнем Севере. Зеленые растения создают на Земле условия для существования всех живых организмов, выделяют кислород. Растения служат источником пищи для человека и травоядных животных. В последнее время ботаники уделяют особое внимание изучению флористического состава. Растительность подвержена сильному антропогенному влиянию, изменению видового состава, некоторые виды растений исчезли, либо перешли в ранг редких и уязвимых. Особенно эти изменения заметно проявляются возле способствует засорение бытовым населенных пунктов. Этому мусором, выпас скота, распашка плодородных земель. Под влиянием усиленного выпаса скота происходит обеднение и изменение видового состава мелкодерновинных степей и переход их в злаково – полынные. В связи с этим актуально изучение видового разнообразия высших сосудистых растений произрастающих в окрестностях села, В – Биджа УстьАбаканского района. Для выявления видового состава высших сосудистых растений были определены цель и задачи исследовательской работы. Цель: Выявление видового разнообразия высших сосудистых растений в окрестностях села Вершино –Биджа Усть-Абаканского района Республики Хакасия. Для достижения цели были поставлены задачи исследования: 1. Провести сбор и гербаризацию растений на территории исследования. 2. Составить общий список видов сосудистых растений. 3. Провести систематический, биоморфологический, экологический 3 анализы флоры. 4. Провести географический анализ флоры. 5. Провести анализ практической значимости растений. Практическая значимость заключается в том, что результаты, полученные в ходе данного исследования, могут быть применены в дальнейшем при изучении флоры Усть-Абаканского района и на уроках биологии. 4 Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Флора и ее характеристики Виды растений, произрастающие на Земле, распределены по ее поверхности в определенных сочетаниях друг с другом. Одна из форм сосуществования различных видов растений связана с приуроченностью их к определенным местообитаниям. В большинстве случаев между видами, произрастающими на одинаковых местообитаниях, устанавливаются более или менее устойчивые биоценотические отношения. Слово «флора» в значении «совокупность растений» впервые было использовано польским ботаником Михалом Боймом (1614—1659) в работе Flora sinensis («Флора Китая»), вышедшей в Вене в 1656 году. Второй раз в этом значение было использовано Карлом Линнеем в его работе Flora Lapponica («Флора Лапландии»), вышедшей в 1737 году Флора (в ботанике, лат. flora) — это исторически сложившаяся совокупность видов растений, распространённых на определённой территории в настоящее время или в прошедшие геологические эпохи. На ее составе отражаются в большей или меньшей степени не только ныне действующие условия среды, но и условия минувших эпох и, в особенности, различное происхождение видов растений, сосуществующих как компоненты флоры, а равно различия в истории их расселения. История Земли и ее растительного мира по-своему отражаются составом каждой флоры, и особенности хода истории формирования флор различных частей земной поверхности могут оказывать на их состав порою даже большее влияние, чем особенности физико-географических условий современной эпохи. Флора характеризуются определенными, свойственными только ей признаками, позволяющими сравнивать ее с другими флорами. Самым важным признаком является ее видовой состав. Количество видов, входящих в состав флоры, отражает ее богатство. 5 Существенным признаком любой флоры оказывается экологическая природа составляющих ее видов – жизненные формы или экологические группы. Важнейшим признаком каждой флоры является ее видовой состав. Учет видов, произрастающих на определенной территории, - так называемая инвентаризация флоры - представляет необходимую основу каждого флористического исследования. Это например деревья, кустарники, травы, ксерофиты, гигрофиты. Учет видового состава флоры дает представление об общей численности видов и об их распределении между родами и другими вышестоящими систематическими категориями. Однако при сравнительном изучении флор выявляется, что общая численность видов представляет показатель, в наибольшей степени зависимый от величины пространства, флора которого подвергается учету. Более устойчивый (менее зависимый от чисто пространственных соотношений) характер носят количественные отношения между видовым и родовым составом флор, выражаемые средним числом видов, приходящимся на каждый род, входящий в состав флоры. Аналогичные сопоставления можно сделать и в отношении численности родов и семейств или непосредственно видов и семейств. Каждой флоре свойственны выявляющиеся в процессе инвентаризации ее видового состава определенные соотношения между количествами видов, относящихся к различным систематическим группам. Мы можем, например, сопоставлять показатели, характеризующие количественные соотношения между однодольными папоротникообразными и двудольными, растениями, или между роль семенными и определенной систематической группы (например, одного из семейств) в сложении различных флор земного шара. Существенные черты каждой флоры связаны с экологической природой слагающих ее видов. Разным флорам свойственны, в частности, весьма различные соотношения между деревянистыми и травянистыми 6 растениями. Резкое преобладание последних характерно, в частности, для Северной и Средней Европы, Сибири. Среди травянистых растений этих пространств, в свою очередь, резко преобладают многолетние формы. Иные соотношения складываются в Средиземноморской области (в широком смысле), характерной чертой флор которой является высокая численность однолетников - эфемеров, на чью долю часто приходится 30 - 35% видового состава флоры, в отдельных частях области - до половины. В лесных тропических странах резко увеличивается количество деревьев, в изобилии встречаются вьющиеся древесные растения (лианы) в ряду травянистых растений оказывается множество эпифитов (Толмачев, 1974). Ботаники гордятся работами Н.И.Вавилова и его учениками по изучению мировых центров происхождения культурных растений. На основе этих работ в селекционную работу по выведению новых сортов удалось вовлечь большое число дикорастущих и культурных форм из многих стран земного шара (Васильев А.Е., 1988). 23 года жизни отдал изучению флоры и растительности юга Красноярского края Леонид Михайлович Черепнин. За это время он создал конспект флоры юга Красноярского края, а на его основе издал 4 выпуска «Флора южной части Красноярского края». Вторым выдающимся флористом Черепнина М.Л. стал его ученик Красноборов Иван Моисеевич. Вся его научная, преподавательская деятельность связана с флористическими исследованиями. Им создана уникальная коллекция гербария разных областей. В 1968 году он создал в ботаническом саду СО РАН г. Новосибирска лабораторию «Гербарий» и стал ее руководителем. Он изучает флору Сибири, Дальнего Востока, Казахстана и Средней Азии. Постоянно работая в области флористики, Иван Моисеевич занялся и исследованиями в области таксономии. Начало этих работ было связано с проектом 14-томного издания «Флора Сибири», одним из редакторов которой является он. Под руководством Ивана Моисеевича и при активном 7 его участии, были изданы тома I, V, XIII. обработаны материалы по семействам Для «Флоры Сибири» им Amaranthaceae, Santalaceae, Aspleniaceae, род Artemisia. В последнее время И. М, Красноборов ведет активную работу по изучению региональных флор Южной Сибири, подготовке определителей растений, среди которых в 2000-м году опубликован «Определитель растений Новосибирской области» (2000г.), «Определитель растений Кемеровской области» (1979г.), «Определитель растений Юга Красноярского края» (1979г.), «Определитель растений Алтайского края» (1997 г.). Еще одно направление исследований Ивана Моисеевича — работы в области охраны природы. Прежде всего, они касаются издания Красных книг ряда районов Сибири (Новосибирской области, республик Тыва, Хакасия, Алтай) и проведения мониторинга редких и исчезающих видов растений Новосибирской области. За выдающиеся заслуги в исследовании флоры Тувы Красноборову И.М. в 1990 году присвоено звание «Заслуженный деятель науки Республики Тыва», в 1999г. звания «Заслуженный деятель науки Российской Федерации». Этих высоких результатов он достиг благодаря своей эрудиции, огромной работоспособности, целеустремленности. Иван Моисеевич обладает редким талантом истинного биолога и натуралиста, сочетающего тонкую интуицию, прекрасную память и увлеченность исследованием самой природы ( ssbg.asu.ru\pades=npc\publ). 8 Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. Материалы исследования Объектом работы являются высшие сосудистые растения, произрастающие в окрестности села В-Биджа Усть-Абаканского района Республики Хакасия. Предмет исследования – видовое разнообразие высших сосудистых растений произрастающие в окрестностях села Вершино-Биджа и их систематические, биоморфологические и экологические показатели. Сбор материала производился в летние месяцы 2007 – 2011гг. Изучение и сбор растений производился в радиусе 2000 метров от села. Эти места испытывают сильную антропогенную нагрузку, что приводит к обеднению видового состава растительности, ухудшению их жизненного облика. В ходе маршрутного исследования были проведены наблюдения за жизненным состоянием растений. Была собрана коллекция растений в количестве 196 экземпляров, произрастающих на окраинах села, вдоль речки Биджинка и лугах. 2.2 Методы исследования При выполнении работы были применены следующие методы: 1.Сбор и гербаризация растений осуществлялась по методике А.К.Скворцова (1977). 2. Видовые названия растений устанавливались по определителю растений юга Красноярского края под редакцией И.М. Красноборова и Т.Н. Кашина (1979). 3. Экологические группы выделяли по классификации А.В. Куминовой (1976). 4. Жизненные формы устанавливались по классификации И.Г. Серебрякова ( 1964). 9 5. Географические группы растений устанавливались по классификации (Флора Сибири, 1-14 тт.). На основе изученного материала был составлен обобщающий список растений, произрастающий в окрестностях села В-Биджа Усть-Абаканского района. Данные проведенных исследований в работе отражены в таблицах и фотографиях. 10 Глава 3. ФИЗИКО — ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ Республика Хакасия расположена в юго – западной части Средней Сибири и занимает площадь 61,5 тыс. км2 . Она граничит на западе с Кемеровской областью, на юго – западе с республикой Алтай, на юге с Республикой Тыва, на юго – востоке, востоке и севере с южными районами Красноярского края. Это центральная часть Азиатского континента, входящая в Алтае - Саянский регион. По характеру природных условий Хакасия неоднородна и относится к трем крупным географическим районам: Западному Саяну, Кузнецкому нагорью и Минусинской котловине, которые связаны между собой как отдельные части Алтае-Саянской горной системы. Усть-Абаканский район расположен в центральной части Республики Хакасия, пересекая ее с востока на запад. Общая площадь района 882.8 тыс.га. Район исследования относится к системе Минусинской котловины. С трех сторон (востока, севера и запада) Сосновенькая, Изыр Таг, село окружают горы Березовая, Марча, поросшие хвойными и лиственными лесами (Куминова, 1976). 3.1. Рельеф Рельеф сложный и определяется сочетанием холмисто – равнинных пространств речных долин с невысокими холмисто-увалистыми кряжами, и небольшими изолированными горными массивами. Высотные отметки района исследования от 400 до 500 метров. В рельефе степного пояса равнинные пространства чередуются с невысокими холмами, с речными долинами (Куминова, 1976). 3.2. Почвы Почвенный покров района исследования представлен черноземами на равнинах, встречаются луговые, болотные типы почв. 11 Самые плодородные почвы – черноземы, они формировались под степной и лесной растительностью, которая очень продуктивна и имеет глубокую корневую систему. Черноземная почва темная с большим содержанием гумуса, имеет наибольшее распространение (Куминова А.В., 1976) . В поймах реки Биджинка почвы лугового и болотного типов, которые формируются в условиях обильного увлажнения за счет близкого к поверхности расположения грунтовых вод. Эти почвы имеют мощные гумусовые горизонты с высоким содержанием в них гумуса. Болотные почвы распространены в пойме реки. Они состоят из слабо перегнивших растительных остатков. Солончаки приурочены к окраинам реки Биджинки, со слабо выраженным гумусом. Разнообразие почвенного покрова наряду с климатическими условиями и характером рельефа определяет структуру современного растительного покрова района исследования. Почвы весьма ранимы, легко подвергаются техногенному разрушению и деградации, требуют осторожного и научно обоснованного отношения (Куминова, 1976) . 3.3. Климат Особенности географического расположения села, характер рельефа и циркуляции атмосферы обусловили формирование ее специфических климатических условии. Положение села в средних широтах, обеспечивает получение значительного притока лучистой энергии, а сочетание высоких хребтов различных экспозиций и межгорных впадин определяют вертикальную зональность ее климатического режима. В целом, климат характеризуется резко континентальностью и засушливостью: с холодной зимой и жарким летом, с большими амплитудами сезонных колебаний, месячных и суточных температур. Зима устанавливается в конце октября – начале ноября, когда средняя суточная температура воздуха переходит через – 5 С0, появляются устойчивые морозы и снежный покров. 12 Среднемесячная температура января в степи – 18, -21 С0, в июле + 17 + 19 С0. Продолжительность безморозного периода в лесостепи 110-90 дней, в горах 85 дней. Недостаточное увлажнение в степной зоне, высоким атмосферным давлением зимой и пониженным давлением летом, с преобладанием юго – западных ветров. Основная часть осадков приходится на теплый период года. С ноября по март их выпадает в степи 24 – 49 мм, в горах 50 мм. Закономерности распределения температурно – влажностных параметров позволяет выделять вертикальные климатические пояса (ниже 600 м абсолютной высоты), предгорной лесостепи (600 – 800 м), горной тайги ( 800 – 1200 м ) Большое влияние на климат оказывает ветровой режим. Преобладают западные ветра (Прокофьев, 1993). 3.4. Гидрология Водные ресурсы Республики Хакасия представлены речными системами, озерами и искусственными водохранилищами. Реки формируют неравномерную гидрографическую сеть. В Хакасии насчитывается 320 малых рек. К крупным рекам относятся Абакан и Енисей, которые на большой части района представлены Красноярским водохранилищем, озер в степи более 45 и около 30 в горах. Район исследований находится в окрестностях села Вершино-Биджа Усть-Абаканского района. Из архивных данных Усть-Абаканского района название села произошло от названия речки Биджа, что на хакасском языке означает « жажда». Речка обрела свое начало от родников, которые выходят из под горы Вершины. Биджинка впадает в реку Енисей в районе села Мохово. Лет шестьдесят тому назад речка была более многоводна. Только в селе Биджинка была перекрыта четырьмя плотинами, которые образовали четыре глубоких пруда, наполненных ключевой водой. В прудах было много карасей, хариусов. Село Вершина –Биджа расположено по берегам речки Биджинка (архивные данные Усть-Абаканского района). 13 3.5 Общая характеристика растительности Район исследований представляет собой сложный природный комплекс. На территории достаточно отчетливо выражены степной, луговой типы растительности. Район исследования находится в степном поясе. Понятие степи в русской научной литературе имеет двойное значение. С одной стороны, - это определенный ландшафт – участок территории с господством травянистой ксерофильной растительности, но включающий в себя в той или иной мере фитоценозы иной экологии, территориально объединенные в общую сложную мозаику - растительный покров. С другой стороны, степи – это тип растительности, разделяющий на таксоны низших рангов, отличающихся между собой по структуре и видовому составу фитоценозов, имеющих свою ритмику развития и особенности формирования как в историческом плане, так и в конкретном становлении каждого фитоценоза. Степь – это экосистема, где основным продуцентом являются травяные растения, устойчивые к засухе (Миркин Б.М.,1996) Первая классификация степной растительности Хакасии была дана Ревердатто В.В. (1928) с расположением ассоциаций в ряд с постепенно возрастающими потребностями во влаге: пустынные ассоциации каменистых степей; четырехзлаковая степь; крупнополынная – ковыльная степь; авено ковыльная степь; разнотравно – луговая степь; дернисто – луговая степь. В дальнейшем все основные фитоценозы степей были им распределены, по классификации Лавренко Е.М. (1940), на три класса формаций: опустыненные степи; настоящие дерновино - злаковые степи; луговые степи. Растительность: настоящие мелкодерновинные, крупнодерновинные и каменистые степи, долинные незасоленные и солончаковые луга; низменные болота. Характерные растения степей ксерофиты. Крупнодерновинные степи представлены формациями ковыльных. Луговые степи уступают по площади 14 и причиной этого являются: интенсивная распашка мест с более богатыми черноземными почвами. Основная территория района исследования принадлежит степной растительности и вдоль реки – луговой. Луг – экосистема травянистых растений на почвах нормального увлажнения (Миркин Б.М.,1996). Луговые сообщества, составленные преимущественно травянистыми мезофитами, для своего развития требуют достаточного увлажнения почвы, достаточного количества тепла на протяжении вегетационного периода, выносят значительное засоление почвы и успешно развиваются, если выдерживают конкуренцию с фитоценозами других типов растительности. Луга занимают местообитания от избыточного увлажнения, переходных к низинным болотам, до умеренно и временно избыточного увлажненных, непосредственно контактирующих со степными фитоценозами. Тип луговой растительности согласно классификации Куминова А.В. разделяется на пять классов формаций: гликофитные пойменные луга; галофитные пойменные и долинные луга; низкогорные луга; высокогорные луга (Куминова, 1976). Для района исследования характерны гликофитные пойменные луга, размещенные по долине реки в условиях достаточного избыточного увлажнения. На пресных почвах в долинах реки с хорошим проточным увлажнением широко развиты овсяницевые, костровые, пырейные, злаковые. По северным склонам сопок и невысоких холмов размещаются березовые и лиственничные перелески, заросли степных кустарников, хвойные леса. Растительность залежей имеет большое распространение. К ней относятся полынные, пырейные, чертополоховые. Они произрастают обычно в местах бывших кошар или летних загонов для овец (Куминова, 1976). 15 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ За 2007-2011 года было собрано и определено 184 вида высших сосудистых растений. Список видов высших сосудистых растений приведен в таблице 1 приложении А. В приложении приводятся данные по систематике, морфологии, экологии и географии выявленных видов. 4.1. Систематический анализ По результатам исследования было выявлено 184 вида высших сосудистых растений, принадлежащих 140 родам и 47 семействам. Количественное отношение между основными систематическими группами произрастающих на территории исследования представлены в таблице 2. Таблица 2 - Количественное отношение между основными систематическими группами № Систематические группы 1 Сосудистые Число семейств % от общего числа семейств Числ о % об от Чис ло видов % от обще родов щего числа родов 1 2,2 1 0,7 1 0,6 го числа видов споровые 2 Голосеменные 1 2,2 4 2,9 4 2,2 4 Покрытосеменные 45 95,6 135 96,4 179 97,2 в том числе: 8 15,6 24 17,7 32 16,0 37 80,0 111 78,7 147 81,2 47 100 140 100 184 100 однодольные двудольные Всего 16 Из таблицы 1 видно, что среди изученных видов высших сосудистых растений преобладают покрытосеменные – 97,2%, большее преимущество из которых составляет класс двудольные (81,2%), на долю однодольных приходиться 16,0%. Небольшим числом во флоре представлены голосеменные растения. На территории исследования эта группа представлена 4 видами (2,2%): пихта сибирская - Abies sibirica Leded., лиственница сибирская - Larix sibirica Ledeb., ель сибирская - Picea obovata Ledeb, сосна обыкновенная - Pinus syluestris L. Наименьшее количество в сложении флоры занимают сосудистые споровые растения, представителем которых является один вид - хвощ луговой - Eguisetum pratense Ehrh. В результате систематического анализа было выявлено преобладание в составе флоры следующих семейств: Fabaceae, Asteraceae, Poaceae, что в целом характерно для флоры Хакасии. Ведущие семейства флоры наглядно отображены в таблице 3. Таблица 3 - Ведущие семейства флоры, насчитывающие 5 и более видов Ранг 1 2 3 4 5 6 7 8 9-11 9-11 9-11 Семейство Fabaceae Asteraceae Poaceae Ranunculaceae Rosaceae Lamiaceae Brassicaceae Scrophulariaceae Boraginaceae Salicaceae Capyophyllaceae Итого Количество родов %, от общего числа родов Количество видов 9 17 16 10 6 8 7 3 5 3 4 88 10,2 19,3 18,1 11,5 6,7 9,1 7,8 3,4 5,6 3,4 4,5 99,6 22 20 18 14 12 9 8 6 5 5 5 124 %, от общего числа видов 17,7 16,2 14,5 11,3 9,6 7,3 6,5 4,8 4,0 4,0 4,0 99,8 17 Из таблицы видно, что на долю ведущих семейств флоры, приходиться 99,8%. Главенствующее положение в семейственном спектре занимает семейство Fabaceae, насчитывающее 22 вида, что составляет 17,7% от общего числа видов флоры. На втором месте по численности видов расположено семейство Asteraceae, насчитывающее 20 видов. Далее следует семейство Poaceae, представленное 18 видами, что составляет 14,5 % от общего числа видов. Семейство Ranunculaceae насчитывает 14 видов, Rosaceae – 12 видов, семейство Brassicaceae - 8 видов, а семейство Scrophulariaceae – 6 видов. Семейства Boraginaceae, Salicaceae и Capyophyllaceae занимают одинаковое положение, представлены по 5 видов каждое. Остальные семейства флоры представлены меньшим числом видов. Таким образом, преобладание семейств Fabaceae, Asteraceae, Poaceae характерно для флоры Хакасии в целом, а лидирующее положение семейства Fabaceae и Poaceae подчеркивают степной характер флоры. 4.2 Биоморфологический анализ Группа видов сходных по внешнему облику (габитусу) определяет жизненную форму растений. Габитус зависит от особенностей вегетативных, надземных и подземных органов. Жизненная форма, характерна для особей того или иного вида, есть результат длительной эволюции и закреплена наследственно. Тем не менее, в определенных пределах жизненная форма вида обладает лабильностью и в зависимости от конкретных условий может варьировать. Так, например, обыкновенная липа относится к древесным жизненным формам и ни при каких условиях не станет травянистым растением. Однако конкретные особи этого вида могут представлять собой не только стройные одноствольные деревья, но многоствольные деревья (в разреженных лесах). По внешнему облику растения классифицируются на: деревья, кустарники, кустарнички и травы. 18 Биоморфологические особенности растений определяют продолжительность жизни. Критерием этого служит переход к цветению и плодоношению и знаменует начало взрослого, половозрелого периода в жизни растения. Растения подразделяются на однолетние, двулетние и многолетние. У однолетних растений развитие от семени до семени завершается в обычных природных условиях менее чем в один, полный год. Двулетние растения завершают свой жизненный цикл за два вегетативных периода. Группа многолетних растений характеризуется тем, что жизненный цикл длится в течение нескольких лет (Серебряков, 1952). Разделение растений на однолетние, двухлетние и многолетние в природе послужило поводом подразделения их на монокарпические и поликарпические формы. Монокарпические растения, по Декандолю, способны лишь один раз в жизни цвести и плодоносить, после чего отмирают. К монокарпическим относятся однолетники и двулетники. Поликарпические растения не отмирают после первого цветения и могут многократно плодоносить в течение многих лет. Многолетние травы подразделяются по характеру их многолетних подземных органов. 1. Стержнекорневые (каудексовые) - во взрослом состоянии имеют хорошо развитый главный корень. 2. Кистекорневые – во взрослом состоянии не имеют главного корня; придаточные корни толстые 3. Короткокорневищные – живут на придаточных корнях, однако подземная многолетняя стеблевая ось (корневище) хорошо выражена. 4. Длиннокорневищные– имеют корневище с длинными междоузлиями. 5. Дерновинные – сильно кустящиеся короткокорневищные многолетники с мощной придаточной корневой системой и делятся на рыхло – и плотнодерновинные. 6. Клубнеобразующие – растения с одним столонно – клубневым корнем. 19 7. Луковичные – разные типы луковиц со сменяющейся придаточной корневой системой (Серебрякова, 1952). Соотношение видов по биоморфологическим признакам представлены в таблице 4. Таблица 4 - Соотношение видов по биоморфологическим признакам (Серебряков, 1964) № Жизненная форма 1 1.1 1.2 Древесные растения деревья кустарники 18 8 10 2 Полудревесные 2.1 полукустарнички 2.2 лианы 3 Наземные травы 3.1 поликарпические 3.1.1 стержнекорневые 3.1.2 кистекорневые 3.1.3 короткокорневищные 6 3 2 160 121 43 12 35 длиннокорневищное луковичные плотнокустовые дерновинные рыхлокустовые дерновинные клубнеобразующие 3.2. Монокарпические 3.2.1. однолетние 19 2 2 3.2.2. двулетние Всего Число видов 6 2 39 30 9 184 % от Название растений общего числа видов 9,7 4,3 береза повислая, 5,4 роза колючейшая черемуха обыкновенная 3,2 2,2 полынь горькая 1,1 паслен безволосый 86,9 остролодочник голый 65,7 23,4 белена черная 6,5 щитинник сизый 19,0 астрагал приподнимающий, 10,3 пырей ползучий, 1,1 лук тонкий, 1,1 овсяница овечья, касатик пикулька 3,2 трищетинник сибирский, полевица тонкая 1,1 погремок обыкновенный 21,1 16,3 костер полевой, щитинник зеленый 4,8 герань сибирская, липучка незабудковая 100 20 Среди изученных видов высших сосудистых растений преобладают наземные травы – 86,9 %, большее преимущество составляют поликарпические – это 65,7 %. Древесных и полудревесных растений изучено небольшое количество: древесные растения – 9,7 %, полудревесные растения – 3,2 %. Это объясняется тем, что район исследования расположен в степном поясе, что является преимущественным для произрастания наземных трав. 4.3. Экологический анализ Экология растений – наука о взаимоотношениях растений со средой, в частности о влиянии отдельных факторов и их совокупности на формообразование. Экологические группы выделяются по отношению к какому-либо фактору среды, имеющему важное формообразовательное и физиологическое значение и вызывающему приспособительные реакции. Наиболее существенные экологические факторы: свет, влажность почвы и воздуха, хотя большое значение имеют тепловые условия, особенности почвы, конкурентные отношения в сообществе. К сходным условиям растения могут приспосабливаться по-разному, вырабатывая разную «стратегию» использования имеющихся и компенсации недостающих жизненных факторов. Поэтому в пределах многих экологических групп можно найти растения, резко отличающиеся друг от друга по внешнему облику – габитусу и по анатомической структуре органов. Они имеют разную жизненную форму. Различие в экологических условиях конкретных местообитаний приводит к пестроте экологического состава луговой флоры, при которой к мезофитному ядру в разной степени участия присоединяются другие экологические группы. На основании литературных данных Куминова (1976), (1988) и собственных наблюдений, был проведен Васильева экологический анализ собранного материала, который отражен в таблице 5 и 6. 21 Экологические группы растений по отношению к влаге. 1. Ксерофиты – растения, приспособившиеся к значительному постоянному или временному недостатку влаги в почве или в воздухе. Растения ксерофиты имеют разнообразные приспособления к поддержанию водного баланса при недостатке влаги. 2.Мезоксерофиты - растения, приспособившиеся к недостатку влаги и могут произрастать в условиях увлажнения. 3. Мезофиты – растения, в условиях достаточно умеренного увлажнения. 4.Мезогигрофиты- растения, живущие в условиях достаточно умеренного увлажнения и в условиях с большим избытков влаги. 5.Гигрофиты – растения, обитающие при повышенной влажности, преимущественно атмосферной. 6.Гидрофиты – растения, приспособившиеся к водному образу жизни. Таблица 5-Экологические группы растений по отношению к влаге (Куминова, 1976) № Экологическая группа Число % от общего Название видов растений числа видов 1 Ксерофиты 27 14,6 полынь горькая, 2 Мезоксерофиты 16 8,7 мытник сибирский 3 Мезофиты 106 57,6 осот желтый, 4 Мезогигрофиты 15 8,1 береза повислая, 5 Гигрофиты 8 4,3 мать –и- мачеха, 6 Гидрофиты 3 1,6 тростник обыкновенный 7 Мезопетрофиты 9 4,8 чистотел большой 184 100 Итого 22 Из таблицы видно, что основная группа растений мезофиты, что составляет 57,6 %. Именно для этих растений район исследования имеет достаточные экологические условия: сезонные изменения, температура воздуха, количество выпадаемых осадков. Экологические группы растений по отношению к свету (Васильева, 1988) 1. Сциофиты – тенелюбивые растения К сциофитам принадлежат травы нижних ярусов леса. По жизненной форме многие из них относятся к стелющимся растениям или ползучим. В условиях сильного затенения ускоряется рост органов в длину, стебли «тянутся», оставаясь слабыми; утолщение и одревеснение тканей отстает от роста в длину. Все это связано с малым содержанием хлорофилла в стеблях. Такие стебли не способны поддерживать сами себя в вертикальном положении; они полегают и при достаточной влажности, типичной для лесной подстилки, легко укореняются. 2. Гелиофиты - светолюбивые растения Наличие у растений каждой экологической группы специфических признаков придает ему определенные устойчивые черты анатома морфологической структуры и нередко позволяют оценивать экологию растений уже по их внешнему облику. Таблица 6 -Экологические группы растений по отношению к свету (Васильев, 1988) № Экологическая Число % от общего группа видов числа видов Название растений 1 Сциофиты 53 24,4 ель сибирская, 2 Гелиофиты 131 70,6 донник зубчатый, 184 100 Всего 23 Район исследования – степь с небольшими возвышенностями и низменностями, поэтому особое место занимают светолюбивые растения. Они составляют 70,6 %. 4.4. Географическая структура флоры Современное распространение слагающих флору видов определяется физико-географическими условиями территории и одновременно является отражением исторического процесса формирования флоры (Толмачев, 1962). Многие виды растений различны по своему географическому происхождению. Ареал каждого вида имеет свою историю и неоднократно изменял свои очертания, прежде чем принял современный облик. В соответствии с задачами исследования и характером самой флоры для каждого региона приводятся, как правило, свои подразделения географических групп. При проведении ареалогического анализа руководствовались принципами, изложенными в работах А.И. Толмачева (1962, 1974), И.М. Красноборова (1976), Г.А. Пешковой (1984). При определении ареала вида за пределами исследуемой территории использовались следующие источники информации: Флора центральной Сибири Г.А. Пешкова (1979); Определитель растений юга Красноярского края Красноборов И.М., Кашина Л.И. (1978). Географический анализ позволяет выявить специфические черты изученной флоры, степень ее положения в ряду определенной флоры и взаимоотношения с ними. Выделяют географические элементы флоры в соответствии с принципами изложенными в работе А.И. Толмачева (1974) с учетом данныхприведенных в работе Л.И. Малышева, Г.А. Пешковой (1972). Всего выделяют 11 ареалогических групп: космополиты, голарктическая группа, азиатско – американская, евразийская, евросибирская, североазиатская, 24 среднеазиатская, монголо-восточносибирская, центральноазиатская, восточносибирская, эндемичные виды. В соответствии с современным распространением все виды флоры окрестности села В-Биджа Усть-Абаканского района были отнесены к 4 географическим группам: 1. Космополитная группа – виды, широко распространенные в северном полушарии и проникающие в пределы южного полушария. 2. Голарктическая группа– виды растений произрастающие в Северном полушарии на территории Азии, Европы и Северной Америки. 3. Евразийская группа – виды растений, произрастающие в Европе и Азии. 4. Азиатская группа включает виды, распространенные в пределах азиатской части Голарктики. Эта группа разделена на следующие подгруппы 1.1 .Североазиатская подгруппа – виды растений, ареал которых ограничен флористическими провинциями Северной Азии: 1.2 . Центральноазиатская подгруппа включает виды распространенные в Алтае - Саянской, Монгольской, Тибетской провинциях, охватывает горные территории и котловины юга Сибири и Центральной Азии. Распределение видов по географическим группам представлено таблице 7. 25 Таблица 7- Географические группы флоры в окрестностях села В-Биджа № Географическая группа Число видов % от общего числа видов 1 Космополиты 9 5,8 2 Голарктическая 38 20,7 3 Евразийская 102 55,4 4 Азиатская 18 9,7 16 8,6 2 1,1 184 100 4.1 Североазиатская подгруппа 4.2 Центральноазиатская подгруппа Всего Большую часть всей флоры окрестностей села В-Биджа УстьАбаканского района составляют виды с широким типом ареала (евразийские и голарктические), насчитывающие 102 вида, что составляет 55,4 %. На исследуемой территории космополитная группа насчитывает 9 видов. Она представлена такими видами как: одуванчик лекарственный – Taraxacum officinale Wigg., термопсис ланцетный – Thermopsis lanceolata R.Br., липучка незабудковая – Lappula myosotis Gilib. и составляет 5,8%. Голарктическая группа представлена 38 видами, что составляет 20,6 %. К ним относятся: осот жёлтый – Sonchus arvensis L., кипрей болотный – Epilobium palustre L., ярутка полевая – Thlaspi arvense L. Группа видов с евразийским ареалом самая многочисленная, что свидетельствует о тесном флористическом контакте флоры изучаемой территории с Европой и другими областями Азии. Она включает такие виды 26 как: зопник клубненосный – Phlomis tuberose L., чистец обыкновенный – Stachys annua L. Азиатская группа занимает 3 место по числу видов (9,7 %). В ней выделяется 2 подгруппы, среди которых по количеству видов преобладает североазиатская подгруппа 8,6 %, шалфей степной – Salvia stepposa Schost., фиалка полевая –Viola arvensis Murr., живокость полевая – Delphinium consolida L. Именно эта подгруппа подчеркивает связь флор Сибири и Монголии, Тувы и Северо – Западного Китая. 4.5. Практическое использование изученных растений Благодаря неустанной деятельности растений неузнаваемо изменился облик планеты. Покрывая Землю зеленым ковром, растения защищают и сохраняют нашу планету. Они противостоят иссушающему действию солнечных лучей, разрушительному действию водным потокам и сильных ветров. Зеленые растения создают на Земле условия для существования всех живых организмов, выделяют кислород. Растения используют в пищу, получают лекарства, растения дают материал для строительства, производства мебели и бумаги. Растения дарят человеку нечто бесконечно важное: они помогают почувствовать радость общения с природой, ее очарование и красоту. Растения широко используются человеком в хозяйственной и других сферах деятельности человека. В ходе исследовательской работы были установлены следующие практически значимые растения: лекарственные, медоносные, ядовитые, декоративные, кормовые, пищевые. Один и тот же вид может иметь несколько хозяйственных значений. К таким видам относятся: черемуха обыкновенная – Padus avium Mill., береза повислая – Betula pendula Roth., таволга городчатая – Spiraea crenata L., лютик ядовитый – Ranunculus sceleratus L., живокость полевая – Delphinium consolida L., водосбор железистый – Aquilegia glandulosa Fisch. и другие (Черепнин, 1987). 27 Таблица 8 -Практическое использование растений Группы Количество видов Примеры Лекарственные 72 термопсис ланцетный Медоносные 61 чина луговая Кормовые 52 донник зубчатый Декоративные 32 куколь посевной, Ядовитые 28 очиток едкий Сорные 19 полынь каменная, Промышленные 12 лиственница сибирская Пищевые 11 земляника лесная, В растительном покрове Хакасии произрастает 116 видов ядовитых растений из 42 семейств и 78 родов. Среди ядовитых растений преобладают из отдела покрытосеменных – их 104 вида, причем 97 видов относятся к классу двудольных и только 7 видов – к классу однодольных ( Утемова, 2004). Согласно классификации И.Л. Гусынина (1947), ядовитые растения Хакасии следует отнести к двум основным группам: 1. Безусловно ядовитые растения для которых свойство ядовитости является постоянным признаком; эти растения представляют опасность для жизни человека. 2. Случайно ядовитые: проявляются слабо ядовитые свойства, не имеющие особой опасности для человека. На основе этой классификации 27 видов растений из 18 родов и 11 семейств на территории Хакасии являются безусловно ядовитыми (Утемова, 2004). На территории исследования было установлено 28 видов ядовитых растений, которые относятся к отделу покрытосеменные, из 14 семейств, 27 28 родов. К безусловно ядовитым растениям относятся: белена черная – Hyoscyamus niger L., конопля сорная – Cannabis ruderalis Janiscy, лютик ядовитый – Ranunculus sceleratus L., чистотел большой – Chelidonium majus L. 4.6. Редкие и исчезающие растения республики Хакасия на территории исследования Хозяйственная деятельность человека неизбежно связана с использование растительности. В связи с этим многие виды находятся на грани исчезновения и для сохранения этих растений они занесены в Красную книгу Республики Хакасии, имеют статус 2(V) –уязвимый вид, статус 3 (R) – редкий вид, (Красная книга РХ, 2002). На территории исследования было выявлено 7 видов растений занесенных в Красную книгу РХ. Они представленные в таблице 9. Таблица 9 - Охраняемые растения (Красная книга РХ, 2002) № п/п статус Научное название Тривиальное название 1 статус 3 (R) Anemone sibirica L. ветреница сибирская 2 статус 3 (R) Trollius asiaticus L. купальница азиатская 3 статус 2(V) Miosotis stricta Link ex Roem. незабудка прямая мелкоцветковая 4 статус 2(V) Lilium pumilum Delile. лилия карликовая 5 статус 2(V) Adonis vernalis L. адонис весенний 6 статус 2(V) Primula macrocalyx Bunge. первоцвет крупночашечный 7 статус 2(V) Tussilago farfara L. мать-и-мачеха обыкновен 29 В виду хозяйственной деятельности человека такие растения как Padus avium Mill, Rosa majalis Herrm. становятся легко уязвимые и могут перейти в ранг охраняемых растений, поэтому уместно изучение видового состава высших сосудистых растений в окрестностях села В-Биджа. Это позволит вести наблюдения по изменению численности видов охраняемых растений и вести пропаганду по их сохранению. 30 ВЫВОД 1. В результате систематического анализа наибольшее преимущество составляют семейства Fabaceae Lindl. – 22 видов, Asteraceae Dum. – 20 видов, Poaceae Barnhart. – 18 видов, Ranunculaceae Juss. – 14 видов и Rosaceae Juss. -12 видов. Небольшим количеством представлены растения из семейств Brassicaceae Burnet., Scrophulariaceae Juss. Таким образом, преобладание семейств Fabaceae, Poaceae, Asteraceae, характерно для флоры Хакасии в целом, а лидирующее положение семейств Fabaceae и Asteraceae, подчеркивают степной характер флоры. 2. Биоморфологический анализ показал, что из 184 изученных видов высших сосудистых растений произрастающих в окрестностях села ВБиджа 160 видов относятся к наземным травам. Среди них 121 вид составляют поликарпические растения и 39 видов монокарпические. 3. В ходе экологического анализа, который проводился по двум направлениям: по отношению к влаге было определено 7 групп, из них наибольшее число относится к мезофитам – 106 видов и ксерофитам – 27 видов; по отношению к свету определено 2 группы и, учитывая особенности местности наибольшее количество – 131 вид относятся к светолюбивым растениям. 4. Анализ географической структуры флоры показал, что большую часть всей флоры в окрестности села В-Биджа Усть-Абаканского района составляют виды с широким типом ареала (евразийские и голарктические), насчитывающие 140 видов, что составляет 76,0 %, космополитная группа насчитывает 9 видов. Группа видов с евразийским ареалом самая многочисленная, что свидетельствует о тесном флористическом контакте флоры изучаемой территории с Европой и другими областями Азии. 31 Азиатская группа занимает 3 место по числу видов (9,7 %). В ней выделяется 2 подгруппы, среди которых по количеству видов преобладает североазиатская подгруппа 8,6 %. Именно эта подгруппа подчеркивает связь флор Сибири и Монголии, Тувы и Северо – Западного Китая. 5. При проведении анализа практической значимости обнаружились группы растений, которые используют животные и человек как: лекарственные – 72 вида, медоносные – 61 вид, кормовые – 52 вида. 6. На исследуемом участке были определены высшие сосудистые растения, занесенные в Красную книгу Республики Хакасия. К ним относятся 2 вида со статусом 3 (R): Anemoge sibirica L., Trollius asiaticus L. и 5 видов со статусом 2(V): Miosotis stricta Linr ex Roem, Lilium pumilum Delile, Adonis vernalis L., Primula macrocalyx Bunge, Tussilago farfara L.. В виду хозяйственной деятельности человека уместно изучение видового состава высших сосудистых растений в окрестностях села В-Биджа. Это позволит включить их в список растений Республики Хакасия и вести наблюдения по изменению видового состава растительности, численности видов охраняемых растений и вести пропаганду по их сохранению. 32 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Артемов И.А. Биология. Под ред. В.А. Черемушкиной. Новосибирск, 2002. 468 с. Васильев А.Е. Ботаника: Морфология и анатомия растений: Учеб. Пособие для студентов пед. ин-тов по биол. и хим.спец. – 2-е издание М.: Просвещение, 1988. 480 с: ил. Красноборов И.М. Определитель растений Юга Красноярского края.Издательство «Наука», 1978. Красная книга Республики Хакасия: Редкие и исчезающие виды растений и грибов/ И.М.Красноборов, Е.С.Анкипович, И.И. Вишневецкий – Новосибирск: Наука, 2002. 264 с. Куминова А.В. Растительный покров Хакасии. Новосибирск, Издательство Наука Сибирское отделение, 1976. 428 с. Куминова А.В. Сорные и ядовитые растения. – Кемерово, 1953. 62 с. Миркин Б.М. Экология России. М.: АО МДС, 1996. 272 с. Малышев Л.И. Высокогорная флора Восточного Саяна. М.-Л., 196. 365 с. Толмачев А.В. Введение в географию растений. М.-Л.,- 1974. 275 с. Утемова Л.Д. Воронина М.К. Редкие и исчезающие виды растений Хакасии РАСХН. Сиб.. отд-ние. НИИАПК. Хакас.гос.ун-т. –Новосибирск, 1999. 140 с. Утемова Л.Д. Ядовитые растения. Хакасия:[ Монография ] Хак. гос. универ. Абакан: Изд – во ХГУ, 2004. 130 с. Прокофьев С.М. Природа Хакасии: Пособие. – Абакан: Хакасское кн. Изд-во, 1993. 205 с. Пешкова Г.А. Флора центральной Сибири. Издательство «Наука» Сибирское отделение, Новосибирск 1979, том 1 и 2 Серебрякова И. Г Морфология вегетативных органов высших растений.М.: Государственное издательство « Советская наука», 1952. 391 с. Черепнин В.Л. Пищевые растения Сибири. – Новосибирск: Наука, СО, 1987. 187 с. 33 34