Общая характеристика работы

Актуальность темы. Проблемы трансформации флор и охраны биоразнообразия, актуальные в настоящее время во всём мире, остро стоят и в Челябинской области, территория которой отличается высокой степенью антропогенной нагрузки и значительно изменённой под её воздействием флорой. В масштабах всей планеты происходит унификация видового состава флор различных регионов, в том числе и за счёт процесса интродукции иноземных видов. Важное значение в этой связи имеет познание и сохранение коренной растительности, а также выявление очагов интродукции и изучение стратегии поведения иноземных видов. В Челябинской области постоянно идёт процесс намеренной и спонтанной интродукции, результатом которой является пополнение флоры иноземными видами растений. Поведение интродуцированных в пределах области древесных растений из других физико-географических зон и территорий неоднозначно: некоторые виды вполне акклиматизировались и натурализовались, внедрились в естественные фитоценозы, отчасти влияя на биоценотические связи (Сконникова, 1986, 1988, 1989; Рязанова, 1987; Куликов, 2005; Меркер, 2005). Другие виды из мест культивирования не уходят, но играют немалую, а иногда ведущую роль в формировании городских ландшафтов и озеленительных комплексов. Многие иноземные виды широко представлены в лесных и лесозащитных насаждениях, часть видов так или иначе испытаны и использованы в озеленении частных участков, в коллекционных посадках научно-исследовательского института (ЮУНИИПОК) и его отделений, на участках общеобразовательных школ, в питомниках лесхозов и дистанций Южно-Уральской железной дороги. В данной ситуации иноземные виды древесных растений получили равноправное с местными (аборигенными) видами основание считаться частью дендрофлоры области, при выявлении которой нами принимались во внимание все виды древесных пород в условиях культуры и природы.

В связи со всем вышесказанным, всесторонние исследования дендрофлоры области, её природной и интродуцированной составляющих, и обобщение опыта интродукции иноземных растений имеют важную научную и практическую значимость. Целенаправленных исследований дендрофлоры Челябинской области до настоящего времени не проводилось.

Цель и задачи исследования. Цель настоящего исследования – изучение современного видового состава дендрофлоры Челябинской области и его всесторонний анализ, выявление изменений в дендрофлоре, произошедших в результате процесса интродукции.

При выполнении работы ставились следующие задачи:

1. Инвентаризация видового состава дендрофлоры Челябинской области, обобщение опубликованных и оригинальных данных.

2. Составление электронной базы данных и аннотированного конспекта дендрофлоры.

3. Выявление и исследование очагов интродукции иноземных видов древесных растений.

4. Обобщение данных о появлении иноземных видов в культуре и выделение основных этапов истории формирования интродуцированной составляющей дендрофлоры.

5. Проведение таксономического, географического, фитоценотического, биоморфологического анализов дендрофлоры.

6. Оценка существующей системы охраны дендрологических объектов и разработка практических рекомендаций для её совершенствования.

Научная новизна. Впервые специально на основе собственных многолетних полевых исследований, изучения гербарного материала и опубликованных данных проведена инвентаризация видового состава дендрофлоры области и составлен «Конспект дедрофлоры Челябинской области (дикорастущие и интродуцированные виды)», включающий 504 вида, относящихся к 149 родам и 59 семействам.

Установлен и изучен видовой состав иноземных древесных пород, интродуцированных в области, включающий 334 вида, 104 рода и 43 семейства. Впервые обобщён опыт и дана периодизация истории интродукции почти за 200-летний период. Выявлены и описаны более 50 очагов намеренной интродукции, составлена карта-схема их размещения на территории области. Кроме того, сделаны находки иноземных видов в естественных фитоценозах, проясняющие стратегию их поведения в условиях региона. Выделен адвентивный компонент дедрофлоры и проведён его анализ.

Впервые приводятся данные о нахождении 1 вида аборигенной дендрофлоры (Tamarix gracilis Willd.) и данные о 247 видах интродуцированных иноземных растений.

Теоретическая и практическая значимость работы. В результате инвентаризации дендрофлоры области для 20 видов уточнены контуры границ их ареалов, в том числе для некоторых – расширяющие представления о зональном распространении вида. Уточнены и дополнены данные о распространении 112 видов аборигенной дендрофлоры в пределах природных зон, для 47 видов из них данные нами уточнены значительно (более 5-10 уточнений).

Собран гербарий интродуцированных видов древесных растений в объёме 2100 листов; дикорастущих видов – более 4000 листов. Гербарные образцы хранятся в Гербарии Ботанического сада ЧелГУ (CSUH).

Результаты проведённых исследований используются в специальных курсах и в учебных практиках студентов (направление 020200.62 – Экология и природопользование, специальность 020802 – Природопользование) в Челябинском государственном университете. Создана электронная база данных о дендрофлоре (в программе «Microsoft Access»), которая содержит информацию, связанную с изучением естественных и антропогенно трансформированных экосистем области, и включает около 8000 единиц информации.

Результаты проведённого исследования служат основой для рационального использования дикорастущих и иноземных видов древесных растений в ландшафтно-географических композициях Ботанического сада ЧелГУ.

Материалы диссертации окажутся полезными при составлении определителя древесных растений Челябинской области и более обширных регионов, в составе которых представлена и территория области. Материалы конспекта будут полезны при составлении кадастра редких видов, при разработке научно-практических основ мониторинга и решения других задач в дальнейших дендрологических исследованиях.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Составляющими дендрофлоры являются дикорастущая (включающая адвентивный компонент) и интродуцированная (культивируемая) фракции. Конспект дендрофлоры Челябинской области включает 215 таксонов дикорастущих растений (в их числе 45 адвентивных видов) и 334 вида культивируемых иноземных растений, которые в целом объединяются в 149 родов и 59 семейств.

2. История формирования интродуцированной фракции дендрофлоры насчитывает 4 основных периода и наглядно показывает возрастающее действие антропогенного фактора на состав и структуру дендрофлоры области в течение последних 200 лет. Наибольшее число иноземных видов появилось в культуре в последние периоды.

3. Выявленные 58 очагов намеренной интродукции древесных растений, содержащие в целом 334 вида иноземных древесных растений, влияют на состав и структуру дикорастущей фракции.

4. По всем проанализированным показателям состав и структура аборигенной дендрофлоры сохраняют зонально обусловленные черты флоры, испытывающей значительное влияние аридных областей Азии, и отражают пограничное положение территории области. Состав культивируемых и адвентивных видов, как результат антропогенного преобразования флоры, придаёт дендрофлоре области черты флор восточноазиатского и более южного типа.

Публикации результатов исследований и апробация работы. По материалам диссертации опубликованы 22 научных работы, 2 из них – в рецензируемых журналах, входящих в Перечень ВАК. Результаты исследований были представлены на VI региональной научно-практической конференции «Проблемы экологии, экологического образования и просвещения в Челябинской области» (г. Челябинск, 2002), на Всероссийской конференции молодых ученых «Экологические механизмы динамики и устойчивости биоты» (Екатеринбург, 2004), на Международной научной конференции по итогам изучения флоры Восточной Европы (г. С.-Петербург, 2005), на V региональной научно-практи­ческой конференции «Выдающиеся представители научной, общественной и духовной жизни Урала» (г. Челябинск, 2005), на межрегиональной научно-практической конференции «Экологическая политика в обеспечении устойчивого развития Челябинской области» (г. Челябинск, 2005), на региональной научно-практической конференции «Проблемы экологии и экологического образования Уральского федерального округа» (г. Челябинск, 2008), на VI региональной научно-практической конференции «Природное и культурное наследие Урала» (г. Челябинск, 2008), на VI международной научно-практической конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (г. Оренбург, 2008).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы и приложений. Список использованной литературы включает 513 наименований, в том числе 20 на иностранных языках. Работа изложена на 247 страницах текста, содержит 22 таблицы и 12 рисунков. В приложениях, являющихся специальной частью диссертации и составляющих отдельный том объёмом 365 страниц, даны «Конспект дендрофлоры Челябинской области (дикорастущие и интродуцированные виды)» и таблица «Ассортимент иноземных видов в очагах интродукции древесных растений».

Благодарности. Выражаю искреннюю и глубокую благодарность своему научному руководителю Л.А. Сёмкиной. Особая благодарность специалистам за помощь в определении собранного в ходе работы гербарного материала: Н.Н. Цвелёву, И.О. Бузуновой, И.В. Беляевой, П.В. Куликову, М.С. Князеву, А.Г. Быструшкину. Искренняя признательность Л.В. Рязановой и коллегам В.П. Пекину и М.А. Овчинникову – за ценные замечания и советы при работе с рукописью диссертации. Сердечная признательность А.В. Меденниковой за помощь в экспедиционных работах, техническом оформлении рукописи и создании электронных баз данных. Приношу свою искреннюю благодарность Т.И. Тараниной, В.В. Дерягину за консультации по вопросам природных условий области. Большое спасибо моей семье и друзьям за всестороннюю помощь, поддержку и понимание на всех этапах работы над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

Приводятся данные административного формирования территории области, современные географические границы и структура земель, кратко характеризуются основные черты рельефа и геологического строения, даются основные климатические характеристики и гидрологические особенности территории, характеристика почвенного покрова. Приводятся характеристики и распространение основных типов растительности, составленные по наиболее существенным публикациям согласно принятой схеме районирования (Колесников, 1961, 1964) с изменениями П.В. Куликова (2005).

Данная глава составлена, главным образом, на основании имеющихся сводных печатных работ, а также консультаций со специалистами в данной отрасли знаний. Характеристики природных условий используются при анализе полученного материала, касающегося аборигенных и адвентивных видов.

Глава II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основные материалы были получены в ходе полевых исследований, проводимых автором с 2001 по 2008 гг. Полевая работа документирована гербарием (CSUH), в целом собрано более 6 тысяч гербарных образцов интродуцированных и дикорастущих видов древесных растений. Кроме того, просмотрены и учтены более 3350 гербарных образцов древесных растений с территории Челябинской области, хранящиеся в других Гербариях (LE, SVER, MHA, PERM, CPHU, в гербарии областного краеведческого музея г. Челябинска). Изучение дендрофлоры проводилось маршрутным методом в сочетании с детальным изучением отдельных пунктов. Составлена карта с указанием основных объектов обследования и пунктов, из которых совершались радиальные выезды (рис. 1). Основными объектами детального изучения состава интродуцированных видов стали т.н. «очаги интродукции», известные ранее и выявленные в ходе исследования, обозначенные на карте-схеме (рис. 1) под номерами: 2, 6, 11–19, 25, 39, 40, 43, 46, 47, 58, 60, 63–67, 73, 74.

Для анализа дендрофлоры использованы показатели: таксономический анализ (для дендрофлоры в целом и отдельно для выделенных фракций); биоморфологический анализ (при анализе жизненных форм были использованы классификации И.Г. Серебрякова (1962) и К. Раункиера (Raunkiaer, 1934); географический анализ (для аборигенных видов проводился анализ с выделением долготных и широтных (зональных) групп в отдельности, для иноземных видов отмечался только географический элемент (долготная группа); для аборигенных видов определялась принадлежность к ценотической группе и выявлялась экологическая группа по отношению к условиям увлажнения. Таксономический анализ проведен по общепринятой методике. Номенклатура и объём таксонов в большинстве случаев приведены по сводке С.К. Черепанова (1995). Адвентивные виды анализировались с учётом специфических характеристик, предлагаемых для данного элемента флоры. Количественные характеристики дендрофлоры подсчитаны по общепринятым методикам.

Глава III. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В основу данной главы положены краткий хронологический обзор опубликованных результатов многолетних исследований флоры Челябинской области, основное внимание при этом уделено вопросам изучения аборигенных видов древесных растений.

Состав и история становления интродуцированной фракции дендрофлоры оказалась значительно менее освещена в литературе, в главе приводится анализ и обобщение имеющихся опубликованных работ с привлечением данных, имеющихся в архивных, ведомственных, исторических, мемуарных материалах и газетных публикациях.

3.1. История изучения дикорастущей фракции дендрофлоры
Челябинской области

Дан обзор естественно-научных и флористических исследований в ХVIII и XIX веках. Показаны основные направления и итоги исследований XX века, среди которых важное место занимают исследования динамики и антропогенной нарушенности естественных фитоценозов, охраны флоры и особо ценных природных комплексов, лесотипологические исследования, вопросы рекреационного лесоведения, изучение лесообразующих пород. Указаны обобщающие работы, флористические списки и конспекты для отдельных территорий и для области в целом (Дорогостайская, 1961; Моисеев, 1998; Рязанова, Козлова, Волкова, Шумакова, 1998; Пономарёв, Демьянова, 1999; Ерохина, 2003; Куликов, 2005; Рязанова, 2006). Развитие дендрологических исследований в Челябинской области связано с деятельностью и исследованиями Ю.З. Кулагина в пределах Ильменского заповедника во второй половине ХХ века (1960-1970). Среди важных публикаций дендрологического характера следует отметить работы П.Л. Горчаковского (1949, 1956, 1962, 1964, 1965, 1968, 1972), К.Н. Игошиной (1943, 1963), Б.П. Колесникова (1969, 1970), К.К. Полуяхтова (1954), Г.А. Глумова (1960), С.А. Мамаева, В.М. Яценко (1968), Р.В. Попадюка (1994), П.П. Попова (1999), Л.В. Орловой (2001), М.С. Князева (2007).

Резюмируя приведённую в главе информацию, подчеркнём следующие положения:

1. Специальных и целенаправленных исследований дендрофлоры на территории Челябинской области не проводилось, за исключением работ Ю.З. Кулагина и С.А. Мамаева.

2. Есть определённые сведения о дендрофлоре Челябинской области, накопленные в рамках общих флористических материалов. В целом, на сегодняшний день вопрос состава и географического распространения аборигенных видов дендрофлоры по территории области в значительной степени разработан.

3. Гербарные сборы аборигенных и адвентивных видов дендрофлоры делались в рамках различных флористических исследований.

Все кратко охарактеризованные результаты исследования флоры области позволили при нашем исследовании лишь уточнить и детализировать распространение аборигенных видов на основе собственного исследования и тщательного изучения гербарных материалов и литературы, а также уделить основное внимание изучению интродуцированной фракции.

Дата добавления: 2015-06-26