Main features of the Samara-Ulyanovsk Volga Region flora adventive fraction family spectrum

Cover Page

Cite item

Abstract

The study of the adventive fraction of flora is a separate area of floristic research. General patterns of adventive species introduction consequences as well as their distribution throughout the territory are studied. Often, when studying the adventive fraction, the family spectrum is analyzed. In the paper we consider the adventive fraction of the flora on the territory of Samara-Ulyanovsk Volga Region, which is located within two natural zones: forest-steppe and steppe, four physical-geographical provinces and 15 districts. Each physical-geographical unit is characterized by its peculiarities of relief, geological structure, soils, vegetation and local climatic conditions. In the family spectrum of the adventive faction of Samara-Ulyanovsk Volga Region, it is possible to single out families that play a leading role in the formation of its composition. Based on the data on the adventive fractions of the floras of the physiographic regions and areas identified in the study area, it can be noted that the first four places in the spectrum are occupied by the following families Asteraceae, Poaceae, Brassicaceae and Chenopodiaceae. The list of these four leading families of the adventive fraction of the flora remains unchanged, but their order may be different. Probably, the differences in the natural conditions of the studied territories are reflected precisely in the order of the location of the leading families, since their composition does not change. The change in the composition of the leading four of the family spectrum can be observed on the scales of large areas: comparing the spectra of the adventive fractions of Ivanovo, Tver, Astrakhan Region, and other administrative divisions. Flora of various physical and geographical subdivisions of Samara-Ulyanovsk Volga Region, despite belonging to different natural zones, have similar family spectra of adventive fractions. They differ only in the presence of one or two families. For example, among the leading adventive families Rosaceae, Onagraceae and Rubiaceae were not in all cases.

Full Text

Введение

Адвентивная фракция флоры различных территорий рассматривалась в целом ряде работ. Часть из них посвящена изучению адвентизации конкретных территорий [1–3], распространению отдельных видов [4; 5]. Рассматривались и общие закономерности последствий внедрения адвентивных видов [6; 7].

Нередко при изучении адвентивной фракции анализируется семейственный спектр [8; 9], состав которого отражает особенности конкретной территории. Показано, что состав головной части семейственного спектра целых флор различных физико-географических районов и провинций Самаро-Ульяновского Поволжья различается, что является индикатором экологических особенностей территории [10]. В составе адвентивной фракции также возможно выделить семейства, играющие ведущую роль в формировании ее состава, что характеризует те или иные физико-географические подразделения территории. Такого рода сведения могут помочь при анализе целой флоры, проясняя причины многочисленности отдельных таксонов в ее составе.

Материал и методы

Изучаемая территория Самаро-Ульяновского Поволжья расположена в пределах двух природных зон – лесостепной и степной, четырех физико-географических провинций и 15 районов (рис. 1). Каждый из районов характеризуется своими особенностями рельефа, геологического строения, почв, растительности и местных климатических условий [11].

Семейственные спектры физико-географических подразделений (районов и провинций), а также Самарской и Ульяновской областей построены на основе совокупности флористических описаний, хранящихся в базе данных FD SUR [12]. Ее функциональные возможности позволяют получить объединенные списки по описаниям, сгруппированным необходимым образом. Для характеристики адвентивной фракции флоры Самаро-Ульяновского Поволжья использовано около 400 флористических описаний. Адвентивная фракция флоры выделена по опубликованным конспектам флоры изучаемой территории [13; 14].

Территория Приволжской возвышенности представлена несколькими физико-географическими районами (рис. 1): Средне-Свияжский (48), Корсунско-Сенгилеевский (50), Инзенский (51), Свияго-Усинский (52), Южно-Сызранский (54) и Жигулевский (55). В пределах территории Низменного Заволжья рассматривается Мелекесско-Ставропольский район (64), Высокого Заволжья – Сокский (69) и Самаро-Кинельский районы (70). На территории Степной провинции Низменного и Сыртового Заволжья, расположенной в степной зоне, рассматриваются три физико-географических района: Чагринский (71), Сыртовый (72) и Иргизский (73).

 

Рисунок 1 – Физико-географические районы Самаро-Ульяновского Поволжья (по: [11])

 

Рассматриваемые территории граничат между собой, однако природные условия их существенно различаются, особенно в отношении рельефа и почвообразующих пород. Значительная протяженность территории с севера на юг обеспечивает также и различие климатических условий.

Рельеф районов лесостепной провинции Приволжской возвышенности имеет двухъярусный характер. Это – высокая ступенчатая равнина (плато), глубоко расчлененная речной и овражно-балочной сетью. Климат по сравнению с территориями Заволжья является более холодным и влажным.

Территория лесостепной провинции Низменного Заволжья оказалась представлена равниной со сравнительно слабой расчлененностью рельефа вследствие имевшего место в историческом прошлом смещении русла р. Волги на запад на 100–120 км. На своем пути переместившееся русло Волги оставило разновозрастную толщу речных и озерных осадков. Относительная молодость рельефа и однообразный состав пород определяет здесь меньшее разнообразие морфоскульптурного орнамента. Низменный рельеф определяет климатическую обстановку в Заволжье, которая засушливее, чем в Предволжье.

Высокое Заволжье в геоморфологическом отношении представляет собой волнистую довольно возвышенную равнину, расчлененную глубокими и широкими речными долинами. Южная часть территории отличается сравнительно пониженным и сглаженным рельефом. Климат Высокого Заволжья континентальный с жарким летом и холодной зимой.

Степная провинция Низменного и Сыртового Заволжья представлена Заволжской Сыртовой равниной. Климат здесь самый засушливый по сравнению с остальными провинциями. Годовая сумма осадков 270–400 мм, что на 100–150 мм больше, чем в провинциях лесостепной зоны.

Различия природных условий рассматриваемых территорий отражается на составе флоры, так как представители разных таксономических групп характеризуются различными экологическими требованиями.

Результаты исследований и их обсуждение

Состав и порядок ведущих семейств адвентивной фракции флоры Самарской и Ульяновской областей, а также их основных физико-географических подразделений показан в таблице 1. На основании этих данных можно говорить о составе головной части семейственного спектра адвентивной фракции, характерном для условий Самаро-Ульяновского Поволжья. Первые четыре места в спектре занимают семейства Asteraceae, Poaceae, Brassicaceae и Chenopodiaceae. Порядок их может несколько изменяться в зависимости от степени изученности территории (числа видов в выборке). Очевидно, Asteraceae не всегда занимает первое место, уступая его злаковым. Можно отметить, что доли этих семейств сравнительно близки. Самым стабильным положением из всей четверки отличается семейство Chenopodiaceae.

Перечень семейств первой четверки, а также их порядок не зависят от формата территории, флора которой рассматривается: принято природное или административное деление. Во всех представленных спектрах первая четверка семейств остается неизменной.

 

Таблица 1 – Ведущие семейства адвентивных фракций флор физико-географических провинций и расположенных на их территории административных областей (Самарской и Ульяновской)

Лесостепная провинция Приволжской возвышенности

Лесостепная провинция Низменного Заволжья

Лесостепная провинция Высокого Заволжья

Степная провинция Низменного и Сыртового Заволжья

Самарская область

Ульяновская область

Число адвентивных видов

 

263

280

187

176

295

306

1

Ast (12,9)

Poa (12,9)

Ast (12,8)

Bras (12,8)

Poa (14,2)

Poa (12,9)

Ast (13,1)

2

Bras (12,2)

Ast (12,5)

Bras (13,6)

Ast (12,2)

Poa (12,4)

3

Poa (11,0)

Bras (10,7)

Poa (11,2)

Ast (12,5)

Bras (11,5)

Bras (10,8)

4

Chen (8,4)

Chen (8,6)

Chen (10,7)

Chen (11,4)

Chen (9,2)

Chen (7,8)

5

Fab (5,3)

Fab (4,3)

Pol (4,3)

Fab (4,3)

Fab (5,7)

Fab (5,1)

Fab (5,9)

6

Lam (4,2)

Lam (3,9)

Pol (5,1)

Lam (3,4)

Lam (4,3)

7

Bor (3,0)

Pol (3,0)

Pol (3,6)

Bor (3,7)

Lam (3,7)

Bor (3,4)

Pol (3,4)

Bor (3,3)

8

Bor (3,2)

Ros (3,2)

Car (2,8)

Ros (3,1)

Pol (2,9)

9

Ros (2,7)

Onag (2,7)

Car (3,2)

Lam (2,3)

Onag (2,3)

Bor (3,1)

Ros (2,6)

Car (2,6)

10

Car (2,9)

Onag (2,1)

Api (2,1)

Amar (2,1)

Car (2,4)

 

Пятое место по количеству видов-адвентов занимает семейство Fabaceae, а шестое – Lamiaceae. Несмотря на свой более мезофитный характер, семейство Lamiaceae в спектре адвентивной фракции оказывается всегда выше, чем Caryophyllaceae. Очевидно, это происходит по причине присутствия в нем большего количества адвентивных видов (рис. 2). Соотношение адвентивных видов к общему количеству видов в ведущих семействах подтверждает состав семейственного спектра адвентов: самые многочисленные оказываются в головной части. Их же можно назвать «основными адвентивными семействами»: Brassicaceae и Chenopodiaceae. То же можно сказать про семейство Boraginaceae, которое оказывается в первой десятке спектра адвентивной фракции, хотя в спектре целой флоры оно расположено ниже.

 

Рисунок 2 – Состав семейств головной части спектра флоры Самарской области (по: [13])

 

Первые же два семейства – Asteraceae и Poaceae – вносят вклад в состав адвентивной флоры благодаря своей многочисленности в целой флоре. Следует также обратить внимание на разницу в количестве видов адвентов у Asteraceae и Poaceae: она не столь существенна, как среди видов у целой флоры (рис. 2). По этой причине порядок ведущих семейств не устанавливается достаточно долго, вплоть до 300 видов в выборке (табл. 1). В целой флоре семейство Asteraceae выходит на первое место уже при 100–200 видах, а после 300 устанавливается окончательно [15].

Можно отметить, что флоры различных физико-географических подразделений Самаро-Ульяновского Поволжья, несмотря на принадлежность к различным природным зонам, имеют сходные семейственные спектры адвентивных фракций. Отличаются они лишь присутствием одного-двух семейств. Например, среди ведущих семейств адвентов не во всех случаях оказались Rosaceae, Onagraceae и Rubiaceae.

Для изучения более локальных особенностей спектра адвентивной фракции флоры рассмотрим головные части спектров флор физико-географических районов Самаро-Ульяновского Поволжья, выделенных согласно районированию Ступишина (табл. 2).

 

Таблица 2 – Головные части семейственных спектров адвентивных фракций флор физико-географических районов Самаро-Ульяновского Поволжья

Номера физико-географических районов

 

48

50

51

52

54

55

64

69

70

71

72

73

Число видов

 

1078

928

792

981

766

995

1253

1145

799

812

715

714

Число адвентивных видов

 

261

199

102

139

111

184

281

170

114

143

105

102

1

Ast

Bras

Ast

Bras

Bras

Ast

Poa

Ast

Bras

Poa

Bras

Bras

2

Bras

Ast

Bras

Poa

Chen

Bras

Ast

Bras

Ast

Chen

Ast

Bras

Ast

Poa

Chen

3

Chen

Poa

Chen

Ast

Chen

Ast

Poa

Poa

Bras

Poa

Ast

4

Fab

Chen

Poa

Chen

Chen

Chen

Poa

Chen

Chen

Poa

5

Lam

Fab

Lam

Fab

Fab

Fab

Fab

Pol

Pol

Fab

Pol

Pol

Bor

6

Bor

Lam

Bor

Fab

Onag

Pol

Bor

Bor

Pol

Onag

Pol

Lam

Bor

Fab

Lam

Fab

Fab

Pol

7

Car

Poa

Bor

Lam

Onag

Pol

Pol

Lam

Bor

Bor

Fab

Sol

Amar

8

Amar

Pol

Rub

Amar

Bor

Lam

Ros

 

Ros

Bor

Car

5 сем.

Amar

9

Ros

Onag

5 сем.

Car

Amar

Onag

Bor

8 сем.

10

Api

Car

Amar

Sal

Sam

Ros

Viol

Car

Amar

Onag

Ran

Viol

Oleac

Примечание. 48 – Средне-Свияжский; 50 – Корсунско-Сенгилеевский; 51 – Инзенский; 52 – Свияго-Усинский; 54 – Южно-Сызранский; 55 – Жигулевский; 64 – Мелекесско-Ставропольский; 69 – Сокский; 70 – Самаро-Кинельский; 71 – Чагринский; 72 – Сыртовый; 73 – Иргизский. Номера соответствуют показанным на карте рис. 1.

 

Четверка семейств, обозначенная выше, также занимает первые места почти в каждом физико-географическом районе. В связи с недостаточным количеством видов в выборке порядок их еще не установился.

Адвентивная флора, в отличие от флоры в целом на территории Самаро-Ульяновского Поволжья, по параметрам семейственного спектра не демонстрирует локальных особенностей. Среди состава и расположения ведущих семейств не наблюдается существенной разницы, несмотря на присутствие районов из различных природных зон. Безусловно, изменение параметров семейственного спектра можно наблюдать, но в масштабах больших территорий. При изучении аналогичных признаков у других территорий можно видеть, что состав и порядок ведущих семейств спектра изменяется (таблица 3).

 

Таблица 3 – Головные части семейственных спектров адвентивной фракции флоры различных территорий

Номера территорий

1

2

3

4

5

6

1

Ast

Ast

Ast

Ast

Ast

Ast

Poa

2

Poa

Poa

Poa

Poa

Ros

3

Bras

Bras

Bras

Fab

Poa

Bras

4

Fab

Chen

Ros

Bras

Bras

Ros

Sol

5

Ros

Fab

Chen

Ros

Fab

6

Lam

Bor

Fab

Chen

Chen

Fab

7

Chen

Ros

Lam

Sol

Lam

Pol

8

Sol

Car

Api

Pol

Lam

Api

Car

9

Bor

Lam

Car

Bor

Cuc

Bor

Cuc

Amar

Chen

10

Api

Pol

Car

Sol

Примечание. 1 – Ивановская обл. [16], 2 – г. Екатеринбург [17], 3 – Республика Мордовия [8], 4 – г. Воронеж [18], 5 – Тверская обл. [19], 6 – Астраханская обл. [20].

 

Смена природных условий вызывает изменение видового состава, а следовательно, и доли семейств Rosaceae, Fabaceae, Brassicaceae и Chenopodiaceae. В результате головная часть семейственного спектра перестраивается. При этом Asteraceae и Poaceae остаются на первых позициях.

Таким образом, ведущими семействами адвентивной фракции флоры Самаро-Ульяновского Поволжья могут считаться Asteraceae, Poaceae, Brassicaceae и Chenopodiaceae.

Заключение

Основные черты семейственного спектра адвентивной фракции флоры Самаро-Ульяновского Поволжья заключаются в следующем:

  1. Первые четыре места в семейственном спектре адвентивной фракции флоры занимают Asteraceae, Poaceae, Brassicaceae и Chenopodiaceae.
  2. Порядок ведущих семейств может отличаться у адвентивных фракций флор различных физико-географических провинций.
  3. В отличие флоры в целом, адвентивная фракция по параметрам семейственного спектра не демонстрирует ярко выраженных локальных особенностей. Состав и перечень семейств головной части спектра схож у физико-географических районов, расположенных в различных природных зонах.
×

About the authors

Anastasiya Viktorovna Ivanova

Institute of Ecology of the Volga River Basin of Russian Academy of Sciences

Email: nastia621@yandex.ru

candidate of biological sciences, researcher of Phytodiversity Problems Laboratory

Russian Federation, Togliatti, Samara region

Natalia Viktorovna Kostina

Institute of Ecology of the Volga River Basin of Russian Academy of Sciences

Email: knva2009@yandex.ru

doctor of biological sciences, head of Ecosystems Modeling and Management Laboratory

Russian Federation, Togliatti, Samara region

Tatyana Mikhaylovna Lysenko

Komarov Botanical Institute of Russian Academy of Sciences; Institute of Ecology of the Volga River Basin of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ltm2000@mail.ru

doctor of biological sciences, leading researcher of General Geobotany Laboratory; leading researcher of Phytodiversity Problems Laboratory

Russian Federation, St. Petersburg; Togliatti, Samara region

References

  1. Бочкин В.Д. Адвентивные растения московского участка Курской железной дороги // Проблемы изучения адвентивной флоры СССР: тез. докл. Всесоюз. совещ. М., 1989. С. 36-38.
  2. Шушпанникова Г.С. Синантропная флора таежных и тундровых территорий северо-востока европейской России // Ботанический журнал. 2001. Т. 86, № 8. С. 28-37.
  3. Голубев В.Н., Голубева Н.В. Эколого-биологическая структура адвентивной флоры Крыма // Проблемы изучения адвентивной флоры СССР: тез. докл. Всесоюз. совещ. М., 1989. С. 72-74.
  4. Куприянов А.Н., Султангазина Г.Ж. Распространение Cyclachaena xantifolia (Nut.) Fresen. в Казахстане // Сорные растения в изменяющемся мире: актуальные вопросы изучения разнообразия, происхождения, эволюции: мат-лы I междунар. науч. конф. СПб.: ВИР, 2011. С. 150-153.
  5. Клинкова Г.Ю. Elodea canadensis Michx в Нижнем Поволжье // Проблемы изучения адвентивной и синантропной флор России и стран ближнего зарубежья: мат-лы IV междунар. научной конфер. / под ред. О.Г. Барановой и А.Н. Пузырева. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2012. С. 102-104.
  6. Березуцкий М.А. Антропогенная трансформация флоры // Ботанический журнал 1999. Т. 84, № 6. С. 8-17.
  7. Горчаковский П.Л., Козлова Е.В. Синантропизация растительного покрова в условиях заповедного режима // Экология. 1998. № 3. С. 171-177.
  8. Силаева Т.Б., Агеева А.М. Материалы для Черной книги флоры Республики Мордовия // Проблемы изучения адвентивной и синантропной флор России и стран ближнего зарубежья: мат-лы IV междунар. науч. конф. / под ред. О.Г. Барановой и А.Н. Пузырева. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2012. С. 185-187.
  9. Истомина Е.Ю. Адвентивная флора бассейна Инзы // Проблемы изучения адвентивной и синантропной флор России и стран ближнего зарубежья: мат-лы IV междунар. науч. конф. / под ред. О.Г. Барановой и А.Н. Пузырева. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2012. С. 92-94.
  10. Иванова А.В., Костина Н.В. Изучение флористической структуры территории при помощи семейственного спектра на примере бассейна реки Сок (Самарская область, Заволжье, лесостепная зона) // Самарский научный вестник. 2016. № 1 (14). С. 26-31.
  11. Физико-географическое районирование Среднего Поволжья. Казань, 1964. 173 с.
  12. Костина М.А. База данных «Флористические описания локальных участков Самарской и Ульяновской областей» (FD SUR): информационная основа, структура данных, алгоритмы обработки и результаты использования // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2015. Т. 24, № 2. С. 161-172.
  13. Саксонов С.В., Сенатор С.А. Путеводитель по Самарской флоре (1851-2011). Флора Волжского бассейна. Т. 1. Тольятти, 2012. 512 с.
  14. Раков Н.С., Саксонов С.В., Сенатор С.А., Васюков В.М. Сосудистые растения Ульяновской области. Флора Волжского бассейна. Т. II. Тольятти, 2014. 295 с.
  15. Иванова А.В., Костина Н.В. Семейственный спектр флоры как индикатор экологических условий территории (на примере Самарской области) // Вестник Тамбовского университета. Серия «Естественные и технические науки. Общая биология». Т. 21, вып. 1. 2016. С. 253-258.
  16. Борисова Е.А. Адвентивная флора Ивановской области: автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 1993. 18 с.
  17. Третьякова А.С. Флора Екатеринбурга / науч. ред. В.А. Мухин. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2011. 192 с.
  18. Григорьевская А.Я., Лепешкина Л.А., Владимиров Д.Р. Анализ адвентивного компонента флоры городского округа г. Воронеж // Проблемы изучения адвентивной и синантропной флор России и стран ближнего зарубежья: мат-лы IV междунар. науч. конф. / под ред. О.Г. Барановой и А.Н. Пузырева. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2012. С. 62-64.
  19. Нотов А.А. Адвентивный компонент флоры Тверской области: динамика состава и структуры. Тверь: Твер. гос. ун-т, 2009. 473 с.
  20. Афанасьев В.Е. Адвентивная флора Астраханской области: автореф. дис. … канд. биол. наук. Саратов, 2008. 20 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Figure 1 - Physical and geographical regions of the Samara-Ulyanovsk Volga region (after: [11])

Download (51KB)
2. Figure 2 - The composition of the families of the head part of the spectrum of the flora of the Samara region (after: [13])

Download (26KB)

Copyright (c) 2018 Ivanova A.V., Kostina N.V., Lysenko T.M.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies