The current ecological and biological state of the adventive flora of the Sviyaga River basin

Cover Page

Abstract


The paper provides information about the adventive fraction of the flora of the Sviyaga River basin, the right-hand tributary of the Volga, which flows administratively through the territory of two constituent entities of the Russian Federation - the Ulyanovsk Region and the Republic of Tatarstan. Currently, according to the results of perennial floristic studies, 341 species of vascular plants belonging to 216 genera and 64 families are assigned to the adventive fraction of flora. The distribution of adventive flora species by time, method of introduction and degree of naturalization is analyzed, which showed that the majority of the adventive fraction of flora penetrated into the studied area over the past 100 years due to the expansion of the transport network, intensive trade and active urbanization, while «aliens» occupied mostly disturbed habitats, often becoming elements integrated into natural communities of nature. In addition to the distribution of adventist species over time, the method of introduction and the degree of naturalization, an important indicator is the adaptation of these plants to the local conditions of the Sviyaga River Basin in natural ecosystems, which is reflected in their distribution by cenomorphs in the study area. As part of the adventive flora, 9 ecological-cenotic groups were identified, indicating, on the one hand, which communities are most favorable for naturalization in accordance with the life strategy, and on the other, it indicates their disturbance.

Full Text

Введение Бассейн реки Свияги локализован в лесостепной зоне лесостепной провинции центральной части Приволжской возвышенности и относится к бассейну реки Волги [1]. На территории объекта исследования, как и на большей части Средневолжского бассейна, природная флора и растительность претерпела интенсивную синантропизацию и как следствие стала антропогенно-трансформированной. Ключевое значение при этом имело развитие сельского хозяйства, сведение лесов и расширение сети транспортных коммуникаций [2-5]. Методика исследования Современная адвентивная фракция флоры бассейна реки Свияги включает 346 видов сосудистых растений, относящихся к 217 родам и 65 семействам. Доля адвентивных видов в представленной флоре составляет около ¼ от всей флоры бассейна реки Свияги - 25,7%, являясь таким образом показателем активно происходящих процессов синантропизации естественного растительного покрова территории [6-8]. Для оценки степени антропогенной трансформации флоры Свияжского бассейна была проанализирована её адвентивная фракция, выделенная на основании многолетних флористических исследований на рассматриваемой территории, а также ботанических сводок по Ульяновской области и Республике Татарстан [9; 10]. Результаты исследования и их обсуждение Современное адвентивное ядро флоры бассейна р. Свияги сформировано в той или иной степени способными к натурализации видами, образующими её устойчивый компонент. Основу стабильного компонента составляют эпекофиты - Ceratocephala falcata (L.) Pers, Consolida regalis S.F. Gray, Glaucium corniculatum (L.) J. Rudolph, Cannabis ruderalis Janisch и др. Всего 139 видов или 40,2% всей адвентивной флоры. Агриоэпекофиты - Saponaria officinalis L., Bunias orientalis L., Salix fragilis L., Parthenocissus inserta (A. Kern.) Fritsch, всего 31 вид (9,2%) и агриофиты (14; 4,2%) - Swida alba (Cornus alba L.), Echinocystis lobata (Michx.) Torr. et Cray., Elaeagnus angustifolia L., Phragmites altissimus (Benth.) Nabille и др. в сумме представленные 183 видами, преимущественно ксенофитами (такими как Acorus calamus L., Eragrostis minor Host., Xanthium albinum (Widd.) H. Scholz и др.), составляющими 53,7% всей адвентивной фракции. Неустойчивый компонент адвентивной фракции флоры формируется за счёт эфемерофитов (91 вид; 27%) и колонофитов (66 видов; 19,4%), в сумме составляющих 157 видов (47% всей адвентивной флоры), представлен такими видами как Eschscholtzia californica Cham., Amaranthus caudatus L., Fagopyrum esculentum Moench, Abutilon theophrasti Medik., Vitis vinifera L. и многими другими. Ксенο-эргазиοфиты - виды с промежуточным типом заноса, составляют небольшую часть изученной флоры адвентикοв (33 вида или 9,5%). Натурализация видов в Свияжском бассейне, подтверждает мнение ряда учёных [11-13], что каждый более глубокий этап вхождения в естественные природные сообщества, представляет все большую трудность, и поэтому на каждом последующем этапе, число натурализовавшихся видов-адвентиков сокращается. Исследование адвентивного ядра флоры по изучению способов заноса показало незначительное преобладание в адвентивной флоре Свияжскοго бассейна видов - ксенοфитов, попавших на исследуемые территории случайно (Lappula patula (Lehm.) Menyharth., Datura stramonium L., Hyoscyamus niger L., Galeopsis bifida Bоеnn., Stachys annua (L.) L., Сoniza canadensis (L.) Cronq. и др.). На их долю приходится 48,0% от общего видового состава адвентивной фракции. Виды, ранее целенаправленно занесенные человеком, составляют 42,3% адвентивной фракции. Постепенно в ходе акклиматизации, у части из них наблюдается дичание с последующим вхождением в состав естественных фитоценозов. Проведенный анализ адвентивной фракции флоры бассейна Свияги по времени заноса показал, что большая часть видов-адвентикοв попала на изучаемую территорию с конца XIX до середины XX века (кенοфиты составляют 70,0% от всех адвентивных видов). Археοфиты - в сумме составляют почти треть видового разнообразия адвентивной фракции флоры, представлены 103 видами, среди которых наиболее часто встречаемые Malus domestica Borkh., Рyrus communis L., Pisum arvense L., Erodium cicutarium (L.) L’Her, Cynoglossum officinale L. Доминирование кенофитов связано с расширением сети транспортных путей, активными процессами роста городских территорий, усилением экономических связей, и, как следствие, прямое увеличение площади антрοпоценозов, становящихся благоприятными плацдармами для внедрения адвентивных видов в биοту. Сходные процессы отмечаются исследователями не только в районах Среднего Поволжья, но и Центральной России [14; 15]. Таким образом, большая часть видов адвентивной фракции флоры проникла на территорию Свияжского бассейна в течение XX века, благодаря расширению коридоров транспортных сетей, увеличению товарооборота между регионами, прокладкой разнообразных транспортных коммуникаций, активной урбанизацией и как следствие - резкая синантропизация растительного покрова. Адвентивные виды при этом занимали преимущественно нарушенные местообитания, но, несмотря на это, в настоящее время являются постоянным элементом флоры. Одним из ключевых показателей стратегии адаптации видов-адвентиков к локальным условиям, является их участие в сложении природных экосистем, отраженное в распределении растений по группам ценоморф различных местообитаниях на территории исследования. Если в аборигенной флоре Свияжского бассейна выделено 11 эколого-ценотических групп с учетом приуроченности видов растений к определённым условиям произрастания, то адвентивные виды, в той или иной степени присутствуют только в 9 из них, что показывает с одной стороны - какие сообщества наиболее благоприятны для натурализации, а с другой - служат показателем их нарушенности и степени антропогенной трансформации (табл. 1). Ряд исследователей отмечают, что натурализация адвентивных видов легче происходит в тех фитоценозах и экосистемах, где снижена конкуренция и вид, как следствие может легко занять пустующие экологические ниши [16-20]. Обзор эколого-фитоценотического спектра закономерно показал - большая часть видов адвентивной флоры бассейна реки Свияги сосредоточено в сорных рудеральных и сегетальных растительных сообществах и группировках (82,1%), что отражает их постоянную возобновляемую нарушенность в результате хозяйственной деятельности человека и из-за этого резко сниженную конкуренцию, позволяющую сорным видам, среди которых преобладают эксплеренты, массово размножаться и быстро занимать подобные антропогенные экотопы. Это прежде всего адвентивные виды-рудералы из родов марь (Сhenopodium), лебеда (Atriplex), верблюдка (Corispermum), спорыш (Polygonum), полынь (Artemisia), костер (Bromus) и др. Вторыми по освоенности адвентивными видами являются природные степные экосистемы (5,6%), где наибольшее количество заносных видов отмечается в типичных степных сообществах (57,1%), что закономерно отражает активную эксплуатацию сохранившихся нераспаханных степей как пастбища. При этом при экстенсивном выпасе скота в степных сообществах постоянно создаются микронарушения, по которым и происходит внедрение адвентивных видов-ксерофитов, таких как бурачок туркестанский (Alyssum turkestanicum Regel et Schmalh.), рогоглавник серповидный (Ceratocephala falcata (L.) Pers.), солянка холмовая (Salsola collina Pall.), мортук восточный (Eremopyrum orientale (L.) Jaub. et Spach.), а по нарушенным песчаным степям - верблюдки Маршалла (Corispermum marschallii Stev.) и верблюдки восточной (Corispermum orientale Lam.). Следующие по значимости экосистемы, которые легко осваивают адвентивные виды, - прибрежно-водные сообщества и группировки (3,5%), среди которых ведущую роль играют пионерные сообщества песчаных отмелей и кос берегов рек, ежегодно обновляющиеся после весеннего паводка. Они в силу природных особенностей отличаются пониженной конкуренцией, что позволяет заносным видам, таким как дурнишник обыкновенный (Xanthium strumarium L.), дурнишник беловатый (Xanthium albinum (Widd.) H. Scholz), мелколепестничек канадский (Сonyza canadensis (L.) Cronq.), ослинник двулетний (Oenothera biennis L.) и ослинник красностебельный (Oenothera rubricaulis Klebahn.) образовывать монодоминантные маловидовые пионерные сообщества на легких прибрежных песчаных субстратах у реки Свияги и широко распространяться по подобным местообитаниям по её притокам. Таблица 1 - Эколого-фитоценотический состав аборигенной и адвентивной фракции флоры бассейна реки Свияги Эколого-фитоценотическая группа Флора бассейна реки Свияги Аборигенная фракция Адвентивная фракция Общая флора абсолютное число видов / доля от общего числа видов, % Лесная 188/19,0 10/2,7 197/14,8 Степная 146/14,9 19/5,6 165/12,5 - собственно степная 75/7,7 11/3,2 86/6,6 - кальцефильно-степная 31/3,1 2/0,6 33/2,5 - псаммофильно-степная 24/2,4 5/1,5 29/2,2 - петрофильно-степная 13/1,3 - 13/1,3 - галофильно-степная 3/0,3 1/0,3 4/0,3 Луговая 126/12,9 7/1,8 131/9,9 Прибрежно-водная 115/11,9 12/3,5 127/9,7 Лесостепная 96/9,7 5/1,0 99/7,5 Полянно-опушечная 98/9,8 8/2,6 107/8,1 Сорная 63/6,4 280/82,1 343/25,8 - сегетальная 14/1,4 40/11,7 54/4,1 - рудеральная 49/5,0 240/70,4 289/21,7 Лугово-степная 55/5,6 4/1,0 58/4,4 Болотная 43/4,5 - 43/3,3 Водная 33/3,3 1/0,3 34/2,6 Лугово-болотная 24/2,4 - 24/1,8 Всего: 987/100 346/100 1334/100 Вывод Реализация адаптивных жизненных стратегий адвентивными видами позволяет им успешно конкурировать с местными видами и расселяться во вторичных ареалах. В бассейне реки Свияги, в большинстве случаев, такое расселение происходит по природным нарушенным степным экосистемам и пионерным прибрежно-водным сообществам, в которых адвентивные виды легко занимают определенную нишу и быстро встраиваются в трофические цепи питания.

About the authors

Daniil Anatolievich Frolov

Ulyanovsk State Pedagogical University


candidate of biological sciences, associate professor of Biology and Chemistry Department, dean of Faculty of Natural Sciences and Geography

References

  1. Растительность Европейской части СССР / ред. С.А. Грибова, Т.И. Исаченко, Е.М. Лавренко. Л.: Наука, 1980. 429 с.
  2. Бурда Р.И. Критерии адаптации региональной флоры к антропогенному влиянию // Изучение биологического разнообразия методами сравнительной флористики: мат-лы IV рабочего совещания по сравнительной флористике. СПб.: СПб. гос. ун-т (НИИХ), 1998. С. 260-272.
  3. Малышева В.Г. Пути и способы формирования адвентивной флоры Калининской области // Флора и растительность южной тайги: межвуз. сб. Калинин: Изд. КГУ, 1988. С. 109-112.
  4. Туганаев В.В., Пузырев А.Н. Гемерофиты Вятско-Камского междуречья. Свердловск: Изд-во Урал. ун-та, 1988. 128 с.
  5. Юрцев Б.А. Флора как природная система // Бюллетень МОИП. Отд. биол. 1982. Т. 87, вып. 4. С. 3-32.
  6. Фролов Д.А. Итоги изучения урбанофлоры бассейна реки Свияги города Ульяновска // Современные проблемы морфологии и репродуктивной биологии семенных растений: мат-лы междунар. конф., посв. памяти Р.Е. Левиной (Ульяновск, 14-16 октября 2008 г.): сб. научных тр. Ульяновск: УлГПУ, 2008. С. 320-327.
  7. Фролов Д.А. Степная флора антропогенно-трансформированных ландшафтов Цильнинского района в бассейне реки Свияги // Природа Симбирского Поволжья: сб. науч. тр. Ульяновск: Издательство «Корпорация технологий продвижения», 2006. Вып. 7. С. 88-94.
  8. Фролов Д.А., Масленников А.В. Конспект флоры бассейна реки Свияги. Ульяновск: Изд-во УлГПУ, 2010. 144 с.
  9. Бакин О.В., Рогова T.В., Ситников А.П. Сосудистые растения Татарстана. Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2000. 496 с.
  10. Благовещенский В.В., Раков Н.С. Конспект флоры высших сосудистых растений Ульяновской области. Ульяновск: Филиал МГУ, 1994. 116 с.
  11. Kornas J. Man's impacturon the flora: processes and affects // Mem. zool. 1982. Vol. 37. P. 11-30.
  12. Березуцкий М.А. Антропогенная трансформация флоры // Ботанический журнал. 1999. Т. 84., № 6. С. 8-19.
  13. Борисова Е.А. Флористическое загрязнение пригородных лесов г. Иваново // Экология. 2006. № 3. С. 168-172.
  14. Борисова Е.А. Адвентивная флора Ивановской области. Иваново: Иван. гос. ун-т, 2007. 188 с.
  15. Папченков В.Г. Растения-вселенцы и их воздействие на мелководные экосистемы бассейна Волги // Проблемы изучения адвентивной и синантропной флоры в регионах СНГ: мат-лы междунар. конф. М.: Бот. сад МГУ, 2003. С. 79-81.
  16. Масленников А.В., Масленникова Л.А. О роли кальцефилов и псаммофилов в формировании адвентивной флоры центральной части Приволжской возвышенности и сопредельных территорий // Проблемы изучения адвентивной и синантропной флоры в регионах СНГ: мат-лы науч. конф. Тула: Гриф и Ко, 2003. С. 66-68.
  17. Масленников А.В., Масленникова Л.А. Флорогенез и возможные пути эволюции кальцефильной и псаммофильной флоры (на примере Приволжской возвышенности) // Любищевские чтения. Современные проблемы эволюции. Ульяновск: УлГПУ, 2004. С. 338-342.
  18. Раменский Л.Г. Избранные работы. Л.: Наука, 1971. 334 с.
  19. Шварц Е.А., Белоновская Е.А., Второв И.П., Морозова О.В. Интродуцированные виды и концепция биоценотический кризисов // Успехи современной биологии. 1993. Т. 113, № 4. С. 387-400.
  20. Виноградова Ю.К. Натурализация, биологические особенности и внутривидовая изменчивость ромашки душистой // Бюллетень Главного ботанического сада РАН. 2001. Вып. 182. С. 7-15.

Statistics

Views

Abstract - 29

PDF (Russian) - 7

Cited-By


PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2019 Frolov D.A.

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