Invasive species of Asteraceae family in Kursk flora

Full Text

Введение

Инвазионные виды – часть заносного или адвентивного элемента флоры, отличающегося агрессивностью и способностью интенсивно распространяться, а также внедряться в различные типы ценозов, в том числе и естественные, их занос на определенную территорию является результатом прямой или косвенной деятельности человека [1–5].

В настоящее время инвазия чужеродных видов – серьезная экологическая проблема во всем мире, которая приводит к значительным потерям биологического разнообразия и способна наносить значительный экономический ущерб, так как инвазионные растения могут являться злостными сорняками полей, садов и огородов [6; 7], а также представлять опасность для здоровья людей, вызывая аллергические заболевания [1].

Своевременное выявление новых видов и выяснение их вклада в региональные флоры является актуальной задачей, поскольку на данный момент не существует каких-либо способов остановить агрессивные чужеродные виды, которые на новой родине сформировали широкие ареалы и успешно обосновались [1; 8; 9]. По прогнозам ученых, в ближайшем будущем произойдет увеличение биологических инвазий [10].

Город Курск – промышленный и административный центр Курской области. Площадь города составляет около 190 км², численность населения – 430 тыс. человек. Территория Курска относится к лесостепной зоне Среднерусской возвышенности, подзоне типичной лесостепи. Климат умеренно континентальный с умеренно холодной зимой и жарким летом [11].

Город Курск отличается сильной степенью антропогенной трансформации флоры, так как активное преобразование территории усиливается в последние годы, что способствует внедрению и активному расселению инвазионных видов.

В Европе представители заносной флоры преобладают во многих крупных семействах, самое высокое их число отмечено в Asteraceae (692 чужеродных представителя), Роасеае (597), Rosaceae (363), Fabaceae (подсемейство Leguminosae) (323) и Brassicaceae (247). Эти семейства имеют тенденцию к сорничанию, а в умеренных областях отличаются значительным числом видов.

Во флоре Средней России отмечено 52 инвазионных вида [12], из них 25% – виды семейства Asteraceae. Во флоре города Курска зарегистрировано 43 вида, Asteraceae в количественном отношении составляют – 21% [13]. Наиболее распространенные злостные инвазионные виды во флоре города Курска – циклахена дурнишниколистная (Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen) и дурнишник эльбский (Xanthium albinum (Widd.) Н. Scholz).

Контроль за состоянием популяций адвентивных видов имеет важное значение для оценки общего состояния нарушенности городских фитоценозов, так как именно на данных местообитаниях складываются подходящие условия для внедрения этих видов [14], и способствует выработке оптимальной стратегии по борьбе с ними.

Целью исследования было изучение биологических особенностей некоторых инвазионных видов семейства Asteraceae во флоре города Курска.

Объект и методика исследований

Изучение инвазионных видов растений проводилось нами маршрутным методом и методом описаний пробных площадей. Описания проводились на площадках в 1 м².

На каждой площади описания подсчитывалось количество генеративных и вегетативных побегов и высота растений, указывалось в процентах общее проективное покрытие травяного яруса и, при наличии, мохового. Изучались литературные источники по адвентивной флоре г. Курска и Курской области и гербарный материал [13; 15].

Описания проводились в следующих пунктах города Курска: урочища «Боева дача», «Монастырская балка», окрестности поселка Заря. Отдельные виды растений гербаризировались, гербарные образцы передавались в гербарий Курского государственного университета (KURSK).

Результаты исследования и их обсуждение

Дурнишник эльбский (Xanthium albinum (Widd.) Н. Scholz), представитель семейства Asteraceae – американское растение, широко распространенное в Северной, Центральной и Южной Америке. Полагают, что естественный ареал дурнишника приурочен к Центральной или Южной Америке, откуда он расселился сначала по Америке, а затем по странам Старого Света [16]. В настоящее время дурнишник широко распространен на территории средней полосы России, его проникновение произошло из вторичного ареала в Западной или Центральной Европе, а затем этот вид расселялся без прямого вмешательства человека.

Соплодия дурнишника хорошо адаптированы к разнообразным способам расселения [17].

Популяции дурнишника изучались нами соответственно в окрестностях поселка Заря и в урочище «Монастырская балка». Для каждого изучаемого параметра были определены минимальные, максимальные и средние показатели.

Нами выявлено, что на территории поселка Заря в популяциях дурнишника количество особей на 1 м² составляет от 30 до 50, среднее число особей на 1 м² – 35,6 ± 2,25 (V = 13%). Высота особей колеблется от 70 до 100 см при средней высоте 84,1 ± 2,81 (V = 7%). Проективное покрытие – 76,4 ± 1,20 (V = 3%).

На территории урочища «Монастырская балка» число особей колеблется от 43 до 51, среднее число особей – 47,7 ± 1,10 (V = 5%). Высота особей от 51 до 68 см, средняя высота соответственно 59,3 ± 2,71 (V = 10%). Проективное покрытие – 73,1 ± 1,20 (V = 4%).

Из сравнительной диаграммы видно, что в зависимости от угодья наблюдается разница в количестве побегов и высоте растений (рис. 1).

Рисунок 1 – Количественные характеристики популяций Xanthium albinum на территории города Курска

Статистическая обработка полученных результатов позволила определить факторы, влияющие на изучаемые параметры в рассматриваемых угодьях в течение изучаемого периода. В результате корреляционного анализа была установлена прямая высокая взаимосвязь между угодьем и количеством особей на метре квадратном (r = 0,8). Высота растений также зависела от вида угодья (r = 0,9).

На территории поселка Заря дурнишник произрастает вдоль проезжей автомагистрали на открытом солнечном пространстве, в связи с чем высота растений больше. На территории урочища «Монастырская балка» в настоящее время строится новый район, содержание в почве различных питательных элементов для растения изменено, почва является более пригодной для произрастания данного агрессивно распространяющегося вида растения, сопровождающего человека. Помимо него рядом с местом исследования располагается небольшая аллея тополей – соответственно, растения не получали нужного количества света, что привело к снижению их роста.

Инвазионные виды могут влиять и на здоровье человека, например Cyclachaena xanthiifolia – аллергенный вид, причина массовых поллинозов, в том числе с тяжелыми астматическими проявлениями. В городах с большой концентрацией вредных производств такой дополнительный неблагоприятный фактор может нанести серьезный урон здоровью населения [1].

Циклахена дурнишниколистная Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.). Семейство Asteraceae. Циклахена на сегодняшний день натурализовалась на сегетальных и рудеральных местах, прочно прижилась и в изобилии встречается в палисадниках, огородах, на пустырях и т.п., иногда покрывая сплошь значительные пространства и образуя местами заросли значительно выше человеческого роста. Вид природной флоры североамериканских прерий. Занесен на все континенты [18].

Для территории Курской области в сводках XIX – начала XX века циклахена не указана. Первые достоверные сборы известны с территории Стрелецкого участка Центрально-Черноземного заповедника: «Дедов лес, близ кордона, 1949 г., Г.П. Чувилин» [19]. Сейчас произрастает во всех районах Курской области и города Курска часто массово [13].

В городе Курске мы обнаружили циклахену в окрестностях лесопарка «Боева дача» и поселке Заря. Из диаграммы видно, что эти местообитания значительно различаются по числу особей (рис. 2).

Рисунок 2 – Количественные характеристики популяций Cyclachaena xanthiifolia на территории города Курска

Это объясняется совокупностью природных и антропогенных факторов. На территории урочища «Боева дача» изученная популяция находится вблизи жилых построек на опушке зарослей древесных растений на эродированном склоне. Условия для развития циклахены менее благоприятные, отрицательную роль играет затенение. Соответственно число особей на 1 м² – 22,5 ± 0,92 (V = 9%) при средней высоте 174,2 ± 0,89 (V = 1%) и проективном покрытии 78,5 ± 1,38 (V = 4%).

В поселке Заря популяции циклахены находятся на открытом пространстве, где она находит для себя оптимальные условия для развития и размножения, имеет высокую конкурентную мощность и развивается в большом количестве особей – 98,0 ± 1,41 (V = 3%) на 1 м² при средней высоте 190,3 ± 4,71 (V = 5%) и проективном покрытии 97,2 ± 2,23 (V = 5%).

Установлена тесная взаимосвязь изучаемых параметров в зависимости от угодья: проективного покрытия (r = 0,9), числа особей (r = 0,9) и высоты растений (r = 0,7).

Антропогенное воздействие приводит к обеднению биологического разнообразия, которое сопровождается снижением устойчивости растительного покрова, искусственным обеднением флоры, а также к внедрению в естественную растительность инвазионных видов, которые являются очень агрессивными и быстро распространяемыми [20].

Выводы

Изученные нами виды являются широко распространенными на территории города Курска, заселяют различные типы местообитаний и проявляют тенденцию к дальнейшему расселению по территории.

1. На территории города Курска в постоянно нарушаемых рудеральных сообществах (урочища «Монастырская балка», «Боева дача» и поселок Заря) инвазионные виды – Xanthium albinum и Cyclachaena xanthiifolia широко распространены. Характеризуются высокими показателями числа особей и проективного покрытия, что объясняется значительным антропогенным преобразованием данной территории: районы активной застройки, открытые местообитания (обочина дорог, пустырь), а также высокой конкурентоспособностью данных видов, которые могут осваивать различные типы местообитаний.
2. Популяции дурнишника эльбского в различных условиях произрастания проявляют значимые различия в числе особей и высоте растений. В популяциях циклахены дурнишниколистной колебания наблюдались в числе особей на 1 м² (от 23 до 98).
3. Изученные популяции инвазионных видов отличаются высокой корреляционной зависимостью между типом местообитания и популяционными показателями, такими как число особей, их высота и проективное покрытие.

Информация о натурализации чужеродных видов на территории города Курска поможет сформировать перечень видов растений, требующих первоочередного изучения и мониторинга в целях предотвращения биологических инвазий. Полученные материалы позволяют оценить последствия внедрения инвазионных видов в растительные сообщества и дают научную основу для разработки стратегии мониторинга и охраны растительных сообществ, что будет в целом способствовать сохранению биологического разнообразия.

About the authors

Olga Vyacheslavovna Nagornaya

Author for correspondence.
Email: nagornayaov@yandex.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Ecology, Horticulture and Plant Protection Department

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Figure 1 - Quantitative characteristics of Xanthium albinum populations in the city of Kursk

Download (24KB)

Indexing metadata

3. Figure 2 - Quantitative characteristics of Cyclachaena xanthiifolia populations in the city of Kursk

Download (28KB)

Indexing metadata