Особенности распространения инвазионных и потенциально инвазионных видов растений на территории города Иваново

Полный текст

Введение

В современной динамике биоты антропогенный фактор становится определяющим во всех регионах [1]. Антропогенное влияние достигло уровня, когда выявляемые тренды изменений необратимы, происходят трансформация ландшафта, повсеместное формирование новых местообитаний и антропогенных модификаций экосистем с редуцированным составом, инвазии чужеродных видов, филоценогенетические перестройки региональных сукцессионных систем [2]. Заносу и распространению чужеродных видов растений, прежде всего, способствуют стремительные темпы урбанизации, развитие транспортных потоков. Поэтому наиболее активно процессы заноса видов и внедрения их во флоры происходят на территориях городов.

Исследования флоры и растительности городов, оценка чужеродных видов в их составе и структуре активно проводятся в нашей стране [3–11]. Особое значение для экосистем города принадлежит инвазионным и потенциально инвазионным видам растений, которые успешно натурализовались, конкурируют и вытесняют виды местной флоры, встречаются крупными зарослями, активно распространяются по территории. Они могут кардинально изменить структуру и функционирование экосистем города, нарушить их стабильность, многие виды могут оказывать негативное влияние на здоровье жителей городов и обострять экологические проблемы.

Выявление наиболее опасных и агрессивных инвазионных видов важно для рекомендаций, направленных на снижение негативных последствий и оптимизацию городской среды в целом.

Город Иваново (до 1932 г. Иваново-Вознесенск) – областной центр Ивановской области, крупный промышленный город Европейской России. Его площадь в административных границах составляет 104,84 км²; численность населения, по данным областного статистического комитета в 2023 г. составляет 309,2 тыс. человек.

Флора города Иванова богата чужеродными видами, которые заносятся различными способами. Всего к 2024 г. на территории города было отмечено 382 чужеродных видов растений, относящихся к 56 семействам и 226 родам [12]. На основе исследований 2019–2024 гг. среди чужеродных видов выделена группа инвазионных и потенциально инвазионных растений, насчитывающая 112 видов, из которых 54 вида были отмечены в природных экотопах города [13].

Целью данной работы явилось изучение особенностей распространения инвазионных и потенциально инвазионных видов растений по территории города Иваново с использованием метода сеточного картирования.

Материалы и методы исследований

Для объективной оценки распространения инвазионных видов по территории города применялся метод сеточного картирования, который активно используется во флористических исследованиях в последние годы [13–17]. Существенным преимуществом данного метода является то, что покрытие территории сеткой квадратов позволяет равномерно охватить всю территорию города и объективно оценить распространение каждого вида. В качестве картографической основы для схемы сеточного картирования г. Иваново была принята цифровая карта СДВ масштаба 1 : 10 000 использованы ортофотопланы в местной системе координат МСК-37, всего площадь города была разбита на 101 квадрат, площадь каждого квадрата – 1,0 км² [18].

Все квадраты обследовались маршрутным методом. В ходе маршрутов составлялись флористические списки, делались фотографии экотопов с участием инвазионных видов и фотографии самих видов. Для каждого инвазионного и потенциально инвазионного вида отмечались фенологическая фаза, жизненная форма, общее жизненное состояние, экотопологическая приуроченность. Некоторые экземпляры растений гербаризировались, собранные гербарные образцы хранятся в гербарии Ивановского государственного университета (IVGU). Латинские названия сосудистых растений приводятся в соответствии с последней флористической сводкой по средней России [19] и Ивановской области [20]. Собранная в ходе полевых исследований информация была по видам растений обработана с использованием инструментов полнофункциональной геоинформационной системы QuantumGIS (QGIS).

Для оценки общего распространения инвазионных и потенциально инвазионных видов по территории города на основе метода сеточного картирования г. Иваново применяется разработанная авторами 4-балльная шкала: 1 балл – вид встречается редко (отмечен в 1–10 квадратах); 2 балла – вид встречается изредка (отмечен в 11–30 квадратов); 3 балла – вид встречается часто (отмечен в 31–70 квадратах); 4 балла – вид встречается очень часто (отмечен в 71–101 квадратах).

Для определения категории инвазионного статуса видов использовалась ставшая традиционной методика с выделением 4-х статусов [21]: статус 1 – виды – трансформеры, которые активно внедряются в природные сообщества, формируют крупные заросли, успешно конкурируют и вытесняют аборигенные виды, нарушают сукцессионные связи, изменяя структуру и функционирование экосистем; статус 2 – виды, активно расселяющиеся и натурализующиеся в нарушенных, полуестественных и естественных местообитаниях; статус 3 – виды, расселяющиеся и натурализующиеся в нарушенных местообитаниях; статус 4 – потенциально инвазионные виды.

Результаты исследований и их обсуждение

В результате исследований в составе чужеродного компонента флоры г. Иваново было выделено 112 инвазионных и потенциально инвазионных видов растений. Для каждого из видов была составлена карта распространения по территории г. Иваново, сделанная на основе метода сеточного картирования.

Распределение инвазионных и потенциально инвазионных видов по территории города в соответствии с особенностями их распространения приводится на рисунке 1. К группе широко распространенных видов, которые встречаются в 71–100 квадратах, относятся всего 4 вида, они успешно освоили различные антропогенные экотопы, а также внедрились в естественные сообщества на территории города. Среди них 3 вида (Acer negundo, Amelanchier spicata, Fraxinus pennsylvanica) относятся к трансформерам (инвазионный статус 1), они формируют крупные заросли, монодоминантные сообщества, вытесняют виды местной флоры (рис. 2). Например, Fraxinus pennsylvanica часто встречается в подлеске городских лесов, группами различной площади распространен по берегам рек (Уводи, Талки, Харинки) в различных частях города, хорошо расселяется семенами; разновозрастные сеянцы отмечены в щелевых экотопах, вдоль железнодорожных путей, на пустырях и других местообитаниях. Всего данный вид был зарегистрирован в городе в 97 квадратах (рис. 3).

 

Рисунок 1 – Распределение инвазионных и потенциально инвазионных видов растений в соответствии с особенностями распространения по территории г. Иваново

 

Рисунок 2 – Распределение инвазионных и потенциально инвазионных видов растений в соответствии с особенностями распространения и инвазионным статусом

 

Рисунок 3 – Распространение Fraxinus pennsylvanica

 

Erigeron canadensis преимущественно освоил различные типы антропогенных экотопов. Он формирует крупные группировки на железнодорожных местообитаниях, пустырях, строительных участках, встречается вдоль шоссейных дорог, обычен как сорняк в газонах, цветниках, отмечен также в нарушенных лесах, по берегам рек. Распространение Erigeron canadensis в г. Иваново представлено на рис. 4.

 

Рисунок 4 – Распространение Erigeron Canadensis

 

Часто на территории города встречаются 43 вида (38,4%), они были отмечены в 31–70 квадратах. Из них 6 видов (Bidens frondosa, Heracleum sosnowskyi, Impatiens glandulifera, I. parviflora, Solidago canadensis, S. gigantea) относятся к трансформерам (рис. 2). Например, Heracleum sosnowskyi отмечен в 58 квадратах (рис. 5), он часто встречается вдоль шоссейных дорог, особенно крупные группировки образует на окраинах города, на пустырях, отмечен в оврагах, на склонах берегов рек, внедрился в городские леса различного состава. 15 видов этой группы имеют инвазионный статус 2 (Epilobium adenocaulon, E. pseudorubescens, Erigeron annuus, Juncus tenuis, Hippophae rhamnoides, Lupinus polyphyllus, Reynoutria × bohemica, Sambucus racemosa и др.), они часто встречаются в естественных и полуестественных сообществах, а также различных типах антропогенных экотопов. Например, Lupinus polyphyllus обычно образует группы на пустырях, часто встречается по обочинам шоссейных дорог, на железнодорожных насыпях, по берегам рек, реже – в лесах, зарослях кустарников. Всего он зарегистрирован в 66 квадратах (рис. 6). 12 видов распространены преимущественно в антропогенных экотопах (инвазионный статус 3), например, Galinsoga сiliata, G. parviflora, Lactuca serriola, Oenothera rubricaulis, Puccinellia distans, Symphytum caucasicum и др.

 

Рисунок 5 – Распространение Heracleum sosnowskyi

 

Рисунок 6 – Распространение Lupinus polyphyllus

 

Многочисленно представлена группа инвазионных видов, которые встречаются изредка, были отмечены в 11–30 квадратах. Всего их насчитывается 38 видов (33,9%). Большинство среди них распространены в нарушенных экотопах и относятся к потенциально инвазионным (Ambrosia artemisiifolia, Anisantha tectorum, Astragalus cicer, Papaver rhoeas, Sisymbrium volgense и др.). Только 9 видов освоили природные сообщества (Agropyron cristatum, Aquilegia vulgaris, Hieracium murorum, Lolium perenne, Mentha longifolia, Medicago × varia, Parthenocissus inserta, Phragmites altissimus, Viola odorata и др.). Например, Phragmites altissimus распространен по берегам р. Уводи в районе ТЭЦ-2 [22], в 2022 г. отмеченна крупная группа вдоль канавы у железнодорожной станции Сортировочная. Aquilegia vulgaris, Hieracium murorum, Viola odorata спорадически встречаются в городских лесах, реже на придорожных луговинах, сбитых газонах, пустырях.

27 видов инвазионных растений встречаются редко, они были отмечены в 1–10 квадратах. Из них только 6 видов закрепились в природных сообществах (Crataegus monogyna, Hemerocallis fulva, Malus baccata, Telekia speciosa, Thladiantha dubia и др.). Например, Malus baccata отмечена в лесах в парке им. Степанова, по берегам р. Уводи, р. Харинки, всего известна в 8 квадратах (рис. 7). Большинство видов этой группы встречается в нарушенных экотопах. Среди них наибольший интерес представляет Chaerophyllum temulum, впервые отмеченный в г. Иваново в 2017 г. [23], активно распространился в северо-западной части города по обочинам дорог, сбитым газонам и пустырям у жилья и Phleum paniculatum – вид, активно расселяющийся по железнодорожным местообитаниям города, образующий крупные заросли, но пока известен всего в 2 квадратах (рис. 8).

 

Рисунок 7 – Распространение Malus baccata

 

Рисунок 8 – Распространение Phleum paniculatum

 

Изучение распространения инвазионных и потенциально инвазионных видов в черте города важно продолжить. Это необходимо для выявления общих тенденций динамики, трендов распространения и разработки эффективного контроля за их расселением. Это важно, учитывая, что одной из мировых тенденций развития городов является максимальное сохранение природного разнообразия и повышение роли естественных растительных сообществ [24].

Заключение

Таким образом, на основе метода сеточного картирования было установлено, что по территории города Иваново выявленные 112 инвазионные и потенциально инвазионные виды распространены неравномерно. К группе широко распространенных видов, которые встречаются в 71–100 квадратах, относятся всего 4 вида (Acer negundo, Amelanchier spicata, Erigeron canadensis, Fraxinus pennsylvanica). 43 вида встречаются часто (в 31–70 квадратах), 38 видов – изредка (в 11–30 квадратах), 27 видов – редко (в 1–10 квадратах). Выявлены наиболее опасные для экосистем города инвазионные виды, которые отнесенные к трансформерам (всего 9 видов). В природные сообщества, сохранившиеся в городской черте, внедрились 54 вида, больше половины из которых широко распространены (встречаются более чем в 30 квадратах).

Изучение характера распространения инвазионных и потенциально инвазионных видов растений в г. Иваново следует продолжить. Это необходимо для выявления общих тенденций динамики, трендов распространения и разработки эффективного контроля за их расселением.

Об авторах

Жанна Михайловна Дмитриева

Ивановский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: dzhanna1375@gmail.com

старший преподаватель кафедры гистологии, цитологии, эмбриологии

Россия, г. Иваново

Елена Анатольевна Борисова

Ивановский государственный университет

Email: floraea@mail.ru

доктор биологических наук, доцент, заведующий кафедрой биологии

Россия, г. Иваново

Дмитрий Сергеевич Марков

Ивановский государственный университет

Email: sgpu@mail.ru

кандидат географических наук, доцент кафедры истории, географии и экологии; Шуйский филиал

Россия, г. Шуя, Ивановская область

Список литературы

Дополнительные файлы