CC BY
44
УДК 581.92 + 502.757
ИНВАЗИОННЫЕ ВИДЫ РАСТЕНИЙ В БАССЕЙНЕ РЕКИ СЫЗРАНКИ
Г. В. Дронин
Институт экологии Волжского бассейна РАН, Тольятти E-mail: [email protected]
В статье приводятся результаты изучения инвазионных растений на территории бассейна р. Сызранки: выявлено 40 видов инвазионных растений, широко распространённых и натурализовавшихся в разной степени. В их числе 5 видов-«трансформеров», 5 чужеродных видов, освоивших естественные и полуестественные сообщества, 18 видов, расселяющихся и натурализующихся по нарушенным местообитаниям, и 13 потенциально инвазионных видов. Наиболее активны и широко распространены в речном бассейне Acer negundo, Bidens frondosa, Echinocystis lobata, Elaeagnus angustifolia и Elodea canadensis, изменяющие облик экосистем.
Ключевые слова: инвазионные виды, натурализация, бассейн реки Сызранки, антропогенные местообитания, растительные сообщества.
Invasive Species of Plants in the Syzranka River Basin G. V. Dronin
The article presents results of a study of invasive plants on the territory of the Syzranka river basin: found 40 species of invasive plants, widespread and naturalized in varying degrees. Among them 5 species-«transformers», 5 alien species, naturalization semi-natural mastered the community, 18 kinds of dispersing and naturalized by disturbed habitats and 13 potentially invasive species. The most active and widely distributed in the river basin Acer negundo, Bidens frondosa, Echinocystis lobata, Elaeagnus angustifolia and Elodea canadensis, changing the face of ecosystems. Key words: invasive species, naturalization, Syzranka river basin, anthropogenic habitats, plant communities.
DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-1-98-102
Введение
Проблема экспансии чужеродных видов растений остро стоит во всём мире. Их внедрение - вторая по значению угроза биологическому разнообразию после разрушения мест обитания [1], а активное расселение и воздействие на аборигенные виды и местные сообщества приводит к флористическому загрязнению территории [2]. Инвазии агрессивных чужеродных видов растений представляют огромную опасность для здоровья населения [3] и несут колоссальный экономический ущерб -по оценкам экспертов, в мировом масштабе он оценивается миллиардами долларов [4].
Изучение биологических инвазий - приоритетное направление современных ботанико-
экологических исследований. В «Стратегическом плане по сохранению биоразнообразия 20112020» [5] поставлена целевая задача № 9 (Aichi Biodiversity Target 9): «К 2020 году инвазионные чужеродные виды и пути их проникновения в естественные сообщества должны быть идентифицированы и подвергнуты ранжированию по степени приоритетности» (пер. с англ. - Г. Д.). Выявление инвазионных видов - актуальная задача изучения региональных флор и значимость этих исследований усиливается в связи с реализацией Глобальной программы по инвазионным видам [6].
Для бассейна реки Сызранки проблема инвазий чужеродных видов растений особенно актуальна, поскольку она обсуждается впервые. К этому ещё надо отнести транспортно-геогра-фическое положение (широтная федеральная автодорога М-5 «Урал» и широтно-меридиональ-ная Куйбышевская железная дорога), создающее благоприятные условия для заноса растений, и сочетание на его территории различных природных комплексов. Для сохранения биоразнообразия и уменьшения негативных последствий инвазий необходима инвентаризация опасных агрессивных видов растений и разработка «Чёрных книг» и инвазионных списков.
Объекты и методы исследований
Река Сызранка - правый приток первого порядка р. Волги. Исток располагается в 4 км к северо-западу от с. Кармалейка Барышского района Ульяновской области на абсолютной высоте 210 м; устье - Саратовское водохранилище у пос. Кашпировка, южнее г. Сызрань Самарской области на уровне 25 м. Длина реки 164,5 км, ширина 30-40 м, глубина 0,3-2,0 м. Водосборный бассейн площадью 5 656 км2 расположен в центральной части Среднего Поволжья в пределах Барышского, Николаевского, Кузоватовского и Новоспасского районов Ульяновской области и Сызранского района Самарской области. Долина р. Сызранки хорошо разработанная, плиоцен -плейстоценового возраста, длиной более 160 км, шириной 10-15 км. Левый склон сложен породами палеогена и верхнего мела, правый - верхне- и
© Дронин Г. В., 2017
нижнемеловыми, отчасти юрскими, отложениями. Склоны асимметричны: левый - пологий и длинный, правый - крутой и короткий; оба сильно расчленены многочисленными овраж-но-балочными системами и речными долинами субмеридионального простирания.
На территории речного бассейна с юго-запада на юго-восток сменяют друг друга три природные зоны, что создаёт большое разнообразие условий для растений-«пришельцев» с разными экологическими требованиями. В западной и северо-западной части бассейна расположен район сосновых и сосново-широколиственных лесов; восточную часть занимают лесостепные территории с преобладанием сосново-дубовых и сосново-липовых лесов с участками степной растительности; к югу и юго-востоку её сменяют луговые и ковыльно-типчаковые степи.
Полевые исследования проводились марш-рутно-рекогносцировочным методом с изучением отдельных локальных флор в 20132015 гг. Обследованы природные сообщества разной степени нарушенности (леса, луга, при-брежно-водная флора и растительность, агро-ценозы и др.) и различные типы антропогенных экотопов (населённые пункты различного статуса, транспортные пути, насыпи железных дорог, обочины автодорог). Особое внимание уделено особо охраняемым природным территориям (Суруловская лесостепь, Акуловская и Ново-лавинская степи) как потенциальным уязвимым местам для инвазии. Критически учтены литературные данные по флоре Сызранского бассейна и материалы гербариев Института экологии Волжского бассейна РАН (РУБ) и Ульяновского государственного педагогического университета (ИРБИ).
При оценке инвазионного компонента флоры опирались на методику, разработанную авторами «Чёрной книги флоры...» [2], и шкалу, ориентированную на оценку уровня агрессивности инвазионных растений и особенностей их распространения [7]. Учтены методические подходы к изучению антропогенно трансформированных флор [8-10].
Результаты и их обсуждение
Из 52 широко распространённых инвазионных видов растений, включённых в «Чёрную книгу флоры.» [2], на территории бассейна р. Сызранки обнаружены 33 вида, различающихся масштабами расселения и ролью в экосистемах. Кроме того, в исследуемой флоре выделено ещё 7 видов, которые также надо рассматривать как инвазионные. Для выявления видового состава инвазионного компонента и его категоризации установлены три основных критерия:
1) характер местообитания (естественное / полуестественное / нарушенное);
2) активность чужеродного вида (внедряется в сообщества активно / не активно, одновидовые заросли образует / не образует);
3) взаимодействие инвазианта с аборигенными видами растений (местные виды вытесняет / не вытесняет).
Используя указанные критерии, выделено 4 группы видов (табл. 1):
1) виды-«трансформеры», активно внедряющиеся в естественные и полуестественные сообщества, изменяющие их облик, нарушающие ценотические и сукцессионные связи, выступающие в качестве доминантов и эдификаторов, формирующие значительные по площади одно-видовые заросли, вытесняющие и препятствующие возобновлению аборигенных видов;
Таблица 1
Список инвазионных видов растений в пределах Сызранского бассейна
Статус Виды растений
1 Acer negundo L., Bidens frondosa L., Echinocystis lobata (Michx.) Torr. et Gray, Elaeagnus angustifolia L., Elodea canadensis Michx.
2 Epilobium ciliatum Rafin., E. pseudorubescens A. Skvorts., Parthenocissus quinquefolia (L.) Planch., Phragmites altissimus (Benth.) Nabille, Typha laxmannii Lepech.
3 Acroptilon repens (L.) DC., Amaranthus albus L., A. retroflexus L., Ambrosia artemisiifolia L., A. trifida L., Atriplex tatarica L., Cardaria draba (L.) Desv., Conyza canadensis (L.) Cronq., Cuscuta campestris Yunck., Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen., Fraxinuspensylvanica Marsh., Heracleum sosnowskyi Manden., Hippophae rhamnoides L., Hordeum jubatum L., Lepidium densiflorum Schrad., Lepidotheca suaveolens (Pursh) Nutt., Oenothera biennis L., Thladiantha dubia Bunge.
4 Acorus calamus L., Anisantha tectorum (L.) Nevski, Reynoutria japonica Houtt., Sorbaria sorbifolia (L.) A. Br., Lupinuspolyphyllus Lindl., Amelanchier spicata (Lam.) C. Koch, Galinsoga ciliata (Rafin.) Blake, G.parviflora Cav., Helianthus tuberosus L., Xanthium albinum (Widd) H. Scholz., Impatiens glandulifera Royle., Sisymbrium volgense Bier. ex Fourn.
2) чужеродные виды, активно внедряющиеся и натурализующиеся в естественные и полуестественные сообщества, не вытесняющие местные виды и не образующие одновидовых зарослей;
3) чужеродные виды, расселяющиеся и натурализующиеся по нарушенным местообитаниям, некоторые из которых в будущем могут внедриться в естественные и полуестественные сообщества;
4) потенциально инвазионные виды, способные к возобновлению в местах заноса.
Первую группу составляют 5 видов растений, освоивших природные местообитания и ставших полноправными членами естественных сообществ - агриофиты Acer negundo, Bidens frondosa, Echinocystis lobata, Elodea canadensis и эпекофит Elaeagnus angustifolia. Это самые активные инвазионные виды, к которым должен быть проявлен повышенный интерес. Однако не все агриофиты, повсеместно встречающиеся в бассейне р. Сызранки, являются инвазионными видами и не включены в «Чёрную книгу флоры...» [2]. К их числу относятся потенциально опасные рудерально-сегетальные сорняки (Berteroa incana (L.) DC., Bunias orientalis L., Capsella bursa-pastoris (L.) Medik., Convolvulus arvensis L., Saponaria officinalis L.) и два вида древесно-кустарниковых растений (Salix euxina I.V. Belyaeva и Sambucus racemosa L.). Особо стоит отметить Sambucus racemosa, внедряющуюся наряду с аборигенными видами (Euonymus verrucosus Scop., Frangula alnus Mill., Rhamnus cathartica L. и др.) в разреженные сосновые лесопосадки, образуя подлесок.
Во вторую группу входят 5 видов растений -Epilobium ciliatum и E. pseudorubescens, а также не включённые в «Чёрную книгу флоры.» [2], но повсеместно внедряющиеся в прибрежно-вод-ные сообщества в бассейне р. Сызранки Parthe-nocissus quinquefolia (активно расселяющегося благодаря орнитохории и вегетативному размножению участками лиан), Phragmites altissimus (расселяющийся благодаря агестохории) и Typha laxmannii (благодаря анемохории и орнитохории).
Третью группу образуют 18 видов растений, активно натурализующихся по нарушенным местообитаниям (см. табл. 1). В эту группу следует отнести карантинные виды растений с небольшими очагами распространения на полях, по мусорным местам и вдоль дорог - Acroptilon repens, Ambrosia trifida, A. artemisiifolia и Cuscuta campestris; два последних вида часто встречаются на территориях старых суконных фабрик. Acroptilon repens находится в Сызранском бассейне на северной границе ареала и его можно
трактовать как аколютофит (идёт расширение ареала к северу за счёт заноса заражённого семенного материала). К тому же этот вид вегетативно подвижен и очень долго сохраняет на большой глубине участки корневищ. Оба вида амброзии, зарегистрированные впервые в области в конце 1960 - начале 1970-х гг., разносятся с засорёнными почвогрунтами и наибольшую опасность представляет Ambrosia trifida, которая в первичном ареале в Северной Америке произрастает по влажным берегам и отмечается в посевах зерновых. В бассейне р. Сызранки наметилась тенденция повторения американского «сценария» распространения этого карантинного вида [11]. Cuscuta campestris только начинает расселяться, и вторичные очаги инвазии находятся вдоль дорог, реже на полях.
Ряд видов во флоре Сызранского бассейна считаются потенциально инвазионными (см. табл. 1, статус 4), так как в неразветвлённой речной сети небольшой густоты нет подходящих экологических условий. Они в настоящее время не представляют особой угрозы для растительного покрова региона и здоровья населения в силу невысокой численности и ограниченного распространения. Каждый из этих видов имеет свои пути распространения в пределах речного бассейна. Так, например, для трудноискорени-мых высокоплодовитых сорных видов Galinsoga ciliata и G. parviflora С. В. Голицын [12] отмечал, что растения распространяются с семенами некоторых декоративных сложноцветных (антропо-хория в виде спейрохории), Amelanchier spicata и Sorbaria sorbifolia - уход из культуры благодаря орнитохориии и анемохории соответственно, а Reynoutriajaponica - «беглец из культуры» путём вегетативного размножения. Lupinus polyphyllus не проявляет агрессии, так как для него нет подходящих экологических условий и он продолжает расселяться только вдоль дорог. Стоит обратить внимание на другого агестохора, в будущем сегетального сорняка Sisymbrium volgense, распространяющегося пока также вдоль дорог.
Инвазионные виды растений встречаются во всех сообществах: в водных (например, Elodea canadensis), прибрежно-водных (Bidens frondosa, Echinocystis lobata и Epilobium ciliatum), лесных (Acer negundo и Oenothera biennis), степных (Elaeagnus angustifolia). У некоторых инвазионных видов проявляется двойной (Elaeagnus angustifolia встречается в луговых и прибрежных сообществах) или тройной (Acer negundo, кроме лесных сообществ, встречается в степных и луговых) сценарий натурализации. Наиболее уязвимыми из естественных сообществ являются при-
брежно-водные. Об этом свидетельствует список инвазионных растений с левого берега р. Сызранки в пределах п.г.т. Новоспасское: Acer negundo, Amaranthus albus, A. retroflexus, Anisantha tectorum, Atriplex tatarica, Bidensfrondosa, Conyza сanadensis, Cyclachaena xanthiifolia, Echinocystis lobata, Elaeagnus angustifolia, Elodea сanadensis, Epilobium ciliatum, Fraxinus pennsylvanica, Lepidium densiflorum и Oenothera biennis.
На основании анализа 51 инвазионного вида растений для Средней России В. К. Тохтарь и Н. В. Мазур [13] выявили характерные черты идеального растения-«колониста», получающего преимущества для вторжения в естественные
Выводы
К настоящему времени на территории бассейна р. Сызранки установлено произрастание 40 инвазионных видов растений, внедряющихся в экосистемы и оказывающих на них различное влияние. Пять видов (см. табл. 1, статус 1) активно внедряются в сообщества и изменяют их облик, вытесняя местные виды растений; ещё пять (статус 2) - внедряются в сообщества, но не вытесняют аборигенные виды; 18 видов (статус 3) расселяются по нарушенным местообитаниям и 13 считаются потенциально инвазионными. В целях предотвращения расселения агрессивных чужеродных видов растений необходимо уделить внимание тем видам, которые в настоящее время только проявляют тенденцию к расселению и не достигли ещё широкого распространения в регионе. В связи с этим необходимы мониторинговые исследования всех категорий инвазионных видов, обращая особое внимание на способы и пути расселения. В перспективе необходимо создать «Чёрную книгу» Самарско-Ульяновского Поволжья [14]; перечень видов, представляющих угрозу для
фитоценозы. Это будут адвентивные виды, являющиеся однолетниками и травянистыми поликарпиками, относящиеся к семейству Asteraceae, безрозеточные, без подземных побегов, терофиты со стержневой корневой системой, мезотрофы, ксеромезофиты и/или эумезофиты североамериканского происхождения.
Между инвазионными видами флоры Средней России и Сызранского бассейна прослеживается определённая корреляция и общность двух флор по этим признакам (табл. 2), так как 41,9 и 48,0% видов из данных списков соответственно имеют черты идеального растения-«колониста».
растительного покрова данного региона, уже составлен в границах Сызранского бассейна.
Благодарности
Автор выражает признательность и благодарность за ценные советы и замечания при обсуждении материалов данной статьи доктору биологических наук, профессору С. В. Сак-сонову и кандидату биологических наук, доценту
H. С. Ракову.
^исок литературы
I. Конвенция о биологическом разнообразии. UNEP/ CBD, 1995. 34 с.
2. ВиноградоваЮ. К., Майоров С. Р., Хорун Л. В. Чёрная книга флоры Средней России : чужеродные виды растений в экосистемах Средней России. М. : ГЕОС, 2010. 512 с.
3. Theoharides A. K., Dukes J. S. Plant invasion across space and time: factors affecting noneindigenous species success during four stages of invasion // New Phytologist. 2007. Vol. 176, № 2. P. 256-273.
4. БорисоваЕ. А. Адвентивная флора Верхневолжского региона : дис. ... д-ра биол. наук. М., 2008. 562 с.
Таблица 2
Сравнительная характеристика списков инвазионных видов растений
Признаки инвазионных видов % от числа инвазионных видов в списке для флоры
Средней России бассейна р. Сызранки
Из семейства Asteraceae 8,0 27,5
Травы 78,7 82,5
Терофиты 43,0 42,5
Ксеромезофиты 37,0 27,5
Североамериканское происхождение 43,0 60,0
Соответствие характерным чертам идеального растения-«колониста» 41,9 48,0
5. Strategic Plan for Biodiversity 2011-2020 including Aichi Biodiversity Targets. URL: https://www.cbd.int/ sp/targets/ (дата обращения: 21.07.2015).
6. McNeely J. A., Mooney H. A., Neville L. E., Schei P., Waage J. K. A Global Strategy on Invasive Alien Species. Switzerland ; Cambridge, UK : IUCN Gland, 2001. 50 p.
7. НотовА. А., Виноградова Ю. К., Майоров С. Р. О проблеме разработки и ведения региональных Чёрных книг // Рос. журн. биол. инвазий. 2010. № 4. С. 54-68.
8. Хорун Л. В. Некоторые вопросы анализа адвентивных флор на примере Тульской области // Флористические исследования в Центральной России на рубеже веков. М. : Изд-во Бот. сада МГУ, 2001. С. 154-156.
9. Smith R. D., Aradottir G. I., Taylor A., Lyal C. Invasive species management - what taxonomic support is needed? Nairobi : Global Invasive Species Programme (GISP), 2008. 44 p.
10. Pysek P., Chytry M., Pergl J., Sádlo J., Wild J. Plant inva-
sions in the Czech Rebublic : current state, introduction dynamics, invasive species and invaded habitats // Preslia (Praha). 2012. Vol. 84. P. 575-629.
11. РаковН. С. Состав, структура и динамика адвентивной флоры Ульяновской области : дис. ... канд. биол. наук. Тольятти, 2012. 239 с.
12. Голицын С. В. К вопросу об антропохорных миграциях растений // Сов. ботаника. 1945. Т. XIII, № 6. С. 19-29.
13. ТохтарьВ. К., МазурН. В. Анализ инвазионных видов России // Науч. ведомости БелГУ Сер. Естественные науки. 2010. № 21 (92), вып. 13. С. 20-23.
14. Раков Н. С., Сенатор С. А., Саксонов С. В. Чужеродные виды - источник сорных растений в Самар-ско-Ульяновском Поволжье // Сорные растения в изменяющемся мире : актуальные вопросы изучения разнообразия, происхождения, эволюции : материалы I междунар. науч. конф. (С.-Петербург, 6-8 декабря 2011 г.). СПб. : ВИР, 2011. С. 272-277.
Образец для цитирования:
Дронин Г. В. Инвазионные виды растений в бассейне реки Сызранки // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2017. Т. 17, вып. 1. С. 98-102. DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-1-98-102.
Cite this article as:
Dronin G. V. Invasive Species of Plants in the Syzranka River Basin. Izv. Saratov Univ. (N. S.), Ser. Chemistry. Biology. Ecology, 2017, vol. 17, iss. 1, pp. 98-102 (in Russian). DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-1-98-102.
