CC BY
120
ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ПОЛЯРНО-АЛЬПИЙСКОГО БОТАНИЧЕСКОГО САДА-ИНСТИТУТА им.Н.А.АВРОРИНА
В.К. Жиров, чл.-корр. РАН; Л.М. Лукьянова, к.б.н.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им Н.А. Аврорина КНЦ РАН
Аннотация
Кратко рассмотрена история создания Ботанического сада и его работа до настоящего времени,
представлены описания коллекций, направлений научной деятельности.
Ключевые слова:
Аврорин, интродукция растений, местная флора, коллекции растений, ботаническая наука.
Abstract
Brief history of Botanical Garden establishment and its work to present time are discussed in the article.
Plant collections, scientific activity trends are described.
Keywords:
Avrorin, plant introduction, aboriginal flora, plant collections, botanical science.
На Кольском п-ове, в южной части Хибинских гор, располагается Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина Кольского научного центра РАН - самый северный (67°38' с.ш.) в России и один из трех садов в мире, находящихся за полярным кругом. В 2011 г. ему исполнится 80 лет.
В 1931 г. в Хибины был направлен выпускник Ленинградского университета,
ботаник и географ Николай Аврорин (доктор биологических наук с 1953 г.) для завершения исследований проф. Сергея Ганешина, трагически погибшего здесь годом раньше. Эту работу НА.Аврорин планировал завершить за один сезон, но задержался в этих краях почти на 30 лет.
Уже в августе того же 1931 г. Н.А.Аврорин представил совещанию руководителей научных отрядов Горной
станции АН СССР, администрации города Хибиногорска и Президиуму АН СССР проект создания Полярно-
альпийского ботанического сада. Идею поддержали видные отечественные ученые, академики - геохимик и минералог Александр Ферсман и ботаник Владимир Комаров. Несмотря на то, что их молодому коллеге было в то время всего 25 лет, намеченные им направления исследований - флора, почвы, физиология и биохимия растений и почвенная микробиология, а в первую очередь интродукция растений - не потеряли своей актуальности до сих пор.
Первоначально Саду отвели около 500 га на берегу оз.Малый Вудъявр, однако затем в 2 км от него была выбрана более удобная и характерная для Хибин площадь в долине Умптэк и на склонах гор Вудъяврчорр и Тахтарвумчорр. В настоящее время его территория занимает 1670 га, из которых 80 представлены парковой частью с питомниками, теплицами и лабораторными помещениями. В 1932 г. к Н.А.Аврорину присоединились другие выпускники Ленинградского университета - Лариса Боброва (Качурина), Михаил Качурин и Авенир Коровкин; позднее - Николай Миняев и Гай Шульц, надолго связавшие свою судьбу с Садом и много сделавшие для его развития.
В первые годы образования Полярно-альпийского ботанического сада было положено начало его уникальным коллекциям, первыми образцами которых стали подаренные Ботаническим институтом АН СССР 26 видов кустарников и более 50 видов трав. Их высадили на небольшие участки, отвоеванные у леса. Экспедиции на Алтай и в Саяны, организованные в 1934-1936 гг., существенно обогатили первые коллекции. Кропотливым трудом первых сотрудников были созданы питомники и проложена сеть троп, в том числе экологическая тропа. Она проходит по склону горы через все местные растительные пояса - северотаежный редкостойный елово-березовый лес (300-350 м над уровнем моря), березовое криволесье, горные кустарничковые и лишайниковые тундры (450-650 м над уровнем моря) - вплоть до каменистых осыпей.
Еще в довоенные годы Сад приобрел широкую известность и признание научного сообщества. В то время его посещали академики Николай Вавилов и Владимир Вернадский, известный ботаник Александр Гроссгейм, другие крупные ученые-организаторы науки. Многие из них снабжали Сад собственными сборами семян.
В годы Великой Отечественной войны Сад был единственным из всех учреждений Кольской базы АН СССР, продолжавшим работу в прифронтовых условиях. Несмотря на трудности военного времени, его сотрудникам удалось сохранить все коллекции и гербарий. На питомниках выращивались необходимые для лечения раненых лекарственные растения. В 1942 г. в химической лаборатории Сада были разработаны методы приготовления витаминизированых соков, сиропов и повидл из местных ягод без применения сахара. Прикомандированный к Саду проф. Андрей Курсанов (впоследствии академик и директор Института физиологии растений АН СССР) с помощью сотрудников Сада и инженеров треста «Апатит») создал технологию получения глюкозной патоки из лишайников. Вскоре было запущено производство патоки, которая использовалась для нужд населения и прифронтовых госпиталей.
После войны, в наиболее трудном 1946 г., благодаря усилиям Н.А.Аврорина советское правительство оказало Саду значительную материальную поддержку, после которой существенно расширилась тематика его исследований и пополнились ряды сотрудников. В 1967 г. Сад получил статус института в составе Кольского филиала АН СССР. В настоящее время Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина (в 2002 г. ему присвоили имя основателя) - комплексное учреждение в составе Кольского научного центра РАН.
На протяжении почти трех десятилетий работами ПАБСИ по интродукции и акклиматизации растений руководил Н.А.Аврорин. С весны 1932 г. при его участии развернулись опыты по переселению флоры из других регионов с целью обогащения ресурсов Крайнего Севера и по введению в культуру местных дикорастущих видов. Это направление и сегодня остается для нас ведущим. Тяжелым трудом нескольких поколений специалистов испытаны десятки тысяч переселенных из различных стран и континентов образцов - более 8000 видов сосудистых растений, в том числе свыше 6500 в открытом грунте. Ныне существующие посадки включают около 1300 видов, в том числе 203 -лекарственных. За каждым экземпляром ведется постоянный контроль.
Коллекции интродуцированных травянистых растений открытого грунта размещены в парковой части Сада. Их окружает естественный древостой, смягчающий влияние нередких для этих мест ветров, одновременно способствующий увеличению снежного покрова, который сохраняется здесь с конца сентября до конца мая - начала июня. Искусственные укрытия в основном не применяются, хотя некоторые с трудом акклиматизирующиеся образцы в течение первых 2-3 лет жизни выращиваются в неотапливаемых застекленных блоках с последующей высадкой в питомники.
Коллекция древесных интродуцентов, расположенная на основной территории, заложена еще в 1930-е гг. Сейчас она насчитывает 399 видов из 31 семейства. Ее уникальность состоит в том, что для многих образцов коллекции Сад представляет собой самое северное место их произрастания: некоторые из них удалены от границ естественных ареалов более чем на 3000 км (обитатели Средней Азии, Камчатки, Приморья и Северной Америки).
С целью моделирования в условиях севера природных ценозов основных типов лесов горного Алтая (светлохвойная, темнохвойная и черневая тайга) в 2004 г. было начато формирование ботанико-географического участка. К 2009 г. высажены и уже успешно прижились более 600 саженцев основных ландшафтнообразующих древесно-кустарниковых видов флоры Западной Сибири - пихты сибирской (Abies sibirica), ели сибирской (Picea obovata), сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica), лиственницы сибирской (Larix sibirica), липы сибирской (Tilia sibirica), таволги дубравнолистной (Spiraea chamaedrifolia), жимолости алтайской (Lonicera altaica) и др. Их высота достигает 120-310 см, а ежегодный прирост составляет у лиственницы - 42 см, у пихты - 36, у сосны - 21 см. Под пологом молодых деревьев посеяны семена травянистых многолетников флоры Алтая.
В 1950-х гг. недалеко от города Апатиты был выделен экспериментальный участок, расположенный на высоте 150 м над уровнем моря. Он отличается менее жесткими, чем в горной части Хибин, климатическими условиями. На этой территории в 1970-1980-х гг. создан дендрарий северных и высокогорных видов.
Немаловажную роль в развитии интродукционного направления исследований и пополнении коллекций играет семенная лаборатория, на протяжении многих лет ведущая обмен с ботаническими садами и дендрариями России, ближнего и дальнего зарубежья, садоводами-любителями. Так, с ботаническим садом и музеем Далем (Берлин) контакты Сада продолжаются с 1931 г., с Национальным музеем естественной истории (Париж) - с 1938 г.
В 1934 г. в первой оранжерее ПАБСИ было посажено всего несколько видов тропических и субтропических растений. Сегодня эта коллекция объединяет 788 видов из 106 семейств на площади около 1800 м2. В их числе «жители» субтропических и тропических лесов, пустынь и полупустынь. Здесь находятся представители папоротников, хвойных, пальм и разнообразных суккулентов. Последние составляют почти 30% фонда. Они отличаются высокой декоративностью, не слишком требовательны к условиям содержания, легко размножаются. Большой интерес представляют виды, внесенные в международную и национальные «Красные книги» - саговник поникающий (Cycas revolute), гингко двулопастное (Gingko biloba), метасеквойя (Metasequoia glyptostroboides) и др. На основе многолетнего изучения тропической флоры сотрудниками Сада-института разработан ассортимент для создания зимних садов в условиях Заполярья.
Краем «мхов и лишайников» назвали Кольский п-ов его первые исследователи. По числу видов (свыше 650) мохообразные немного уступают аборигенным сосудистым растениям (889), а лишайников в Мурманской обл. насчитывается около 1000 видов. Начиная с 1960-х гг. в научных планах института изучение лишайников и мохообразных занимает все более заметные позиции. Расширяется и география исследований. Одной из первых публикаций этого плана стал подготовленный сотрудниками определитель «Лишайники и мхи севера европейской части СССР», за которым последовали монументальная сводка-определитель «Печеночные мхи Севера СССР» и списки мохообразных территории бывшего СССР, России и Северной Америки.
С первых дней существования ПАБСИ проводятся опыты по введению в культуру растений местной флоры. С этой целью в 1937-1939 гг. был заложен специальный питомник, позднее к нему добавилось еще три. В настоящее время здесь содержатся представители 402 видов (из них 91 подлежит охране) из 63 семейств.
Результаты изучения растительности Мурманской обл. обобщены в многочисленных публикациях. Итогом довоенных флористических исследований стала «Флора Хибинских гор», изданная в 1953 г. После Великой Отечественной войны в течение полутора десятилетий коллектив работал над фундаментальным трудом «Флора Мурманской области» (1953-1966). Позднее были опубликованы «Анализ флоры Мурманской области и Карелии» и «Определитель высших растений Мурманской области и Карелии».
С середины 1970-х гг. в Саде-институте проводятся исследования биологических и экологических особенностей популяций редких и полезных сосудистых растений. Итогом этой работы стали три тома «Биологической флоры Мурманской области».
Г ербарий сосудистых растений, основанный Николаем Аврориным в 1939 г., представлен в основном образцами из Мурманской обл. Именно его материалы послужили фундаментом для написания и издания публикаций, упомянутых выше. Коллекция растений постоянно пополняется в ходе многочисленных экспедиций и сегодня
насчитывает свыше 70 тыс. листов. Большую научную ценность представляют и постоянно пополняемые гербарии мхов и лишайников.
Возвращаясь к проблемам интродукции, следует отметить, что ее успех определяется эффективностью процессов адаптации растений-переселенцев к местным экологическим условиям (включая особенности северных почв), которые в подавляющем большинстве случаев являются для них экстремальными. В результате работ почти полувековой продолжительности физиологами была предложена базовая концепция устойчивости многолетних растений в специфических условиях Кольского Заполярья. Ключевым фактором их повреждения является несоответствие естественных ритмов вегетативного развития короткому периоду северного лета. Сокращение, или полная редукция, вследствие этого фазы осеннего старения листьев, в процессе которого происходят гормональные перестройки, необходимые для подготовки к зиме, обусловливает недостаточное ингибирование метаболизма (у деревьев и кустарников - недоразвитие глубокого покоя) в зимнее время и последующее вымерзание. Выяснены биохимические основы функционирования мембранного механизма, ответственного за регуляцию гормонального баланса, определяющего выбор между активной и пассивной адаптационной стратегией растения в экстремальных условиях.
Исследования по экологической физиологии, проводимые в ПАБСИ, ориентированы на изучение фотосинтетической деятельности аборигенов и интродуцентов, формирования продуктивности растений и фитоценозов разного состава в экстремальных условиях Кольской Субарктики.
Биофизические исследования в Институте выделились из физиологических в самостоятельное направление в 1990-х гг. Усилия специалистов сосредоточены на изучении многолетних ритмов роста и развития биологических систем и влияния геофизических факторов, включая изменения солнечной активности и магнитосферы на организмы в условиях высоких широт.
Изучение процессов обмена вещества и энергии в системе «растительность - почва» привело к пониманию основных закономерностей формирования тундровых и лесных биогеоценозов, почвенного покрова в разных природных зонах Северной Фенноскандии. Описаны процессы аккумуляции, сезонной и многолетней динамики основных элементов-биофилов (углерода, азота, фосфора, калия, кальция) в естественных и окультуренных подзолистых почвах, а также определена роль органического вещества в образовании почв и их плодородии.
С 1945 г. микробиологи Сада-института изучают роль микроорганизмов в поддержании устойчивости растительных сообществ, в процессах почвообразования, их способность осуществлять трансформацию и геохимическую миграцию большинства химических элементов в условиях Кольского Севера. В настоящее время микробиологические исследования направлены на выяснение закономерностей биологического связывания азота атмосферы азотфиксирующими микроорганизмами у бобовых, мхов и лишайников.
Борьба с болезнями и вредителями растений особенно актуальна в неблагоприятных условиях Севера. В Институте применяется высокотехнологичный биологический метод защиты декоративных растений защищенного грунта. Энтомологами сформирован блок северных популяций энтомофагов - естественных природных врагов вредителей, способных эффективно контролировать их численность в оранжереях и теплицах. Эти экологически безвредные средства защиты успешно внедряются в тепличные хозяйства Мурманской обл.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт является одним из наиболее известных на Крайнем Севере центров пропаганды естественно-научных знаний. Ежегодно его посещают более 10 тыс. экскурсантов и в нем проводится до 600 экскурсий. Особое внимание уделяется пропаганде охраны окружающей среды и редких видов растений. Совместно с Кандалакшским и Лапландским заповедниками, другими биологическими учреждениями региона опубликовано уже три издания книги «Редкие и нуждающиеся в охране животные и растения Мурманской области». Последние 7 лет территория и лаборатории ПАБСИ служат местом прохождения практик по биологии и экологии студентов многих областных, центральных и зарубежных университетов.
В последние годы в сотрудничестве с Мурманской областной психиатрической больницей в Саде-институте развивается новое перспективное направление - терапевтическое садоводство (гарденотерапия), получившее широкое распространение в зарубежных, но почти не затронувшее отечественные ботанические сады. В его основе лежит идея о том, что общение с растительным миром через активное (в наиболее простом случае - это труд садовода) и пассивное (созерцание определенных растительных форм и ландшафтов) взаимодействие может использоваться в качестве средства профилактики и лечения нервных и психических заболеваний, а также в целях социальной адаптации.
В своем проекте Полярного сада Николай Аврорин еще в 1931 г. предусмотрел создание музея, но он был организован лишь в августе 2001 г. Современная музейная экспозиция состоит из стендов и витрин, где в хронологической последовательности помещены документы, фотографии и экспонаты, посвященные отдельным этапам становления Института, его руководителям, научно-исследовательским отделам и лабораториям, наиболее интересным практическим работам, многочисленным экспедициям.
Значение Полярно-альпийского ботанического сада-института - старейшего института Российской академии наук на Кольском п-ове - не ограничивается чисто академическими задачами фундаментальных исследований. Выполняя их со времени своего создания, Сад никогда не уходил от насущных практических проблем своих земляков -жителей Мурманской обл. и заслужил их любовь и уважение. Это помогло ему преодолеть самые сложные этапы своей жизни в 40-е и 90-е годы минувшего столетия. И сейчас, в преддверии своего 80-летия, Полярно-альпийский сад-институт остается верен своим традициям, находясь на переднем крае фундаментальной науки региона и важнейших социальных проблем его жителей.
