CC BY
14
Научная статья
УДК 581.524.2-271.171 (470.54-25) doi: 10.37670/2073-0853-2022-95-3-96-100
Внедрение лекарственного вида Caragana arborescens Lam. в лесопарковую зону Екатеринбурга
Елена Александровна Тишкина12
1 Ботанический сад Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Россия
2 Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия
Аннотация. Изучено активное распространение Caragana arborescens (караганы древовидной) в лесном парке г. Екатеринбурга. Выявлена эколого-ценотическая приуроченность внедрения караганы древовидной в зависимости от типа леса, возраста насаждения и полноты древостоя. При изучении 6 фрагментов местообитаний караганы были установлены виталитетная, популяционная и онтогенетическая структуры. Исследованные местообитания являются нормальными неполночленными, но способными к самоподдержанию. Выделены два периода - прегенеративный и генеративный и шесть онтогенетических состояний. Практически все местообитания являются молодыми с одновершинным левосторонним спектром. На основе комплексного анализа установлено, что экологической нишей для караганы являются сосняки разнотравные, что подтверждают таксационные данные. Проведённые исследования показывают выраженное внедрение чужеродного лекарственного вида в лесные парки и его значительный инвазионный потенциал. Мониторинг за состоянием натурализовавшегося вида представляет научный интерес с точки зрения получения достоверных сведений о его фитоценотической стратегии в новом сообществе и месте в структуре коренных сообществ.
Ключевые слова: Caragana arborescens, местообитания, онтогенез, морфологические параметры, ви-талитетный спектр.
Для цитирования: Тишкина Е.А. Внедрение лекарственного вида Caragana arborescens Lam. в лесопарковую зону Екатеринбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 96 - 100. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-96-100.
Original article
The introduction of the medicinal species Caragana arborescens Lam. to the forest park zone of Yekaterinburg
Elena A. Tishkina12
1 Institute Botanic Garden, Russian Academy of Sciences, Ural Branch, Yekaterinburg, Russia
2 Ural State Forest Engineering University, Yekaterinburg, Russia
Abstract. The active distribution of Caragana arborescens (tree caragana) in the forest park of Yekaterinburg was studied. The ecological and coenotic confinement of the introduction of caragana arborescens depending on the type of forest, the age of the plantation and the density of the forest stand was revealed. When studying 6 fragments of habitats of Caragana, vitality, population and ontogenetic structures were established. The studied habitats are normal incomplete, but capable of self-maintenance. Two periods are distinguished - pregenerative and generative, and six ontogenetic states. Almost all habitats are young with a unimodal left-sided spectrum. On the basis of a comprehensive analysis, it was found that mixed herb pine forests are an ecological niche for Caragana, which is confirmed by taxation data. The above studies show a pronounced introduction of an alien medicinal species into forest parks and its significant invasive potential. Monitoring the state of a naturalized species is of scientific interest in terms of obtaining reliable information about its phytocenotic strategy in a new community and its place in the structure of indigenous communities.
Keywords: Caragana arborescens, habitats, ontogenesis, morphological parameters, vitality spectrum.
For citation: The introduction of the medicinal species Caragana arborescens Lam. to the forest park zone of Yekaterinburg. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 95(3): 96-100. (In Russ.). https://doi. org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-96-100.
Карагана древовидная (Caragana arborescens Lam.) известна как декоративная культура и кормовое растение в естественных условиях произрастания [1 - 3]. Она издавна используется в народной медицине для получения средств, обладающих противовоспалительным, антибактериальным, гепатопротекторным и гипогликемическим действием при самых разнообразных заболеваниях [4]. В Екатеринбурге Caragana arborescens широко использовалась в культуре благодаря устойчивости к засухе
и техногенным условиям, а также высокой зимостойкости [5].
Цель исследования - сравнительный анализ внедрения караганы древовидной и оценка её состояния в лесопарке им. Лесоводов России г. Екатеринбурга.
Материал и методы. Исследование выполнено в шести местообитаниях караганы древовидной в лесопарке им. Лесоводов России (56°48'16'' N 60°40'14'' Е) в вегетационный период 2021 года (табл. 1). Для оценки фрагмента
местообитаний (ФМ) использовали стандартные методики [6 - 11]. Комплексный анализ состояния изучали на основе онтогенетической, популяци-онной и виталитетной структуры [12, 13].
Результаты и обсуждение. Карагана древовидная произрастает в 14 лесопарках из 15 на площади 370,7 га (по данным таксационных материалов за 2018 г.). Именно в лесопарке им. Лесоводов России она имеет максимальную площадь (98,6 га) из всех лесопарков Екатеринбурга (рис. 1). Предпочитает внедряться в сосняки ягодниковые (67,3 %) и разнотравные (32,7 %) в высокобонитетные насаждения (42,2 %) при полноте древостоя 0,6 (65,6 %).
Рис. 1 - Распространение караганы древовидной в лесопарке им. Лесоводов России
Плотность местообитаний варьирует от 244 до 1433 шт/га. Максимальная численность установлена в березняке разнотравном при сомкнутости древесного полога 0,6 (1433 особи). Несмотря на низкие показатели плотности караганы на лугу разнотравном, морфологические параметры, такие, как высота, площадь проекции и объём кроны, имеют высокие значения. Чем выше сомкнутость древесного полога, тем больше численность особей в местообитании (г = 0,86, Р < 0,05). С увеличением возраста особей уменьшается их плотность (г = -0,67, Р < 0,05). Наблюдается тесная корреляция морфологических параметров с возрастными состояниями. В онтогенезе караганы выделены два периода — прегенеративный и генеративный (рис. 2) и шесть онтогенетических состояний (табл. 2).
Во всех местообитаниях установлен одновершинный левосторонний спектр. Доминируют прегенеративные особи — от 53,4 до 90 %: юве-нильные — до 36,4 %, имматурные — от 3,4 до 36,7 %, виргинильные — от 13,2 до 60 %, доля генеративной фракции варьирует от 10 до 46,6 %. Все местообитания по классификации Л.А. Жи-вотовского [8] относятся к молодым, кроме ФМ 3 - зреющая (рис. 3). Высокие значения индексов восстановления и замещения (от 1,1 до 9 особей) подтверждают то, что карагана достигла хорошей возобновительной способности.
Виталитетная структура фрагментов местообитаний представлена: здоровыми растениями — от 3,4 до 83,3 %, ослабленными — от 13,3 до 87,2 % и сильно повреждёнными — от 3,4 до 83,3 %, в соответствии с этим индекс
1. Характерные особенности местообитаний Caragana arborescens
Номер фрагмента местообитаний Характеристика местообитания Фрагменты местообитаний
общая плотность, экз/га индекс виталите-та, % морфометрические показатели онтогенетические параметры
тип леса или растительное сообщество древостой высота, м площадь проекции кроны, м2 объём кроны, м3 инде ксы
состав сомкнутость древесного полога возрастности эффективности восстановления замещения
Лесопарк им. Лесоводов России
1 Березняк разнотравный 5Б5Ос 0,6 1433 77 1,41 ± 0,19 0,91 ± 0,53 1,03 ± 0,74 0,12 0,39 9 9
2 Березняк разнотравный 5Б3Д2С 0,5 566 70 1,25 ± 0,12 0,46 ± 0,11 0,28 ± 0,07 0,13 0,43 5 5
3 Луг разнотравный - - 244 70 1,94 ± 0,14 1,34 ± 0,24 1,17 ± 0,25 0,24 0,63 1,1 1,1
4 Сосняк разнотравный 7Б3С 0,7 1366 86 1,29 ± 0,17 0,75 ± 0,64 0,99 ± 0,88 0,16 0,44 2,3 2,3
5 Сосняк разнотравный 10С 0,7 1288 94 1,34 ± 0,19 0,37 ± 0,11 0,28 ± 0,11 0,13 0,38 6,5 6,5
6 Липняк разнотравный 5Лп3С2Б 0,5 1200 47 1,32 ± 0,17 0,77 ± 0,24 0,69 ± 0,27 0,13 0,3 4 4
%
фрагменты местообитания
- прегенеративные особи к генеративные особи ■ постгенеративные особи
Рис. 2 — Онтогенетическая структура местообитаний караганы древовидной в лесопарковой зоне Екатеринбурга
2. Популяционная характеристика Caragana arborescens
ФМ Виталитетный спектр, % Онтогенетические состояния, %
«1 «2 «3 «4 «5 J im v g1 g2 g3
1 30 63,3 6,7 0 0 0 30 60 3,4 6,6 0
2 6,7 86,6 6,7 0 0 0 23,3 60 13,3 3,4 0
3 6,1 87,2 6,7 0 0 0 3,4 50 20 26,6 0
4 60 33,3 6,7 0 0 0 36,7 33,3 23,3 6,7 0
5 83,3 13,3 3,4 0 0 0 36,4 50 6,8 3,4 3,4
6 3,4 13,3 83,3 0 0 36,4 30 13,2 6,8 6,8 6,8
Примечание: ФМ - фрагмент местообитаний.
1 л
0,75 -
« о
0,55 ■
О
Старая Стареющая
Переходная Зрелая
о
ФЦМ6 О <t>nws ^Фцмг <V о ФЦМ1 «m* J-HMÎ
-Т-
0,25
-1-
Omega (ш)
0,7S
Рис. 3 - Распределение фрагментов местообитаний Caragana arborescens в координатах «дельта — омега»
98
3. Балловые оценки величины показателей караганы древовидной
Признак Балл
1 2 3 4 5
Организменные параметры особей
Высота растений, м < 1,25 1,26-1,42 1,43 -1,59 1,60-1,76 1,77-1,94
Площадь проекции кроны, м2 < 0,37 0,38-0,61 0,62 -0,85 0,86-1,09 1,10-1,34
Объём кроны, м3 < 0,28 0,29-0,50 0,51-0,72 0,73-0,94 0,95-1,17
Популяционные параметры
Плотность, шт/га < 244 245-541 542-838 839-1135 1136-1433
Доля g! - g2, % < 10 10,1-19,2 19,3-28,4 28,5-37,6 37,7-46,7
Доля V, % < 43,3 43,4-55 55,1-66,7 66,8-78,4 78,5-90
Индекс виталитета, % < 47 47,1-58,7 58,8-70,4 70,5-82,1 82,2-94
Рис. 4 - Оценка состояния фрагментов местообитаний Caragana агЬо^сет (в баллах) в лесопарке им. Лесоводов России, Екатеринбург: организменные параметры:
1 - высота растения; 2 - площадь проекции кроны; 3 - объём кроны; популяционные параметры: 4 -плотность особей; 5 - доля gl - g2; 6 - доля у; 7 - индекс виталитета; 1-5 - баллы
жизненного состояния колеблется от 47 до 94 %. Самыми лучшими по жизненному состоянию являются особи в сосняках разнотравных (ФМ 4 и 5), это подтверждает и комплексный анализ на основе организменных и популяционных показателей (табл. 3, рис. 4). Именно в таких эколого-ценотических условиях предпочитает произрастать Caragana arborescens.
Карагана древовидная расширяет вторичный ареал по всей России [14, 15], в том числе и в лесопарковой зоне Екатеринбурга, что подтверждают наши исследования.
Вывод. В результате изучения биологических особенностей Caragana arborescens было выявлено её активное внедрение в лесопарк городской зоны и значительный инвазионный потенциал. Поставлена задача проведения мониторинга за
состоянием натурализовавшегося вида с целью изучения его фитоценотической стратегии в новом сообществе.
Список источников
1. Бозоян А.А. Представители дендрофлоры Восточной Азии в зелёном кольце г. Еревана и перспективы дальнейшего их применения // Бюллетень Ботанического сада АН АрмССР. 1985. Т. 26. С. 87 - 96.
2. Деревья и кустарники для защитного лесоразведения / Г.П. Озолин, В.А. Каргов, Н.В. Лысова и др. М.: Лесная промышленность, 1974. 152 с.
3. Соколов С.Я., Шипчинский Н.В. Карагана -Caragana Lam. // Деревья и кустарники СССР. М.; Л.: АН СССР, 1958. Т. 4. C. 172 - 197.
4. Хасаншина А.Р. Ботанико-фармакогностическое изучение караганы древовидной (Caragana arborescens Lam.): автореф. дис. ...канд. фарм. наук. М., 2010. 24 с.
5. Сродных Т.Б., Денеко В.Н. Ассортимент древесно-кустарниковых видов в озеленении г Екатеринбурга // Леса Урала и хозяйство в них. 2004. Вып. 25. С. 151 - 159.
6. Епанчинцева О.В., Тишкина Е.А., Мищихина Ю.Д. Динамика прироста ив при использовании различных агротехнических приемов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 4 (84). С. 97 - 103.
7. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51 - 57.
8. Животовский Л.А. Онтогенетические состояния, эффективная плотность и классификация популяций растений // Экология. 2001. № 1. С. 3 - 7.
9. Жукова Л.А. Внутрипопуляционное биоразнообразие травянистых растений // Экология и генетика популяций. Йошкар-Ола, 1998. С. 35 - 47.
10. Работнов Т. А. Вопросы изучения состава популяции для целей фитоценологии // Проблемы ботаники: сб. статей. 1950. Вып. 1. С. 465 - 483.
11. Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценопопу-ляций как функция времени и энергетических волновых процессов // Биологические науки. 1975. № 2. С. 7 - 34.
12. Монтиле А.А., Тишкина Е.А. Количественная характеристика проявления признаков размера особей и диагностика состояния Cotoneaster lucida Schlecht. в условиях урбаносферы г. Екатеринбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 3(83). С. 138 - 145.
13. Тишкина Е.А. Состояние ценопопуляции лекарственного вида Sorbus aucuparia L. в Уктусском лесопарке г. Екатеринбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 3 (89). С. 78 - 83.
14. Виноградова Ю.К., Майоров С.Р., Хорун Л.В. Чёрная книга флоры Средней России: чужеродные виды растений в экосистемах Средней России. М.: ГЕОС, 2010. 512 с.
15. Куклина А.Г., Виноградова Ю.К., Ткачёва Е.В. К биологии цветения чужеродных видов Caragana ar-borescens Lam. и C. Laeta Kom. // Российский журнал биологических инвазий. 2015. Т. 8. № 3. С. 22 - 39.
Référencés
1. Bozoyan A.A. Représentatives of the dendroflora of East Asia in the green ring of Yerevan and prospects for their further use. Bul. Nerd. Garden of the Academy of Sciences of the ArmSSR. 1985; 26: 87-96.
2. Trees and shrubs for protective afforestation / G.P. Ozolin, V.A. Kargov, N.V. Lysova et al. M.: Lesnaya pro-myshlennost, 1974. 152 p.
3. Sokolov S.Y., Shipchinsky N.V Caragana - Caragana Lam. Trees and shrubs of the USSR. 1958; (4): 172-197.
4. Khasanshina A.R. Botanical and pharmacognostic study of the tree caragana (Caragana arborescens Lam.): abstract dis. ... Cand. Farm. Sciences. M., 2010. 24 p.
5. Srodnykh T.B., Deneko V.N. The range of tree and shrub species in the landscaping of the city of Ekaterinburg. Forests of the Urals and the economy in them. 2004; 25: 151-159.
6. Epanchintseva O.V., Tishkina E.A., Mishchikhina Yu.D. The growth dynamics of willow due to the use of various agricultural techniques. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020; 4(84): 97-103.
7. Alekseev V.A. Diagnostics of the vital state of trees and forest stands. Lesovedenie. 1989; 4: 51-57.
8. Zhivotovsky L.A. Ontogenetic states, effective density and classification of plant populations. Russian Journal of Ecology. 2001; 1: 3-7.
9. Zhukova L.A. Intrapopulation biodiversity of herbaceous plants // Ecology and genetics of populations. Yoshkar-Ola, 1998. P. 35-47.
10. Rabotnov T. A. Issues of studying the composition of the population for the purposes of phytocenology. Problems of Botany: Sat. articles. 1950; 1: 465-483.
11. Uranov A.A. Age spectrum of phytocenopopulations as a function of time and energy wave processes. Biological Sciences. 1975; 2: 7-34.
12. Montile A.A., Tishkina E.A. Quantitative characterization of specimen size traits manifestation and determining the condition of Cotoneaster lucida Schlecht. under conditions of the urbanosphere of Yekaterinburg. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020; 3(83): 138-145.
13. Tishkina E.A. The state of the cenopopulation of the medicinal species Sorbus aucuparia L. in the Uktusky forest park of Yekaterinburg. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 3(89): 78-83.
14. Vinogradova Y.K., Maiorov S.R., Khorun L.V. The Black Book of the Flora of Central Russia: alien plant species in the ecosystems of Central Russia. M.: GEOS, 2010. 512 p.
15. Kuklina A.G., Vinogradova Y.K., Tkacheva E.V. To the biology of flowering alien species Caragana arborescens Lam. and C. laeta Kom. Russian Journal of Biological Invasions. 2015; 8(3): 22-39.
Елена Александровна Тишкина, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, научный сотрудник, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-6315-2878
Elena A. Tishkina, Candidate of Agriculture, Associate Professor, Researcher, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-6315-2878
Статья поступила в редакцию 04.04.2022; одобрена после рецензирования 18.04.2022; принята к публикации 11.05.2022.
The article was submitted 04.03.2022; approved after reviewing 18.04.2022; accepted for publication 11.05.2022.
-Ф-
