|
НІКІТСЬКИЙ БОТАНІЧНИЙ САД – НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР
УКРАЇНСЬКА АКДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
МЕЛЬНИК
Руслана Петрівна
УДК 582. 998 ( 477. 72 )
УРБАНОФЛОРА МИКОЛАЄВА
03.00.05 – ботаніка
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Ялта – 2001
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Херсонському державному педагогічному університеті Міністерства освіти і науки.
Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор
Бойко Михайло Федосійович,
Херсонський державний педагогічний університет,
завідувач кафедри ботаніки.
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, старший науковий
співробітник Корженевський Владислав В’ячеславович,
Нікітський ботанічний сад - Національний науковий центр УААН,
завідувач відділу флори і рослинності;
кандидат біологічних наук, доцент
Котов Сергій Федорович,
Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського,
Міністерство освіти і науки України, завідувач кафедри ботаніки.
Провідна установа: Київський національний університет ім. Тараса Шевченка,
Міністерство освіти і науки України, кафедра ботаніки.
Захист дисертації відбудеться “12” грудня 2001 р. о “13.00” годині
на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 53.369.01 у Нікітському ботанічному саду -Національному науковому центрі УААН, за адресою: 98648, Автономна Республіка Крим, Нікітський ботанічний сад - Національний науковий центр УААН, м. Ялта, Україна.
Факс: (0654) 33-53-86,
E-mail: nbs1812@ukr.net
З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці НБС-ННЦ УААН за адресою: 98648, Автономна Республіка Крим, Нікітський ботанічний сад - Національний науковий центр УААН, м. Ялта, Україна.
Автореферат розісланий “5” листопада 2001 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Садогурський С.Ю.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Подальше викоpистання pослинних pесуpсiв потpебує детального і всебiчного вивчення та аналiзу piзних флоp в межах окpемих pегiонiв. Одним iз головних компонентiв, який вiдiгpає важливу pоль у фоpмуваннi pегiональної флоpи, є уpбанофлоpа. Будь-яка флоpа - це динамiчна система пiдпоpядкованих флоp, що знаходяться весь час в pозвитку. Тому для детального вивчення уpбанофлоpи необхiдний аналiз її елементiв, який дозволяє бiльш повно встановити її видовий склад, виявити шляхи формування, дати оцiнку сучасного стану, pозкpити головнi тенденцiї змiн у майбутньому. Цiй пpоблемi пpисвяченi численні пpацi ботанiкiв piзних кpаїн свiту (Ильминских,1986; Чичев, Игнатьева,1987; Игнатов и дp.,1990; Kornas, 1977 та інші). Але в Укpаїнi тiльки нещодавно почали вивчати флоpу мiст: Києва ( Котов, 1977; Мосякiн, 1989), Львова ( Соломаха, Кучеpявий та iн., 1991), Одеси ( Васильева-Hемеpцалова, 1996; Коваленко, Петpик, 1992), Хаpкова (Рябоконь, 1996), Херсона (Мойсієнко, 1999), а також міст південного сходу Укpаїни ( Буpда,1991).
Розташування міста на півдні степової зони України, близькість моpя, piчкові системи Південного Бугу і Iнгулу зумовили iснування багатої та piзноманiтної флоpи в Миколаєвi. Разом з тим мiсто має pозвинену пpомисловiсть, шиpокі тpанспоpтні зв'язки, зокpема моpську поpтову базу, яка пов'язана з багатьма кpаїнами piзних континентiв. Зв'язки з iншими pегiонами спpияють iнтенсивному заносу адвентивних видiв та поповненню ними мiсцевої флоpи. Все це сфоpмувало сучасний антpопогенний ландшафт мiста Миколаєва з його невiд'ємним компонентом - уpбанофлоpою.
До початку наших досліджень данi пpо флоpу Миколаєва були фpагментаpними (Пачоський, 1889; Федосеев, 1898; Погорельський, 1904; Яната, 1909; Крижевський, 1909; Дойч, 1909; Опперманн, 1930), цiлiсний аналiз флоpи судинних рослин міста за всю історію його існування не проводився, тому вивчення урбанофлори Миколаєва є актуальним.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота тісно пов’язана з тематикою наукової роботи кафедри ботаніки Херсонського державного педагогічного університету “Морфолого-біологічне вивчення рослин в зв’язку з їх подальшим використанням та інтродукцією.” (№ держреєстрації РК 0198U007532).
Мета і задачі дослідження. Метою нашої pоботи було критично вивчити флору судинних рослин міста Миколаєва та здійснити її всебічний аналіз. Для досягнення мети були визначені такi задачі:
-пpовести iнвентаpизацiю видового складу флоpи м. Миколаєва;
-виявити особливості урбанофлори шляхом проведення систематичного, геогpафiчного, біоморфологічного та екологiчного аналізів;
-здійснити аналiз адвентивної фpакцiї уpбанофлоpи Миколаєва;
-вивчити екотопологічну диференціацію урбанофлори;
-дати господарську оцінку урбанофлори;
-дослідити флоросозологічні особливості урбанізованого середовища.
Об’єкт дослідження - флоpа міст півдня України.
Предмет дослідження - структура урбанофлори Миколаєва.
Методи дослідження. Урбанофлору досліджували маршрутно- рекогносцировочним методом.
Для вивчення видової різноманітності флори застосовувався класичний морфолого-еколого-географічний метод. Дослідження флороекотопологічної структури базувалось на складанні для кожного флороекотопологічного комплексу флористичного списку, в якому відмічались активність виду та фенофаза. Ступінь флористичної подібності та відмінності екофітонів визначався на основі порівняння спектрів екофітонів за допомогою коефіцієнта флористичної дискримінації Стугрена-Радулеску.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлено видовий склад судинних рослин міста Миколаєва та складено анотований конспект флори, який включає 909 видів судинних рослин. Серед них 224 види виявились новими для території дослідження. Вперше здійснено аналіз урбанофлори Миколаєва в різноманітних аспектах (систематичному, географічному, біоморфологічному, екологічному). Досліджено екотопологічну диференціацію урбанофлори. Проведено аналіз адвентивної фракції урбанофлори за первинними ареалами, часом і способом заносу та ступенем натуралізації. Висвітлені питання охорони рідкісних та зникаючих видів.
Практичне значення одержаних результатів. Виявлено місцезнаходження чотирьох злісних карантинних бур'янів: Ambrosia artemisiіfolia, Acroptilon repens, Cenchrus longispinus, Cuscuta campestris, про що проінформовано Службу державного карантину України в Миколаївській області.
На підставі поглиблених досліджень урбанофлори вивчено стан популяцій рідкісних видів рослин та підготовлено наукові обгрунтування необхідності створення об’єктів природно-заповідного фонду – ботанічного заказника місцевого значення “Соляни” і пам’ятки природи – “Ковила Лессінга”, що знаходиться на території пам’ятника архітектури – міській метеостанції. Відповідні матеріали направлені нами до Держуправління Міністерства екології та природних ресурсів України в Миколаївській області.
Розпочато реінтродукцію ендемічних та рідкісних видів рослин Betula borysthenica, Crocus reticulatus, Pulsatilla nigricans.
Дана господарська оцінка спонтанної флори міста Миколаєва.
Результати дисертаційної роботи включено в лекційні та практичні курси “Ботаніка”, “Фізіологія рослин”, “Основи флористики та геоботаніки” Херсонського педагогічного університету та “Загальна екологія” Миколаївського державного педагогічного університету.
Отримані результати можуть бути використані при написанні конспектів флор та визначників.
Дані, отримані здобувачем, можна використовувати у процесі оптимізації стану довкілля в м. Миколаєві.
Особистий внесок здобувача. Дослідження урбанофлори Миколаєва виконані автором самостійно. Зібрано близько 2,0 тис. гербарних зразків, зроблено поглиблений аналіз літератури, проведено камеральну критико-таксономічну обробку власних гербарних зборів, створено конспект судинних рослин урбанофлори Миколаєва. Проведено систематичний, географічний, біоморфологічний та екологічний аналізи урбанофлори та аналіз адвентивної фракції. Встановлена флороекотопологічна диференціація досліджуваної території, виявлені угруповання рідкісних та зникаючих видів рослин, запропоновані заходи їх охорони, а також виявлено характер трансформації зональної флори в результаті урбанізації. Результати досліджень відображені в публікаціях та дисертації.
Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації були представлені на:
- науково-методичних семінарах, засіданнях кафедри ботаніки Херсонського державного педагогічного університету (Херсон, 1995-2001);
- щорічних конференціях Херсонського відділення Українського ботанічного товариства (1996-2001);
- засіданні кафедри ботаніки Одеського національного університету ім. І.І. Мечникова (Одеса, 2001);
- Х з`їзді Українського ботанічного товариства (Полтава, 1997);
- конференціях “Актуальні питання ботаніки та екології” (Одеса, 1997; Херсон, 1998; Чернігів, 2000);
- конференції “Промислова ботаніка: стан та перспективи розвитку” (Донецьк, 1998);
- міжнародній конференції “ІІI-і наукові читання пам`яті Й.К. Пачоського” (Херсон, 1999);
- міжнародному симпозіумі “Степи Северной Евразии: стратегия сохранения природного разнообразия и степного природопользования в XXI веке” (Оренбург, 2000);
- українсько-американській нараді “ New Approaches to Understanding the Ecology of Urban Plant Communities” (Київ, 2000).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 14 наукових праць, серед яких 8 статей і 6 тез доповідей.
Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, восьми розділів, висновків, списку використаних джерел. Загальний обсяг дисертації становить 372 сторінки машинописного тексту, в тому числі 133 сторінки основного тексту. Робота включає 9 рисунків, 23 таблиці, 4 додатки (216 сторінок). Бібліографія роботи налічує 257 найменувань літературних джерел, з яких 38 – іноземними мовами.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
РОЗДІЛ 1. ІСТОРІЯ ВИНИКНЕННЯ, РОЗВИТКУ ТА СОЦІАЛЬНО-
ЕКОНОМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА м. МИКОЛАЄВА
Миколаїв – місто обласного підпорядкування, адмістративний, промисловий та культурний центр півдня України. Він розташований на півострові, що омивається водами Південного Бугу та Інгулу. Його територія має площу 120 км2. Населення (станом на 1.01.1999 р.) – 507,9 тис. чоловік. На основі літературних джерел подано соціально-економічну (історію виникнення та розвитку міста, сучасний соціально-економічний стан) характеристику території міста.
РОЗДІЛ 2. ФІЗИКО-ГЕОГРАФІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНУ ДОСЛІДЖЕНЬ
Місто Миколаїв розташоване в Степовій зоні півдня України. Згідно з фізико-географічним районуванням України (1968) територія міста розміщена на межі двох фізико-географічних областей – Бузько-Дніпровської та Дністровсько-Бузької степових областей Причорноморської південностепової провінції. Характеристика географічного положення, геологічної будови, рельєфу, клімату, грунтового покриву, гідрографії, а також дані про трансформацію природних умов внаслідок урбанізації подана на основі літературних джерел.
РОЗДІЛ 3. КОРОТКИЙ НАРИС ІСТОРІЇ БОТАНІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
УРБАНОФЛОРИ МИКОЛАЄВА
Літературні дані про флору міста Миколаєва дуже обмежені і відносяться до кінця минулого століття. У вивченні флори міста ми виділяємо чотири періоди, як за роками досліджень, так і за характером вивченості. Перший період – 1881 – 1904 рр. Матеріали про флору міста знаходимо в роботі Е. Ліндеманна (1881-1882). Безпосередньо дослідження флори м. Миколаєва були проведені Й.К. Пачоським (1884-1885, 1889), який зібрав 200 видів рослин. Значний внесок у вивчення флори міста зробив С.К. Федосєєв (1898). Він склав флористичний список рослин околиць Миколаєва в якому наводить 706 видів, з яких 656 – відмічені ним та 50 видів рослин наводиться за Й.К. Пачоським. Другий період – 1904 – 1934 рр. На початку ХХ століття флору м. Миколаєва вивчав М.Ф. Погорельський(1904), який зібрав гербарій, що налічував 700 видів рослин, а також П.В. Крижевський та А.С. Дойч(1909). В цей час дослідженням флори околиць Миколаєва займався П.С. Шестериков (1909), він наводить 316 видів рослин, з яких 93 - наводяться вперше. На цей період дані про флору Миколаєва узагальнив О.А. Яната (1909), який в 146 екскурсіях зібрав 767 видів рослин, із них 101 вид – новий для околиць міста. Звертається увага на вивчення окремих груп флори міста. П.А. Опперманн (1930) досліджував родину Poaceae флори м. Миколаєва. М.І. Котов і В.Г. Танфільєв (1934) вивчали флору окремих районів міста. Третій період (фрагментарний) – 1934-1995 рр. В останні десятиріччя фрагментарні дані про флористичні знахідки в Миколаєві знаходимо в роботах та гербарних зборах Д.М. Доброчаєвої (1947), О.М. Деркача (1990) і Л.І. Крицької (1987). Четвертий період (сучасний) - поглиблене дослідження урбанофлори Миколаєва проводилось автором. Складений анотований конспект урбанофлори, проведено структурний та флороекотопологічний аналізи, а також аналіз її адвентивної фракції, дана господарська оцінка.
Таким чином цікава та своєрідна флора м. Миколаєва в останні 90 років недостатньо вивчалась, тому детальні системні дослідження флори м. Миколаєва проводились автором на протязі 1995-2000 рр.
РОЗДІЛ 4. МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Основу роботи становлять результати польових досліджень, проведених автором протягом 1995-2000 рр. на території м. Миколаєва. Зібрано близько 2,0 тис. гербарних зразків, які зберігаються в гербарії Херсонського державного педагогічного університету (KHER).
При визначенні таксономічної належності видів рослин використані матеріали наукових гербаріїв KW, KHER, KHEM, MKM, дані літературних джерел.
Для вивчення видової різноманітності флори був використаний класичний морфолого-еколого-географічний метод. Біоморфологічна структура флори визначалась за лінійною системою життєвих форм В.М. Голубєва (1968,1972). Розподіл видів урбанофлори за хорологічними особливостями проводився на основі підходів Г. Мойзеля, Є. Єгера (1965). Порівняльний аналіз флорокомплексів проведено за допомогою коефіцієнта рангової кореляції Стугрена–Радулеску. Для оцінки ступеня антропогенної трансформації урбанофлори використано 8 індексів: синантропізації, апофітизації, антропофітизації (адвентизації), археофітизації, кенофітизації та нестабільності флори в розумінні Б. Яцковяка (1977).
Анотований конспект флори приведений відповідно до видання “Vascular plants of Ukraine: a nomenclatural checklist” С. Мосякіна та М. Федорончука (1999).
РОЗДІЛ 5. СТРУКТУРНИЙ АНАЛІЗ УРБАНОФЛОРИ МИКОЛАЄВА
5.1. Флористичне багатство, різноманітність та систематична структура
Спонтанна флора міста Миколаєва налічує 909 видів судинних рослин. За кількістю видів вона майже однакова з урбанофлорами інших міст Причорномор’я - Маріуполя ( 915 видів; Бурда, 1997), Херсона (964 види; Мойсієнко, 1999). Аномально високе флористичне багатство є характерною рисою урбанофлор, зокрема і дослідженої.
909 видів урбанофлори належать до 441 роду, 100 родин, 57 порядків та 4 відділів. Пропорція урбанофлори становить 1 : 4,4 : 9,1. Родовий коефіцієнт складає 2,1. Панівну роль відіграє Magnoliophyta (99,7%), незначну частину становлять судинні спорові та голонасінні (0,3%). Характерною особливістю урбанофлори є відсутність у ній представників відділу Lycopodiophyta. Серед Magnoliophyta на Liliopsida припадає 19,7%, на Magnoliopsida – 80,3%, що складає пропорцію 1 : 4,1.
У вивченій флорі домінують небагато родин, що притаманно флорі України (Шеляг-Сосонко, Дідух, 1975) і флорі Голарктики в цілому. В десяти провідних родинах сконцентровано 59,6 % загальної кількості видів. В дослідженій урбанофлорі переважають родини Asteraceae (14,3%), Poaceae (9,4%), Brassicaceae (6,1%), Fabaceae (6,0%), Lameaceae ( 4,8%), Caryophylaceae (4,5%), Chenopodiaceae (4,0%), Apiaceae (3,6%), Rosaceae (3,4%), Scrophulareaceae (3,4%). Особливістю урбанофлори є високе положення родин, які панують в давньосередземноморських флорах. Однак при загальній схожості структура родинного спектра має ряд особливостей. Високе положення Poaceae та Cyperaceae (3,2%; 11 місце) не характерно для зональних флор та зумовлюють бореальні риси урбанофлори. Третє місце Brassicaceae та входження в першу десятку Chenopodiaceae є проявом зміщення родинного спектра внаслідок урбанізації та зближує досліджену флору з синантропними.
В десяти провідних родах міститься 11,6% видів від загальної кількості, а в 15-ти – 15,7%. Найбільш поліморфними родами є: Carex 17 видів (1,9%) та Veronica 14 видів (1,5%). По 10 видів (1,1%) містять роди Chenopodium, Potentilla, Rumex, по 9 (0,9%) - Allium, Astragalus, Rosa, Vicia. Наступні 10 –13 місця у родовому спектрі займають роди, які мають по 8 видів (0,8%): Amaranthus, Euphorbia, Galium, Trifolium. Характерною рисою спектра родів є гетерогенність останнього, до його складу рівною мірою входять середземноморські, бореальні та синантропні роди.
5.2. Географічний аналіз урбанофлори
В основу географічного аналізу покладено класифікацію типів ареалів за просторовою тривимірною системою координат, розроблену Г. Мойзелем зі співавторами для флори Середньої Європи (1965). Як вихідний матеріал, використані ареалогічні формули (діагнози) видів. На їх основі складені спектри хорологічних груп видів, що відображають фітогеографічну структуру урбанофлори Миколаєва (рис.1).
Розподіл видів урбанофлори за зональними характеристиками ареалів дозволив виділити 7 типів ареалів. Досить значна участь видів із субмеридіональними (21,0%), температно-субмеридіональними (15,9%), борео-субмеридіональними (14,6%), борео-меридіональними (13,4%) ареалами. Переважання видів з меридіональними ареалами свідчить про зв’язки дослідженої флори з давньосередземноморськими флористичними центрами.
Класифікація видів за регіональним поширенням дозволила виділити 10 типів ареалів. Серед них переважають види з давньосередземноморським (23,3%), європейським (14,7%) та
циркумполярним (14,5%) типами ареалу. Дещо меншою є участь видів з євразійським (12,3%) та причорноморським (10,5%) ареалами. Найменша кількість видів з євросибірським ареалом (3,2%).
Систематизація видів за кліматичними особливостями ареалів виявила 5 типів. Переважають види (46,2%), які тяжіють до регіонів з підвищеним ступенем континентальності клімату. Серед них виділяються евконтинентальний (26,3%) та евриконтинентальний (19,9%) типи ареалу. Майже однаковою кількістю з континентальними представлені індиферентні види (45,3%). Кількість видів, ареали яких пов’язані з океанічністю клімату незначна (8,5%).
5.3. Аналіз біоморфологічної структури урбанофлори
В основу аналізу біоморфологічної структури покладено лінійну систему життєвих форм В.М. Голубєва (1965, 1995), в якій окремі ознаки розглядаються незалежно одна від одної. Як головні нами взяті найбільш загальні, що не залежать від локальних екологічних факторів, біоморфологічні ознаки: основна біоморфа, тривалість великого життєвого циклу, тип будови кореневої системи, надземних і підземних пагонів та характер вегетації.
У дослідженій флорі переважають трав’янисті рослини (92,0%), серед яких домінують полікарпіки (48,3%), однак монокарпіків лише на 42 види менше; решта видів складає 8,0%: дерева – 2,2%, кущі і кущики – 4,3%, напівкущі і напівкущики – 1,5%. Пануючою за типом вегетації в урбанофлорі є група літньозелених рослин (56,0%). Тип будови надземних пагонів корелює з кліматичними та едафічними умовами. Половина видів (50,2%) мають напіврозеткові пагони, дещо менше – безрозеткові (43,6%). Кількість розеткових видів незначна – 56 (6,2%), що є характерним для флор помірної зони Голарктики. В умовах дослідженої території панівне положення займають агіпогеопагонові ( без кореневищної структури) рослини – 42,2%. На другому місці знаходяться вегетативно нерухомі рослини з каудексами – 31,1%, які приурочені до зростання на вапнякових відслоненнях берегів Південного Бугу та Інгулу. Довго- та короткокореневищна структура підземних пагонів властива 12,5% та 10,5% видів відповідно. Бульбоутворюючі та цибулинні види у складі урбанофлори становлять відповідно 0,7% і 2,4% від загальної кількості, більшість з них є ефемероїдами. Незначна кількість туріонних видів ( види, які утворюють зимуючі бруньки під водою; характерно для гідрофітів) – 0,6%. Для урбанофлори характерна значна кількість видів із стрижневим типом кореневої системи (65,7%). Домінування багаторічних трав’янистих рослин, а саме вегетативно-нерухомих видів із каудексами підтверджує зональні риси урбанофлори. Підвищення долі трав’янистих монокарпіків, видів із стрижневим типом кореневої системи та агіпогеопагонових видів є результатом урбанізації флори.
5.4. Екологічний аналіз урбанофлори
5.4.1. Екологічна структура урбанофлори по відношенню до природних факторів. З метою екологічного аналізу складено спектри відносно таких факторів, як вологість, освітленість, температурний режим, кліматичні особливості. Встановлено, що для урбанофлори характерно домінування ксеромезофітів ( 35,5%), геліофітів (66,4%), мезотермофітів (54,2%) та терофітів (33,4%). Урбанізація призводить до часткової втрати зональних рис, збільшення умброфітності та мезофітизації флори.
5.4.2. Екологічна структура флори по відношенню до урбанізації. Для характеристики екологічної структури флори за стійкістю до урбанізації використано класифікацію Р. Віттіга (1985), назви груп якої модифіковані І.І. Мойсієнко (1999). Усі види урбанофлори розподілено між 5 групами: евурбанофіли, геміурбанофіли, урбанонейтрали, геміурбанофоби, евурбанофоби. Види до них відносили на підставі їх поширення в урбанозоні чи субурбанозоні міста за екотопологічним принципом. Провідне місце в екологічному спектрі по відношенню до урбанізації займають евурбанофоби (34,5%), представництво яких пояснюється збереженням природних та напівприродних флорокомплексів у субурбанозоні міста. Лише на 55 видів менше евурбанофілів (28,5%), які представлені в основному адвентивними рослинами.
5.4.3. Екологічна оцінка трансформації флори в результаті урбанізації. Для характеристики ступеня антропогенної трансформації флори внаслідок урбанізації ми використали ряд індексів, зокрема синантропізації, апофітизації, антропофітизації (адвентизації), археофітизації, кенофітизації, модернізації, нестабільності та порівнювали їх з відповідними для інших міст (табл.1). Для Миколаєва характерно високe значення індексів синантропізації (IS) та апофітизації (IAp, IAps), останні вказують на велику роль процесу апофітизації в синантропізації флори і низьке значення індексів антропофітизації (IAn), кенофітизації (IKen) та модернізації (IM) флори порівняно з іншими містами.
Таблиця 1
Індекси, що характеризують ступінь трансформації флори в результаті
урбанізації в Миколаєві та деяких інших містах
| 
