|
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ БОТАНІЧНИЙ САД ім. М.М.ГРИШКА
ХЛИСТУН НЕОНІЛА ЯРОСЛАВІВНА
УДК 504.054 (477.85)
АДВЕНТИВНА ФЛОРА м.ЧЕРНІВЦІВ
03.00.05 - ботаніка
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Київ-2006
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у Чернівецькому факультеті Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки впродовж 1998-2004 рр.
Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор
Чопик Володимир Іванович
Київський національний університет ім. Т.Г. Шевченка,
завідувач кафедри екології Міжнародного університету розвитку людини “Україна”
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор
Протопопова Віра Вікторівна
провідний науковий співробітник
Інститут ботаніки ім М.Г.Холодного НАН України
кандидат біологічних наук, професор
Морозюк Світлана Сергіївна
Національний педагогічний університет
ім. М.П.Драгоманова Міністерства освіти і науки України
Провідна установа: Львівський національний університет ім. І.Я.Франка,
кафедра ботаніки
Захист дисертації відбудеться “ 16 ”__червня__ 2006 р._о 12 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.215.01 при Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України за адресою : 01014, м.Київ, вул.Тімірязєвська, 1.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного ботанічного саду імені М.М.Гришка НАН України за адресою: 01014, м. Київ, вул.Тімірязєвська, 1.
Автореферат розісланий “__15”___травня_2006 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради
кандидат біологічних наук Н.І. Джуренко
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Антропогенна діяльність призводить до знищення рослинного покриву Землі і порушує динамічну рівновагу планети. Одночасно із збідненням, уніфікацією регіональних флор інтенсивно відбувається вторгнення сторонніх (адвентивних) видів, які найчастіше натуралізуються у порушених екотопах. Саме адвенти є невід’ємним компонентом флори міст і їх дослідження з метою прогнозу змін, моделювання розвитку та оптимізації рослинного блоку урбоекосистеми є надзвичайно актуальними. У теперішній час вивчення адвентивних видів необхідне згідно з вимогами Конвенції про збереження біорізноманіття (Rio de Janeiro, 1992), Конвенції ООН з проблеми неаборигенних видів (UN/Norway Conference on Alien Species, Trondheim, 1996), Міжнародного форуму з екологічних проблем фітоінвазій (4 th International Conference on Ecology of Invasione of Alien Plants, Berlin, Germany, 1997) та відповідної міжнародної стратегії (Global Strategy on Invasive Alian Spesies Montreal, 2001).
В Україні дослідження адвентивних видів проводились у контексті досліджень флори міст, таких як Київ (Мосякін, 1990), Херсон (Мойсієнко, 1999), Миколаїв (Мельник, 2001), припортових міст північно-західного Причорномор’я (Васильєва-Немерцалова, 1996). Узагальнено відомості про адвентивні рослини степу та лісостепу та про адвентивний елемент синантропної флори України Протопоповою В.В. (Протопопова, 1973, 1991).
Розташування Чернівців на південному заході України, м’якість температурних умов, ґрунтовий покрив, кліматичний режим, на який впливає близькість Карпат, зумовили розвиток специфічної флори. Територія міста Чернівців розміщена на стику двох фізико-географічних областей, які відносяться до різних ландшафтних країн. Річка Прут розділяє місто на 2 частини: північну, що відноситься до природної області Прут-Дністровського лісостепового межиріччя, яке належить до Східно-Європейської рівнини і південну, природну область лісо-лучного Прикарпаття, що уже відноситься до фізико-географічної країни Українських Карпат. Разом з тим місто лежить на перехресті торгівельних шляхів і пов’язане залізничними і шосейними дорогами не тільки з прилеглими територіями, але і з багатьма великими промисловими центрами Південно-Західного економічного району, з Молдавією і Румунією.
До початку наших досліджень аналіз адвентивної флори міста Чернівці за всю історію його існування не проводився, деякі фрагментарні дані про виявлення певного виду у Чернівцях можна знайти у Гербіха та інших дослідників, які досліджували флору Буковини (Herbich, 1858; Knapp, 1872; Koctuba, 1898).
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Аналіз отриманих результатів проводився у рамках Державної науково-дослідної програми ”Розробка концепції регіональної схеми формування екомережі Дністровського екокоридору”, державний реєстраційний номер 0105U 008282, шифр 2401260 “Формування національної екологічної мережі”
та у межах виконання Міжнародної програми за підтримки IUCN “Підтримка розвитку Національної екологічної мережі України у рамках формування Всеєвропейської екологічної мережі. Задум та втілення у пілотній зоні” PIN-MATRA / 2002 / 018.
Дисертаційна робота тісно пов’язана з тематикою наукової роботи кафедри екології і права Чернівецького факультету Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” “Дослідження впливу антропогенних та метеорологічних чинників на стан довкілля та біорізноманіття урбанізованих і заповідних територій Карпатського регіону”.
Мета і завдання дослідження. Метою нашої роботи було вивчити адвентивну флору судинних рослин міста Чернівці та здійснити її всебічний аналіз.
Для досягнення поставленої мети були поставлені такі завдання :
- провести дослідження видового складу адвентивної флори міста Чернівці;
- виявити особливості адвентивної флори шляхом проведення аналізу систематичної, біоморфологічної, географічної, екологічної структури флори;
- дослідити особливості натуралізації адвентивних рослин та виявити види, що перебувають у стадії експансії;
- проаналізувати способи розповсюдження діаспор;
- з’ясувати господарське значення адвентивних видів.
Об’єкт дослідження- адвентивна флора міста Чернівці.
Предмет дослідження- структура адвентивної флори Чернівців.
Методи дослідження. Дослідження проводили маршрутним і стаціонарним методами. Біоморфологічна структура визначалася за системами життєвих форм Серебрякова (1952), Раункієра (1903), Голубєва (1972). Для оцінки ступеня антропогенної трансформації флори були використані індекси антропофітизації (адвентизації), археофітизації, кенофітизації, нестабільності.
Аналіз ступенів натуралізації проводився за класифікацією Корнася (1968), удосконаленою Протопоповою (1988).Способи розповсюдження насіння та карпологічні особливості адвентивних видів визначались за Артюшенком, Федоровим (1986). Статистична обробка даних здійснювалася за Зайцевим (1984).
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше складено анотований конспект адвентивної флори, який включає 104 види вищих судинних рослин. Вперше виявлено на території міста Чернівці Echinocystis lobata (Michx.) Torr. еt Gray., Polygonum sachalinense Fr. Smidt, Geranium sibiricum L., Impatiens glandulifera Royle. Вперше здійснено систематичний, біоморфологічний, екологічний, географічний аналіз адвентивної флори Чернівців, а також проведено аналіз чернівецьких адвентивних видів за часом і способом занесення та ступенем натуралізації. Встановлено господарське значення адвентивних видів міста Чернівці та виділено небезпечні види, що перебувають у стадії експансії. Вперше досліджено видовий склад судинних рослин Чернівців (427 видів). Виявлено на території міста сучасні локалітети злісного карантинного бур’яну Ambrosia artemisiifolia L.
Практичне значення одержаних результатів. Інформацію про виявлені на території міста локалітети злісного карантинного бур’яну Ambrosia artemisiifolia надано Службі державного карантину України в Чернівецькій області, що дозволило вчасно провести належні карантинні заходи. Виділено небезпечні види, що перебувають у стадії експансії, шляхи їх проникнення на територію міста, місцезнаходження небезпечних для здоров’я людей алергетиків та для сільського господарства бур’янів, про що інформовано Державне управління екології та природних ресурсів у Чернівецькій області. Результати дисертаційної роботи впроваджено в навчальний процес Чернівецького факультету Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” при підготовці навчальних дисциплін “Біологія”, “Урбоекологія”, “Управління природоохоронною діяльністю”, “Основи екології”. Отримані результати можуть бути використані у процесі оптимізації стану природного середовища м. Чернівців.
Особистий внесок здобувача. Дослідження адвентивної флори Чернівців виконані здобувачем самостійно. Проведено польові дослідження, підбір та опрацювання літературних відомостей; статистична обробка матеріалу; аналіз та узагальнення отриманих результатів, підготовка до друку наукових праць. Робота є самостійним дослідженням, в результаті якої зібрано 1200 гербарних зразків, визначено 427 видів спонтанної флори Чернівців. Створено конспект адвентивної флори міста Чернівців, який включає 104 види судинних рослин. Проведено систематичний, біоморфологічний, екологічний та географічний аналізи адвентивної флори Чернівців. Виявлено місцезростання небезпечного карантинного виду Ambrosia artemisiifolia, здійснено аналіз адвентивних видів за часом і способом проникнення та ступенем натуралізації. Виділено групу видів, що перебувають у стадії експансії. Проаналізовано способи розповсюдження діаспор адвентів, здійснено господарську оцінку адвентивних видів.
Результати виконаних досліджень відображені у 15 публікаціях та дисертації.
Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати роботи обговорені на засіданнях кафедри екології і права, науково-методичних семінарах Чернівецького факультету НТУ “ХПІ”.
Матеріали дисертації були представлені на 8 конференціях:
- Міжнародній науково-практичній школі для молодих вчених і спеціалістів “Природні екосистеми Карпат в умовах посиленого антропогенного впливу” (Ужгород, 2001);
- Міжнародній науковій конференції “Молодь у вирішенні регіональних та транскордонних екологічних проблем” (Чернівці, 2002);
- Всеукраїнській конференції молодих вчених “Актуальные вопросы современного естествознания” (Сімферополь, 2003);
- Другій Міжнародній науковій конференції “Молодь у вирішенні регіональних та транскордонних проблем екологічної безпеки” (Чернівці, 2003);
- Всеукраїнській науково-практичній конференції “Теорія і практика сучасного природознавства” (Херсон, 2003);
- Ювілейній науковій конференції студентів, аспірантів та молодих вчених, присвяченій 180-річчю з дня народження Л.С. Ценковського (Одеса, 2003);
- Третій Міжнародній науковій конференції “Молодь у вирішенні регіональних та транскордонних проблем екологічної безпеки. Перспективи формування Пан’європейської Екологічної мережі” (Чернівці, 2004);
- Четвертій Міжнародній науковій конференції “Молодь у вирішенні регіональних та транскордонних проблем екологічної безпеки” (Чернівці, 2005).
Публікації.
За результатами дисертації опубліковано 15 наукових праць, серед яких 3 статті у фахових виданнях та 12 у матеріалах конференцій.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 6 розділів, висновків, списку літератури (186 джерел, з них 23 іноземні), додатків і викладена на 145 сторінках, з яких 112 сторінок займає текстова частина. Робота ілюстрована 20 таблицями та 7 рисунками.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
РОЗДІЛ 1. ФІЗИКО-ГЕОГРАФІЧНА ТА СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА МІСТА ЧЕРНІВЦІ
Чернівці – місто обласного підпорядкування з територією 153 км 2 та 242,3 тис. населення станом на 1 січня 2005 року, адміністративний, культурний центр, знаходиться в південно-західній частині України і його територія розміщена на стику двох фізико-географічних областей: Прут-Дністровського лісостепового межиріччя та лісо-лучного Прикарпаття. Частина долини Прута, що розділяє ці дві області, зайнята заплавою. Таким чином, досліджувана територія є місцем зіткнення декількох типів ландшафтів-лісостепового, лісолучного, заплавного. Подано фізико-географічну (геоморфологія, клімат, грунтовий покрив, гідрографія) і соціально-економічну (історія виникнення та розвитку міста, сучасний соціально-економічний стан) характеристику території міста.
РОЗДІЛ 2. ІСТОРІЯ ВИВЧЕННЯ АДВЕНТИВНИХ РОСЛИН
ТА ОГЛЯД СУЧАСНИХ КЛАСИФІКАЦІЙ
Незважаючи на те, що флора Буковини була об’єктом дослідження ботаніків ще у ХІХ столітті, жодної роботи, яка була б присвячена флорі Чернівців за весь час існування міста не було. У розділі наведено огляд літератури з питань дослідження адвентів. В історії дослідження адвентивних рослин можна виділити наступні періоди:
- накопичення відомостей про адвентивні види під час загального вивчення флори (ХІХ століття). На території Буковини у цей час проводив дослідження Гербіх (1858). Значний внесок у вивчення флори регіону привнесли дослідження Кнапа (1872), Костуби (1898), Турчинського (1878) та Завадського (1835). Всі вищевказані дослідники відмічали лише місцезнаходження рослини, не зупиняючись на її походженні;
- період вивчення бур’янів (перша половина ХХ століття);
- виділення адвентивних видів у самостійну групу (друга половина ХХ століття);
- вивчення адвентивних видів у контексті дослідження флори міст (кінець ХХ, початок ХХІ століття).
У розділі викладені основні напрямки вивчення адвентивних видів у світі та у країнах, створених на пострадянському просторі, а також розглянуто класифікації адвентивних та синантропних видів Ріклі (1903), Теллунга (1919), Шредера (1969), Чічова (1985), Корнася (1968), на базі яких розробляються сучасні класифікації.
РОЗДІЛ 3. ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
В основу дисертаційної роботи покладені матеріали флористичних досліджень, що проводилися автором впродовж 1998-2004 років на території міста Чернівці, в результаті чого було зібрано 1200 гербарних зразків, які зберігаються в науковому гербарії Чернівецького національного університету імені Ю.Федьковича (CHER), окремі дублети передано науковому гербарію Київського національного ботанічного саду ім. Гришка М.М. НАН України.
Спостереженнями були охоплені всі основні зони міста, з різними ступенями антропогенного навантаження, місця найбільш інтенсивного занесення адвентивних рослин (території залізничних станцій, виробничих підприємств, будівельні майданчики, придорожні смуги вздовж автомобільних шляхів та залізничних колій), міські смітники, а також ділянки рослинності у межах приміської зеленої зони до 0,5 км, яка за територіальним розподілом належить до території міста.
Біоморфологічна структура флори визначалась за системою життєвих форм Серебрякова (1952), системою Раункієра (1905), системою Голубєва (1972). Ступінь натуралізації адвентивних видів Чернівців визначали за класифікацією Корнася (1968), удосконаленою Протопоповою (1988).
Для оцінки ступеня антропогенної трансформації флори використовувалися індекси: антропофітизації (адвентизації), археофітизації, кенофітизації, нестабільності та модернізації флори.
Статистична обробка даних проводилася по Зайцеву (1984).
За результатами проведених досліджень складено “Конспект адвентивної флори міста Чернівців”.
РОЗДІЛ 4. КОНСПЕКТ АДВЕНТИВНОЇ ФЛОРИ МІСТА ЧЕРНІВЦІ
Конспект адвентивної флори складений на основі власних польових досліджень та на основі вивчення колекцій наукового гербарію Чернівецького національного університету імені Ю.Федьковича (CHER). Конспект складений за системою Тахтатжана (1987).
Для характеристики кожного виду використано такі ознаки як: загальний порядковий номер; назва класу, порядку, родини, виду; еколого-біоморфологічна характеристика виду; категорія за часом іміграції; категорія за ступенем натуралізації; походження; спосіб поширення; тип ареалу; приуроченість до місцезростань; характер поширення виду у межах району.
До конспекту включено 104 адвентивні види, які спонтанно зростають на території міста Чернівці.
РОЗДІЛ 5. АНАЛІЗ АДВЕНТИВНОЇ ФЛОРИ
5.1. Систематична структура
Адвентивна флора міста Чернівці нараховує 104 види вищих адвентивних рослин, які відносяться до одного відділу, двох класів, тридцяти порядків, сорока родин та дев’яносто одного роду. В ієрархії таксонів провідне місце належить відділу Покритонасінні, оскільки всі види адвентивної флори міста Чернівці належать саме до цього відділу. Найбільш багатим видовим різноманіттям характеризується родина Asteraceae (Табл 1).
Таблиця 1
Кількісний розподіл таксономічних одиниць у адвентивній флорі
міста Чернівці
Друге та третє місце відповідно займають родини Brassicaceae та Lamiaceae Перші п’ять родин об’єднують 53 види, що становить 51 %. Двадцять три родини (або 57,5%) у досліджуваній флорі є одновидовими. Монотипні роди складають 85,7% (78 родів) у адвентивній флорі Чернівців. Внаслідок проникнення адвентивних видів флора міста поповнилась 11 родинами, 68 родами, та 104 видами, що становить 13,4 % родин, 22,1% родів та 24,4% видів від загальної кількості відповідних таксонів спонтанної флори міста Чернівці (Табл.1).
5.2. Еколого-ценотична оцінка
У адвентивній флорі міста Чернівці найчисленнішою групою по відношенню до вологи є група ксеромезофітів. За відношенням до світла чисельно переважають геліофіти - 73 види
(Табл. 2).
Таблиця 2
Екологічний спектр адвентивної флори м.Чернівці
Таким чином, умови міста є сприятливими для виживання світлолюбних рослин, що добре витримують засуху. Тобто, типовим представником адвентивної флори міста Черніваці є світлолюбна рослина засушливих місцезростань.
5.3. Біоморфологічний аналіз
В основу аналізу біоморфологічної структури покладено систему життєвих форм за Серебряковим (1962).
У розділі також наведено аналіз біоморфологічної структури за системою Раункієра (1903) та за лінійною системою життєвих форм (біоморф), розробленою Голубевим (табл.3).
Таблиця 3
Біоморфологічна структура адвентивної флори міста Чернівців
(за Голубєвим, 1972)
У дослідженій флорі переважають трав’янисті рослини - 84 види, причому трав’янисті монокарпики нараховують 60 видів, а полікарпики – 24. Групи дерев’янистих рослин є незначними. Співвідношення трав’янистих полікарпиків до трав’янистих монокарпиків становить 1:4. Тоді як співвідношення дерев’янистих рослин до трав’янистих становить 1:4,2.
5.4. Географічний аналіз
Закономірності розподілу видів за типами ареалів дозволяє виявити проведений географічний аналіз. При дослідженні типів ареалів було використано класифікацію Чопика (1976). В результаті аналізу були виділені основні типи ареалів адвентивних видів Чернівців (табл. 4).
Таблиця 4
Основні типи ареалів адвентивних видів міста Чернівці
(за Чопиком, 1976)
Таким чином, у структурі адвентивної флори Чернівців переважають голарктичний, космополітний та євразійський типи ареалів.
5. 5. Флорогенетичний аналіз
За результатами флорогенетичного аналізу вихідних ареалів основними компонентами адвентивної флори Чернівців є види – вихідці з давнього Середземномор’я. Їх нараховується 46 видів (44,2 %). З них середземноморське походження мають 26 видів (25 % від кількості адвентивних видів. Велику роль відіграють види, що мають середземноморсько-ірано-туранське походження - 13 видів (12,5 %). Значну групу становлять види, що мають ірано-туранське походження - 6,7 % (7 видів). Численну групу адвентивної флори утворюють американські види – 23 види. З них 19 видів – північно-американського походження. Пояснити наявність американських видів можна флористичною спорідненістю двох континентів та подібними природно - кліматичними умовами Північної Америки і Європи, зокрема України. Південноамериканських видів є всього чотири. Азіатське походження мають 20 видів.
Таким чином, у адвентивній флорі міста Чернівці переважають види давнього Середземномор’я та види американського і азіатського походження.
5.6. Господарська оцінка
Більшість дослідників вважає , що адвентиві види - це явище небажане, з яким потрібно „боротися”, оскільки адвентивна флора ”забруднює” генофонд, витісняє аборигенні види із рослинних угруповань, веде до космополітизації флори. До негативних характеристик відноситься і те, що серед них багато злісних бур’янів, видів, шкідливих для тварин, отруйних, та таких, що викликають алергію у людей. Але серед адвентів є і цінні у господарському відношенні види. Це – кормові, лікарські, декоративні рослини, хороші медоноси, біоіндикатори та ін. Значна кількість адвентивних видів є важливими компонентами рослинності техногенних екотопів і піонерами заселення.
За господарським значенням адвентивні види Чернівців нами були розподілені на 8 груп: бур’яни, лікарські рослини, декоративні, харчові, кормові, меліоративні, алергетики, добрі медоноси. Більшість адвентивних рослин флори м. Чернівці є бур’янами – 63 види або 60,6 %. 26 видів є декоративними рослинами, 10 видів мають лікарське значення, 12 – є харчовими рослинами, по 5 видів - добрі медоноси і меліоративні. Групи: “кормові” та “алергетики” нараховують по 4 види. Але багато видів мають комплексну цінність, використовуються у кількох галузях і потрапили у дві або декілька груп. Тому було проведено комплексний аналіз господарської цінності адвентивних рослин міста Чернівці. Бур’янів, які широко використовуються у народній медицині, в рослинності міста нараховується 34 види. Харчові рослини також часто мають лікарські властивості. Серед адвентивних рослин флори міста Чернівці, таких нараховується 8. Група “декоративні-лікарські” є небагаточисельною – всього 7 видів. По одному виду нараховують такі групи як : “кормові – декоративні”, “кормові – лікарські”, “кормові-меліоративні” Цікавою групою є група: “бур’яни-алергетики-лікарські”. Таким чином, господарське значення адвентивних видів у флорі міста є неоднозначним.
РОЗДІЛ 6. ШЛЯХИ ФОРМУВАННЯ АДВЕНТИВНОЇ ФЛОРИ
МІСТА ЧЕРНІВЦІ
6.1. Оцінка та характеристика ступеня натуралізації
адвентивних видів м. Чернівці
При дослідженні натуралізації адвентів було використано класифікацію Корнася Я. (1968), яка доповнена і модифікована Протопоповою В.(1988).
У адвентивній флорі Чернівців археофітів нараховується 42 види, а кенофітів – 62 види. За ступенем натуралізації на території міста Чернівці найчисленнішою групою є епекофіти. До вказаної групи належить 64 види. З них 40 видів є археофітами та 24 види - кенофітами. За походженням серед чернівецьких епекофітів переважають давньосередземноморські види, серед яких середземноморського походження – 17 видів, середземноморсько-ірано-туранського походження – 13 видів, ірано-туранського –7 видів. Досить значна частина епекофітів походить з Америки, а саме – 10 видів. За біоморфою більшість епекофітів є монокарпиками-однорічниками.Друге за чисельністю місце займає група ергазіофітів, до якої належить 31 вид. Це такі види як Juglans regia L., Saponaria officinalis L., Cerasus vulgaris Mill., Duchesnea indica (Andr.) Focke. та інші. Археофітом у цій групі є лише 1 вид – Vitis vinifera L. Решта 30 видів – кенофіти. За походженням серед чернівецьких ергазіофітів переважають види американського походження – 8 видів, азіатського – 7 видів і 6 видів мають середземноморське походження. За біоморфою серед видів, що “втекли ”з культури переважають трав’янисті полікарпики – 10 видів, на другому місці кущі – 9 видів, кількість дерев – 6 видів, однорічників – 4 види, дерев’янистих ліан полікарпиків –2 види. Нечисленними у структурі адвентивних флори є групи агріофітів – 5 видів та ефемерофітів – 4 види. Процентні співвідношення адвентивних видів міста Чернівці за ступенем натуралізації зображено на рисунку 1.
Рисунок 1. Процентний розподіл видів адвентивної флори Чернівців за ступенем натуралізації
| 
