Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон

Адвентивная дендрофлора города Костаная и его окрестностей

Развитие городских экосистем происходит в условиях активных интродукционных процессов.

Особенно популярны интродуценты при озеленении городов. В городских насаждениях нашей страны суммарный состав древесных экзотов явно превалирует над представителями местной аборигенной флоры. Большое внимание к интродуцентам в практике озеленения обусловлено тем, что в условиях урбанизированной среды они во многих случаях оказываются более устойчивыми и долговечными, быстрее растут, чем местные виды. Их использование обеспечивает существенное повышение эстетических и санитарно-гигиенических свойств озеленительных посадок, фитооптимизацию техногенной среды, способствует сокращению затрат на выращивание посадочного материала, содержание городских зеленых насаждений.

Однако непродуманная, малоизученная интродукция может оказаться опасной для аборигенной древесной флоры. Во многих городах Европы широко распространились и превратились в лесные сорняки ясень зелёный, клён ясенелистный, карагана древовидная. Поэтому интродуценты нужно вводить в городские экосистемы достаточно осторожно, иначе коренные породы деревьев и кустарников могут оказаться на грани исчезновения

Внедрение (инвазия) агрессивных чужеродных видов является в настоящее время значительной частью глобальных природных изменений и часто ведет к существенным потерям биологического разнообразия и экономической значимости экосистем, подверженных биологическим инвазиям. Иногда это внедрение может наносить значительный экономический ущерб и даже представлять опасность для здоровья людей.

Консорциумом ведущих исследователей биологических инвазий в Европе в 2005 году был организован проект, получивший название DAISIE (Delivering Alien Invasive Species Inventories for Europe).Одной из задач проекта было создание кадастра чужеродных инвазионных видов, так называемой «Чёрной книги».Заносные виды растений воздействуют на экологию и экономику на множественных уровнях и прямо, и косвенно. Относительно воздействия на экономику широко известны Oxalis pescaprae, Opuntia maxima, Paspalum paspalodes и Rhododendron ponticum, которые негативно влияют на урожайность сельскохозяйственных культур и лесозаготовки. Robinia pseudoacacia, Ailanthus altissima и Cortaderia seUoana являются типичным примером интрогрессии чужеродных видов в Европе, вытесняющих уникальные аборигенные виды и эндемики[1].Инвазионные виды могут влиять на здоровье человека, вызывая фитофотодерматит при контакте с борщевиком Heraclenm sosnovskii и H. mantegazziannm, астму или сенную лихорадку при цветении Ambrosia artemisiifolia, а также отравление людей ядовитыми плодами Phytolacca americana и Solanum elaeagnifolinm.Поэтому современная инвентаризация городской дендрофлоры является основой построения ранней системы обнаружения и предупреждения негативных явлений и разработке мер рационального природопользования [2]. Поэтому исследования адвентивной дендрофдоры представляют большой научный и практический интерес.

Городская флора Костаная представляет собой искусственные насаждения, формирующиеся за счёт аборигенных видов и интродуцентов, сочетающиеся с участками некогда бывших естественных лесов, с оврагами и логами, реками и луговыми полянами. Исследования таксономического состава дендрофлоры города Костаная показали, что видовое разнообразие составляет 43 вида высших растений. При этом доминирующими по числу видов являются семейства Rosaceae, Salicaceae, Pinaceae. Их суммарное участие в составе дендроф-лоры г. Костаная- 54 % .По 1-3 вида представлены другие семейства.

Сравнительный анализ показывает, что биоразнообразие дендрофлоры г. Костаная невелико. Для сравнения: дендрофлора Одессы насчитывает 687 видов (в том числе 33 гибридного происхождения). Дендрофлора г. Волгограда составляет не менее 264 видов древесных растений. Изучение таксономического разнообразия дендрофлоры многих городов Европы, Северной Америки также показывает значительное превышение показателей видового разнообразия по сравнению с показателями г. Костаная, что мы объясняем влиянием природных условий [3]. Анализ исторических событий показывает, что основанный среди степи г. Костанай не имел ни одного деревца, и первые насаждения тополей были заложены в маленьком городском саду на территории бывшей станции юннатов. Природные условия степи определили небольшое разнообразие аборигенной древесной флоры. Археофиты дендрофлоры Костаная немногочисленны: Берёза пови́слая (Bétula verrucósa), Берёза киргизская (Betula kirghisorum),Черёмуха обыкнове́нная ( Prúnus pádus), Тополь дрожащий, осина ( Populus tremula), Сосна обыкнове́нная ( Pínus sylvéstris.)Эти виды составляют аборигенный компонент флоры (native plants или indigenous plants).

Адвентивный , или заносный компонент флоры чаще всего определяется в научной литературе как совокупность видов растений, не свойственных местной флоре, занос которых на данную территорию не связан с естественным ходом флорогенеза, а является результатом прямой или косвенной деятельности человека (alien plants, exotic plants, introduced plants).

Полученные данные показывают, что значительная часть видов в озеленении города Костаная являются представителями адвентивной дендрофлоры. Многие из них были интродуцированы в лесопарковом строительстве. Самым первым представителем культурной флоры Костаная является То́поль чёрный. В начале 20-го века при заложении центрального сквера, находящегося на территории современного, высаживали также черёмуху обыкнове́нную( Prúnus pádus), ряби́ну обыкнове́нную ( Sórbus aucupária), ивы, вязы.

К непреднамеренно занесенным видам , так называемым ксенофитам, в условиях нашей области отнесём клён ясенелистный  ( Acer negundo.), ставший таким обычным, что многие жители Костаная считают этот вид аборигенным. В начале 20-го века несколько экземпляров Acer negundo выращивались в Московском ботаническом саду как экзоты. Случайное повреждение оранжереи стало причиной повсеместной инвазии этого клёна, ставшего фактически сорным видом.

По способу заноса адвентивных видов в дендрофлоре Костаная отметим эргазиофит облепиху крушиновидную  ( Hippophae rhamnoides) как вид, введенный в культуру в качестве плодовоягодной на данной территории, а затем распространившуюся на внекультурные местообитания (как антропогенные, так и естественные).В окрестностях Костаная, вблизи дачных обществ можно наблюдать достаточно протяжённые заросли Hippophae rhamnoides.

Большинство адвентивных видов Костаная -выходцы Северной Америки (Клён ясенелистный,  сморо́дина золоти́стая, пузырепло́дник калиноли́стный , снежноя́годник бе́лый, ель голуба́я и др. Из Европы: то́поль чёрный клён остроли́стный, ряби́на обыкнове́нная, ли́па сердцеви́дная, дуб чере́шчатый, ясень обыкнове́нный.Адвентивными видами, занесёнными с Дальнего Востока, Японии, Китая являются : яблоня китайская, яблоня ягодная, кизи́льник блестящий.

Все они различаются по степени натурализации, способу иммиграции, времени заноса. Большинство древесных экзотов занесены преднамеренно и сравнительно недавно, т. е. являются эргазиофитами и кенофитами. Среди них выделяют 2 группы: агриофиты, эпекофиты.

Анализ исследований показывает, что самой многочисленной группой, представленной интродуцентами, являются эфемерофиты -21 вид. Эти древесные породы воспроизводятся только с помощью человека в силу многих причин: недостаточно влаги для всходов, иной химический и биологический состав почвы, отсутствие симбионтов, необходимых для прорастания и др.

Большую группу составляют колонофиты, используемые в городских посадках зелёных насаждений-17 видов. Заносные растения, которые поддерживают самовоспроизводящиеся популяции > 10 лет без направляющего влияния людей (или вопреки такому влиянию) и постепенно увеличивают число семян или клонов (клубней, отростков, фрагментов и т.д

Эпекофиты воспроизводятся, иногда в большом количестве, на значительном удалении от родительских особей, и могут потенциально распространяться на значительные территории

В дендрофлоре Костаная это 3 вида: облепиха крушиновидная  ( Hippophae rhamnoides), то́поль чёрный,    ( Pópulus nígra), черёмуха обыкнове́нная, ( Prúnus pádus).

Как и во многих городах Европы, агриофитом является Acer negundo. Среди агриофитов он является наиболее агрессивным видом в городских условиях. За счёт образования поросли и семенного возобновления клён американский обладает высокой конкурентноспособностью, трудно искореним, ухудшает эстетику и экологию городской среды.

Исследования, проведённые в 2011-2012 г.г.,позволяют нам сделать вывод, что в условиях Костаная в течение последних лет агриофитом. становится Вяз перистоветвистый, или Карагач   (Ulmus pinnato-ramosa). Вид, аборигенный в условиях южного Казахстана, был интродуцирован в Костанае. Достаточно теплолюбивая порода отличается высокой скоростью роста. Многочисленные всходы, быстро растущие деревца повсеместно встречаются вдоль бордюров тротуаров, засоряют городские ландшафты. Ulmus pinnato-ramosa часто подмерзает, и сухие отмирающие деревья явно не украшают ландшафты Костаная, что делает эту породу неэффективной неперспективной.

Сравнительный анализ данных позволяет сделать вывод, что агрессивное давление адвентивных видов в условиях Костаная выражено в меньшей степени, нежели в некоторых городах России. Результаты инвентаризации дендрофлор городов Прикамья свидетельствуют о том, что число агриофитов в этих городах больше: Salix fragilis , Sambucus racemosa ,Padus maacki , Acer negundo[4]. В дендрофлоре Одессы агриофитами являются выходцы:из Атлантическо-Северноамериканс-кой (Amorpha fruticosa L., Acer negundo L., Elaeagnus angustifolia L.,Gleditsia triacanthos L., Robinia pseudoacacia L.), Восточноазиатской (Ailanthus altissima (MilL) Swingle) и Среди-земноморской (Lycium barbarum L.) областей[5].

Вместе с тем следует отметить, что воздействие каждого заносного вида трудно предсказуемо ввиду множества связанных с ним параметров. Ридли [Ridley], 1930], М. С. Игнатов [1989], А. К. Скворцов, Ю. К. Майтулина (Виноградова) [1989] и ряд других авторов обращают внимание на значительную разницу во времени между первым появлением растения и началом его активного расселения . Shirley, SM. приводит пять причин взрывооб-разного расселения: изменение местообитаний в месте заноса, в месте произрастания донорных популяций вида, увеличение популяции занесенного вида до определенной критической величины, занос нового экотипа того же вида, генетические преобразования в популяции занесенного вида [6]. Все эти причины взаимосвязаны и взаимозависимы, однако две первые можно считать внешними по отношению к растению, а потому проще наблюдаемыми в природе, тогда как остальные предполагают внутренние эволюционные изменения, оценить которые при флористических работах затруднительно. Как указывают А. К. Скворцов и Ю. К. Майтулина [1989], изучавшие микроэволюционные преобразования в популяциях натурализующихся растений, «между первым появлением адвентивного вида и началом его энергичного расселения и внедрения в местные полуестественные (или даже естественные) ценозы обычно проходит длительное время — очевидно, это период накопления изменчивости; ...поэтому к прогнозам относительно опасности или безопасности того или иного нового иммигранта следует относиться с большой осторожностью». Как правило, виды достаточно долго существовали только в культуре и лишь позднее стали активно расселяться (например, Acer negundo или Fraxinuspennsylvanica) [7].

Так, то́поль бе́лый ( Pópulus álba),появившийся у нас в культуре лет 10 назад, на сегодняшнем этапе не способен к самовоспроизведению и является эфемерофитом. Однако в некоторых городах Европы он отнесён к агриофитам.

На наш взгляд, тому подтверждение и резкое повышение агрессивности Вяза перистоветвистого (Ulmus pinnato-ramosa) в Костанае и его окрестностях.

Информация о пространственной динамике дендрофлоры Костаная и его инвазионном потенциале, исторический анализ натурализации адвентивных видов позволяет выявить многолетнюю динамику адвентивных флор, создать основу для корректного повидового сравнения с аналогичными флорами и их исторической динамикой и построения модели флорогенетических тенденций развития культурных экосистем городов.

Литература:

1. 1.Roy, D. B. (2010). "Invasive alien species in Europe: a review of the patterns, trends and impacts reported by the DAISIE project." IOBC/WPRS Bulletin 58: 91-95.
2. Kleunen, M; Fischer, M (2009) Release from foliar and floral fungal pathogen species does not explain the geographic spread of naturalized North American plants in Europe. JOURNAL OF ECOLOGY, 97 (3): 385-392
3. .Матвеев Д. Е. Особенности распространения адвентивного элемента флоры Волгоградской СПб., изд., «Баяныч», 1997. С. 9.
4. Зуева Г.А., Файзуллина М. ЕГПУ, г. Елабуга,Татарстан, РФ. Дендрофлора городов северо-востока Татарстана
5. Немерцалов В.В. Дендрофлора города Одессы .Диссертация на соискание ученой степени к.б.н. Нац.бот. сад НАН Украины, Киев, 2008.
6. 4.Shirley, SM; Kark, S (2009) The role of species traits and taxonomic patterns in alien bird impacts. GLOBAL ECOLOGY AND BIOGEOGRAPHY, 18 (4): 45-49
7. Скворцов А. К., Майтулина Ю. К. Адвентивные растения как модель для изучения инвазии  адвентивных видов в фитоценозы  М: Наука, 1989.-С. 19