Глава 1. Ботанические сады как центры сохранения биоразнобразия растительного мира (обзор литературы)
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..2
ГЛАВА I. Ботанические сады как центры сохранения биоразнообразия растительного мира (обзор литературы) ………………………………………5
ГЛАВА II. Физико-географическая характеристика района исследования……8
ГЛАВА III. Материалы и методы исследования …………………10
ГЛАВА IV. Результаты исследования ………………………………14
ВЫВОДЫ……………………………………………………………………….19
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………20
ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………...22
Введение
Актуальность темы. В стратегии Международного совета ботанических садов по охране растений (BGCI), говорится, что одной из основных задач для каждого ботанического сада должно стать сохранение флоры своего региона. Главной целевой задачей Глобальной стратегии сохранения растений является задача сохранения 60% исчезающих видов растений (Международная, 2000; Глобальная…, 2002; Андреев, Прохоров, 2005; Горбунов, 2007; www.BGCI.org ).
Выращивание аборигенных растений, в т.ч. редких и нуждающихся в охране, в условиях ботанических садов позволяет более детально исследовать их эколого-биологические особенности, не нарушая естественные популяции, разработать методику размножения. В настоящее время в Ботаническом саду (БС) Удмуртского государственного университета (УдГУ) разработаны следующие подходы к сохранению редких и исчезающих растений (Красная…, 2000; Баранова, 2006; Баранова, Дедюхина, Яговкина, 2010, 2011):
1. Интродукция редких растений в условиях открытого культурного комплекса;
2. Создание искусственных фитоценозов;
3. Подбор естественных экотопов и реинтродуция редких растений на территории БС;
4. Создание генетического банка in vitro.
На сегодняшний день наименее используемым является «2» подход, так как это сопряжено с рядом трудностей и в первую очередь с необходимостью детального исследования природных фитоценозов, расположенных на территории БС.
В связи с этим основной целью данного учебно-исследовательского проекта, явилось изучение лесных фитоценозов в окрестностях Ботанического сада Удмуртского государственного университета.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Выявить видовое разнообразие исследуемых фитоценозов;
2. Выявить состояние древостоя по ключевым участкам;
3. Определить жизненность растений кустарничкового яруса;
4. Определить степень сходства исследуемых участков леса в окрестностях Ботанического сада.
ГЛАВА II. Физико-географическая характеристика района исследования
Исследование проводились на территории Ботанического сада Удмуртского государственного университета, расположенного на северной окраине г. Ижевска (центральная часть Удмуртской Республики).
Общая площадь территории, занимаемой ботаническим садом составляет 41,8 г, из них 20 га находятся под естественными лесными насаждениями. Исходными типами естественной флоры территории ботанического сада являются лесная, болотная и водная растительность. Леса из мелколиственных и тонкоствольных пород, луга, сорно-полевая, рудеральная растительность в большинстве своем являются производными коренных фитоценозов. Темнохвойные леса представлены ельниками с примесью пихты. В окрестностях ботанического сада имеют распространение леса из групп ельников кисличников и ельников разнотравных. Светлохвойные насаждения представлены липняками, мелколиственными породами и смешанными елово-пихтовыми липняками со снытью в подлеске (Баранова, 2002; www.uni.udm.ru).
ГЛАВА III. Материалы и методы исследования
В работе использованы методические рекомендации, изложенные в следующих учебно-методических пособиях и монографиях: «Полевая практика по ботанике (основные методы изучения растительного покрова), (2010), Изучение редких растений в условиях реинтродукции (2006); Методика фенологических наблюдений в Ботанических садах СССР (1975), И.В. Бейдеман (1960, 1974), В.Н. Голубев (1978). Названия растений даны по С.К. Черепанову (1995).
Проведено стандартное геоботаническое описание. Для этого было выбрано четыре пробных площадки (20х20 м). Две пробных площадки были заложены в лесном сообществе березняк-еловый. Одна в липняке-березняковом, другая в липняке-еловом. На каждой из пробных площадок были описаны следующие параметры, представленные в таблице 1.
Таблица 1
ВЫВОДЫ
В результате проведенной работы:
1. Выявлено видовое разнообразие исследуемых фитоценозов;
2. Выявлено состояние древостоя по ключевым участкам;
3. Определенна жизненность растений кустарничкового яруса;
4. Определена степень сходства исследуемых участков леса в окрестностях Ботанического сада.
В дальнейшем предполагается провести реинтродукцию редких видов на исследованные фитоценозы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Агроклиматические ресурсы Удмуртской АССР. – Л.: Гидрометеоиздат, 1974. – 116 с.
2. Андреев Л.Н., Прохоров А.А. Инвентаризация коллекций Ботанических садов России // Ботан. сады как центры сохранения биоразнообразия и рационального использования растительных ресурсов. – М., 2005. – С.11 – 12.
3. Баранова О. Г. Опыт выращивания редких растений в Ботаническом саду Удмуртского университета / О. Г. Баранова, О. Н. Дедюхина, О. В. Яговкина // Вестник Иркутской государственной сельскохозяйственной академии. - 2011. - Вып. 44. - С. 13-19.
4. Баранова О. Г. Стратегия создания и сохранения коллекционного фонда редких и исчезающих растений в Ботаническом саду Удмуртского университета / О. Г. Баранова, О. Н. Дедюхина, О. В. Яговкина // Вестник Удмуртского университета. Сер. Биология. Науки о Земле. – 2010. – Вып. 2. – С. 48–55.
5. Баранова О.Г. Местная флора Удмуртии: анализ, конспект, охрана. – Ижевск, 2002. – 199 с.
6. Баранова О.Г. Охрана фиторазнообразия в Удмуртской Республике: история создания Красной книги, современное состояние и задачи // Проблемы Красных книг регионов России: Матер. межрегион. науч.-прак. конф. – Пермь, 2006 – С. 125-128.
7. Бейдеман И.Н. Изучение фенологии растений //Полевая геоботаника. – Т.– М., Л.: Изд-во АН СССР, 1960. – С. 333 – 366
8. Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ. – Новосибирск: Наука, 1974. – 154 с.
9. Глобальная стратегия сохранения растений. Текст на русском языке. BGCI: Richmond, U.K., 2002. – 16 с.
10. Голубев В.Н. Методические указания к популяционно-количественному и эколого-биологическому изучению редких, исчезающих и эндемичных растений Крыма. – Ялта, 1978. – 41 с.
11. Изучение редких растений в условиях реинтродукции: учеб. - метод. руков. / Сост. О.Г. Баранова, О.Н. Дедюхина, О.В. Яговкина. - Ижевск, 2008. - 53 с.
12. Изучение ценопопуляций растений «Красной книги Удмуртской республики» в природе и при интродукции: учеб. - метод. руков. / Сост. О.Г. Баранова. - Ижевск, 2006. - 74 с.
13. Красная книга Удмуртской Республики: Сосудистые растения, лишайники и грибы. – Ижевск, 2001. – 290 c.
14. Международная программа ботанических садов по охране растений. – BGCI, 2000. – 57 с.
15. Методика фенологических наблюдений в Ботанических садах СССР. – М., 1975. – 28 с.
16. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Наука о растительности (история и состояние основных концепций). – Уфа: Издательство «Гилем», 1998. – 412 с.
17. Миркин Б.М., Розенберг Г.С., Наумова Л.Г. Словарь понятий и терминов современной фитоценологии. – М.: Наука, 1989. – 223 с.
18. Реймерс, Н. Ф. Словарь терминов и понятий, связанных с охраной живой природы / Н. Ф. Реймерс, А. В. Яблоков. – М. : Наука, 1982. – 145 с.
19. Стратегия ботанических садов по охране растений. – М. : ГБС РАН, 1994. – 62 с.
20. Черепанов, С. К. Сосудистые растений России и сопредельных государств / С. К. Черепанов. – М. : Мир и семья, 1995. – 992 с.
21. www.garden.karelia.ru
22. www.BGCI.org
23. www.uni.udm.ru
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 4
Формула древостоя
| № | Фитоценоз | Формула древостоя |
| Березняк – еловый | 5Е 4Б 1Л | |
| Березняк – еловый | 5Е 5Б | |
| Липняк – березняковый | 8Л 2Б | |
| Липняк – еловый | 2Б 4Л 4Б |
Таблица 6
Характеристика подлеска
| № | Название растения | Проективное покрытие, % | Высота, м | Жизненность |
| Padus avium Mill. (Черёмуха обыкновенная) | Низкая | |||
| Lonicera xylosteum L. (Жимолость обыкновенная) | ||||
| Rosa majalis Herrm. (Шиповник майский) | 0,5 | |||
| Sorbus aucuparia L. (Рябина обыкновенная) | ||||
| Padus avium Mill. (Черёмуха обыкновенная) | Низкая | |||
| Rubus idaeus L. (Малина обыкновенная | 0,5 | |||
| Sorbus aucuparia L. (Рябина обыкновенная) | 1,5 | |||
| Lonicera xylosteum L. (Жимолость обыкновенная) | 1,5 | |||
| Padus avium Mill. (Черёмуха обыкновенная) | Нормальная | |||
| Sorbus aucuparia L. (Рябина обыкновенная) | 1,5 | |||
| Rosa majalis Herrm. (Шиповник майский) | ||||
| Ribes rubrum L. (Смородина красная) | 0,5 | Средняя | ||
| Euonymus verrucosa Scop. (Бересклет бородатый) | ||||
| Padus avium Mill. (Черёмуха обыкновенная) | 1,5 | |||
| Viburnum opulus L. (Калина обыкновенная) | 0,6 | |||
| Rubus idaeus L. (Малина обыкновенная) | 0,5 | |||
| Sorbus aucuparia L. (Рябина обыкновенная) | ||||
| Lonicera xylosteum L. (Жимолость обыкновенная) | 1,5 |
Таблица 7
Характеристика подроста
| № | Виды | Длина ствола, м | Общее количество видов | Общее кол-во особей, шт. | Жизнен- ность | |||
| Более 2 | 1–2 | 0,5– 1 | 0,25 – 0,5 | |||||
| Tilia cordata Mill. (Липа мелколистная) | - | - | Средняя | |||||
| Picea obovata Ledeb. (Ель сибирская) | - | - | - | |||||
| Аbies sibirica Ledeb. (Пихта сибирская) | - | - | - | |||||
| Tilia cordata Mill. (Липа мелколистная) | - | Средняя | ||||||
| Picea obovata Ledeb. (Ель сибирская) | - | - | - | |||||
| Аbies sibirica Ledeb. (Пихта сибирская) | - | - | - | |||||
| Tilia cordata Mill. (Липа мелколистная) | - | - | Хорошая | |||||
| Аbies sibirica Ledeb. (Пихта сибирская) | - | |||||||
| Tilia cordata Mill. (Липа мелколистная) | - | Хорошая | ||||||
| Picea obovata Ledeb. (Ель сибирская) | - | |||||||
| Bеtula pеndula Roth. (Берёза бородавчатая) | - | - | - | |||||
| Ulmus glabra Huds. (Вяз приземистый) | - | - | - | |||||
| Общее количество видов на всех П/П |
Таблица 8
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..2
ГЛАВА I. Ботанические сады как центры сохранения биоразнообразия растительного мира (обзор литературы) ………………………………………5
ГЛАВА II. Физико-географическая характеристика района исследования……8
ГЛАВА III. Материалы и методы исследования …………………10
ГЛАВА IV. Результаты исследования ………………………………14
ВЫВОДЫ……………………………………………………………………….19
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………20
ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………...22
Введение
Актуальность темы. В стратегии Международного совета ботанических садов по охране растений (BGCI), говорится, что одной из основных задач для каждого ботанического сада должно стать сохранение флоры своего региона. Главной целевой задачей Глобальной стратегии сохранения растений является задача сохранения 60% исчезающих видов растений (Международная, 2000; Глобальная…, 2002; Андреев, Прохоров, 2005; Горбунов, 2007; www.BGCI.org ).
Выращивание аборигенных растений, в т.ч. редких и нуждающихся в охране, в условиях ботанических садов позволяет более детально исследовать их эколого-биологические особенности, не нарушая естественные популяции, разработать методику размножения. В настоящее время в Ботаническом саду (БС) Удмуртского государственного университета (УдГУ) разработаны следующие подходы к сохранению редких и исчезающих растений (Красная…, 2000; Баранова, 2006; Баранова, Дедюхина, Яговкина, 2010, 2011):
1. Интродукция редких растений в условиях открытого культурного комплекса;
2. Создание искусственных фитоценозов;
3. Подбор естественных экотопов и реинтродуция редких растений на территории БС;
4. Создание генетического банка in vitro.
На сегодняшний день наименее используемым является «2» подход, так как это сопряжено с рядом трудностей и в первую очередь с необходимостью детального исследования природных фитоценозов, расположенных на территории БС.
В связи с этим основной целью данного учебно-исследовательского проекта, явилось изучение лесных фитоценозов в окрестностях Ботанического сада Удмуртского государственного университета.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Выявить видовое разнообразие исследуемых фитоценозов;
2. Выявить состояние древостоя по ключевым участкам;
3. Определить жизненность растений кустарничкового яруса;
4. Определить степень сходства исследуемых участков леса в окрестностях Ботанического сада.
Глава 1. Ботанические сады как центры сохранения биоразнобразия растительного мира (обзор литературы)
Ботанические сады как сады, посвященные не каким–либо утилитарным целям, а науке-ботанике, появились в XVI в эпоху возрождения в Италии. С тех пор, почти за половину тысячелетия, число ботанических садов непрерывно росло, увеличивались их площади, расширялся и круг направлений, в которых шла их деятельность. Сейчас в самых общих чертах эти направления можно охарактеризовать так: фундаментальные исследования разнообразия мировой флоры; интродукция растений и образовательная деятельность (Базилевская, 1964; Интродукция растений…, 2005; Ботанико-географические…, 2007).
Выращивание растений за пределами природного ареала получило название интродукции. В определении понятия «интродукция растений» принятом Советом ботанических садов СССР (Лапин, 1972) подчеркивается целеустремленная деятельность человека по введению в культуру в данном естественноисторическом районе растений (родов видов, подвидов, сортов и форм), ранее в нем не произраставших, а также перенос их в культуру из местной флоры.
Главная задача интродукционных работ – выявление в природе и введение в культуру новых хозяйственно ценных дикорастущих растений: декоративных, лекарственных, пищевых, эфирномасличных, медоносных и др. (Трулевич, 1991).
Одной из существенных сторон интродукции является также разработка принципов выращивания интродуцируемых растений. Эта проблема важна не только теоретически. Она имеет широкое народнохозяйственное значение в связи с созданием различных искусственных фитоценозов, необходимостью обогащения обедненных естественных (Трулевич, 1991).
Но в последние десятилетия Ботанические сады и дендрарии
приобретают также все большее значение в области охраны растительного мира. В связи с этим актуальным является разработка методов сохранения фиторесурсов в условиях культуры и главенствующая роль в этом принадлежит Ботаническим садам (Международная …, 2000; Глобальная…, 2002).
На сегодняшний день национальная коллекция сосудистых растений сосредоточена в более 100 ботанических садах и дендрологических парках РФ, а также в коллекциях специализированных сельскохозяйственных институтов ВНИИР и его опытных станций. По данным информационно-поисковой системы «Ботанические коллекции России и сопредельных государств» (http://garden.karelia.ru) только в ботанических садах и дендрологических парках России культивируются более 17000 видов сосудистых растений и свыше 20000 сортов и культиваров (Андреев, Прохоров, 2007).
В настоящее время ботаническими садами накоплен значительный практический опыт выращивания редких и исчезающих растений. Наиболее перспективные из них:
1. Метод создания моделированных искусственных ценозов. Это направление получило быстрое развитие в связи с тем, что во многих ботанических садах созданы ботанико-географические экспозиции;
2. Метод внедрения исчезающих видов в естественную растительность ботанических садов. Такие работы проводятся в ряде ботанических садов (ГБС РАН, Якутском БС, БС УрГУ, г. Екатеринбург), в том числе и ботаническом саду Удмуртского университета (Баранова, Дедюхина, Яговкина, 2010).
3. Метод воссоздания и интродукции растительных сообществ. С 1959 г. разрабатывается в Ставропольском БС (Растения…, 2005; Горбунов и др., 2008).
Эффективность сохранения генофонда ex situ может быть резко
повышена также путем создания генетических банков растений. Различают следующие виды генетических банков: 1) генные банки семян; 2) полевые генные банки (специальные, обычно клоновые посадки плодовых и лесных пород, корневищных и клубневых культур); 3) банки меристем – хранение растительного материала in vitro (культур меристем, тканей и сеянцев в условиях замедленного роста) (Растения…, 2005; Ишмуратова, 2006; Новикова и др., 2008; Klavina et al., 2004; Gao et al., 2005).
Работы по сохранению богатства окружающего нас растительного покрова в последнее время начинают включать в себя не только меры по охране отдельных территорий (ООПТ, которыми являются и ботанические сады) по сохранению ценопопуляций на этих территориях, но и меры по восстановлению нарушенных человеком фитоценозов, спасению угасающих популяций редких растений и т.д (Изучение…, 2008).
Реинтродукция, как способ восстановления популяций редких и исчезающих видов растений является очень сложным процессом и для эффективности её проведения необходимо проведение научно-исследовательских работ по разработке основных методологических приемов для её успешного проведения. В этом направлении следует, в первую очередь, разрабатывать методические приемы по отдельным редким растениям и их систематическим группам, которые послужат основой для более успешной реинтродукции малоизученных видов, находящихся под угрозой исчезновения (Реймерс, 1982; Изучение…, 2008).
Как уже упоминалось выше реинтродукции на территории ботанических садов должно предшествовать изучение природных фитоценозов. Фитоценоз - это растительное сообщество, совокупность растительных организмов на относительно однородном участке, с животными и с окружающей средой. Каждый фитоценоз – система определённого состава и определённой структуры, которые сформировались в результате отбора видов растений, способных существовать совместно друг
с другом и с животными в данных условиях среды, а во многих случаях и при определённом воздействии человека (Миркин, Наумова, Розенберг, 1989; Миркин, Наумова, 1998).
Фитоценоз состоит из ряда структурных элементов. Различают горизонтальную и вертикальную структуру фитоценоза. Вертикальная структура представлена ярусами. Ярусы состоят из «разновысотных» растений. Примерами ярусов являются древесные ярусы, напочвенный покров, мохово-лишайниковый ярус, ярус подлеска и др. Горизонтальная структура фитоценоза формируется благодаря наличию пологов деревьев, неоднородностям рельефа, видовым особенностям некоторых растений, деятельности животных (Миркин, Наумова, Розенберг, 1989; Миркин, Наумова, 1998).