Инвазивные виды семейства Asteraceae Dumort. в Башкирском Предуралье: распространение, биология и контроль численности

Актуальность темы

Инвазивные виды — это агрессивные чужеземные растения, занесенные из других регионов (часто даже с других континентов), которые расселяются по вине человека, образуют потомство в очень большом количестве и распространяются на значительное расстояние от родительских особей (Гельтман, 2003). Для них характерно активное внедрение в местные сообщества, при котором они зачастую вытесняют местные виды растений. При этом инвазивными нередко могут быть агрессивные сорные растения, способные стать злостными сорняками полей, садов, огородов. Вторжение инвазивных видов — серьезная экологическая проблема во всем мире, приводящее к так называемому «флористическому загрязнению территории» (Чичев, 1988).

Изучение инвазий и инвазивных видов в последнее время получает все более широкое распространение, как за рубежом, так и у нас в России. Обсуждению вопросов биологической инвазии в разных районах мира (Северной Америке, Южной Африке, Австралии, Европе, России и др.) были посвящены 9 Международных симпозиумов, из которых 2 (в 2001 и 2005 гг:) проходили в России. Во многих странах создаются специальные рабочие группы по изучению инвазивных видов, создана Глобальная программа и база данных по инвазивным видам (GISP). Наибольшее, развитие эта тематика получила в США, где инвазивные виды давно стали серьезной экологической и экономической проблемой, в результате чего был создан Институт биологических инвазий.

В настоящее время на территории Республики Башкортостан (РБ) наблюдается экспансия ряда североамериканских инвазивных видов семейства Asteraceae Dumort. из родов Ambrosia L., Xanthium L., Bidens L-, Galirtsoga Ruiz & Pav., Cyclachaena Fresen. и др. В их числе такие опасные агрессивные виды, как Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen., Ambrosia artemisiifolia L., A. trifida L., A. psylostachya DC.

Среди инвазивных видов немало растений, вызывающих аллергические заболевания, в том числе с тяжелыми астматическими проявлениями:. Это осложняет экологическую ситуацию в городах республики с большой концентрацией вредных производств, где такой дополнительный неблагоприятный фактор может нанести, серьезный урон здоровью населения: К таким наиболее агрессивным и вредоносным видам, в первую очередь, относятся амброзии и циклахена, которые, кроме тогоявляются? карантинными сорняками для РБ.

Цель исследования — изучение внедрения в экосистемы степного Предуралья РБ североамериканских адвентивных видов из родов Ambrosia и Cyclachaenaипоиск путей сдерживания этих, агрессивных видов:

В соответствии^ поставленной целью, решались следующие задачи:

1. Выявление новых местообитаний инвазивных видов, натурализовавшихся популяций и очагов? распространения, нуждающихся в контроле.

2. Проведение мониторинга популяций инвазивных видов семейства в Башкирском Г 1редуралье, изучение их биологических особенностей в новых условиях.обитания.

3. Закладка опытов по контролю численности инвазивных видов.

Научная новизна работы. Впервые для исследуемого региона проведена комплексная оценка распространения и эколого-. фитоценотической приуроченности инвазивных видов растений из родов Ambrosia и Cyclachaena. Изучены некоторые биологические характеристики расселяющихся в Башкортостане агрессивных адвентивных видов, способных изменить, состав растительных сообществ, республики. Получены положительные результаты опытов по контролю численности опасных агрессивных сорных растений.

Практическая значимость исследования. В результате многолетних исследований выявлены закономерности процесса внедрения изученных инвазивных видов в растительные сообщества РБ. Проведен мониторинг за состоянием объектов карантинного контроля, прослежены основные пути миграции инвазивных растений в республике. Предложены мероприятия по контролю численности агрессивных сорных растений. Полученные материалы могут быть использованы в работе карантинной службы и при разработке практических рекомендаций по борьбе с инвазивными видами для сельскохозяйственных предприятий республики. Сведения о распространении и биологии инвазивных видов могут использоваться при чтении курсов ботаники и экологии в Башкирском государственном аграрном университете и других профильных вузах республики.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Выявлено более 30 новых местообитаний инвазивных видовВключенные в исследования инвазивные виды из родов Ambrosia и Cyclachaena являются агрессивными, высоко конкурентными' сорными^ растениями. При внедрении в сообщества Предуралья РБ они быстро становятся доминантами с долей участия вида 51−99%.

2. Повсеместное внедрение и натурализация агрессивных заносных видов, из родов Ambrosia и Cyclachaena на юге Предуралья* РБ, приводит к смене растительных сообществ на обедненные дериватные сообщества с. доминированием инвазивных видов, что отрицательно сказывается на биоразнообразии региона. Это требует мер по контролю их численности.

3. Контроль численности и дальнейшего распространения изученных видов возможен с использованием химических, агротехнических и карантинных мероприятий.

Апробация-результатов работы: Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на региональных, всероссийских и международных научно-практических конференциях: «Биоразнообразие, проблемы его сохранения в Южном регионе Республики Башкортостан и* на сопредельных территориях» (Стерлитамак, 2003), «Проблемы экологии, экологического образования и просвещения в Челябинской области» (Челябинск, 2004), «Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды» (Уфа, 2004), «Растительные ресурсы: опыт, проблемы и перспективы» (Бирск, 2005), «Экология фундаментальная и прикладная: Проблемы урбанизации» (Екатеринбург, 2005), «Современные проблемы аграрной науки и пути их решения» (Ижевск, 2005), «Вопросы общей ботаники: традиции и перспективы» (Казань, 2006), «Адвентивная и синантропная флора России и стран ближнего зарубежья: состояние и перспективы» (Ижевск, 2006).

Связь работы с научными программами. Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке проекта «Инвентаризация и изучение инвазивных видов в Республике Башкортостан» Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Биоразнообразие и динамика генофондов» и Фонда РФФИ, грант № 2011;АГ РФФИ-Агидель.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 1 статья в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК МОН РФ.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 149 страниц, состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы из 211 наименований (в том числе 65 — иностранных авторов), включает 21 таблицу, 29 рисунков и приложение.

1. На территории Башкирского Предуралья охарактеризовано современное распространение 4-х инвазивных видов семейства Asteraceae и определена их фитоценотическая приуроченность. Выявлено более 30 очагов инвазии агрессивных неофитов. Сообщества с участием инвазивных видов классифицированы по методу Браун-Бланке как дериватные: Cyclachaena xanthiifolia [Chenopodietea/Artemisietea], Ambrosia trifida [Chenopodietea/ Artemisietea], Ambrosia artemisiifolia [Chenopodietea/ Artemisietea], Ambrosia psylostachya [Molinio-Arrhenatheretea/Artemisietea] и Ambrosia psylostachya [Plantaginetea/Bidenteetea]. 2. Амброзия многолетняя, амброзия трезхраздельная и циклахена дурнишниколистная встречаются в самых разных по экологии сообществах региона — от сильно нарушенных рудеральных сообществ первых стадий восстановительной сукцессии до практически ненарушенных человеком пойменных сообществ, а также от сообществ сухих степей до сырых пойм с избыточным увлажнением. Отмечена натурализация видов в естественных сообществах — в основном, в поймах рек, реже — в нарушенных степных сообществах по обочинам дорог (амброзия многолетняя).3. Включенные в исследования инвазивные виды амброзии и циклахена являются высоко агрессивными, конкуретно мощными сорными растениями. При внедрении в сообщества они быстро захватывают лидирующие позиции. Плотность травостоя инвазивных видов очень высока — в большинстве случаев более 100 побегов, в отдельных ценопопуляциях — около 700 побегов на 1 м. За исключением амброзии многолетней, виды образуют большую биомассу — от 1 до 6 кг/м.4. Повсеместное внедрение и натурализация агрессивных заносных видов в Предуралье РБ приводит к смене устоявшихся растительных сообществ на обедненные дериватные сообщества с доминированием инвазивных видов, что отрицательно сказывается на биоразнообразии региона. Это требует мер по контролю их численности.5. Опыты по контролю численности амброзии многолетней и циклахены дурнишниколистной показали высокую эффективность препаратов Луварам, Чисталан, Торнадо, Ураган и Раундап (84−100% погибших растений). В условиях Башкирского Предуралья оптимальным сроком применения гербицидов против указанных видов является 1−2 декада июля. Для амброзии многолетней возможны более поздние сроки обработок • до средины августа.6. Агротехнические мероприятия по контролю численности.

(скашивание) в первой декаде июля (фаза бутонизации — начала цветения.

видов) также показали высокую эффективность. Установлена необходимость многократного ежегодного применения данного метода.