Инвазивные (или инвазионные) 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 [2].
Проблема изучения биологических инвазий чужеродных (заносных) видов в последние десятилетия стала одной ключевых в исследованиях экосистем Земного шара. При этом инвазивными нередко могут быть агрессивные сорные растения, способные стать злостными сорняками полей, садов, огородов. К таким растениям можно отнести виды рода AmbrosiaL. из семейства AsteraceaeDumort., занесенные с территории Северной Америки. Проблема широкого распространения и вредоносности амброзиевых стала глобальной. Наличие воздушных камер у пыльцевых зерен (которые отсутствуют у других представителей семейства сложноцветных) обеспечивает хорошую летучесть пыльцы, а увеличение ее количества в воздухе - источник массового заболевания аллергией [5]. Нередко инвазивные виды, замещая аборигенные виды в природных местообитаниях, приводят к сокращению биологического многообразия.
Материалы и методы исследования
Объектом исследования послужила AmbrosiatrifidaL. (амброзия трехраздельная), встречающаяся в двух основных типах экотопов: рудеральных (в сельских населенных пунктах и в городах), в естественных и нарушенных пойменных местообитаниях.
Изучение биологических особенностей данного вида имеет важное значение для понимания причин успеха инвазии в новых местообитаниях. Для Оренбургской области исследование популяционных и биологических характеристик амброзии ранее проведено не было.
Исследование инвазионных ценопопуляций на территории Оренбургской области проводилось в 2013-2015 гг. В обнаруженных очагах инвазии, согласно методу В. Н. Голубева [3], проведено изучение морфометрических параметров на 25 модельных растениях. В исследования включены следующие основные морфометрические параметры: высота растения, диаметр стебля, число боковых побегов, количество листьев, длина и ширина листовой пластинки, длина черешка, длина корня. При обработке материала использовались стандартные статистические методы [4].
Результаты исследований приведены в таблицах 1-2 на примере Бугурусланского района Западного Оренбуржья.
Результаты исследования и их обсуждение
Исходя из данных таблиц 1-2, значения биоморфологических параметров растений, A. trifida характеризуются различным уровнем вариабельности. Согласно эмпирической шкале уровней изменчивости, предложенной С. А. Мамаевым для древесных, но используемой и для травянистых растений [6], коэффициенты вариации варьируют от низкого до очень высокого уровня изменчивости. Низкий уровень изменчивости (CV=8-12 %) отмечен в ЦП Елатомка и ЦП Полибино по диаметру стебля.
Таблица 1
Характеристика морфометрических параметров AmbrosiatrifidaL.в Бугурусланском районе
Значения морфомет- рических параметров |
Ценопопуляции |
|
||||
Бугуруслан 1 |
Бугуруслан 2 |
Вишневка |
Елатомка |
Козловка |
||
Высота растения, см |
110,9±9,0 |
109,5±9,6 |
113,4±9,4
|
106,9±9,5
|
113,3±9,9 |
|
CV,% |
38,1 |
58,7 |
48,2 |
38,8 |
41,7 |
|
Диаметр стебля, мм |
4,6±0,6
|
5,0±0,7
|
5,2±0,8
|
4,2±0,5
|
4,5±0,1
|
|
СV,% |
13,0 |
14,0 |
15,3 |
11,9 |
13,3 |
|
Кол-во листьев, шт |
13,1±1,4 |
13,5±1,4
|
12,8±1,2 |
10,2±0,2
|
11,6±0,3
|
|
СV,% |
40,6 |
30,3 |
39,3 |
23,7 |
36,3 |
|
Длина листовой пластинки, см |
11,2±1,3
|
12,1±1,2
|
12,2±1,2
|
10,7±1,2
|
11,4±0,3
|
|
СV,% |
41,6 |
29,9 |
39,8 |
31,2 |
43,1 |
|
Ширина листовой пластинки, см |
7,8±0,2 |
8,8±0,2 |
8,7±0,2
|
7,5±0,2 |
8,2±0,2 |
|
СV,% |
35,3 |
13,6 |
23,7 |
36,0 |
34,6 |
|
Длина черешка, см |
5,6±0,2
|
5,6±0,2
|
5,7±0,2
|
4,7±0,2
|
4,8±0,2 |
|
СV,% |
21,4 |
23,2 |
21,0 |
21,2 |
27,0 |
|
Кол-во боковых ветвлений, шт |
9,2±0,2
|
8,7±0,2
|
9,7±0,2
|
9,2±0,2
|
8,8±0,2
|
|
СV,% |
15,2 |
22,6 |
13,4 |
40,8 |
22,5 |
|
Длина корня, см |
11,6±0,8
|
11,9±0,8
|
11,8±1,3
|
10,2±0,2 |
11,0±0,2
|
|
CV,% |
36,8 |
36,7 |
21,0 |
39,8 |
29,0 |
Средний уровень изменчивости (CV=13-20 %) зафиксирован в ЦП Бугуруслан 1 и ЦП Вишневка по диаметру стебля и кол-ву боковых ветвлений; в ЦП Бугуруслан 2 по диаметру стебля и ширине листа; в ЦП Козловка и ЦП Завьяловка по диаметру стебля; в ЦП Красноярка по длине листовой пластинки; в ЦП Пилюгино по ширине листа и длине черешка. Повышенным уровнем изменчивости (CV=21-30 %) характеризуются длина листа в ЦП Бугуруслан 1; кол-во листьев, длина листа, длина черешка и кол-во боковых ветвлений в ЦП Бугуруслан 2; ширина листа, длина черешка и длина корня в ЦП Вишневка; кол-во листьев и длина черешка в ЦП Елатомка; длина черешка, кол-во боковых ветвлений и длина корня в ЦП Козловка; длина черешка и длина корня в ЦП Завьяловка; кол-во листьев в ЦП Красноярка и ЦП Полибино; диаметр стебля, длина листа и длина корня в ЦП Пилюгино; диаметр стебля, длина черешка и длина корня в ЦП Старое Тюрино.
Таблица 2
Характеристика морфометрических параметров AmbrosiatrifidaL.в Бугурусланском районе
Значения морфометрических параметров |
Ценопопуляции |
||||
Завьяловка |
Красноярка |
Пилюгино |
Полибино |
Старое Тюрино |
|
Высота растения, см |
118,6±4,5
|
79,2±10,1
|
91,6±5,3
|
112,7±7,1
|
109,0±10,8
|
CV,% |
43,7 |
42,1 |
35,7 |
36,2 |
39,9 |
Диаметр стебля, мм |
4,7±0,1
|
3,0±0,2
|
4,1±0,2
|
4,4±0,5
|
4,3±0,4
|
СV,% |
19,1 |
32,0 |
24,8 |
11,3 |
29,3 |
Кол-во листьев, шт |
12,3±0,9
|
9,6±0,3
|
10,1±1,2
|
11,4±1,0
|
10,5±1,6
|
СV,% |
37,3 |
21,7 |
41,8 |
28,7 |
35,2 |
Длина листовой пластинки, см |
10,7±0,8
|
9,3±0,2
|
9,6±0,7
|
10,2±0,8
|
10,3±0,9
|
СV,% |
47,4 |
16,8 |
27,2 |
47,8 |
48,7 |
Ширина листовой пластинки, см |
7,3±0,7
|
6,4±0,2
|
6,9±0,2
|
6,3±0,8
|
6,3±0,8
|
СV,% |
41,5 |
36,2 |
14,4 |
32,6 |
34,6 |
Длина черешка, см |
4,4±0,1
|
3,4±0,4
|
4,3±0,8
|
5,1±0,8
|
4,3±0,2
|
СV,% |
29,0 |
40,3 |
18,6 |
45,6 |
23,2 |
Кол-во боковых ветвлений, шт |
9,7±0,2
|
8,5±0,2
|
8,1±0,2
|
9,7±0,2
|
9,1±0,2
|
СV,% |
42,3 |
41,1 |
34,8 |
42,3 |
42,0 |
Длина корня, см |
10,7±0,6
|
9,3±0,7
|
9,4±0,6
|
10,0±1,0
|
9,9±0,8
|
CV,% |
25,6 |
34,5 |
26,3 |
45,0 |
28,0 |
Высокие значения коэффициента вариации (CV=31-40 %) отмечены для высоты растений, ширины листа и длины корня в ЦП Бугуруслан 1; для длины корня в ЦП Бугуруслан 2; для кол-ва листьев, длины листа в ЦП Вишневка; для высоты растений, длины и ширины листа, длины корня в ЦП Елатомка; для кол-ва листьев и ширины листа в ЦП Козловка; для кол-ва листьев в ЦП Завьяловка; для диаметра стебля, ширины листа и длины корня в ЦП Красноярка; для высоты растений, кол-ва боковых ветвлений в ЦП Пилюгино; для высоты растений, ширины листа в ЦП Полибино; для высоты растений, кол-ва листьев в ЦП Старое Тюрино. Очень высокий уровень изменчивости (CV>40 %) характерен для кол-ва листьев и длины листа в ЦП Бугуруслан 1; высоты растений в ЦП Бугуруслан 2 и ЦП Вишневка; для кол-ва боковых ветвлений в ЦП Елатомка; для высоты растений, длины листа в ЦП Козловка; для высоты растений, длины листа, ширины листа, кол-ва боковых ветвлений в ЦП Завьяловка; для высоты растений, длины черешка, кол-ва боковых ветвлений в ЦП Красноярка; для длины листа, длины черешка, кол-ва боковых ветвлений и длины корня в ЦП Полибино; для длины листа, ширины листа и кол-ва боковых ветвлений в ЦП Старое Тюрино. Таким образом, среди показателей морфометрии наибольшим варьированием отличаются высота растений, длина листа, кол-во боковых ветвлений.
Если сравнить морфометрические параметры всех ценопопуляций между собой, то можно отметить, что максимальные значения высоты растений и кол-ва боковых ветвлений отмечены в ЦП Завьяловка, расположенной в условиях достаточного увлажнения позади огородов; кол-ва листьев, ширины листа и длины корня в ЦП Бугуруслан 2, находящейся вдоль переезда через реку Большой Кинель; диаметра стебля, длины листа, длины черешка, кол-ва боковых ветвлений в ЦП Вишневка, занимающей затененной местообитание. Минимальные значения по 6 параметрам из 9 зафиксированы в ЦП Красноярка, что обусловлено расположение популяции вдоль проезжей части в условиях максимального антропогенного прессинга. Кроме того, минимальные значения ширины листа отмечены в ЦП Полибино и ЦП Старое Тюрино; длины черешка в ЦП Пилюгино. Как показывает практика, амброзии являются антропотолерантными видами, заселяющими различные синантропные местообитания [1].
Заключение
Полученные результаты исследования показывают, что A. trifida достаточно распространена на территории Бугурусланского района Оренбургской области, при этом процесс инвазии протекает успешно, поскольку идет активное внедрение вида в естественные и, в большей степени, нарушенные растительные сообщества с вытеснением аборигенных видов растений. Есть все основания полагать, что динамика распространения численности, и соответственно, площади ценопопуляций имеет тенденцию к увеличению.Кроме того, A. trifida обладает всеми качествами агрессивных сорняков: высокой семенной продуктивностью, конкурентоспособностью, скоростью роста, экологической пластичностью, устойчивостью, способностью к быстрой экспансии территорий. Одной из причин такого массового распространения амброзии трехраздельной, возможно, является нарушение вследствие антропогенного прессинга процессов саморегуляции экосистем, в которые происходит внедрение вида. Также следует отметить отсутствие в местах инвазии сдерживающих факторов или специфических врагов, например, амброзиевого полосатого листоеда (Zygogrammasuturalis) [7]. Все это делает данный вид растения опасным для сельского хозяйства, населения и создает необходимость более тщательной разработки мер по контролю его численности.
Работа выполнена при поддержке гранта Губернатора Оренбургской области в сфере научной и научно- технической деятельности № 465-п от 17.06.2015 г.
Рецензенты:
Рябинина З. Н., д.б.н., профессор, заведующая кафедрой ботаники и физиологии растений, ФГБОУВПО «Оренбургскийгосударственный педагогический университет», г. Оренбург;
Паршина Т. Ю., д.б.н., профессор кафедры зоологии, экологии и анатомии, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет», г. Оренбург.
Библиографическая ссылка
Пикалова Е. В., Сафонов М. А. МОРФОМЕТРИЯ AMBROSIATRIFIDAL. В УСЛОВИЯХ БУГУРУСЛАНСКОГО РАЙОНА ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 6. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=22837 (дата обращения: 13.02.2025).