BIOGEOGRAPHIC ANALYSIS OF ALIEN INVASIVE FLORAS OF THE CENTRAL CHERNOZEM REGION (EUROPEAN RUSSIA) AND SICHUAN PROVINCE (CHINA)

Лепешкина Л. А.¹, Воронин А. А.², Клевцова М. А.³, Вейгуо Ту⁴, Ли Сен⁵, ЛуО Хуемей ⁶

¹кандидат географических наук, научный сотрудник, Воронежский государственный университет, ²кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Воронежский государственный университет, ³кандидат географических наук, доцент, Воронежский государственный университет, ⁴кандидат биологических наук, заместитель директора, Сычуаньский провинциальный институт природных ресурсов, ⁵аспирант, Сычуаньский провинциальный институт природных ресурсов, ⁶научный сотрудник, Сычуаньский провинциальный институт природных ресурсов

БИОГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЧУЖЕРОДНЫХ ИНВАЗИОННЫХ ФЛОР ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ (ЕВРОПЕЙСКАЯ РОССИЯ) И ПРОВИНЦИИ СЫЧУАНЬ (КИТАЙ)

Аннотация

Цель работы – биогеографический анализ чужеродных инвазионных флор Центрального Черноземья (европейская Россия) и провинции Сычуань (Китай). В ходе исследования выявлено 9 общих инвазионных чужеродных видов растений. Основную роль в формировании чужеродных инвазионных флор Центрального Черноземья и провинции Сычуань сыграли представители флористических областей Нового Света. Для инвазионной чужеродной флоры Центрального Черноземья – флора Северной Америки (умеренный пояс), для провинции Сычуань – флора Южной Америки (тропический и субтропический пояс). Для разработки превентивных мер по защите биоты от инвазий чужеродных видов рекомендовано внедрение биогеографического прогнозирования.

Ключевые слова: биогеографический анализ, чужеродные инвазионные виды растений, флора, Центральное Черноземье, провинция Сычуань.

Lepeshkina L.A.¹, Voronin A.A.², Klevcova M.A.³, Weiguo Tu⁴, Li Sen⁵, LuO Xuemei⁶

¹ PhD in Geography, research associate, Voronezh State University, ² PhD in Agriculture, Associate professor, Voronezh State University, ³ PhD in Geography, Associate professor, Voronezh State University, ⁴ PhD in Biology, Sichuan Provincial Institute of Natural Resources Sciences,⁵ Research trainee, Sichuan Provincial Institute of Natural Resources Sciences, ⁶ Research assistant, Sichuan Provincial Institute of Natural Resources Sciences

BIOGEOGRAPHIC ANALYSIS OF ALIEN INVASIVE FLORAS OF THE CENTRAL CHERNOZEM REGION (EUROPEAN RUSSIA) AND SICHUAN PROVINCE (CHINA)

Abstract

Objective  – biogeographical analysis of invasive alien floras of the Central Chernozem region (European Russia) and Sichuan province (China). The study identified 9 common invasive alien plant species. A major role in the formation of invasive alien floras of the Central Chernozem region and Sichuan province was played by the representatives of the floristic regions of the New world. For invasive alien flora of the Central Chernozem region – flora of North America (temperate zone), to Sichuan province – flora of South America (tropical and subtropical zone). To develop preventive measures to protect biota from invasions by alien species, recommended the introduction biogeographic forecasting.

Keywords: biogeographic analysis, invasive alien species, flora of the Central Chernozem, Sichuan province.

В современных научных работах проблема биологических инвазий формулируется как проблема биотического загрязнения [1], источником которого является преднамеренная интродукция чужеродных организмов. Во всем мире этого фактор ведет в трансформации аборигенного биоразнообразия. Взаимодействие биогеографии растений с практикой в отношении проблемы «перемешивания биот» и инвазий чужеродных видов ведет как формулированию новых задач. Это разработка эффективного карантина растений, мониторинга фитоинвазий и управления поведением чужеродных видов с оценкой биогеографических последствий преднамеренной интродукции. В этом отношении актуальным является международное сотрудничество ботанического сада Воронежского госуниверситета и Сычуаньского провинциального института природных ресурсов. Кратко остановимся на биогеографическом анализе чужеродных фракций флор двух крупных географически удаленных регионов – Центрального Черноземья (европейская Россия) и провинции Сычуань (КНР).

На территории провинции Сычуань выявлено 105 инвазионных чужеродных видов сосудистых растений из 79 родов и 28 семейств отдела покрытосеменные. По числу видов лидируют семейства: Asteraceae – 29 видов (28,0%), Poaceae – 19 видов (18,1%), Fabaceae – 10 видов (9,5%). Преднамеренно занесенные виды (эргазиофиты) составляют 66,0%. Например, Cabomba caroliniana, Cabomba caroliniana, Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes, Pilea microphylla, Mirabilis jalapa, Talinum paniculatum, Crassocephalum crepidioides, Mikania micrantha, Ageratum houstonianum, Pharbitis purpurea, Pharbitis nil, Ulex europaeus, Cassia mimosoides, Solanum erianthum и др. Биогеографически инвазионный чужеродный компонент флоры провинции Сычуань представлен преимущественно южноамериканскими тропическими и субтропическими гигрофильными видами (48 видов, 46,0%).

На территории Центрального Черноземья выявлено 76 чужеродных инвазионных видов растений. Высокой видовой насыщенностью отличаются семейства: Asteraceae – 19 видов (25,0%), Poaceae – 7 видов (9,2%) и Brassicaceae – 5 видов (6,6%). Эргазиофиты насчитывают 32 вида (42,1%), ксенофиты (случайные «пришельцы») – 36 видов (47,4%), смешанный тип заноса (ксен/эргазиофиты, эргазио/ксенофиты) имеют 8 видов (10,5%). По отношению к фактору увлажнения доминируют типичные мезофиты – 46 видов (60,5%). Биогеографически инвазионный компонент флоры характеризуется высоким разнообразием североамериканских элементов умеренного климата (31 вид, 40,8%), из них многие виды уже давно сформировали вторичный европейско-североамериканский (13 видов, 17,1%), голарктический (11 видов, 14,5%) и космополитный (8 видов, 10,5%) ареалы.

Среди инвазионных чужеродных видов рассматриваемых регионов выявлено только 9 общих таксонов: Amaranthus retroflexus, Ambrosia artemisiifolia, Conyza canadensis, Galinsoga parviflora, Helianthus tuberosus, Phalacroloma annuum, Solidago сanadensis, Robinia pseudoacacia, Lolium perenne.

Некоторые инвазионные чужеродные виды растений провинции Сычуань на территории Центрального Черноземья имеют статус чужеродных видов с нестабильным вторичным ареалом (эфемерофиты и колонофитами): Amaranthus caudatus, Phytolacca americana, Cannabis sativa, Cosmos bipinnata, Tagetes patula, T. erecta, Ricinus communis, Hibiscus trionum, Medicago sativa, Sorghum sudanenses.

Выявлено, что 6 видов сычуаньской инвазионной чужеродной флоры являются аборигенными синантропными представителями флоры Центрального Черноземья: Senecio vulgaris, Sonchus oleraceus, S. asper, Trifolium repens, Melilotus albus, Plantago lanceolata, Daucus carota.

В инвазионной чужеродной флоре Центрального Черноземья 6 видов растений – выходцы из центральной, южной и юго-восточной Азии (аборигены китайской флоры): Zizania latifolia, Impatiens parviflora, Hippophaë rhamnoides, Elsholtzia ciliata, Portulaca oleracea, Ulmus pumila. В последние 10 лет в центрах интродукции Воронежской области активно расселяются ксерофильные азиатские злаки – Digitaria ischaemum и D. sanguinalis [2]. Прогнозируется их дальнейшее активное расселение в регионе.

Практически все преднамеренно занесенные растения во флоре нашего региона и провинции Сычуань расселились из вторичных центров интродукции, а не из исходных ареалов. В целом инвазионный чужеродный компонент флоры Центрального Черноземья характеризуется как мезофитный, лесостепной, евразиатско-североамериканский с преобладанием монокарпических биоморф.

Для инвазионного компонента флоры провинции Сычуань отмечено высокое разнообразие гигрофильных лугово-прибрежных и лесных, южноамериканских видов: Alternanthera philoxcroides, Acanthospermum australe, Leucaena leucocephala, Mimosa pudica, Acacia farnesiana, Pilea microphylla и др. Основную роль в формировании чужеродных инвазионных флор Центрального Черноземья и провинции Сычуань сыграли представители флористических областей Нового Света: для инвазионной чужеродной флоры Центрального Черноземья – флора Северной Америки (умеренный пояс), для провинции Сычуань – флора Южной Америки (тропический и субтропический пояс).

Инвазионные чужеродные виды флор Центрального Черноземья и провинции Сычуань активно расселяются в зональных и интразональных сообществах. Значительно меньше их доля в азональных фитоценозах меловых обнажений юга Черноземья, а также в составе петрофитных сообществ высокогорий Восточного Тибета.

Среди инвазионных чужеродных видов сычуаньской флоры особо выделяются следующие агрессивные таксоны: Eupatorium adenophorum, Alternanthera philoxcroides и Eichhornia crassipes. Eupatorium adenophorum является опасным сорняком сельскохозяйственных угодий. Он также проникает в экосистемы естественных пастбищ, где вытесняет аборигенные виды растений и ведет к смене растительных ассоциаций, проникает в антропогенно нарушенные светлые леса, образуя сплошные заросли. В растительном сырье Eupatorium adenophorum содержаться ядовитые для домашних животных химические соединения.

В растительных сообществах Центрального Черноземья наиболее успешными «трансформерами» являются: Arrhenatherum elatius, Acer negundo, Bidens frondosa, Echinocystis lobata, Fraxinus pennsylvanica, Sambucus racemosa.

Биогеография растительных инвазий имеет свои особенности по широтному и долготному градиентам. Для изучения этого процесса необходимо оценить роль экологических коридоров в расселении чужеродных видов. Например, функции экологических коридоров на территории Центрального Черноземья выполняют долины рек и ручьев, овражно-балочная сеть, лесные полосы, бросовые поля, лесные массивы, а также транспортная система железнодорожного и автомобильного сообщения. Железнодорожные местообитания позволяют многим южным и карантинным элементам флоры проникать в более северные регионы. Среди них североамериканские по происхождению виды растений: Ambrosia arthemisiifolia, Cuscuta campestris и Atriplex tatarica.

Для разработки превентивных мер по защите биоты от инвазий чужеродных видов необходимо внедрение биогеографического прогнозирования. Особого контроля требуют преднамеренно занесенные чужеродные растения, так как именно они доминируют в категории видов-«трансформеров». Безопасная интродукция растений – важная задача для мирового сообщества. В России и Китае на базе университетских ботанических садов и природоохранных организаций различного уровня разрабатываются новые стратегии и альтернативы культивирования растений интродуцентов.

Литература

1. Дгебуадзе Ю.Ю. Чужеродные виды в Голарктике: некоторые ркзультаты и перспективы исследований // Российский журнал биологических инвазий. – 2014. – №1. – С. 2-8.
2. Lepeshkina, L.A. Adventive flora of Kozo-Polyanskiy Botanical Garden and its naturalization level / L.A. Lepeshkina, Z.P. Mukovnina // Botanicheskie Sady Kak Tsentry Sokhraneniya Bioraznoobraziya I Ratsional'nogo Ispol'novaniya Rastitel'nykh Resursov. Mater. Mezhd. Nauch. Konf (Proc. Int. Sci. Conf. Botanical Gardens as the Centers of Preservation of Biodiversity and Rational Use of Herbaceous Resources). P. 203-206.

References

1. Dgebuadze Ju.Ju. Chuzherodnye vidy v Golarktike: nekotorye rkzul'taty i perspektivy issledovanij [Alien species in Holarctic: some resultaty and prospects of research // Rossijskij zhurnal biologicheskih invazij [Russian journal of biological invasions]. 2014. №1. pp. 2-8.
2. Lepeshkina L.A., Mukovnina Z.P. Adventivnaja flora Botanicheskogo sada im. prof. B.M. Kozo-Poljanskogo i stepen' ee naturalizacii [Adventive flora of Kozo-Polyanskiy Botanical Garden and its naturalization level]. Botanicheskie Sady Kak Tsentry Sokhraneniya Bioraznoobraziya I Ratsional'nogo Ispol'novaniya Rastitel'nykh Resursov. Mater. Mezhd. Nauch. Konf [Proc. Int. Sci. Conf. Botanical Gardens as the Centers of Preservation of Biodiversity and Rational Use of Herbaceous Resources]. Moscow, 2005, pp. 203-206.