THE TIBETAN PLATEAU AS A REGION-DONOR PLANTS OF EXOTIC SPECIES

Research article
DOI:
https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.46.258
Issue: № 4 (46), 2016
Published:
2016/04/18
PDF

Abstract

Objective – to reveal the theoretical bases of the optimal choice of the region-donor plants of exotic species for forest-steppe zone of Chernozem region. As region-the donor is analyzed Eastern Tibet. During the research the following tasks were solved: comparative analysis of landscape ecological conditions of the two regions is justified by the high potential Tibetan wild flora for the initial introduction of tests on the basis of the Botanical garden of Voronezh state University. More than 250 species of vascular plants of the Tibetan flora is recommended for introduction and acclimatization in the conditions of Central Russian forest-steppe.

Воронин А.А.1, Лепешкина Л.А.2, Клевцова М.А. 3Вейгуо Ту4, Гоу Хиолин 5, Фан Хуа6

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

ТИБЕТСКОЕ НАГОРЬЕ КАК РЕГИОН-ДОНОР РАСТЕНИЙ ИНТРОДУЦЕНТОВ

Аннотация

Цель работы – раскрыть научно-теоретические основы оптимального выбора региона-донора растений интродуцентов для лесостепной зоны Черноземья. В качестве региона-донора анализируется Восточный Тибет. В ходе исследования решены следующие задачи: проведен сравнительный анализ ландшафтно-экологических условий двух регионов, обоснован высокий потенциал дикорастущей тибетской флоры для проведения первичных интродукционных испытаний на базе ботанического сада Воронежского государственного университета. Более 250 видов сосудистых растений тибетской флоры рекомендованы для интродукции и акклиматизации в условиях Среднерусской лесостепи.

Ключевые слова: Восточный Тибет, регион-донор, Среднерусская лесостепь, регион-реципиент, флора, интродукция.

Voronin A.A.1, Lepeshkina L.A.2, Klevcova M.A.3Weiguo Tu4, Gou Xiaolin 5, Fan Hua6

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

THE TIBETAN PLATEAU AS A REGION-DONOR PLANTS OF EXOTIC SPECIES

Abstract

Objective – to reveal the theoretical bases of the optimal choice of the region-donor plants of exotic species for forest-steppe zone of Chernozem region. As region-the donor is analyzed Eastern Tibet. During the research the following tasks were solved: comparative analysis of landscape ecological conditions of the two regions is justified by the high potential Tibetan wild flora for the initial introduction of tests on the basis of the Botanical garden of Voronezh state University. More than 250 species of vascular plants of the Tibetan flora is recommended for introduction and acclimatization in the conditions of Central Russian forest-steppe.

Keywords: Eastern Tibet, the donor region, Central Russian forest-steppe region-the recipient, flora, introduction.

Привлечение новых растений в культуру всегда начинается с интродукционного поиска. Для его проведения необходимо выделить регионы-доноры растений интродуцентов. Обычно намечается группа видов в пределах заранее установленных регионов-доноров. Обязательно проводится сопоставление биоэкологических особенностей видов растений региона-донора со специфическими особенностями региона-реципиента (региона-интродукции). Таким образом, с одной стороны интродуктор должен иметь основательные знания о морфологии, биологии и экологии растений, особенностях их культивирования, а с другой – точную информацию о ландшафтно-экологических особенностях региона-донора и региона-реципиента. В России интродукционный поиск раскрывается во многих «теориях интродукции»: способ фитоклиматических аналогов, способ флорогенетического анализа, способ эколого-исторического анализа, способ родовых комплексов [2-6]. В результате интродукционного поиска формируется список таксонов, перспективных для первичного интродукционного испытания.

Несмотря на многочисленные публикации, недостаточно изучены биогеографические аспекты при выборе регионов-доноров и регионов-реципиентов. Особый интерес для интродукторов лесостепного региона европейской России представляют луговые и лесостепные ландшафты Тибетского нагорья, которые богаты лекарственными, декоративными, техническими и лесомелиоративными видами растений. Совместные экспедиции воронежских и китайских ученых в 2014-2015 гг. позволили обосновать высокий потенциал дикорастущей флоры Восточного Тибета для проведения первичных интродукционных испытаний на базе ботанического сада Воронежского государственного университета.

Сравнительный анализ ландшафтно-экологических условий северо-запада провинции Сычуань (округ Хунюань) и Среднерусской лесостепи.

Восточный Тибет – это регион кустарников и холодных лугов, который относится к Тибетской флористической провинции. В плейстоцене Тибет подвергался оледенению, о чем свидетельствуют глубокие речные долины и моренные отложения [7]. Восточный Тибет – сильно расчлененная горная система с комплексом высоких хребтов и глубоких ущелий. Высотная поясность определяет высокое разнообразие ландшафтно-экологических условий. Особо выделяются следующие характеристики климата: разреженность воздуха, пониженное атмосферное давление, пониженное содержание в атмосфере кислорода, низкая запыленность и влажность воздуха, высокая интенсивность солнечной радиации (более 3000 часов солнечной инсоляции в год). В целом климат можно отнести к полуаридно-гумидному типу [9].

Рассматриваемый округ Хунюань (Hengduan) расположен на востоке Тибетского нагорья, на северо-западе провинции Сычуань. Его протяженность с юга на север – 154 км, с востока на запад – 55 км. Площадь – 8439,94 км². Территория округа является водоразделом бассейнов pек Янцзы и Хуанхэ. Климат континентально-муссонный холодно-умеренной зоны плато. Времена года четко не разделяются. Весна и осень очень короткие, зима затяжная.

Среднегодовая температура воздуха 1,4℃, максимальная отрицательная – -36℃, максимальная положительная – +26,0℃, суточная амплитуда температуры воздуха в среднем 16,3℃. Среднегодовое число солнечных часов – 2158,7. Среднегодовое количество осадков 749 мм. Основная их часть (80%) выпадает с мая по август. Среднегодовое число дней снегопада – 76.

Для западной части провинции Сычуань характерны умеренные горные луга и кустарниковые заросли. По окраинам нагорья близ речных долин встречаются лесные массивы. Причем на сухих склонах доминирует Picea, а на влажных Abies. Встречаются леса из Rhododendron spp. и Juniperus spp., холодные луга из Cobresia spp., ковыльные и полынные степи. В западной части провинции Сычуань под степями находится 14 млн. га земель [9].

В качестве региона-реципиента (региона интродукции) выступает Среднерусская лесостепь (рассматривается в границах Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой и Тамбовской областей). Среднегодовая температура воздуха в регионе – +5,5ºС. Среднегодовая температура воздуха июля – +19,5+20,0 ºС; максимальная положительная – +36ºС. Средняя температура января – -9,5-10,0ºС; максимально низкая – -32ºС. Среднегодовое количество осадков 450-550 мм в год. Число солнечных дней в году – 259. Число дней с устойчивым снежным покровом – 90-120.

Основными лесообразующими породами являются: Quercus robur L., Pinus sylvestris L., Acer platanoides L., Tilia cordata L., Betula pendula Roht., Populus tremula L., Alnus glutinosa (L.) Gaertn. В поймах рек представлены злаковые и осоковые луга. В южных районах Среднерусской лесостепи сохраняются степные урочища с доминированием Stipa spp.

В дикорастущей флоре Среднерусской лесостепи насчитывается порядка 2175 видов сосудистых растений из 129 семейств и 587 родов. Шесть ведущих семейств включают 767 видов (табл. 3). Из родов доминируют: Carex – 64 вида, Hieracium – 31, Veronica – 26, Potentilla – 24, Polygonum, Artemisia – 28, Agropyron – 20, Ranunculus, Viola, Astragalus – 20. В дикорастущей флоре востока Тибетского нагорья – около 2000 видов сосудистых растений. По числу видов доминируют семейства: Asteraceae – 330 видов, Poaceae – 277, Fabaceae – 123, Rosaceae – 102, Cyperaceae – 102, Polygonaceae – 63 (табл. 1).

Таблица 1 - Видовая насыщенность ведущих семейств во флоре Тибетского нагорья [8] и флоре Среднерусской лесостепи

25-04-2016 17-15-15

В составе культивируемой флоры лесостепи имеются выходцы из различных районов Тибетского нагорья. Например, в коллекциях открытого грунта ботанического сада Воронежского госуниверситета произрастают: Pentaphylloides fruticosa (L.) O. Schwarz (введен в культуру в 1973 г.), Betula albosinensis Burkil. (1949 г.), Corylus mandshurica Maxim. (1968 г.), Quercus serrtata Thunb. (1979 г.), Sibiraea laevigata (L.) Maxim. (1975 г.), Cotoneaster acutifolius Turcz. (1970 г.), C. horizontalis Decne (1978 г.), Spiraea mongolica Maxim. (1972 г.), Caragana sinica Rehd. (1976 г.), Hydrangea bretschneideri Dipp. (1960 г.). Интродукционная устойчивость вышеперечисленных древесно-кустарниковых растений подтверждает высокий потенциал флоры Тибетского нагорья для дальнейшей интродукционной работы. В составе культивируемых таксонов не выявлено инвазионно активных растений. Этот факт свидетельствует об оптимальном выборе региона-донора, который имеет низкие риски стать источником новых инвазионных чужеродных видов для экосистем Среднерусской лесостепи.

Флора округа Хунюань отличается высоким разнообразием, особенно родов: Rhododendron (226 видов), Pedicularis (217), Saussurea (более 100), Ligularia (70), Cremanthodium (38), Anaphalis (33), Leontopodium (25), Artemisia (55), Gentiana (117), Primula (113) Saxifraga (136), Salix (103) и Corydalis (89). Тибетское нагорье является центром видообразования некоторых горных родов – Pedicularis, Mecanopsis, Primula [10].

Рассмотрим более детально представителей флоры Тибетского нагорья перспективных для первичного интродукционного испытания в условиях ботанического сада Воронежского госуниверситета. Видовое и типологическое богатство флоры Тибета дает благодатную почву для интродукционных исследований и создания уникальных коллекций и экспозиций растений. Разрабатывается проект экспозиции «Сычуаньские Альпы» для моделирования высокогорных ландшафтов нагорья с флористическим комплексом подушковидных, карликовых, розеточных многолетних трав и кустарничков: Ajania tibetica (Hook.f. & Thomson) Tzvelev, Androsace tapete Maxim., Leontopodium pussillum (Beauverd) Hand.-Mazz., Cassiope pectinata Stapf, Meconopsis bella Prain, Iris potaninii Maxim., Ceratostigma minus Stapf ex Prain, Oxytropis mollis Royle ex Benth., Astragalus acaulis Baker, Iris bungei Maxim., Draba oreades Schrenk, Arenaria bryophylla Fernald и др.

Уникальным объектом сада лекарственных трав может стать коллекция лекарственных растений флоры Тибетского нагорья. Среди перспективных таксонов отметим: Rhodiola tibetica (Hook.f. & Thomson) Fu, Ephedra equisetina Bunge, E. dahurica Turcz, Lycium sinense Gren., L. ruthenicum Murray, Thermopsis lanceolata R.Br., Rheum tanguticum Maxim. ex Batalin, Fritillaria cirrhosa D.Don, F. przewalskii Maxim. Интерес для исследователей представляют малоизученные перспективные лекарственные растения – Artemisia santolinifolia Turcz. ex Besser, Artemisia frigida Willd., Ephedra spp. [1]. Для интродукции и селекции новых кормовых трав обозначены следующие виды: Roegneria nutans (Keng) Keng, R. thoroldiana (Oliv.) Keng, Poa alpina L. и др.

В некоторых районах Среднерусской лесостепи возможна успешная акклиматизация вечнозеленых кустарников рода Rhododendron spp., которые перспективны для зеленого строительства, создания ландшафтных композиций и коллекций в ботанических садах. Среди них Rhododendron anthopogon D. Don, Rh. setosum D. Don, Rh. nivale Hook., Rh. faberi Hemsl., Rh. phaeochrysum Balf. f. & W.W. Sm., Rh. fastigiatum Franch. Богатым разнообразием древесных биоморф представлен пояс низкорослых кустарников: Salix biondiana Seemen ex Diels, S. variegata Franchet, Caragana tibetica (Maxim. Ex C.K. Schneid.) Kom., C. jubata (Pall.) Poir, Spiraea spp., Juniperus squamata Buch.-Ham. ex D. Don, J. tibetica Komarov, J. semiglobosa Regel, J. przewalskii Komarov, J. convallium Rehder & E.H. Wilson., Lonicera tibetica Bur. et Franch., Hippophae spp. Именно эти таксоны могут быть использованы для фитомелиорации антропогенно нарушенных земель. В восточной части южного Тибета имеются группировки ксерофильных кустарников: Sophora viciifolia Hance, Berberis spp. Lonicera spinosa (Decaisne) Jacquemont ex Walpers, Buddleia tibetica W.W. Sm. Эти виды рекомендованы для интродукционных испытаний в условиях южной лесостепи.

В рамках создания специализированных коллекций с редкими растениями мировой флоры в условиях ботанических садов лесостепного региона, особый интерес представляют эндемичные виды Тибетского нагорья. Например, Orinus thoroldii (Stapf. ex Hemsl.) Bor, Trikeraia hookeri (Stapf) Bor, Stipa purpurea Griseb., Aristida triseta Keng, Sophora moorcroftiana Benth., Caragana versicolor Benth., Ceratostigma griffithii C.B.Clarke, Artemisia wellbyi Hemsl. & H. Pearson, Astragalus malcolmii Hemsl. & H. Pearson.

По результатам полевых исследований и биогеографического анализа двух регионов выделено более 250 видов тибетской флоры, перспективных для интродукции и акклиматизации в условиях Среднерусской лесостепи. Среди них уникальные эндемичные растения, типичные горные луговые, степные и полупустынные виды нагорья, обладающие хозяйственно ценными признаками. Определенное сходство равнинной европейской и горной азиатской флор на уровне различных таксонов позволяет говорить о флорогенетических связях регионов, поэтому так важно продолжить совместные исследования биоразнообразия экосистем Евразии.

Литература

  1. Ареалы лекарственных и родственных им растений СССР. Атлас. 2-е издание. – Л: Изд-во Ленинградского университета, 1990. – 186 с.
  2. Кормилицин А.М. Флорогенетические и экологические принципы подбора древесных интродуцентов // Тр. Никит. бот. сада. 1979. Вып. 77. С. 25-33.
  3. Культиасов М.В. Эколого-исторический метод в интродукции растений // Бюл. ГБС АН СССР. 1953. – Вып. 15. – С. 24-40.
  4. Малеев В.П. Теоретические основы акклиматизации растений. – Л., 1933. – 160 с.
  5. Разумовский С.М. Ботанико-географическое районирование Земли как предпосылка успешной интродукции растений // Интродукция тропических и субтропических растений. – М., 1980. – С. 10-27.
  6. Русанов Ф.Н. Метод родовых комплексов в интродукции растений // Бюл. ГБС АН СССР. 1977. – Вып. 81. – С. 1520.
  7. Chang D.H.S. The Vegetation Zonation of the Tibetan Plateau // Mountain Research and Development, 1981. 1(1). – 29–48.
  8. Gu A. Biodiversity of Tibet’s rangeland resources and their protection. in: Z. Lu and J. Springer (eds). Tibet’s Biodiversity: Conservation and Management. Beijing, China: China Forestry Publishing House. 2000. pp. 94-99.
  9. Miller D.J. The Tibetan steppe // Grasslands of the World (ed. J.M. Suttie, S.G. Reynolds, C. Batello). – Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. Plant Production and Protection Series. No. 34. 2005.
  10. Wu Z. Y. Hengduan Mountain flora and her significance. Journal Japanese Botany 63. 1988. pp. 297–311.

References

  1. Arealy lekarstvennyh i rodstvennyh im rastenij SSSR. Atlas. [Areas of medicinal and related it plants of the USSR. Atlas.]. Leningrad: Izd-vo Leningradskogo universiteta, 1990. 186 p.
  2. Kormilicin A.M. Florogeneticheskie i jekologicheskie principy podbora drevesnyh introducentov [Floristicheskie and environmental principles of the selection of woody plants]. Nikit. bot. sada. [Proc. Nikita. bot. garden]. 1979. Vol. 77. pp. 25-33.
  3. Kul'tiasov M.V. Jekologo-istoricheskij metod v introdukcii rastenij [Ecological and historical method in the introduction of plants]. Bjul. GBS AN SSSR [B GBS ACADEMY OF SCIENCES OF THE USSR]. 1953. Vol. 15. pp. 24-40.
  4. Maleev V.P. Teoreticheskie osnovy akklimatizacii rastenij. [Theoretical bases of acclimatization of plants]. Leningrad, 1933. 160 p.
  5. Razumovskij S.M. Botaniko-geograficheskoe rajonirovanie Zemli kak predposylka uspeshnoj introdukcii rastenij [Botanical-geographical zoning of the Land as a prerequisite for the success of plant introduction]. Introdukcija tropicheskih i subtropicheskih rastenij [Introduction tropical and subtropical plants]. Moscow, 1980. pp. 10-27.
  6. Rusanov F.N. Metod rodovyh kompleksov v introdukcii rastenij [The method of generic complexes in the plants]. Bjul. GBS AN SSSR [ GBS ACADEMY OF SCIENCES OF THE USSR]. 1977. Vol. 81. pp. 1520.
  7. Chang D.H.S. The Vegetation Zonation of the Tibetan Plateau // Mountain Research and Development, 1981. 1(1). – pp. 29–48.
  8. Gu A. Biodiversity of Tibet’s rangeland resources and their protection. in: Z. Lu and J. Springer (eds). Tibet’s Biodiversity: Conservation and Management. Beijing, China: China Forestry Publishing House. 2000. pp. 94-99.
  9. Miller D.J. The Tibetan steppe // Grasslands of the World (ed. J.M. Suttie, S.G. Reynolds, C. Batello). – Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. Plant Production and Protection Series. No. 34. 2005.
  10. Wu Z.Y. Hengduan Mountain flora and her significance. Journal Japanese Botany 63. 1988. pp. 297–311.