Инвазивные виды семейства Asteraceae Dumort. в Башкирском Предуралье: распространение, биология и контроль численности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.05, кандидат биологических наук Ануфриев, Олег Николаевич

• Ануфриев, Олег Николаевич
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Ануфриев, Олег Николаевич

Введение

Глава 1 ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА АДВЕНТИЗАЦИИ И БИОЛОГИИ ИНВАЗИВНЫХ ВИДОВ (обзор литературы)

1.1 Классификация адвентивных видов

1.2 Натурализация адвентивных видов

1.3 Инвазивность видов

1.4 Инвазибельность сообществ

1.5 Особенности биологии адвентивных видов

1.6 Особенности биологии некоторых инвазивных видов семейства Asteraceae Dumort.

1.7 Изучение представителей родов Ambrosia и Cyclachaena в России и за рубежом

2 ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Общие физико-географические сведения 42'

2.2 Рельеф и почвы

2.3 Климат

2.4 Растительность 3 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

4 РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ФИТОЦЕНОТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИНВАЗИВНЫХ ВИДОВ СЕМЕЙСТВА ASTERACEAE В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН

4.1 Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen.

4.2 Род Ambrosia L.

5 ПОПУЛЯЦИОННО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИНВАЗИВНЫХ ВИДОВ СЕМЕЙСТВА ASTERACEAE В БАШКИРСКОМ ПРЕДУРАЛЬЕ

5.1 Характеристика ценопопуляций амброзии многолетней

5.2 Характеристика ценопопуляций амброзии трехраздельной

5.3 Характеристика ценопопуляций циклахены дурнишниколистной

6 О МЕТОДАХ КОНТРОЛЯ ЧИСЛЕННОСТИ ИНВАЗИВНЫХ РАСТЕНИЙ В РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

6.1 Методы контроля численности инвазивных видов

6.2 Опыт контроля численности инвазивных видов в Башкортостане

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «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 того; являются? 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 видов; Включенные 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 №20\11-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.

Заключение диссертации по теме «Ботаника», Ануфриев, Олег Николаевич

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.