Флора в условиях урбанизированной среды г. Самары >03. 02. 01 ­ ботаника



Скачать 364.68 Kb.
страница1/3
Дата23.04.2016
Размер364.68 Kb.
ТипАвтореферат
  1   2   3


На правах рукописи

ИВАНОВА Наталья Вячеславовна

ФЛОРА В УСЛОВИЯХ УРБАНИЗИРОВАННОЙ СРЕДЫ Г. САМАРЫ

03.02.01 ­ – ботаника


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Оренбург – 2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Поволжская государственная социально-гуманитарная академия»




Научный руководитель:

доктор биологических наук,

профессор, почетный работник высшего профессионального образования

Российской Федерации

Матвеев Владимир Иванович


Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор

Любарский Евгений Леонидович




доктор биологических наук, профессор

Саксонов Владимир Иванович

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Самарский государственный университет»

Защита диссертации состоится « 2 » апреля 2010 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.180.02 при ГОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет»

по адресу: 460844, г. Оренбург, ул. Советская, 19, тел. (3532) 77 – 24 – 52, ауд. 417.

Адрес сайта: www.orengreen.narod.ru

E-mail: ibrae@ospu.esoo.ru

Fax: (3532) 77-24-52


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет».

Автореферат разослан « 1 » марта 2010 г.




Ученый секретарь

диссертационного совета





Мушинская Н.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. На протяжении многовековой истории Самары флористический компонент города на сегодняшний день остаётся не изучен­ным. Сведения об урбанофлоре города Самары отрывочны и малы в своем объёме. Работа была направлена на восполнение этого пробела в изучении видового разнообразия растительного компонента города.

Цель исследования - изучение современного состояния флоры сосудистых растений урбоэкосистемы Самары. При выполне­нии работы ставились следующие задачи:

1) провести инвентаризацию и анализ современной флоры г. Самары;

2) типизировать местообитания растений урбоэкосистемы и проследить закономерности распространения растительного компонента на территории г. Самары;

3) определить роль синантропных и аборигенных видов в сложении урбанофлоры г. Самары;

4) на основании банка данных урбанофлоры г. Самары выявить возможные пути решения оптимизации и улучшения качества городской среды, а так же предложить меры по сохранению флористического богатства урбоэкосистемы.

Методы исследований и достоверность результатов. Флора города Самара, в пределах её административных границ изучалась традиционным маршрутно-экскурсионным методом (Алёхин, 1938) в сочетании с детально-маршрутным (1994-2009) с целью выявления флористического состава, изучения всех типов местообитаний городских растений. Таксономический и типологический анализы флоры проводились по общепринятой методике, характерной для подобного типа ботанических работ (Толмачёв, 1986; Березуцкий, 2000; Гнатюк, Антипова, 2001; Неронов, 2002; Матвеев, 2006). В ходе исследований составлялся флористический список с указанием фаз развития растений, мест и условий произрастания, в некоторых случаях отмечалось количество особей на конкретном участке и состояние, а так же закладывался гербарий. Собран гербарий в количестве 1500 листов.

Правильность определения видов проверялась у специалистов Института биологии внутренних вод РАН им. И. Д. Папанина и кафедры Экологии, ботаники и охраны природы Самарского государственного университета, а так же кафедры Ботаники Поволжской государственной социально-гуманитарной академии. Камеральную обработку проводили на базе кафедры ботаники ПГСГА. При обработке собранного материала были использованы компьютерная программа Microsoft Office (настольные приложения Microsoft Office Word 2003, Microsoft Office Excel 2003).

Номенклатура растений приведена в соответствии с современными требованиями (Черепанов, 1995). При составлении флористического списка основывались на свои исследования. В конспекте флоры семейства, роды и виды расположены в алфавитном порядке. Для каждого вида приводится приоритетное латинское название (Черепанов, 1995).

Некоторые более частные методики сбора и обработки приведены в соответствующих главах.



Научная новизна. Впервые проведено исследование флоры г. Са­мары, охватив все районы города. Составлен конспект современной урбанофлоры. Проведены таксономический и типологический анализы. Вы­делены синантропная и раритетная фракции городской флоры. На территории областного города отмечено произрастание редких и нуждаю­щихся в охране растений.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты ра­боты, приведённые в диссертации, имеют значение для разработки стратегии сохранения биоразнообразия в условиях урбоэкосистем, а так же для теоре­тической экологии и флористики.

Полученные результаты могут быть применены в практической деятель­ности природоохранных, проектных и градостроительных организаций. Банк данных об урбанофлоре может быть использован при со­ставлении кадастра городских земель, региональных флористических сводок, а так же в экскурсионной деятельности и учебном процессе в высшей и в средней школе.



Апробация работы. Материалы исследований докладывались и обсуж­дались на международных, всероссийских, региональных и вузовских конфе­ренциях. Среди них: Межвузовская научно-практическая конференция сту­дентов и молодых специалистов «Региональные экологические проблемы и возможные пути их реализации», Самара (1994); «Взаимодействие человека и природы на границы Европы и Азии», Самара (1996); Х Всероссийская кон­ференция молодых ученых «Проблемы экологии, биоразнообразия и охраны прибрежноводных и водных экосистем», ИЭВВ РАН, п. Борок (1997); 54-ая научно-техническая конференция «Исследования в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды», СГАСА, Самара (1997); Всероссийская научная конференция «Формирование экологической культуры – актуальная задача современности», ПГПУ, Пенза (1997); VI молодежная (международ­ная) конференция ботаников, РАН, Ботанический инсти­тут им. В.Л. Комарова, Санкт-Петербург (1997); Всероссийская научная кон­ференция «Флора и растительность Средней России», ОГУ, Орел (1997); Региональная научно-практи­ческая конференция, посвященная 70-летию формирования кафедры геогра­фии «Геоэкология и охрана окружающей среды», СГПУ, Самара (2006); II Российская научная конференция с международным участием «Проблемы промышленной ботаники индустриально развитых регионов», ИЭЧ СО РАН, Кемерово (2009) и другие.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 работ, из них 1 статья – в издании, рекомендованном ВАК РФ и 1 учебное пособие.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Современная флора урбоэкосистемы г. Самары сложена из индигенофитов и синантропофитов.

2. Состав и структура урбанофлоры является отражением условий мест обитания растений.

3. Выявление синантропного и раритетного компонентов урбанофлоры и оценка их роли в сложении растительного покрова характеризуют степень антропогенной трансформации урбанофлоры.



Структура и объем диссертации. Объем диссертации 184 страницы, из них основного текста - 138 страниц. Работа состоит из введения, 6 глав, вы­водов, рекомендаций, списка литературы из 244 наименований, из них 14 на иностранном языке, 2 приложений.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение. Во введении обоснованы актуальность проблемы и значи­мость работы, определены цели и задачи, предмет и объект исследований. Описаны методы исследования.
Глава 1. История изучения

растительного покрова городов
Изыскания в области урбанофлористики. В первой главе дается обзор литературы по вопросам изучения урбанофлор зарубежных и отечественных городов (Clemants, 2002; Lindberg, 1983; Котов, 1979; Мосякин, 1996; Некрасова, 1959; Дорогостайская, 1963; Ильминских, 1984; Шилова, 1984, 1995; Барабаш, 1995; Раков, 1996; Судницина, 1997; Виньковская, 2004, Тимофеева, 2005 и др.).

Исследования урбанофлоры по типам местообитаний и флористиче­ским группировкам. Во многих случаях при флористических исследованиях городов акцент делается на какой-либо типологический элемент городской флоры. Сделан литературный обзор по вопросам изучения синантропной (Чичев, 1981; Григорьевская, 2000 и др.), адвентивной (Фролов, 1998; Третьякова, 1999; Пяк и др., 2000; Вахненко, 2000 и др.), рудеральной (Агрба, 1992; Сахапов, 1988 и др.), древесно-кустарниковой (Колесникова, 2004; Колмогорова, 2005 и др.), флор городов России; растительного покрова отдельных городских объектов: транспортных путей (Бочкин, 1989; Вах­ненко, 1998 и др.), парков (Турчинская, 1976; Поляков, 1983, 1989; Игнатьева, 1987 и др. ); газонов (Ильминских, 1985; Анищенко, Кучеров, 1986), селитебной зоны (Качкин, 2005); кладбищ (Иль­минских, 1986); редких растений и естественных фитоценозов урботеррито­рий (Раков, 2003; Мерзлякова, 2000; Березуцкий и др., 2002; Буданова, Зарипов, 2001 и др.) и т.д.

Изучение урбанофлоры Самары. Сведения о флоре и растительности города Самары незначительны в своем объёме и имеют отрывочный характер (Щербиновский, 1919; Сидорук, 1932, 1935; Кавеленова, 2003; Игошин и др., 1989; Игошин, Мозговая, 1993; Соловьёва, 2006, 2007).
Глава 2. Характеристика района исследования
В данной главе описаны условия формирования современного расти­тельного покрова Приволжского города Самара.

Природные условия. Изучены экологические условия произрастания растений на основе физико-географической характеристики района исследо­вания: географическое положение, погодно-климатические, гидро- и инже­неро-геологические условия, рельеф, природно-зональные комплексы.

Самарское Поволжье входит в состав Евразиатской степной области и располагается в пределах лесостепи и степной зоны (Растительность европейской части СССР, 1980). Самара находится в европейской части РФ, в среднем течении р. Волга. Город стоит на стыке Волжско-Донского и Заволжского флористического районов (Флора Восточной Европы, 1996).



Экологическое состояние городско среды. В данном разделе автор приводит сведения о степени и видах загрязнения, экологическом состоянии урбоэкосистемы Самары.

С севера на юг вдоль Волги город протянулся на 57 км, запада на восток – около 20 км. Площадь городской территории составляет 546,97 км2. Об­щая протяженность улиц 1070 км. Доля улиц и площадей в городской за­стройке составляет 20,2%. Плотность населения в 2006 году составляла 2303,9 км2. Система зеленых насаждений имеет 9 муниципальных парков, более 130 скверов, садов, бульваров. Площадь зеленых насаждении состав­ляет 10,7 тысяч га и покрывает около 13 % городских земель (Города Самар­ской области, 2007), что на половину меньше номы, определённой российским ГОСТом.



Исторические и экономгеографические сведения. Город развивался на протяжении четырёх столетий в разных исторических условиях, с неоди­наковой интенсивностью. Тем не менее, Самара с момента образования стре­мительно растёт. Если в XVI-XVII веках он представлял собой крепость, площадью 4165м2, то уже к началу XIX века - провинциальный город, размером почти в 300 тысяч м2. Во второй половине XX столетия – это круп­ный областной центр, занимающий территорию в 459 км2 (Моргун, 1986, Гурьянов, 1986). Самара – типичный для России индустриальный центр, сложившийся в результате взаимодействия комплекса природных, исторических, эконо­мических и общественно-политических факторов.
Глава 3. Биоэкологическая структура урбанофлоры города Самары
В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследова­ний и дается многосторонний анализ урбанофлоры Самары. Описываются результаты сравнительного анализа с флорами городов Приволжья.

Общая характеристика. Урбанофлора города включает в себя две большие группы растений индигенофиты и синантропофиты (Бакина, 2008).

Современный растительный компонент Самары сформи­ровался на основе зональных природных комплексов лесостепи и степи. Доказательством этого служат сохранившиеся лесные, луговые и степные ландшафты в цен­тре и на окраине города.

В составе флоры города Самары нами отмечено 849 видов со­су­дистых растений, относящихся к 410 родам и 101 семействам. Число видов во флоре Приволжских городов отличается от Самарской городской флоры (Рис. 1).

Количество видов в Самаре отмечено на 228 и 238 больше, чем в Тольятти и Оренбурге, но на 264, 168 и 422 меньше, чем в Казани, Саратове и Ульяновске соответственно.



Рис. 1. Систематический анализ флоры городов Приволжья

Причинами варьирования количественного состава урбанофлор служат – степень изученности, выборка авторами объектов изучения, генезис территории, возраст города, плотность застройки, разнообразие типов экосистем, граничащих с городом (окружение) и прочие.

Флористический список урбанофлоры Самары состоит из сосудистых растений, исключая историческую флору, а так же флору удаленных от основной части города поселков Береза и Прибрежный. Во флористическую сводку не попали культивируемые одно- и двухлетние растения, а так же обитатели Ботанического сада, огородных, садово-дачных участков, питомников, садово-декоративных хозяйств разных форм собственности.

Урбанофлора Самары составляет 6,9% от флоры Российской Федерации (1996), 43,7% от флоры Волго-Ураль­ского региона (2001) и 48,2% от флоры Самарской области (2007). Нами зафиксировано 40 видов из 21 семейства во флоре города, которые не встретились в сводках флоры области и ее регионов: Саксонова С.В. (2005), Соловьевой В.В. (1996, 2007), Матвеева Н.М. (2006), Устиновой А.А. и др. (2007), и Конева и др. (2008). Среди них встречаются культурные растения, а также дикорастущие адвентивные виды. Например, среднеазиатский вид Carex dimorphotheca Stscheql, отмеченный на берегоукрепительном сооружении, у речного вокзала и на железнодорожном полотне (платформа Стахановская).



Таксономическая структура. На данный момент из 849 видов растений, произрастающих в Самаре, 826 (97,87%) относятся к Magnoliophyta, 9 (1,07%) к Pinophyta, 5 (0,59%) к Equisetophyta и 4 (0,47%) к Polypodiophyta. Преобладают представители класса Magnoliopsida их доля во флоре 80,21%, доля Liliopsida 17,65% (табл. 1).

Уменьшение доли однодольных в городской флоре идет за счет отсутствия в урбанофлоре семейства Orchidaceae.

Десять ведущих семейств изучаемой урбанофлоры Самары составляют следующие: Asteraceae, Poaceae, Rosaceae, Brassicaceae, Fabaceaee, Lamiacae, Caryophyllaceae, Apiaceae, Cyperaceae и Ranunculaceae.
Таблица 1

Общая таксономическая структура флоры

сосудистых расте­ний г. Самары

Таксономические

единицы

Классы,

абс. число

Семейства,

абс. число

Роды,

абс.

число

Виды,

абс. число /%

Отдел Equisetophyta

1

1

1

5 / 0,6%

Отдел Polypodiophyta

1

4

4

4 / 0,5%

Отдел Pinophyta

1

3

6

9 / 1,1%

Отдел Magnoliophyta, в том числе:

Класс Magnoliopsida

Класс Liliopsida


2


94
74

19


397
332

65


826 / 97,9%
677 / 80,2%

149 / 17,6%



Всего

5

101

410

849/100%

Данные семейства представляют собой около половины всех видов (57,7%) данного региона. Для всех флористических спектров голарктики и для Самарской области в том числе характерно доминирование семейств Asteraceae, Poaceae и Fabaceae (Тахтаджян, 1978; Березуцкий, 1999; Хохряков 2000; Сосудистые растения…, 2007). В таксономическом спекторе урбанофлор возрастает роль семейств Asteraceae, Poaceae и Brassicaceae (Панин, 2005), а так же и Rosaceae (Ильминских, 1982). В нашем случае порядок первых трех семейств таков: Asteraceae, Poaceae и Rosaceae. Такой же порядок первых трех семейств отмечается в городах Южного Урала (Учкалы, Сибай и Гай) и во флоре антропогеннонарушенных ландшафтов Калининской АЭС. (Хусаинов, 2005; Иванова и др., 2007). Увеличение числа видов из семейства розоцветных произошло за счет культивируемых растений и «беглецов из культуры». Данный факт говорит о сильном влиянии человека на городской ландшафт.

Об изменении урболандшафта под влиянием антропогенного фактора подтверждает факт снижения численности семейства Cyperaceae (Ильминских, 1982; Панин, 2005). Осоковые урбанофлоры по сравнению с естественной флорой Самарской области снизился на три позиции.

При анализе родов были выявлены те, которые включают от 19 до 3 ви­дов. Таковых насчитывается 95. Это в сумме 450 видов (53,3%). Еще 315 родов включают по 1 и 2 вида. Это соответственно 234 и 81 вид, что составляет 37,2% от общего числа видов урбанофлоры. Явно лидирующими родами являются Carex – 19 видов (2,2%), Potentilla 12 (1,4%) и Poa – 10 (1,2%). Четыре рода по 9 видов, восемь – по 6 видов, шесть – по 8, семь – по 6, десять – по 5, четырна­дцать по 4 и по 3 вида – 45 родов.

В числе ведущих родов флор гг Самары и Тольятти пять являются общими: Carex, Potentilla, Rumex, Artemisia и Campanula. Это позволяет сделать вывод, что флоры имеют общие черты. Виды рода Carex в урбанофлоре Самары в большинстве своём произрастают на участках местообитаний растений естественного происхождения и являются регрессирующими элементами, что подтверждает благоприятные экологические условия на окраинах города.

Соотношение числа видов и родов во флоре служит показателем автохтонных и аллохтонных тенденций в её развитии. Чем больше среднее число видов в роде, тем сильнее во флоре выражены авто­хтонные процессы и, напротив, чем ниже этот показатель, тем большую роль иг­рает миграция видов в ходе флорогенеза. Значение родового коэффициента для флоры Самары соответствует 2,07, а для области – 2,95. Это свидетельствует о том, что во флорогенезе территории города аллохтонные тенденции незначительно преобладали над авто­хтонными.



Географическая структура. В урбанофлоре наблюдается доминирование видов с широким ареалом распространения, что харак­терно для многих антропогенных местообитаний (Ильминских, 1998). В широтно-географическом отношении наиболее многочисленны бореальная группа (20,4% от числа видов флоры г. Самары), неморальная (14,2%), лесостепная (8,4%) и плюризональная (7,3%). В долготно-географическом - голарктическая (28%), европейскозападноазиатская (24), евросибирская (22%), европейская (16%), европейскоазиатская (11,8%). На данную ситуацию повлияло географическое положение города Самары (центр европейской части России, город стоит на границе ле­состепи и степи) и наличие большого транспортного узла на стыке автомо­бильных, железнодорожных и водных путей сообщения. Доминирование видов, имеющих ареалы с широким распространением, указывает на процесс космополитизации флоры. Наличие во флоре г. Самары таких геоэлементов, как американский, азиатский, средиземноморский, африканский свидетельствует о флорогенетических изменениях в результате антропогенеза.

В г. Самаре отмечено 254 адвентивных вида (29,9% от урбанофлоры). Среди заносных растений наиболее распространены евроазиатские виды (136). Это составляет 71,8% от общего числа заносных растений. Самый богатый донор – североамериканская область, которая дала нашему городу 55 видов, что составляет 6,5% от адвентивной флоры и средиземноморская - 46 видов сосудистых растений (5,4%).



Биоморфологическая структура. Для характеристики флоры города Самары была использована упрощенная система Казакевича-Серебрякова (Березуцкий, 2000). В структуре урбанофлоры явно лидируют травы. В Самаре они составляют 85,1% от урбанофлоры, среди которых многолетние травянистые растения составляют около половины всех видов (56,5%). Для трав-малолетников характерен сорно-рудеральный компонент из числа местных и заносных видов (Ambrosia trifida L., Bidens tripartita L., Papaver rhoeas L., Persicaria maculata (Rafin.) A. еt D. Love, Centaurea cyanus L., Helianthus annuus L., Lactuca serriola L., различные виды Chenopodium и Atriplex,), а также «ускользнувшие из культуры» (Cosmos bipinnatum Cav., Panicum miliaceum L. и прочие виды). Большинство однолетников встречаются на всех типах местообитаний урбоэкосистемы. На долю древесно-кустарниковых насаждений приходится 14,9% видов от урбанофлоры.

Экологическая структура. Для урбанизированных флор ведущей экологической группой по отношению к условиям увлажнения выступают мезофиты (Терехина, 2000; Копытина, 2003; Хозяинова, 2004), что характерно и для Самары - 64,9% от урбанофлоры (табл. 2).

Таблица 2



Распределение гигроморф флоры города Самары

Гигроморфы

Количество видов

абс.

число

%

соотношение

Ксерофиты

204

24

Мезофиты

551

64,9

Гигрофиты

78

9,2

Гидрофиты

16

1,9

Растения города Самары предпочитают открытые пространства и среди флористического списка более половины растений являются гелиофитами (504 вида). Светолюбивые растения урбанофлоры Самары преобладают, также как и во флоре Тольятти (Рыжова, 2008), но с небольшой разницей (17,5% в пользу тольяттинских растений). Преобладание светолюбивых растений свидетельствует о наличие в городе больших площадей степных участков, пустырей и свалок, транспортных магистралей, а так же агрофитоценозов. Так же особенностью светового режима является искусственное освещение городского пространства (Горышина, 1991; Кавеленова, 2003). К теневыносливым относятся 32,2% (276 видов) и 11,8% - к сциофитам (68 видов). Основная часть их встречается в лесо-парковой зоне города, на территории плотных жилых застроек (дворы-колодцы в «Старой» Самаре) и  в зонах многоэтажных домов.



Фитоценотическая структура. Распределение аборигенных растений по фитоценотическим группам выглядит следующим образом: луговые (20,5% от урбанофлоры), лесостепные (14,5%), степные (13,7), лесные (12,5%), прибрежно-водные, водные и болотные (в сумме 8,1%). В Самаре преобладают растения открытых пространств – степи и луга (284 вида, или 24, 2% от числа аборигенных видов). Это еще раз указывает о наличие в городе таких местообитаний растений, как мусорные места, а так же фрагменты луговых и степных ценозов.

В городах Самара и Тольятти преобладают луговые растения (20,5% и 23,2% соответственно). А в Саратове и Оренбурге – степные (16,8% и 31,9%), тем самым подчеркивая территориальную принадлежность этих городов к степи. Водные группы растений не отмечены в Саратове, в Самаре имеют численность в 23 вида (2,7%), в Тольятти – 3,9%, в Оренбурге – 2,5% (Панин, 2005; Рыжова, 2008; Макарова, 2000). По фитоценотическому показателю флоры городов Самары и Оренбурга наиболее похожи, а также первый город имеет черты сходства с Тольятти. Флора степного города Саратова отличается от самарской и тольяттинской.

Несмотря на пестроту экологических групп и видовое разнообразие растительного компонента урбоэкосистем Самары, можно смело сказать, что флора города Самары сильно подвержена процессу урбанизации.




Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал