МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

МОУ Гимназия с. Малая Пурга

Петрова Анастасия Александровна

Сравнительная характеристика лесных фитоценозов в окрестностях Ботанического сада Удмуртского государственного университета

Руководитель: Зернова Ольга Афанасьевна, учитель биологии высшей квалификационной категории

Консультант: Яговкина Ольга Владимировна, к.б.н., зам. директора Ботанического сада по развитию

Маркова Елена Михайловна, ст. преподаватель кафедры экологии растений УдГУ

с. Малая Пурга, 2011

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..2

ГЛАВА I. Ботанические сады как центры сохранения биоразнообразия растительного мира (обзор литературы) ………………………………………5

ГЛАВА II. Физико-географическая характеристика района исследования……8

ГЛАВА III. Материалы и методы исследования …………………10

ГЛАВА IV. Результаты исследования ………………………………14

ВЫВОДЫ……………………………………………………………………….19

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………20

ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………...22

Введение

Актуальность темы. В стратегии Международного совета ботанических садов по охране растений (BGCI), говорится, что одной из основных задач для каждого ботанического сада должно стать сохранение флоры своего региона. Главной целевой задачей Глобальной стратегии сохранения растений является задача сохранения 60% исчезающих видов растений (Международная, 2000; Глобальная…, 2002; Андреев, Прохоров, 2005; Горбунов, 2007; www.BGCI.org ).

Выращивание аборигенных растений, в т.ч. редких и нуждающихся в охране, в условиях ботанических садов позволяет более детально исследовать их эколого-биологические особенности, не нарушая естественные популяции, разработать методику размножения. В настоящее время в Ботаническом саду (БС) Удмуртского государственного университета (УдГУ) разработаны следующие подходы к сохранению редких и исчезающих растений (Красная…, 2000; Баранова, 2006; Баранова, Дедюхина, Яговкина, 2010, 2011):

1. Интродукция редких растений в условиях открытого культурного комплекса;

2. Создание искусственных фитоценозов;

3. Подбор естественных экотопов и реинтродуция редких растений на территории БС;

4. Создание генетического банка in vitro.

На сегодняшний день наименее используемым является «2» подход, так как это сопряжено с рядом трудностей и в первую очередь с необходимостью детального исследования природных фитоценозов, расположенных на территории БС.

В связи с этим основной целью данного учебно-исследовательского проекта, явилось изучение лесных фитоценозов в окрестностях Ботанического сада Удмуртского государственного университета.

3

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Выявить видовое разнообразие исследуемых фитоценозов;

2. Выявить состояние древостоя по ключевым участкам;

3. Определить жизненность растений кустарничкового яруса;

4. Определить степень сходства исследуемых участков леса в окрестностях Ботанического сада.

4

Глава 1. Ботанические сады как центры сохранения биоразнобразия растительного мира (обзор литературы)

Ботанические сады как сады, посвященные не каким–либо утилитарным целям, а науке-ботанике, появились в XVI в эпоху возрождения в Италии. С тех пор, почти за половину тысячелетия, число ботанических садов непрерывно росло, увеличивались их площади, расширялся и круг направлений, в которых шла их деятельность. Сейчас в самых общих чертах эти направления можно охарактеризовать так: фундаментальные исследования разнообразия мировой флоры; интродукция растений и образовательная деятельность (Базилевская, 1964; Интродукция растений…, 2005; Ботанико-географические…, 2007).

Выращивание растений за пределами природного ареала получило название интродукции. В определении понятия «интродукция растений» принятом Советом ботанических садов СССР (Лапин, 1972) подчеркивается целеустремленная деятельность человека по введению в культуру в данном естественноисторическом районе растений (родов видов, подвидов, сортов и форм), ранее в нем не произраставших, а также перенос их в культуру из местной флоры.

Главная задача интродукционных работ – выявление в природе и введение в культуру новых хозяйственно ценных дикорастущих растений: декоративных, лекарственных, пищевых, эфирномасличных, медоносных и др. (Трулевич, 1991).

Одной из существенных сторон интродукции является также разработка принципов выращивания интродуцируемых растений. Эта проблема важна не только теоретически. Она имеет широкое народнохозяйственное значение в связи с созданием различных искусственных фитоценозов, необходимостью обогащения обедненных естественных (Трулевич, 1991).

Но в последние десятилетия Ботанические сады и дендрарии

5

приобретают также все большее значение в области охраны растительного мира. В связи с этим актуальным является разработка методов сохранения фиторесурсов в условиях культуры и главенствующая роль в этом принадлежит Ботаническим садам (Международная …, 2000; Глобальная…, 2002).

На сегодняшний день национальная коллекция сосудистых растений сосредоточена в более 100 ботанических садах и дендрологических парках РФ, а также в коллекциях специализированных сельскохозяйственных институтов ВНИИР и его опытных станций. По данным информационно-поисковой системы «Ботанические коллекции России и сопредельных государств» (http://garden.karelia.ru) только в ботанических садах и дендрологических парках России культивируются более 17000 видов сосудистых растений и свыше 20000 сортов и культиваров (Андреев, Прохоров, 2007).

В настоящее время ботаническими садами накоплен значительный практический опыт выращивания редких и исчезающих растений. Наиболее перспективные из них:

1. Метод создания моделированных искусственных ценозов. Это направление получило быстрое развитие в связи с тем, что во многих ботанических садах созданы ботанико-географические экспозиции;

2. Метод внедрения исчезающих видов в естественную растительность ботанических садов. Такие работы проводятся в ряде ботанических садов (ГБС РАН, Якутском БС, БС УрГУ, г. Екатеринбург), в том числе и ботаническом саду Удмуртского университета (Баранова, Дедюхина, Яговкина, 2010).

3. Метод воссоздания и интродукции растительных сообществ. С 1959 г. разрабатывается в Ставропольском БС (Растения…, 2005; Горбунов и др., 2008).

Эффективность сохранения генофонда ex situ может быть резко

6

повышена также путем создания генетических банков растений. Различают следующие виды генетических банков: 1) генные банки семян; 2) полевые генные банки (специальные, обычно клоновые посадки плодовых и лесных пород, корневищных и клубневых культур); 3) банки меристем – хранение растительного материала in vitro (культур меристем, тканей и сеянцев в условиях замедленного роста) (Растения…, 2005; Ишмуратова, 2006; Новикова и др., 2008; Klavina et al., 2004; Gao et al., 2005).

Работы по сохранению богатства окружающего нас растительного покрова в последнее время начинают включать в себя не только меры по охране отдельных территорий (ООПТ, которыми являются и ботанические сады) по сохранению ценопопуляций на этих территориях, но и меры по восстановлению нарушенных человеком фитоценозов, спасению угасающих популяций редких растений и т.д (Изучение…, 2008).

Реинтродукция, как способ восстановления популяций редких и исчезающих видов растений является очень сложным процессом и для эффективности её проведения необходимо проведение научно-исследовательских работ по разработке основных методологических приемов для её успешного проведения. В этом направлении следует, в первую очередь, разрабатывать методические приемы по отдельным редким растениям и их систематическим группам, которые послужат основой для более успешной реинтродукции малоизученных видов, находящихся под угрозой исчезновения (Реймерс, 1982; Изучение…, 2008).

Как уже упоминалось выше реинтродукции на территории ботанических садов должно предшествовать изучение природных фитоценозов. Фитоценоз - это растительное сообщество, совокупность растительных организмов на относительно однородном участке, с животными и с окружающей средой. Каждый фитоценоз – система определённого состава и определённой структуры, которые сформировались в результате отбора видов растений, способных существовать совместно друг

7

с другом и с животными в данных условиях среды, а во многих случаях и при определённом воздействии человека (Миркин, Наумова, Розенберг, 1989; Миркин, Наумова, 1998).

Фитоценоз состоит из ряда структурных элементов. Различают горизонтальную и вертикальную структуру фитоценоза. Вертикальная структура представлена ярусами. Ярусы состоят из «разновысотных» растений. Примерами ярусов являются древесные ярусы, напочвенный покров, мохово-лишайниковый ярус, ярус подлеска и др. Горизонтальная структура фитоценоза формируется благодаря наличию пологов деревьев, неоднородностям рельефа, видовым особенностям некоторых растений, деятельности животных (Миркин, Наумова, Розенберг, 1989; Миркин, Наумова, 1998).

8