close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

IV Всероссийская научная конференция «Биоразнообразие и культуроценозы в экстремальных условиях», посвященная 85-летию Полярно-альпийского ботанического сада-института им. Н.А. Аврорина Кольского научного центра РАН

код для вставкиСкачать
IV Всероссийская научная конференция
«Биоразнообразие и культуроценозы в
экстремальных условиях»,
посвященная 85-летию Полярно-альпийского ботанического садаинститута им. Н.А. Аврорина Кольского научного центра РАН
Апатиты – Кировск
26-28 октября 2016 г.
УДК 57: 001.3257:061.2/.4
Биоразнообразие и культуроценозы в экстремальных условиях: в связи с 85летием Полярно-альпийского ботанического сада-института им. Н.А. Аврорина
Кольского научного центра РАН. Сборник материалов IV Всероссийской научной
конференции, ПАБСИ КНЦ РАН, Апатиты-Кировск, 26-28 октября 2016 г. / Сост.
Калашникова И.В. – Апатиты, 2016. – 95 с. ISBN 978-5-902643-39-5
В сборнике статей представлены результаты исследований по широкому спектру
научно-исследовательских и технологических работ в области биологии, экологии,
физиологии растений, генетики, почвоведения. Исследуются теоретические основы и
практические аспекты сохранения биоразнообразия на Севере и в других регионах с
экстремальными условиями. Работы также посвящены проблемам сохранения
биоразнообразия, интродукции растений и ландшафтной архитектуре, вопросам
адаптации организмов к экстремальным условиям, плодородию почв и рекультивации
нарушенных территорий, а также этике природопользования и эколого - биологическому
образованию, социальным и медицинским аспектам экологических проблем Кольского
Севера.
Материалы сборника представляют интерес для специалистов в области биологии,
экологии, преподавателей и студентов специализированных кафедр ВУЗов.
ISBN 978-5-902643-39-5
©
ФГБУН
Полярно-альпийский
ботанический
сад-институт
им.
Н.А.Аврорина Кольского научного
центра РАН, 2016
© Коллектив авторов, 2016
1
Оглавление
Блинова И.В.
Гончарова О.А.
Даувальтер В.А., Кашулин Н.А.
Ермолаева О.В., Шмакова Н.Ю.
Казаков Л.А., Советова М.П.
Канатьев А. Г., Шумилов О. И.,
Касаткина Е. А.
Касаткина Е.А., Шумилов О.И.,
Канатьев А.Г.
Кашулина Г.М.,
Коробейникова Н.М.,
Баскова Л.А.
Кашулин П.А., Калачева Н.В.
Кириллова Н.Р.
Кириллова И.М., Шакина Т.Н.
Костюк В.И.
Лаврова Т.В., Романова Е.С.
Литвинова С.В., Рак Н.С.
Литвинова Т. И., Кашулина Г. М.
Мосендз И.А., Петрашова Д.А.,
Кременецкая И.П.
Похилько А.А., Кашулина Г.М.
Похилько А.А., Полоскова Е.Ю.,
Кашулина Г.М.
Рак Н.С., Литвинова. С.В.
Салахов Н.В.
Салтан Н.В., Коробейникова Н.М.
Тростенюк Н.Н.,
Святковская Е.А.,
Носатенко О.Ю., Гонтарь О.Б.
Шумилов О.И., Касаткина Е.А.,
Канатьев А.Г.
Юдин С.И.
Сведения об авторах
Находки редких видов растений в болотных фитоценозах
Мурманской области, выявленные в 2013-2015 гг
Состав коллекционного фонда интродуцированных древесных
растений в Полярно-альпийском ботаническом саду-институте
им. Н.А. Аврорина
Закономерности изменения химического состава воды и донных
отложений водоемов и почвы на их водосборах в зоне влияния
выбросов комбината «Печенганикель»
Функциональная активность фотосинтетического аппарата мхов
в приростах разного возраста
Коллекция стихов о деревьях и кустарниках
Дендрохронология как метод исследования климатических
вариаций на Кольском полуострове
Использование арктических древесно-кольцевых хронологий для
индикации мощных вулканических извержений
Экстремальное загрязнение почв тяжелыми металлами в
окрестностях медно-никелевого предприятия на Кольском
полуострове: уровни загрязнения и экологические последствия
Ультрафиолет и биофотонная эмиссия синхронизирую
фотосинтетическую активность кроны лиственных деревьев
Фитоценотическое окружение Triglochin maritime L. в
сообществах травяных слабощелочных болот материковой части
Мурманской области
Архитектурные растения в системе садово-парковых
ландшафтов
Солнечная активность и продуктивность многолетних трав на
Кольском полуострове
Необходимость экологического просвещения и образования в
современных ботанических садах
Инвазия новых видов клещей в оранжерее Полярно-альпийского
ботанического сада
Морфологическая характеристика серогумусовых
грубогумусных почв острова Западный Шпицберген
Оценка фитотоксичности солей никеля в присутствии
магнезиальных компонентов
Компенсационные мероприятия по сохранению редких видов
сосудистых растений при отчуждении территории под
промышленные объекты. На примере отвалов рудника
«Восточный» ФОСАГРО.
Опыт пересадки беквичии ледниковой (Beckwithia glacialis) из
естественных местообитаний в культуру
Интродукция и адаптация энтомофагов в инсектарии ПАБСИ
Анализ древесных интродуцентов ботанического сада
Казанского университета
Агрохимические свойства городских почв Мурманской области
Основные этапы создания ассортимента декоративных
многолетников для оптимизации урбанизированных территорий
Кольского Севера
Исследование проявлений цикличности солнечной активности в
древесно-кольцевых хронологиях Кольского полуострова
К созданию ботанико-географического участка «Алтай» в
Полярно-альпийском ботаническом саду
3
5
9
14
16
18
23
28
33
37
40
43
47
49
54
58
62
66
70
73
76
79
82
87
93
2
НАХОДКИ РЕДКИХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ В БОЛОТНЫХ ФИТОЦЕНОЗАХ
МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ, ВЫЯВЛЕННЫЕ В 2013-2015 ГГ.
Блинова И.В.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E-mail: ilbli@yahoo.com
Пять минеротрофных, обогащенных основаниями, травяных болот известны в
центральной части Мурманской области (Блинова, Петровский, 2014) и два из южной
(Блинов, 2015). Возникновение этих типов болот связано с выходами (мета)габброидов,
характеризующихся сравнительно высоким содержанием кальция, и близостью
источников напорного увлажнения. Такие болота редки в Мурманской обл., поскольку ее
территория является частью обширной площади Балтийского (Фенноскандинавского)
щита, сложенного кислыми кристаллическими породами.
Флористический список этих болот отличается большой представленностью
редких видов растений, особенно из семейств Orchidaceae и Cyperaceae, многие из
которых являются краснокнижными. Во время полевых работ 2013-2015 гг. обнаружены
новые местонахождения редких видов сосудистых растений. Часть наиболее интересных
находок, которые в настоящее время депонированы в гербарий Полярно-альпийского
сада-института (KPABG), приводим ниже.
Сборы разделены по географическому местоположению (с севера на юг области) и
сгруппированы по семействам. Виды, внесенные в «Перечень видов растений, занесенных
в Красную книгу Мурманской обл.» (2014), или «Перечень видов растений, нуждающихся
в особом внимании к их состоянию в природной среде Мурманской обл.» (2014),
отмечены звездочкой и требуют охраны согласно статусу их редкости.
1) Экостровская Имандра, участок между Нижней Пиренгой и Чунозером.
ORCHIDACEAE
Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. – 23.07.2015. 2 км на север от оз. Верхнего Куропачьего.
Заболоченный берег ручья.
*Hammarbya paludosa (L.) O. Kuntze – 16.07.2013. На западной границе с горами
Туйболпахк у оз. Голец. Окраина мохово-осокового болота.
*Hammarbya paludosa (L.) O. Kuntze – 16.07.2013. 2 км на север от оз. Верхнего
Куропачьего.
Окраина мочажины на комплексном мохово-пухоносово-осоковом болоте.
2) 3.4 км на В-ЮВ от центра г. Апатиты. Ключевое пушицево-молиниево-осоковое болото
(dtr_fen1).
ONAGRACEAE
*Epilobium davuricum Fisch. ex Hornem. – 08.07.2013. Локально у одной из границ болота.
Вместе с Dactylorhiza traunsteineri, Gymnadenia conopsea, Listera ovata, Carex hostiana,
Eriophorum latifolium, и кальциефильными мохообразными (Campylium stellatum,
Limprichtia cossonii, Fissidens adianthoides, F. osmundoides).
ORCHIDACEAE
*Listera ovata (L.) R. Br. – 15.07.2014. Единично. Вместе с Dactylorhiza traunsteineri,
Gymnadenia conopsea, Carex hostiana, Eriophorum latifolium, и кальциефильными
мохообразными (Campylium stellatum, Limprichtia cossonii, Fissidens adianthoides, F.
osmundoides).
3) 3.5 км на В-ЮВ от центра г. Апатиты. Заболоченный светлый разреженный сосновый
лес с примесью ели, березы и можжевельника пушицево-калганово-триостренниковомолиниевый (dm_forest1).
3
ORCHIDACEAE
*Dactylorhiza traunsteineri (Saut.) Soó – 15.07.2014. Единично.
*Listera ovata (L.) R. Br. – 15.07.2014. Единично.
4) 3.5 км на В-ЮВ от центра г. Апатиты, калганово-молиниевое болото (mc_fen1).
ORCHIDACEAE
*Malaxis monophyllos (L.) Sw. – 12.08.2014. Окраина болота. Ивняк травяной.
5) 3.8 км на В-ЮВ от центра г. Апатиты. Склоновое пушицево-пухоносово-осоковое
болото (moch_fen1).
CYPERACEAE
*Carex livida (Wahlenb.) Willd. – 18.06.2015, 23.06.2015. Бордюрно по границе почти всех
крупных топких понижений.
*Eriophorum gracile Koch – 25.06.2014 (цветение), 15.07.2014 (плодоношение). В
нескольких небольших мочажинах. Очень рассеянно. Число генеративных побегов в
каждой мочажине – низкое (1-34) и очень динамично по годам.
ORCHIDACEAE
*Listera ovata (L.) R. Br. – 11.07.2014. Очень рассеянно.
6) Беломорское побережье. 9.5 км на В-ЮВ от г. Кандалакша. Старая Лувеньгская дорога.
Комплексное мохово-пухоносово-осоковое болото у подножия г. Малая Куртяжная.
JUNCACEAE
Juncus castaneus Sm. – 15.07.2013. Единично.
CYPERACEAE
*Blysmus rufus (Huds.) Link – 15.07.2013, 17.07.2015. Приморский луг к югу от болота.
*Carex echinata Murr. - 17.07.2014. Небольшой участок в восточной части болота со
Schoenus ferrugineus и Platanthera bifolia.
*Carex livida (Wahlenb.) Willd. – 06.08.2015. в 1.2 км на восток от ручья Песчаный. По
границе крупных топких понижений.
*Carex recta Boott – 17.07.2015. Западная часть болота. Редко.
*Eriophorum gracile Koch – 06.08.2015. Восточная часть болота. В мочажинах. Редко.
*Schoenus ferrugineus L. – 17.07.2014. Местами доминант.
ORCHIDACEAE
*Dactylorhiza incarnata (L.) Soó – 17.07.2015. Западная часть болота.
*Dactylorhiza traunsteineri (Saut.) Soó – 15.07.2013, 17.07.2014. Западная часть болота.
Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. – 17.07.2015. Западная часть болота.
*Hammarbya paludosa (L.) O. Kuntze – 17.07.2015. Западная часть. Окраина мочажины,
вместе с Carex livida и Menyanthes trifoliata. Редко.
*Hammarbya paludosa (L.) O. Kuntze – 17.07.2015. Центральная часть. Участок с
доминированием Carex limosa, Menyanthes trifoliata, Trichophorum alpinum. Редко.
*Platanthera bifolia (L.) Rich. - 15.07.2013. Восточная часть болота.
Литература:
Блинова И. В., Петровский М. К характеристике минеротрофных травяных болот в
центральной части Мурманской области и о необходимости их охраны // Вестник КНЦ
РАН. 2014. Вып. 18(3). С. 38–55.
Блинова И. В. К характеристике минеротрофных травяных болот в южной части
Мурманской области и о необходимости их охраны // Вестник КНЦ РАН. 2015. Вып.
22(3). С. 102–114, 152–153.
4
СОСТАВ КОЛЛЕКЦИОННОГО ФОНДА ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ
ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ В ПОЛЯРНО-АЛЬПИЙСКОМ БОТАНИЧЕСКОМ
САДУ-ИНСТИТУТЕ ИМ. Н.А. АВРОРИНА
Гончарова О.А.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E.-mail: goncharovaoa@mail.ru
Коллекции древесных интродуцентов Полярно-альпийского ботанического садаинститута располагаются на двух площадках – на основной территории Сада (г. Кировск)
и на экспериментальном участке (г. Апатиты). Общая площадь коллекционного
питомника деревьев и кустарников в ботаническом саду г. Кировска составляет 1га. На
экспериментальном участке, расположенном вблизи г. Апатиты, посадки древесных
интродуцентов включают в себя коллекцию древесных интродуцентов, дендрарий
северных и высокогорных видов и древесную школу.
Целью настоящей работы является анализ состава коллекционного фонда
древесных интродуцентов открытого грунта по систематическому положению,
возрастным группам, особенностям перезимовки, характеристике репродуктивного
развития, происхождению исходного материала.
Программа ежегодного мониторинга за древесными интродуцентами включает в
себя ряд работ. В начале вегетационного сезона проводится оценка степени повреждения
древесных растений отрицательными температурами. Балл перезимовки определяется по
7-бальной шкале (Методика фенологических…, 1975). Фенологические наблюдения за
исследуемыми растениями проводят 2 - 3 раза в неделю в течение вегетационного сезона.
В качестве методических источников используется несколько работ (Бородина, 1965;
Булыгин, 1974, 1976; Методика фенологических наблюдений…, 1975). Фенологические
данные заносились в полевой журнал, впоследствии в индивидуальную карточку
растения. Эмпирические фенологические даты переведены в непрерывный числовой ряд
(Зайцев, 1990, табл. 5П). Для оценки регулярности цветения и плодоношения
использовали шкалу, предложенную Александровой Н.М., Головкиным Б.Н. (1978)
Обилие цветения / пыления и плодоношения / семеношения оценивали по шкале В.Г.
Каппера (1930). Эти данные аналогично заносятся в индивидуальную карточку образца. В
конце вегетационного сезона проходит инвентаризация коллекционных фондов,
включающая в себя подсчет экземпляров, образцов, видов, таксонов внутривидового
ранга, родов, семейств.
На 01.10.2016г. фонд коллекции древесных интродуцентов открытого грунта
состоит из 763 образцов, относящихся к 304 видам, 42 таксонам внутривидового ранга, 22
гибридам, 60 родам, 27 семействам (таблица 1).
Таблица 1. Количество семейств, родов, видов, образцов в коллекциях древесных
интродуцентов открытого грунта ПАБСИ
Семейство
Aceraceae Juss.
Araliaceae Juss.
Berberidaceae Juss.
Betulaceae S. F. Gray
Caprifoliaceae Juss.
Celastraceae R. Br.
Cornaceae Dumort.
Cupressaceae Rich. ex Bartl.
Elaeagnaceae Juss.
Ericaceae Juss.
Fabaceae Lindl.
Fagaceae Dumort.
родов
1
1
2
5
2
1
1
2
2
1
2
2
Количество
таксонов
7
1
13
21
29
2
2
5
2
7
8
2
образцов
9
1
34
44
55
3
4
27
3
23
14
5
5
Grossulariaceae DC.
Hydrangeaceae Dumort.
Myricaceae Blume
Oleaceae Hoffmgg. & Link
Pinaceae Lindl.
Ranunculaceae Juss.
Rhamnaceae Juss.
Rosaceae Juss.
Salicaceae Mirb.
Sambucaceae Batsch ex Borkh.
Solanaceaea Juss.
Thymelaeaceae Juss.
Tiliaceae Juss.
Ulmaceae Juss.
Viburnaceae Rafin.
2
2
1
2
5
1
2
15
2
1
1
1
1
1
1
34
4
1
19
35
1
3
126
35
2
1
1
2
1
4
46
4
1
39
110
1
7
274
56
3
1
3
7
1
8
Семейства Rosaceae и Pinaceae содержат наибольшее количество образцов 14% и
34,9% соотвественно от общего числа интродуцированных образцов.
На рисунке 1 представлено распределение коллекционных образцов по возрастным
группам. Большинство образцов составляют взрослые растения от 31 до 40 лет, наименее
представлены группы растений, старше 70 лет и младше 10 лет.
Возраст неизвестен
Более 80
71-80
61-70
51-60
41-50
31-40
21-30
11-20
10 и менее
4
0,3
2,8
10,6
9,8
5,1
32,3
18,5
13,7
2,8
0
5
10
15
20
25
30
35
Количество образцов, %
Рис. 1. Распределение коллекционных образцов древесных растений по возрастным группам
В настоящее время большинство дендроинтродуцентов имеют культурное
происхождение (68,4% от общего количества образцов), материал природного
происхождения составляет намного меньшую часть (28,7%) (рис. 2). Преобладающее
большинство образцов семенного происхождения (70,4%). 6,5% образцов выращены из
семян собственной репродукции.
6
неизв.
2,8
отв
0,8
чд
3,9
чк
6,8
ск
51
сд
19,4
жрд
5,4
жрк
9,8
0
10
20
30
Количество образцов, %
40
50
60
Рис. 2. Распределение коллекционных образцов древесных растений в зависимости от
происхождения исходного материала
Условные обозначения: ск – семена культурного происхождения, сд – семена
природного происхождения, чк – черенки от культурных растений, чд – черенки
дикорастущих растений, жрк – живые растения из культуры, жрд – живые растения из
природы, отв – отводки, неизв – происхождение неизвестно
Зимостойкость дендроинтродуцентов в коллекциях ПАБСИ колеблется от 1 до 6
баллов по 7-бальной шкале (Методика фенологических…,1975). Почти половину
древесных растений открытого грунта представляют образцы с 1 - 2 баллом перезимовки
– 63,6% от общего количества растений (рис. 3).
Баллы зимостойкости
5-6 + 6-7
0,3
4-5
2,4
3-4
8,7
2-3
24,8
1-2
63,6
0
10
20
30
40
50
60
70
Количество образцов, %
Рис. 3. Распределение коллекционных образцов древесных растений в зависимости от
зимостойкости.
Конечная фаза развития интродуцентов служит показателем успешности
интродукционного эксперимента. Распределение образцов по группам регулярности
генаративных фенофаз представлено на рисунке 4.
7
Балл репродуктивного
развития
23,5
6
6,7
5
32,8
4
3,6
3
2,5
2
30,9
1
0
10
20
30
40
Количество образцов, %
Рис. 4. Распределение коллекционных образцов древесных растений в зависимости от
регулярности наступления генеративных фаз развития
Основная часть образцов коллекционных древесных растений (32,8%) цветут и
плодоносят нерегулярно. В дендрологической коллекции открытого грунта ПАБСИ 30,9%
растений ежегодно цветут и плодоносят. В целом, у 76,5% образцов дендроинтродуцентов
наблюдаются фенологические фазы генеративного развития. Достаточно большую группу
среди всех интродуцентов составляют растения вегетативной фазы развития (23,5%).
Сюда относятся представители родов Acer, Quercus, Fagus, Fraxinus, Ulmus, часть
растений семейства Pinaceae, растения старшей возрастной группы, молодые образцы
растений, которые не достигли генеративного возраста.
Таким
образом,
основная
часть
растений
коллекционного
фонда
интродуцированных древесных растений благополучно переносят отрицательные
температуры и характеризуются наличием фаз генеративного развития.
Литература
1.
Бородина Н.А. Методика фенологических наблюдений над растениями семейства
Pinaceae // Бюллетень Главного ботанического сада. 1965. Вып. 57. С. 11-19.
2.
Булыгин Н.Е. Дендрология. Фенологические наблюдения над хвойными породами.
Учебное пособие для студ. лесохоз. фак. Л.: ЛТА, 1974. 84с.
3.
Александрова Н.М., Головкин Б.Н. Переселение деревьев и кустарников на
Крайний Север. Л.: Наука, 1978. 116c.
4.
Булыгин Н.Е. Фенологические наблюдения над лиственными древесными
растениями. Пособие по проведению учебно-научных исследований. Л.: Изд-во ЛТА,
1976. 70с.
5.
Зайцев Г.Н. Математика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1990. 296с.
6.
Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР /
Александрова М.С., Булыгин Н.Е., Ворошилов В.Н. и др. М. 1975. 28с.
7.
Капер В.Г. Об организации ежегодных систематических наблюдений над
плодоношением древесных пород // Труды Гос. НИИЛХа. – Л., 1930. – Вып. VIII.
8
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВОДЫ И
ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВОДОЕМОВ И ПОЧВЫ НА ИХ ВОДОСБОРАХ В ЗОНЕ
ВЛИЯНИЯ ВЫБРОСОВ КОМБИНАТА «ПЕЧЕНГАНИКЕЛЬ»
Даувальтер В.А., Кашулин Н.А.
Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН, Апатиты, Мурманская обл.
E-mail: vladimir@inep.ksc.ru
Разработка медно-никелевых месторождений в приграничной территории между
Россией, Норвегией и Финляндией началась в 1932 г. канадско-финской компанией (после
Октябрьской революции территория нынешнего Печенгского района отошла к
Финляндии, а после советско-финской войны 1939–1940 гг. вошла в состав СССР).
Комбинат "Печенганикель" функционирует с 1946 г., когда в пос. Никель возобновилась
переработка местных сульфидно-никелевых руд. В 1959 г. развернулась добыча руд
Ждановского месторождения и их переработка на заводе в г. Заполярный.
Долговременная антропогенная нагрузка на водосборы озер привела к изменению
природных условий формирования химического состава воды и донных отложений
водоемов и почвы и к увеличению концентраций тяжелых металлов вблизи комбината. В
результате горно-металлургической деятельности комбинатом в атмосферу ежегодно
выбрасываются сотни тысяч тонн сернистого газа, тысячи тонн пыли, сотни тонн тяжелых
металлов. На прилегающей к комбинату территории в наземных и водных экосистемах
накоплено огромное количество тяжелых металлов, а также щелочных и
щелочноземельных металлов, выбрасываемых в составе производственной пыли
комбината.
По результатам исследований приграничной территории между Россией,
Норвегией и Финляндией (Даувальтер и др., 2012; Кашулин и др., 2009; Current State…,
2008) проведен анализ распределения металлов в различных звеньях наземных и водных
экосистем. Были определены регрессионные зависимости типа y=kx a содержания
элементов (y) в воде и поверхностном слое (0-1 см) донных отложений исследуемых озер,
в подстилке и органическом слое почвы (мкг/г) по мере удаления (x) от комбината
«Печенганикель». На рисунке приведены графики этих зависимостей некоторых
элементов, а в таблице – расчетные параметры.
Атмосферные выпадения аэрозолей являются главной причиной загрязнения, в том
числе и тяжелыми металлами, наземных и водных экосистем, поверхностных и подземных
вод (Яхнин и др., 1997). В фоновых территориях, где в балансе атмосферных выпадений
значительная роль принадлежит растворимым формам металлов, с поверхностным стоком
выносится до 5% поступлений свинца и около 30% поступлений цинка и кадмия
(Елпатьевский, 1993; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). В условиях техногенного
загрязнения, когда существенно увеличивается роль твердофазных выпадений,
поверхностный вынос сокращается до 1-3% поступлений свинца и до 10% цинка и меди
(Елпатьевский, 1993). Остальная часть металлов накапливается в почве. Миграция
металлов по почвенному профилю происходит со скоростью 0.1-0.4 см/год и
характеризуется быстрым падением концентраций с увеличением глубины (Елпатьевский,
1993; Сает и др., 1990; Cernic et al., 1994). Возможности самоочищения почв от
антропогенных накоплений металлов признаются весьма ограниченными (Fridland et al.,
1992; De Vries, Banker, 1996; Miller, Fridland, 1994). Согласно вышеуказанным
исследованиям совокупный вынос металлов (поверхностный сток, почвенные растворы,
биологические процессы и др.) при условии прекращения новых поступлений из
антропогенных источников обеспечит в зоне умеренного климата самоочищение
загрязненных почв от свинца за период от 150-200 до 400-500 лет, от цинка, кадмия за
100-200 лет. Таким образом, период естественного самоочищения почв и наземных
экосистем от загрязняющих металлов можно оценить величиной порядка n · 102 лет (т.е.
сотни лет).
9
Ni, мкг/г
Донные отложения
4000
3000
2000
400
Подстилка
300
Органический слой
200
1000
Ni, мкг/л
500
Озерная вода
100
0
0
0
20
40
60
Расстояние от комбината, км
80
0
Cu, мкг/г
3000
2000
Подстилка
30
Органический слой
20
1000
80
Cu, мкг/л
40
Донные отложения
20
40
60
Расстояние от комбината, км
Озерная вода
10
0
0
0
20
40
60
Расстояние от комбината, км
80
0
Cd, мкг/г
Донные отложения
Подстилка
Органический слой
3
2
20
40
60
Расстояние от комбината, км
80
Cd, мкг/л
0.2
Озерная вода
0.1
1
0
0
0
20
40
60
Расстояние от комбината, км
80
Донные отложения
Подстилка
Органический слой
8000
4000
0
20
40
60
Расстояние от комбината, км
80
Ca2+, мкг/л
30
Озерная вода
20
10
Ca, мкг/г
0
0
0
20
40
60
Расстояние от комбината, км
80
Cr, мкг/г
Донные отложения
Подстилка
Органический слой
120
80
0
7
6
Озерная вода
Подстилка
Органический слой
4
0
80
pH
8
5
40
20
40
60
Расстояние от комбината, км
3
0
20
40
60
Расстояние от комбината, км
80
0
20
40
60
Расстояние от комбината, км
80
Рис. Распределение концентраций основных загрязняющих элементов в воде (мкг/л) и
поверхностном слое (0-1 см) ДО исследуемых озер, в подстилке и органическом слое
почвы (мкг/г) по мере удаления от комбината «Печенганикель».
10
Таблица. Параметры регрессионной степенной зависимости типа y=kxa содержания
элементов (y) в озерной воде, поверхностном слое (0-1 см) донных отложений озер и
почвенных слоях (подстилке и органическом слое) от расстояния (x) от комбината
"Печенганикель".
Условные обозначения: k – коэффициент, a – показатель степени, R2 – величина достоверности
аппроксимации
Элемент
Ni
Cu
Zn
Cd
As
Pb
Cr
Fe
Mn
Al
Na
K
Ca
Mg
P
pH
Параметр
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
k
a
R2
Вода
1471
-1.569
0.716
82
-1.020
0.738
11.8
-0.592
0.306
0.205
-0.682
0.446
13.7
-1.235
0.423
0.47
-0.56
0.238
0.181
-0.041
0.003
447
-0.941
0.340
18.1
-0.525
0.124
55.5
-0.400
0.116
3.42
-0.124
0.069
0.633
-0.229
0.154
20.5
-0.710
0.464
3.66
-0.482
0.318
˗
˗
˗
7.28
-0.025
0.286
Донные отложения
31168
-1.534
0.682
7821
-1.099
0.634
237
-0.274
0.134
3.020
-0.507
0.288
198
-0.903
0.585
32
-0.026
0.002
245
-0.487
0.280
58764
-0.147
0.024
1212
0.150
0.003
20581
-0.089
0.013
628
-0.222
0.146
1646
-0.039
0.003
6684
-0.105
0.137
15760
-0.425
0.221
326
0.339
0.171
˗
˗
˗
Подстилка
18664
-1.758
0.844
7270
-1.553
0.834
240
-0.389
0.253
5.650
-0.964
0.714
65
-1.366
0.623
48
-0.721
0.487
69
-1.097
0.598
31029
-1.271
0.729
1807
-0.479
0.274
914
-0.250
0.207
66
0.076
0.096
916
-0.057
0.032
14698
-0.352
0.421
4486
-0.547
0.492
1344
-0.236
0.272
4.90
-0.056
0.419
Органический слой
15359
-1.558
0.885
12651
-1.557
0.873
170
-0.346
0.346
3.086
-0.661
0.669
151
-1.212
0.700
32
-0.189
0.141
367
-1.182
0.644
96466
-1.068
0.753
1243
-0.478
0.310
9555
-0.489
0.478
527
-0.393
0.531
576
0.091
0.063
7897
-0.285
0.437
10512
-0.720
0.665
1343
-0.148
0.367
5.12
-0.075
0.490
Поверхностные слои донных отложений водоемов отражают аккумулирующий
эффект аэротехногенной нагрузки металлов на водосборы, которые зачастую могут не
11
регистрироваться гидрохимическими методами. Пылевые выбросы в атмосферу
плавильных цехов комбината «Печенганикель» являются главным источником
повышенных концентраций Ni, Сu и Со (в 10-180 раз больше фоновых значений) в
поверхностных слоях ДО на расстоянии до 30-40 км (рис). Данные элементы имеют
тесную положительную корреляцию между собой, что свидетельствует о едином
антропогенном источнике их поступления и сходных путях миграции. Большая часть
тяжелых металлов, входящих в состав выбросов и стоков промышленных предприятий,
связывается и остается в донных отложениях. Предыдущими исследованиями
(Даувальтер, 1997, 1998; Dauvalter, 1994; Dauvalter, Rognerud, 2001 и др.) было
установлено, что пылевые выбросы в атмосферу комбината “Печенганикель” и стоки
плавильных цехов, шламоотвалов, хвостохранилищ и рудников являются главными
источниками повышенных концентраций Ni, Cu, Co, Cd, Zn, As и Hg в поверхностных
слоях ДО озер Печенгского района и приграничных районов Норвегии и Финляндии.
Наибольшие концентрации Ni и Cu, превышающие фоновые значения в 10-25 раз
отмечены в озерах на расстоянии до 10 км от комбината (рис.). Значительное уменьшение
концентраций до 3-7 фоновых значений наблюдается на расстоянии до 20-30 км от
источника загрязнения. В распределении Co, Cd и As наблюдается аналогичная
закономерность. Наиболее интенсивно загрязняется зона до 10 км. Здесь отмечено
превышение концентраций металлов над фоновыми значениями от 2 до 5 раз. По мере
удаления от комбината на 20-30 км наблюдается уменьшение концентраций металлов до
2-3 фоновых значений. В целом по результатам исследований 2010 г. отмечено
увеличение концентраций практически всех загрязняющих ТМ в поверхностных слоях ДО
озер северо-запада Мурманской области по сравнению с исследованиями 2002-2004 и
1989-1993 гг. (Даувальтер и др., 2012).
В составе пыли, выбрасываемой в атмосферу металлургическим производством,
входит большое количество главных породообразующих макроэлементов, что проявилось
в том, что влияние выбросов комбината сказалось не только в увеличении концентраций
тяжелых металлов в водных и наземных экосистемах вблизи комбината, но и в
увеличении в них содержания щелочных (Na, K) и щелочноземельных (Ca, Mg, Sr)
металлов (рис.). Это проявилось в эффекте подщелачивания почвы и воды водоемов, и
значения pH воды озер и водных вытяжек полстилки и органического слоя почвы растут
по мере приближения к комбинату (рис.).
Для всех исследуемых тяжелых металлов (Ni, Cu, Co, Cd, Zn, As, Cr, Fe, Mn), а
также для Al, щелочных (Na, K) и щелочноземельных (Ca, Mg) металлов отмечена
закономерность увеличения содержания элементов в звеньях водных и наземных
экосистем: вода – подстилка – органический слой почвы – донные отложения (рис.). Этот
процесс увеличения концентраций элементов в звеньях окружающей среды можно
сопоставить с явлением биомагнификации, когда происходит увеличение концентрации
химических веществ на каждой ступени экологической пирамиды, связанное с тем, что
количество поглощаемой организмом пищи намного превышает его собственную массу, а
химические вещества выводятся из организма не полностью.
Таким образом, установлено, что выбросы в атмосферу плавильных цехов
комбината «Печенганикель» являются главным источником повышенных концентраций
тяжелых металлов в верхних горизонтах почвы, мхах, поверхностных водах и донных
отложениях водоемов на расстоянии до 30-40 км. Наибольшие концентрации Ni и Cu,
превышающие фоновые значения до нескольких десятков раз отмечены в наземных и
водных экосистемах на расстоянии до 20 км от комбината. В распределении токсичных
халькофильных элементов Cd, As и Hg наблюдается аналогичная закономерность. В
целом по результатам исследований в 2000-х гг. отмечено увеличение концентраций
практически всех загрязняющих металлов в наземных и водных экосистемах
приграничной территории между Россией, Норвегией и Финляндией по сравнению с
исследованиями 1990-х гг., что говорит об усилении антропогенной нагрузки в этом
регионе.
12
Литература
1.
Даувальтер В.А. Загрязнение донных отложений водосбора реки Пасвик тяжелыми
металлами // Геоэкология. 1997. № 6. С. 43-53.
2.
Даувальтер В.А. Тяжелые металлы в донных отложениях озерно-речной системы
озеро Инари – река Пасвик // Вод. ресурсы. 1998. Т. 25, № 4. С. 494-500.
3.
Даувальтер В.А., Кашулин Н.А., Сандимиров С.С. Тенденции изменений
химического состава донных отложений пресноводных Субарктических и Арктических
водоемов под влиянием природных и антропогенных факторов // Труды Кольского НЦ
РАН. Прикладная экология Севера. Выпуск 1. 2012. № 2 (9). С. 54-87.
4.
Елпатьевский П.В. Геохимия миграционных потоков в природных и природнотехногенных системах. М.: Наука, 1993. 253 с.
5.
Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир,
1989. 439 с.
6.
Кашулин Н.А., Сандимиров С.С., Даувальтер В.А., Терентьев П.М., Денисов Д.Б.
Экологический каталог озер Мурманской области. Северо-западная часть Мурманской
области и приграничной территории сопредельных стран. В 2 ч. Апатиты: Изд-во КНЦ
РАН, 2009. Ч. 1. 226 с. Ч. 2. 262 с.
7.
Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра,
1990. 335 с.
8.
Яхнин Э.Я., Томилина О.В., Деларов Д.А. Атмосферные выпадения тяжелых
металлов и их влияние на экологическое состояние почв // Экологическая химия. 1997. №
6 (4). С. 253-259.
9.
Cernic M., Federer P., Borcovec M., Sticher H. Modelling of heavy metal transport in a
contaminated soil // J. Environ. Qual. 1994. V. 23. P. 1239-1248.
10.
Current State of Terrestrial Ecosystems in the Joint Norwegian, Russian and Finnish
Border Area in Northern Fennoscandia / Working Paper of the Finnish Forest Research Institute.
Eds. J. Derome, T. Myking, P. A. Aarestad. 2008. Vol. 85. 98 p.
11.
Dauvalter V. Heavy metals in lake sediments of the Kola peninsula, Russia // Sci. Tot.
Environ. 1994. V. 158. P. 51-61.
12.
Dauvalter V., Rognerud S. Heavy metals pollution in sediment of the Pasvik River
drainage // Chemosphere. 2001. V. 42, No 1. P. 9-18.
13.
De Vries W., Banker D.J. Manual for calculating critical load of heavy metals for soils
and surface water. DLO Winland Staring Centre, Wageningen (The Neterlands). Report No 114,
1996. 133 p.
14.
Fridland A.J., Craig B.M., Miller E.K., Herrick G.T., Siccama T.G., Johnson A.N.
Decreasing lead levels in the forest floor of the northeastern USA // AMBIO. 1992. V. 21. P. 400430.
15.
Miller E.K., Fridland A.J. Lead migration in forest soil. Response to changing
atmospheric inputs // Environ. Sci. Technol. 1994. V. 28. P. 662-672.
13
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОГО АППАРАТА
МХОВ В ПРИРОСТАХ РАЗНОГО ВОЗРАСТА
Ермолаева О.В., Шмакова Н.Ю.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
Е-mail: olia.ermolik@yandex.ru; shmanatalya@yandex.ru.
Особенностью мхов является преобладание в жизненном цикле гаметофита над
спорофитом. Гаметофит принимает на себя выполнение основных функций –
фотосинтеза, водоснабжения, минерального питания. У большинства мхов
ассимилирующую часть гаметофита составляют приросты нескольких лет. Среди этой
группы растений есть виды, например, Pohlia wahlenbergii, у которых вся зеленая часть
образуется за один вегетационный сезон (Coxson, Mackey, 1990). Часто, из-за отсутствия
четких границ, сложно определить в течение скольких лет функционирует
ассимилирующая часть. Ткани текущего года являются главным местом, где происходит
фотосинтез. Однако было установлено, что в фотосинтезе участвуют ткани предыдущего
или предыдущих лет, но их фотосинтетическая активность с возрастом снижается (Glime,
2007).
Цель работы – изучение параметров фотосинтетического аппарата (интенсивность
фотосинтеза и содержание пигментов пластид) и продуктивности мхов в приростах
разного возраста в связи с условиями местообитания.
В качестве объектов исследования были выбраны мхи, широко распространенные в
лесном поясе Хибин: Polytrichum commune Hedw. и Hylocomium splendens (Hedw.) Bruch.
et al. Годичные приросты у этих мхов четко определяются: у P. commune - по
морфологическим признакам (по форме и расположению листьев) и по изгибу стебля; у H.
splendens - стебель состоит из этажно-расположенных облиственных веточек, и каждый
этаж соответствует годичному побегу за год. Ассимилирующую часть у P. commune
составляют приросты двух лет (приросты предыдущего года имеют более темную
зеленую окраску и одревесневший стебель), у H. splendens – трех и более лет (от яркозеленого текущего годичного прироста до зеленого, зеленовато-бурого и бурого
предыдущих лет). Образцы мхов отбирали в разных местообитаниях: в просветах крон
деревьев, на открытых участках и под пологом елей. Наблюдения проводили в течение
2014-2015 на одних и тех же пробных площадях.
Содержание пигментов пластид определяли в спиртовых вытяжках приростов
разных лет жизни спектрофотометром UV–1800 (фирма «Shimadzu», Япония).
Интенсивность СО2-газообмена годичных побегов определяли с помощью инфракрасного
газоанализатора Гамма−100 (Россия). Длина (мм) и масса годичных побегов (мг) были
измерены в конце вегетационных периодов.
Содержание пигментов пластид. У P. commune содержание хлорофиллов в
приросте текущего года максимально уже в середине августа, но ростовые процессы еще
не закончены (прирост в длину и по массе заканчивается в конце августа). Наибольшее
содержание хлорофиллов в конце вегетации получено в местообитании под кронами елей
(5.0 мг/г сух. массы), в просветах - на 24 %, а на открытом местообитании - на 44% ниже.
В приросте 2-го года жизни содержание зеленых пигментов выше в среднем на 10%, чем в
приросте текущего года. Это отмечено только на открытых местах и под кронами елей. В
просветах крон деревьев эти показатели близкие. Содержание каротиноидов заметно
увеличивается в приростах 2-го года жизни во всех местообитаниях. Соотношение
хлорофиллов (a/b) в приростах разного возраста на открытых местах и в просветах крон
одинаково. Под кронами ели его величина меньше в приросте 2-го года жизни, что
соответственно отражается на увеличении светособирающего комплекса (ССК) до 67%.
У H. splendens в течение вегетации в приросте текущего года содержание
хлорофиллов постепенно увеличивается, что связано с особенностями роста годичного
прироста. До середины июля побег растет в длину, а затем дополнительно к росту в длину
начинается его боковое ветвление. Максимальное содержание хлорофиллов определено в
14
зрелых сегментах текущего года: в просветах – 3.2 мг/г сух. массы (в сентябре); на
открытых местообитаниях – 1.8 мг/г сух. массы (в августе). В приросте 2-го года жизни
содержание пигментов в течение вегетации изменяется мало, их количество снижается к
осени, что отмечается началом появления бурой окраски. В приросте 2 года снижение
содержания зеленых пигментов составило 35-41%, а в приросте 3 года жизни - 55%.
Содержание каротиноидов уменьшается с возрастом на 28 и 40% (соответственно).
Таким образом, содержание пигментов пластид у P. commune с возрастом
увеличивается, у H. splendens – снижается. У особей на открытых участках содержание
пигментов ниже, чем в местообитаниях разной степени затененности.
Интенсивность СО2-газообмена. У P. commune при оптимальном сочетании
факторов среды уровень газообмена текущего прироста составил: 10-13 мг СО2/г сух.
массы, прироста 2-го года жизни – 6-8 мг СО2/г сух. массы.
У H. splendens в начале вегетационного сезона ассимилируют в основном ткани
прироста 2-го года жизни. По мере формирования текущего прироста степень участия
прироста 2-го года жизни в газообмене снижается: у особей в просветах крон деревьев на
60-70%, на открытых участках на 30-40%. При оптимальном сочетании факторов среды в
просветах крон деревьев уровень фотосинтеза в приросте текущего года составил 9.8 мг
СО2/г сух. массы, на открытом месте – 4.3 мг СО2/г сух. массы.
Полученные данные позволяют сказать о достаточно высоком потенциальном
уровне газообмена у мхов. Максимум параметров фотосинтетического аппарата во всех
местообитаниях отмечен в приросте текущего года. Интенсивность фотосинтеза обоих
видов мхов в большей степени зависит от факторов среды и степени оводненности тканей,
с содержанием хлорофиллов связи не выявили.
Продуктивность. Измерение ростовых показателей годичного прироста (длины и
массы) P. commune в разных местообитаниях (в просветах крон деревьев, под кронами ели
и на открытых участках) показали, что наибольшая длина отмечена на открытом
местообитании (в среднем за 2014-2015 гг – 43.2 мм). В просветах крон и под елью, длины
годичных приростов были близкими, различия выражены по массе (под елью на 15%
меньше, чем в просветах). Измерение годичного прироста 2014 года в течение 2-х лет
показали, что в конце второго года жизни его длина и масса во всех местообитаниях мало
изменилась. Изменения происходят на клеточном уровне, усиливается одревеснение
стебля.
У H. splendens, в среднем за эти годы наблюдений, длина годичного (текущего)
прироста в просветах крон деревьев составила 27.0 мм, масса 7 мг. На открытом
местообитании ростовые показатели меньше – 20.5 мм и 4.5 мг. Измерение длины и массы
годичного прироста 2014 года в течение 2 лет жизни показало, что в конце второго года
жизни длина годичного прироста в обоих местообитаниях почти одинакова, различия
видны только по массе. В просветах крон масса годичного прироста в конце 2−го года
жизни увеличилась на 37%, на открытом местообитании − на 46%. Удлинение годичного
прироста происходит в первый год жизни, а нарастание массы продолжается и в
следующем году, что указывает на рост H. splendens, по крайней мере, в течение 2 лет.
Таким образом, функциональная активность фотосинтетического аппарата мхов в
приростах разного возраста неодинакова и снижается с возрастом. Полученные данные
свидетельствуют, что мхи являются представителями организмов с высоким потенциалом
продуктивности.
Литература
1. Coxson D.S., Mackey R.L. Diel periodicity of photosynthetic response in the subalpine
moss Pohlia wahlenbergii // The Bryologist. 1990. Vol. 93. № 4. P. 417-422.
2. Glime J. M. Bryophyte Ecology. (2007). Vol. 1. Chapters 4, 5, 12. Available at: http://
www.bryoecol.mtu.edu
15
КОЛЛЕКЦИЯ СТИХОВ О ДЕРЕВЬЯХ И КУСТАРНИКАХ
Казаков Л.А., Советова М.П.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E-mail: sovetova_mp@yandex.ru
С первых лет создания лаборатории дендрологии в 80-х годах прошлого столетия
планомерная работа по интродукции деревьев и кустарников на основе собственных
экспедиционных сборов в разных районах бывшего СССР, расширенного обмена
семенным материалом с ботаническими садами, дендрариями и арборетумами, а также по
заказам семян их лесохозяйственных организаций. Ежегодно в эксперимент вводилось в
среднем по 400 образцов древесных растений. Это позволило за относительно короткое
время более чем вдвое увеличить коллекционный фонд деревьев и кустарников, создать
новые экспозиции и заложить дендрарий северных и высокогорных видов. Уже в начале
90-х годов были подтверждены итоги интродукции в коллективной монографии
«Древесные растения Полярно-альпийского ботанического сада» (1993).
Наряду с практической работой по внедрению новых видов деревьев и кустарников
в озеленительные посадки в населенных пунктах Мурманской области, большое внимание
уделялось популяризации работы Ботанического сада по интродукции экзотов на Крайний
Север. Регулярно проводились экскурсии по коллекционному фонду, осуществлялась
лекционная работа со студентами и школьниками.
Для большей демонстративности материала была накоплена слайдотека, состоящая
из более 600 цветных снимков, представляющих богатство природной дендрофлоры
СССР, а также коллекций отечественных ботанических учреждений и зарубежных стран.
Это позволило более доходчиво и интересно проводить лекционную и учебную работу с
различными группами слушателей.
Одновременно с созданием натурной демонстрационной коллекции деревьев и
кустарников и слайдотекой, возникла идея о накоплении стихов о древесных растениях.
***
Деревья, только ради вас
И ваших слез прекрасных ради,
Живу я в мире в первый раз
На вас и вашу прелесть глядя.
Мне часто думается, - бог
Свою живую краску кистью
Из сердца моего извлек
И перенес на ваши листья.
И если мне близка, как вы
Какая-то на свете личность,
В ней тоже простота травы,
Листвы и выси непривычность.
(Борис Пастернак, 1957)
Поначалу казалось, что их будет не много и эта работа не потребует много
времени. Однако по мере просмотра сборников стихов, поначалу мурманских авторов, а
затем и классической литературы, стало находиться все больше и больше стихотворений,
посвященных не только древесным растениям в целом, но и отдельным породам в
частности.
Поиск таких произведений оказался очень увлекательным занятием, которое
происходило всегда в нерабочее время в различных библиотеках. Например, значительное
число стихов было найдено в период лечения в санаториях и отдыха во время отпуска.
Как правило, библиотеки лечебных учреждений располагают большим книжным фондом
и имеют не только классику, но и произведения местных авторов, которые не найти в
библиотеках городов Апатиты и Кировск, а также всей Мурманской области. Много
16
стихов было найдено в санатории РАН имени А.М. Горького в г. Кисловодске, где
нашлись сборники поэтов Кавказа.
Поэты очень по разному освещают дендрологическую тему, зачастую обожествляя
себя с любимым деревом, находя такие сравнения, которые ботанику или дендрологу
даже не могут придти в голову. Примеров можно привести очень много. О березах
сказано, что «березы – женщины земли», об акации говорится, что это «девочка южная»,
толокнянка названа «близнецом брусники», только ствол ползучий и т.д.
Нередко поэты вторят специалистам, подтверждая их выводы: «деревья тоже
разные, как люди». И действительно, по теории статистики считается, что на территории
России, возможно, есть только две сосны абсолютно похожие друг на друга.
Коллекция стихов о деревьях и кустарниках собирается уже больше тридцати лет и
в настоящее время она насчитывает 1149 произведений. Наибольшее число их 228
посвящено древесным растениям в целом. В коллекции представлены стихи, об отдельных
87 породах деревьев и кустарниках. Самая крупная из них 186 о русской красавице березе,
которую поэты, как и весь народ, любят больше всего.
***
С давних пор на Руси нашей древней
Березка любимой была.
Украшала леса и деревни
И как песня в народе жила.
Чистым соком весенним поила,
Словно мать дорогое дитя.
Для себя ничего не просила,
Лишь бы только Россия жила.
Восхищаюсь ее белизною,
Неподдельной ее чистотой.
Я навеки, родная, с тобою,
Ты останешься тоже со мной!
(А.Н. Войцехович)
Много стихов написано о сосне (87), ели (43), дубе (42), черемухе (41), рябине (68)
и других деревьях наших лесов. О кустарниках тоже есть стихи: сирень (38), роза (49),
калина (16).
Среди поэтов, написавших о деревьях, есть, конечно, и русские классики.
Например, стихотворение Александра Сергеевича Пушкина «Анчар», тоже включено в
список, хотя такого растения в природе нет. В составе коллекции есть стихотворение
Михаила Юрьевича Лермонтова: «На севере диком стоит одиноко, на голой вершине
сосна». Поэт не был на суровом севере, но очень хорошо описал условия, в которых
растет это дерево, мужественно встречая все невзгоды. Коллекция содержит и стихи
наших авторов, работающих в ПАБСИ.
***
Как мало их теперь осталось –
Деревьев с белой кипенью цветов…
В душистом воздухе уйдет усталость
И снова к жизни ты готов.
Так берегите же лесное чудо,
Не троньте нежных веток серебро,
Наградой красота природы будет
Дарить Вам свою нежность и добро.
(Л.М. Лукьянова)
Коллекция стихов многократно использовалась в лекциях и выступлениях. С этим
материалом были познакомлены сотрудники многих ботанических садов, в том числе
Главного ботанического сада и ботанического сада МГУ в Москве, студенты многих
вузов: Лесотехнической академии в Санкт-Петербурге, Петрозаводского университета,
Архангельского лесотехнического института и других. Стихи были представлены на
17
Рубцовских чтениях в г. Апатиты, ежегодно проводимых в рамках «Каменного цветка».
После этого несколько поэтов, присутствующих на этом мероприятии, направили в адрес
создателей коллекции свои стихи с предложением включить их в состав сборника.
Неоднократно при представлении стихов о деревьях и кустарниках возникали
предложения о том, чтобы они были опубликованы. Однако выпуск сборника стихов в
виде отдельной книги является довольно затратным делом, и до сих пор не мог быть
осуществлен. В настоящее время начата подготовка коллекции с целью выставления ее в
Интернете. Такая работа позволит познакомить всех, кто интересуется стихами и любит
природу, с уникальным собранием стихов, коллекцией, которой нет, как нам известно, ни
в одном ботаническом саду России.
Сейчас стихи написаны рукописно на перфокартах и хранятся в отдельном
помещении. Весь материал внесен в реестр и по каждому произведению имеются
сведения об авторе, месте и времени его опубликования.
Дальнейшее развитие коллекции, безусловно, необходимо, поскольку она по мере
накопления, как и дендрологический фонд, становится с каждым годом ценнее.
Возможно, что найдутся стихи о каких-то других растениях, может значительно
пополниться имеющийся фонд об уже найденных и описанных видах, что также очень
важно для будущей работы с материалами.
Литература
1. Борис Пастернак «Избранное» в 2-х томах (стихи, поэмы, проза), М., «Худ. литра», 1985
2. Журнал Лесное хозяйство №2, 2005, С. 9
3. Лукьянова Л.М. Хибинский венок. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2013 – С. 24
ДЕНДРОХРОНОЛОГИЯ КАК МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ
ВАРИАЦИЙ НА КОЛЬСКОМ ПОЛУОСТРОВЕ
Канатьев А. Г., Шумилов О. И., Касаткина Е. А.
Полярный геофизический институт, г. Апатиты
E.-mail: kantjev@gmail.com
Введение
Деревья являются наиболее долгоживущими на земле организмами. На юго-западе
США в Белых горах Калифорнии сейчас растут деревья возрастом более 4000 лет. Возраст
отдельных особей может достигать почти 5000 лет. Недавно был найден новый
рекордсмен возрастом 5063-года. Это дерево относится к виду сосна остистая межгорная
и также произрастает в Белых Горах. С первого же дня рождения живое дерево является
очевидцем многочисленных явлений природы и той среды, где оно произрастает.
Годичное кольцо – это память природы, в которой хранятся с точностью до одного года
оценки разнообразных климатических условий прошлого – осадки, температура воздуха,
влажность почв, солнечная активность и даже удельная радиоактивность земной
атмосферы. Значение дендрохронологии особенно возрастает сейчас, когда в науке стала
преобладать тенденция динамического подхода к явлениям биосферы. Дендрохронология
приносит в естественные науки четвертое измерение – время. Годичные кольца деревьев,
произраставших сто, тысячу и много тысяч лет тому назад являются летописью природы,
в них содержится огромная информация о прошлом Земли и Космоса.
Места сбора дендрохронологических серий
Наша дендрохронологическая коллекция насчитывает более 120 серий хвойных
деревьев (сосны, ели, лиственницы) и можжевельника собранных на Кольском п-ове,
Финляндии и в Санкт-Петербурге (Шумилов и др., 2008; Kasatkina et al., 2007; Shumilov et
al., 2007; 2008) (рис. 1). А также в Ленинградской обл., на п-ове Таймыр и Сибири (в
частности Хакасии).
18
Рис. 1. Места сбора дендрохронологических серий на Кольском п-ове и Финляндии
Наиболее значимые серии были отобраны в трёх местах Кольского полуострова.
Это Медвежий лог в Хибинских горах, Кэйвы и станция Лопарская. В 2003 году в
результате экспедиции по сбору образцов сосны в Медвежьем логе было обнаружено
самое старое дерево для Хибинских гор возрастом в 448 лет. В 2010 году была
организована повторная экспедиция в Медвежий лог, в которой мы не смогли обнаружить
более старые деревья, а сосна возрастом в 448 лет оказалась уже гнилой. Для проведения
дендроклиматического анализа в 2004 г. в наиболее труднодоступной центральной части
Кольского п-ова (р-н Кейвы: 67.5-67.9 N; 36.7-38 E) было отобрано несколько десятков
образцов (в основном, спилы) с живых и усохших деревьев можжевельника (рис. 2).
Найденные деревья представляют собой можжевельник сибирский (Juniperus siberica)
толщиной до 40 см и возрастом до 700 лет (Шумилов и др., 2008; Shumilov et al., 2007).
Также в 2005 году нами была обнаружена самая старая сосна для Кольского п-ова
возрастом более 560 лет. Образцы были отобраны вблизи северной границы леса в районе
ст. Лопарская (68°37 N; 33°14 Е) (рис.3) (Shumilov et al., 2008; 2011). Последующая
экспедиция на это же место, прошедшая в 2011 году, не смогла обнаружить более старые
деревья, а самая старая сосна оказалась уже гнилой.
Обработка и стандартизация образцов
После сбора образцов проводится их дальнейшая обработка в соответствии с
общепринятыми методическими требованиями древесно-кольцевого анализа. В настоящее
время для измерения ширины годичных колец широко используются специально
сконструированные полуавтоматические комплексы, которые состоят из бинокулярного
микроскопа с двигающимся столиком либо планшетного сканера. Всё это управляется
специальным программным обеспечением (Канатьев и др., 2014), которое может
содержать практически все инструменты для анализа и построения древесно-кольцевых
хронологий.
В дендроклиматологии потребность разделять влияние внешних климатических
факторов на прирост деревьев и естественную внутреннюю изменчивость,
присутствующую в дендрохронологических измерениях, привела к созданию
специфических методов, названных «стандартизацией». В основе стандартизации серий
ширины годичных колец деревьев лежит тот факт, что при взрослении дерева и
увеличении его размера, ширина годичного кольца, как правило, уменьшается вдоль
поперечного радиуса, в основном из-за геометрического ограничения на добавление
новых слоев древесины по увеличивающейся поверхности. В литературе был предложен
целый ряд методов для удаления вариаций прироста. Большинство из этих методов
19
предусматривают избавление от биологического тренда посредством подбора
сглаживающей кривой к исходным измерениям ширины колец (рис.2) (Cook, 1985).
Рис. 2. Принцип детрендинга – подбор сглаживающей кривой к исходным измерениям ширины
колец.
Наиболее распространенным методом сравнения и синхронизации кривых в
дендрохронологии является наложение двух кривых одна на другую. Трудности
синхронизации начинаются с того, что последовательность годичных колец на разных
срезах и даже разных радиусах одного среза ствола очень часто не совпадает друг с
другом. Поэтому при синхронизации мы имеем дело не с поиском тождества, а
установлением степени сходства, которая может лишь приближаться к 100%. При этом
имеет место общее правило: если два образца, каждый в отдельности, схожи с третьим, то
они схожи и друг с другом. Существует большое количество разнообразных
математических методов для количественной оценки степени сходства двух кривых или
шкал. Работы М. И. Розанова показали, что высокие корреляционные связи получаются
только между изменчивостью радиального прироста отдельных частей ствола одного
дерева (коэффициент 0,88-0,97). Изменчивость же радиального прироста отдельных
сучьев с радиальным приростом стволовой древесины, а также радиальный прирост
стволов разных деревьев одного местопроизрастания характеризуется низкими
коэффициентами корреляций, находящимися в пределах 0,6-0,7. Для стандартизации,
детрендинга, кросс-датирования и построения обобщённых хронологий мы используем
такие программы, как COFECHA (Holmes, 1983) и ARSTAN (рис.3) (Cook et al., 1996).
20
Рис. 3. Результат работы программы ARSTAN для серии сосны (1592-2015 гг.).
Терский берег (66.22.79 N; 35.40.72 E), Кольский п-ов. Верхний график – обобщённая
серия ширины колец деревьев без детрендинга образцов (сырые данные). График в
середине - обобщённая серия после детрендинга. Нижний график – количество образцов и
распределение их во времени.
Программное обеспечение TREMET для дендрохронологических измерений
Для измерения ширины годичных колец деревьев создана программа TREMET
(tree-ring measurement tool) (Канатьев и др., 2014), которая работает с изображениями,
полученными с помощью устройств захвата изображения (планшетные сканеры,
цифровые фотоаппараты и т.д.). Программа может быть использована для получения
дендрохронологической информации из образцов различного типа (керны, спилы), в том
числе трудно поддающихся обработке.
Программа работает с изображениями в любых разрешениях, полученными с
помощью устройств захвата. Это является существенным отличием данного
программного обеспечения от традиционно используемых комплексов, предназначенных
для получения дендрохронологической информации при помощи микроскопов, например
LINTAB™ (комплекс предназначен для получения дендрохронологической информации и
разработан Ф. Ринном в германии http://www.rinntech.de/ в 1991 г.). Точность измерения
напрямую зависит от оптических свойств и разрешения устройства захвата.
Существующие на данный момент в продаже профессиональные планшетные
сканеры имеют физическое разрешение (величина разрешения по горизонтали
определяется числом фотодатчиков на матрице, по вертикали – параметрами шагового
двигателя, который перемещает каретку) до 4800 dpi. Это позволяет проводить измерения
с точностью до 0.01 мм (данное разрешение имеет коммерческий комплекс LINTAB™).
21
Программа TREMET (рис.4) написана на языке программирования C# на
платформе .Net Framework. Работает в 32 и 64 битных операционных системах Windows
XP/Vista/7/8/10. Поддерживается загрузка изображений в формате BMP, JPG, GIF.
TREMET позволяет комфортно работать с разрешениями изображений до 500
мегапикселей.
Рис. 4. Интерфейс программы TREMET для подсчёта колец деревьев.
Программное обеспечение сохраняет файлы в дендрохронологический формат
Tucson RWL, который используется для сохранения дендросерий в Международном
дендрохронологическом банке данных и в статистических программах. Также программа
сохраняет данные в собственный формат проекта, в тестовый файл с разделителями
столбцов (пробелами) и в изображение образца с отображением на нем результатов
измерений.
Для проверки точности измерений программы TREMET полученные результаты
сравнили с показаниями измерительного комплекса LINTAB, предварительно
проверенного в лаборатории. Испытания не выявили отклонений в измерениях. Кроме
того, данные древесно-кольцевые хронологии хорошо коррелируют со Скандинавскими
мастер-хронологиями.
Заключение
Наши дендрохронологические исследования позволяют сделать выводы, что
древесно-кольцевые хронологии Кольского п-ова отражают климатические вариации,
связанные с солнечной активностью. При исследовании обработанных древеснокольцевых хронологий не обнаружено какого-либо значительного потепления климата в
ХХ веке в данном регионе, что подтверждается данными измерений и
палеоклиматическими данными для некоторых районов Арктики. Полученные результаты
позволили выявить региональные особенности климатических вариаций на протяжении
последнего тысячелетия, и подтвердили возможность использования образцов
можжевельника лиственницы и сосны в дендрохронологических исследованиях.
Полученная хронология позволит сделать прогноз будущих климатических изменений с
целью планирования хозяйственной деятельности на востоке Кольского полуострова и на
шельфе Баренцева моря. Из образцов можжевельника (включая реликтовые растения),
22
собранных на Кольском полуострове, при помощи программного обеспечения TREMET
была создана 676-летняя древесно-кольцевая хронология (Шумилов и др., 2008; Shumilov
et al., 2007).. Эта серия оказалась самой длинной серией можжевельника в
северо-западном регионе России. Также получена самая длинная древесно-кольцевая
хронология по сосне для Хибинских гор (448 лет) и хронология по сосне для Кольского
полуострова (560 лет) (Shumilov et al., 2008; 2011).
Литература
1.
Программное обеспечение для дендрохронологических измерений / А.Г. Канатьев,
О.И. Шумилов, Е.А. Касаткина // Приборы и техника эксперимента – 2014. – № 2. С. 127.
2.
Использование можжевельника в дендрохронологическом анализе / О.И. Шумилов,
Е.А. Касаткина, И.Ю. Кирцидели и др. // Лесоведение. – 2008. – №1. С. 52 – 59.
3.
Cook E. R., A Time Series Approach to Tree-Ring Standardization. Ph.D. Dissertation,
Laboratory of Tree-Ring Research. University of Arizona. – 1985.
4.
Cook E.R., Holmes R.L. Users Manual for Program ARSTAN. Laboratory of Tree-Ring
Research. University of Arizona. – 1996.
5.
Holmes R. L. Computer assisted quality control in tree-ring dating and measurement //
Tree-Ring Bulletin. – 1983. – V. 43, – P. 69 – 78.
6.
Stardust component in tree rings / E.A. Kasatkina, O.I. Shumilov, N.V. Lukina et al. //
Dendrochronologia, – 2007. – V. 24. – № 2 – 3. – P. 131-135
7.
Paleoclimatic potential of the northernmost juniper trees in Europe / O.I. Shumilov, E.A.
Kasatkina, N.V. Lukina et al. // Dendrochronologia. – 2007. – V. 24. – P. 123 – 130.
8.
Paleoclimatic variations on the tree-ring data at Kola Peninsula (North-western Russia)
for 1455 – 2005 / O.I. Shumilov, E.A. Kasatkina, M. Krapiec et al. // News of Forest History. –
2008. – V. 39. – P. 64.
9.
Paleoclimatic variations in the tree-ring data in the Kola Peninsula (Northwestern Russia)
for 1445-2005 / O.I. Shumilov, E.A. Kasatkina, K. Mielikainen et al. // International Journal of
Environmental Research. –2011. – V. 5. – P 855 – 864.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АРКТИЧЕСКИХ ДРЕВЕСНО-КОЛЬЦЕВЫХ ХРОНОЛОГИЙ
ДЛЯ ИНДИКАЦИИ МОЩНЫХ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ИЗВЕРЖЕНИЙ
Касаткина Е.А., Шумилов О.И., Канатьев А.Г.
Полярный геофизический институт, г. Апатиты, Россия
E.-mail: oleg@aprec.ru
В последнее время особое внимание уделяется анализу отклика лесных экосистем
на ожидаемые глобальные и региональные изменения климата в обозримом будущем.
Особенно это касается экосистем Севера, поскольку климатическая обусловленность
реакций экосистем проявляется здесь наиболее четко. К воздействиям глобального
характера наряду с глобальным потеплением, относят также солнечную вариабельность и
вулканическую активность. При вулканических извержениях происходит выброс в
стратосферу огромного количества вулканической пыли, диоксида серы и водяного пара,
что приводит к нарушению радиационного баланса атмосферы и, как предполагают, к
снижению поверхностной температуры. Наибольшее влияние на радиационный баланс
оказывают сульфатный аэрозольный слой, возникающий в стратосфере в результате
газофазных реакций после вулканического выброса в атмосферу серосодержащих газов.
Время существования сульфатного аэрозольного слоя, возникающего в стратосфере в
результате газофазных реакций после мощных вулканических извержений, составляет не
менее 1-2 лет (Oman et al., 2006). Например, недавние мощные извержения таких
вулканов, как Тамбора (1815 г.), Кракатау (1883 г.), Санта Мария (1902 г.), Катмай (1912
г.), Агунг (1963 г.), Эль-Чичон (1982 г.) и Пинатубо (1991 г.) привели к похолоданиям в
северном полушарии на 0.2-0.8С, которые продолжались несколько лет (Елисеев, Мохов,
2009; Robock, 2000). Но не всегда и не везде вулканические извержения являются
23
причиной похолоданий.
Реакция климатической и экологической систем на
вулканические извержения зависит от количества, химического состава и высоты
атмосферных выбросов, широты, а также от особенностей атмосферной циркуляции.
Иногда вулканические извержения, воздействуя на радиационный баланс и изменяя
циркуляционный режим атмосферы, могут вызвать региональные потепления и даже
засухи в некоторых регионах, как это происходило, например, после извержения
исландского вулкана Лаки в 1783 г. В это время на большей части европейской
территории наблюдалось необычайно сухое и жаркое лето (Thordarson, Self, 2003).
Изучение последствий вулканических извержений необходимо также для разработки и
совершенствования методов контролируемого воздействия на климат, или геоинженерии.
Одним из таких методов является эмиссия сульфатных аэрозолей в стратосферу (Елисеев,
Мохов, 2009; Crutzen, 2006). Вулканические извержения можно рассматривать в качестве
природного аналога таких воздействий.
Период инструментальных наблюдений, в среднем, не превышает 100 лет и
охватывает лишь небольшое количество мощных извержений такого типа, поэтому, в
основном, вулканическую активность изучают по палеоклиматическим данным
(содержание кислотности в ледяных кернах, ширина годичных колец). Целый ряд
исследований посвящен изучению климатических последствий вулканических
извержений по дендрохронологическим данным (Ваганов, Шиятов, 2005; Scuderi, 1990;
Briffa et al., Jacoby et al., 2000; Krakauer, Randerson, 2003; Ogle et al., 2007; Salzer, Hughes,
2007). Возможный эффект в радиальном приросте и даже образование так называемых
«морозобойных колец» (Ваганов, Шиятов, 2005) в этих работах связывают с понижениями
температуры.
Дендрохронологический банк по Кольскому п-ову в настоящее время включает
более 70 хронологий, в том числе самые длинные древесно-кольцевые хронологии по
сосне Pinus Sylvestris в Хибинских горах (448 лет) и в р-не ст. Лопарская (561 год), а также
хронологию по можжевельнику сибирскому Juniperus Siberica Burgsd. (677 лет).
Обработка проводилась с использованием современных методик, применяемых в
дендрохронологии (перекрестное датирование, стандартизация) при помощи программ
COFECHA и ARSTAN (Holmes, 1983; Cook et al., 1990). На рис. 1 приведена древеснокольцевая хронология (1445-2005 гг.), полученная в результате такой обработки образцов
сосны, собранных в р-не ст. Лопарская (68º37’N; 33º14’E) .
Рис. 1. Индексы изменчивости ширины годичных колец сосны Pinus sylvestris с 1445 по2005 г.,
ст. Лопарская (68º37’N; 33º14’E), Кольский п-ов: а) высокочастотная составляющая; б)
низкочастотная составляющая; в) количество образцов.
24
Индекс прироста (отн.ед.)
На рис. 2 приведены кривые реакций древесного прироста на извержение вулкана
Уайнапутина (VEI=6, Volcanic Explosivity Index) в феврале 1600 г. по данным финской
сверхдлинной хронологии (~ 7500 лет), составленной по образцам, собранным в Северной
Лапландии, и хронологии Кольского п-ова. Согласно историческим данным в центральной
Европе и на юге Скандинавии в 1601 г. наблюдалась устойчивая дымка и значительное
ослабление интенсивности солнечного света (Scuderi, 1990). В центральной России летом
1601 г. повсеместно отмечались сильные заморозки, которые привели к гибели урожая и
сильному голоду в 1601 – 1603 гг. и последующей смуте (Борисенков, Пасецкий, 2002).
Как видно из рис. 2, значительное (более 25%) снижение древесного прироста
наблюдается на следующий год после извержения по всем хронологиям, после чего спад
продолжается в течение десяти лет. В 1605 г. отмечается еще более значительное, чем в
1601 г. снижение прироста (см. рис. 2), которое, вероятно, вызвано серией
последовательных извержений вулкана Этна с 1603 по 1610 гг. (Scuderi, 1990). Интересно
отметить, что ход данных кривых практически полностью совпадает с кривой древесного
прироста хронологии, полученной на высотном пределе произрастания леса (более 2000
м.) в горном массиве Сьерра-Невада в Калифорнии (Scuderi, 1990).
Мощные вулканические извержения могут привести к экологической катастрофе
не только через климатические изменения, но и непосредственно воздействуя на
окружающую среду. Вулканическое облако содержит большое количество вулканических
газов, твердых и аэрозольных частиц (в основном, сульфатных), которые, выпадая в виде
кислотных дождей, могут привести к значительным повреждениям растительности и
катастрофическим последствиям для сельского хозяйства, как это было, например, во
время извержения вулкана Лаки в 1783 г. (VEI=4+) (Grattan, Charman, 1994; Thordarson,
Self, 2003; Ogle et al., 2007). Извержение исландского вулкана Эйяфьятлайокудль
(Eyjafjallajokull, VEI=4) в марте-апреле 2010 г. привело к остановке авиаперевозок и
негативным экономическим последствиям в Европе. Исландские вулканы наиболее близко
расположены в территориальном отношении к Кольскому п-ову. Поэтому имеет смысл
исследовать экологические и климатические последствия наиболее мощных извержений
исландских вулканов, в нашем регионе. На рис. 3 приведена кривая реакции древесного
прироста на извержение вулкана Лаки, которое началось в июне 1783 г. и продолжалось 8
месяцев, в результате чего в атмосферу попало около 122 млн. тонн двуокиси серы (Ogle
et al., 2007).
1.10
0.90
0.70
0.50
0.30
0.10
a
1.10
б
0.90
0.70
0.50
0.30
1595 1597 1599 1601 1603 1605 1607 1609
Год
Рис. 2. Кривая реакции древесного прироста Pinus sylvestris на извержение вулкана
Уайнапутина (VEI=6) в феврале 1600 г.: а) сверхдлинная (~ 7500 лет) финская хронология;
Кольская хронология (ст. Лопарская (68º37’N; 33º14’E).
25
Индекс прироста (отн.ед.)
1.2
а
1.0
0.8
0.6
0.4
1.4
б
1.0
0.6
0.2
1778 1780 1782 1784 1786 1788 1790 1792
Год
Рис. 3. То же, что на рис. 2, но для извержения вулкана Лаки (VEI=4).
Знаменитый сухой туман, покрывший летом и осенью 1783 г. всю территорию от
Норвегии до Сирии и от Англии до Алтая, стал причиной необычайно жаркого лета и
засухи в большей части Европы (Борисенков, Пасецкий, 2002; Thordarson, Self, 2003; Ogle
et al., 2007). Появление сухого тумана и увеличение концентрации сульфатных аэрозолей
вблизи земной поверхности было вызвано формированием устойчивого антициклона над
территорией центральной и северной Европы летом 1783 г., следствием чего явилось
поглощение инфракрасного излучения и разогрев нижних слоев атмосферы (Thordarson,
Self, 2003).
Из рис. 3 видно, что в 1783 – 1785 гг. никаких отклонений в годичном приросте не
наблюдалось. Значительное понижение прироста на Кольском п-ове (на 50% по
отношению к предыдущему году) началось лишь в 1786 г. и продолжалось несколько лет,
но вряд ли оно было связано с извержением вулкана Лаки. Уменьшение годичного
прироста деревьев наблюдалось также и на территории Европы в 1785 – 1787 гг., но
причина его остается неизвестной [18, 19]. Анализ реакции годичного прироста колец
деревьев на извержения других исландских вулканов также не выявил никаких изменений.
Этот результат совпадает с выводом, полученным ранее по древесно-кольцевым
хронологиям Кольского п-ова, но на более коротком временном интервале [27].
На рис. 4 приведена суммарная кривая реакции древесного прироста, полученная
методом наложения эпох, построенная по 19 событиям, соответствующим мощным
(VEI>4) вулканическим извержениям. Видно, что существенное подавление радиального
прироста наблюдается, в среднем, в течение 8 лет после извержений, после чего
происходит его восстановление до нормального уровня (см. рис. 4). Данный результат не
противоречит полученным ранее выводам по древесно-кольцевым хронологиям севера
Евразии (Ваганов и др., 2005), западной части Северной Америки (Scuderi, 1990) и
северного полушария (Krakauer, Randerson, 2003).
26
1.08
а
1.04
1.00
Индексы прироста
0.96
0.92
0.88
0.84
0.80
0.90
0.86
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
б
0.82
0.78
0.74
0.70
0.66
0.62
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Годы до и после извержения
Рис. 4. Реакция прироста деревьев на Кольском п-ове (68º37 N; 33º14 E) на вулканическую
активность за период (1445-2005гг.), установленная по методу наложения эпох.
Стандартные отклонения нанесены вертикальными штрихами.
Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:
1) На уровень древесного прироста на Кольском п-ове и в Северной Лапландии
оказывают влияние мощные (VEI≥5) извержения вулканов низких широт. Существенное
снижение древесного прироста наблюдается, в среднем, в течение 8 лет после извержения,
затем происходит его восстановление до нормального уровня.
2) Высокоширотные исландские вулканы не оказывают существенного воздействия
на лесные экосистемы и климат исследуемых регионов.
Литература
1.
Летопись необычайных явлений природы за 2,5 тысячелетия / Е.П. Борисенков,
В.М. Пасецкий. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. – 535.
2.
Дендроклиматические и дендроэкологические исследования в Северной Евразии /
Е.А. Ваганов, С.Г. Шиятов // Лесоведение. – 2005. – № 4. – С. 18 – 27.
3.
Предотвращение глобального потепления с помощью контролируемых эмиссий
аэрозолей в стратосферу: глобальные и региональные особенности отклика температуры
по расчетам с КМ ИФА РАН / А.В. Елисеев, И.И. Мохов, А.А. Карпенко // Оптика
атмосферы и океана. – 2009. – Т. 22. – С. 521-526.
4.
Influence of volcanic eruptions on Northern Hemisphere summer temperature over the
past 600 years / K.R. Briffa, P.D. Jones, F.H. Schweingruber, T.J. Osborn // Nature. – 1998. – V.
393. – P. 450 – 452.
5.
Methods of Dendrochronology / E.R. Cook, L. Kairiukstis. – Dordrecht: Kluwer
Academic Publishing, 1990. – 211.
6.
Crutzen P.J. Albedo enhancement by stratospheric sulfur injections: A contribution to
resolve a policy dilemma? // Climatic Change. – 2006. – V. 77. – P. 211 – 219.
7.
Non-climatic factors and the environmental impact of volcanic volatiles: Implications of
the Laki fissure eruption of AD 1783 / J.P. Grattan, D.J. Charman // The Holocene. – 1994. –
V.4. – P. 101 – 106.
8.
Holmes R.L. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement //
Tree-Ring Bulletin. 1983. V. 44. P. 69 – 75.
9.
Long term temperature trends and tree growth in Taymir region of Northern Siberia /
G.C. Jacoby, N.V. Lovelius, O.I. Shumilov et al. // Quaternary Research. – 2000. – V. 53. – P.
312 – 318.
27
10.
Do volcanic eruptions enhance or diminish net primary production? / N.Y. Krakauer, J.
Randerson // Global Biogeochemical Cycles. – 2003. – V. 17, № 4. – P. 1118.
11.
Palaeovolcanic forcing of short-term dendroisotopic depletion: The effect of decreased
solar intensity on Irish oak / N. Ogle, C.S.M. Turney, R.M. Kalin // Geophysical Research
Letters. – 2007. – V. 32. – P. L04708.
12.
Modeling the distribution of the volcanic aerosol cloud from the 1783 – 1784 Laki
eruption / L. Oman, A. Robock, G.L. Stenchikov et al. // Journal of Geophysical Research. –
2006. – V. 111. – P. D12209.
13.
Robock A. Volcanic eruptions and climate // Reviews of Geophysics 2000. – V. 38. – P.
191 – 219.
14.
Bristlecone pine tree rings and volcanic eruptions over the last 5000 yr / M.W. Salzer,
M.K. Hughes // Quaternary Research. – 2007. – V. 67. – P. 57 – 68.
15.
Scuderi L.A. Tree-ring evidence for climatically effective volcanic eruptions //
Quaternary Research. – 1990. – V. 34. – P. 67 – 85.
16.
Atmospheric and environmental effects of 1783 – 1784 Laki eruption: A review and reassessment / T. Thordarson, S. Self // Journal of Geophysical Research. – 2003. – V. 108. – P.
4011 – 4019.
ЭКСТРЕМАЛЬНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ В
ОКРЕСТНОСТЯХ МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО ПРЕДПРИЯТИЯ НА КОЛЬСКОМ
ПОЛУОСТРОВЕ: УРОВНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ
ПОСЛЕДСТВИЯ
Кашулина Г.М., Коробейникова Н.М., Баскова Л.А.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E. mail: galina.kashulina@gmail.com
Медно-никелевый комбинат «Североникель» на Кольском полуострове является
одним из крупнейших и длительно (более 70 лет) действующих источников выбросов SO 2
и тяжелых металлов на Севере Европы. В отличие от основного компонента выбросов SO2, влияние которого на почвы не было выявлено (Кашулина и др., 2015), химическое
загрязнение почв тяжелыми металлами является более очевидным последствием
воздействия
выбросов
этого
предприятия
и
задокументировано
многими
исследователями. Наиболее полная картина химического загрязнения почв под
воздействием выбросов медно-никелевых предприятий в регионе была получена при
проведении комплексного экогеохимического картирования территории Кольского
полуострова в 1995 (Reimann et al., 1998) и в 2001 гг. (Salminen et al., 2004). По данным
этих исследований загрязнение почв основными металлами-загрязнителями - Ni и Cu
прослеживалось до 250-300 км от источника выбросов, а их концентрации в гор. О
подзолов в локальной зоне до 600 раз превышали фоновые значения. Меньшие масштабы
и степень загрязнения почв были отмечены для широкого спектра сопутствующих
элементов: Ag, As, Bi, Cd, Co, Cr, Fe, Hg, Mn, Pb, Sb, Sc, Tl, V, Zn и др.
Несмотря на достаточно хорошую изученность загрязнённости почв в регионе,
локальная зона воздействия комбината «Североникель» продолжала привлекать наше
внимание благодаря нескольким обстоятельствам. Во-первых, в предыдущих
исследованиях были обследованы только автоморфные почвы – подзолы. Подзолы
глеевые (полугидроморфные почвы подножий склонов) и торфяные почвы
(гидроморфные условия локальных депрессий) практически не были охвачены
исследованиями. Во-вторых, нас также интересовало, как значительные изменения самой
почвы в результате длительного воздействия выбросов (уже накопленные за
предшествующий период экстремально высокие уровни концентраций тяжелых металлов
и деградация почв с потерей значительной части органического вещества (Кашулина и
28
др., 2010) сказываются на современных уровнях концентраций загрязняющих металлов в
почвах. Широкое варьирование состояния экосистем в пределах локальной зоны (от
умеренно поврежденных до техногенных пустошей) также оставляло открытым вопрос,
связана ли степень повреждения экосистем с уровнями загрязнения почв тяжелыми
металлами. Для ответа на эти и некоторые другие вопросы в 2001 году в локальной зоне
воздействия комбината «Североникель» была организована сеть стационарных площадок
комплексного почвенно-геоботанического мониторинга (Кашулина м др., 2010; Кашулина
и др., 2015, Кашулина и др., 2016). В данном докладе будут представлены результаты
распределения концентраций Ni, Cu, Co, Cd, Pb и Zn в основных типах почв, а также
проанализирована связь между уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами и
состоянием экосистем.
Как показали результаты наших исследований (Табл. 1) самые низкие
концентрации кислоторастворимых форм основных металлов загрязнителей – Ni, Cu и Co
свойственны эродирующему верхнему органогенному горизонту почв самой удаленной (в
17 км на север) площадки I-1 (Табл. 1). В смешанном образце (СО) «Oer»,
представляющем этот горизонт на этой площадке, медиана концентрации
кислоторастворимой формы Ni в 230 раз превышает фоновое (5.5 мг/кг), Cu (фон – 6.7
мг/кг) – в 150, Co (фон – 1.14 мг/кг) – в 40 раз. Максимальные концентрации основных
металлов-загрязнителей в СО «Oer» на этой площадке превышают фоновые значения в
543, 291 и 65 раз для Ni, Cu и Co, соответственно.
Наиболее высокие концентрации Ni и Co свойственны остаткам эродирующего
горизонта Oer на пл. IV-2, расположенной в 3 км от источника выбросов. Здесь медиана
концентраций Ni в СО «Oer» за период исследований в 1868 раз превышает фоновое
значение, максимальная концентрация – более чем в 3000 раз. Медина концентраций Co почти в 300 раз превышает фон, а максимальная – в 450 раз. Наиболее высокие
концентрации Cu свойственны верхним слоям органогенного горизонта на пл. II-2,
расположенной в 8 км от источника. Так, медиана концентраций Cu в СО «Oer» на этой
площадке превышает фоновое значение в 728 раз, максимальная концентрация в 1050 раз.
Концентрации основных металлов загрязнителей в эродирующем гор. BHF
(представлен СО «BFer»), оказавшемся на поверхности в результате эрозии или морозного
вспучивания, значительно ниже по сравнению с верхним органогенным горизонтом.
Самая низкая концентрация этих элементов для СО «BFer» была обнаружена на пл. III-2.
Медина концентраций Ni и Cu в СО «BFer» здесь превышает фоновое значение (для Ni –
16, Cu – 9.6 мг/кг) в 13 раз, Co (фон – 5.5 мг/кг) - в 2 раза. Максимальные концентрации –
в 13 раз для Ni и Cu и в 3 раза для Co.
Самые высокие концентрации всех основных металлов-загрязнителей для СО
«BFer» были обнаружены на пл. IV-2. Медина концентраций Ni в СО «BFer» здесь
превышает фоновое значение в 50, Cu – в 65 и Co - в 6 раз. Максимальные концентрации в 117 раз для Ni, 93 раза для Cu и в 10 раз для Co.
Таблица 1. Медиана (верхняя цифра) и минимум-максимум варьирование (нижние цифры)
концентраций (мг/кг) кислоторастворимых форм (конц. HNO3 для органогенных и смесь
HCl и HNO3 1:3 для минеральных горизонтов) загрязняющих элементов в смешанных
образцах (СО) почв верхнего слоя 0-3 см верхних горизонтов почв на отдельных
площадках мониторинга в локальной зоне воздействия комбината «Североникель»,
2001, 2002, 2005-2011 гг.
Площадка
I-1
СО
Oer
N
9
II-1
Oer
7
BFer
5
Oer
9
III-2
Ni
1270
390-2985
6830
4120-13064
275
170-720
1781
685-3325
Cu
1034
277-1949
4880
4248-7016
304
157-666
1285
433-2839
Co
49
12-74
239
138-310
17
11.4-33
63
28-90
Zn
40
26-79
64
39-109
24
18.8-115
40
19-93
Mn
84
54-148
92
72-157
159
106-303
136
41-229
29
BFer
5
IV-1
BFer
6
IV-2
Oer
7
BFer
7
Куст
8
V-2
217
124-288
614
314-1073
10274
5597-17160
812
781-1905
3417
1538-4814
132
76-177
206
144-607
3228
2965-4477
626
325-892
2674
1676-3283
11
8.0-15
22
12-35
329
181-512
31
26-57
116
69-213
21
9.9-82
24
19-115
57
42-116
24
19-101
54
40-99
146
104-201
131
64-259
149
72-220
145
70-204
389
343-711
Медианы концентраций кислоторстворимых форм Zn в остатках верхнего
органогенного горизонта (СО«Oer») подзолов локальной зоны варьируют от 40 (пл. I-1 и
III-2) до 64 (пл. II-1) мг/кг. При этом только единичные значения (115, 116 и 113 мг/кг
превышают максимальное значение, свойственное фоновой территории - (103 мг/кг).
Несмотря на то, что концентрации этого элемента в атмосферных осадках локальной зоны
выше фоновых в несколько десятков раз.
В отличие от основных металлов загрязнителей – Ni, Cuи Co максимальные
концентрации кислоторастворимых форм Mn в остатках верхнего органогенного
горизонта были обнаружены на пл. V-2, минимальные на пл. I-1. При этом все
полученные нами значения остались в пределах естественного варьирования этого
показателя в фоновых условиях (19-1210 мг/кг).
В оказавшемся на поверхности гор. BHF подзолов (представлен СО «BFer»)
медианы концентраций кислоторастворимых форм Zn и Mn незначительно варьирует
между площадками и близки медиане из фоновых условий. И для Zn и для Mn
максимальные концентрации в СО «BFer» не выходят за пределы естественного
варьирования этих показателей в аналогичном горизонте подзолов в фоновых условиях.
Максимальные общие концентрации сопутствующих загрязнителей – Cd, Pb во
всех типах почв также приурочены к верхним органогенным горизонтам. Степень
загрязнения почв локальной зоны сопутствующими загрязнителями значительно более
низкая. Даже если использовать фоновые значения кислоторастворимых форм элементов
(частичная экстракция), то максимальная общая концентрация Pb в верхнем органогенном
горизонте почв локальной зоне превышает фон всего в 2 раза, Cd – в 20 раз. В
минеральных горизонтах большинства разрезов общие концентрации Cd остаются в
пределах естественного варьирования этого показателя.
Почва как показатель кумулятивного техногенного воздействия на экосистемы.
Для тяжелых металлов продолжительность пребывания в почвах оценивается десятками и
сотнями лет. Экстремально высокие концентрации Ni и Cu в верхних органогенных
горизонтах почв локальной зоны и соизмеримость соотношения их запасов и годичных
выпадений (Кашулина, 2002) с длительностью деятельности комбината «Североникель»
свидетельствует о том, что уровни концентраций этих элементов в подстилке могут быть
использованы в качестве ориентировочной (на этот показатель оказывает влияние
множество других факторов, включая деградацию самой почвы с потерей большей части
органического вещества и достижения предела насыщения) оценки кумулятивной
техногенной нагрузки на экосистемы.
Экологические последствия. На момент начала наших исследований состояние
экосистем значительно варьировало между обследованными площадками. Связь между
общей концентрацией Ni в верхнем органогенном горизонте почв, как показателе
кумулятивного воздействия выбросов этого предприятия, и состоянием экосистем
показано на рис. 1. Где разными значками обозначено состояние экосистем на площадках,
оцененное по 4-ём градациям: умеренное
– отсутствуют только чувствительные
компоненты (мхи и лишайники), основные компоненты экосистем угнетены, но их обилие
сохраняется на фоновом уровне; серьезное – очень угнетенное состояние деревьев и
кустарничков с существенным снижением их обилия; сильное - кустарнички отсутствуют
или представлены единичными сильно угнетенными растениями, редкие выжившие
30
угнетенные деревья, интенсивная почвенная эрозия; полное – представляют техногенные
пустоши с отсутствием или единичными выжившими, очень угнетенными кустарничками
и деревьями, а также интенсивной почвенной эрозией.
Как оказалось, концентрация Ni в верхнем органогенном горизонте является не
единственным фактором, определяющим состояние экосистем на площадках. Условия
увлажнения, определяемые уровнем грунтовых вод относительно профиля, что в свою
очередь зависит от ландшафтного положения места, также оказывают значительное
влияние на состояние экосистем. Наиболее поврежденными во всех катенах оказались
экосистемы, сформированные в автоморфных условиях: полное на самой загрязненной
катене IV (пл. IV-1, IV-2) и пл. III-1 (наиболее сухое местообитание из-за рыхлости
флювиогляциальных отложений) и сильное на всех менее загрязненных площадках – пл. I1, II-1, IIA-1 и III-2. Обилие кустарничков и деревьев во всех катенах существенно
увеличивается в хорошо увлажненных экосистемах подножий склонов (пл. I-2, II-2, IIA-2).
Состояние этих экосистем оценивается как серьезное. Серьезным повреждением также
характеризуется горно-тундровая экосистема на пл. V-1, для которой чувствительные к
загрязнению мхи и лишайники являются очень важными компонентами. Травянистые
растения (осока, пушица) переувлажненных низинных болот локальных депрессий (пл. I3, II-3, IIA-3, III-4 и V-4), а также деревья и кустарнички в хорошо увлажненных (близкий
уровень грунтовых вод из-за небольшой мощности рыхлых отложений) горных лесных
экосистем (пл. V-2 и V-3) сохраняют обилие на фоновом уровне. Повреждение этих
экосистем оценивается как умеренное.
Рис. 1. Распределение общей концентрации Ni в верхнем органогенном горизонте почв по
площадкам с разной степенью повреждения экосистем. Для пл. III-1 и IV-1
концентрация Ni приведена для поверхностного BFer горизонта.
Более подробно роль нарушения водного режима (как следствие разрушения
растительности, и в первую очередь наиболее чувствительного к загрязнению, мохового
покрова) в качестве дополнительного стресс-фактора для высших растений
положительных элементов ландшафта локальной зоны была проанализирована нами ранее
(Кашулина, 2002).
Полученный нами материал, к сожалению, не может быть подробно
проанализирован на предмет токсичности экстремально загрязненных почв локальной
зоны воздействия комбината «Североникель» для растений. На большинстве площадок
древесные растения оказались способными изменить направление роста корней и
переместить корневую систему из сильно загрязненной подстилки на глубину, главным
образом, чтобы обеспечить себя влагой (Kashulina et al., 1997). Из обследованных нами
почв, только в горных экосистемах (пл. V-1, V-2, V-3) и в низинном болоте на пл. IV-3
корни находятся в наиболее загрязненных горизонтах. Удовлетворительное состояние
растений с плодоношением на этих площадках свидетельствует о том, что экстремально
31
высокие уровни концентраций тяжелых металлов здесь при хорошем увлажнении не
являются губительными для высших растений.
Таким образом, концентрации основных металлов-загрязнителей Ni и Cu в верхних
органогенных горизонтах почв (СО «Oer») в локальной зоне воздействия комбината
«Североникель» к настоящему времени достигли экстремально высокого уровня в
несколько сотен (для Cu и Co) и больше тысячи (для Ni) раз превышающие фоновые
значения, приблизившись к уровням, свойственным перерабатываемым рудам (Ni - 0.244.2%, Cu - 0.36-5.8%, www.nornik.ru). Концентрации Ni в верхней части иллювиального
горизонта подзолов (СО «BFer») и подзолов глеевых превышают фоновое значение от 13
до 50 раз, Cu - в 13-65 раз. Уровни загрязнения нижней части профилей подзолов и
подзолов глеевых относительно невысоки: превышение концентрации Ni к фону не
превышает 8 раз, Cu – 2-ух раз.
Степень загрязнения почв локальной зоны сопутствующими загрязнителями – Pb,
Cd, Zn и Mn значительно более низкая.
Пространственное распределение (между площадками) общих концентраций
основных металлов-загрязнителей – Ni, Cu и Co в верхних органогенных горизонтах почв
достоверно коррелируют между собой и с их современными зимними выпадениями.
Однако имеющиеся отклонения от пропорциональности между концентрациями в верхних
органогенных горизонтах почв и зимними выпадениями для отдельных площадок
свидетельствуют о том, что на содержание этих элементов в верхних органогенных
горизонтах могут влиять и другие факторы, например, степень деградации и снижение
содержание органического вещества, а также достижение предела насыщения этого
материала растворенными формами элементов.
Состояние экосистем в локальной зоне варьирует в широком диапазоне: от полного
повреждения – техногенные пустоши с интенсивной эрозией почв до умеренно
поврежденных с сохранением основных компонентов коренных экосистем. При этом оно
не всегда согласуется с уровнем основных металлов-загрязнителей в верхних
органогенных слоях почв, как показателе кумулятивного загрязнения. На состояние
экосистем большое влияние оказывают условия увлажнения, которые улучшается от
вершин и верхних склонов холмов к подножиям склонов и локальным депрессиям
низинных болот.
Вместе с тем, сам факт выживания растений при таких техногенных нагрузках и
при таких уровнях концентраций тяжелых металлов в почвах заслуживает более
детального изучения этого явления.
Литература
1.
Кашулина
Г.М.
Аэротехногенная
трансформация
почв
Европейского
Субарктического региона. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2002. Часть 1 -158 с., Часть 2 – 234
с.
2.
Кашулина Г.М., Кубрак А.Н., Коробейникова Н.М. Кислотность почв в
окрестностях медно-никелевого комбината “Североникель”, Кольский полуостров //
Почвоведение, 2015. № 4. С. 486-500.
3.
Кашулина Г.М., Кубрак А.Н., Баскова Л.А., Коробейникова Н.М. Влияние
длительного экстремального загрязнения выбросами комбината «Североникель» на
содержание доступных для растений P, K, Cа и Mg в подзолах // Вестник МГТУ, Том 19,
№1/2, 2016. С. 184-193.
4.
Кашулина Г.М., Переверзев В.Н., Литвинова Т.И. Трансформация органического
вещества почв в условиях экстремального загрязнения выбросами
комбината
«Североникель» // Почвоведение, 2010. №10. С. 1265-1275.
5.
Kashulina G., Reimann C., Finne T.E., Halleraker J.H., Ayras M., Chekushin V.A. The
state of the ecosystems in the Central Barents Region: scale, factors and mechanism of
disturbance // The Science of the Total Environment, 1997. No 206. Р.203-225.
6.
Reimann C., Ayras M., Chekushin V., et al. Environmental Geochemical Atlas of the
Central Barents Region. NGU - GTK - CKE Special Publication, Geological Survey of Norway,
Trondheim. 1998. 745 p.
32
7.
Salminen R., Chekushin V., Tenhola M., et al., Geochemical atlas of eastern Barents
region. Journal of Geochemical Exploration, 2004. Vol. 83: 1-3. 530 p.
СИНХРОНИЗАЦИЯ УЛЬТРАФИОЛЕТА И БИОФОТОННОЙ ЭМИССИИ С
ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ КРОНЫ ЛИСТВЕННЫХ ДЕРЕВЬЕВ
Кашулин П.А., Калачева Н.В.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия.
E-mail: falconet1@yandex.ru
Листья взрослого дерева находятся в разных световых и температурных условиях,
имея разный морфологический и физиологический статус. Освещенность разных листьев
по-разному меняются в течение светового дня. Наряду с энергетической потребностью в
максимально эффективном использовании света, организм растения нуждается в
своевременной защите от слишком яркой солнечной радиации и ультрафиолетовой
компоненты, это зависит от скорости включения субклеточных механизмов
фотоакклимации и фотозащиты, что особенно актуально для тенелюбивых видов. При
ослаблении освещения необходимо быстро обеспечить обратную последовательность
событий. То есть, хлоропласты и их фотосистемы разных листьев в каждый данный
момент функционируют по-разному. Поиск оптимальной стратегии и координация
разнонаправленных фотосинтетических процессов у листьев кроны в постоянно
меняющихся условиях представляется непростой задачей. К тому же у растений
отсутствуют централизованные нервные системы управления и регуляции частями
организма. Одним из путей решения подобных, казалось бы, неразрешимых задач,
найденных самой природой и используемых растениями, является самоорганизация.
Благодаря этому природному явлению беспорядочные процессы могут спонтанно
скоординироваться, взаимно усилив друг друга в одних случаях или ослабив в других.
Ранее (Кашулин, Калачева, 2015), нами была обнаружена взаимная синхронизация
функциональной активности фотосинтетического аппарата разных листовых пластинок в
кроне листопадных деревьев. Синхронизацию можно рассматривать как особую форму
самоорганизации (Пиковский с соавт, 2003), которая возникает при определенных
условиях и обеспечивает адаптивные преимущества организму при сильных изменениях
условий существования. Одним из таких вероятных факторов, контролирующих
синхронность, являются флуктуации внешней УФ радиации. В процессе многодневных
наблюдений и записи активности ФА листьев ряда древесных пород аборигенных
листопадных видов нами было обнаружено, сразу после значимых флуктуаций
природного фона УФ радиации происходит усиление синхронности фотосинтетической
активности листовых пластинок кроны деревьев местных видов березы, осины, ивы. В
меньшей степени это выражено у интродуцированных кустарников, например, у сирени
венгерской, жимолости съедобной и др., которые более устойчивы к УФ радиации. В
летние месяцы на Кольском севере солнечная УФ радиация значительно усиливается,
начиная контролировать некоторые важные биохимические и физиологические процессы
высших растений (Кашулин и др., 2009). Важной особенностью синхронности является
высокая скорость её распространения между различными структурными элементами
системы, то есть между отдельными листьями кроны. Такую быструю передачу
невозможно объяснить апопластным гормональным транспортом или трансмембранной
эстафетой гипотетического сигнала. Между тем, различные ткани и органы растений
обладают собственной сверхслабой люминесценцией в широком волновом диапазоне,
хлорофилл содержащие структуры флуоресцируют в красной области спектра, эта
флуоресценция зависит от структурного микроокружения эмиттеров и функционального
состояния ассимилирующего органа, например, листа. Известно, что многочисленные
источники слабой люминесценции живых объектов при определенных условиях могут
33
взаимно усиливаться за счет синхронизации (Chang Jiin-Ju, 2008) и когерентности (Popp,
Yan, 2002). Фотосинтетические белковые структуры способны к кооперативной
экситонной когерентности (Lee, 2007). Слабое излучение макромолекул обладает рядом
специфических свойств, оно ослабевает с расстоянием более медленно и когерентно,
поэтому было названо биофотонным (Popp, Li, 1993).
Материалы и методы
Для облучения растений применяли УФ источники: «Camelion» WL 3016. Модели,
соответственно: EB, 18 Вт, λ= 354 нм и «Germicidical» 15 Вт, λ= 255 нм. Мощность
потока УФ радиации составляла 4000 ÷ 5000 мВт/м2. Реакции растений регистрировали
по изменению импульсно-модулированной, время-разрешенной флуоресценции
хлорофилла нативных листьев с помощью портативного флуориметра “PAM-2100”
производства Heinz Walz GmbH, ФРГ. Мощность потока УФ радиации контролировали
дозиметром «ТКА-ПКМ», а полученную растениями дозу – временем экспозиции. Для
оценки активности фотосинтетического аппарата (ФА) использовали метод световой
индукции флуоресценции хлорофилла. Индукционные световые кривые снимали для
параметра «Fluo», представляющего собой импульсную флуоресценцию при скорости
считывания 1000 т/с. Переменную флуоресенцию хлорофилла - Fv/Fm и максимальную –
Fm определяли сразу после темновой адаптации (Klughammer, Schreiber, 2008) подавая
импульс красного света на интактный лист. В качестве объектов использовали 10 летние
образцы, культурных форм фикуса Ficus benjamina, «Danielli», культивируемых в
стандартных тепличных условиях, температуре 25оС и 12 часовом световом дне.
Результаты и обсуждение
Нами проведена экспериментальная проверка синхронизирующей активности
ультрафиолета,
генерируемого
искусственными
источниками,
в
отношении
фотосинтетической активности листовых пластинок кроны экспериментальных образцов
фикуса Ficus benjamina, «Danielli». С этой целью сравнивали многодневную динамику
переменной флуоресценции листьев контрольных веток и опытных, предварительно
облученных искусственной УФ радиацией разной дозовой нагрузки. После 30 мин
экспозиции контрольных листьев в условиях мягкого УФ при мощности потока 4000 ÷
5000 мВт/м2 наблюдали снижение переменной флуоресценции опытного листа растения
фикуса, вместе с этим происходил рост синхронности ритмического изменения
переменной флуоресценции хлорофилла соседних листьев, рис. 1.
Рис. 1. Влияние 30 мин ультрафиолетового облучения (λ= 354 нм) 4-го от апекса листа Ficus
benjamina, «Danielli» УФ (стрелка) на динамику его переменной флуоресценции и трёх
соседних необлученных листьев 5-7
Известно, что переменная флуоресценция - Fv/Fm хлорофилла листьев отражает
уровень фотохимической конверсии диоксида углерода (Klughammer, Schreiber, 2008).
Таким образом, примерно через неделю ежедневных наблюдений было обнаружено, что
индуцированная ультрафиолетом синхронность фотохимической конверсии разных
листьев кроны ослабевала или исчезала совсем. Дистанционное действие жесткого
34
ультрафиолета λ= 255 нм было противоположным действию мягкого. Облучение
апикального листа ветки в течение нескольких минут приводило к резкому снижению его
переменной флуоресценции и быстрой потери согласованности естественного ритма
фотосинтеза разных листьев этой ветки, вплоть до полной десинхронизации (рис. 2).
Рис. 2. Влияние 10 мин облучения жестким ультрафиолетом (λ= 255 нм) апикального листа
Ficus benjamina, «Danielli» на корреляцию его динамики переменной флуоресценции с
динамикой 4-го листа той же ветки
Нами установлено, что действие ультрафиолета зависит от длины волны, и
искусственное мягкое излучение может способствовать синхронизации. Остается, однако,
неясной природа синхронизирующего агента.
Если предположить, что синхронизацию взывает вторичное биофотонное
излучение биологических структур листа, индуцированное первичным источником, то
возникает другой вопрос - о синхронизирующей активности биофотонного излучения.
Для проверки его физиологической активности использовали биологические объекты
заведомо способные к его эмиссии, которая была установлена давно и хорошо изучена.
Использовали проростки семян лука Allium cepa, апексы корней которых обладают
свойством излучать биофотоны. При появлении корней после недельной инкубации во
влажной среде пророщенные семена помещали на боковую поверхность 5 см кварцевой
кюветы с плотностью 10 шт/см2, затем, после изоляции содержимого кюветы пластиковой
микропленкой, её инкубировали на поверхности экспериментальной листовой пластинки
в течение нескольких часов в темное время суток. После чего кювету убирали и
проводили многодневные наблюдения переменной флуоресценции облученных листьев и
контрольных листьев. Результаты представлены на рисунках 3 и 4.
Рис. 3. Влияние 10 час совместной инкубации 4-го листа контрольной ветки фикуса Ficus
benjamina, «Danielli» и проростков лука Allium cepa на динамику переменной
флуоресценции хлорофилла пяти соседних листьев этой ветки
35
Рис. 4. Влияние совместной 10 час инкубации 4-го листа контрольной ветки фикуса Ficus
benjamina, «Danielli» и проростков лука Allium cepa на динамику переменной
флуоресценции хлорофилла пяти соседних листьев этой ветки
Экспозиция изолированных кварцевым стеклом проростков на верхней
поверхности опытных листьев вызвала последующий рост переменной флуоресценции
хлоропластов, который продолжался около 3-х суток, после чего значения показателя
плавно возвращались к исходному уровню. Аналогичное изменение наблюдали и у выше
расположенных листьев с меньшим номером пластохрона. В большей степени
индуцирующий эффект усиления переменной флуоресценции наблюдали у соседнего
листа № 3 с облученным листом № 4.
Таким образом, искусственно генерируемый ультрафиолет и индуцированное им
биофотонное излучение обладают биологической активностью способной дистанционно
модулировать работу фотосинтетического аппарата соседних листьев дерева. Известно,
что спектр биофотононй эмиссии охватывает широкий видимый диапазон вплоть до
области мягкого ультрафиолета (Chang Jiin-Ju, 2008), так что её биологическая активность
обусловлена целым набором разных длин волн и других уникальных физических
характеристик. В целом, это вторичное излучение позволяет растению максимально
быстро скоординировать фотосинтетическую активность разных листьев, находящихся в
разных световых условиях и повысить устойчивость неблагоприятным воздействиям
окружающей среды. Дистанционные характеристики, в том числе медленно спадающая
интенсивность вторичного излучения (Popp, Li, 1993) позволяют предполагать, что оно
способно синхронизировать не только крону отдельного растения, но и целые группы
совместно произрастающих деревьев. Предполагается, что пространственная
синхронность прироста лесных древостоев на евроазиатском контингенте, обнаруженная
недавно обусловлена потеплением климата (Shestakova et al., 2016). Однако,
окончательное выяснение механизмов пространственной синхронности совокупности
многих лиственных растений представляет собой отдельную интересную задачу будущих
исследований.
Литература
1.
Кашулин П.А., Калачева Н.В., Артемкина Н.А., Черноус С.А. Фотохимические
процессы в растениях на Севере и окружающая среда // Вестник МГТУ. 2009. Т.12. Вып.
1. С. 137-142.
2.
Кашулин П.А, Калачёва Н.В. Суточные ритмы фотосинтеза и холодоустойчивость
растений // Вестник КНЦ РАН. 2015. Т. 20. №. 1. С. 85-92.
3.
Кашулин П.А, Калачёва Н.В. Цикличность фотосинтеза и устойчивость растений в
Кольской субарктике. // «Научные перспективы XXI века. Достижения и перспективы
нового столетия» XI Межд. науч.-практ. конф., Новосибирск, 2015. Межд. Научный
Институт «EDUCATIO», № 4 (11). 2015 С. 124-127.
4.
Пиковский А.С., Розенблюм М.Г., Куртс Ю. Синхронизация. Фундаментальное
нелинейное явление. М.: Техносфера, 2003. 496 с.
36
5.
Chang Jiin-Ju Physical properties of biophotons and their biological functions // Indian
Journal of Experimental Biology. 2008. Vol. 46. Pp. 371-377.
6.
Lee, H., Cheng Yuan-Chung, G.R. Fleming, G.R. Dynamics in photosynthesis: protein
protection of excitonic coherence // Science. 2007. V. 316. No 5830. Pp. 1462-1465.
7.
Klughammer Ch., Schreiber U. Complementary PS II quantum yields calculated from
simple parameters measured by PAM fluorometry and the saturation pulse method // PAM
Application Notes. 2008. V. 1. P. 27-35.
8.
Popp F.A., Yan Y. Delayed luminescence of biological systems in terms of coherent
states // Phys. Lett. A, 2002. Vol. 293. P. 93-97.
9.
Popp F.A., Li K.H. Hyperbolic relaxation as a sufficient condition of a fully coherent
ergodic field // Int. J. of Theoretical Physics 1993. V. 32. Pp. 1573-1583.
10.
Shestakova, T. A., Gutiérrez, E., Kirdyanov, A. V., Camarero, J.J., Génova, M., Knorre,
A.A, Linares, J.C., Resco de Dios, V., Sánchez-Salguero, R., Voltas. J. Forests synchronize their
growth in contrasting Eurasian regions in response to climate warming // Proceedings of the
National Academy of Sciences, 2016; 113 (3), P. 662-667.
ФИТОЦЕНОТИЧЕСКОЕ ОКРУЖЕНИЕ TRIGLOCHIN MARITIMA L. В
СООБЩЕСТВАХ ТРАВЯНЫХ СЛАБОЩЕЛОЧНЫХ БОЛОТ МАТЕРИКОВОЙ
ЧАСТИ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ
Кириллова Н.Р.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E.-mail: knr81@mail.ru
Triglochin maritima (триостренник морской) распространен на значительной части
территории России, но встречается спорадически, занесён в Красные Книги 11-ти
регионов России (Татарстан (2006), Калмыкия (2014), Камчатка (2007)) и в Красные Книги
ближнего зарубежья (Литва (2007), Латвия (1985), Восточная Фенноскандия (1998)).
Triglochin maritima в Мурманской области - вид преимущественно маршевых лугов
морских побережий, его внутренние местообитания связаны с насыщенными кальцием
травяными болотами с полидоминантной структурой в окрестностях г. Апатиты
(Цинзерлинг, 1929; Блинова, Петровский, 2014). В юго-восточных окрестностях г.
Апатиты Мурманской области в 2014-2015гг. нами было изучено четыре ценопопуляции
T. maritima в четырех сообществах таких болот. Геоботанические описания проводили по
стандартной методике в каждом из исследованных сообществ. Для анализа
статистических данных использовали программу Microsoft Excel.
Номенклатура дана по сводке Черепанова (1995) с изменениями принятыми в
Сент-Луисском кодексе ботанической номенклатуры 1999 года (Международный…,
2001), в частности в том, что родовое название Triglochin — женского рода (Ст. 62, Ex. 5)
и видовые эпитеты к нему должны быть выражены прилагательными женского рода (Т.
maritima).
Для выявления фитоценотического окружения случайным образом выбирали особь
T. maritima, на расстоянии равном высоте среднего побега (около 30-40 см) от неё
отмечали преобладающие виды сосудистых растений травяно-кустарничкового яруса. В
каждом сообществе таких учетных площадок было от 24 до 112, расположенных в местах
с различной плотностью популяции, всего 187 площадок.
Изучаемые сообщества сходны по флористическому составу. Общее число
сосудистых растений травяно-кустарничкового яруса во всех из них составляло 114 видов,
а в каждом от 64 до 91 вида. Численность и плотность популяций T. maritima находились
на высоком уровне, проективное покрытие достигало 14%. Фитоценотическое окружение
T. maritima составляет 46 видов (табл. 1), в среднем 4 вида на одной учетной площадке (от
1 до 7).
37
Таблица 1. Частота встречаемости сопутствующих видов Triglochin maritima в сообществах
травяных болот в процентах от числа учетных площадок (n)
N
п/п
виды растений
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Andromeda polifolia
Baeothryon alpinum
Baeothryon cespitosum
Bartsia alpina
Carex adelostoma
Carex canescens
Carex dioica
Carex flava
Carex hostiana
Carex lasiocarpa
Carex limosa
Carex panicea
Carex paupercula
Cirsium heterophyllum
Corallorrhiza trifida
Dactylorhiza incarnata
Dactylorhiza maculata
Deschampsia cespitosa
Empetrum hermaphroditum
Equisetum fluviatile
Equisetum hiemale
Equisetum palustre
Equisetum sylvaticum
Eriophorum latifolium
Eriophorum vaginatum
Geranium sylvaticum
Gymnadenia conopsea
Melica nutans
Menyanthes trifoliata
Molinia caerulea
Oxyccoccus microcarpus
Parnassia palustris
Pedicularis palustris
Pinguicula alpina
Potentilla erecta
Rubus chamaemorus
Rubus saxatilis
Sanquisorba officinalis
Saussurea alpina
Saxifraga aizoides
trigmar1,
n=25
01
0
12
0
-2
0
0
0
8
4
20
4
8
4
0
8
0
4
8
8
0
0
4
76
4
4
20
16
-
trigmar2,
n=26
0
0
0
23
0
0
4
8
19
4
4
0
12
0
0
0
0
8
0
0
0
0
4
0
81
0
69
0
8
8
4
популяции
trigmar3,
n=24
4
8
0
25
4
0
0
0
0
17
0
0
0
4
0
0
0
0
0
4
0
0
0
0
0
42
0
4
8
17
58
0
0
58
29
13
trigmar4,
n=112
31
18
4
1
0
2
4
0
0
25
2
0
2
0
0
1
21
1
4
3
15
2
12
26
1
0
0
0
6
29
5
0
10
0
54
4
0
19
4
0
общая,
N=187
19
12
4
7
1
1
2
1
1
18
1
3
1
1
1
1
18
1
4
2
10
1
8
17
1
1
1
1
4
35
3
1
7
3
59
3
1
22
9
2
нулём (0) отмечены виды, произрастающие в данном сообществе, но не вошедшие в фитоценотическое
окружение Triglochin maritima
2
прочерком (-) отмечены виды, не произрастающие в данном сообществе
1
38
N
п/п
виды растений
41
42
43
44
45
46
Selaginella selaginoides
Thalictrum alpinum
Tofieldia pusilla
Trientalis europaea
Vaccinium uliginosum
Vaccinium vitis-idaea
trigmar1,
n=25
0
8
4
4
0
trigmar2,
n=26
12
8
0
0
0
0
популяции
trigmar3,
n=24
4
0
4
0
0
0
trigmar4,
n=112
6
0
1
1
1
общая,
N=187
6
2
1
1
1
1
Популяция T. maritima (trigmar1) была расположена в заболоченном светлом
разреженном сосновом лесу с примесью ели, березы и можжевельника пушициевокалганово-триостренниково-молиниевом (dmforest1) по всей площади в этом
полидоминантном сообществе (2124 м2). T. maritima содоминировал с Carex lasiocarpa,
Molinia caerulea, Potentilla erecta, Sanquisorba officinalis; фитоценотическое окружение
составляло около 20 видов (30% от общего числа видов сосудистых растений травянокустарничкового яруса сообщества), в среднем 3 вида на одной площадке. Наиболее часто
в фитоценотическом окружении встречали Potentilla erecta, Sanquisorba officinalis.
Популяция T. maritima (trigmar2) занимала 72% площади калганово-молиниевого
болота (mcfen1). T. maritima в этом сообществе содоминировал с Carex lasiocarpa и
Molinia caerulea. Фитоценотическое окружение T. maritima в популяции trigmar2
составляло около 16 видов (27% от общего числа видов сосудистых растений травянокустарничкового яруса сообщества), в среднем 4 вида на одной площадке.
Популяция T. maritima (trigmar3) занимала 34% площади склонового пушицевопухоносово-осокового болота (mochfen1) в западной и юго-западной его части. В
сообществе Triglochin maritima встречали с Potentilla erecta, Sanquisorba officinalis,
Molinia caerulea, Saussurea alpina, Bartsia alpina. Фитоценотическое окружение в
популяции trigmar3 составляло около 17 видов (19% от общего числа видов сосудистых
растений травяно-кустарничкового яруса сообщества), в среднем 4 вида на одной
площадке.
Популяция T. maritima (trigmar4) была расположена на склоновом пушицевотриостренниково-осоковом болоте (ogfen1). Фитоценотическое окружение в популяции
trigmar4 составляло около 31 вида (44% от общего числа видов сосудистых растений
травяно-кустарничкового яруса сообщества), в среднем 4 вида на одной площадке.
Характер встречаемости сопутствующих видов T. maritima различен.
1.
виды, встречающиеся во всех изученных сообществах и везде сопутствующие
триостреннику - Dactylorhiza maculata, Molinia caerulea, Potentilla erecta, Sanquisorba
officinalis, Saussurea alpina. Среди видов, встречающихся более чем в 10% учетных
площадок большая часть доминантных. Из доминантов исследованных болотных
сообществ в фитоценотическом окружении T. maritima отмечены семь видов (Carex
lasiocarpa, Eriophorum latifolium, Menyanthes trifoliata, Molinia caerulea, Pedicularis
palustris, Potentilla erecta, Sanquisorba officinalis). Наиболее часто сопутствуют
триостреннику три вида и все они доминанты - Potentilla erecta (в 59% описаний), Molinia
caerulea (35%), Sanguisorba officinalis (22%).
2.
виды, встречающиеся не во всех сообществах, но там где присутствуют, входят в
фитоценотическое окружение триостренника Carex canescens, Carex lasiocarpa, Carex
panicea, Carex paupercula, Equisetum fluviatile, Pedicularis palustris, Rubus saxatilis,
Saxifraga aizoides.
3.
видов, входящих в фитоценотическое окружение T. maritima в одном сообществе,
но не входящих в другом - 31;
4.
виды, не сопутствующие триостреннику ни в одном сообществе составляют около
половины всех видов сообществ. Как правило, это виды местообитаний и участков
микрорельефа, не характерных для T. maritima: водные участки (Utricularia ssp,
Sparganium ssp), повышения микрорельефа (Calluna vulgaris, Ledum palustris и др.). Также
39
не вошли в фитоценотическое окружение T. maritima виды, редко встреченные в данных
сообществах и виды, экологический оптимум которых находится в более кислых условиях
почвенной среды (Eriophorum polystachion, Carex rostrata).
Литература
1.
Блинова И.В., Петровский М.Н. К характеристике минеротрофных травяных болот
в центральной части Мурманской области и о необходимости их охраны // Вест. КНЦ.
2014, №3. С. 38-55.
2.
Красная книга Камчатки. Том 2. Растения, грибы, термофильные микроорганизмы.
Петропавловск-Камчатский, 2007. 199 с.
3.
Красная книга Литвы. Каунас, 2007. 800 с.
4.
Красная книга Республики Калмыкия. В 2-х томах. Том 2. Редкие и находящиеся
под угрозой исчезновения растения и грибы. Элиста: ЗАОр «НПП «Джангар», 2014. 199 с.
5.
Красная книга Республики Татарстан (животные, растения, грибы). Казань, 2006.
832 с.
6.
Международный кодекс ботанической номенклатуры (Сент-Луисский кодекс),
принятый шестнадцатым Международным ботаническим конгрессом, Сент-Луис,
Миссури, июль-август 1999 г / Перевод с английского. СПб.: Изд-во СПХФА, 2001. 210 с.
http://www.bgbm.org/iapt/nomenclature/code/SaintLouis/0067Ch7OaGoNSec2a62.htm
7.
Цинзерлинг Ю.Д. Результаты исследования болот и некоторых других
геоботанических наблюдений в районе оз. Имандра// Очерки по фитосоциологии и
фитогеографии. М.: Новая деревня. 1929. С. 147-156.
8.
Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в
пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с.
9.
Red Data Book of the East Fennoscandia. Helsinki. 1998. S. 31-46.
АРХИТЕКТУРНЫЕ РАСТЕНИЯ В СИСТЕМЕ САДОВО-ПАРКОВЫХ
ЛАНДШАФТОВ
Кириллова И.М., Шакина Т.Н.
УНЦ «Ботанический сад» СГУ им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
E.-mail: irina0465@mail.ru, shakinatn@mail.ru
Ландшафтная архитектура открытых пространств - это искусство формирования
гармоничной среды для человека с использованием компонентов ландшафта и
искусственных объектов. Современный дизайн оформления парков и садов предполагает
наличие различных составляющих элементов создаваемых из древесно-кустарниковых
пород, травянистых многолетников и однолетних культур: групп и солитерных посадок,
цветников и клумб, аллей и газонов, живых изгородей, вертикального озеленения и
подпорных стенок, озеленения водоемов, альпийских горок, гравийного сада и т.д.
Ассортимент растений для зеленого строительства определяется исходя из сложного
комплекса требований, учитывающих климатические условия, целевое назначение
объекта, природные особенности озеленяемых садово-парковых ландшафтов (почвы,
рельеф, гидрология, инсоляция и др.), архитектурно-планировочную ситуацию. Кроме
этого также важны знания декоративных свойств растений и их биологических
особенностей, таких как жизненная форма, характер и скорость роста, сезонные циклы
развития и др. Например, отличия в форме кроны и высоты растений могут быть
использованы при создании различных типов экспозиций, для достижения четкости линии
посаженных растений. Стелющиеся и почвопокровные декоративные формы
перспективны для посадок переднего плана. При организации формованных живых
изгородей очень важны виды с высокой побегообразующей способностью. Знания
особенностей сезонного развития растений, помогут при планировании композиций,
которые будут декоративны в течение круглого года. В зимний период главным
украшением пространств могут служить вечнозеленые хвойные породы, а также
40
некоторые листопадные деревья и кустарники, сохраняющие на зиму соцветия или плоды.
При формировании объемно-пространственной структуры садово-парковых ландшафтов
габитусы насаждений, их высота и динамика развития по отношению друг к другу имеют
приоритетное значение. И в этом случае незаменимы так называемые «архитектурные
растения». В эту условную ландшафтно-ботаническую группу входят древесные и
травянистые культуры (деревья, кустарники, лианы, однолетники, злаки, хвойники),
которые в условиях естественного роста образуют специфическую, характерную только
ему форму кроны и необычный силуэт, отличаются декоративной «стабильностью» и
графичным габитусом. Архитектоника кроны растений определяется формой — общий
контур или силуэт, структурой — характер ветвления, размещение скелетных ветвей и
побегов II порядка, их мощь и просматриваемость в рисунке кроны (плотность кроны),
фактурой — облиственность, объемный рисунок кроны (размещение листьев и их
расположение на ветвях) (Деревья и кустарники…, 2011). Такие признаки как высота
растения, размер, форма и фактура листовой пластинки, стеблей, соцветий или семенных
коробочек, придающих растениям изящные очертания, необычную симметричность или
узорность, форма и орнаментальный рисунок кроны и т.д. обуславливают их
архитектурную неповторимость. Общей чертой всех архитектурных растений является
максимальная эффектность, выразительность и чистота линий, четкость и абсолютная
красота силуэта, умение выделяться в любой композиции и в любой компании. Подобные
«фактурные» растения могут выступать не только в качестве акцентов, но и обеспечивать
ритм, тем самым помогая связать ландшафт воедино. Умение сохранять
привлекательность независимо от сезона и даже зимой, стабильность и способность стать
надежной базой для композиций позволяют такие растения по их функции в саду
приравнивать к архитектурным объектам (Деревья и кустарники…, 2011).
В настоящее время коллекционный фонд Учебно-научного центра «Ботанический
сад» СГУ им. Н.Г. Чернышевского насчитывает около 4 000 таксонов и форм древеснокустарниковых, плодовых, декоративных, лекарственных и пряно-ароматических, а также
редких и подлежащих охране растений, в которых представлены эдификаторы и
эндемичные растения. Изучение адаптивных и репродуктивных особенностей
интродуцированных растений в ботаническом саду ведется с 1956 года. Все эти годы
проводилась оценка растений по изучению особенностей роста, зимостойкости,
плодоношения, декоративности. Также одним из направлений работы был отбор наиболее
ценных по устойчивости, декоративности видов, форм для выявления наиболее
перспективных с целью использования в ландшафтном дизайне. Анализ результатов
интродукции показал, что виды и сортовые формы в сформированных коллекциях
успешно интродуцированы в УНЦ «Ботанический сад», растут, ежегодно цветут и
плодоносят на протяжении длительного времени, что подтверждает их устойчивость к
особенностям климата Нижнего Поволжья.
На основе итогов интродукционного испытания были выделены декоративные
культуры, которые могут быть использованы как архитектурные растения для создания
садово-парковых ландшафтов: Aesculus hippocastanum L., Betula pendula Roth., B. pendula
f. Dalecarlica, Salix babylonica L., Sorbus aucuparia L. «Гранатная», Catalpa bignonioides
Walter., Tilia europaea L., Malus niedzwetzkyana Dieck., Quércus róbur L., Hydrangea
arborescens L., Cotinus coggygria Scop. «Royal Purple», Berberis thunbergii DC. «Kobold», B.
vulgaris L. f. atropurpurea Regel., Cornus alba L.«Spaethii», C. alba L. «Argenteo-Marginata»,
Crataegus submollis Sarg., Kerria japonica (L.) DC. «Picta», Pentaphylloides fruticosa (L.) O.
Schwarz «Red Ace», Spiraea salicifolia L., S. japonica L. «Shirobana», Paeonia suffruticosa
Andrews, Picea pungens Engelm, Lonicera caprifolium L. и L. periclymenum L. «Serotina»,
декоративные формы Thuja occidentalis L. и Juniperus communis L., Paeonia hybrida, Canna
hybrida и др.
Деревья, кустарники и многолетники с различной окраской листвы и формой
кроны, такие как клен сахарный, пузыреплодник «Diabolo», спирея японская «Little
Princess», туя западная «Teddy» могут быть яркими акцентами, создающими контрастные
сочетания. При подборе одиночных экземпляров (солитеров) и организации передних
41
планов групповых экспозиций для усиления зрительного восприятия могут
использоваться растения наших коллекций с различными типами фактуры кроны, такие
как дуб черешчатый, каштан конский, береза повислая, скумпия кожевенная «Royal
Purple», рябинная «Гранатная», лапчатка кустарниковая, а также красивоцветущие
кустарники вейгела гибридная «Candida» и «Eva Rathke», гортензия древовидная, миндаль
низкий и т.д.
Монолитность или масса кроны является важным качеством растений, из которых
формируются садово-парковые ландшафты. Для их создания в коллекционном фонде
ботсада есть все необходимые виды: массивной, плотной кроной обладают липа
европейская, дуб черешчатый; крона средней плотности у таких растений как скумпия
кожевенная «Royal Purple», дерен белый «Шпета», лапчатка кустарниковая; а легкая,
сквозистая у ивы вавилонской, березы повислой.
В вертикальном озеленении хорошо себя зарекомендовали в качестве
архитектурных элементов лианы: жимолость каприфоль и жимолость вьющаяся
«Serotina», девичий виноград. Они не только украшают вертикальные поверхности, но и
локально могут изменять микроклимат садово-парковых ландшафтов. С помощью
декоративных лиан можно связать воедино разрозненные уголки или, наоборот, разделить
пространство на «комнаты» арками и ширмами.
Различают естественные и искусственные формы крон. Естественные
формируются у свободно растущих пород и могут быть конусовидными, шаровидными,
зонтичными, плакучими, стелющимися и т.д. К растениям с естественной архитектоникой
крон можно отнести тополь пирамидальный, каштан конский, ель голубая, береза
повислая, ива вавилонская, катальпа бигнониевая.
Искусственная форма кроны достигается в процессе систематического и
продолжительного формирования и ухода кустарников и древесных культур, которая
превращает любое растение в архитектурный акцент, даже если само растение к
архитектурным причислить нельзя. Формы искусственных крон, созданных с помощью
фигурной стрижки, могут быть круглыми, кубическими, конусовидными и т.д. Прекрасно
подходят для различных типов стрижки кизильник блестящий, бирючина обыкновенная,
туя западная, пузыреплодник «Diabolo», снежноягодник и др.
Среди всех типов крон деревья и кустарники с плакучей формой могут стать особо
привлекательным элементом сада, которая также может быть естественного и
искусственного происхождения. Плакучие формы со свойственной им живописностью
представляют собой особо ценный строительный материал для создания разнообразного
садово-паркового пейзажа, так как они удивительно пластичны. В этом отношении
отдельного внимания заслуживает ива вавилонская – живое архитектурное сооружение.
Их можно высаживать фигурно, пучками, они очень быстро растут, срастаются стволами,
ветвями и образуют арки, беседки, живые изгороди и т.п. Благодаря гибкости своих
побегов ива отличный материал для арбоархитектуры, так как легко переносит стрижку, и
новые побеги быстро отрастают вновь. Если хорошо продумать конструкцию каркаса, то,
подсадив к нему плакучие растения, привитые на штамбы разной высоты, можно
«вырастить» красивые арки и галереи, беседки и павильоны, получая, таким образом,
живые архитектурные сооружения.
На основании анализа накопленных многолетних интродукционных данных,
представители (виды и сортовые формы) таксонов, таких как Fagaceae, Salix, Sapindaceae,
Bignoniaceae, Spiraea, Sorbus, Pentaphylloides, Berberis, Lonicera, Weigela и других, могут
быть использованы в условиях Нижнего Поволжья в качестве архитектурных растений для
создания садово-парковых ландшафтов.
Литература
1.
Деревья и кустарники в ландшафтной архитектуре: методические указания к
лабораторным занятиям для студентов специальности 250203 «Садово-парковое и
ландшафтное строительство» – Пермь: ПГСХА, 2011. - 65 с.
42
СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
НА КОЛЬСКОМ СЕВЕРЕ
Костюк В.И.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E-mail: vikos47@mail.ru
Мурманская область отличается неблагоприятными почвенно-климатическими
условиями для выращивания культигенов, обусловленными широтной спецификой ее
географического положения. Недавно было показано, что урожайность культурных
растений в данном регионе, входящем в зону глобальных электромагнитных возмущений,
существенно зависит не только от погодных условий, но и от такого космофизического
фактора, как активность Солнца (Костюк 2012; Костюк и др., 2013).
Цель данной работы - выявление и описание связей между урожайностью
многолетних трав, содержанием белка в фитомассе растений, общим сбором сырого
протеина с единицы площади агроценоза и колебаниями солнечной активности,
выраженной в форме долговременного гелиогеофизического индекса – чисел Вольфа.
Полевой опыт проводился с 1993 по 2008 годы на реперном участке
сельскохозяйственных угодий совхоза «Мурманск» (пос. Пушной Мурманской области).
Объектом исследования служили производственные посевы многолетних трав различные сорта овсяницы луговой с примесью (около 25-30%) мятлика лугового. Учет
величины урожая (УР, т/га) зеленой массы трав с опытных делянок проводили в
последних числах июля. Содержание сырого протеина (СП, %) в фитомассе трав
определяли согласно ГОСТ 13496.4-84 и рассчитывали в процентах на сухое вещество
(Методические указания…, 1993). В качестве интегральной характеристики
эффективности продукционного процесса в посевах многолетних трав использовали
актуальный для кормопроизводства показатель - общий выход сырого протеина (Кутузова
и др., 1985) с единицы площади агроценоза (ВП, кг/га).
Данные о числах Вольфа (W, отн. ед.) за анализируемый период наблюдений взяты
из следующего общедоступного интернет-источника: ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/stp/solar
data/sunspot numbers. Для расчетов использовали усреднённые за два летних месяца
(июнь, июль) значения чисел Вольфа.
Визуальный анализ первичных данных, представляемых обычно в виде таблиц (или
графиков), не позволяет корректно идентифицировать качественные переходы (особые
точки) в динамике результативных признаков. Поэтому для решения таких задач
целесообразно применять специализированные компьютерные программы с высокой
«разрешающей способностью». В нашей работе для определения особых точек
использованы следующие методы анализа временной структуры рассматриваемых
откликов: численное дифференцирование, вейвлет-анализ и спектральный (Фурье) анализ.
Численное дифференцирование эмпирических кривых поведения результативных
признаков выполняли с помощью программы Spectrum (версия 5.0.1.83). К такой
процедуре часто обращаются, когда вычисляют производные от функций, заданных
таблично или когда непосредственное дифференцирование затруднено – например, при
сложном аналитическом виде функции. Переоценивать возможности данной процедуры и
получаемые на ее основе результаты не следует, поскольку численное
дифференцирование относится к числу так называемых некорректных задач, у которых
отсутствует устойчивость решения (Самарский, 1982). Неопределенность производных
высокого порядка (второго, третьего и т.д.) как раз характерна для биологических
функций. Однако для предварительного анализа данных эта процедура весьма полезна.
Таблица. Влияние гелиогеофизических условий на урожайность, содержание в фитомассе
белка и общий сбор сырого протеина в посевах многолетних трав в совхозе
«Мурманск»
43
Годы
УР, т/га
СП, %
ВП, кг/га W, отн. ед.
1993
7.0
11.8
124
53.8
1994
6.8
8.9
103
31.6
1995
8.8
12.3
206
15.1
1996
6.0
8.5
102
10.0
1997
11.1
9.0
180
11.6
1998
9.1
8.8
160
68.7
1999
8.1
15.7
242
125.6
2000
10.1
15.4
311
147.5
2001
12.3
14.2
384
107.9
2002
11.9
11.0
249
93.9
2003
9.2
14.2
235
80.3
2004
9.0
12.1
272
47.2
2005
7.9
11.2
230
39.7
2006
8.0
9.7
186
13.1
2007
8.7
9.2
176
10.9
2008
8.9
10.5
215
2.1
М
8.9
11.4
210.9
53.7
V, %
19.6
21.2
35.4
85.4
Примечание. М – средняя арифметическая; V – коэффициент относительной вариации; УР – урожайность
многолетних трав; СП – содержание сырого протеина в фитомассе; ВП – общий выход (сбор) сырого
протеина с единицы площади агроценоза; W – усредненные за два летних месяца (июнь, июль) значения
чисел Вольфа.
Расчет производной второго порядка для временной траектории урожайности
многолетних трав показал, что изменения данного признака претерпевают качественную
трансформацию с периодичностью 2, 3 и 4 года, причем чаще наблюдается 2-летняя
цикличность в экспликации данного показателя (таблица). Эмпирическая траектория
накопления сырого протеина в фитомассе многолетних трав характеризуется набором
следующих хронометрических локусов (точек перелома на кривой) - 2, 3 и 5 лет.
Доминирующие циклы в этом ряду отсутствуют. В структуре временного ряда «выход
протеина с единицы площади агроценоза» выявлена та же периодичность, что и для
урожайности данной культуры - 2, 3 и 4 года.
Вейвлет-анализ временных рядов трех результативных признаков проводили с
помощью программы New Profile (версия 3.4.486, продукт творческого объединения
ReMax SoftWare).
Сегодня считается, что сглаживание вейвлетами профилей сигналов (в нашем
случае – временных траекторий результативных признаков) является наиболее
"продвинутым" методом анализа нестационарных временных сигналов или неоднородных
пространственных полей. Оно применяется для разложения (декомпозиции) сигнала при
помощи вейвлет-преобразования, очистки сигнала от шума путем удаления незначащих
деталей, а затем восстановления сигнала по его разложению. Поэтому вейвлеты обычно
включают небольшое количество осцилляций (Астафьева, 1996).
Вейвлет-сглаживание временной траектории урожайности многолетних трав
показало, что частотная структура рассматриваемой кривой включает три цикла – 3, 4 и 6
лет (тип вейвлета – Симлет порядка 4, одноуровневое преобразование). На траектории
изменений содержания сырого протеина в фитомассе многолетних трав в явном виде
выделяются только два цикла – 4 и 6 лет (ортогональный вейвлет Добеши порядка 3,
одноуровневое преобразование). На профиле темпоральных изменений общего сбора
протеина с единицы площади поля также выделяются два характерных цикла - 4 и 6 лет
44
(вейвлет Добеши порядка 3, одноуровневое преобразование). При этом 4-летняя
периодичность в структуре данного временного ряда является доминирующей. Следует
отметить, что при вейвлет-анализе цикличность в динамических траекториях
рассматриваемых показателей проявляется не в виде островершинных, а в виде несколько
сглаженных пиков.
Спектральный (Фурье) анализ временных профилей результативных признаков
проводили с использованием программы STATISTICA 8.
Основная цель данного вида анализа – определение наиболее важных
(существенных) гармонических составляющих временного ряда с эндогенными
циклическими компонентами (Халафян, 2008). Одномерный спектральный анализ обычно
используется для получения описательных статистик стационарного временного ряда,
обнаружения в нем скрытых периодических свойств и построения периодограмм, для
определения оценок спектральной плотности и вклада основных частотных гармоник в
спектр ряда (Суслов и др., 2005).
Преобразование Фурье позволяет перевести амплитудно-временное представление
в частотный спектр. В этой связи особый интерес представляет поиск частот с большими
спектральными плотностями или, говоря иными словами, такие частотные области,
которые состоят из совокупности близких частот и которые вносят максимальный вклад в
периодическое (циклическое) поведение всего ряда (Теребиж, 1992).
В связи с относительно небольшой продолжительностью наших мониторинговых
наблюдений ширину окна (фильтра) Хемминга для оценки спектральной плотности
временных рядов рассматриваемых показателей принимали предельно малой (равной 3),
чтобы максимально сблизить результаты частотного разложения откликов с помощью
быстрого Фурье-преобразования с их реальным спектром.
Опишем теперь с этих позиций структурные особенности рядов «урожайность
трав», «содержание протеина в фитомассе» и «выход сырого протеина с единицы площади
агроценоза».
Одномерный спектральный анализ показал, что на спектрограммах динамического
ряда «урожайность трав» отчетливо выделяются три характерных пика - 2.3, 3.2 и 5.3 года.
Высокочастотная компонента с периодом 2.3 года совпадает с одной из известных и
широко обсуждаемых квазидвухлетних частотных компонент спектра солнечной
активности (периодичность около 2.1-2.5 года).
Сопряженность изменений активности Солнца и вариаций урожайности трав с
периодичностью 2.3 года является, вероятно, не случайной и отражает одну из
любопытных граней «универсального» влияния рассматриваемого гелиогеофизического
фактора на природную среду. Воздействие этой высокочастотной компоненты активности
Солнца проецируется не только на биоту, но и на абиотическую составляющую среды.
Установлено, например, что с достаточно близкой периодичностью происходят оползни и
обвалы в Альпах, на территориях Западной и Восточной Европы, осуществляются
колебания среднегодовых уровней Черного и Азовского морей (Атлас…, 1998).
Возможно, именно этот внешний синхронизирующий фактор генерирует колебания
урожайности многолетних трав приблизительно с двухлетней периодичностью.
Проявление этой цикличности можно рассматривать, вероятно, как специфический отклик
лугового агроценоза на квазидвухлетнюю модуляцию количества пятен в обоих
полушариях Солнца (McIntosh et al., 2015).
На эмпирической кривой изменений содержания сырого протеина в фитомассе
многолетних трав выделяются два основных временных цикла – 2.0 и 5.3 года, а также
один минорный цикл – 4.0 года. В структуре динамического ряда «выход сырого протеина
с единицы площади агроценоза» выявлены следующие периоды – 2.0, 3.2, 4.0 и 5.3 года,
причем в этом ряду доминируют двухлетний цикл, а также цикл 5.3 года. Заметим, что
хорошо выраженная периодичность 5.3 года для общего сбора сырого протеина совпадает
с одним из основных циклов вариаций планетарного амплитудного индекса геомагнитной
активности Аа, который приблизительно равен 5.5 года (Заболотная, 2007).
45
Можно также отметить удовлетворительную согласованность между собой трех
разных и взаимодополняющих подходов для обнаружения имплицитных качественных
переходов (особых точек) во временных рядах рассмотренных показателей, что указывает
на объективный характер выявленных закономерностей.
Резюмируя, следует сказать, что реакция многолетних трав на вариации солнечной
активности является полифункциональной и полимодальной. На их продуктивность
наиболее существенно влияют высокочастотные компоненты спектра солнечной
активности с цикличностью от 2 до 6 лет, индивидуальная «эффективность» которых
несколько различается в пределах «окна максимальной гелиочувствительности»
агроценоза многолетних трав. Внутри этого диапазона выделяется известный
квазидвухлетний цикл солнечной активности продолжительностью 2.0-2.3 года,
характеризующийся выраженным «фитотропным» эффектом (Заяц, 2011). Проявление
данного эффекта связано, вероятно, как с прямым «захватом частот» биорецепторами
растений на упомянутых гармониках солнечной активности, так и с «тонкой настройкой»
циклического поведения почвенно-климатических условий. Установлено, например, что
основные межгодовые климатические колебания, кардинально влияющие на
продукционный процесс растений, также происходят с периодичностью 2.4 года (Монин,
Сонечкин, 2005).
Полученные нами результаты дают основание считать, что для корректного
описания сценариев возможных изменений урожайности многолетних трав в кратко- и
среднесрочной перспективе следует учитывать вариации активности Солнца. Это
позволит уменьшить долю неопределенности и неточности в подобных прогнозах.
Литература
1.
Астафьева Н.М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения. - Успехи
физических наук. - 1996. - Том 166. - № 11. - С. 1145-1170.
2.
Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов. Том 2.
Циклическая динамика в природе и обществе. - М.: Научный мир, 1998. - 432 с.
3.
Заболотная Н.А. Индексы геомагнитной активности. Справочное пособие. - М.: Изд-во
ЛКИ, 2007. - 88 с.
4.
Заяц О.А. Исследование цикличности урожайности зерновых культур Волгоградской
области методом спектрального анализа. - Вестник Волгоградского института бизнеса. - 2011. - №
4 (17). - С. 186-191.
5.
Костюк В.И. Экология культурных растений на Кольском Севере. - Апатиты: Изд-во
Кольского НЦ РАН, 2012. - 169 с.
6.
Костюк В.И., Травина С.Н., Вихман М.И. Влияние солнечной активности, инсоляции,
температуры воздуха и атмосферных осадков на продуктивность культурных растений в условиях
Кольского Севера. – Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2013. - 79 с.
7.
Кутузова А.А., Новоселов Ю.К., Гарист А.В., Рогов М.С., Харьков Г.Д. Увеличение
производства растительного белка. - М.: Агропромиздат, 1985.
8.
Методические указания по оценке качества и питательности кормов. - М.: Центр научнотехнической информации, пропаганды и рекламы, 1993. - 87 с.
9.
Монин А.С., Сонечкин Д.М. Колебания климата по данным наблюдений: тройной
солнечный и другие циклы. - М.: Наука, 2005. - 191 с.
10.
Самарский А.А. Введение в численные методы. - М.: Наука, 1982. - 272 с.
11.
Суслов В.И., Ибрагимов Н.М., Талышева Л.П., Цыплаков А.А. Эконометрия. Новосибирск: Изд-во Сибирского Отделения РАН, 2005. - 744 с.
12.
Теребиж В.Ю. Анализ временных рядов в астрофизике. - М.: Наука, 1992. - 392 с.
13.
Халафян А.А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных. - М.: ООО «Бином-Пресс»,
2008. - 512 с.
14.
McIntosh S.W., Leamon R.J., Krista L.D. et al. The solar magnetic activity band interaction and
instabilities that shape quasi-periodic variability. - Nature Communications. - 2015. - 6:6491. - Doi:
10.1038/ncomms7491. - 191 с.
46
НЕОБХОДИМОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРОСВЕЩЕНИЯ И ОБРАЗОВАНИЯ В
СОВРЕМЕННЫХ БОТАНИЧЕСКИХ САДАХ
Лаврова Т.В., Романова Е.С.
Ботанический сад МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия
E.-mail: lavrovamgu@mail.ru, esromanova77@mail.ru
Социальная значимость ботанических садов в обществе от момента появлениях
первых садов до наших дней росла. Стирались различия между классами людей, сегодня в
ботанический сад может прийти любой человек. И также возрастала необходимость в них
с постепенным переселением людей в города, дальше от природы. Непрерывное развитие
цивилизации, новые технологии, открытия, рост населения планеты, а также привычка и
стремление населения к бездумному потреблению, привело наше общество к
игнорированию законов природы, и, как следствие, к истощению ее ресурсов.
Хозяйственная деятельность человека повлияла на изменение климата, которое грозит
глобальной экологической катастрофой. К примеру, таяние льдов Северного Ледовитого
океана вызывает поднятие уровня Мирового океана, постепенное затопление островных
государств, прибрежных территорий Северной Америки и Европы. Белые медведи, теряя
свои ледяные территории и кормовые базы, выходят на сушу, к людям.
Однако, сохранение живой природы и биологического разнообразия возможно,
если в сознании людей, в политике, бизнесе, во всех сферах жизни экологическое
мышление станет нормой, человечество осознает свое место на нашей Планете и
необходимость проводить любые преобразования на Земле, сохраняя равновесие в
биосфере, не разрушая биоценозы. Иначе начавшееся нарушение взаимодействия звеньев
цепи приведет к необратимым процессам. Нужны действенные законы, ограничивающие
любое вторжение на природные территории, вырубку лесов, строительство на их месте
домов и коттеджей, для этого нужна поддержка государства и бизнеса. Пока в обществе
процветает дух обогащения любыми средствами, забота о сохранении жизненной среды
для всех живых организмов, в том числе и человека (воздух, вода, растения) отодвигается
в сознании «деятелей» на задний план. О том, чтобы в обществе возобладало духовное
начало над материальным интересом, о чем писал В.И. Вернадский, видимо, мечтать пока
не приходится. «Нельзя отложить заботу о великом и вечном на то время, когда будет
достигнута для всех возможность удовлетворения своих элементарных нужд. Иначе будет
поздно. Мы дадим материальные блага в руки людей, идеалом которых будет «хлеба и
зрелищ» (Вернадский, 2003).
Поэтому задача экологического образования и просвещения стоит чрезвычайно
остро. О его необходимости много говорится, но немногое меняется пока, к сожалению.
Для изменения ситуации требуются постоянные координированные усилия школ, ВУЗов,
ботанических и зоологических садов, естественнонаучных музеев, природоохранных
организаций по серьезной экологической подготовке и воспитанию, формированию у
школьников, студентов, будущих государственных деятелей, бизнесменов, любых
специалистов, взрослого населения понимания бережного отношения к Природе, к нашей
Планете. Ботанические сады, конечно, работают в этом направлении, так же, как и школы,
и ВУЗы. Научно-просветительская и образовательная деятельность, проводимая в
Ботаническом саду МГУ, – посильный вклад в решение общей задачи.
Фундаментом бережного отношения к природе и к окружающей среде является
именно экологическое и общее ботаническое образование. Поскольку в школе ботаника
изучается в начале средней школы, у многих людей наблюдается провал именно в этой
области биологии. Один из учебных курсов Ботанического сада так и называется –
«Удивительный мир растений: хрупкая красота и основа жизни». Как увидеть эту красоту
в растениях, окружающих нас в повседневной жизни и как осознать, что они
действительно являются основой нашей жизни? В Ботаническом саду МГУ проводится
около 1000 экскурсий за сезон, и все экскурсии ставят своей целью дать ответ на часто
задаваемые ботанические вопросы, на популяризацию ботанических знаний, рассказ о
редких и исчезающих видах, об уникальности природных сообществ и важности их
47
сохранения. Однако необходимо обращать внимание посетителей не только на редкие, но
и на весьма распространенные растения, часто не представляющие большого интереса
(практического или декоративного) для человека, но являющихся важной частью
биоценозов, и не заслуживающих пренебрежительного отношения. Число посетителей в
2015 году составило более 16 000 человек, оно неуклонно растет, начиная с 2008 года,
когда в Саду появились экскурсии для индивидуальных посетителей. В первый год Сад
посетило только около 4000 человек за сезон. Одновременно с числом посетителей растет
число тем специализированных экскурсий – от 4 в 2008 году до 22 в 2015 году. Сейчас
тематические экскурсии охватывают практически все крупные коллекции и участки Сада.
Кроме высших растений в Саду много низших – грибов, лишайников, гнездится
множество птиц. Поэтому помимо ботанических, проводятся также орнитологические и
микологические экскурсии. Часто посетители, приходя в Ботанический сад, стремятся
увидеть нечто сенсационное, какие-то редкие, единичные или необычные растения,
названия которых у всех на слуху. К примеру, большой интерес вызывает цветение
сакуры, посетители мечтают увидеть хотя бы одно деревце и понять, почему оно
производит такое сильное впечатление. Однако в наших условиях сакуры цветут, как
правило, не столь обильно, особенно немахровые формы. Гораздо эффектнее в цветении
выглядят другие представители семейства розоцветных, сорта которых были получены в
результате работы советских селекционеров. Как пример можно привести абрикосы,
выведение устойчивых в Средней полосе России сортов которых велось в ГБС РАН
(Скворцов, 2007), многие из этих сортов успешно растут и плодоносят и в Ботаническом
саду МГУ. Также весьма декоративны во время цветения дикорастущие виды яблонь,
особенно взрослые деревья с розовыми цветками, их часто путают с вишнями. В
Ботаническом саду МГУ собрана богатая коллекция – 23 вида и 21 гибридная форма рода
Malus. Их многолетнее изучение позволило выделить высокодекоративные формы,
устойчивые к вредителям и болезням и адаптированные к климатическим условиям
Нечерноземья (Ботанический сад МГУ, 2014). Посадочный материал на протяжении
многих лет передавался сотрудниками для озеленения Москвы, но тем не менее эти виды
заслуживают большей популярности и в городском озеленении, и среди садоводовлюбителей. Во время пика декоративности – весной и осенью куратор коллекции
проводит экскурсии для ознакомления с коллекцией. Надо отметить, что интерес к этим
коллекциям растет с каждым годом, их посещает все больше слушателей наряду с
экскурсиями по сортам яблони, которые все же более популярны.
Богатые коллекции Ботанического сада позволяют продемонстрировать
«декоративный потенциал» многих культур, рассказать о направлениях селекции,
подчеркнуть необходимость грамотного обращения с растениями и недопустимости
некоторых распространенных заблуждений. К примеру, очень трудно перебороть
убеждение, что полезно ломать сирень для того, чтобы она лучше росла, что это как
минимум не наносит ей большого вреда. Благодаря этому заблуждению, загубившему или
изуродовавшему не один куст сирени, до наших дней не дошли уникальные, не успевшие
еще получить имя, сорта в саду Л.А. Колесникова, обломанные на обычные букеты
(История русской сирени, 2010). На экскурсиях надо обязательно показывать, как
правильно срезать сирень на букеты. Коллекция сирени Ботанического сада,
насчитывающая около 160 таксонов, среди которых, в основном, лучшие сорта сирени
обыкновенной отечественной и зарубежной селекции, а также гибридной сирени
гиацинтоцветной, вызывают неизменное восхищение посетителей.
Ее удачное
построение по принципу смены колористической гаммы, позволяют логично вести
рассказ на экскурсии. Эмоциональное впечатление, которое производит коллекция,
вызывает у слушателей стремление узнать больше о сортах и их селекционерах, способах
размножения сирени, у них появляется желание сохранить и приумножить эту красоту.
Уникальная коллекция межвидовых гибридов сирени (гибридов Престон)
североамериканской селекции, включающая порядка 20 сортов, зацветает сразу после
завершения цветения сортов сирени обыкновенной. Межвидовые гибриды сирени не
часто выращиваются в ботанических садах, как правило, мало знакомы посетителям, и,
48
как и дальневосточная сирень амурская (Ligustrum amurense), часто вообще не
ассоциируется с сиренью. В то время как эти растения гораздо более неприхотливы, чем
сирень обыкновенная, лучше переносят переувлажнение почвы, цветут позже сирени
обыкновенной, что позволяет продлить время цветения сирени в саду на несколько
недель.
Во время цветения коллекции сирени, травянистых пионов, возраст крупных
обильноцветущих кустов которых достигает 30 лет, ирисов, роз, флоксов, чубушников,
неизбежно приковывают внимание посетителей. Тогда как экспозиции дикорастущих
растений, такие, как коллекции лекарственных растений, редких видов Средней полосы
России, нуждаются в более интересном рассказе экскурсовода. Однако образовательная
ценность экскурсий по участкам дикорастущей флоры неизмеримо выше для повышения
ботанических знаний и формирования понимания взаимосвязей в биоценозах в дикой
природе.
В целом можно отметить, что Ботанические сады, благодаря своим коллекциям,
обладают огромным потенциалом, позволяющим проводить образовательные экскурсии и
занятия, как для взрослых, так и для детей. Этот потенциал необходимо адаптировать к
наиболее интересующим широкую публику вопросам и исправлению неправильного
отношения к растениям, растительным сообществам, к Природе.
Литература
1.
Вернадский, В. И. Биосфера и ноосфера. М.: Айрис-пресс, 2003. 576 с.
2.
Крамаренко Л.А., Скворцов А.К. Абрикос в Москве и Подмосковье. М.: изд-во
КМК, 2007. 224 с.
3.
Ботанический сад МГУ (территория на Воробьевых горах)// Бойко Г.А., Ванина
Л.С., Варлыгина Т.И., Воронина Е.Ю., Гохман В.Е., Дегтярёва Г.В., Дацюк Е.И., Дворцова
В.В., Дьяков М.Ю., Ефимов С.В., Захарова Е.А., Казарова С.Ю., Кирис Ю.Н., Киселёва
К.В., Клюйков Е.В., Корбут В.В., Кочешкова Т.В., Купцов С.В., Лаврова Т.В., Матвеев
И.В., Михайленко А.П., Немченко Э.П., Новиков В.С., Новикова М.А., Октябрёва Н.Б.,
Остроумова Т.А., Пименов М.Г., Раппопорт А.В., Романова Е.С., Смирнова Е.В.,
Терентьева Е.И., Украинская У.А., Успенская М.С., Филатова И.О., Шнер Ю.В. Изд-во
ПЕНТА Турция, 2014. 64 с.
4.
История русской сирени. Памяти Колесникова. М.: изд-во Пента, 2010. 199 с.
ИНВАЗИЯ НОВЫХ ВИДОВ КЛЕЩЕЙ В ОРАНЖЕРЕЕ ПОЛЯРНОАЛЬПИЙСКОГО БОТАНИЧЕСКОГО САДА
Литвинова С.В., Рак Н.С.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E-mail: rakntlj@rambler.ru, litvinvasvetlana203@rambler.ru
Пополнение коллекционного фонда тропических и субтропических растений, с
одной стороны и освобождение пищевых ниш за счет снижения численности
первостепенных вредителей и благодаря эффективно применяемому биологическому
методу защиты растений (Рак, 2012), привело к активизации в коллекционной оранжерее
Полярно-альпийского ботанического сада новых видов клещей - Brevipalpus obovatus
Donnadieu (сем. Tenuipalpidae), Phytonemus pallidus Banks, Polyphagotarsonemus latus,
Steneotarsonemus laticeps Halbert (сем. Tarsonemidae), которые адаптировавшись к
условиям оранжереи, перешли в статус потенциально опасных.
Brevipalpus obovatus (оранжерейная плоскотелка, красный плоский клещ) впервые
был обнаружен в теплицах ПАБСИ в 1957 г. (Новицкая, 1962). Вредитель по степени
опасности относился к категории второстепенных, повреждал единичные растения и
длительное время не представлял большой угрозы. В 2009-2011 гг. было отмечено
очаговое размножение B. obovatus на маранте, гибискусе, цикламене. Массовую вспышку
49
вредителя наблюдали в 2012-2014 гг. В связи с этим возникла необходимость разработки
методов борьбы и изучение биологических особенностей B. obovatus, как одного из
наиболее распространенных и особо опасных вредителей растений коллекционного
фонда.
Основным симптомом поражения растений с мясистыми листьями является
шагренированная, мелко-поколотая поверхность верхней части листовой пластинки. Лист
в местах скопления вредителя не зеленый, а чуть буроватый, в дальнейшем приобретает
желтоватый оттенок, усыхает по краям и погибает. У пораженных растений гибискуса,
фатсии – листовые пластинки подворачиваются книзу, особенно при низкой влажности
воздуха, а у цикламена и фатсхедеры – кверху. Дополнительные визуальные симптомы
повреждений – некоторая запыленность листа с верхней стороны, присутствие особого
серебристого отблеска на нижней стороне листа (у стрептокарпуса) или коричневатый
налет по его краю (рис.1). В литературе указывается, что B. obovatus питается только на
нижней части листовой пластинки. В наших условиях вредитель располагается
преимущественно на верхней части листьев среднего возраста, черешках и побегах, либо
равномерно распределен по всему листу.
а
б
в
г
Рис. 1. Симптомы повреждений растений Brevipalpus obovatus:
а – шагренированная поверхность, б – мелко-поколотая поверхность, в – пожелтение и
усыхание по краям, г – листовые пластинки подворачиваются вниз.
Сильно повреждаемые растения (многочисленные очаги вредителей на
большинстве листьев) – питтоспорум Тобира, фикус карика, лимон Павловский
(цитрусовые), бирючина японская, гербера гибридная, стрептокарпус гибридный,
сенполии гибридные, аспидистра широколистная - растения-накопители, на которых B.
obovatus размножается круглый год с высокой численностью. Средне повреждаемые (на
единичных листьях встречаются незначительные скопления клеща) – циссус
антарктический, калла эфиопская, кофе арбский, нандина домашняя, цеструм изящный,
бегонии (вечноцветущая, облиственная, белоокрашенная), гибискус китайская роза,
маранта беложильчатая. Слабо повреждаемые (на листьях присутствуют одиночные особи
вредителя, не влияя на декоративность растений) – толмия Мензиса, бересклет японский,
олеандр обыкновенный, бугенвиллия гибридная, аукуба японская.
Тело клеща яйцевидной формы, сильно уплощенное, кирпично-красного цвета,
покрыто плотными щитками. Яйцо овальное, ярко-красное, блестящее. Личинка
(хризалида) ярко-красная, имеет 3 пары ходильных конечностей и лишь немного
превышает размер яйца (рис. 2). Продолжительность генерации составляет от 37 до 60
суток (стадия яйца – 14 суток, личинки – 8-9 суток, протонимфы – 7-8 суток, дейтонимфы
– 8-10 суток). Превращению одной стадии в другую предшествует пауза (покой) 4-7 суток
(Ахатов, 2004). Взрослые самки живут в течение 5-6 недель, образуя 6-10 генераций в год.
Зимуют все стадии развития. Оптимальные условия для размножения B. obovatus температурный диапазон 20-30°С и достаточно высокая влажность воздуха – 70-80%. B.
obovatus переносит длительное понижение температуры воздуха.
50
а
б
в
Рис. 2. Brevipalpus obovatus: а - яйца, б - имаго, в - взрослые особи и яйца на листе.
На коллекционных оранжерейных растениях в 2011-2015гг. наблюдалось
эпизодическое очаговое размножение клещей - Polyphagotarsonemus latus =
Hemitarsonemus latus (оранжерейный прозрачный клещ) или Broad Mite (широкий клещ),
Phytonemus pallidus = Tarsonemus pallidus (цикламеновый или земляничный),
Steneotarsonemus laticeps = Tarsonemus approximatus (луковичный прозрачный клещ) потенциально опасных для оранжерейных растений. Тарзонемидные клещи очень мелкие.
Отличить виды друг от друга трудно. Важно то, что картина поражения сходная и меры
борьбы идентичные. Обнаружить вредителей на растениях без специальных оптических
приборов практически невозможно. Клещи обитают в закрытых бутонах, в складках
молодых листьев верхушечной точки роста и у основания черешков листьев. При высокой
влажности воздуха 75-85% и температуре 15-25оС размножаются непрерывно.
Polyphagotarsonemus latus часто встречается на тропических и субтропических
растениях. Наиболее повреждаются клещом бальзамины, хризантемы, сенполии,
глоксинии, бегонии, цитрусовые, пахистахисы. Основными признаками повреждений
растений P. latus является: скученность и недоразвитость листьев, нарушение точки роста;
деформация листовых пластинок молодого прироста; ломкость и утолщенность молодых
листьев; коричневая рубцовая ткань на поверхности недоразвитых плодов, опробковение
и трещины на жилках листьев и листовых прожилках; цветки деформированы, быстро
вянут, на поверхности темных лепестков видны светлые точки; усиленное пушение в
точках роста (рис. 3). Растения, пораженные клещами, перестают нормально расти, цвести
и погибают.
а
б
в
г
Рис. 3. Симптомы повреждений растений Polyphagotarsonemus latus: а – усиленное пушение на
листьях, б – скученность листьев, в – деформация и обесцвечивание цветков и листовых
пластинок.
Тело самок прозрачных клещей округлой формы, блестящее, полупрозрачное
желтоватое с продольной полоской. Самец вдвое меньше самки, но без центральной
полосы. Яйцо овальное, полупрозрачное с рядами беловатых выпуклых точек. Яйца
распложены одиночно. Шестиногая личинка первой личиночной стадии вначале
беловатая, но со временем становится полупрозрачной, активно передвигается по
растению. Личинка второй стадии (нимфа) совершенно не подвижна, не питается, имеет
двойную оболочку. При переходе от первой ко второй стадии клещ не линяет, оставаясь в
старой личиночной шкурке до тех пор, пока не превратится в половозрелую особь (рис.4).
51
а
б
в
Рис. 4. Polyphagotarsonemus latus: а - яйцо, б – личинка, в – самка.
P. latus очень чувствителен к влажности воздуха. Относительная влажность менее
70% действует на клещей губительно. По мере роста растения и развития бутонов часть
отложенных яиц, неподвижных личинок-нимф и малоподвижных самок оказываются в
более сухих условиях. Самцы транспортируют на себе яйца, личинок второго возраста и
даже крупных самок в более укромные и скрытые части почек роста, пазух листа,
бутонов. Продолжительность жизни самок 12-14 дней, за этот период она откладывает 3-4
яйца. При температуре ниже 15оС одно поколение P. latus развивается за 7-10 суток, при
20-25 оС – за 4-5 суток.
Phytonemus pallidus очень схож по внешнему виду с P. latus. Отличить данные
виды друг от друга без микроскопа довольно трудно. У клеща P. pallidus на лапках
имеются коготки, а у P. latus коготков нет. Существуют несколько трофических
(пищевых) форм P. pallidus: а) Phytonemus pallidus pallidus - цикламеновый клещ; б).
Phytonemus pallidus fragariae - земляничный прозрачный клещ. Полифаг, особенно вредит
цикламенам, хризантеме, гвоздике, гербере, азалии, а так же амариллисовым, лилейным,
пасленовым, мальвовым, орхидным, геснериевым, бегониевым, сложноцветным.
У растений, заселенных P. pallidus повреждение проявляется в виде
морщинистости и искривления листьев, замедления прироста. Цветы мельчают,
деформируются, на них появляется мелкая белая крапчатость, не раскрываются (рис.5).
а
б
в
г
Рис. 5. Симптомы повреждений растений Phytonemus pallidus: а – деформация листовых
пластинок молодых побегов, б – морщинистость листьев, в – скрученность листьев, г –
крапчатость цветов.
У клещей P. pallidus тело овальное, бледно-желтое. Самки более темные и крупнее
самцов в 1.5 раза. У самцов задние ходильные конечности более массивные и способны
подхватывать и удерживать яйца, покоящуюся нимфу и даже зрелую самку. Самка
откладывает яйца небольшими группками по 2-3 в каждой. Плодовитость самки
составляет 1-3 яйца в день, за жизнь- 12-16 яиц. Яйцо эллиптической формы, прозрачное,
блестящее, гладкое, относительно крупное, составляет почти половину тела самки.
Личинка беловатая, очень подвижная. Покоящаяся нимфа бело-желтая, сильно выпуклая
(рис.6). Яйца развиваются 3-7 суток, личинка 1-3 суток, покоящаяся нимфа 3-7 суток. Весь
жизненный цикл продолжается 1-3 недели, в зависимости от температуры и влажности
воздуха.
52
а
б
в
Рис. 6. Phytonemus pallidus: а - яйцо, б - личинка-нимфа, в – самка.
Взрослые особи и личинки обитают в закрытых бутонах, на молодых листьях,
питаясь клеточным соком. В закрытом грунте размножается беспрерывно, давая новое
поколение примерно каждые три недели.
Steneotarsonemus laticeps обнаружен на растениях сем. амариллисовых (луковицы
гиппеаструма). Клещи питаются между чешуйками и повреждают донце по краям.
Поверхность сочных чешуй луковиц покрывается бурыми пятнами, загнивает, и
разрушается, сморщивается, высыхает. На листьях и цветоносах формируются
удлиненные бронзовые полоски, которые в дальнейшем приводят к растрескиванию листа
в поперечном направлении (рис. 7). Из поврежденных луковиц вырастают
деформированные, ослабленные растения.
а
б
в
г
Рис. 7. Steneotarsonemus laticeps: а - взрослые особи клеща, б - поврежденная луковица
гиппеаструма, в - коричневые пятна внутри луковицы, г - бронзовые полоски на листьях.
Взрослые особи S. laticeps овальной формы, бледно-розовые, поверхность тела
светлая, полупрозрачная. Самцы немного меньше. Яйца прозрачные, развивающиеся фазы
безцветные. Самки откладывают 5-28 яиц. Эмбриональный период развития 11 суток,
личинка развивается 15 суток. Жизненный цикл длится 6-7 недель. Клещи предпочитают
теплые, влажные условия. Пути распространения связаны только с посадочным
материалом.
Продолжаются исследования по изучению биологии новых видов вредителей клещей из сем. Tenuipalpidae и подбор биологических агентов для борьбы с ними.
Литература
1.
Ахатов А.К., Ижевский С.С. (ред.). Вредители тепличных и оранжерейных
растений (морфология, образ жизни, вредоносность, борьба). М., 2004. 307 с.
2.
Новицкая Л.А. Обзор вредителей декоративных растений Мурманской области //
Декоративные растения и озеленение Крайнего Севера. М.-Л., 1962. С. 182-186.
3.
Рак Н.С Эколого-биологические аспекты трофических связей в системе «растениефитофаг-энтомофаг» в защищенном грунте Заполярья. Автореф. дис….докт. биол.
наук. Петрозаводск, 2012, 46 с.
53
МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕРОГУМУСОВЫХ
ГРУБОГУМУСНЫХ ПОЧВ ОСТРОВА ЗАПАДНЫЙ ШПИЦБЕРГЕН
Литвинова Т. И., Кашулина Г. М.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E.-mail: lita_0409@mail.ru
Архипелаг Шпицберген – один из участков арктической суши в Северном
Ледовитом океане, наиболее близко расположенный к Северному полюсу. Более чем на
половину территория архипелага покрыта ледниками. Остров Западный Шпицберген
является самым крупным островом архипелага и испытывает влияние одного из
ответвлений теплого атлантического течения Гольфстрим. Что, вместе с влиянием теплых
и влажных воздушных потоков из Атлантики, обусловливает уникальное сочетание
факторов почвообразования на острове Западный Шпицберген, особенно в его югозападной части. В результате чего на Шпицбергене формируются почвы, отличающихся
от почв, ближайшей к нему континентальной субарктики и расположенных на
восток от него других арктических островов (Добровольский, 1990; Горячкин и
др., 1998; Горячкин, 2010). Поэтому почвенные исследования на Шпицбергене
представляют особый научный интерес не только для изучения особенностей
формирования арктических почв в этом регионе, но и для более глубокого
понимания генезиса арктических почв в целом.
Морфолого-генетические исследования почв проводились на побережье Исфьорда
и его ответвлений (фьордов и бухт) - самого крупного на острове Западный Шпицберген,
в координатах 78º 01' – 78º 40' с.ш., 14º 07' - 16º 27' в.д. с 2007 по 2011 гг. Район
исследований огранивался побережьями фьордов с абсолютными отметками высоты
местности примерно до 250 м. Именно до этой отметки встречаются сомкнутые
растительные сообщества. Более высокие местоположения обычно лишены растительного
покрова с неразвитыми грубоскелетными почвенными образованиями (Добровольский,
1990). Методологической основой исследований явилось сравнительно географический
метод с изучением почв, сформированных на различных элементах рельефа, на различных
по генезису породах и под различными растительными группировками. Большая часть
разрезов была организована в катены, т.е. образовывали геоморфологические профили.
Это катены «Исфьорд», Грёнфьорд», «Грёндален» и «Конгрессдален» (Переверзев, 2012).
Кроме того, изучали почвы, отдельных местоположений, характеризующихся
специфическим литологическим составом почвообразующего материала (побережье
залива Колесбукта и побережье Биллефьорда). Всего было заложено и описано 26
почвенных разрезов, из которых отобрано 120 образцов. В лабораторных условиях во всех
почвенных образцах было проведен гранулометрический и химический анализ: валовой
химический состав, физико-химические свойства, содержание органического углерода и
азота, а также групповой и фракционный состав органического вещества.
Все обследованные почвы имеют схожее морфологическое сложение с профилем
О(АО)-Оh(AOh)-AYao-AYaoC и диагностируются нами как арктические серогумусовые
грубогумусные почвы. На поверхности чаще всего формируется органогенный горизонт О,
мощность которого варьирует от 1 до 5 см. Мощность органогенного горизонта зависит от
типа и состояния растительного покрова, которое определяется, в основном, условиями
увлажнения. Органогенный горизонт O состоит из разложившихся растительных остатков
коричневого цвета с большим или меньшим содержанием минеральных примесей. В
некоторых случаях при небольшой мощности органогенного горизонта и большом
количестве минеральной примеси, что находит подтверждение в низком содержании
органического вещества (до 11-15%) верхний горизонт диагностируется как
грубугумусовый АО горизонт. Степень разложения растительных остатков в верхних
органогенных горизонтах увеличивается с глубиной и на контакте с минеральной толщей
она приобретает мажущую консистенцию.
54
Минеральная часть профиля, как правило, слабо дифференцирована. Под
органогенным горизонтом залегает в разной степени выраженности и мощности
серогумусовый грубогумусовый горизонт AYао, в котором сосредоточена основная масса
корней растений. Далее следует переходный горизонт AYaoC в меньшей степени
обогащенный органикой и с меньшим количеством корней. Однако во всех разрезах
гумусированность и присутствие корней растений отмечаются до дна разрезов. На
наиболее тяжелых по гранулометрическому составу (тяжелые суглинки или легкие глины)
аллювиальных и пролювиальных отложениях (разрезы 367, 377, 378) на низких элементах
рельефа в районе Грендален формируется глееватый подтип серогумусовых
грубогумусных почв. Это проявляется в наличии сизоватых пятен или охристо-ржавых
пятен.
В районе Биллефьрда (пос. Пирамида - разрезы 387, 388 и 389) почвы формируются
на породах, в которых присутствуют карбонаты. Переходные горизонты характеризуются
вскипанием от HCl, они диагностируются как AYaoCca, а почвы как серогумусовые
грубогумусные остаточно-карбонатные. При большом внешнем сходстве всех
обследованных разрезов, каждый из них в зависимости от положения в рельефе,
особенностей почвообразующего материала и растительного покрова имеет ряд
специфических особенностей.
Содержание камней, их форма, а также соотношение основных фракций мелкозема
(< 1 мм)
очень сильно варьирует между обследованными разрезами, придавая
специфические особенности морфологическому сложению каждого профиля почв (табл.
1).
Таблица 1. Содержание крупнозёма (>1 мм) и его форма (Ок–окатана; СО-слегка окатана; Угугловатая; Пл - плоская), а также основных фракций мелкозёма в разрезах 2007-2011
гг.
№ разреза
369
365
378
387
386
Горизонт
AYao3
AYaoС1
AYao1
AYao2
AYaoС1
AYaoС2
AYaoC1ca
AYaoC2ca
AYaoC3ca
AYao
AYaoС1
AYaoС2
Глубина, см
10-16
16-30
2-10
10-20
3-10
10-20
5-10
10-20
20-30
3-10
10-20
20-30
Крупнозём,
(>1 мм)
% Форма
10 CО, Уг
80 Уг
90 Уг
90 Уг
20 Уг
10 Уг
20 CО, Уг
30 CO, Уг
30 Пл, Ок
20 CO, Уг
10 CO, Уг
50 Пл, Ок
Содержание фракций мелкозёма, % а.с.н.
0.05-1
79
82
49
47
37
34
18
20
22
52
57
73
0.01-0.05
8
4
30
30
18
18
46
41
38
32
19
12
0.001-0.1
8
10
12
13
23
25
20
21
21
7
16
7
<0.001
5
4
9
10
22
23
8
14
14
7
7
7
<0.01
13
14
21
23
45
48
28
35
35
14
23
14
Характерной особенностью мелкозема обследованных почв является значительное
варьирование содержания большинства фракций гранулометрического состава, как между
разрезами, так и в пределах разреза. Различия по гранулометрическому составу мелкозема
между обследованными образцами составили 5 градаций: от рыхлого песка (разрез 384,
сформированный на морском гравийно-песчаном материале) до тяжелого суглинка
(средняя часть разреза 364 и нижняя часть разреза 379 - сформированы на элюво-делювии,
а также весь профиль в разрезах 377 - пролювий, 378 - аллювий и 381 - элюво-делювий).
При значительной вариабельности гранулометрического состава в разных почвах и в
пределах профиля почв можно выделить фракции, которые доминируют в большинстве
случаев. Среди песчаных частиц доминирующей является фракция мелкого песка (0.250.05 мм), среди пылеватых частиц – фракция крупной пыли (0.05-0.01 мм). Крайне низкое
содержание характерно для фракции среднего песка (0.5-0.25 мм), количество которого
колеблется от 1 до 6%.
55
Содержание физической глины в образцах варьировало в очень широком
диапазоне: от 4% в морском галечниковом рыхлом песке (разрез 384) до 48% в
сильнощебнистом тяжело суглинистом элюво-делювии (разрез 364). Мелкозем
большинства
почвенных
образцов
был
легко
или
средне-суглинистого
гранулометрического состава. Доля илистой фракции варьировала от 3% (разрез 384) до
28% в средней части профиля разреза 367, сформированного на аллювиальных
отложениях (Литвинова, Кашулина, 2015).
Морфологическое сложение серогумусовых грубогумусных почв покажем на
примере нескольких разрезов. Разрез 369 (высота 10 м над уровнем моря; 78º 06' с.ш., 14º
15' в.д.) заложен на пологой первой морской террасе на южном побережье Исфьорда
(катена «Исфьорд»). Почвообразующий материал представлен морской гравелистой
супесью. Растительность – злаково-ивковая с участием мхов и лишайников. Здесь
формируется арктотундровая серогумусовая грубогумусная почва со следующим набором
горизонтов:
АО, 0-1 см. Темно-серый с коричневым оттенком (10YR 3/2), грубогумусовый
горизонт с обильной примесью песчаного материала. Переход четкий.
AYао1,2,3, 1-16 см. Коричневый (10YR 4/3), однородный по окраске и сложению
супесчаный дерновый горизонт. Единичный гравий. Густо пронизан корнями растений.
AYаоС1,2, 16-40 см. Серовато-коричневый (10YR 5/2), влажный, более
грубозернистая дресвянистая супесь. Корни достигают глубины 30-40 см. Содержание
дресвы с глубиной возрастает. Переход постепенный.
АYаоС3, 40-50 см. Серый (10YR 5/1), грубозернистая дресвянистая супесь,
влажный.
Разрез 365 заложен на гребне увала (высота 250 на уровнем моря; 78º04' с.ш., 14º14'
в.д.), являющегося высшей точкой катены «Гренфьорд». В качестве почвообразующего
материала выступает сильнощебнистый элюво-делювий. Это местоположение более
сухое, по сравнению с разрезами, заложенными на склоне. Количество накапливающегося
за зиму снега здесь незначительное из-за сдувания снега с положительных элементов
рельефа. В связи с этим, а также по причине более жесткого температурного режима по
сравнению с расположенными на меньшей высоте склоновыми элементами рельефа,
растительный покров менее развит по структуре и биомассе, он разрежен и фрагментарен.
Ивково-моховые сообщество, под которым заложен разрез 365, сочетаются с более
выпуклыми пятнами морозного вспучивания, покрытыми в основном угнетенными
лишайниками. Сформированная здесь арктотундровая серогумусовая грубогумусная
почва характеризуется следующим набором горизонтов
О, 0-2 см. Оторфованный органогенный горизонт, темно-серовато-коричневый
(10YR 3/2), слаборазложившийся, влажный, рыхлый. Много корней злаков – возможно в
растительности раньше была высока доля злаков. Переход четкий.
AYао, 2-10 см. Дерновый горизонт, темно-коричневый (10YR 3/3), суглинистый,
слабо уплотнен, влажный, густо пронизан корнями. Неокатанных камней и гравия около
70%. Переход постепенный.
AYао2, 10-20 см. Тёмно-коричневый (10YR 3/3), суглинистый, влажный,
встречаются корни. Большое количество щебня.
AYаоС1, 20-30 см. Темно-серый с коричневым оттенком (10YR 3/3), суглинистый,
влажный. Доля щебня составляет 80%.
Разрез 378 (высота 8 м над уровнем моря; 78º02' с.ш., 14º20' в.д.) заложен в
неглубокой лощине между двумя невысокими возвышенностями в долине реки
Грёндалсэлва, катена «Грёндален». С таким расположением разреза связано увлажнение
профиля, изменяющееся от влажного состояния в верхней части до мокрого на глубине
30-40 см. Минеральная часть профиля имеет признаки оглеения: преобладает серая глина
с железистыми и марганцовыми конкрециями. Растительность – сплошной покров
зеленых мхов с куртинами ивки полярной на нанобугорках, редко встречаются цветковые
растения и злаки. Арктотундровая серогумусовая грубогумусная глееватая почва на
56
аллювиальных отложениях тяжелого гранулометрического состава характеризуется
следующим профилем:
О+AYao, 0-3 см. Слаборазложившаяся моховая подстилка, тёмно-коричневая
(10YR 3/3) сверху, внизу минеральный прокрашенный гумусом горизонт, рыхлая,
влажная.
AYаоC1, 3-10 см. Слабовыраженный дерновый горизонт, серовато-коричневый
(10YR 5/2), корней кустарничков немного. Тяжело суглинистый, влажный, встречаются
слабоокатанные камни небольшого размера. Переход постепенный по уплотнению,
нарастающему с глубиной.
AYаоС2, 10-20 см. Серовато-коричневый (10YR 5/2), тяжело суглинистый,
пластичный, влажный, встречаются корни. Переход постепенный.
AYаоСg3,4, 20-40 см. Серовато-коричневый (10YR 5/2) с рыжими пятнами
тяжелый суглинок, однородный по сложению, пластичный, с глубиной влажность
нарастает, в нижней части - мокрый.
На западном побережье Биллефьорда и бухты Петуния (близ пос. Пирамида) в
качестве почвообразующего материала, кроме морских отложений выступают ледниковые
отложения конечных морен отступивших ледников Мунинбреен и Бертилбреен,
выходивших в долину реки Мунинсэлва, которая впадает в Биллефьорд (Переверзев, 2012,
Переверезев, Литвинова, 2012). Разрезы 386, 390, 391 и 392 сформированы на бедных,
бескарбонатных породах. Разрезы 387, 388 и 389 сформированы на породах, в которых
присутствуют карбонаты.
Разрез 386 (высота 46 м над уровнем моря; 78º39' с.ш., 16º12' в.д.). Заложен на
плоской вершине моренной гряды, почвообразующий материал - бескарбонатные
сильнокаменистые супесчаные моренные отложения. Растительный покров над разрезом
представлен дриадо-травяно-лишайниковой растительной ассоциацией. Чередуется с
пятнами пучения без растительности или покрытые редкими лишайниками. Почва
арктотундровая серогумусовая грубогумусная имеет следующий набор горизонтов:
AО, 0-3 см. Тёмный серовато-коричневый горизонт (10YR3/2), густо пронизан
корнями, влажный, рыхлый, минеральные примеси. Переход заметный.
AYао, 3-10 см. Дерновый горизонт, серовато-коричневый (10YR4/2), густо
пронизан корнями, супесчаный, рыхлый. Встречаются мелкие камни неокатанной формы.
Переход постепенный.
AYаоC1, 10-20 см. Серовато-коричневый (10YR4/2), равномерно окрашенный
минеральный профиль, легкосуглинистый, дресвянистый, встречаются корни.
AYаоC2, 20-30 см. Темно-серый (10YR 4/1), супесчаный, слабо уплотнённый,
влажный. Подстилается влажным дресвянистым суглинком.
AYаоC3,4, 30-50 см. Серый (10YR 5/1), супесчаный, рыхлый, дресвянистый.
Содержание дресвы увеличивается с глубиной.
Разрез 387 (высота 50 м над уровнем моря; 78º39' с.ш., 16º13' в.д.). Заложен на
вершине моренного холма, характеризует серогумусовую грубогумусную, остаточно
карбонатную почву на карбонатном завалуненном среднем суглинке. Растительный
покров над разрезом представлен дриадо-злаково-лишайниковым сообществом.
Лишайники повреждены оленями до цветовых пятен. Отличительной особенностью этого
разреза является красноватый оттенок минеральных горизонтов. Почвенный профиль
имеет следующее сложение:
AО, 0-1 см. Тёмно-красновато-коричневый (5YR4/2) грубогумусовый горизонт,
рыхлый, представляет собой смесь слаборазложившейся органики и обильной примесью
песчаного материала, переход заметный.
AYао, 1-5 см. Тёмно-красновато-коричневый (5YR4/3), легкосуглинистый, рыхлый,
влажный, густо пронизан корнями, белесоватая прослойка в верхней части горизонта,
единичные мелкие камни. Переход постепенный.
AYаоСса1, 5-10 см. Тёмно-красновато-коричневый (5YR4/4), суглинистый,
рыхлый, многочисленные корни, большое количество валунов. Вскипает от HCl.
57
AYаоСса2, 0-20 см. Тёмно-красновато-коричневый горизонт (5YR4/4),
суглинистый, много корней, рыхлый, валуны. Вскипает от HCl.
AYаоСса3,4,5, 20-50 см, Тёмно-красновато-коричневый горизонт (5YR4/5),
суглинистый, встречаются корни, влажный, много слегка окатанных камней. Вскипает от
HCl.
Морозные явления также оказывают большое влияние на морфологическое
строение профилей. Проявляется густой сетью трещин мохового покрова и отдельных
более глубоких извилистых трещин во всех разрезах. Небольшие бугорки пучения
придают волнистость верхним горизонтам почв. В нижней части профилей в почвах с
более тяжелым гранулометрическим составом формируется морозная призматическая
структура (Литвинова, Кашулина, 2015).
Таким
образом,
морфологическое
строение
профиля
арктотундровых
серогумусовых
грубогумусных
почв
разных
геоморфологических
позиций,
сформированных на породах разного гранулометрического и литологического состава под
сплошным растительным покровом на побережьях фьордов острова Западный
Шпицберген по данным исследований 2007-2011 гг. довольно однообразно. Все
обследованные почвы имеют схожее морфологическое сложение с профилем О(АО)Оh(AOh)-AYao-AYaoC.
Литература
1.
Горячкин С. В., Караваева Н. А., Таргульян В. О. География почв Арктики.
Современные проблемы// Почвоведение. 1998. №5. С. 520-530
2.
Горячкин С.В. Почвенный покров Севера (структура, генезис, экология, эволюция).
М.:ГЕОС, 2010. 414 с.
3.
Добровольский В.В. Геохимия почв Шпицбергена // Почвоведение. 1990. № 2. С. 520.
4.
Литвинова Т. И, Кашулина Г. М. Органическое вещество почв побережий фьордов
острова Западный Шпицберген. Апатиты: КНЦ РАН, 2015. 122 с.
5.
Переверзев В.Н. Почвы побережий фьордов острова Западный Шпицберген.
Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2012, 122 с.
6.
Переверзев В.Н., Литвинова Т.И. Почвы на морских и моренных отложениях
побережья Биллефьорда (остров Западный Шпицберген) // Почвоведение. 2012. № 11. С.
1160-1170.
ОЦЕНКА ФИТОТОКСИЧНОСТИ СОЛЕЙ НИКЕЛЯ В ПРИСУТСТВИИ
МАГНЕЗИАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ
Мосендз И.А.1, Петрашова Д.А.2, Кременецкая И.П.1
1
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья
им. И. В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия, e-mail:
mosendz@chemy.kolasc.net.ru; kremen@chemy.kolasc.net.ru
2
Научно-исследовательский центр медико-биологических проблем адаптации человека в
Арктике Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия, e-mail:
petrashova@admksc.apatity.ru
Введение
Промышленное освоение арктического региона сопровождается появлением в
местах размещения предприятий цветной металлургии так называемых техногенных
пустошей – крайнего проявления дигрессионной сукцессии растительных сообществ как
результат воздействия аэротехногенных выбросов. Коллективом сотрудников Кольского
научного центра РАН предложен способ снижения уровня закисления загрязненных
территорий и интенсивности миграционных процессов поллютантов, предусматривающий
фиторекультивацию токсичного грунта с применением минеральных субстратов
58
(мелиорантов) из горнопромышленных отходов в качестве экранирующего слоя,
защищающего корневые системы растений от негативных факторов.
В связи с тем, что с течением времени происходит растворение
кислотонейтрализующих кальций и магний содержащих минералов защитного слоя с
одновременным накоплением в нем тяжелых металлов, необходимо определить тот
критический уровень содержания химических элементов, при котором условия
произрастания растений остаются благоприятными. В первую очередь следует выявить
наличие биологических эффектов основных компонентов субстратов. В частности,
необходимо определить совместное влияние никеля и магния на жизнедеятельность
растительных объектов, рассматривая при этом степень генотоксичности их воздействия.
Материалы и методы
В качестве объекта исследования был выбран лук репчатый (Allium cepa), который
рекомендован экспертами Всемирной организации здравоохранения как стандарт в
цитогенетическом мониторинге окружающей среды. При тестировании степени
генотоксичности воздействий цитогенетические нарушения в клетках этого объекта
хорошо коррелируют с цитогенетическими нарушениями в клетках млекопитающих и
человека (Barberrio et al., 2011; Fiskesjo, 1985). Данный тест характеризуется высокой
чувствительностью к мутагенным факторам и информативностью, а лук легко
культивируется в лабораторных условиях. (Rank et el., 1998). Allium-тест можно
применять в широком диапазоне значений рН от 3.5 до 11, в пределах которого не
наблюдается каких-либо эффектов на росте корневой системы A. cepa (Fiskesjo, 1985).
Семена A. cepa помещали в чашки Петри на влажную фильтровальную бумагу по
50 штук в трех повторностях на каждую концентрацию раствора. Инкубация происходила
при стабильной температуре 20-22оС в течение 10 дней. Ежедневно семена проверяли на
прорастание и после завершения эксперимента корни фиксировали в уксусном алкоголе
по стандартной методике. Концентрация никеля в исследуемых растворах составляла 0.5 и
1.0 мг/л, концентрация магния – 0, 5, 50, 100 и 300 мг/л. Растворы готовились с
использованием реактивов – кристаллогидратов сульфатов никеля и магния квалификации
хч. В качестве контрольного раствора брали дистиллированную воду.
Окрашивание корешков проводили 1% ацетоорсеином при температуре 85 оС в
термостате в течение 15 минут, затем оставляли на сутки в свежем красителе при
температуре 4 оС. Давленые препараты меристемы A. cepa готовили в капле 45% уксусной
кислоты. На препарате каждого корешка подсчитывали не менее 1000 клеток, учитывая
все стадии митоза (интерфаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза), на основании чего
вычисляли митотический индекс (МИ), а также оценивали все видимые нарушения митоза
и ядерной структуры. Для каждой фиксации анализировали не менее трех препаратов.
Цитостатичные, мутагенные и митозмодифицирующие эффекты действия солей
никеля с добавлением магнийсодержащих компонентов выявляли путем анализа частоты
встречаемости разных типов цитогенетических аномалий. Статистическую обработку
полученных данных осуществляли с использованием пакета программ «Microsoft Excel».
Результаты и их обсуждение
Анализ всхожести семян лука показал, что биологическая эффективность никеля
при концентрации 0.5-1.0 мг/л проявляется в стимулировании всхожести (рис. 1). Это
объясняется тем, что никель входит в число важных микроэлементов как компонент уреаз,
так и различных дегидрогеназ и является необходимым для бактерий и высших растений.
(Dixon et al.,1975). И даже если в среде содержится небольшое количество никеля,
прорастание семян многих видов растений усиливается. (Mishra et al., 1974).
59
Рис. 1. Показатели уровня всхожести семян A. cepa при разной продолжительности
экспозиции в никельсодержащих растворах с концентрациями 0.5 мг/л (○) и 1.0 мг/л
(×) и в контрольном растворе (●)
Установлено, что при добавлении магния с концентрацией 50-300 мг/л уровень
всхожести лука становится сопоставимым со значениями, полученными в контрольном
опыте (рис. 2.). Эти данные свидетельствует о снижении биологической эффективности
невысоких концентраций ионов никеля в присутствии магнезиальных компонентов.
●Контроль ∆ 0 ○ 5 × 50 * 100 + 300
Рис. 2. Влияние магния на показатели уровня всхожести семян A. cepa растворах с
концентрацией никеля 0.5 мг/л (А) и 1.0 мг/л (Б) (легенда - концентрация магния, мг/л)
При исследовании патологий митоза и ядра выделяли три условные группы
нарушений: мосты в анафазе и телофазе, агглютинация хромосом и прочие патологии
митоза (фрагменты хромосом в метафазе, отставание хромосом в анафазе и телофазе,
моноцентрический и многополюсной митозы) (Петрашова, Белишева, 2015) (рис. 3).
Анализ препаратов показал, что число нарушений митоза в контроле составляло 18,7±7,4
% от общего числа метафаз, анафаз и телофаз (МАТ), а при экспозиции в растворах
никеля 0.5 и 1.0 мг/л – 24,1±3,89 % и 37,9±5,59 %. Таким образом, достоверное
возрастание частоты нарушений митозов наблюдается при концентрации никеля 1.0 мг/л.
Из нарушений митотического деления клеток преобладали мосты в анафазе и телофазе,
причем в корешках, экспонированных в различных растворах никеля и магния, эта
патология составляла основную долю нарушений митоза. Образование мостов может быть
связано с наличием в кариотипе дицентрической хромосомы или со слипанием
теломерных участков хромосом (Горячкина, Сизых, 2012).
60
Рис. 3. Патологии митоза в меристеме проростков A. cepa: 1 – агглютинация хромосом; 2 –
микроядра в клетке; 3 – ядерная почка; 4 – мост в анафазе; 5 – мост в телофазе; 6 –
отставание хромосом в анафазе
На рисунке 4 видно, что частота встречаемости ядерных нарушений (ЯН) и
агглютинации хромосом (АХ) (%) резко снижается при концентрации магния 50 мг/л. При
этой же концентрации наблюдается нейтрализация биологического действия никеля в
опытах по определению комбинированного воздействия магния и никеля на всхожесть
семян. Однако для других типов митотических нарушений подобной закономерности не
выявлено. Вероятно, стимуляция никелем скорости деления клеток приводит к
увеличению частоты возникающих нарушений.
○ C (Ni) 0.5 × C (Ni) 1.0
Рис. 4. Частота встречаемости ядерных нарушений (А) и агглютинации хромосом (Б)
(легенда - концентрация никеля, мг/л)
Для понимания раздельного и комбинированного воздействия никеля и магния на
процесс деления растительной клетки и частоту возникающих цитогенетических
нарушений необходимо продолжить исследования, направленные на построение
токсикологической кривой для данных веществ.
Заключение
Проведенное исследование показало, что невысокие концентрации никеля в
растворе оказывают на растительные объекты стимулирующее, а не подавляющее
действие, что выражалось в первую очередь в увеличении всхожести семян лука.
Наблюдаемый эффект, по всей видимости, связан с увеличением активности
никельсодержащего фермента уреазы, играющего важную роль в метаболизме мочевины в
семенах и вегетирующих органах растений. При этом отмечается цитогенотоксический
61
эффект никеля, который выражается в возрастании частоты встречаемости мостов в
анафазе и телофазе и агглютинации хромосом.
При добавлении магния в концентрации 50-300 мг/л в никельсодержащий раствор
происходило снижение биологической эффективности никеля, о чем свидетельствует тот
факт, что показатели всхожести семян и роста проростков становились близки к
контрольным значениям. Полученные результаты подтверждают существование слабых
антагонистических отношений между никелем и магнием.
Литература
1.
Горячкина О.В., Сизых О.А. Цитогенетические реакции хвойных растений в
антропогенно-нарушенных районах г. Красноярска и его районах // Хвойные бореальной
зоны. – 2012. – ХХХ. - №1-2. – С. 46-51
2.
Ибрагимова Э.Э. Исследование совместного действия остаточных количеств
пестицидов и тяжелых металлов на частоту мутирования клеток корневой меристемы
Allium cepa L. // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И.
Вернадского. Том 27 (66). 2014. №3. С.31-42
3.
Петрашова Д.А., Белишева Н.К. Цитогенетические эффекты высокоэнергетической
нейтронной компоненты космических лучей // Труды Кольского научного центра РАН:
Гелиогеофизика. – Апатиты, 2015. - №6(32). – С. 41-49
4.
Barbeґrio A., Voltolini J. C., Mello M. L. S. Standardization of bulb and root sample
sizes for the Allium test // Ecotoxicology. – 2011. – Vol. 20. – pp. 927–935.
5.
Dixon N.E., Gazzola C., Blakeley R.L., Zerner B. Jack bean urease (EC 3.5.1.5). A
metalloenzyme. A simple biological role for nickel. J. Am. Chem. Soc. 1975. 97: 4131-4133.
6.
Fiskesjo G. The Allium test as a standard in environmental monitoring // Hereditas.1985.
Vol. 102. P. 99–112
7.
Mishra, D., Kar M. Nickel in plant growth and metabolism. Bot. Rev. 1974. 40:395-452.
8.
Rank J., Nielsen M.H. Genotoxicity testing of wastewater sludge using the Allim cepa
anaphase-telophasechromosome aberration assay//Mutation Research. – 1998. V.418. – P.113119
КОМПЕНСАЦИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО СОХРАНЕНИЮ РЕДКИХ ВИДОВ
СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ ПРИ ОТЧУЖДЕНИИ ТЕРРИТОРИИ ПОД
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ. НА ПРИМЕРЕ ОТВАЛОВ РУДНИКА
«ВОСТОЧНЫЙ» ФОСАГРО
Похилько А.А., Кашулина Г.М.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E.mail: galina.kashulina@gmail.com
Интенсивное развитие промышленности в Мурманской области оказывает
негативное влияние на состояние экосистем в регионе. Богатство региона минеральными
ресурсами обусловливают развитие горнодобывающих предприятий в регионе. Большие
площади, занимаемые горно-обогатительными предприятиями (карьеры, отвалы,
производственные помещения, складирование отходов от обогащения), приводят к
полному уничтожению на этих территориях всех растений, включая редкие виды
растений, охраняемые государством. Благодаря большим залежам апатит-нефелиновых
руд в Хибинских горах уже более 80 лет ведется их добыча и переработка. По договору с
ООО «ГорноХимический инжиниринг» нами были сформулированы предложения
компенсационных мероприятий и мероприятий по уменьшению ущерба сосудистым
растениям, включенным в Красные книги России и Мурманской области на территории
под проектируемое расширение отвалов рудника «Восточный» ФОСАГРО.
Наши предложения были основаны на результатах геоботанического обследования
сотрудников ЗАО «МурманскТИСИз», проводивших изыскательские работы, и
62
собственных маршрутных исследованиях на территории, планируемой под расширение
отвалов рудника «Восточный». Данной работе в значительной степени способствовал
многолетний опыт изучения популяций редких видов сосудистых растений в
естественных местообитаниях и в культуре на территории Мурманской области, в том
числе в Хибинском горном массиве, сотрудниками Полярно-альпийского ботанического
сада-института (ПАБСИ) (Скиткина, 1978; Андреева и др., 1984, 1987; Бубенец и др.,
1993; Филиппова, 1981; Блинова, 1993, 1995 и др.).
В таблице представлен список редких и нуждающихся в охране видов сосудистых
растений, произрастающих на территории, проектированной под расширение отвалов
рудника «Восточный». Латинские названия таксонов в таблице приводятся без авторов по
сводке С.К. Черепанова (1995). Обследованная территория оказалась очень насыщенной
редкими и нуждающимися в охране сосудистыми растениями. Согласно Красной книге
Мурманской области 2003 года на обследованной территории было обнаружено 30 видов
редких и нуждающихся в охране сосудистых растений. По Красной книге 2014 года - 22
вида (табл.), в том числе 2 вида со статусом 2 (мак лапландский – Papaver lapponicum и
беквичия ледниковая – Beckwithia glacialis) и 6 видов 3-ей категории (многорядник
копьевидный – Polystichum lonchitis, ива деревцевидная – Salix arbuscula, кизильник
киноварно-красный – Cotoneaster cinnabarinus, шиповник иглистый – Rosa acicularis,
кассиопея четырехгранная – Cassiope tetragona, тимьян субарктический – Thymus
subarcticus), и 14 видов биологического надзора, требующих внимания к их состоянию
(многоножка обыкновенная – Polypodium vulgare, пололепестник зеленый – Coeloglossum
viride, гвоздика пышная – Dianthus superbus, смолевка бесстебельная – Silene acaulis,
сердечник маргаритколистный – Cardamine bellidifolia, камнеломка супротивнолистная –
Saxifraga oppositifolia, камнеломка жестколистная – Saxifraga aizoides, дриада
восьмилепестная – Dryas octopetala, дриада точечная – Dryas punctata, грушанка
норвежская – Pyrola norvegica, незабудка стелющаяся – Myosotis decumbens, гарриманелла
моховидная – Harrimanella hypnoides, фиалка горная – Viola montana, смолевка
бесстебельная – Silene acaulis.
Таблица. Список редких и нуждающихся в охране видов сосудистых растений,
произрастающих на проектируемой под отвалы территории, по Красной книге
Мурманской области (2003, 2014)
Название вида
Многорядник копьевидный – Polystichum
lonchitis (сем. Щитовниковые – Dryopteridaceae)
Многоножка обыкновенная – Polypodium vulgare
(сем. Многоножковые – Polypodiaceae)
Ладьян трехнадрезный – Corallorrhiza trifida
(сем. Орхидные – Orchidaceae)
Пальчатокоренник пятнистый – Dactylorhiza
maculata (сем. Орхидные – Orchidaceae )
Пололепестник зеленый – Coeloglossum viride
(сем. Орхидные – Orchidaceae)
Тайник сердцевидный – Listera cordata (сем.
Орхидные – Orchidaceae)
Ива деревцевидная – Salix arbuscula (сем.
Ивовые – Salicaceae)
Ольха кольская – Alnus kolaënsis (сем. Березовые
– Betulaceae)
Гвоздика пышная – Dianthus superbus (сем.
Гвоздичные – Caryophyllaceae)
Смолевка бесстебельная – Silene acaulis (сем.
Гвоздичные – Caryophyllaceae)
Беквичия ледниковая- Beckwithia glacialis (сем.
Категория
охраны - статус
(2003)*
3
Категория охраны - статус
(2014)**
3
бионадзор
бионадзор
3
исключен
бионадзор
исключен
3
бионадзор
3
исключен
бионадзор
3
бионадзор
исключен
бионадзор
бионадзор
бионадзор
бионадзор
2
2
63
Лютиковые –Ranunculaceae)
Мак лапландский – Papaver lapponicum (сем.
Маковые – Papaveraceae)
Сердечник маргаритколистный – Cardamine
bellidifola (сем. Капустные – Brassicaceae)
Камнеломка дернистая – Saxifraga cespitosa
(сем. Камнеломковые - Saxifragaceae)
Камнеломка жестколистная – Saxifraga aizoides
(сем. Камнеломковые – Saxifragaceae)
Камнеломка супротивнолистная – Saxifraga
oppositifolia (сем. Камнеломковые–
Saxifragaceae)
Дриада восьмилепестная – Dryas octopetala (сем.
Розоцветные – Rosaceae)
Дриада точечная – Dryas punctata (сем.
Розоцветные – Rosaceae)
Рябина Городкова – Sorbus gorodkovii (сем.
Розоцветные – Rosaceae)
Кизильник киноварно-красный – Cotoneaster
cinnabarinus (сем. Розоцветные – Rosaceae)
Черемуха птичья – Padus avium (сем.
Розоцветные - Rosaceae)
Шиповник иглистый – Rosa acicularis (сем.
Розоцветные – Rosaceae)
Фиалка горная – Viola montana (сем. Фиалковые
– Violaceae)
Грушанка норвежская – Pyrola norvegica (сем.
Грушанковые – Pyrolaceae)
Гарриманелла моховидная – Harrimanella
hypnoides (сем. Вересковые – Ericaceae)
Кассиопея четырехгранная – Cassiope tetragona
(сем. Вересковые – Ericaceae)
Диапенсия лапландская – Diapensia lapponica
(сем. Диапенсиевые – Diapensiaceae)
Незабудка стелющаяся – Myosotis decumbens
(сем. Бурачниковые – Boraginaceae)
Тимьян субарктический - Thymus subarcticus
(сем. Яснотковые – Lamiaceae)
Цицербита альпийская – Cicerbita alpina (сем.
Астровые – Asteraceae)
2
2
бионадзор
бионадзор
бионадзор
исключен
бионадзор
бионадзор
бионадзор
бионадзор
бионадзор
бионадзор
бионадзор
бионадзор
бионадзор
исключен
3
бионадзор
3
3
исключен
3
бионадзор
бионадзор
бионадзор
бионадзор
бионадзор
бионадзор
3
3
бионадзор
исключен
бионадзор
бионадзор
2
3
3
бионадзор
* Категория охраны по Красной книге Мурманской области (2003)
** Категория охраны по Красной книге Мурманской области (2014)
При выработке данных предложений учитывались следующие факторы: категория
охраны редкого вида сосудистых растений;
численность вида на территории,
планируемой к отчуждению, и в других местообитаниях в Хибинах, регионе и в стране;
насыщенность обследованных участков редкими видами растений; расположение
наиболее экологически ценных участков относительно границ проектируемых отвалов;
наличие и эффективность разработанных на настоящее время способов пересадки редких
видов растений из естественных местообитаний в культуру, сходные природные
местообитания и для озеленения городов; практические возможности для пересадки
редких видов сосудистых растений в то или иное (питомники ПАБСИ, новые сходные
естественные местообитания, городские скверы и парки) новое местообитание.
Отведение территории под отвалы горных пород подразумевает полное прямое
уничтожение, как самих редких видов сосудистых растений, так и мест их обитания. В
этом случае для минимизации ущерба редким видам сосудистых растений возможны
только два варианта: первый способ – изменение границ отвалов с исключением участков
64
наиболее насыщенных редкими видами растений и расположенных близко к границам
проектируемых отвалов; второй способ – это пересадка редких видов растений со всех
остальных участков с территории, проектируемой под отвалы до начала
производственных работ, в новые естественные местообитания и в культуру. Комплекс
компенсационных мероприятий разрабатывался отдельно для каждого вида редких
сосудистых растений в зависимости от сочетания факторов, перечисленных в двух
предыдущих абзацах. В данном докладе растения Красной книги Мурманской области
2003 и 2014 года объединены в 2 группы, для которых:
- условия позволяют изменить границы отвалов;
- условия не позволяют изменить границы отвалов.
Для многорядника копьевидного – Polystichum lonchitis, ладьяна трехнадрезного –
Corallorrhiza trifida, пальчатокоренника пятнистого – Dactylorhiza maculata,
пололепестника зеленого - Coeloglossum viride, тайника сердцевидного – Listera cordata,
гвоздики пышной - Dianthus superbus, кизильника киноварно-красного – Cotoneaster
cinnabarinus. рябины Городкова – Sorbus gorodkovii, черемухи птичьей – Padus avium,
шиповника иглистого – Rosa acicularis, фиалки горной – Viola montana, грушанки
норвежской - Pyrola norvegica, тимьяна субарктического – Thymus subarcticus, цицербиты
альпийской – Cicerbita alpinа было рекомендовано изменить границы отчуждаемой
территории, сохранив местообитание этих растений на участке, расположенное близко к
границам отвалов. Для остальной территории - пересадка растений в коллекционные
питомники ПАБСИ, на заповедные территории, ООПТ разных типов или частные
коллекции; сбор спор или семян и их посев в сходные места обитания.
Для растений, которые не встречаются на границе планируемых отвалов:
многоножки обыкновенной – Polypodium vulgare, ивы деревцевидной – Salix arbuscula,
ольхи кольской – Alnus kolaensis, смолевки бесстебельной – Silene acaulis, беквичии
ледниковой – Beckwithia glacialis, мака лапландского – Papaver lapponicum, сердечника
маргаритколистного - Cardamine bellidifolia, камнеломки супротивнолистной – Saxifraga
oppositifolia, камнеломки жестколистной – Saxifraga aizoides, камнеломки дернистой –
Saxifraga cespitosa, дриады восьмилепестной - Dryas octopetala, дриады точечной – Dryas
punctatа, гарриманеллы моховидной – Harrimanella hypnoides, кассиопеи четырехгранной
– Cassiope tetragona, диапенсии лапландской – Diapensia lapponica и незабудки
стелющейся – Myosotis decumbens было рекомендовано пересадить живые растения в
коллекционные питомники ПАБСИ, на заповедные территории, ООПТ разных типов и в
частные коллекции; и/или сбор спор или семян и их посев в сходные места обитания.
Живые растения и/или семена многих редких растений разных жизненных форм:
пальчатокоренника пятнистого, пололепестника зеленого, ольхи кольской, смолевки
бесстебельной, гвоздики пышной, мака лапландского, сердечника маргаритколистного,
камнеломки супротивнолистной, камнеломки жестколистной, камнеломки дернистой,
дриады восьмилепестной, дриады точечной, кизильника киноварно-красного, рябины
Городкова, черемухи птичьей, шиповника иглистого, фиалки горной, грушанки
норвежской,, гарриманеллы моховидной, кассиопеи четырехгранной, тимьяна
субарктического, и цицербиты альпийской также можно использовать для рекультивации
нарушенных территорий в сочетании с другими растениями, которые применяются и
активно используются в этих целях.
Согласно данным рекомендациям на стадии проектирования были изменены
границы одного из отвалов, что позволит сохранить местообитание 8 редких видов
сосудистых растений Мурманской области (кизильник киноварно-красный, вид Красной
книги России; тимьян субарктический, многорядник копьевидный, роза иглистая, фиалка
горная, гвоздика пышная, черемуха птичья, рябина Городкова).
В рамках реализации предложенных нами рекомендаций, сотрудниками ПАБСИ по
договору с ФОСАГРО в 2015 году были начаты работы по пересадке живых растений
беквичии ледниковой с участков, которые в ближайшее время будут использоваться под
отвалы, в коллекционные питомники ПАБСИ и цветочные клумбы некоторых
организаций городов Кировска и Апатиты (Похилько и др., данное издание).
65
Считаем необходимым продолжить эксперименты по введению в культуру тех
видов редких растений, опыт пересадки которых сотрудниками ПАБСИ пока не дал
устойчивых положительных результатов (например, беквичия ледниковая, кассиопея
четырехгранная и др.). Целесообразна также разработка методов пересадки их и в новые
естественные местообитания и для целей рекультивации нарушенных территорий.
Необходимо проведение дальнейших исследований по разработке более полного
комплекса мероприятий, направленных на минимизацию ущерба редким видам растений в
случае отторжения территории под промышленные объекты.
Литература
1.
Андреева В.Н., Похилько А.А., Филиппова Л.Н., Царева В.Т. Биологическая флора
Мурманской области. Апатиты. Изд-во Кольского филиала АН СССР. 1984. 295 с.
2.
Андреева В.Н., Похилько А.А., Царева В.Т. Биологическая флора Мурманской
области. Апатиты. Изд-во Кольского филиала АН СССР.1987. 120 с.
3.
Блинова И.В. Эколого-биологические особенности Platanthera bifolia (L.) Rich. на
северной границе ареала. // Флористические и геоботанические исследования в
Мурманской области. Апатиты. Изд-во Кольского научного центра РАН. 1993. С. 107-114.
4.
Блинова И.В. О жизненной форме Leucorchis albida (L.) E. Mey // Актуальные
вопросы экологической морфологии растений. М.:МГУ, 1995. С. 31-34.
5.
Бубенец В.Н., Похилько А.А., Царева В.Т. Биологическая флора Мурманской
области. Апатиты. Изд-во Кольского научного центра РАН. 1993. 135 с.
6.
Красная книга Мурманской области. Мурманск. Мурманское книжное изд-во.
2003. 396 с.
7.
Красная книга Мурманской области. Кемерово: «Азия-принт», 2014, 516 с.
8.
Красная книга Российской Федерации (растения и грибы). М.:Товарищество
научных изданий КМК, 2008. 855 с.
9.
Похилько А.А., Полоскова Е.Ю., Кашулина Г.М. Опыт пересадки беквичии
ледниковой (Beckwithia glacialis) из естественных местообитаний в культуру / Данное
издание.
10.
Скиткина А.А. Морфолого-биологические особенности и экология камнеломок
Кольского полуострова. Л.: Наука, 1978. 120 с.
11.
Филиппова Л.Н. Биология северных растений при введении их в культуру. Л.:
Наука, 1981. 117 с.
12.
Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб.
Мир и семья 1995. 990с.
ОПЫТ ПЕРЕСАДКИ БЕКВИЧИИ ЛЕДНИКОВОЙ (Beckwithia glacialis) ИЗ
ЕСТЕСТВЕННЫХ МЕСТООБИТАНИЙ В КУЛЬТУРУ
Похилько А.А., Полоскова Е.Ю., Кашулина Г.М.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E.mail: galina.kashulina@gmail.com, poloskova_eu@mail.ru
При разработке рекомендаций компенсационных мероприятий и мероприятий по
уменьшению ущерба сосудистым растениям, включенным в Красную книгу Мурманской
области (2003, 2014) на территории под проектируемое расширение отвалов рудника
«Восточный» по добыче апатит-нефелиновых руд ФОСАГРО было рекомендовано
производить пересадку редких растений с территорий, планируемых под промышленные
объекты, в коллекционные питомники Полярно-альпийского ботанического сада
(ПАБСИ) и в другие пригодные для их роста местообитания (Похилько, Кашулина,
данное издание). В ПАБСИ имеется длительный опыт по выращиванию редких видов
сосудистых растений в культуре (Скиткина, 1978; Андреева и др., 1984, 1987; Бубенец и
др., 1993; Филиппова, 1981; Блинова, 1993, 1995 и др.), В таблице 1 приведена
66
информация о существующем опыте по пересадке редких сосудистых растений,
обнаруженных на территории, планируемой к отчуждению отвалами рудника
«Восточный», из естественных условий в коллекционные питомники. Все эти виды
растений уже длительное время произрастают на коллекционных питомниках ПАБСИ.
Несколько видов растений успешно используются для озеленения городов (рябина
Городкова, черемуха птичья, шиповник иглистый, фиалка горная, незабудка стелющаяся)
и создания альпийских горок и альпинариев (гвоздика пышная, смолевка бесстебельная,
мак лапландский, камнеломка дернистая).
Таблица 1. Сводная таблица существующего опыта Полярно-альпийского ботанического
сада-института КНЦ РАН (ПАБСИ) по пересадке редких сосудистых растений из
естественных условий в коллекционные питомники. Латинские названия таксонов в
таблице приводятся без авторов по сводке С.К. Черепанова (1995).
Название вида
Многорядник копьевидный – Polystichum
lonchitis
Многоножка обыкновенная – Polypodium
vulgare
Ладьян трехнадрезный – Corallorrhiza
trifida
Пальчатокоренник пятнистый –
Dactylorhiza maculata
Пололепестник зеленый – Coeloglossum
viride
Тайник сердцевидный –
Listera cordata
Ива деревцевидная – Salix arbuscula Ольха кольская –
Alnus kolaënsis
Гвоздика пышная –
Dianthus superbus
Смолевка бесстебельная – Silene acaulis
Беквичия ледниковая- Beckwithia
glacialis
Мак лапландский – Papaver lapponicum
Сердечник маргаритколистный –
Cardamine bellidifola
Камнеломка дернистая – Saxifraga
cespitosa
Камнеломка жестколистная – Saxifraga
aizoides
Камнеломка супротивнолистная –
Saxifraga oppositifolia
Дриада восьмилепестная – Dryas
octopetala
Дриада точечная – Dryas punctata
Рябина Городкова – Sorbus gorodkovii
Кизильник киноварно-красный –
Cotoneaster cinnabarinus
Черемуха птичья – Padus avium
В коллекционные питомники ПАБСИ
Способ
Эффективность
Живыми растениями
Устойчив
Живыми растениями
Успешно
Живыми растениями
Пониженная
жизненность
Живыми растениями
Успешно
Живыми растениями
Живыми растениями
Семенами, черенками,
живыми растениями
Семенами, черенками,
живыми растениями
Семенами
Живыми растениями,
семенами
Живыми растениями,
семенами
Живыми растениями,
семенами
Живыми растениями,
семенами
Живыми растениями,
семенами
Живыми растениями,
семенами
Живыми растениями,
семенами
Живыми растениями,
семенами
Живыми растениями,
семенами
Семенами, черенками,
живыми растениями
Семенами, черенками,
живыми растениями
Семенами, черенками,
живыми растениями
Пониженная
жизненность
Пониженная
жизненность
Высокая жизненность
Высокая жизненность
Успешно
Успешно
Неустойчив
Успешно
Успешно
Успешно
Относительно успешно
Неустойчив
Относительно успешно
Относительно
устойчива
Успешно
Успешно
Высокая жизненность
67
Шиповник иглистый – Rosa acicularis
Фиалка горная – Viola montana
Грушанка норвежская – Pyrola norvegica
Гарриманелла моховидная –
Harrimanella hypnoides
Кассиопея четырехгранная – Cassiope
tetragona
Диапенсия лапландская – Diapensia
lapponica
Незабудка стелющаяся – Myosotis
decumbens
Тимьян субарктический - Thymus
subarcticus
Цицербита альпийская – Cicerbita alpine
Семенами, черенками,
живыми растениями
Семенами
Живыми растениями
Высокая жизненность
Успешно
Относительно
устойчива
Живыми растениями
Неустойчива
Живыми растениями
Неустойчив
Живыми растениями
Неустойчив
Семенами
Успешно
Живыми растениями
Устойчив
Семенами
Устойчив
При разработке мероприятий по сохранению редких видов растений наибольшего
внимания, конечно же, требует беквичия ледниковая - Beckwithia glacialis (сем.
Лютиковые –Ranunculaceae), которая подлежат охране не только на территории нашего
региона, но и на территории России (Красная книга Мурманской области, 2003. 2014;
Красная книга Российской Федерации, 2008). На протяжении многих лет сотрудниками
Полярно-альпийского ботанического сада-института проводились эксперименты по
введению в культуру этого редкого растения различными методами (пересадкой живыми
растениями из природных местообитаний и посевом семян). Наблюдения за состоянием
популяций беквичии ледниковой показали, что она неустойчива в условиях культуры: для
нее характерно медленное развитие, низкая всхожесть семян, высокая гибель растений на
первых этапах онтогенеза и потребность в избыточном увлажнении. Это затрудняет
введение и содержание ее в культуре (Андреева и др., 1984, 1987; Красная книга
Российской Федерации, 2008).
Эксперименты по пересадке живых растений беквчии ледниковой из естественных
местообитаний в коллекционные питомники ПАБСИ и цветочные клумбы некоторых
организаций городов Кировска и Апатиты были продолжены сотрудниками ПАБСИ по
договору с ФОСАГРО в 2015 и 2016 гг. Эта работа проводилась в рамках реализации
рекомендаций по пересадке редких сосудистых растений с участков, которые в
ближайшее время будут использоваться под отвалы рудника «Восточный» (Похилько,
Кашулина, данное издание).
К настоящему времени беквичия ледниковая была высажена в 7 пунктах: в детских
садах «Колокольчик» и «Ивушка» и на территории храма в г. Апатиты, а также на
питомниках ПАБСИ в городах Кировск и Апатиты (табл. 2). В 2015 году на этих участках
было высажено 192 растения беквичии ледниковой.
Итоги инвентаризации 20, 22 сентября и 4 октября 2016 года показали
относительно высокую приживаемость беквичии ледниковой в культуре, особенно на
питомниках Полярно-альпийского ботанического сада (табл. 2, рис. 1). Низкие цифры ее
приживаемости на участках в детских садах и Храме, скорее всего, обусловлены тем, что
были приняты за сорняки и удалены при прополке летом. Поскольку весной на этих
участках присутствовали все высаженные растения.
Уже после первого года произрастания в новых условиях растения беквичии
ледниковой продемонстрировали и высокую жизненность, особенно на питомниках
ПАБСИ и Храма. Хотя на всех площадках во время инвентаризации в сентябре 2016 года
все растения, за исключением произрастающих на территории Храма, находились в
вегетативном состоянии и готовились к сезонному отмиранию. Т.е., в первый год
произрастания в условиях культуры не образовали генеративных побегов на большинстве
опытных участков.
68
Таблица 2. Пункты посадки, количество высаженных и прижившихся растений беквичии
ледниковой, процент приживаемости и жизненное состояние по пятибалльной системе
Пункт посадки
г. Апатиты, детский сад
«Колокольчик»
г. Апатиты, детский сад
«Ивушка»
г. Апатиты,
территория Храма
г. Апатиты,
экспериментальный участок
ПАБСИ, открытая теплица
г. Кировск, ПАБСИ экспозиция
«Редкие и полезные растения
Мурманской области»
г. Кировск, ПАБСИ,
«Живой гербарий»
г. Кировск, ПАБСИ, семенной
питомник
Количество
высаженных
растений, шт.
Количество
прижившихся
растений, шт.
Приживаемость, %
Жизненность,
баллы
27
16
58
2-3
20
5
25
2-3
17
5
29.4
4
46
46
100
4
10
8
80
3
8
8
100
3
20
20
100
4
Рис. 1. Беквичия ледниковая в естественных условиях в сентябре 2013 года: общий вид
местообитания (верхнее фото, слева) и крупно отдельное растений (верхнее фото,
справа); Беквичия ледниковая в открытой теплице на экспериментальном участке
ПАБСИ в 2016 году - через год после посадки: общий вид делянки (нижнее фото, слева) и
крупно отдельное растение (нижнее фото, справа)
Таким образом, эксперименты 2015-2016 гг. по пересадке беквичии ледниковой из
природных мест произрастания, с территории, планируемой под расширения отвалов
69
рудника «Восточный» ФОСАГРО, в культуру показали относительно высокую
приживаемость и жизненность пересаженных растений этого редкого вида. Эта работа
является продолжением многолетних исследований сотрудников ПАБСИ по
выращиванию редких видов сосудистых растений в культуре. Пересадка живых растений
с участков, отторгаемых под промышленные объекты, в культуру является единственным
способом минимизировать ущерб редким видам сосудистых растений при этом виде
антропогенного воздействия на окружающую среду. Однако высокое варьирование
приживаемости и жизненности пересаженных в культуру растений беквичии ледниковой
в зависимости от участка, а также отсутствие генеративной фазы в первый год ее
произрастания в культуре на большинстве опытных участков требует продолжения
исследований для разработки более эффективных методов пересадки этого и других видов
редких сосудистых растений в культуру.
Литература
1.
Андреева В.Н., Похилько А.А., Филиппова Л.Н., Царева В.Т. Биологическая флора
Мурманской области. Апатиты. Изд-во Кольского филиала АН СССР. 1984. 295 с.
2.
Андреева В.Н., Похилько А.А., Царева В.Т. Биологическая флора Мурманской
области. Апатиты. Изд-во Кольского филиала АН СССР.1987. 120 с.
3.
Блинова И.В. Эколого-биологические особенности Platanthera bifolia (L.) Rich. на
северной границе ареала. // Флористические и геоботанические исследования в
Мурманской области. Апатиты. Изд-во Кольского научного центра РАН. 1993. С. 107-114.
4.
Блинова И.В. О жизненной форме Leucorchis albida (L.) E. Mey // Актуальные
вопросы экологической морфологии растений. М.:МГУ, 1995. С. 31-34.
5.
Бубенец В.Н., Похилько А.А., Царева В.Т. Биологическая флора Мурманской
области. Апатиты. Изд-во Кольского научного центра РАН. 1993. 135 с.
6.
Красная книга Мурманской области. Мурманск. Мурманское книжное изд-во.
2003. 396 с.
7.
Красная книга Мурманской области. Кемерово: «Азия-принт», 2014, 516 с.
8.
Красная книга Российской Федерации (растения и грибы). М.:Товарищество
научных изданий КМК, 2008. 855 с.
9.
Похилько А.А., Кашулина Г.М. Компенсационные мероприятия по сохранению
редких видов сосудистых растений при отчуждении территории под промышленные
объекты. На примере отвалов рудника «Восточный» ФОСАГРО / Данное издание.
10.
Скиткина А.А. Морфолого-биологические особенности и экология камнеломок
Кольского полуострова. Л.: Наука, 1978. 120 с.
11.
Филиппова Л.Н. Биология северных растений при введении их в культуру. Л.:
Наука, 1981. 117 с.
12.
Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб.
Мир и семья 1995. 990с.
ИНТРОДУКЦИЯ И АДАПТАЦИЯ ЭНТОМОФАГОВ В ИНСЕКТАРИИ ПАБСИ
Рак Н.С., Литвинова. С.В.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E-mail: rakntlj@rambler.ru, litvinvasvetlana203@rambler.ru
Интродукция растений в оранжереи, как правило, сопровождается появлением
различных болезней и вредных организмов. Чужеземные фитофаги, пройдя относительно
небольшой период адаптации при отсутствии природных врагов, которые могли бы
регулировать их численность, получают исключительную возможность бесконтрольного
размножения.
В Полярно-альпийском ботаническом саде-институте (ПАБСИ) им. Н.А. Аврорина
Кольского научного центра РАН уже 85 лет осуществляется эксперимент по интродукции
70
растений в коллекционные оранжереи из разных географических зон Земли. Первые
комнатные растения были привезены в Ботанический сад садовником А.А. Калниным в
1934 году и высажены в деревянную тепличку площадью всего 28 кв. м. Только в
середине 1950-х гг. ассортимент стал расширяться видами оранжерейных растений
(Козупеева, Лештаева, 1979). Сейчас коллекционные оранжереи ПАБСИ – это уникальный
фонд более чем 1000 видов тропических и субтропических растений (Козупеева, и др.,
1979; Иванова и др., 2004), многие из которых занесены в Красные книги разных рангов.
Большое флористическое разнообразие и специфический микроклимат созданного
искусственного биоценоза способствовали массовому развитию и формированию
устойчивого состава вредных организмов, борьба с которыми стала необходимой
(Вершинина, 1980; Иванов, Милина, 2003).
До конца 1960-х годов защита растений в оранжерее строилась в основном на
применении пестицидов. Использование пестицидов далеко не всегда дает
положительный результат, поскольку вместе с вредителями уничтожаются и полезные
беспозвоночные, например, опылители, не говоря уже о загрязнении окружающей среды и
нанесении вреда здоровью людей.
Для выявления эколого-биологических закономерностей взаимоотношений
основных групп организмов в искусственном биоценозе коллекционной оранжереи
ПАБСИ с 2005 года проводится фитосанитарный мониторинг. Изучен видовой состав
фитофагов, годичная и сезонная динамика численности, дана оценка их вредоносности в
оранжерее. Проведен поиск и подобраны соответствующие виды энтомоакарифагов.
Разработана и используется специализированная инфраструктура инсектария, который
был создан и оборудован в 90-х гг. специально для адаптации интродуцированных
энтомофагов к новым условиям, сохранения, размножения и дальнейшего применения
против вредителей в коллекционной оранжерее. В настоящее время это единственный
инсектарий в ботанических садах России.
Инсектарий включает 2 теплицы (рис. 1, 2, 3, 4) и изолированный бокс с
биокамерами (рис. 5, 6)
Рис. 1. Инсектарий
Рис. 3. Растения в боксах
Рис. 2. Теплицы инсектария
Рис. 4. Растения на стеллажах
71
Рис. 5. Изолированный бокс
Рис. 6. Биокамеры (парники и садки)
На схемах (рис 7, 8) показано расположение рабочих энтомологических биокамер.
В биокамерах изолированного бокса сохраняются чистые маточные культуры вредителей,
используемые в качестве корма для разведения и содержания энтомофагов в теплицах
инсектария.
В теплицах инсектария на тропических и субтропических растениях круглогодично
содержатся вредители и проходят период адаптации энтомофаги. В весенне-летний
период выращиваются огурцы, томаты, перцы, петрушка, сельдерей, которые интенсивно
растут и сильно заселяются вредителями. Именно на таких сезонных растениях быстро и в
большом количестве размножаются и накапливаются культуры энтомофагов. В зимний
период энтомофаги сохраняются на маточных кормовых растениях.
Условия содержания фитофагов и энтомофагов в теплицах инсектария отличаются
от таковых коллекционной оранжереи большим диапазоном перепадов температур и
влажности воздуха, что связано с конструктивными особенностями строений. Степень
адаптации насекомых и клещей в условиях инсектария оказалась более высокой, что
позволило провести отбор самых перспективных по биологическим показателям
организмов. В боксах поддерживаются оптимальные условия содержания
интродуцированных популяций фитофагов и энтомофагов.
72
Рис. 7. Схема инсектария:
1 – теплицы;
2 – термокамеры;
3 – разводочная;
4 – лаборантские;
5 – компьютерная;
6 – коридор;
7 - изолирующие тамбуры
Рис. 8. Схема изолированного бокса
1,3,5,7 – биокамеры с окнами;
2,4,6,8 – биокамеры без окон;
9 – окна;
10 – коридор;
и – изолирующие тамбуры
Таким образом, в инсектарии обеспечивается размножение и содержание
энтомофагов в течение всего года, в боксе - сохранение чистых маточных культур
вредителей и энтомофагов, в коллекционной оранжерее – поддержание экологически
безопасным методом численности вредителей без угрозы повреждения растений.
Литература
1.
Вершинина Н.П. Вредители декоративных растений Мурманской области //
Развитие ботанических исследований на Кольском Севере. Апатиты, 1980. С. 138-147.
2.
Иванов С.М., Милина Л.И. Основные вредители и болезни растений, их
фитосанитарная профилактика в условиях Мурманской области. Апатиты, 2003. 76 с.
3.
Иванова Л.А., Святковская Е.А., Тростенюк Н.Н. Северное цветоводство. Апатиты,
2004. 202 с.
4.
Козупеева Т.Н., Лештаева А.А. Тропические и субтропические растения на
Полярном севере. Л., 1979. 82 с.
АНАЛИЗ ДРЕВЕСНЫХ ИНТРОДУЦЕНТОВ БОТАНИЧЕСКОГО САДА
КАЗАНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
Салахов Н.В.
Ботанический сад Казанского (Приволжского) федерального университета, Казань, Россия
E-mail: Salakh83@mail.ru
Начиная с 2000 года на территории Республики Татарстан в целях улучшения
качества окружающей среды и жизни населения, работают различные государственные
программы по благоустройству и озеленению населенных пунктов. Целью данных
программ является: развитие и координация эстетического уровня благоустройства и
дизайна населенных пунктов республики, оздоровление экологической обстановки в
73
городах и крупных населенных пунктах Татарстана, а так же повысить уровень жизни
населения в жилых массивах с крупными промышленными центрами.
В условиях Республики Татарстан может успешно произрастать более тысячи
видов древесных растений различных форм и сортов. Для введения их в озеленение,
необходим изучение и анализ видов, особенно интродуцентов из различных ботаникогеографических регионов, с учетом их адаптивности к климатическим и экологогеографическим особенностям Татарстана.
Ботанический сад Казанского университета является одним из старейших в России
(образован в 1806г). Растения в саду были наперечет: 420 корней. Много сделал для
Ботанического сада известный профессор К. Фукс. Его имя до сих пор носит другой сад на
высоком берегу Казанки. Со временем Ботанический сад разросся, была высажена, даже,
аллея сибирских кедров, которые плодоносили. Посетителей поражало видовое
разнообразие флоры сада на Кабане.
С 1985 г. сад переезжает на новую территорию. Для этого отводиться площадь, в
районе посёлка Малые Клыки – на восточной окраине Казани. В перестроечные времена в
силу известных причин развитие сада несколько приостановилось, и все последующие
годы коллекция сада практически не создавалась. Ботанический сад главного учебного
заведения Казани пребывал в прострации своих грёз.
Полноценное формирование вспомогательных подразделений – оранжереи,
гербарии,
библиотеки
ботанической
литературы,
питомника,
экскурсионнопросветительского отдела попадает на начало 2000 годов и только в 2013г. создаётся
полная документация, макет будущего сада с экспозициями; фондовая оранжерея
ботанического сада в столице Татарстана.
Современный сад занимает территорию общей площадью 3,4га и расположен
между поселками Константиновка и М.Клыки на востоке города Казани. Основным
подразделением ботанического сада по занимаемым площадям и функциональной
значимости является дендрарий. Располагаясь на площади 2 га, он занимает северовосточный склон территории с уклоном южной экспозиции в 35º. Закладка дендрария
произведена в 2013г, его полезная площадь составляет 1,5га.
Интродукция некоторых видов затруднена тем, что территория Ботанического
сада в течение года испытывает воздействие сильных ветров, которые весной и летом
иссушают почву, а зимой отрицательно влияют на теплолюбивые виды растений.
На территории Ботанического сада представлен один тип почв – дерновоподзолистые на суглинистых почвообразующих породах. Для улучшения агрохимических
свойств почвы создаются по всему дендрарию газоны с участием Trifolium repens L.
Это поможет приблизить степень щелочной реакции к нейтральной с зернистой
структурой почвы.
Все виды растений, произрастающие в коллекции, размещены по ботаникогеографическому принципу в пределах 5 географических экспозиций дендрария: 1Европейский сад; 2 – Восточный сад; 3 – Дальний Восток; 4 – Северная Америка; 5 –
Азия.
Экспозиции сформированы с учетом общности происхождения видов. Названия
таксонов ранга семейств и отчасти родов приведены по А.Л. Тахтаджяну (1987), названия
родов и видов даны по С.К. Черепанову (1995).
Доминирующее количество растений в коллекциях дендрария представляют:
Российский Дальний Восток, Китай, Япония и Северная Америка. Некоторые
представители из этих регионов давно используются в озеленении на территории
республики (Parthenocissus henryana Vahl, Sorbaria sorbifolia (L.), Rosa rugosa Thunb.).
Многие виды являются экзотами для региона (Picea canadensis Mill., Magnolia kobus
DC., Juniperus scopulorum Sarg., Fallópia sachalinénsis Fr.Schmidt). Большой интерес для
интродукции представляют собой растения: Júglans mandshúrica (Hayata) A.M.Lu &
R.H.Chang, и другие.
В представленные экспозиции так же включены растения Средней Азии,
Западного Китая, Монголии, Тибета: Juglans regia L., Crataegus turkestanica Pojark.,
74
Platanus orientalis L. , Berberis heteropoda Schrenk.
Растения, характерные для Сибири и Алтая – Spiraea chamaedryfolia L., Salix
dasyclados Wimm., Securinega subfruticosa (Pall.) Rehd., Sorbus sibirica Hedl.,
Pentaphylloides fruticosa (L.) O. Schwarz. и др.
В экспозициях представлены растения Закавказья, Северного Кавказа,
Предкавказья и Южной Европы: Castanea sativa
Mill., Quercus castaneifolia C.A. Mey.,
Fagus orientalis Lipsky, Staphylea pinnata L. и др. Виды представляющие Западную,
Среднюю и Северную Европы: Tilia cordata Mill., Fraxinus excelsior L., Quercus robur
L., Acer campestre L., Acer platanoides L., Alnus glutinosa (L.) Gaertn, Euonymus europaea
L., Aesculus hippocastanum L., Syringa josikaea Jacq. ex Reichenb., Fraxinus ornus L., Tilia
europaea L., Sorbus mougeottii Soy-Willem. et Godr. и др.
Анализ соотношений видов различного географического происхождения
свидетельствует о том, что наибольшая доля растений отмечена в составе экспозиций
«Европейский сад» и «Дальний Восток».
В связи с приведенными данными целесообразно выявление областей,
наиболее перспективных в качестве источников материала для дальнейшей
интродукционной работы в регионе. Как показывают наши исследования, для
республики Татарстан с учетом местных условий, наиболее перспективными видами
для интродукционного материала будут интересны регионы с дендрофлорой – Дальний
Восток, Средняя Азия, Америка, Северный Кавказ. В коллекции отмечено 41голосеменных и 326 - покрытосеменных видов.
Большая доля представителей семейства Rosaceae (23 рода, 109 видов, 3
разновидности, 2 сорта и форм). Ведущее место среди голосеменных растений
занимает семейство Cupressaceae.
Литература
1.
Алехин, В.В. Методика полевого изучения растительности и флоры. - М.:
Наркомпрос, 1938. - 208 с.
2.
Архипова, Н.С. Методические аспекты использования ЭОР в курсе «Растительный
и животный мир республики Татарстан/ Н.С. Архипова, Н.В. Салахов // Ученые записки
ИСГЗ. - 2013. - № 1-2 (11). - С. 262-266.
3.
Благовещенский, В.В. Определитель растений Среднего Поволжья / В.В.
Благовещенский, Ю.А. Пчелкин, Н.С. Раков, В.В. Старикова и др. - Л.: Наука, 1984. - 392
с.
4.
Буланый, Ю.И. Правила сбора, обработки и хранения коллекции растений. / Ю.И.
Буланый, М.В. Буланая, А.Г. Еленевский, В.А. Болдырев. - Саратов, Гербарий, 2006. - 52с.
5.
Горохова, Т.А. В книге: Онтогенетический атлас растений / Т.А. Горохова, М.В.
Бекмансуров, Н.В. Салахов; под ред. Л.А. Жуковой. - Йошкар-Ола, 2007. - С. 41-46.
6.
Савиных, Н.П. Поливариантность развития растений как следствие модульной
организации // Поливариантность развития организмов, популяций и сообществ. ЙошкарОла, 2006. - С. 43-51.
7.
Салахов, Н.В. Эколого-фитоценотическая приуроченность, жизненные формы и
популяционная биология Juniperus Communis L. в республике Татарстан / Диссертация на
соискание ученой степени кандидата биологических наук / Н.В. Салахов. - Московский
педагогический государственный университет, 2009. – 168с.
8.
Barthelemy, D. Plant architecture: A dynamic, multilevel and comprehensive approach to
plant form, structure and ontogeny / D. Barthelemy, Y. Caraglio // Annals of botany, 2007. Vol.99. - P. 375-407.
75
АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРОДСКИХ ПОЧВ МУРМАНСКОЙ
ОБЛАСТИ
1,2
Салтан Н.В. , Коробейникова Н.М.1
1
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
2
Мурманский государственный технический университет
E-mail: saltan.natalya@mail.ru
В условиях современных городов, в особенности промышленных, все компоненты
природных экосистем претерпевают изменения: меняется газовый состав атмосферы,
наблюдаются аномалии температуры, осадков, скоростей и направлений ветра;
происходит загрязнение вод, изменение режима поверхностного и подземного стока;
нарушаются рельеф (планирование поверхности под застройку) и почвенный покров (при
строительных работах, создание искусственных грунтов путем насыпания и намыва);
обедняется растительный и животный мир. В процессе подобных преобразований
формируется особая природно-городская экосистема или урбаноэкосистема, которая
характеризуется возникновением новых типов искусственно созданных систем в
результате деградации, уничтожения и замещения природных систем.
Одним из важнейших компонентов урбаноэкосистемы является почва, сильно
трансформированная в условиях города. Впервые понятие «городские почвы было
введено Bockheim F. (США) в 1974 г. В настоящий момент под городскими почвами
понимаются «почвы, имеющие созданный человеком поверхностный слой мощностью
более 50 см, полученный перемешиванием, насыпанием, погребением или загрязнением
материалами урбаногенного происхождения (строительно-бытовой мусор)» (цит. по
Почва. Город. Экология, 1997).
Городские почвы существенно отличаются от природных почв:
- формированием почв на насыпных или смешанных грунтах, культурном слое;
- изменением физико-механических свойств (повышенная плотность сложения и
каменистость, пониженная влагоемкость)
- наличием различных включений, бытового и строительного мусора, высокой
степенью загрязнения нефтепродуктами и тяжелыми металлами;
- ростом почвенного профиля вследствие интенсивного воздушного загрязнения.
Целью нашей работы стало изучение агрохимических свойств городских почв на
различных объектах озеленения в некоторых населенных пунктах Мурманской области, в
связи с важностью данных показателей для роста и развития растений, используемых в
озеленении и соответственно обеспечению эстетического восприятия населения городов
зелеными насаждениями.
В период с 2010-2015гг. в городах на различных объектах городского пользования
были отобраны смешанные почвенные образцы из слоя 0-20 см (Методические
указания…,1996). В лаборатории почвоведения ПАБСИ КНЦ РАН были определены
такие почвенные показатели, как рН солевой вытяжки, нитратный и аммонийный азот
обменный калий и подвижные формы фосфора по методу Кирсанова (Аринушкина, 1961).
Результаты проведенного исследования приведены в таблице 1. В качестве условно
фоновых значений были использованы данные для верхнего органогенного горизонта
зональных почв (Al-Fe-гумусовые подзолы), поскольку в отобранных для исследования
почвенных образцах доля этого горизонта была наиболее представленной.
Кислотность субстратов (рН) является важным показателем их пригодности для
выращивания растений. Высокая, либо низкая кислотность отрицательно влияет на
состояние растений и является причиной неблагоприятного питательного режима
субстратов.
Для верхнего органогенного горизонта фоновых зональных почв характерны
низкие значения кислотной реакции почвенного раствора (рНвод. 3,6-5,0) (Переверзев,
2004). Для городских почв по сравнению с естественными почвами выявлены более
высокие значения рН, достигающие нейтральных показателей среды. Варьирование
76
величины рН зависит от времени освоения почв, влажности почв, наличия питательных
элементов, присутствия аэротехногенных загрязнителей, погодных условий. В ряде
других работ также показано подщелачивание городских почв, происходящее за счет
поступления большого количества пыли, содержащей карбонаты кальция и магния;
использования хлоридов кальция и натрия, а также других солей в качестве
антигололедных средств и ряда других причин.
Таблица 1. Агрохимические показатели городских почв Мурманской области
Город/
объект городского пользования
мг/100 г абс. сух. почвы
рН сол.
NH4
NO3
P2O5
K2O
5,41-6,25
4,10-5,45
1,10-1,20
0,52-2,86
0,69-1,07
0,76-2,68
341,0-546,9
64,4-321,7
н/о
9,5-100,0
Школа №1 (сквер)
Сквер у Дворца культуры им.
С.М. Кирова
Сквер у монумента жертвам
интервенции
4,15-4,94
4,36-5,98
1,30-2,34
0,52-3,57
0,08-1,75
0,15-5,10
64,4-296,0
102,9-218,8
н/о
30,5-100,0
4,04-5,95
0,97-5,68
0,23-2,21
57,9-315,3
8,4-31,5
Сквер на пл. Пяти углов
4,30-5,40
1,23-4,22
103,0-321,7
21,5-46,9
Морской порт (территория)
Североморск
Ул. Сафронова
Ул. Душенова
Мончегорск
Интернат (территория)
Сквер на Монче
Проспект Металлургов
Ковдор
Аптека (территория)
Кандалакша
Ж/д вокзал (территория)
пгт. Никель
Сквер у администрации
Проспект Гвардейский
Ул. Победы
5,20-5,50
0,32-2,14
0,08-1,52
46,3-133,8
17,5-52,5
5,20-6,40
5,80-6,0
0,45-2,07
0,71-1,36
0,08-0,99
0,08-1,07
74,6-180,2
56,6-283,1
18,5-37,5
25,0-42,5
4,90-6,80
5,63-6,50
3,98-7,35
0,40-1,0
0,42-1,56
0,52-2,01
0,37-0,58
0,11-0,46
0,13-0,43
22,9-392,5
38,6-733,6
51,5-746,5
9,5-27,3
9,5-25,0
7,0-45,5
6,60
0,92
3,23
360,4
34,1
5,0-5,20
0,43-1,44
0,15-0,33
96,5-251,0
7,5-15,0
4,63-5,61
4,43-5,10
4,33-4,38
0,20-0,30
0,08-0,55
1,32-1,50
0-0,29
0,53-1,23
0,24-0,25
8,09-9,57
7,92-20,20
7,13-8,47
н/о
н/о
н/о
Мурманск
Бульвар Воровского
Проспект Ленина
0,0-1,95
Примечание: «н/о» - не определено
Формы содержания азота в почве подразделяются на минеральную и
органическую. Основное количество почвенного азота сосредоточено в органическом
веществе почвы, но азот органического происхождения непосредственно недоступен для
растений, поэтому об обеспеченности растений почвенным азотом судят по содержанию
его минеральных форм. Минеральный азот представлен преимущественно солями азотной
(нитраты) и азотистой (нитриты) кислот, а также солями аммония. Нитраты и обменный
аммоний являются основными источниками азотного питания растений. Нитраты
находятся в почве в виде водорастворимых солей азотной кислоты. Они отличаются
высокой подвижностью, в связи с этим содержание их в почве подвержено большим
колебаниям. Из почвы нитратная форма азота может вымываться атмосферными
осадками, поливными водами.
Проведенное нами исследование показало, что в условиях городской среды почвы
преимущественно обеднены минеральным азотом, так же как естественные почвы
Кольского полуострова (NH4 -1,14-3,68 мг/100г; NO3 -0,59-0,61 мг/100г (Переверзев,
Кислых, 1978)). В связи с этим обеспеченность растений азотом находится на очень
низком и низком уровнях (табл. 2). Единично высокие значения носят случайный
характер.
77
Таблица 2. Группировка по обеспеченности растений нитратным азотом (Мудрых, Алешин,
2011)
Содержание N-NO3, мг/кг почвы Обеспеченность растений
0-20 см
< 10
очень низкая
10-15
низкая
15-20
средняя
> 20
высокая
Содержание фосфора зависит от гранулометрического состава, кислотности почвы,
количества кальция, магния и гумуса в почве. Кислотность почвы может определять
использование фосфора растениями. Считается, что доступный фосфор – это
минеральный фосфор и часть органического, которая в ближайшее время перейдёт в
минеральную форму. Для городских почв области показано очень высокое количество
подвижного фосфора, что характерно и для фоновых почв. Вследствие обогащенности
городских почв фосфором степень обеспеченности им растений находится
преимущественно на высоком уровне (табл. 3). Однако, в работе Переверзева и др. (1992)
отмечено, что использование метода Кирсанова для оценки обеспеченности почв
фосфором дает завышенные его индексы.
Калий в почвах находится большей частью в нерастворимой, т.е. недоступной для
растений форме. Его содержание зависит от типа почв, минералогического и
гранулометрического состава почв. Наиболее доступен для растений обменный и
водорастворимый калий. В естественных природных почвах Кольского полуострова
содержание обменного калия довольно значительное и варьирует от 18,2 до 83,3 мг/100г
(Переверзев, Иваненко, 1998). В исследованных городских почвах данный показатель
зачастую превышает условно фоновые значения и степень обеспеченности им почвы
очень высока.
Таблица. 3. Группировка почв по содержанию подвижного фосфора, обменного калия и
обеспеченности ими растений (Мудрых, Алешин, 2011)
Группа Содержание, мг/кг
Р2О5
К2О
I
< 25
< 40
II
26-50
41-80
III
51-100
81-120
IV
101-150 121-170
V
151-250 171-250
VI
> 250
> 250
Степень обеспеченности
растений
очень низкая
низкая
средняя
повышенная
высокая
очень высокая
Таким образом, трансформация почв исследуемых категорий насаждений городов
Мурманской области, проявляется в изменении следующих параметров: подщелачивании
почв; недостатке азотного питания растений; росте обменного калия и подвижного
фосфора.
Характеристика основных агрохимических показателей городских почв позволила
получить объективные данные по содержанию важных элементов питания, необходимых
для роста и развития растений, но этого недостаточно для представления о последствиях
происходящих изменений для окружающей среды и живых организмов, поскольку не
всегда агрохимические факторы приводят к угнетению жизненного состояния растений.
Литература
1.
Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. – М.: Изд-во МГУ,
1961. – 492 с.
2.
Методические указания по оценке городских почв при разработке
градостроительной и архитектурно-строительной документации. – М.: Научноисследовательский и проектно-изыскательский институт экологии города, 1996. – 36 с.
78
3.
Мудрых Н.М. Пособие к лабораторным занятиям по агрохимии / Н.М. Мудрых,
М.А. Алёшин; ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА. – Пермь: Изд-во ФГБОУ ВПО Пермская
ГСХА, 2011. – 51 с.
4.
Переверзев В.Н. Лесные почвы Кольского полуострова - М.: Наука, 2004. -232 с.
5.
Переверзев В.Н., Иваненко Н.К. Калий в подзолистых почвах Кольского
полуострова. – Апатиты, 1998. – 116с.
6.
Переверзев В.Н., Кислых Е.Е. Азот в почвах Кольского полуострова. – Л. «Наука»,
1978. – 126с.
7.
Переверзев В.Н., Кошлева Е.А., Чуриков А.М. Фосфор в подзолистых почвах
Кольского полуострова. - Апатиты, 1992. -129с.
8.
Почва, город, экология / Г.В. Добровольский, М.Н. Строганова, Т.В. Прокофьева и
др. — Фонд «За экономическую грамотность» Москва, 1997.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ АССОРТИМЕНТА ДЕКОРАТИВНЫХ
МНОГОЛЕТНИКОВ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ УРБАНИЗИРОВАННЫХ
ТЕРРИТОРИЙ КОЛЬСКОГО СЕВЕРА
Тростенюк Н.Н.1, Святковская Е.А.1, Носатенко О.Ю. 1, Гонтарь О.Б. 1,2
1
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
2
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования «Мурманский государственный технический
университет», Апатитский филиал, каф. геоэкологии, Апатиты, Россия
E-mail: tnn_aprec@mail.ru
Многолетние травянистые растения – основа декоративного оформления городов
Заполярья. Они восполняют отсутствие ярких красок в естественном северном ландшафте,
что оказывает благоприятное психологическое и физиологическое воздействие на
жителей сурового края.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт (ПАБСИ) в течение 85 лет
занимается обогащением ассортимента декоративных многолетников. На коллекционных
питомниках Сада прошли испытания более 5000 видов травянистых многолетников
различного эколого-географического происхождения. В настоящее время в коллекции
интродуцированных многолетних травянистых растений находится 1376 видов и таксонов
внутривидового ранга, которые относятся к 272 родам и 55 семействам.
Главным практическим итогом интродукционных исследований является создание
и совершенствование озеленительного ассортимента. В результате массового
интродукционного эксперимента в ПАБСИ отбираются хорошо адаптированные и
обладающие высокими декоративными качествами виды, которые входят в зональный
ассортимент для озеленения городов Кольского Севера. Первый в мировой практике
перечень декоративных травянистых растений для городов Заполярья был представлен
Н.А. Аврориным в 1941 году и включал 104 вида травянистых растений (Аврорин,1941).
Озеленительный ассортимент постоянно расширяется и изменяется качественно и
количественно в соответствие с новым опытом и требованием времени. Необходимо
отметить, что ни один из ассортиментов не был стихийным, в целом это результат
многолетнего труда сотрудников Сада. До включения в озеленительный ассортимент
растения проходят очень длительный период испытаний на коллекционных питомниках,
опытных площадках ПАБСИ и пробные партии на городских объектах озеленения. В 1956
году региональный ассортимент Заполярья содержал 64 вида (Аврорин,1956), в 1982 году
– 75 (Озеленение…,1982), в 2001 году – 102 (Тростенюк, 2001), в 2010 году – 109 видов
(Гонтарь, 2010). Большой вклад в обогащение ассортимента травянистых интродуцентов
для Кольского Севера внесли Н.А. Аврорин, Г.Н. Андреев, Б.Н. Головкин, Т.Г. Тамберг и
Т.А. Козупеева. В настоящее время озеленительный ассортимент включает 114 видов
79
декоративных травянистых растений и представлен 27 семействами: из них 33 вида из 17
семейств являются редкими и нуждающимися в охране видами России, ближнего и
дальнего зарубежья.
Из первого перечня растений до настоящего времени сохранилось 26 видов:
Aconitum napellus L., Aquilegia glandulosa Fisch. ex Link, Bellis perennis L., Bergenia
crassifolia (L.) Fritsch, Callianthemum angustifolium Witas., Campanula latifolia L.,
Delphinium cultorum Voos, Erigeron multiradiatus Benth. et Hook., E. aurantiacus Regel,
Erythronium sibiricum (Fisch. et C.A. Mey.) Kryl., Hedysarum alpinum L., Hemerocallis
middendorfii Trautv. et C.A. Mey., Leucanthemum vulgare Lam., L. maximum (Ramond) DC.,
Lupinus polyphyllus Lindl., Papaver orientale L., P. nudicaule L., Paeonia anomala L.,
Polemonium caeruleum L., Pyrethrum coccineum (Willd.) Worosch., Rhodiola linearifolia
Boriss., Rheum palmatum L., Sanguisorba officinalis L., Trollius asiaticus L., Veronica
longifolia L.
В последние годы озеленительный ассортимент пополнился 6 новыми видами (Iris
bloudowii Ledeb., Iris pseudocyperus Schur, Trollius ranunculinus (Smith) Stearn, Caltha
palustris L., Primula minima L., Wulfenia carinthiaca Jacq.) и составил 114 видов
травянистых многолетников представлен 27 семействами: Ranunculaceae Juss. - 23 вида,
Asteraceae Dumort. - 21, Primulaceae Vent. - 13, Rosaceae Juss. - 7, Campanulaceae Juss. -5,
Polygonaceae Juss. - 5, Alliaceae J. Agardh - 4, Liliaceae Juss. - 4, Crassulaceae DC - 3,
Iridaceae Juss. - 3, Fabaceae Lindl. - 3, Papaveraceae Juss. - 2, Hyacinthaceae Batsch - 2,
Fumariaceae DC. - 2, Gentianaceae Juss. - 2, Lamiaceae Lindl. - 2, Scrophylariaceae Juss. - 2,
Hemerocalliaceae R. Br. - 2, Apicaceae Lindl. - 1, Asphodelaceae Juss. - 1, Brassicaceae
Burnett – 1, Caryophyllaceae Juss. - 1, Convallariaceae Horan. – 1, Paeoniaceae Rudolphi - 1,
Polemoniaceae Juss. -1, Saxifragaceae Juss. - 1, Violaceae Batsch - 1.
Основой любого регионального ассортимента являются растения природных флор
разных областей России и зарубежных стран, переселенные и прошедшие этапы
первичной интродукции, отбора и размножения наиболее декоративных и стойких форм.
По декоративным качествам, как и в прежних ассортиментах, выделено две
группы. К первой относятся виды, которые декоративны в течение всего вегетационного
периода, благодаря компактным кустам, красивой форме и окраске листьев и цветков.
Данная группа в настоящее время включает 85 видов. Эти растения - основа цветочного
оформления объектов озеленения.
Вторую группу составляют виды в основном декоративные в период цветения.
Такими видами являются Erythronium sibiricum, Callianthemum angustifolium, Lilium
martagon L., L. pensylvanicum Ker-Gawl. Scilla rosenii C. Koch, Rhodiola linearifolia,
Fritillaria meleagris L., Corydalis bracteata (Steph.) Pers. и другие.
Анализ декоративных особенностей ассортимента травянистых многолетников
позволил выделить основные группы по периоду цветения, цветовому тону, высоте.
По периоду цветения в озеленительном ассортименте выделены три группы:
раннецветущие (конец мая-июнь), летнецветущие (июль-август) и поздноцветущие (с
начала третьей декады августа до заморозков).
В группу раннецветущих включено 18 видов (16% от общего количества видов в
озеленительном ассортименте) многолетников, большинство из которых зацветают сразу
после таяния снега. Средняя продолжительность цветения раннецветущих 10-14 дней в
зависимости от погодных условий. К ним относятся: Bergenia crassifolia (L.) Fritsch,
Callianthemum angustifolium Witas., Caltha palustris L., Corydalis bracteata (Steph.) Pers.,
Doronicum altaicum Pall., Erythronium sibiricum (Fisch. et C.А. Mey.)Kryl., Helleborus
purpurascens Waldst. et Kit., Hutchinsia alpina (L.) R. Br., Primula amoena Bieb., Primula
elatior (L.) Hill var. tatrica Domin, Primula juliae Kusn., Primula kitaibeliana Schott, Рrimula
minima L., Pulsatilla alpina (L.) Delarbre, Ranunculus crenatus Waldst. et Kit., Scilla rosenii
C. Koch, Soldanella montana Willd., Trollius ranunculinus (Smith) Stearn).
Наиболее обширна группа летнецветущих растений, общее количество которой
составляет 82 вида (72%). Продолжительность цветения данных многолетников
составляет от 2-х до 7-8 недель.
80
К поздноцветущим растениям отнесено 14 видов (12%) -Achillea millefolium L.,
Aconitum napellus L. f. bicolor, A. lamarсkii Reichenb., A. nasutum Fisch. ex Reichenb., A.
firmum Reichenb., Anaphalis margaritacea (L.) A.Gray, Dahlia hortensis Guillaum.,
Delphinium cultorum Voos, Erigeron speciosus (Lindl.) DC., Eryngium alpinum L., Gentiana
septemfida Pall., Leucanthemum maximum (Ramond) DC., Potentilla nepalensis Hook., Sedum
spectabile Borean. Продолжительность цветения растений данной группы, как и
предыдущей, составляет от 2-х до 7-8 недель.
По цветовому тону выделено 4 группы. Декоративные многолетники с синефиолетовыми оттенками цветков составляют 36%, оранжево-желтыми - 23%, розовопурпурными (включая красные) - 23%. бежевыми (включая белые) - 18%.
По высоте растения распределены следующим образом: низкорослые (до 25 см) 22%, среднерослые (25-50см) - 21%, высокорослые (свыше 50 см.) - 57%
В существующем ассортименте для 80% многолетних цветочных растений
допустимыми являются как семенной, так и вегетативный способы размножения.
Последний наиболее экономичен в условиях Мурманской области и гарантирует
получение растений, повторяющих все признаки материнских. Он имеет также большое
практическое значение, так как у большинства видов цветение наступает быстрее, чем при
семенном размножении.
Учитывая экологические аспекты формирования ассортимента следует отметить,
что всего 30% растений неприхотливы к условиям произрастания, 70% предпочитают
плодородные почвы. По отношению к влаге виды распределились следующим образом:
41% - влаголюбивые, 36% - умеренно влаголюбивые, 23% - засухоустойчивые.
Рассматривая вопрос об отношении растений к почве, следует учесть, что в городах
Кольского Севера естественные почвы встречаются редко, в основном на территории
парков культуры и отдыха. На вновь создаваемых объектах применяется специально
подготовленный субстракт, обогащенный органическими и минеральными удобрениями.
По типу посадок весь ассортимент разделен на три категории возможного
использования: в группах, бордюрах и солитерах. Групповые посадки - это основа
цветочного оформления урбанизированных территорий Кольского Севера. Для создания
таких композиций можно использовать 90% от рассматриваемого ассортимента - свыше
100 видов. 12 видов отнесены к бордюрным растениям, которые служат окаймлением для
цветников и в свою очередь придают им законченность. Такие многолетники имеют
плотные компактные кусты. Представителями данной группы являются Soldanella
montana, Ranunculus crenatus, Campanula tridentate Schreb., Callianthemum angustifolium,
Bellis perennis L., Cortusa matthioli L., Bellis coerulescens Coss. et Bol., Primula amoena
Bieb., P. arctica Koidz., P. kitaibeliana , P. pubescens Jacq, Potentilla aurea L. Для
солитерных посадок пригодны 11 видов: Paeonia anomala, Aruncus dioicum (Walt.) Fern.,
Delphinium cultorum, Anemone crinitum (Juz.) Holub, Aconogonon bucharicum (Grig.) Holub,
A. weyrichii (Fr. Schmidt) Hara, Rheum palmatum, Trollius asiaticus, Campanula latifolia,
Senecio subalpinus Koch, Hedysarum alpinum. Солитеры обладают красивой формой кустов,
декоративной листвой или яркими цветками.
При включении новых видов в ассортимент учитываются как декоративные
качества, так и экологические факторы. На каждый рекомендуемый вид разрабатывается
агротехника с учетом климатических и экологических условий, приемы использования и
способы репродукции. Благодаря многолетней научно-исследовательской работе
сотрудников Полярно-альпийского ботанического сада-института с цветочнодекоративными растениями, разработаны перспективные для озеленения городов нашего
региона ассортименты многолетников, отличающиеся не только устойчивостью к
суровым климатическим и экологическим условиям Кольского Севера, но и
разнообразием цветовой гаммы, габитуса растения и возможностью применения в
различных типах посадок в соответствии с меняющимися запросами градостроительства.
Литература
1.
Аврорин Н.А. Чем озеленять города и поселки Мурманской области и северные
районы Карело-Финской ССР. Кировск. 1941. 126 с
81
2.
Аврорин Н.А., Горюнова Л.Н., Качурина Л.И., Тамберг Т.Г. Основной ассортимент
озеленительных растений для Мурманской области. Кировск: изд. «Кировский рабочий».
1956. С. 15-23.
3.
Гонтарь О.Б., Жиров В.К., Казаков Л.А., Святковская Е.А., Тростенюк Н.Н. Зеленое
строительство в городах Мурманской области. Апатиты: изд. Кольского научного центра
РАН, 2010. - 224 с.
4.
Озеленение городов и поселков Мурманской области. Практическое руководство.
Мурманск: Книжное изд., 1982. С.60-86.
5.
Тростенюк Н.Н., Святковская Е.А. Декоративные многолетники для озеленения
городов Кольского Севера // Ботанические сады России: история, место и роль в развитии
современного общества: Тез. докл. Всеросс.науч.- практ. конф., Соликамск, 2001. С.165166.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЯВЛЕНИЙ ЦИКЛИЧНОСТИ СОЛНЕЧНОЙ
АКТИВНОСТИ В ДРЕВЕСНО-КОЛЬЦЕВЫХ ХРОНОЛОГИЯХ КОЛЬСКОГО
ПОЛУОСТРОВА
Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Канатьев А.Г.
Полярный геофизический институт, г. Апатиты, Россия
E.-mail: oleg@aprec.ru
Динамика древесного прироста в связи с солнечной активностью рассматривалась
многими исследователями (Дергачев, 1999; Taylor et al., 1992; Ogurtsov et al., 2002; Rigozo
et al., 2007; Kasatkina et al., 2007; Shumilov et al., 2007; Wang et al., 2011). Интерес к
поискам такой связи вызван желанием найти в динамике прироста деревьев и древостоев
такую же устойчивую цикличность, какая имеется в солнечной активности. Но поскольку
прямая связь между солнечной активностью и динамикой прироста древесины
отсутствует, а проявляется лишь через целый ряд промежуточных процессов, то
совершенно ясно, что аналогичной надежной цикличности, какая присуща солнечной
активности, в приросте деревьев ожидать нельзя. Считается, что если солнечная
активность значительно влияет на динамику климата, а последняя регулирует ход
древесного прироста, то отражение вариаций солнечной активности должно в какой-то
мере иметь место и в приросте древостоев. Только такая постановка вопроса может
считаться правильной и дает основание обнаружить, хотя бы в приближенном виде, в
динамике прироста древесины цикличность, аналогичную солнечной.
Для анализа была использована древесно-кольцевая хронология по сосне Pinus
Sylvestris (561 год), составленная из образцов, собранных в р-не ст. Лопарская (68º37’N;
33º14’E), а также хронология по можжевельнику сибирскому Juniperus Siberica Burgsd.
(677 лет) из образцов, найденных в р-не Кейвы (67.5-67.9 N; 36.7-38 E). Обработка
проводилась при помощи современных методик, применяемых в дендрохронологии
(перекрестное датирование, стандартизация) при помощи программ COFECHA и
ARSTAN (Holmes, 1983; Cook et al., 1990).
На рис. 1 приведена древесно-кольцевая хронология (1445-2005 гг.), полученная в
результате такой обработки образцов сосны, собранных в р-не ст. Лопарская (68º37’N;
33º14’E), а также кривая изменчивости среднегодовой температуры в Европе (Landscheidt,
1990) с 900 г. по настоящее время. Видно, что имеется достаточно хорошее соответствие
между долговременными вариациями средней температуры в Европе и климатическими
изменениями на Кольском п-ове: «Малый ледниковый период» отчетливо проявился в
двух записях. Минимумы солнечной активности Маундера (1645-1715) и Дальтона (18011816) сопровождались похолоданием на Кольском п-ове (понижения температуры,
уменьшение радиального прироста) (рис. 1). Аналогичные результаты для Кольского пова были получены по образцам можжевельника в работе (Shumilov et al., 2007). При этом
кривые (см. рис. 1) не демонстрируют наличия серьезного потепления в конце ХХ
82
столетия, что подтверждается данными измерений и палеоклиматическими данными для
некоторых районов Арктики (Kahl et al., 1993), в частности, для Скандинавии (Eronen et
al., 1999). Начавшееся в прошлом столетии, примерно с 1900 г., глобальное потепление
связывают с «парниковым» эффектом в атмосфере, вызванным индустриальной
деятельностью человека и приведшим к увеличению концентрации парниковых газов
(СО2, метан и др.) в атмосфере.
Таким образом, древесно-кольцевые хронологии Кольского п-ова и изменчивость
среднегодовой температуры в Европе свидетельствуют, что глобальное потепление,
наблюдающееся с конца прошлого века, не является чем-то экстраординарным, и климат
нашей планеты уже испытывал более высокие температуры около 1000 лет назад во время
так называемого «средневекового потепления» (900 – 1300 гг.).
Рис. 1. Палеоклиматические вариации: а – вариации среднегодовой температуры в Европе за
последнюю тысячу лет Т (С); б – изменчивость радиального прироста сосны Pinus
sylvestris на Кольском п-ове r (мм) (1445-2005 гг., 23-летнее усреднение).
Значительное уменьшение годичного прироста (на 25% по отношению к
предыдущему году) наблюдалось в 1601 г., что, возможно, явилось следствием
извержения вулкана Уайнапутина в Перу в феврале-марте 1600 г., одного из самых
мощных за последние 500 лет (Scuderi, 1990). Аналогичное уменьшение радиального
прироста и образование морозобойных колец в это время было зафиксировано у
можжевельника на Кольском п-ове (Shumilov et al., 2007) и на Полярном Урале (Ваганов,
Шиятов, 2005; Хантемиров и др., 2000). Видно, что уменьшение радиального прироста во
временном интервале 1780 – 1830 гг. совпало не только с Дальтоновским минимумом
солнечной активности, но также и с двумя мощными извержениями вулканов Лаки в 1783
г. (о. Исландия) и Тамбора в 1815 г. (Индонезия), которые, как известно, привели к
значительным социальным и климатическим эффектам (Grattan, Charman, 1994;
Thordarson, Self, 2003; Ogle et al., 2007).
Для выявления периодичностей в вариациях радиально прироста проведен
спектральный анализ полученных хронологий при помощи метода Томсона (Thomson,
1982), позволяющего более надежно, чем метод Фурье, определять периодические
составляющие в низкочастотной части спектра для записей, в частности, климатических,
83
продолжительность которых сравнима с оцениваемым периодом. Результаты
спектрального анализа позволили выделить значимые (95% и выше) периодичности в
хронологиях по сосне и можжевельнику хронологии: 22-25, 60 и 100 лет (рис. 2,3).
Вариации с периодом 4-7 лет, скорее всего, связаны с Cеверо-атлантическим колебанием
(Мохов и др., 2000). Следует отметить, что в вариациях радиального прироста
можжевельника основной 11-летний солнечный цикл, который представляет собой период
колебаний числа солнечных пятен и проявляется также в вариациях солнечной радиации
(Douglass, Clader, 2002) и галактических космических лучей (Svensmark, Friis-Christensen,
1997), не является достаточно значимым. Вместе с тем, 22-летний период отчетливо
выделяется в древесно-кольцевых хронологиях Кольского п-ова (рис. 2,3).
Рис. 2. Спектр древесно-кольцевой хронологии по можжевельнику Кольского п-ова (1328-2004
гг.): 1, 2 – верхние границы 95 и 99% доверительных интервалов.
Рис. 3. Спектр древесно-кольцевой хронологии по сосне (Лопарская, 1445-2005 гг.). Цифрами
обозначены периодичности в годах, имеющие достоверность более 99% (жирная линия).
Как известно, 22-летний цикл, или цикл Хэйла, связанный с переполюсовкой
магнитного поля на Солнце, практически не заметен ни в вариациях числа солнечных
пятен и солнечной радиации (Douglass, Clader, 2002) ни в космическом излучении
(Svensmark, Friis-Christensen, 1997), которые в настоящее время рассматриваются в
качестве основных космофизических агентов, воздействующих на климат. К настоящему
84
времени не существует общепринятого механизма воздействия солнечной активности на
климат, но главной особенностью всех предлагаемых механизмов является «триггерный»
характер такого воздействия. В основе наиболее популярных механизмов лежит
образование дополнительного количества аэрозолей и увеличение облачности под
действием солнечных и галактических космических лучей (Svensmark, Friis-Christensen,
1997; Tinsley, 2000; Kasatkina, Shumilov, 2005). В работе (Kasatkina et al., 2007) высказано
предположение, что 22–летняя периодичность, наблюдаемая в вариациях различных
климатических параметров, связана с увеличением количества межзвездной пыли внутри
солнечной системы вследствие ослабления величины магнитного поля Солнца при смене
знака во время солнечных максимумов.
Помимо спектрального анализа к полученным хронологиям был применен вейвлетанализ (Torrence, Compo, 1998). На рис. 4 приведен вевлет-анализ древесно-кольцевой
хронологии по можжевельнику. Из рисунка видно, что 22-25 – летний цикл наиболее явно
проявляется во временных интервалах 1328-1550, 1710-1800 гг. и с 1985 г. до настоящего
времени, в тоже время 80-100–летняя периодичность, также предположительно связанная
с циклом солнечной активности (цикл Глейсберга), прослеживается на всем временном
интервале с 1328 г. по 2004 г.
Рис. 4. Вейвлет-спектр древесно-кольцевой хронологии по можжевельнику Кольского п-ова
(1328-2004 гг.).
В результате проведенного анализа можно сделать следующие выводы:
1) Имеется достаточно хорошее соответствие между долговременными вариациями
средней температуры в Европе и климатическими изменениями на Кольском п-ове.
2) Минимумы солнечной активности Шперера (1416-1534), Маундера (1645-1715)
и Дальтона (1801-1816) сопровождались похолоданием на Кольском п-ове (понижения
температуры, уменьшение радиального прироста).
3) По дендрохронологическим данным Кольского п-ова (в том числе и
можжевельника) не наблюдается значительного потепления в конце ХХ в., что
подтверждается данными измерений и палеоклиматическими данными для некоторых
районов Арктики.
4) В вариациях изменчивости радиального прироста можжевельника отчетливо
проявляются 11, 22-25 и 80-100-летняя периодичности, возможно, связанные с циклами
солнечной активности.
5) Полученная хронология позволит сделать прогноз будущих климатических
изменений с целью планирования хозяйственной деятельности на в Арктическом регионе.
Литература
1.
Дендроклиматические и дендроэкологические исследования в Северной Евразии /
Е.А. Ваганов, С.Г. Шиятов // Лесоведение. – 2005. – № 4. – С. 18 – 27.
2. Дергачев В.А. Точные временные шкалы протяженностью в 10000 лет для
исследования изменений интенсивности космических лучей и геомагнитного поля в
прошлом // Известия АН. Серия физическая. – 1999. – Т. 63. – С. 2122 – 2129.
3. Патологические структуры в годичных кольцах можжевельника сибирского
(Juniperus sibirica Burgsd.) и их использование для реконструкции экстремальных
85
климатических событий / Р.М. Хантемиров, Л.А. Горланова, С.Г. Шиятов // Экология. –
2000. – №3. – С. 185 – 192.
4.
Climate sensitivity of the Earth to solar irradiance / D.H. Douglass, B.D. Clader //
Geophysical Research Letters. – 2002. – V. 29 – P. 1029 – 1032.
5.
Holocene humidity changes in northern Finnish Lapland inferred from lake sediments
and submerged Scots pines dated by tree-rings / M. Eronen, H. Hyvarinen, P. Zetterberg // The
Holocene. – 1999. – V. 9. – P. 569 – 580.
6.
Non-climatic factors and the environmental impact of volcanic volatiles: Implications of
the Laki fissure eruption of AD 1783 / J.P. Grattan, D.J. Charman // The Holocene. – 1994. –
V.4. – P. 101 – 106.
7.
Absence of evidence for greenhouse warming over the Arctic Ocean in the past 40 years /
J.D. Kahl, D.J. Charlevoix, N.A. Zaitseva et al. // Nature. – 1993. – V. 361. – P. 335 – 337.
8. Cosmic ray-induced stratospheric aerosols: A possible connection to polar ozone depletions
/ E.A. Kasatkina, O.I. Shumilov // Annales Geophysicae. – 2005. – V. 23. – P. 675 – 679.
9.
Stardust component in tree rings / E.A. Kasatkina, O.I. Shumilov, N.V. Lukina et al. //
Dendrochronologia. – 2007. – V. 24. – P. 131 – 135.
10.
Landscheidt T. Relationship between rainfall in the northern hemisphere and impulses of
the torque in the Sun’s motion // Climate impact of solar variability: Greenbelt, NASA. – 1990. –
P. 260 – 265.
11.
Palaeovolcanic forcing of short-term dendroisotopic depletion: The effect of decreased
solar intensity on Irish oak / N. Ogle, C.S.M. Turney, R.M. Kalin // Geophysical Research
Letters. – 2007. – V. 32. – P. L04708.
12.
Evidence of solar variation in tree-ring-based climate reconstructions / M.G. Ogurtsov,
G.E. Kocharov, M. Lindholm et al. // Solar Physics. – 2002. – V. 205. – P. 403 – 417.
13.
Solar and climate signal records in tree ring width from Chile (AD 1587 – 1994) / N.R.
Rigozo, D.J.R. Nordemann, H.E. da Silva et al. // Planetary Space Science. – 2007. – V. 55. – P.
158-164.
14.
Scuderi L.A. Tree-ring evidence for climatically effective volcanic eruptions //
Quaternary Research. – 1990. – V. 34. – P. 67 – 85.
15.
A practical guide to wavelet analysis / C. Torrence, G.P. Compo // Bulletin of American
Meteorological Society. – 1998. – V. 79. – P. 61-78.
16.
Paleoclimatic potential of the northernmost juniper trees in Europe / O.I. Shumilov, E.A.
Kasatkina, N.V. Lukina // Dendrochronologia. – 2007. – V. 24. – P. 123-130.
17. Variation of cosmic ray flux and global cloud coverage – a missing link in Solar-climate
relationships / H. Svensmark, E. Friis-Christensen // Journal of Atmospheric and Terrestrial
Physics. – 1997. – V. 59. – P. 1225 – 1232.
18. Relationship of solar activity and climatic oscillations on the Colorado Plateau / K. Taylor,
M. Rose, G. Lamorey // Journal of Geophysical Research. – 1992. – V. 97. – P. 15803 – 15811.
19.
Atmospheric and environmental effects of 1783 – 1784 Laki eruption: A review and reassessment / T. Thordarson, S. Self // Journal of Geophysical Research. – 2003. – V. 108. – P.
4011 – 4019.
20. Tinsley B.A. Influence of solar wind on the global electric circuit, and inferred effects on
cloud microphysics, temperature, and dynamics in the troposphere // Space Science Reviews. –
2000. – V. 94. – P. 231 – 258.
21.
Evidence of solar signals in tree rings of Smith fir from Sygera Mountain in southeast
Tibet / X. Wang, Q.-B. Zhang // Journal of Atmospheric and Solar Terrestrial Physics. – 2011. –
V. 73. – P. 1959 – 1966.
86
К СОЗДАНИЮ БОТАНИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОГО УЧАСТКА «АЛТАЙ» В
ПОЛЯРНО-АЛЬПИЙСКОМ БОТАНИЧЕСКОМ САДУ
Юдин С.И.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН, Кировск,
Россия
E.mail: yudin.pabgi@yandex.ru
Поиск и апробация новых форм и подходов размещения, хранения и эффективного
использования коллекционных фондов – важная и ответственная задача ботанических
садов. С этих позиций и в русле основного направления работы с коллекциями
«сохранение биоразнообразия интродуцированных растений» в Полярно-альпийском
ботаническом саду им. Н.А. Аврорина (ПАБСИ) КНЦ РАН с 2004 года ведутся работы по
созданию ботанико-географического участка «Алтай» (Юдин, 2006).
Основополагающим моментом в создании экспозиционных насаждений с
использованием ботанико-географического принципа в размещении коллекций
ботанических садов является моделирование (с той или иной степенью приближения в
зависимости от поставленной задачи) природных фитоценозов, позволяющих
демонстрировать не только элементы флоры, но и растительные ассоциации
определенных растительных зон. Применение данного подхода позволяет переносить в
создаваемый фитоценоз многие растения близкой экологии, способствует натурализации
большинства из них и, в конечном итоге, ведет к формированию интродукционных
популяций. Созданные таким образом искусственные насаждения могут служить не
только экспозиционным объектом, но и основной базой проведения долгосрочных
научных исследований по интродукции и акклиматизации растений природной флоры. В
данных ценозах, как указывает С.С. Харкевич (1966), интродуцируемые виды менее
подвержены разным случайностям, они самопроизвольно размножаются и естественно
эволюционируют. Данный способ в большой мере отвечает требованиям сохранения
генофонда вида в ботанических садах. Кроме того, в сообществах вопросы защиты
растений решаются биологическим путём.
Опыт подобных насаждений в ботанических садах имеет более чем вековую
историю (Головкин, 1981). Однако теоретическое обоснование и основательную
практическую апробацию это направление получило лишь в последние десятилетия
прошлого столетия в связи с необходимостью решения задач охраны редких и
исчезающих видов в ботанических садах (Антонюк, 1984; Гродзинский, 1975;
Карписонова, 1979; Скрипчинский, 1986; Соболевская, Лубягина, 1979, 1981; Харкевич,
1966). Что же касается широкого представления и комплексного изучения растений
различных районов, то здесь еще много нерешенных вопросов, а имеющийся богатый
практический опыт требует тщательного обобщения и глубокого теоретического
осмысления.
В ПАБСИ, где мелкоделяночный способ размещения коллекций (наряду с
групповыми посадками и внедрением интродуцентов в естественный ценоз) является
основным, апробация вышеназванного подхода представляется весьма актуальным и
своевременным направлением в его исследованиях.
Выбор объекта (растения Горного Алтая) и метода сохранения их генофонда
(формирование интродукционных популяций в искусственных фитоценозах) не случайны.
Оценка интродукционных возможностей растений различных природных зон (Аврорин и
др., 1964; Андреев, Зуева, 1990; Андреев, 1996; Головкин, 1976) показала, что одним из
предпочтительных очагов интродукции в Заполярье являются горные районы, в том числе
и горы Южной Сибири (Алтай, Саяны). Этап первичной интродукции в ПАБСИ прошли
279 видов растений этого региона. Из 169 плодоносящих видов 81 имел самосев. Согласно
Г.Н. Андреева (1990) cамовозобновляющийся самосев или устойчивое клоновое
потомство в плантационных условиях или по нарушенным местообитаниям в парковой
части Сада имеют: Allium victorialis L., Aquilegia glandulosa Fisch. ex Link., Bergenia
crassifolia (L.) Fritch., Doronicum altaicum Pall., Delphinium elatum L., Erythronium sibiricum
87
(Fisch. et C.A. Mey.) Kryl., Heracleum dissectum Ledeb., Ligularia altaica DC., Primula pallasii
Lehm., Trollius asiaticus L., Veratrum lobelianum Bernh. и др. В общем списке алтайских
растений (Аврорин и др., 1964; Андреев, Зуева, 1990), успешно зарекомендовавших себя в
новых условиях, особо следует выделить виды, занесенные в Красную книгу Сибири
(Редкие …, 1980): Adonis sibirica Patrin ex Ledeb., Allium altaicum Vved., Anemonoides
altaica (C.A.Mey) Holub., Asarum europaeum L., Brunnera sibirica Stev., Campanula
trachelium L., Corydalis bracteata (Steph.) Pers., Hemerocallis lilio-asphodelus L., Lilium
martagon L., Reum compactum L., Rhadiola rosea L. и др. Отметим, что отдельные
природные образцы алтайских растений (Anemonastrum crinitum (Juz.) Holub.,
Callianthemum angustifolium Witas, Doronicum altaicum Pall., Paeonia anomala L., Rheum
compactum L. и др.) сохранились в коллекционных посадках ещё с 1934 года.
Отведенная под участок площадь (2,5 га) представляет собой расчищенную часть
редкостойного берёзово-елового леса и располагается в парковой части Сада с восточной
стороны подножия горы Вудьяврчорр, на высоте 320 м над уровнем моря, на второй
надпойменной террасе оз. Большой Вудьявр в южной части Хибинских гор. Почва –
иллювиально-гумусовые подзолы (Полярно …, 2003).
По технорабочему плану на участке должны быть представлены (рис.) фрагменты
ценозов основных типов лесов Горного Алтая (темнохвойная, черневая, светлохвойная
тайга), а также субальпийская и альпийская растительность высокогорий. Особое
внимание уделяется воссозданию растительного сообщества черневой тайги, интересной
нахождением в ней липы сибирской (Tilia sibirica Bayer) и целого ряда сопутствующих ей
травянистых растений. Это представители неморального флористического комплекса,
являющиеся реликтами в современной флоре Южной Сибири (Куминова 1950, 1951).
Согласно А.В. Куминовой (1960), флора Алтая насчитывает 1840 видов. Естественно, что
все из них интродуцировать невозможно, и такая задача никогда не ставилась. Всего на
участке планируется представить около 250 видов алтайской флоры. Особое внимание
уделяется наиболее характерным ландшафтообразующим видам (эдификаторы,
доминанты), полезным и перспективным в хозяйственном отношении растениям
(декоративные, лекарственные), особенно в условиях Заполярья, а также редким и
исчезающим видам (эндемы, реликты).
Рис. Схематический план ботаникогеографического участка «Алтай»
Условные обозначения:
I – смешанные посадки
прошлых лет (1936-1937 гг.); II –
темнохвойная тайга; III – черневая
тайга; IV – светлохвойная тайга; V –
кедровый лес; VI – ельник; VII –
березовый лес; VIII – сосновый лес; IX –
интродукционный питомник.
1 – пихта сибирская; 2 – ель
сибирская; 3 – сосна кедровая
сибирская; 4 – сосна
обыкновенная; 5 – липа сибирская; 6 –
осина; 7 – береза пушистая; 8 –
лиственница сибирская; 9 – обзорная
тропа;
10
– мостик;
11 –
осушительная канава; 12 – ручей; 13 –
каменистая горка.
Исходным материалом для формирования искусственных насаждений участка
«Алтай» служат растения коллекционного фонда Сада, выращенные из семян и
вегетативно размноженных растений, собранных в естественных условиях Южной
Сибири. Привлекался также семенной и посадочный материал сибирского происхождения
88
из других ботанических садов. При составлении научных планов и реализации
практических заданий использовали методические наработки и богатый практический
опыт создания подобных насаждений в ботанических садах СНГ (Антонюк, 1984;
Горохова,1981; Гродзинский, 1975; 1нтродукц1я …, 1972; Карписонова, 1979;
Скрипчинский, 1986; Соболевская, Лубягина, 1979, 1981; Трулевич и др., 2007; Харкевич,
1966; Юдин, 2001). Номенклатура видов дана по С.К. Черепанову (1995). Основу
создаваемого растительного сообщества «леса Горного Алтая» представляют групповые
посадки прошлых лет (1936-1937 гг.) пихты сибирской - 37 ед. и лиственницы сибирской
– 12 ед., уже вступившие в пору плодоношения и дающие ежегодно хороший прирост,
наблюдается самосев. Высота 90-летних деревьев достигает 19 м, а диаметр ствола – более
55 см.
Анализ результатов работы ботанических садов по моделированию природных
ценозов показывает, что создание экспозиций с лесной растительностью предусматривает
определённую поэтапность выполнения работ в процессе их формирования. Как правило,
при создании подобных насаждений сначала высаживаются эдификаторные виды. В
сибирских таежных ценозах это пихта сибирская (Abies sibirica Ledeb.), ель сибирская
(Picea obovata Ledeb.), лиственница сибирская (Larix sibirica Ledeb.), сосна кедровая
сибирская (Pinus sibirica Du Tour.), cосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), липа
сибирская (Tilia sibirica Bayer), осина (Populus tremula L.). Сопутсвующие деревья и
кустарники (береза, рябина, черёмуха, боярышник, жимолость, спирея, шиповник и др.)
можно высаживать уже на следующий год или несколько позже, когда эдификаторные
растения начинают демонстрировать нормальный рост и развитие. Массовые посевы
семян или высадку травянистых растений рекомендуется проводить после того, как
основные насаждения деревьев и кустарников начинают играть средообразующую роль.
Число экземпляров каждого вида определяется с таким расчетом, чтобы в ближайшее
время заполнить отведенную площадь, создать необходимый эффект и по возможности
быстрее добиться смыкания деревьев и кустарников для выращивания под их пологом
тенелюбивых травянистых растений. Декоративность участка обеспечивается почти
исключительно размещением растений. Особое внимание уделяется размещению и
сочетанию доминантных и сопутствующих видов, созданию опушек, приближению
декоративных растений к дорожной сети.
К настоящему времени на участке выполнены основные работы по расчистке и
осушению территории, подготовке почвы под посадки (обогащение торфом, земляной
смесью и навозом); в групповых посадках прошлых лет проведены санитарные и
формирующие рубки ухода. Завершена техническая часть декоративного оформления
обзорной тропы (смонтированы деревянные бордюры и мостики), проведена подсыпка
земли с целью выравнивания рельефа и обогащения почвенного состава участка.
За период 2005-2015 гг. было высажено около 1000 ед. саженцев деревьев и
кустарников флоры Западной Сибири. Из них наиболее многочисленны - характерные
ландщафтообразующие виды: Abies sibirica, Picea obovata, Larix sibirica, Pinus sibirica,
Pinus sylvestris, Populus tremula, Tilia sibirica. Подлесок представлен широко
распространёнными древесно-кустарниковыми видами: Sorbus sibirica Hedl., Spiraea
media Franz Schmidt, S. chamaedrifolia L., Padus avium Mill., Lonicera altaica Pall., L.
tatarica L., Sorbaria sorbifolia (L.) A.Br., Swida alda (L.) Opiz, Crataegus sanguinea Pall.,
Caragana arborescens Lam., Rosa acicularis Lindl., R. Cotoneaster melanocarpus Fisch. ex
Blitt, Sibiraea laevigata (L.) Maxim., Daphne mezereum L. Ribes nigrum L. и др. Под полог
молодых насаждений проведены пробные посевы семян и высадка травянистых растений:
Anemonoides altaica, Asarum europaeum, Corydalis bracteata, Trollius asiaticus, Aconitum
septentrionale, Delphinium elatum, Veratrum lobelianum, Allium victorialis, Erythronium
sibiricum, Aquilegia sibirica, Paeonia anomala, Doronicum altaicum, Ranunculus propingius,
Bergenia crassifolia и др. По результатам инвентаризации на данный период коллекция
растений природной флоры Алтая ботанико-географического «Алтай» представлена:
деревья и кустарники (семейств – 13, родов – 24, видов – 31); травянистые многолетники
(семейств – 16, родов – 35, видов – 54).
89
Естественная пересечённость рельефа, наличие горного ручья, проходящего по
территории участка, защищённость от господствующих северных ветров и открытость
участка с южной стороны дают возможность располагать создаваемые насаждения с
учетом экологических требований растений. Так, наиболее теневыносливые и
влаголюбивые элементы хвойных лесов (пихта, ель) в основной массе размещены по
периметру участка и по берегам ручья, тогда как светолюбивые породы (лиственница,
сосна обыкновенная и кедровая) – в основном в центральной части участка. Здесь же
находятся смешанные посадки липы сибирской, осины, пихты сибирской и сосны
кедровой, представляющие фрагмент черневой тайги. Для создания обстановки
природной среды высокогорных лесов Алтая в отдельных посадках осуществлено
строительство каменистых горок с доминированием растений бадана толстолистого
(Bergenia crassifolia). Здесь же представлены и другие наиболее яркие субальпийские
многолетники, такие как Anemonastrum crinitum, Adonis sibirica, Aquilegia glandulosa,
Callianthemum angustifolium и др. Дорожная сеть устроена с таким расчётом, чтобы
посетитель мог ознакомиться с любым разделом экспозиции, не выходя за её пределы
(рис.).
Небольшая площадь отведена под интродукционный питомник, где на 12 грядках
(2,4 х 1,2 м) открытого грунта проходят испытания в условиях первичной культуры
десятки видов травянистых растений Горного Алтая. Изучаются особенности их роста и
развития, проводятся опыты по выявлению особенностей прорастания семян, семенного и
вегетативного размножения интродуцентов, агротехники их выращивания в новых
условиях.
Проведенные исследования показали, что в условиях северной тайги Хибинских
гор Кольского Заполярья многие сибирские таежные виды деревьев и кустарников можно
успешно выращивать из семян в открытом грунте. Своевременный осенний (сентябрь)
посев семян обеспечивает дружные входы большинства из них на следующий год или
через год (июнь). Несмотря на замедленный рост сеянцев в первые годы жизни они
ежегодно демонстрируют успешную перезимовку и стабильное развитие. Так на 5-ом году
жизни высота сеянцев основных лесообразующих хвойных пород достигает: 16 см (сосна
кедровая), 29 см (пихта сибирская) и 38 см (лиственница сибирская). Тогда как в конце 10го года - соответственно: 54, 128 и 137 см.
Посадки многолетних (более 25 лет) саженцев этих же видов также демонстрируют
хорошую приживаемость. Однако здесь надо учитывать, что в первые годы после
пересадки в условиях короткого и прохладного лета, затяжной и снежной зимы
ослабленные растения (в особенности лиственные породы) подвержены обмерзанию
большей части годичного прироста и повреждению побегов от налипания снега. В
результате, следующей весной, саженцы липы сибирской и пихты сибирской
активизируют развитие спящих почек в нижней части растений и ускоренный рост
прикорневых побегов из-за повреждения верхушечных почек роста или обламывания
верхней части ствола. Нижние боковые ветки разрастаются в стороны, частично ложатся
на землю и укореняются. Впоследствии они начинают развиваться самостоятельно и
могут быть использованы как полноценный посадочный материал. В итоге растение
приобретает форму куста. Однако, при использовании опоры для центрального побега
(липа) в зимний период и обрезки прикорневых побегов и части нижних ветвей (пихта),
окрепшие и превысившие высоту снежного покрова (до 2 м) деревья принимают обычную
форму роста с доминированием центрального побега.
Проводимые наблюдения показывают, что большинство саженцев (до 98 %)
успешно перенесли пересадку, наблюдается нормальный рост и развитие. Ежегодный
прирост деревьев в искусственных насаждениях начиная с пятого года после их пересадки
на постоянное место составляет: 31 cм (Pinus sibirica), 52 см (Abies sibirica), 64 см (Larix
sibirica), 27 см (Tillia sibica), а их высота в настоящее время – 2,5-5 м. На отдельных
экземплярах пихты, кедра и лиственницы (массово) наблюдается формирование
генеративных органов. Результаты полевого опыта показали, что наиболее благоприятным
периодом года для проведения пересадок древесно-кустарниковых растений в условиях
90
Сада является летний: первая декада июня или вторая половина августа – первая декада
сентября. Более поздние - осенние пересадки (сентябрь-октябрь) негативно сказываются
на результатах перезимовки и дальнейшей приживаемости растений.
В результате сравнительного изучения в условиях питомника и искусственных
насаждениях участка сезонного ритма развития растений двух, наиболее характерных для
Горного Алтая экотипов (предгорного и высокогорного), широко распространенных видов
семейств :Ranunculaceae Juss. и Paeoniaceae Rudolpi было установлено, что условиям
Кольского Заполярья, в большей степени соответствуют растения
высокогорных
местообитаний Юго-Восточного и Центрального Алтая, представляющие высокогорный
экотип этих видов. В новых условиях они, как правило, не только регулярно цветут, но и
успешно плодоносят – семена созревают до конца вегетационного периода, т.е. их ритмы
развития соответствуют климатическому ритму района интродукции. Тогда как растения
предгорного экотипа (Северный Алтай) в большинстве случаев явно не укладываются в
сжатые сроки вегетационного периода в Кировске (106 суток) - завершают годичный цикл
в фазе цветения или зелёных плодов, застигнутые врасплох устойчивыми заморозками и
первыми снегопадами, обычными в Хибинах в конце сентября (Семко, 1972; Юдин, 2008,
2012-2014, 2016). В итоге, полученные данные позволяют целенаправленно использовать
внутривидовое разнообразие растений Горного Алтая при создании в Хибинах
искусственного растительного сообщества «Леса Горного Алтая», применяя на практике
основные положения популяционного подхода в подборе исходного интродукционного
(посадочного) материала.
Фенологические наблюдения последних пяти лет показали, что большинство
растений травянистых видов размноженных в питомнике или полученных с других
участков Сада успешно переносят пересадку в созданные древесные насаждения,
наблюдается нормальный рост и развитие. Они ежегодно цветут и плодоносят, что при
правильном подборе и размещении растений позволит создать непрерывный
декоративный фон сезонного цветения различных групп растений участка и усилить
эстетическое и познавательное восприятие создаваемой композиции растительного
сообщества.
Таким образом, положительный 80-летний опыт выращивания в ПАБСИ растений
Западной Сибири, а также наши практические и научные наработки по интродукции и
представлению в коллекциях Сада растений Горного Алтая уже сейчас, в завершении
первого этапа создания искусственных лесных сообществ Горного Алтая:
«Экспериментальное подтверждение создания древесного яруса …», позволяют сделать
предварительный вывод об успешности и перспективности проводимого научного
эксперимента в условиях Кольского Заполярья.
Литература
1.
Аврорин Н.А., Андреев Г.Н., Головкин Б.Н., Кальнин А.А. Переселение растений
на Полярный Север, ч.1. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1964. 498 с.
2.
Андреев Г.Н., Зуева Г.Н. Натурализация интродуцированных растений на
Кольском Севере. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ АН СССР, 1990. 122 с.
3.
Андреев Г.Н. Интродукционные возможности травянистых растений Севера и
высокогорной Евразии в условиях Кольской Субарктики // Тр. первой всерос. конф. по
ботаническому ресурсоведению. СПб., 1996. С. 122–123.
4.
Антонюк Н.Е. Фитоценотический принцип создания коллекций в Центральном
республиканском ботаническом саду АН УССР // Бюл. ГБС.1984. Вып. 133. С. 3–5.
5.
Головкин Б.Н. Опыт оценки перспективности отдельных регионов для
интродукции растений в Субарктику // Интродукционные исследования на Кольском
полуострове. Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 1976. С. 47–70.
6.
Головкин Б.Н. История интродукции растений в ботанических садах. М.: Изд-во
МГУ, 1981. 128 с.
7.
Горохова Г.И. Биоморфологические особенности некоторых представителей флоры
смешанных лесов Приморья при интродукции их в лесостепную зону Западной Сибири //
Автореф. дис. … канд. биол. наук. Новосибирск, 1981. 17 с.
91
8.
Гродзинский А.М. Ценотические исследования в ботанических садах и их значение
в решении задач охраны растительного мира // Бюл. ГБС. 1975. Вып. 95. С. 23–28.
9.
Iнтродукцiя на Украiнi корисних рослин природноi флори СРСР / Вiдп. ред. С.С.
Харкевич. К.: Наук. думка, 1972. 111 с.
10.
Карписонова Р.А. Редкие виды травянистых растений широколиственных лесов
СССР в Главном ботаническом саду // Бюл. ГБС. 1979. Вып. 112. С. 54–59.
11.
Куминова А.В. Растительность Кемеровской области. Новосибирск: Изд-во Зап.Сиб. филиала АН СССР, 1950. 165 с.
12.
Куминова А.В. К современному состоянию липового острова в Кузнецком Алатау
// Тр. Томск. ун-та. 1951. Т. 116. С. 181-186.
13.
Куминова А.В. Растительный покров Алтая. Новосибирск: Наука, 1960. 449 с.
14.
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина (справочник).
М.: НИА-Природа, 2003. 67. с.
15.
Редкие и исчезающие растения Сибири. Новосибирск: Наука, 1980. 224 с.
16.
Семко А.П. Климатическая характеристика Полярно-альпийского ботанического
сада // Флора и растительность Мурманской области. Л.: Наука, 1972. С. 73-130.
17.
Скрипчинский В.В. Создание моделей древесных и травянистых сообществ в свете
теории интродукции растений // Бюл. ГБС. 1986. Вып. 140. С. 25–29.
18.
Соболевская К.А., Лубягина Н.П. Об искусственном создании формационного
реликта – черневой тайги в ботаническом саду // Черневая тайга и проблема реликтов.
Томск: Том. пед. ин-т, 1979. С. 77–83.
19.
Соболевская К.А. Некоторые аспекты сохранения реликтовых видов Сибири в
ботанических садах // Бюл. ГБС. 1981. Вып. 119. С. 62–68.
20.
Трулевич Н.В. и др. Ботанико-географические экспозиции растений природной
флоры. Итоги сохранения биоресурсов ex situ. М.: Наука, 2007. 226 с.
21.
Харкевич С.С. Полезные растения природной флоры Кавказа и их интродукция на
Украине. К.: Наук. думка, 1966. 301 с.
22.
Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в
пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995. 99 с.
23.
Юдин С.И. Результаты интродукции растений Алтая в Киеве // Бюл. ГБС. 2001.
Вып. 182. С. 25-30.
24.
Юдин С.И. К созданию ботанико-географического участка «Алтай» в Полярноальпийском ботаническом саду // Устойчивость экосистем и проблема сохранения
биоразнообразия на Севере (Мат. междунар. конф.). Кировск, 2006. С. 137-139.
25.
Юдин С.И. Популяционные аспекты интродукции растений Горного Алтая в
условиях Кольского Заполярья // Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в
начале XXI века. (Мат. всерос. конф. Часть 6: Экологическая физиология и биохимия
растений. Интродукция растений). Петрозаводск, 2008. С. 382-384.
26.
Юдин С.И. Интродукция Paeonia anomala L. в условиях ботанических садов Киева
и Кировска // Iнтродукцiя рослин. 2012. № 1. С. 52-57.
27.
Юдин С.И. Лютик алтайский (Ranunculus altaicus Laxm.) в условиях Киева и
Кировска (Мурманская обл.) // Бюл. ГБС. 2013. Вып. 199. С. 27-31.
28.
Юдин С.И. Алтайские растения сем. Ranunculaceae Juss. и Paeoniaceae Rudolphi в
условиях Киева и Кировска (Мурманская обл.) // Iнтродукцiя рослин. 2013. № 1. С. 10-16.
29.
Юдин С.И. Морфологические особенности семян алтайских видов семейств
Ranunculaceae Juus. и Paeoniaceae Rudolphi в условиях Киева и Кировска (Мурманская
обл.) // Iнтродукцiя рослин. 2014. № 1. С. 9-17.
30.
Юдин С.И. Искусственные лесные сообщества – одна из форм сохранения
биоразнообразия интродуцированных растений Алтая на Кольском Севере //
Биологическое разнообразие. Интродукция растений. Мат. шестой междунар. науч. конф.
(Ботанический сад БИН РАН, 20-25 июня 2016 г., Санкт-Петербург, Россия). СПб. 2016. С.
298-302.
92
Сведения об авторах
Баскова Людмила Алексеевна – младший научный сотрудник лаборатории
Почвоведения, ФГБУН Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.
Аврорина КНЦ РАН. Область научных интересов: химия почв.
Блинова Илона Владимировна – доктор биологических наук, заведующая
лабораторией популяционной биологии растений, Полярно-альпийский ботанический садинститут им. Н. А. Аврорина Кольского научного центра РАН
Гонтарь Оксана Борисовна - кандидат биологических наук, доцент, заместитель
директора по научной работе, заведующая лабораторией экотерапии и образовательных
программ, Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н. А. Аврорина
Кольского научного центра РАН
Гончарова Оксана Александровна – кандидат биологических наук, старший
научный сотрудник лаборатории интродукции и акклиматизации растений, ФГБУН
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина. Область научных
интересов: интродукция древесных растений, фенологическое развитие.
Даувальтер Владимир Андреевич – доктор географических наук, профессор,
главный научный сотрудник лаборатории водных экосистем, Институт проблем
промышленной экологии Севера КНЦ РАН. Область научных интересов: геоэкология,
экология водных экосистем, гидрохимия, геохимия донных отложений пресноводных
водоемов.
Ермолаева Ольга Владимировна – кандидат биологических наук, научный
сотрудник сектора экофизиологии лаб. физиологии растений, Полярно-альпийский
ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина РАН. Область научных интересов:
физиология растений, экология, углекислотный газообмен, пигменты пластид,
продуктивность мхов.
Казаков Лерий Александрович – кандидат сельскохозяйственных наук, старший
научный сотрудник лаборатории интродукции и акклиматизации растений, Полярноальпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина РАН.
Калачева Наталья – младший научный сотрудник лаборатории физиологии и
биохимии растений, Полярно-альпийский ботанический сад-институт КНЦ РАН
Канатьев Александр Геннадьевич - младший научный сотрудник, Полярный
геофизический институт Кольского научного центра РАН.
Касаткина Елена Алексеевна - кандидат физико-математических наук, старший
научный сотрудник. Полярный геофизический институт Кольского научного центра РАН
Кашулина Галина Михайловна – доктор биологических наук, заведующая
лабораторией Почвоведения, ФГБУН Полярно-альпийский ботанический сад-институт
им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН. Область научных интересов: почвоведение, биогеохимия,
экология, охрана окружающей среды.
Кашулин Николай Александрович – доктор биологических наук, профессор, зам.
директора по научной работе, зав. лабораторией водных экосистем, Институт проблем
промышленной экологии Севера КНЦ РАН. Область научных интересов: геоэкология,
экология водных экосистем, ихтиология, гидробиология, гидрохимия пресноводных
водоемов.
Кашулин Петр Александрович – доктор биологических наук, руководитель
сектора биофизики лаборатории физиологии и биохимии растений, Полярно-альпийский
ботанический сад-институт КНЦ РАН
Кириллова Ирина Михайловна – директор, УНЦ «Ботанический сад» СГУ им.
Н.Г. Чернышевского. Область научных интересов: интродукция и размножение
травянистых и древесно-кустарниковых растений
Кириллова Наталья Руслановна - младший научный сотрудник Полярноальпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН. Область научных
интересов: популяционная биология, гидроботаника, флора.
93
Коробейникова Наталья Михайловна – младший научный сотрудник
лаборатории почвоведения, Полярно-альпийский ботанический сад-институт КНЦ РАН.
Область научных интересов: химия почв.
Костюк Валентин Иванович – доктор биологических наук, главный научный
сотрудник лаборатории физиологии и биохимии растений, Полярно-альпийский
ботанический сад-институт КНЦ РАН
Кременецкая Ирина Петровна – кандидат технических наук, старший научный
сотрудник лаборатории минерального сырья и силикатного синтеза Института химии и
технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева Кольского
научного центра РАН. Область научных интересов: процессы гипергенеза
заскладированных отходов обогащения медно-никелевых руд и способы очистки воды от
тяжелых металлов.
Лаврова Татьяна Владимировна - кандидат биологических наук, старший
научный сотрудник Ботанического сада МГУ имени М.В. Ломоносова. Область научных
интересов: экологическое образование в ботанических садах; систематика зонтичных.
Литвинова Светлана Васильевна – кандидат биологических наук, старший
научный сотрудник, Полярно-альпийский ботанический сад-институт КНЦ РАН. Область
научных интересов: экологические аспекты биологического метода защиты растений
закрытого грунта.
Литвинова Татьяна Ивановна – младший научный сотрудник лаборатории
Почвоведения, ФГБУН Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.
Аврорина КНЦ РАН. Область научных интересов: почвоведение.
Мосендз Ирина Александровна – аспирант, младший научный сотрудник
лаборатории минерального сырья и силикатного синтеза Института химии и технологии
редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева Кольского научного центра
РАН. Область научных интересов: генезис вермикулит-сунгулиновых отходов и способы
очистки воды от тяжелых металлов.
Носатенко Оксана Юрьевна – младший научный сотрудник лаборатории
интродукции и акклиматизации растений, Полярно-альпийский ботанический садинститут КНЦ РАН
Петрашова Дина Александровна – кандидат биологических наук, научный
сотрудник Научно-исследовательского центра медико-биологических проблем адаптации
человека в Арктике Кольского научного центра РАН. Область научных интересов:
цитогенетика растений и человека, токсикология, адаптация.
Полоскова Елена Юрьевна - кандидат биологических наук, заместитель
директора по научной работе, руководитель группы древесных интродуцентов, ФГБУН
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН. Область
научных интересов: экология, геоэкология, охрана окружающей среды.
Похилько Анна Антоновна - кандидат биологических наук, старший научный
сотрудник лаборатории популяционной биологии растений, ФГБУН Полярно-альпийский
ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина КНЦ РАН. Область научных интересов:
экология, ботаника (систематика, популяционная биология, морфология, фенология и
география растений).
Рак Наталья Семеновна – доктор биологических наук, доцент, старший научный
сотрудник, Полярно-альпийский ботанический сад-институт КНЦ РАН. Область научных
интересов: экологические аспекты биологического метода защиты растений закрытого
грунта.
Романова Екатерина Сергеевна - кандидат биологических наук, младший
научный сотрудник Ботанического сада МГУ имени М.В. Ломоносова. Область научных
интересов: экологическое образование в ботанических садах; карпология.
Салахов Нияз Вагизович - кандидат биологических наук, директор Ботанического
сада Казанского (Приволжского) федерального университета, доцент кафедры
биоэкологии, гигиены и общественного здоровья Казанского (Приволжского)
федерального университета. Область научных интересов: популяционная экология,
94
интродукция растений.
Салтан Наталья Владимировна – кандидат биологических наук, научный
сотрудник лаборатории декоративного цветоводства и озеленения Полярно-альпийского
ботанического сада-института им. Н. А. Аврорина Кольского научного центра РАН.
Святковская Екатерина Александровна – научный сотрудник лаборатории
декоративного цветоводства и озеленения, Полярно-альпийский ботанический садинститут КНЦ РАН
Советова Маргарита Павловна – младший научный сотрудник лаборатории
экотерапии и образовательных программ, опытный экскурсовод, Полярно-альпийский
ботанический сад-институт КНЦ РАН. Область научных интересов: разработка
образовательных программ для детей и проведение занятий по дополнительному
образованию разных возрастных групп дошкольников и школьников.
Тростенюк Надежда Николаевна – научный сотрудник лаборатории интродукции
и акклиматизации растений, Полярно-альпийский ботанический сад-институт КНЦ РАН.
Шакина Татьяна Николаевна – кандидат биологических наук, заведующий
лабораторией «Экспериментальный питомник», УНЦ «Ботанический сад» СГУ им. Н.Г.
Чернышевского. Область научных интересов: интродукция и размножение оранжерейных,
травянистых
и
древесно-кустарниковых
растений,
проблемы
заболевания
клубнелуковичных растений, получение здорового посадочного материала методами
биотехнологии.
Шмакова Наталья Юрьевна – доктор биологических наук, руководитель сектора
экофизиологии лаб. физиологии растений, Полярно-альпийский ботанический садинститут им. Н.А. Аврорина РАН. Область научных интересов: физиология растений,
экология, углекислотный газообмен, пигменты пластид, продуктивность сообществ.
Шумилов Олег Иванович - доктор физико-математических наук, главный
научный сотрудник. Полярный геофизический институт Кольского научного центра РАН.
Юдин Сергей Иванович – кандидат биологических наук, старший научный
сотрудник лаборатории интродукции и акклиматизации растений, Полярно-альпийский
ботанический сад-институт КНЦ РАН.
95
Автор
pabgi.ru
Документ
Категория
Ботаника
Просмотров
25
Размер файла
3 472 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа