Натурализация инвазивных видов Xanthium albinum и Bidens frondosa в Предуралье Республики Башкортостан

Автор: Боровик Э.Р., Абрамова Л.М.

Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio

Статья в выпуске: 3, 2016 года.

Бесплатный доступ

Приводятся данные о натурализации в Предуралье Республики Башкортостан двух инвазивных видов из семейства Asteraceae - Bidens frondosa L. и Xanthium albinum (Widd.) H. Scholz. Выявлены и обследованы 26 ценопопуляций данных видов, которые внедряются в естественные пойменные экосистемы в среднем и нижнем течении р. Белой и ее притоков и доминируют в сообществах с долей участия вида от 18 до 97%. Прогнозируется дальнейшее расселение Xanthium albinum и Bidens frondosa по берегам других рек Предуралья и занятие ими лидирующих позиций в прибрежных экосистемах.

Инвазивный вид, ценопопуляция, натурализация

Короткий адрес: https://sciup.org/147204771

IDR: 147204771

Текст научной статьи Натурализация инвазивных видов Xanthium albinum и Bidens frondosa в Предуралье Республики Башкортостан

В результате интенсификации торговых связей, глобализации происходит стирание границ между естественными природно-климатическими зонами, исчезают барьеры, сдерживающие распространение адвентивных видов [Борисова, 2010; Тохтарь, Волобуева, 2011; Панасенко, 2012]. Инвазивные виды растений, те. активно расселяющиеся агрессивные чужеродные вицы с высокой конкурентной способностью и репродуктивным успехом, нередко натурализуются в естественных фитоценозах, занимая местообитания нативных видов растений [Лисицына, 1990: Баркалов, 1992; Глазкова, 2005; Инфантов. 2005; Гсльтман,

2006; Афанасьев, 2008; Соловьева, 2009; Виноградова, 2010, 2011; Васильева и др. 2011; Папченков. 2011; Абрамова, 2012; Гладунова, 2016].

В настоящее время на территории Республики Башкортостан наблюдается экспансия и натурализация ряда североамериканских инвазивных видов семейства Asteraceae Duinort. нз родов Ambrosia L_, Xanthium L„ Bidens L_ Galinsoga Ruiz & Pav„ Cydachaena Fresen. и др. [Абрамова, 2003, 2009, 201L 2014; Абрамова и др., 2007; Абрамова, Ануфриев, 2008].

Объект и методы исследований

Два инвазивных вида - Bidens frondosa L. и

(С Боровик Э. Р., Абрамова Л . М > 2016

Xanthium al bi пит (Widd.) Н. Scholz - появились и распространяются в экосистемах Башкирского Предуралья, при этом данные виды натурализуют-ся в естественных сообществах пойм рек [Абрамова, Ануфриев, 2005; Абрамова, Нурмиева, 2013; Боровик и др., 2014, 2015а, б].

Xanthium aibimim (Widd.) Н. Scholz - однолетнее травянистое растение высотой до 80-120 см. Стебель прямостоячий, у крупных растений ветвистый, с жестким шероховатым опушением* Листья очередные, черешковые, яйцевидные или широкояйцевидные* трехлопастные, шероховато-опушенные. Корзинки однополые* собранные в соцветия на верхушке стебля и в пазухах листьев. Зрелые соплодия соломенного или красноватобурого цвета.

Bidens Jrondosu L. недавно (1997 г*) обнаружен в Республике Башкортостан (РБ). но >же активно расселяется по ее территории. Это также однолетнее травянистое растение* побеги прямостоячие* ветвящиеся* почти голые. Листья супротивные* 3-5-рассеченные. Доли листа ланцетовидные или продолговато-ланцетовидные, крупнозубчатые. Экологические условия* в которых обитает череда облиственная во вторичном ареале, очень разнообразны* Чаще всего она произрастает по берегам водоемов* но встречается и на рудеральных местообитаниях* В Башкортостане популяции Bidens jrondosu выявлены в центральном и южном Пре-дуралье, в основном по р. Белой и ее притокам*

Поиск очагов инвазии и исследования биологических особенностей дурнишника эльбского и череды облиственной проводились в 2014-2015 гг* в среднем и нижнем течении р. Белой (от г* Мелеуз до р. Быстрый Танып)* а также в нижнем течении притоков р. Белой - р* Уфы и Демы в окрестностях г. Уфы* а также р. Чермасан, Мелеуз, Нугуш. Нами выявлены 31 и обследованы 26 ценопопуляций (ЦП) этих инвазивных видов. Ценопопуляции названы по близлежащему населенное пункту или другое географическое объекту;

Исследования проводились методом учетных площадок (площадь 1 м2)* Определялись следующие основные популяционные параметры; плотность популяции, высота растений, надземная биомасса и биомасса сопутствующих видов* На пробных площадях также проводилось изучение морфометрических особенностей исследуемых видов. На 25 модельных растениях каждой из ЦП, согласно методу В.Н* Голубева [1965]* изучены следующие основные параметры: дшна побега, число ветвлений, толщина стебля* длина корня, число листьев, длина и ширина листа, число соплодий или корзинок.

Результаты и их обсуждение

Результаты исследования представлены в табл. 1—2. Общее проективное покрытие в ЦП варьировало от 80 до 100%, при средней высоте травостоя 36—170 см* Показатели биомассы колебались от 0.11±0*18 до 1.82±О*14 кг/м² для Bidens frondosa и От 0*22±0.02 до 2*323=0.15 кг/м" для Xanthium aibi-пит. Также следует отметить высокие значения доли участия инвазивного вида в сообществе (18— 97%): этот показатель лишь в 4-х популяциях ниже 50%. а в 17 популяциях - выше 80%* что указывает на доминирование инвазивных видов в иссле-дуемых фитоценозах (табл. 1). Латинские названия растений даны по сводке С. К. Черепанова [1995].

Таблица 1

Характерна гика некоторых ценопопуляций Xanthium albinum и Bidens/rondosa

ЦП

Высота растений. см

Наземная биомасса инвазивного вида, кг/м²

Биомасса сопутствующих видов, кг/м²

Доля биомассы инвазивного вида в сообществе, %

Плотность растений на 1 м²

Xanthium alb in urn

Юмагузино	38.9±1.68	0.5Н0.14	О.ОЗ±О.О2	94	46.5±1.21
Ташлыкуль	63.4±2.00	0.87±0.07	0.06±0.05	93	31.0±2.72
Мелеуз-1	36.9±0.05	0.69±0.07	0.14±0.05	83	32.4±1.24
Нугуш	27.2±0.34	0.32±0.02	0.06±0.05	84	26.2±3.40
Сабашево	63,0±1.95	0.55±0.12	048±0.07	53	54.2±069
Ишимбай	32 5±1.24	03Н0.21	0.1 НО.ОЗ	73	42.ЗЯ.34
Табынское	86 5±0.69	2 32±0.15	0,06±0.02	97	5 HI 24
Дема	23*0±0.41	0*5 НО 16	0*07±0.02	88	96.0±2*40
Уфа	45*3±0.69	0*3 НО.21	1*35±0.24	18	45.3Я*69
Кушнаренково	28*5±0.21	0*40±0.24	0*08±0.06	85	31.0±6*20
Саярыш	17*5±0.18	0*48±0.07	0*08±0.02	85	11.2Я*32
Чсрмасан	19*5±0.32	0*22±0.02	0*13±0.02	65	13.6±0*44
Бирск-1	87*7±1.52	1*12±0.03	О*О5±О.О2	95	61.2^0*22
Бирск-2	20*4±0.43	0*46±0.02	0*07±0.22	86	28.7^2*21
Дюртюли	22*7±0.21	0*35±0.12	О*ОЗ±О.О2	92	11.2±0*80

Окончание табл. 1

ЦП	Высота растений. см	Наземная биомасса инвазивного вида, кг/м²	Биомасса сопутствующих видов, кг/м²	Доля биомассы инвазивного вида в сообществе, %	Плотность растений на 1 м²
Bidens frondosa
Кумертау	85.£±1.69	0.37±1£.2	0.08±0.20	82	25.6±0.29
Мелеуз-1	68.£±2.79	0.21±0.20	0.32±0.67	39	32.1±0.23
Мелеуз-2	136.0±21.62	1.82±0.14	0.21±0.32	89	42.3±0.71
Сабашево	76.£±7.71	1.33±0.21	0.05±0.21	96	153.2±7.21
Ишимбай	58.2±12.62	0.32±0.24	0.42±0.20	43	58.3±0.69
Вельское	124.8±0.64	0.98±0.34	0.08±0.10	92	132.2±0.40
Дема-1	66.7±12.80	030t0.ll	0.49±0.21	37	48.2±0.07
Дема-2	31.5±0.71	0.45±0.50	0.21±0.40	68	28.3±0.44
Уфа	142.5±14.6	1.12±0.20	0.25±0.16	82	36.4±0.24
Благовещенск	32.2±0.21	0.11±0.18	0.10±0.32	51	7.3±0.89
Бирск-1	853±2.42	148±7.20	ОО6±О.ЗО	96	188 2±2,46

Самыми мощными ценопопуляциями Xanthium albinum являются ЦП Бирск-1 и Ташлыкуль, здесь отмечены наибольшие значения по высоте и биомассе растений: по плотности максимальные значения выявлены для ЦП Дема и Бирск-1. Самые низкие показатели по высоте растений — в ЦП Чермасан, Саярыш а по биомассе минимальные значения - в ЦП Чермасан, Ишимбай и Уфа.

Для Bidens frondosa максимальные значения высоты отмечены в ЦП Уфа, Мелеуз-2, минимальные — в ЦП Дема-2 и Благовещенске. Максимальные значения по плотности и биомассе были зарегистрированы в ЦП Бирск, Me леу з-1 и Сабашево Минимальные значения популяционных параметров характерны для ЦП Благовещенск, где отмечается начало внедрения вида.

Результаты измерения основных морфометрических параметров растений приведены в табл. 2.

Таблица 2

Некоторые морфометрические показатели Xanthium albinum и Bidens frondosa

ЦП	Высота побега, см	Толщина побега. мм	Длина корня. см	Число ветвлений I порядка, шт.	Число листьев, шт.	Число соплодий/ корзинок, шт.	Длина листа, см	Ширина листа, см	Длина черешка, мм
Xanthium albinum
Сабашево	65,9+10,92	4,9+1,04	9,0+1,61	3,0+136	13.9+1,05	22,2+11,85	9.2+1,45	6,7+2,88	4,3-1.83
Ишимбай	58,6+9,07	5,2+0,46	15,6+4.87	23+1,03	13,2+2,43	12,6+6,28	8,3+1,65	7,8+2,87	5,8=1,92
Мелеуз	45,7+6,31	3,9+0,46	11,8+235	3,5+0,75	8,6+0,94	1,3+0,77	8,8+1,34	4,7+1,86	2,3=1,88
Юмагузино	42,3+6,35	3,6+0,42	13,3+234	2,7+0,67	8,9+0,67	1,3+0,73	7,8+2,66	5,5+0,96	5,5=0,96
Табынские	55.6+9.04	5.1+0.54	17.6+4,83	2,3+1.09	13.2+2,42	12,6+6.26	5.7+0.92	4.6+1.17	4.4=1,35
Ташлыкуль	68,7+4.56	4,1+0,47	13,4+2,54	5,3+134	7,8+0.95	2,6+0,73	7.6+2,67	4,5+0,83	4,5-0.90
Цв, Башкирии	45,3+6,38	3,2+0,33	12,8+3.18	3,8+0,56	8,6+0,91	1,3+0,78	6,8+1,33	4,7+1,84	4,3=1,62
Дема	58,7+9,03	4,2+0,62	12,2+5.27	4,3+1,27	15,1+1,07	6,9+4,35	7,8+0,94	6,5+0,82	5,2=0,74
Уфа	51,4+634	7,1+1,73	19,3+3.12	8,4+2,28	243+7,39	12,6+5,64	7,7+2,61	5,5+0,78	4,5=0,93
Bidens frondosa
Сабашево	61,1+1,15	4,9+1,04	12,8+2.40	8,1+0,55	25,3+34,34	25,6+0,71	5,7+0,16	3,5+0,75	1,8=0,27
Мелеуз	122,0+21.62	5.2+0.46	9.8+1.81	9,9+4,84	27,3+11,81	41,0+12,81	5,5+2.83	2.9+0.67	2.7=0,46
Ангасяк	42.6+0.77	3.2+0.33	8.8+1.32	7,2 ±0,26	19.8+0,44	19,8+0.68	5.5+0.17	2.0+1.56	1.8=0,65
Табынское	58,2+12,65	3,2+0,33	10,5+4,11	10,7=2,93	31.7+9,53	21.7+6.92	3,9+1,88	23+1,03	3,3=1,88
Кумертау	85,8+1,69	4,2+0,62	9,8+1,42	9,7+4,84	27,3+11,85	38,0+11,65	4,9+0,85	3,3+0,75	3,3=1,83
Вельское	124,8+0,64	4,3+0,64	8,8+1,63	7,8+2,86	26,8+11,92	19,1+14,46	2,5+0,56	2,7+0,67	0,7=0,26
Дема-2	31.9+0.71	4.1+0.47	12.0+2,65	11.3=8,71	363+8,74	26,0+11,31	33+0.82	2.6+1.09	2.5=0,48
Уфа-1	142.0+1.49	3.2+0.33	10.7+2,64	12.4=1,55	32.3+17.0	32,2+5.24	5.5+0.54	2.7+0.29	0.7=0,29

Сравнение полученных данных для Xanthium albinum показало. что максимальные значения по большинству морфометрических параметров наблюдались в ЦП Сабашево. минимальные значения — в ЦП Цветы Башкирии.

Для Bidens frondosa максимальные значения большинства параметров характерны для ЦП Уфа. а для ЦП Мелеуз выявлено максимальное количе ство корзинок. В этих ценопопуляциях складываются наиболее благоприятные для вида условия обитания. Минимальные значения по значениям параметров отмечены для ЦП Вельское.

Заключение

Таким образом, в среднем и нижнем течении р.

Белой и ее притоков нами выявлены и обследованы 26 ЦП инвазивных видов семейства Aster асеае - Xanlhium albinum и Bidens frondosa. Отмечена высокая плотность и доля участия видов в сообществах (до 97%)* что свидетельствует о доминировании инвазивных видов и их инвазионном успехе. Можно прогнозировать дальнейшее расселение Xanlhium al binum и Bidens frondosa по берегам других рек Предуралья и занятие ими лидирующих позиций в прибрежных экосистемах*

Хочется выразить благодарность моему отцу* Р*Г. Ягафарову. Его поддержка* мудрость и полет инженерной мысли очень меня вдохновляют.

Список литературы Натурализация инвазивных видов Xanthium albinum и Bidens frondosa в Предуралье Республики Башкортостан

Абрамова Л.М. Экспансия американских неофитов семейства Asteraceae в южных районах Республики Вашкортостан//Проблемы изучения адвентивной и синантропной флоры в регионах СНГ: материалы науч. конф. М.; Тула, 2003. С. 7-9
Абрамова Л.М. Распространение инвазивных неофитов семейства Asteraceae в Вашкортостане//Виоразнообразие растений на Южном Урале и при интродукции. Тр. Вотан. сада-института УНЦ РАН к 75-летию образования. Уфа, 2009. С. 191-208
Абрамова Л.М. Чужеродные виды растений на Южном Урале//Сорные растения в изменяющемся мире: актуальные вопросы изучения разнообразия, происхождения, эволюции. СПб., 2011. С. 5-10
Абрамова Л.М. Экспансия чужеродных видов растений на Южном Урале (Республика Башкортостан): анализ причин и экологических угроз//Экология. 2012. № 5. С. 1-7
Абрамова Л.М. Новые данные по биологическим инвазиям чужеродных видов в Республике Башкортостан//Вестник АН РВ. 2014. Т. 19, № 4. С. 16-27
Абрамова Л.М., Ануфриев О.Н. Bidens frondosa L. -новый вид Вашкортостана//Растительные ресурсы: опыт, проблемы и перспективы: материалы всерос. науч.-практ. конф. Вирск, 2005. С. 3-4
Абрамова Л.М., Ануфриев О.Н. Агрессивные неофиты Республики Башкортостан: биологическая угроза//Вестник АН РВ. 2008. № 4. С. 34-43
Абрамова Л.М., Нурмиева С.В. К биологии инвазивного вида Bidens frondosa L. в Предуралье Республики Вашкортостан//Известия Самарского научного центра РАН. 2013. Т. 15, № 3(1). С. 358-360
Афанасьев В.Е. Анализ мест натурализации адвентивных растений в Астраханской области//Вестник АГТУ. 2008. №6 (47). С. 238-241
Баркалов В.Ю. Род Череда -Bidens L.//Сосуди стые растения советского Дальнего Востока. СПб., 1992. Т. 6. C. 30-36
Борисова Е.А. Особенности распространения инвазионных видов растений по территории Верхневолжского региона//Российский журнал биологических инвазий. 2010. № 4. С. 2-8
Боровик Э.Р., Голованов Я.М., Абрамова Л.М. Фитоценотическая приуроченность инвазивного вида Bidens frondosa L. в Республике Башкортостан//Актуальные вопросы современного естествознания Южного Урала: материалы Всерос. науч.-практ. конф. Челябинск, 2014. С. 91-95
Боровик Э.Р., Голованов Я.М., Абрамова Л.М. К биологии инвазивных видов Xanthium аlbinum (Widd.) H. Scholz и Bidens frondosa L. в среднем течении реки Белой и ее притоков//Структурно-функциональная организация и динамика растительного покрова: материалы II всерос. науч.-практ. конф. Самара, 2015а. С. 172-176
Боровик Э.Р., Голованов Я.М., Абрамова Л.М. Натурализация инвазивного вида Xanthium albinum (Widd.) H. Scholz в среднем и нижнем течении реки Белой и Демы//Современные тенденции развития науки и технологий. 2015б. № 3-2. С. 13-16
Васильева Н.В. Некоторые особенности онтогенеза череды олиственной (Bidens L.), способствующие её расселению//Известия Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13, № 5. С. 75-78
Васильева Н.В., Папченков В.Г. Механизмы воздействия инвазионной B. frondosa на аборигенные виды череды//Российский журнал биологических инвазий. 2011. № 1. С. 15-22
Виноградова Ю.К., Галкина М.А., Майоров С.Р. Изменчивость таксонов рода Bidens L. и проблема гибридизации//Российский журнал биологических инвазий. 2013. № 4. С. 2-16
Виноградова Ю.К., Майоров С.Р., Хорун Л.В. Чёрная книга флоры Средней России: чужеродные виды растений в экосистемах Средней России. М.: ГЕОС, 2010. 494 с
Гельтман Д.В. О понятии «инвазивный вид» в применении к сосудистым растениям//Ботанический журнал. 2006. Т. 91, № 8. С.1222-1224
Галкина М.А. Онтогенез череды облиственной (Bidens frondosa L.)//Онтогенетический атлас растений. Йошкар-Ола, 2013. Т. 7. С.147-150
Галкина М.А., Виноградова Ю.К. Виоморфология некоторых таксонов рода Bidens L.//Проблемы изучения адвентивной и синантропной флор России и стран ближнего зарубежья: материалы IV Междунар. науч. конф. Ижевск, 2012. С. 59-62
Гладунова Н.В., Хапугин А.А., Варгот Е.В. Bidens frondosa L. (Asteraceae) в республике Мордовия (Россия)//Российский журнал биологических инвазий. 2016. Т. 9, № 1. С. 41-52
Глазкова Е.А. Bidens frondosa L. (Asteraceae) новый адвентивный вид флоры северо-запада России и история его расселения в Восточной Европе//Ботанический журнал. 2005. Т. 90, №10. С. 1525-1540.
Голубев В.Н. Эколого-биологические особенности травянистых растений и растительных сообществ лесостепи. М.: Наука, 1965. 286 с
Инфантов А.А., Золотухин А.И. Синантропизация флоры малого города (на примере г. Балашова)//Поволжский экологический журнал. 2009. № 3. С. 190-194
Исайкина Н.В., Андреева В.Ю. Сравнительное анатомо-морфологическое исследования видов рода Bidens L.//Бюллетень сибирской медицины. 2011. № 5. С. 56-61
Крылова Е.Г., Васильева Н.В. Прорастание семян и развитие проростков представителей рода Bidens (Asteraceae) в растворах сульфата меди//Вестник Томского государственного университета. 2011. Вып. 352. С. 207-210
Лисицына Л.И., Артеменко В.И. Bidens frondosa L.(Compositae) -новый вид флоры Нижнего Поволжья//Бюллетень МОИП. Отд. биологии. 1990. Т. 95, вып. 4. С. 110-111
Лисицына Л.И., Папченков В.Г. Флора водоемов России. М.: Наука, 2000. 237 с
Панасенко Н.Н. и др. Растения-трансформеры//Известия Самарского научного центра РАН. 2012. Т. 14, № (1) 4. С. 1092-1095
Папченков В.Г. Динамика популяций Bidens frondosa L. и её гибридов на водохранилищах Верхней и Средней Волги//Материалы I Междунар. науч. конф. Астрахань, 2011. С. 37-41
Соловьева В.В. Адвентивная флора естественных и искусственных водоемов//Известия Самарского научного центра РАН. 2009. Т. 11, № 1(4). С. 611-616
Тохтарь В.К., Волобуева Ю.Е. Особенности распространения инвазионных видов Ambrosia аrtemisiifolia L., Iva xanthiifolia L., Xanthium albinum (Widd.) H. Scholz на Юго-Западе Среднерусской возвышенности//Научные ведомости. Сер. Естеств. науки. 2011. №9 (104), вып. 15/1. C. 201-205
Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб., 1995. 992 с

Еще

Статья научная