Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Изучение флоры и растительности городов . 9
1.1. Климатические и почвенные условия в городе . 9
1.2.Синантропизация флоры. Особенности флоры городов 12
1.3. Изучение рудеральной растительности. 25
1.4. Особенности рудеральной растительности. 33
1.5. Классификация рудеральной растительности 42
1.6. Использование статистических методов при классификации растительности 56
Глава 2. Физико-географический очерк района исследования . 60
2.1. Природно-климатические условия Алтайского края 60
2.2. Природно-климатические условия города Барнаула 64
2.3. Природно-климатические условия города Рубцовска 74
2.4. Природно-климатические условия города Змеиногорска. 84
Глава 3. Материалы и методы исследования 95
Глава 4. Особенности рудеральной флоры городов Алтайского края 97
4.1. Таксономический анализ 97
4.2. Биоморфологический анализ 104
4.3. Экологический анализ 105
4.4. Хорологический анализ 106
Глава 5. Рудеральная растительность городов Алтайского края 107
5.1. Продромус растительности города Барнаула 107
5.2. Характеристика растительности Барнаула 109
5.3. Продромус растительности города Рубцовска 161
5.4. Характеристика растительности Рубцовска 163
5.5. Продромус растительности города Змеиногорска 183
5.6. Характеристика растительности Змеиногорска 185
Глава 6. Сравнение растительности городов 215
6.1. Растительность городов Алтайского края 215
6.2. Сравнение растительности городов Алтайского края с другими городами 221
Выводы 225
Литература 226
Приложения
- Климатические и почвенные условия в городе
- Природно-климатические условия Алтайского края
- Таксономический анализ
- Продромус растительности города Барнаула
Введение к работе
Актуальность. Западная Сибирь относится к регионам интенсивного хозяйственного использования. Практически все природные экосистемы в той или иной степени подвержены отрицательному воздействию разнообразных антропогенных факторов. Центральное место, несомненно, занимает негативная трансформация растительного покрова и составляющих его элементов - фитоценозов. В процессе длительного исторического развития растительные сообщества выработали ряд свойств, направленных на максимальное использование солнечной энергии, элементов питания и других ресурсов неживой природы. Важнейшее же свойство растительного покрова городов - определенное ценотическое разнообразие, направленное на максимальное использование всего спектра экотопов города. Именно нарушение видового состава, структуры, продукционных процессов сообществ, снижение их ценотического разнообразия в результате неконтролируемой деятельности человека приводят к потере растительным покровом его основных функций, результатом чего является деградация экосистем в целом (Седельников и др., 1982).
В настоящее время вмешательство человека является фактором в первую очередь определяющим сложение растительных сообществ. Влияние естественных факторов, связанных со средой, занимает лишь второе место (Вальтер, 1982).
Городам принадлежит решающая роль в территориальной организации общества. Совершенствование городов как жизненной среды и мест концентрации разнообразной деятельности, рациональное устройство городских сетей в соответствии с географическими, культурно-историческими, социально-экономическими особенностями территории -важная задача в России и в других странах мира (Лаппо, 1997).
Все города земного шара занимают не более 1% площади суши, а живет в них свыше 40% населения Земли. Городское население Российской Федерации по данным Госкомстата на начало 2001 г. составляло 72,9%.
Города отражают наиболее концентрированную форму воздействия человека на природные ландшафты, а темпы современной урбанизации влекут за собой деградацию флоры и естественных растительных сообществ (Мильков, 1978).
В городах в связи с антропогенным воздействием, процессы естественного восстановления уже не обеспечивают устойчивость коренных сообществ к антропогенным воздействиям, все более обширные территории занимаются различными производными группировками, а, следовательно, утрачиваются или ослабевают основные функции растительности, нарушается ход естественного ландшафтного процесса (Белов, Соколова, 1999).
Важность изучения городской растительности вытекает из той большой роли, которую она играет в формировании условий жизни горожан. Как носитель биоразнообразия городская растительность нуждается в охране (Wang Bosun, 1998).
Познание общих закономерностей формирования флоры и растительности в условиях урбанизированной среды поднимает важные, как частные, так и общеэкологические вопросы. Одним из таких вопросов является проблема сохранения живой природы в городе, причем не только с утилитарной точки зрения, но и эстетической. Учитывая огромную роль растительности в повышении качества жизни людей в условиях города, возникает необходимость изучения охраны и рационального использования городской растительности (Горышина, 1991).
Изучение воздействия антропогенных факторов на растительный покров городов и других населенных пунктов показало, что происходит уничтожение части естественных растительных сообществ, многие из которых имеют противоэрозионное и водоохранное значение (Седельников и др., 1982).
Возрастающее воздействие человека на биосферу вызывает как изменение естественных сообществ, так и формирование новых комбинаций популяций растений, роль которых продолжает непрерывно расти (Миркин, Соломещ, 1989).
Рудеральные сообщества - "почти обязательный" компонент ландшафта населенных пунктов, разнообразие которых в первую очередь зависит от степени антропогенного пресса. Рудеральные сообщества можно трактовать как природно-антропогенные образования экстразональной природы, состав и структура синтаксонов которых имеют географические закономерности (Черосов, 1998).
Рудеральная растительность в настоящее время все чаще привлекает внимание отечественных геоботаников. Современный уровень антропогенного влияния приводит к возникновению рудеральных фитоценозов в разных географических зонах. Рудеральные группировки единой синтаксономической принадлежности наблюдались повсеместно на территории СССР, а также в отдаленных регионах страны (европейское Заполярье, пустынная зона Казахстана, высокогорья Средней Азии) (Костылев, 19906).
Становление синантропной флоры и растительности - процесс, сопровождающий человеческое общество с самых ранних этапов его развития до наших дней. Одним из основных методов, раскрывающих эти процессы, является классификация синантропных сообществ на основе их флористического состава (Ишбирдин, 2001).
Классификация является необходимым этапом любого научного исследования. При изучении растительного покрова с точки зрения слагающих его растительных сообществ, проблема классификации приобретает особо важное значение, учитывая большую сложность и разнообразие его объектов (Александрова, 1969; Василевич, 1975; Миркин, 1977).
Общепризнанной методикой классификации растительности становится использование метода Браун-Бланке (Миркин, Соломещ, 1989).
Проведённый анализ литературы показал, что в настоящее время растет интерес к изучению антропогенных процессов происходящих в природной среде. В Западной Европе процессы антропогенной трансформации растительности изучаются уже давно и во многих странах: Германии, Чехии, Польше, Украине и др. Причем эти работы посвящены как изучению флоры городов (Kunik, 1987; Montag, 1995; Brandes, 1982b) так и растительности (Brandes, 1982а; Bornkamm, 1974; Pysek, 1977, Костылев, 1990а; Костылев, 19906; Папуча, 1991). В России интерес к изучению рудеральной растительности возрос в середине 80-ых гг. Особенно это касается работ ученых Башкирского университета: А.Р. Ишбирдин, Б.М. Миркин (1988), А.Р. Ишбирдин и др. (1988) А.Р. Ишбирдин (2001), Миркин и др. (1985), Миркин и др. (1986) и др. Изучением городской флоры также занимаются (Ильминских, Шмидт, 1994; Ильминских, 1994).
В Сибири внимание ученых-ботаников обращено к изучению антропогенной трансформации растительного покрова: В.П. Седельников и др. (1992), Т.А. Терехина (2000 а, б), Г.Г. Соколова (2003), Т.В. Антюфеева (2004). Однако большинство этих работ посвящено изучению городской флоры: И.Е. Мерзлякова (1997); А.В. Суткин (2002); М.Г. Буданова (2003); в Алтайском крае: Т.А. Терехина (1995); Т.М. Копытина, Т.А. Терехина (1995); Т.А. Терехина, Т.М. Копытина (1996а, б); Т.М. Копытина, Т.В. Астахова (2001); Т.М. Копытина (2003) и др.
Целью диссертационной работы является изучение растительного покрова городов Алтайского края. В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
- провести геоботаническое обследование рудеральной растительности трех городов Алтайского края (Барнаула, Рубцовска, Змеиногорска) и их окрестностей,
- проанализировать флору описанных синтаксонов;
- разработать синтаксономию изучаемой растительности в соответствии с установками эколого-флористического подхода Браун-Бланке;
- сравнить растительность трех городов Алтайского края между собой и с другими городами, выявить черты сходства и различия.
Защищаемые положения.
1. Установленные синтаксоны флористической классификации имеют в каждом новом районе свои особенности, которые определяются степенью сходства флоры и растительности исследуемого района с уже изученными.
2. Низкое синтиксономическое разнообразие сообществ обусловлено искусственным выравниванием экологических условий в городах и повсеместным антропогенным влиянием.
Научная новизна. Впервые изучена рудеральная растительность городов Алтайского края - Барнаула, Рубцовска и Змеиногорска. Проведена классификация описанных фитоценозов с использованием эколого-флористического подхода Браун-Бланке.
Практическая значимость. Материалы автора подтверждают универсальность, высокую информационную ценность и практическую значимость ассоциаций флористической классификации, что позволяет получать новую ценную в теоретическом и практическом плане информацию о самих сообществах и растительном покрове в целом, а также поставляет данные для сравнения растительности различных территорий.
Материалы исследований необходимы для решения практических задач экологического контроля за деградацией растительного покрова городов, для построения прогнозов изменения антропогенно нарушенного растительного покрова. Материалы диссертационной работы могут быть использованы в курсе геоботаники в высших учебных заведениях, а также при проведении летних полевых практик студентов.
Апробация работы. Результаты исследований представлены на научно-практических конференциях студентов и аспирантов АлтГУ в 2001, 2002,
2005 и 2006 гг., на Южно-сибирской международной научной конференции студентов и молодых учёных 21-24 ноября 2001 г. в г. Абакане; на XI съезде Русского ботанического общества 18-22 августа 2003 г. в г. Новосибирске и Барнауле, на третьей Всероссийской научно-практической конференции "Интеллектуальный потенциал молодых ученых России", 27-29 марта 2003 г. в г. Барнауле, на международной научной конференции, посвященной 200-летию Казанской ботанической школы, 23-27 января 2006 г. в г. Казани.
Публикации. По теме диссертации имеется 6 публикаций, в том числе 1 статья в рецензируемом журнале из списка ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, шесть глав, выводы, библиографический список, приложения. Работа изложена на 246 страницах машинописного текста, содержит 57 таблиц, 5 рисунков. Библиографический список содержит 230 источников, в том числе 33 иностранных.
Работа выполнялась на кафедре ботаники Алтайского государственного университета.
Автор выражает огромную благодарность своему научному руководителю Татьяне Александровне Терехиной за научное руководство и помощь в работе над диссертацией.
Благодарю за советы и участие всех сотрудников кафедры ботаники Алтайского государственного университета, студентов и аспирантов кафедры за помощь в сборе материала для диссертации.
Также выражаю признательность Андрею Юрьевичу Королюку за консультации и методическую помощь.
Особая благодарность доктору Маттиасу Хоффманну научному директору Ботанического сада университета Мартина Лютера (Халле-Виттенберг, Германия) за всестороннюю помощь и поддержку.
Климатические и почвенные условия в городе
Город - это сложная система, характеризующаяся многообразными внутренними и внешними связями естественного, технического, социального происхождения. Как сложную систему город можно представить в виде динамичного взаимодействующего сочетания двух субсистем - природной и антропогенной (Владимиров, 1999).
Промышленная деятельность человека направлена на создание материальных благ, она является основой благосостояния народа. Но развитие индустрии имеет и некоторые побочные, не предусматриваемые человеком последствия, перерастающие иногда в конфликт между техникой и природой. Научно-технический прогресс намного увеличивает возможности использования природных богатств, но вместе с тем растет и опасность нарушения биосферы (Баранник, Калинин, 1976).
Имеются данные, свидетельствующие о том, что крупный город существенным образом изменяет почти все компоненты природной среды -атмосферу, растительность, почву, рельеф, гидрографическую сеть, подземные воды, грунты, климат, причем изменение одних природных условий неизменно вызывает изменение других. Перепады температур, относительной влажности, солнечной радиации между городом и его окрестностями иногда соизмеряются с передвижением в естественных условиях на 20 по широте к югу. В результате хозяйственно-бытовой деятельности населения преобразуются также климат занятых населенными пунктами территорий, появляются совершенно новые (искусственные) экотопы с искусственными грунтами, местами с избыточным засолением, со своеобразными геохимическими и гидрологическими режимами. Формирующаяся при этом качественно новая, урбанизированная природно-антропогенная среда, способствует формированию в крупных и мелких населенных пунктах синантропных флоротопологических комплексов -совокупностей видов растений, обусловленных не только экологотопологическими причинами, но и хозяйственно-бытовой деятельностью человека и растительных сообществ, не имеющих аналогов в природе (Парфенов и др., 1985).
Хозяйственно-бытовая деятельность человека приводит к разрушению и дестабилизации естественного растительного покрова, появлению почвенно-грунтовых обнажений и экотопов с субстратами искусственного происхождения. Биологическое загрязнение урбанизированной среды в населенных пунктах влияет на растительный покров и выражается в процессе неофитизации - появлении новых для фитохориона заносных (в ряде случаев карантинных) или интродуцированных видов растений способных к натурализации. Состав городской флоры довольно быстро реагирует на изменение в деятельности местных промышленных предприятий. Ботаникам хорошо известен набор "шерстяных видов", поступающих с ввозимым шерстяным сырьем и оседающих в местах его обработки. Это степные и пустынные растения, сами названия которых говорят об их экзотическом происхождении - лебеда татарская, ячмень туркестанский, люцерна арабская, малькольмия африканская и др. (Горышина, 1991).
Для городских почв типичны уплотнение, иссушение, обогащение солями, щелочная реакция, загрязнение тяжелыми металлами. Городу свойственны более аридные черты климата по сравнению с окружающими территориями, загазованность воздуха. Экологическое своеобразие современных поселений определяет и флористическое своеобразие рудеральной растительности в городах (Василевич, Мотекайтите, 1988).
Эдафические условия городских местообитаний выравниваются вследствие изменения химизма городских почв из-за частого перемещения и загрязнения их строительным мусором, промышленными и бытовыми отходами и др. Глубина погребенных почв составляет в Лндоне 25, в Москве - 22, в Париже - 20 м (Кучерявый, 1984).
На основе обзора экологических условий искусственно созданного и поддерживаемого городского ландшафта в Литве (Мотекайтите, 1985), сделан вывод, что его внутренняя среда, несомненно, представляет собой новую эколого-географическую среду обитания, которой свойственны эвтрофикация, загрязнение, замена естественных почв городскими почвогрунтами и более аридные черты климата по сравнению с окружающими территориями. С одной стороны большое значение для стабилизации рудеральных типов фитоценозов урбанизированных территорий имеет искусственное поднятие рельефа, т.е. отложение культурного слоя. Благодаря культурному слою в городах всегда в больших количествах содержатся долгоживущие диаспоры, произведенные многими поколениями рудералов, и формируются специфические во всех отношениях банки городской флоры.
Сопоставление флор крупных городских агломераций в Центральной Европе показывает, что между ними существуют лишь небольшие различия, вызываемые исключительно крупномасштабными климатическими отклонениями. Но эти различия увеличиваются по мере удаления городских агломераций одна от другой, хотя и остаются в сущности незначительными даже между столь далеко отстоящими друг от друга городами, как Варшава и Брюссель. Связь типа флоры с ранее преобладавшими почвенными условиями на городских территориях может быть обнаружена лишь в ходе очень подробных анализов. Однако качественная структура флоры более уже не отражает специфику этих почвенных условий (Wittig, 1996).
Появление в городах и прочих населенных пунктах специфических искусственных экотопов с контрастными и чрезвычайно вариабельными экологическими условиями определяет антропогенное смещение границ ареалов отдельных видов растений и антропогенную динамику растительных сообществ. Изменение границ ареалов проявляется, прежде всего, в трансзональных миграциях растений из различных природных зон и фитохорионов. В целом при этом не происходит обогащения флоры, так как усиление процесса урбанизации вызывает неизбежно общее обеднение аутохтонной флоры, ее упрощение и унификацию. Видовой состав синантропных флористических комплексов зависит не столько от географической широты и природных внутризональных условий, сколько от топологического разнообразия конкретного ландшафта, на базе которого развивается данный населенный пункт, возраста и размеров последнего, видов промышленного производства, сети и разнообразия коммуникаций транспортных - связей с другими природно-экологическими районами. Таким образом, в своей антропофитной основе синантропные флористические комплексы являются зональными. Однако, в целом городскую флору нельзя назвать зональной, поскольку удельный вес азонального компонента в городской флоре закономерно возрастает, как в хорологическом, так и в пространственном отношениях, и в центре города достигает 30% всего видового состава (Воронков, 1989).
Природно-климатические условия Алтайского края
Алтайский край (в современных границах с 1991 г.) расположен на юго-востоке Западной Сибири между 51-54 с. ш. и 78-87 в. д. Площадь 167,85 км2, протяженность с запада на восток 600 км, с севера на юг - 400 км (Бобров, Пурдик, 1997). Занимает часть Алтайской горной области и прилегающую к ней на севере часть Западно-Сибирской равнины.
Население Алтайского края 2654 тыс. жителей, городское - 58%. 11 городов, 30 поселков городского типа (1991). Административный центр - г. Барнаул, с населением 655,4 тыс. человек.
Средние температуры января -19С, июля +19С. Осадков 150-200 мм в год (в горах до 1500-3000 мм).
Рельеф Алтайского края разнообразен по истории формирования, степени расчлененности. Главные особенности его обусловлены тем, что территория расположена в зоне соединения Западно-Сибирской равнины и Алтае-Саянской горной области (Бобров, Пурдик, 1997).
Территория Алтайского края орографически представляет собою как бы ряд высотных ступеней, поднимающихся с северо-запада на юго-восток, от низменной Кулундинской равнины (100-150 м), через средневысотные равнины Приобского плато (250-280 м) и возвышенные равнины правобережья Оби (Бийско-Чумышская возвышенность, 300-350 м) к предгорьям и затем горам Салаира (400-600 м) и Алтая, опоясывающим с юго-востока в виде огромной подковы Алтайские равнины (Кравцова, 1959).
Климат Алтайского края резко континентальный. Средняя температура самого холодного месяца (января) -16... -18С, а самого теплого (июля) +19... +20С. При этом зимой температура в отдельных случаях понижается до -48... -50С, а летом достигает +38... +40С. Низкие температуры зимой и высокие летом связаны с преобладанием здесь малооблачной антициклональной погоды. Зимой такая погода способствует сильному выхолаживания приземного слоя воздуха, а летом - интенсивному прогреванию. Континентальность климата Алтайского края проявляется также в том, что основная часть осадков (примерно половина их годового количества) выпадает в течение трех летних месяцев, с июня по август (Фельдман, 1959).
Наряду с этими чертами климата, свойственными вообще внутриматериковым районам Сибири, Алтайский край имеет некоторые местные особенности климата, обусловленные, главным образом, наличием горного рельефа.
Исключительно велико влияние гор Алтая и Салаира на осадки. Уже к востоку от Иртыша наблюдается постепенное увеличение осадков по направлению к горам. Увеличение осадков перед горами объясняется тем, что влияние последних на усиление фронтальной деятельности распространяется на расстояние 200-400 км от гор.
Влияние гор Алтая и Салаира на климат равнинной части края сказывается в меридиональном простирании природных зон: степной к западу от Оби и лесостепной - к востоку от нее. Климат степи характеризуется малым количеством осадков (230-250 мм в год) в районах Кулунды на западе и до 400-425 на востоке, в Приобской части, и большим количеством тепла в вегетационном периоде (сумма температур выше 10С составляет 2100-2400С). Снежный покров неглубок - 20-30 см в районе Кулунды и до 40-45 см в Приобье, поэтому в отдельные годы промерзание почвы может достигать 1,5-2 м. Лесостепь, по сравнению со степью, отличается большим количеством осадков (400-450 мм), но меньшим количеством тепла в вегетационный период (сумма температур выше 10 не превышает 2000-2100С). Сравнительно высокий снежный покров (40-70 см) обеспечивает, как правило, меньшую глубину промерзания почвы (Фельдман, 1959).
Ленточные боры, произрастающие в ложбинах древнего стока, ослабляют силу ветра, повышают относительную влажность, способствуют накоплению снежного покрова и заметно улучшают водный режим почв, что для западных районов края имеет большое значение.
Таким образом, в Алтайском крае по направлению с запада на восток наблюдается уменьшение повторяемости как морозных, так и жарких засушливых погод. Это означает, что континентальность климата в крае в направлении с запада на восток не увеличивается, как обычно, а наоборот, благодаря влиянию гор, уменьшается (Фельдман, 1959).
Континентальный климат Алтайского края охарактеризуется коротким вегетационным периодом и еще более коротким безморозным периодом; поздние весенние и ранние осенние заморозки; часто повторяющиеся суховейные процессы, сопровождающиеся бездождьем, высокими значениями температуры и дефицитом влажности воздуха, повышенными скоростями ветра, особенно в центральной части Кулундинской степи (Региональные.., 1978).
Климатические условия в целом благоприятны для развития сельского хозяйства здесь достаточно тепла и света для выращивания практически всех сельскохозяйственных культур, овощей, ягод и фруктов (Алтайский.., 1995).
Почвы Алтайского края сформировались в четвертичный период под влиянием разнообразных факторов: климата, рельефа, растительности (Сидоренко, 1974). Встречаются весьма различные в генетическом отношении почвы - от каштановых до подзолистых и от горных черноземов до горно-луговых (Розанов, Карманов, 1959).
На равнинах края широтная зональность в распределении почв нарушается в связи с особенностями климата. На западе края расположена область засушливого климата, которой соответствуют каштановые почвы сухих степей. К востоку количество осадков постепенно повышается, соответственно каштановые почвы сменяются черноземными. На востоке края черноземные почвы сливаются с лесными почвами Салаирского кряжа. На юге почвы равнины смыкаются с почвами Алтайских гор. Растительный покров, как и почвенный, несет яркие черты зональности и высотной поясности. Здесь представлены степи, лесостепи, разнообразные луга, леса, высокогорная растительность. В размещении растительности наиболее ярко проявляется зональность. В равнинной части растительные зоны сменяются в направлении с запада на восток, по тем же причинам, что и почвы. У западных границ края находятся степи; восточнее их на обширном пространстве - алтайские лесостепи (Сидоренко, 1974).
Таксономический анализ
Для оценки флоры, необходимо прежде изучить её таксономическую структуру. На основании геоботанических описаний нами был составлен общий список рудеральной составляющей флоры изученных городов. Он насчитывает 480 видов из 262 родов и 66 семейств (Прил. 1). Данные по каждому конкретному городу представлены в таблице 2. Во флорах всех городов преобладают двудольные, их доля составляет более 80%, однодольные составляют 13,0-18,2%. Сосудистые споровые представлены одним родом Equisetum и двумя видами. Преобладание во флоре городов цветковых растений, а среди них видов класса двудольных в целом связано с особенностями бореальных флор, а также с тем, что виды класса двудольных устойчивее к стрессовым условиям существования в городской среде.
Рудеральная флора г. Барнаула насчитывает 270 видов из 167 родов и 40 семейств (Табл. 2), что составляет 40,8% всей флоры г. Барнаула (Терехина, 2000). Соотношение числа семейств к числу родов и видов равно 1:4,2:6,8. Среднее число видов в роде 1,6. Такие показатели свидетельствуют о большом количестве олиготипных семейств и родов во флоре, а также об аллохтонных тенденциях её формирования. Это характерно для городских флор в целом.
В состав 10 ведущих семейств входят 124 рода (74,3% от общего числа родов) и 201 вид (74,4% от общего числа видов). Таким образом, видовое разнообразие флоры городских местообитаний складывается за счет небольшого числа многовидовых семейств. Такой высокий суммарный процент удельного веса небольшого числа семейств указывает на экстремальные условия формирования городской флоры. Лидирующее положение по числу родов и видов в семейственном спектре принадлежит Asteraceae и Роасеае, это типично не только для двух других обследованных городов (Табл. 3, 4), но и для бореальных флор вообще.
В состав рудеральной флоры г. Рубцовска входит 254 вида из 172 родов и 45 семейств (Табл. 2). Это составляет 51,5% от всей флоры города и его окрестностей (Копытина, 2003). Соотношение числа семейств к числу родов и видов следующее: 1:3,8:5,6. Соотношение числа видов и родов во флоре равно 1,5. В десятку ведущих семейств входят 121 род (70,3%) и 184 вида (12,4%) (Табл. 3, 4).
Рудеральная флора Змеиногорска включает 293 вида из 188 родов и 53 семейств, что составляет 51,8% от всей флоры города (Копытина, Терехина, Некрасова, 2003). Соотношение числа семейств к числу родов и видов 1:3,5:5,5. Отношение числа видов к числу родов равно 1,6 (Табл. 2). К десяти ведущим семействам принадлежит 129 родов (68,6%) и 208 видов (71,0%) (Табл. 3,4).
Различия в рудеральных флорах городов прослеживаются уже на этапе сравнения семейств по числу родов (Табл. 3). В целом такой спектр семейств свойственен бореальной флористической области и отражает положение городов в лесостепной и степной природных зонах. Высокий ранг семейства Brassicaceae указывает на специфику городских условий - среди представителей этого семейства много сорных видов. Интересно положение семейства Chenopodiaceae. В Барнауле и Рубцовске оно входит в десятку ведущих, как по числу родов, так и по числу видов, а в Змеиногорске ранг этого семейства невысок, что говорит об отсутствии необходимых местообитаний для видов этого семейства. Сюда относятся в основном малолетние виды, которые селятся иногда в очень экстремальных условиях на минеральных почвах с малым содержанием питательных веществ, а также на постоянно нарушаемых субстратах. Они первыми поселяются на стройплощадках, промышленных отвалах, пустырях и т.д.
В спектре семейств по количеству видов за счет видового разнообразия повышаются ранги таких ксерофитных семейств как Rosaceae и Fabaceae, а также семейства Caryophyllaceae, за счет большого числа видов нарушенных местообитаний (Табл. 4).
Наибольшие различия между городами прослеживаются в родовом спектре (Табл. 5). В целом спектр отражает голарктические и бореальные черты флоры. Во всех исследованных городах рода Artemisia и Potentilla, виды которых в основном свойственны степям, занимают лидирующее положение.
В Барнауле 2 трот Artemisia и Potentilla включают по 9 видов (3,3%), 2 рода Rumex и Сагех - по 5 видов (1,9%) и 4 рода Plantago, Festuca, Atriplex и Silene -по 4 вида (1,5%). 17 родов имеют в своем составе по 3 вида (1,1%), например, Cirsium, Poa, Persicaria и др. Двувидовых родов - 32 (19,2% от общего числа родов), одновидовых родов 109 (65,3%).
В Рубцовске 5 родов имеют в своем составе более трех видов: Artemisia (10 видов; 3,9%), Potentilla (5; 2,0%), по 4 вида (1,6%) включают рода Plantago, Cirsium и Chenopodium. По 3 вида (1,2%) содержат 13 родов (7,6% от общего числа родов). 34 рода (19,8%) содержат по 2 вида, 120 родов (69,8%) - по 1 виду.
Продромус растительности города Барнаула
При обработке геоботанических описаний растительности г. Барнаула было отобрано 382 описания из 435, остальные по разным причинам были отбракованы. Отобранные описания были идентифицированы как 20 ассоциаций и 2 субассоциации, принадлежащие к 5 классам, 9 порядкам и 13 союзам. Класс Chenopodietea Вг.-В1.1951 em Lohm. et R.Tx. ex Matuszkiewicz 1962 Порядок Sisymbrietalia J.Tx. ex Matuszkiewicz 1962 em Gors 1966 Союз Chenopodion glauci Hejny 1974 Ассоциация Lepidietum ruderalis (Solomakha T.D. et al. 1986) Союз Sisymbrion officinalis R.Tx., Lohm., Prsg. in R.Tx. 1950 Ассоциации: Atriplicetum tataricae Ubriszy 1949 Chenopodietum albi Solm. in Mirk. et. al. 1986 субассоциация: Chenopodietum albi cannabietosum ruderalis Solm. in Mirk. et. al. 1986 Sisymbrietum loeselii Gutte 1969 Союз Atriplicion nitentis Pass. 1978 Ассоциация: Kochietum scopariae Dihoru 1977 (syn: Kochietum densiflorae Gutte et Klotz 1985) Порядок Polygono-Chenopodietalia R. Tx. et Lohm. 1950 em J. Tx. 1961 Союз Panico-Setarion Siss. in Westh. et al. 1946 Ассоциация: Convolvulo arvensis-Amaranthetum retroflexi Abramova et Sakhapov in Mirk, et al. 1986 108 Союз Polygono-Chenopodion W. Koch 1926 em. Siss. in Westh. et al. 1946 Ассоциация: Cirsietum setosi Shel et al. 1986 Класс Artemisietea vulgaris Lohm., Prsg., et R.Tx. in R.Tx 1950 Порядок Onopordietalia acanthi Br.-Bl. 1926 Союз Onopordion acanthi Br.-Br. 1926 Ассоциация: Artemisietum absinthii (Solomakha T.D. et al. 1986) Союз Dauco-Melilotion Gors 1966 Ассоциация: Berteroetum incanae Siss. et Tideman in Siss. 1950
Порядок Artemisietalia vulgaris Lohm. in R.Tx. 1947 Союз Arction lappae R.Tx. 1937 em. Gutte 1972 Ассоциация: Artemisietum vulgaris Tx. 1942
Порядок Achilleetalia millefolii Abrm. et Rudk. in Mirk, et al. 1985 Союз Achilleion millefolii Abrm. et Rudk. in Mirk, et al. 1985 Ассоциация: Matricarioaraxacetum officinalis Abrm. et Rudk. in Mirk, et al. 1985 Класс Agropyretea repentis Oberd., Th.MulIer et Gors. in Oberd. et al. 1967 Порядок Agropyretalia repentis Oberd., Th.MulIer et Gors. in Oberd. et all967
Союз Convolvulo-Agropyrion Gors 1966 Ассоциации: Agropyretum repentis Felf. 1942 Convolvulo-Agropyretum Felf. 1943 Convolvulo arvensis-Brometum inermis Elias 1979 Kochio scoparie-Bromopsietum inermis Sakhapov in Mirk, et al 1986 Класс Plantaginetea majoris R.Tx. et Psrg. in R:Tx: 1950
Порядок Plantaginetalia majoris R.Tx. et Psrg. in R.Tx. 1950 Союз Polygonion avicularis Br.-Bl. 1931 Ассоциации: Polygonetum avicularis Gams 1927 em. Jehlik in Heyny et al. 1979 субассоциации: Polygonetum avicularis typicum Elias 1986 Polygonetum avicularis atriplicetosum tataricae Klimes 1989 Poo-Plantaginetum majoris Isb. in Mirk, et al. 1986 Класс Molinio-Arrhenatheretea R.Tx. 1937 em. R. Tx. 1970 Порядок Arrhenatheretalia R.Tx. 1931 Союз Cynosurion R. Tx. 1947 Ассоциация: Taraxaco-Festucetum pratensis Anishczenko et L.Isb. 1989 Союз Festucion pratensis Sipaylova et al. 1985 Ассоциации: Festucetum pratensis Soo 1938 Festuco pratensis-Dactylidetum glomeratae Dymina 1989 Порядок Galietalia veri Mirk, et Naum. 1986 Союз Trifolion montanii Naum. 1986 Ассоциация Chicorietum intybi (Mirkin et al. 1988)
Класс Chenopodietea объединяет сообщества однолетников, представляющие начальные стадии восстановительных сукцессии после нарушений.
В сообществах этого класса ведущая роль принадлежит малолетним растениям. Широкий экологический диапазон малолетников повышает их жизненность и создает для них лучшие условия там, где основные их конкуренты - многолетние растения - уничтожены (Никитин, 1983).
Во всех описанных сообществах малолетники преобладают и составляют более 50% всей ценофлоры. Среди малолетников преобладают однолетники - они составляют в среднем около 1/3 всей ценофлоры. Среди групп, выделенных по отношению к увлажнению, преобладают мезофиты, но их доля редко превышает 50%, и в среднем составляет 45%, велика доля мезоксерофитов - их приблизительно 1/3, роль остальных групп невелика. В некоторых ассоциациях повышается роль ксеромезофитов (2-9%) и ксерофитов (8-18% ), мезогигрофиты, гигромезофиты и гигрофиты встречаются лишь единично. Соотношение этих групп зависит от градиента увлажнения в сообществах конкретной ассоциации. Географический анализ ареалов видов в сообществах ассоциаций показывает преобладание евразийских видов (27-49% ), на втором месте находятся голарктические виды (25-34%)), на третьем месте космополиты (15,7-36,4%)), видов с узким ареалом немного и в среднем не превышает 10%, во многих сообществах они отсутствуют совсем. Доля рудеральных видов значительна и составляет 68-82% (Прил. ЗА).
Порядок Sisymbrietalia представляет собой сообщества богатых гумусом субстратов пустырей, залежей, промышленных отвалов, навозных куч и т.п.
Союз Chenopodion glauci включает сообщества терофитов на влажной унавоженной почве. Ассоциация Lepidietum ruderalis приводится для пастбищ украинской лесостепи (Соломаха и др., 1986). В Барнауле она распространена преимущественно в старой части города на улицах с частным сектором и на новостройках. Чаще всего сообщества этой ассоциации встречаются на газонах, также отмечены на железнодорожных насыпях и редко на свалках. Всего к этой ассоциации нами было отнесено 24 описания. Для данной ассоциации всего зарегистрирован 81 вид, в отдельных фитоценозах число видов колеблется от 6 до 21, в среднем - 15. Среднее проективное покрытие в фитоценозах составляет 67%, (20-98% ) (Табл. 9). Доля рудеральных видов велика и составляет 68%.
