Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы по теме исследования
1.1 Проблема синантропизации и адвентизации флор, ее изучение и современное состояние проблемы 8
1.2 Особенности изучения городских флор 18
1.3 Краткий обзор флористических исследований на территории города Тольятти 24
Глава 2. Физико-географические условия района исследования
2.1 Краткая история образования города Тольятти 28
2.2 Морфологическая характеристика 31
2.3 Геологическая характеристика 33
2.4 Гидорологические и гидрогеологические особенности территории города Тольятти 34
2.5 Климатические особенности района исследования 36
2.6 Особенности почвенного покрова 39
2.7 Состояние растительности города Тольятти 4(h
Глава 3. Материал и методика исследований 45
Глава 4. Биоэкологическая структура урбанофлоры Тольятти
4.1 Таксономическая струкутура 52
4.2 Биоморфологическая структура 59
4.3 Эколого-фитоценотическая структура 68
4.4 Экологическая структура 71
4.5 Географическая структура аборигенной фракции 76
4.6 Антропотолерантность и активность элементов урбанофлоры 81
4.7 Адвентивная фракция 86
Глава 5. Оценка флористического богатства и пространственное разнообразие урбанофлоры Тольятти 95
Глава 6. Народно-хозяйственная оценка урбанофлоры и проблема сохранения редких видов
6.1 Анализ хозяйственного значения видов урбанофлоры Тольятти... 104
6.2 Проблема охраны редких видов в условиях города 110
6.3 Рекомендации по оптимизации растительного покрова и охране раритетых видов урбанофлоры Тольятти 117
Выводы 120
Список литературы по теме работы 123
- Проблема синантропизации и адвентизации флор, ее изучение и современное состояние проблемы
- Краткая история образования города Тольятти
- Таксономическая струкутура
Введение к работе
Актуальность исследования. Урбанизированная среда - это качественно новое физико-географическое состояние геосреды, возникающее в результате длительного развития города. Чем крупнее, древнее и индустриальнее город, тем более существенно изменена его природная среда (Природный комплекс..., 2000).
В современном мире сохраняется проблема унификации растительного покрова за счет адвентизации и синантропизации флоры (Кавеленова, 2003). Наиболее ярко данные процессы проявляются в городской среде, где одновременно сосуществуют природные участки (лесопарковые зоны) и участки, вовлекаемые в интенсивное пользование (промышленные, селитебные зонььи т.п). Городская среда с ее разнообразием экотопов (от сохранившихся коренных сообществ до полностью деградированных) является благоприятной- средой адаптации пришлых видов и пунктом их дальнейшего расселения в.естественные сообщества.
В настоящее время остро встает проблема флористического загрязнения природной среды (Силаева, 2001; Письмаркина, 2006а), причиной- которого является занос и экспансия, адвентивных видов: Подобные растительные «загрязнители» приводят к упрощению и унификации флористического состава,, что неизбежно сопровождаются снижением ее устойчивости по отношению к внешним воздействиям (Горчаковский, 1982). Изучение городских флор дает материал об их состоянии и позволяет выработать мероприятия по оптимизации растительности урбоэкосистем, а значит, влиять на ход данных негативных процессов. Для этого необходимы: регистрация: находок заносных видов, исследование путей и способов заноса, анализа аборигенного и адвентивного компонентов и оценка изменения городской флоры.
Цель, и задачи исследования. Целью настоящей работы является изучение современного состояния урбанофлоры Тольятти.
В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие конкретные задачи:
1) изучение количественной и качественной структуры флористического комплекса города Тольятти, выявление и анализ его адвентивного компонента;
2) раскрытие тенденций формирования и трансформации урбанофлоры под воздействием антропогенных факторов;
3) выявление уровня видового богатства и пространственного разнообразия урбанофлоры;
4) выделение группы редких и исчезающих, растений и разработка путей оптимизации изучаемой урбанофлоры.
Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Представленная работа связана с планом научно-исследовательской работы Рїнститута экологии Волжского бассейна РАН по теме: «Биоразнообразие, устойчивость, и; охрана наземных экосистем с различным уровнем антропогенной трансформации в бассейне Средней и Нижней Волги».
Научная; новизна; Впервые специально изучена урбанофлора= Тольятти. Проведен анализ.типологической структуры флоры города. Составлен аннотированный конспект,, включающий таксономическую, биоморфологическую; эколого-фитоценотическую;.. ареалогическуюі и; экологическую характеристики видов, для адвентивных видов - их флорогенетическую принадлежность.. Вьт-явлено сходство в структуре урбанофлоры Тольятти с некоторыми городами Средней России. Дана оценка флористического богатства и пространственного разнообразия флористических комплексов города. На территории города отмечено произрастание 30 видов редких и исчезающих растений, включенных в региональный: список охраняемых видов;.
Теоретическая значимость. Данные, изложенные в диссертации; вносят вклад в теоретическую экологию растений и-флористику. Материалы работы имеют значение для разработки стратегии-сохранения биоразнообразия в условиях города.
Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при мониторинге изменений растительного покрова в городе Тольятти;
для обоснования оптимальных режимов использования городской растительности. Конспект современной флоры может быть полезен при составлении кадастра земель, региональных флористических сводок. Материалы исследований могут быть использованы при подготовке теоретических и практических курсов по биологическим и экологическим специальностям в вузах города и региона.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались и обсуждались на Международной научной конференции «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти, 2005), Молодежной научной конференции «Актуальные проблемы экологии Волжского бассейна» (Тольятти, 2007), Международной конференции «Синергетика природных, технических и социально-экономических систем» (Тольятти, 2007) и IV Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии и охраны природы. Пути их решения» (Ульяновск, 2007).
Публикации. По материалам диссертациилопубликовано 8 работ.
Декларация личного участия автора. Автором лично осуществлен комплекс полевых исследований (2005-2007 гг.), анализ полученных материалов, интерпретация результатов и написание текста диссертации. Доля участия автора в совместных публикациях пропорциональна числу авторов. Объем и структура работы. Объем диссертации 280 страниц, из них основного текста - 139 страниц. Работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы из 166 наименований, из них 13" на иностранном языке, 3 приложений.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Состав и структура флористических комплексов г. Тольятти являются отражением его современных условий.
2. Выявление адвентивного компонента флористических комплексов и оценка его роли в сложении растительного покрова характеризуют степень антропогенной трансформации урбанофлоры.
3. Проведенная оценка вклада флористических комплексов в сохранение раритетного компонента урбоэкосистемы г. Тольятти является основой для разработки стратегии сохранения фиторазнообразия.
Автор выражает особую благодарность своему научному руководителю СВ. Саксонову, и всем кто оказал помощь в выполнении работы: Т.Б. Силаевой, Е.В. Письмаркиной, Г.Г. Чугунову (Мордовский гос. ун-т), В.М. Васюкову, О.В. Савенко (ТГУС), А.В. Ивановой, С.А. Сенатору, И.В. Пантелеееву (ИЭВБ РАН), а также родным и близким за моральную и материальную поддержку.
Проблема синантропизации и адвентизации флор, ее изучение и современное состояние проблемы
Признано, что разнообразие видов растений на Земле является фактором, регулирующим разнообразие других организмов, и, следовательно, контролирующим стабильность всей мировой экосистемы (Горчаковский, 1982):
Основная причина обеднения видового состава флоры Земного шара в целом и флор отдельных районов связывается с воздействием человека (Горчаковский, 1982; Kornas, 1981; Кавеленова, 2003; Бурда, 1991; и др.). В?диссерта-ционной работе Л.М. Абрамовой (2004) приводится следующая? схема степени воздействия человеческой деятельности в различные периоды цивилизации: в донеолитический период оказывалось незначительное воздействие на природную среду. Формирование специфических синантропных флор отмечается в раннем средневековье.. Распространение антропохорных элементов за счет развития земледелия: и сельского хозяйства (сведения лесов,, интродукциш культурных видов и сорняков пастьбы). На это время з отмечается увеличение видового разнообразия, расширение ареалов многих растений: С увеличением: населения, установлением транспортных путей эти процессы усилились в 19 веке. С середины 19 века начался индустриальный период отношений (интенсификация-земледелия). Современный период как отмечает автор, характеризуется процессами: экспансией экзотических видов и обеднением местной флоры..
Воздействие человеческой деятельности на живую природу стало ведущим фактором, влияющим на состав биоты, ее расселение, связи, эволюцию видов и сообществ. Все больше видов находятся под угрозой исчезновения. Создаются и растут региональные списки редких и исчезающих растений (Красная книга..., 2003; Чугунов, 2002). Пополнение Красных Книг свидетельствует о процессе снижения биоразнообразия и об усилении интенсивности процесса адвентизации (Абрамова, 2004). В современном мире сохраняет свою приоритетность проблема унификации растительного покрова за счет адвентизации и синантропизации флоры (Кавеленова, 2003). Автор отмечает, что особую опасность для. биоразнообразия представляет продолжительная и фронтальная антропогенная трансформация экосистем при коренных изменениях сукцессионной системы. Поэтому проблему глобального биотического обмена и расселения организмов в результате разнообразного антропогенного воздействия ученые выделяют в качестве фундаментальной проблемы. В работе подчеркивается значимость флористического аспекта данной проблемы, так как познание процесса невозможно без регистрации находок заносных видов, исследования путей и способов заноса, таксономического анализа адвентивного компонента и оценки изменения региональной флоры.
Важным моментом является проникновение синантропных и адвентивных видов на заповедные территории, где деятельность человека в некоторой степени ограничена (Саксонов, 1989; Баландин, 1989; Марина, 1989; Саксонов, 2005).
Синантропность (в узком понимании) рассматривается как доля.участия во флоре сопутствующих человеку аборигенных и адвентивных видов или как проникновение в местную флору видов, занесенных человеком. В широком понимании подчеркивается ее сопряженность с оскудением, космополитизацией и унификацией флоры (Бурда, 1991). Л.М. Абрамова (2003) рассматривает синан-тропизированную растительность как сочетание синантропных и естественных видов, а синантропные сообщества — сообщества, где уровень синантропизации достигает более 80%.
Существует несколько определений синантропизации и об антропогенной эволюции экосистем и растительных сообществ. По MHeHHKHl.B.Falinski (1977) — это совокупность 4х процессов - эвтрофикации, космополитизации, аллохто-низации и дифференциации, и компликации (усложнением) экосистем. J.Kornas (1981) считает, что синантропизация - это совокупность современных и давних изменений под влиянием хозяйственной деятельности человека (распространение гемерофилов, вытеснение гемерофобов). По П.Л.Горчаковскому (1999) — это адаптация растительного мира к условиям среды созданным в результате деятельности человека. Р.И.Бурда (1991) рассматривает антропогенную трансформацию как процесс обеднения генетического разнообразия, заноса и экспансии адвентивных видов, тератогенеза, изменения особенности пространственной дифференциации.
Краткая история образования города Тольятти
Свою историю город начинает в 1738 году. Именно тогда он возник, как крепость для крещеных калмыков. Город был назван Ставрополем - «городом святого креста» и имел вид крепости «очерченной забором, с тремя воротами и двумя слободами вне крепости». Крепость располагалась «на левом, берегу Волги выше города Самары при Куньей воложке между Федоровкой и Борков-кой». В Ставрополь и его окрестности переселялись с низовьев Волги крещеные калмыки, организованные в войска. Вместе с калмыками в нем расположился русский гарнизон (Смирнов, 1997; Овсянников, 1997).
Важную роль в создании крепости и устройстве быта его жителей сыграл Василий Никитич Татищев (правитель Оренбургскаго края). Ему принадлежит заслуга организации здравоохранения и образования в городе. В 1834 году в Ставрополе проживало 2403 человека- (Ставрополь и Ставропольский уезд.., 1998).
Однако результаты политики правительства относительно переселения калмыков указывали на неудачу этого предприятия, так как простые калмыки по-прежнему предпочитали кочевую жизнь. Тогда в-1842 году император Николай I издал указ о переселении калмыков в оренбургские степи (Овсянников, 1997).
В 1717-1774гг. город Ставрополь-на-Волге относился к Астраханской губернии. С 1780 года Ставрополь назначается уездным городом Симбирского наместничества, а в 1850 году отчисляется к вновь образованной Самарской губернии (Бахарев, 1996).
Город Ставрополь и Ставропольский уезд были местом проживания ссыльных, осужденных за уголовные и политические преступления. Ссылка «на житье» назначалась для привилегированных лиц. Население крепости пополнялось не только ссыльными, но и приезжими купцами, крестьянами-промысловиками. Во второй половине XIX века в Ставропольском-уезде числилось 15833 крестьянских дворов (Ставрополь и Ставропольский уезд..., 1998).
Необходимо оценить роль купечества в становлении торговли, ремесел и промышленности. Основным товаром, которым торговал Ставрополь, был хлеб. Из Ставрополя треть хлеба направлялось вверх по Волге. Перевозка товаров осуществлялась преимущественно по реке Волге. В город ежегодно завозилось до 1 млн. пудов грузов. В город везли капусту, морковь, тмин, зернои прочее. Вывозили хлеб, пшеницу, овес, рожь, пшено, горох. В 60-70е годы XIX века подавляющее большинство жителей увлеклось выращиванием лука. Семена покупали Пензенском уезде в с. Бессоновка, а готовый продукт продавали в Самару, Казань, Нижний Новгород. Однако к 90м годам луковый, промысел пришел в упадок (Овсянников, 1997).
Одним из основных предметов торговли был лес. С конца 80х, годов XIX века начинается-активная эксплуатациялесных богатств. Лес Кунеевской дачи (ныне Комсомольский район) вырубался по высокой цене за заготовку, шел на продажу шпал и дров для железных дорог. Из-за. уничтожениям леса промысел приходил в» упадок и к началу XX. века сократился на две трети. Позднее эксплуатация леса возобновилась, а в 50е годы был построен Комсомольский деревообрабатывающий комбинат (Страницы истории села Кунеевка, 1999).
В 1923 году в результате укрупнения Ставропольской волости в.нее-вошли Никольская, Ягодинскаяи Федоровская волости (Страницы истории села Кунеевка, 1999).
Исторический поворот в реконструкции Волги начался в 1950 году после издания постановления Совета министров СССР о строительстве Куйбышевской ГЭС. Для строительства необходимы были большое количество бесплатной рабочей силы. С этой целью в Кунеевке построили три лагерных пункта для заключенных. На строительство Куйбышевского гидроузла в Ставрополь прибывали тысячи строителей, которых размещали на жительство в городе и окрестных селах (Страницы истории села Кунеевка, 1999). Параллельно велось
строительство автодорог, торговых и продуктовых складов, жилых домов. Интересно отметить, что в старом Ставрополе (до затопления) было мало зеленых насаждений, так как горожане в основном имели огороды. Подсчитано: из 2,5 тыс. домов, только 97 хозяев разводили сады. В них выращивали преимущественно вишню, сливу, смородину, крыжовник, виноград. В период переселения города в него завозились и саженцы сирени, акации, фруктовых и декоративных деревьев и кустарников (Овсянников, 1997).
Таксономическая струкутура
В настоящее время урбанофлора Тольятти насчитывает 616 видов сосудистых растений из 78 семейств и 332 родов. Число наиболее широко возделываемых культур составляет 188 видов высших растений. Аборигенную фракцию урбанофлоры составляют 458 видов, адвентивную - 158. Количество видов, зарегистрированное в г. Тольятти, составляет 36,2% состава флоры области, насчитывающей 1703 вида.
Распределение видов между таксонами разного ранга называют систематической, или таксономической структурой флоры (Сосудистые растения..., 2007): Подобное распределение по таксонам является важным качественным показателем любой флоры. Этот показатель дает возможность характеризовать анализируемую флору с качественной и количественной сторон, судить о ее богатстве, разнообразии, сходстве с другими флорами. Таксономическая структура флоры складывается из состава отделов, семейств и родов, численного отношения и процента видов в этих таксонах, а также учета общего» числа семейств, родов и видов и «пропорций флоры» (Толмачев, 1974; Шмидт, 1980).
В урбанофлоре Тольятти отмечена высокая доля покрытосеменных растений (98,4%), из них класс двудольных насчитывает 496 видов (80,5%), а однодольных - ПО (17,9%). Тогда как доля участия высших споровых (1;4%) и голосеменных (0,2%) растений заметно снижена (табл. 4.1.). Такое соотношение групп характерно для флор городов и их окрестностей (Бурда, 1991; Березуц-кий, 1998; Панин, 2005). На уменьшение участия однодольных во флорах городов указывают многие исследователи (Ильминских, 1982; Бурда,Л 991; Бере-зуцкий, 1998, 1999; Панин, 2005; Письмаркина, 20066). Это объясняется тем, что многие однодольные - это гидро- и гигрофиты, а в городах подходящие для них местообитания обычно представлены слабо.
