Введение к работе
Актуальность. Одной из сторон антропогенного изменения окружающей среды является натурализация в природных экосистемах различных организмов-пришельцев, в том числе растений (McKinney, Lockwood, 1999; McNeely, 2001; Биологические инвазии..., 2004; Изменение ..., 2012).
В связи с высокой динамикой расселения ряда чужеродных видов и способностью некоторых из них к быстрому самостоятельному распространению в каждом отдельном регионе необходимо контролировать процесс расселения не только уже известных инвазионных видов растений, но и потенциально инвазионных видов (European..., 2003; Нотов, Виноградова, Майоров, 2010).
Экосистемы северных регионов Европейской России подвержены значительному антропогенному воздействию. Построение качественной системы охраны окружающей среды и рационального природопользования в регионах предусматривает наличие мониторинга натурализации различных интродуцентов в естественных и нарушенных сообществах и выявления потенциально инвазионных видов. На сегодняшний день данные о размножении и инвазионном статусе дичающих из культуры травянистых интродуцентов во флоре Севера России ограничены (Андреев, Зуева, 1990; Кравченко, 2007; Шуйская, 2009 и другие). В целом этот вопрос исследован недостаточно.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы является инвентаризация и анализ видового состава травянистых интродуцентов, культивируемых в Южной Карелии, оценка репродуктивного потенциала дичающих из культуры видов и прогноз их инвазионности.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
-
Инвентаризация видового состава культивируемых в открытом грунте травянистых интродуцентов.
-
Анализ видового состава травянистых интродуцентов.
-
Выявление дичающих из культуры видов, анализ их положения в системе адвентивных видов.
-
Изучение вегетативного размножения дичающих растений на примере модельных видов.
-
Изучение семенного размножения дичающих растений на примере модельных видов.
-
Оценка потенциальной инвазионности дичающих из культуры растений на примере модельных видов.
-
Оценка вклада дичающих из культуры видов в синантропную флору и адвентивную фракцию флоры региона.
Научная новизна работы. В ходе выполнения исследования впервые проведена полная инвентаризация видового состава культивируемых в Южной Карелии в открытом грунте травянистых интродуцированных растений. Составлен аннотированный список видов травянистых интродуцентов, культивируемых в Южной Карелии, включающий 448 видов. Проведен анализ таксономической, биоморфологической, географической и экологической структуры культивируемых травянистых интродуцентов. Изучены процессы вегетативного и семенного размножения ряда дичающих из культуры видов {Echinocystis lobata (Michaux) Torr. et A. Gray, Lupinus polyphyllus Lindl, Xanthoxalis stricta (L.) Small, Symphytum asperum Lepech., Calendula officinalis L., Centaurea montana L., Helianthas tuberosus L.). Впервые дана оценка потенциальной инвазионности адвентивных для флоры Южной Карелии дичающих из культуры видов.
Теоретическая значимость работы. Полученные данные дополняют сведения об экологии и флоре Карелии, синантропном компоненте флоры Южной Карелии, путях расширения состава адвентивной фракции региональной флоры, экологии и биологии синантропных видов-эргазиофигофитов. Материалы представленной работы важны для изучения динамики состояния окружающей среды региона, синантропизации региональной флоры, современного флорогенеза. Результаты работы могут быть учтены при составлении «Аннотированного списка синантропных видов Карелии», «Конспекта флоры Карелии», «Конспекта флоры г. Петрозаводска», региональных определителей или флористических сводок.
Практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы при мониторинге состава и структуры экосистем региона, динамики синантропных видов, адвентивной фракции флоры региона, потенциально инвазионных для региона видов. Результаты могут быть применены при подготовке теоретических и практических курсов по экологическим и биологическим направлениям в вузах региона, или для проведения летних учебных практик по экологии и ботанике. Предложены рекомендации по более активному культивированию устойчивых видов. Гербарные сборы автора (более 500 листов) переданы в гербарный фонд Петрозаводского государственного университета (PZV, Петрозаводск).
Апробация результатов работы. Основные материалы и результаты диссертационной работы бьши доложены на XII Международной конференции студентов и аспирантов «Проблемы арктического региона» (г. Мурманск, 2012), XX Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2013» (г. Москва, 2013), Международной конференции «Систематические и флористические исследования Северной Евразии» (к 85-летию со дня рождения проф. А. Г. Еленевского) (г. Москва, 2013), Всероссийской молодежной научно-практической конференции с международным участием «Экология родного края: проблемы и пути
решения» (г. Киров, 2012), Всероссийской конференции с международным участием XIII Перфильевские научные чтения «Изучение, охрана и рациональное использование растительного покрова Арктики и сопредельных территорий» (г. Архангельск, 2012), Всероссийской научной конференции с международным участием «Биоразнообразие и культуроценозы в экстремальных условиях» (г. Апатиты-Кировск, 2012), Международной научно-практической конференции «Наука и образование в XXI веке» (г. Тамбов, 2013), Международной научно-практической конференции «Современная наука: теоретический и практический взгляд» (г. Уфа, 2013), а так же на ежегодных Всероссийских (с международным участием) научных конференциях обучающихся и молодых ученых в Петр ГУ (г. Петрозаводск, 2013-2014).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, из них 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка использованной литературы и пяти приложений. Текст изложен на 276 страницах, включает 13 таблиц и 29 рисунков. Список литературы состоит из 385 источников, из них 84 на иностранных языках.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, д.б.н., профессору Антипиной Г. С, за переданные знания и опыт, терпение, понимание и всестороннюю помощь в подготовке данной работы, признательность за поддержку работы заведующей кафедрой ботаники и физиологии растений эколого-биологического факультета Петрозаводского государственного университета, д.б.н., профессору Марковской Е. Ф. Автор благодарит д.б.н. Сергиенко Л. А., д.с.-х.н. Евстратову Л. П., к.б.н. Дьячкову Т. Ю., к.б.н. Лябзину С. Н., к.б.н. Платонову Е. А., к.б.н. Шуйскую Е. А., коллектив кафедры ботаники и физиологии растений.
Исследования поддержаны Программой стратегического развития ПетрГУ в рамках реализации комплекса мероприятий по развитию научно-исследовательской деятельности на 2012-2016 гг.
