Інвазивний цикл та оцінка глибини ураження представників дендрофлори України в окремих екосистемах омелою білою (Viscum album L.)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інвазивний цикл та оцінка глибини ураження представників дендрофлори України в окремих екосистемах омелою білою

(Viscum album L.)

Е.М. Кавун, І.В. Березовський, В.В. Панько

Донецький національний університет імені Василя Стуса Вул. 600-річчя, 21, Вінниця

Анотація

Дослідження, пов'язані з біологією та екологією омели білої (Viscum album L.), з аналізом її впливу на дендрофлору природних та штучних екосистем. Проаналізована послідовність етапів інвазійного циклу омели, починаючи з етапу інфікування, напруженості інвазії (ступеню її поширення у кроні ), пригнічення розвитку дерев, їх загибелі, а також механізм цих процесів. Стадії мають різну тривалість у різних видів. Проведено порівняння повного циклу зараження омелою для тих видів, які найчастіше інфікуються на Поліссі, Східному Поділлі та в прибережних районах правого узбережжя Дніпра. Найбільш чутливими видами до інвазії виявилися наступні: Populus nigra L., P. balsamifera L., Tilia cordata Mill, Salix babylonica L., S. fragilis L., Juglans nigra L.та J. cinerea L., Sorbus aucuparia L., Betula pendula Roth, Acer saccharum Marshall, A. saccharinum L., Fraxinus excelsior L. Напруженість інвазії та глибина ураження омелою, яка враховує також і ступінь пригнічення згаданих та деяких інших видів, стали на сьогодні особливо загрозливими, що вимагає пошуку шляхів вирішення цієї біологічно і екологічної проблеми. Ряд видів здатні протистояти поширенню омели навіть за умов їх зараження через наявність внутрішніх механізмів, що забезпечують їх відносно високу стійкість до цього паразита, серед них: Populus pyramidalis Rozier, його гібриди, Quйrcus rыbra L, Prunus avium L., Prunus cerasifera Ehrh. Значна кількість видів дендрофлори знаходиться поза впливом омели. Це вказує на існуючі специфічні бар'єри, які блокують подальше розповсюдження та адаптацію серед популяцій Viscum album L. Запропоновано концепцію резистентності та чутливості до омели представників дендрофлори. Оптимізований алгоритму визначення напруження інвазії з боку V. album L, процесів пригнічення, загибелі та подальшої біодеградації уражених дерев. Проведено класифікацію характеру взаємодії омели та дерев-господарів. Потужна експансія омели білої вимагає спільних зусиль вчених та держави для обмеження її поширення.

Ключові слова: омела біла; омела європейська; Viscum album L.; інвазивний цикл; пригнічення дендрофлори; природні та штучні екосистеми.

Annotation

INVASIVE CYCLE AND ASSESSMENT OF THE DEPTH OF INVASION OF REPRESENTATIVES OF DENDROFLORA OF UKRAINE IN THE SOME ECOSYSTEMS BY EUROPEAN MISTLETOE (VISCUM ALBUM L.)

E.M.Kavun, I.V.Berezovskiy, V.V.Panko

Vasyl' Stus Donetsk National Udiversity

Research is related to the biology and ecology of white mistletoe (Viscum album L.), with an analysis of its impact on the dendroflora of natural and artificial ecosystems. The sequence of stages of the invasive cycle of mistletoe, starting from the stage of infection, the intensity of the invasion (the degree of its spread in the crown), the suppression of host trees, their death and biodegradation, as well as the mechanism of these processes. These stages have different durations in different species. A comparison of the full cycle of mistletoe infection for those species that are most often infected in Polissya, Eastern Podillya and in the coastal areas of the right bank of the Dnieper. The most sensitive species to the invasion were the following: Populus nigra L., Populus balsamifera L., Tilia cordata Mill, Salix babylonica L., Salix fragilis L., Juglans nigra L. and Juglans cinerea L., Sorbus aucuparia L., Betula pendula Roth , Acer saccharum Marshall, Acer saccharinum L., Fraxinus excelsior L. The intensity of the invasion by mistletoe also takes into account the degree of suppression aforementioned and some other species, have become particularly threatening today, so it requires finding ways to solve this biological and environmental problem. However, a number of tree species can resist to the spreading of mistletoe even under invasion due to mechanisms that ensure their high resistance, among them Populus pyramidalis Rozier, hybrids of poplars, Quercus rubra L, some others. A number of species are able to resist to mistletoe spreading even under their conditions of infection due to the presence inner mechanisms that ensure their relatively high resistance to this parasite, among them: Populus pyramidalis Rozier, its hybrids, Quercus rubra L., Prunus avium L., Prunus cerasifera Ehrh. A significant number of dendroflora species are outside of the influence of mistletoe. It is indicates on existing specific biological barriers which block following spreading and adaptation among Viscum album L. populations. The concept of resistance and sensitivity to mistletoe of representatives of dendroflora is offered. The algorithm for determining the tention of invasion by Viscum album, the processes of suppression, death and subsequent biodegradation of affected trees is optimized. The classification of the nature of the interaction of mistletoe and host trees is carried out. Strong invasion of mistletoe white require mutuals special efforts of scientists and state for restriction its spreading.

Key words: White Mistletoe; European Mistletoe; Viscum album; Invasive Cycle; Dendroflora Suppression; Natural and Artificial Ecosystems.

Вступ

Поширення омели білої або європейської Viscum album L. в Україні набуло за останні 20-30 років загрозливого характеру і наносить істотний збиток лісовим насадженням, садам, паркам, ботанічним садам, рекреаційним територіям, лісосмугам як в Україні, так і у Європі (Krasylenko et al. 2020; Рибалка, & Вергелес, 2016; Yelpitiforov & Klymenko, 2020; Матусяк, 2019; Shaw & Lee, 2020; Гнатюк, & Кавун, 2016; Barney, Hawksworth, & Geils, 1998; Zuber, 2004)

Ймовірно має місце зв'язок між агресивністю омели та загальним станом навколишнього середовища. Відсутність доступних методів боротьби з омелою спонукає до більш детального вивчення усіх етапів інвазійного процесу та пошуків шляхів зменшення його активності, це дозволить спланувати подальші дослідження механізмів адаптації паразита, його інвазійності.

Методи дослідження

Територія дослідження. Особливості експансії інвазії омелою листяних і хвойних представників дендрофлори вивчалися у м. Вінниця та її околицях, також в м. Житомирі і області, на Київщині, Черкащині, Хмельниччині і включало ліси, лісосмуги, узбережжя річок з використанням наземного та водного транспорту, шляхом організації польових робіт та експедицій. Інвазію вивчали переважно у зимовий період, а пригнічення переважно у весняно-літній період.

Для визначення ступеню інвазії використовували 5-и бальну систему, як наведено у табл. 1. Для визначення ступеню пригнічення/пошкодження окремих дерев або кущів омелою, їх біодеструкції використовували 5-и бальну систему, яка наведена у табл. 2.

Таблиця 1 Етапи інвазії окремих дерев та кущів з боку омели білої (Viscum album L.)

Таблиця 2 Оцінка ступеню пригнічення окремих дерев та кущів з боку омели білої (Viscum album L.)

Глибину ураження (D.Inv.) оцінювали як суму індексів інвазії та пригнічення, яка може сягати максимум 10 балів.

D.Inv. = I.Inv.+ I.Sup.

Вік омели визначали шляхом аналізу гілкування її кущів. Для геоценологічних досліджень використовували дані Google maps.

Результати та обговорення

інвазивний ураження дендрофлора омела

Viscum album L. відноситься до клади Eudicots порядок Santalales, родина Santalaceae, рід Viscum L. В межах виду Viscum album L. виділяють ряд підвидів: V. album subsp. Abietis, V. album subsp. Album, V. album subsp. Coloratum, V. album subsp. Creticum, V. album subsp. Austriacum, що розрізняються морфологічно і за видом дерев-господарів (Barney, Knutson), підвид V. album subsp. Meridianum, Danser (Plant List, Plants of the World Online).

Ареал V. Album - охоплює на заході Великобританію і Іспанію, на півночі південь Скандинавії і Прибалтику; південний кордон пролягає через Італію, Грецію, Крим, Закавказзя, Північний Кавказ; на сході сягає східних і північно-східних кордонів України та чорноземної частини Російської Федерації. Сьогодні омела європейська також виявлена і в США, штат Каліфорнія (Shaw, & Lee, 2020).

Для оцінки інвазійних процесів нами були обстежені окремі території Вінницької, Житомирської, Київської, Черкаської та Хмельницької областей, окремі райони Закарпаття. Це, насамперед, паркові зони міст, насадження у кварталах та на вулицях, у приміських та рекреаційних зонах. У лісосмугах, насадженнях та природних екосистемах вздовж річок Південний Буг (Вінниччина), р. Тетерів, р. Кам'янка, р. Вуж та р. Жерев (Житомирщина), праве узбережжя Дніпра від. Конча-Заспи і до с. Витачів та від м. Ржищів через Регіональний ландшафтний парк «Трахтемирів» до Канівського заповідника, як показано на рис.1:

Омела біла, або європейська (V. album subsp. Album) в межах свого ареалу захопила значний видовий спектр денрофлори, що налічує 452 підвидів, сортів та гібридів серед 96 видів дерев та кущів (Barney, Hawksworth, & Geils, 2007), значна частина яких поширена в Україні. Нами виявлено понад 25 видів, що уражаються омелою.

Цілий ряд видів представників дендрофлори знаходиться під потужним тиском омели, це: Populus nigra, Acer saccharum, Acer saccharinum, Salix fragilis, Salix babylonica, Betula pendula, Fraxinus excelsior, Robinia pseudoacacia, Sorbus aucuparia, Tilia cordata. Ступінь інвазії для даних видів сягає 5 балів, а глибина ураження - до 10 балів.

Рис.1. Території, на яких проводився моніторинг експансії Viscum Album L.