Сучасний стан рослинного покриву м. Сімферополя

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

СУЧАСНИЙ СТАН РОСЛИННОГО ПОКРИВУ М. СІМФЕРОПОЛЯ

СПЕЦІАЛЬНІСТЬ: БОТАНІКА

Єпіхін Дмитро Васильович

Ялта, 2008 рік

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Важливим сучасним аспектом трансформації флори та рослинності є збільшення темпів урбанізації. В таких розвинених країнах, як США, Японія та в країнах Західної Європи 73% населення живе на урбанізованих територіях. Для Чорноморського регіону України співвідношення міського й сільського населення становить 4:1 (Стан довкілля Чорного моря, 2002). Наведені факти вказують на зростаючу важливість вивчення рослинного покриву урбанізованих територій.

В зв'язку з цим в останні десятиріччя зростає інтерес до вивчення різних елементів рослинного покриву урбоекосистем у дослідників багатьох країн (Абрамов, Абрамов, 2003, Антипина, 2003, Пупырев, Якубов, 1999, Byfield, Baytop, 1998, Jackowiak, 1990, 1998, 2000, Hetzel, 1989, Klotz, 1987, Pysek, Chochlouskova etc, 2004, Costello, 1993) та ін. В Україні вивченню флористичних комплексів урбанізованих територій, їхньої синантропної рослинності, дендрофлори також приділяється велика увага (Кохно, Кузнєцов, 1983, Бурда, 1991, Васильєва-Немерцалова, 1996, Мойсіенко, 1999, Мосякін, Яворська, 2001, Мельник, 2001, Яворська, 2002, 2002). Дослідження синантропної флори та рослинності проводяться і в Криму (Багрикова, Корженевский, 1996, Багрикова, Дидух, 1997, Корженевский, Багрикова, 2003, Багрикова, 2004). Детально описано синантропну рослинність території Великої Ялти (Левон, 1996, 1997).

Розташування Сімферополя на межі степової і лісової зон, в Кримському передгір'ї, з його своєрідним природним рослинним покривом, великою кількістю кримських ендемічних видів і рідкісних угруповань, розмаїттям ландшафту, наявністю річкових систем забезпечило місту присутність багатої і різноманітної флори та рослинності. В той же час, Сімферополь є великим адміністративним, транспортним, промисловим і культурним центром. Через місто проходить більшість транспортних шляхів, які зв'язують Крим з іншими регіонами. Це забезпечує наявність розвинутої промислової інфраструктури, формування специфічних синантропних комплексів і значне збагачення урбанофлори та регіональної флори адвентивними видами. Одночасно, місто є культурним та історичним центром Криму, перевальним пунктом багатьох туристичних маршрутів, а також володіє розвиненою і своєрідною системою зелених насаджень. Все це сформувало сучасний рослинний покрив міста Сімферополя як невід'ємну частину урбоекосистеми. Дотепер дані про рослинний покрив міста Сімферополя були фрагментарними і не відповідали сучасним вимогам (Яната, 1915, Яната, Дойч, 1916, Дзевановский, 1924, Георгиевский, 1927, Воинов, 1961, Кохно та ін., 1983). Цілісний аналіз флори, спонтанної рослинності та системи деревних культурценозів Сімферополя, як взаємозалежних компонентів екосистеми міста й об'єкту управління, за час існування міста не проводився. Тому комплексне вивчення сучасного стану рослинності Сімферополя є актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано на кафедрі ботаніки біологічного факультету Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського в період 2001-2007 рр. в рамках плану аспірантської підготовки, а також науково-дослідних держбюджетних і госпдоговірних тем:

- “Растительный покров Горного Крыма: структура, динамика, вопросы охраны и оптимизации” (номер державної реєстрації 0101U005501);

- Научное обоснование границ объекта природно-заповедного фонда местного значения парка-памятника садово-паркового искусства “Салгирка” - за договором з Республіканським комітетом з екології і природних ресурсів;

- Эколого-экономическое обеспечение Схемы планировки территории Автономной Республики Крым - Український державний науково-дослідний інститут проектування міст “ДІПРОМІСТО”;

- Оценка состояния зеленых насаждений территории ТОК “Таврия” и их оптимизирующего воздействия на окружающую среду (державний реєстраційний номер 010U004501);

- Мероприятия по разработке и созданию системы регионального мониторинга окружающей природной среды АР Крым - за договором з Республіканським комітетом з екології і природних ресурсів;

- Инвентаризация и оценка состояния зеленых насаждений территории больничного городка по адресу г. Симферополь, ул. Киевская, 142.

Мета і завдання дослідження. Мета даної роботи - вивчити спонтанну флору та рослинність, проаналізувати систему зелених насаджень міста та визначити підходи до оптимізації їхньої структури й управління. Для цього поставлено наступні завдання:

- провести інвентаризацію флори міста Сімферополя;

- виявити основні риси систематичної, географічної, біоморфологічної та екоморфної структури урбанофлори;

- оцінити адвентивну фракцію урбанофлори Сімферополя;

- провести еколого-флористичну класифікацію та аналіз спонтанних рослинних угруповань шляхом виявлення їхньої синтаксономічної приналежності, аналізу систематичної, географічної, біоморфологічної та екоморфної структури їх ценофлор, розрахунку індексу адвентизації ценофлор, поширеності в місті;

- виявити головні риси систематичної, географічної, біоморфологічної структури дендрофлори;

- скласти класифікатор зелених насаджень міста;

- оцінити сучасний стан зелених насаджень і відповідність їх діючим нормативам;

- дослідити фітосозологічні аспекти рослинного покриву міста;

- скласти докладні картографічні матеріали по основних блоках рослинного покриву Сімферополя та показати переваги використання сучасних інформаційних технологій;

- запропонувати шляхи оптимізації рослинного покриву міста, нові підходи управління ними.

Об'єкт дослідження - рослинний покрив Сімферополя.

Предмет дослідження - структура та синтаксономія рослинного покриву міста Сімферополя, питання його оптимізації й управління.

Публікації. Загальне число друкованих праць за результатами дисертації - 22, з них 15 журнальних статей і 7 тез докладів конференцій, 11 публікацій здійснено у виданнях, акредитованих ВАК України, 5 з яких - у спеціалізованих за біологічним напрямом.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація викладена на 305 сторінках машинописного тексту і складається із введення, 8 розділів, висновків, списку використаних джерел з 288 найменувань, у тому числі 71 іноземних, 7 додатків і включає 54 таблиць і 16 малюнків.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Місце рослинного компоненту в урбоекосистемах. В підрозділі наведено огляд та аналіз наукових праць, що вказують на значення і функції рослинності урбанізованих територій, характер її взаємин з іншими факторами урбоекосистеми як сукупності природних та антропогенних факторів, у тому числі складних біосоціальних, соціоекономічних і культурних. Проаналізовано подібність та відмінності урбоекосистем із природними екосистемами.

Аналіз показав, що вплив антропогенних факторів на рослинність міст може призводити як до збільшення біорізноманіття, так і до його зменшення.

Основні підходи до вивчення структури та компонентів рослинності міст. Здійснено огляд вітчизняної та закордонної літератури, присвяченої вивченню різних аспектів рослинного покриву міст.

Відзначено відсутність комплексних робіт з рослинного покриву урбоекосистем. Більшість досліджень можна розділити на ті, в яких дається аналіз або флори (склад, адвентивна фракція, флорокомплекси і т. д.), або рослинності (синтаксономія, поширення, синдинаміка й т. п.), а також на такі, що аналізують спонтанну флору та рослинність або штучно створену людиною (дендрофлора, деревні культурфітоценози, система зелених насаджень і т. д.).

Динаміка розвитку предметної області. При аналізі літературних джерел було проведено дослідження динаміки предметної області із прогнозуванням її подальшого розвитку в найближчому майбутньому.

З'ясовано, що розвиток предметної області йшов по шляху поглиблення комплексності досліджень, на які величезний вплив мали екологізація наукових поглядів і розвиток міжпредметних зв'язків. Вивчення рослинного покриву урбанізованих територій все частіше відбувається з позицій підвищення ефективності системи управління ним і розгляду флори та рослинності міст як невід'ємної частини системи управління. Розвиток наукового підходу, вдосконалення систем територіального управління і міжвідомчих банків даних різнобічної інформації об'єктивно призведе до тісної інтеграції вивчення рослинного покриву міст із різними системами управління, їхнього злиття, що зробить дослідження, з одного боку, більш комплексними, з іншого - більш практичними, спрямованими на реалізацію цілком прагматичних цілей.

Природні умови району досліджень. Місто Сімферополь розташоване на межі степової та лісостепової зон, у кримському Передгір'ї. Характеристику географічного положення, геологічної будови, рельєфу, клімату, ґрунтового покриву, гідрографії надано на основі літературних джерел. Історія вивчення рослинності міста. Літературні дані про рослинний покрив м. Сімферополя дуже обмежені. Більшість робіт виконано в першій половині 20-го століття. Одними з перших ботанічних досліджень, присвячених рослинності околиць Сімферополя, є роботи А.А. Янати (1913) і С.А. Дзевановського (1924), в яких вони надають опис угруповань степових і кам'янистих ділянок околиць, наводять коротку характеристику рослинності “дубків” і короткі описи рослинності р. Боурчі.

Рослинність передгірного Криму, у тому числі й околиць Сімферополя, вивчали Н.И. Рубцов (1966, 1978), В.Н. Голубєв і В.Г. Кобечинська (1976), В.Г. Єна (1973), Я.П. Дідух, Л.П. Вакаренко (1986), Я.П. Дідух (1992). В цих роботах наводиться опис рослинних угруповань Передгір'я, що зустрічаються й на околицях сучасного Сімферополя. Окремі знахідки видів вказуються для Сімферополя та його околиць в багатотомному виданні “Флора Крыма” (Вульф та ін., 1927-1969).

Першою суттєвою роботою в області дендрофлори міста є стаття С.Д. Георгієвського (1927). В неї наводиться перелік 126 видів деревинно-чагарникових рослин: 71 вид дерев і 55 - чагарників. З них 17 хвойних, широколистих вічнозелених - 5 і листопадних - 104. Іншою важливою роботою є стаття Г.В. Воїнова (1961), яка містить критичну оцінку спроб акліматизації в місті. Окремі аспекти стану дендрофлори міста простежуються і в колективній статті “Дендрофлора міст півдня України” (1983). Цим оглядом список літературних джерел, віднесених до рослинного компоненту міста Сімферополя, вичерпано. Таким чином, комплексних цільових досліджень рослинного покриву Сімферополя проведено не було. Більшість же інших досліджень застаріло, тому що їх було проведено або на початку, або в середині минулого століття. Історія функціонального й територіального розвитку міста Сімферополя та його сучасний стан. В підрозділі наведено історію розвитку міста та його територій, розширення його площ і функціональної структури, зв'язок динаміки розвитку міста та стану рослинного покриву міста. На основі аналізу картографічних матеріалів і космічних знімків побудовано оригінальну карту розвитку міста. Встановлено, що Сімферополь розвивався особливо швидко в 20 столітті, причому як у просторовому аспекті, так і в функціональному. При цьому окраїни зі збереженою природною рослинністю неодноразово поглиналися містом і трансформувалися. Найбільш трансформованими є старі центральні частини міста. На теперішній час площа м. Сімферополя становить 103,2 км. кв. при чисельності населення 364,0 тис. чол.

Дослідження динаміки росту й розвитку міської території дозволяє простежити етапи та шляхи формування рослинного покриву м. Сімферополя. В вивченій флорі домінує невелика кількість родин, що є характерним для флор Голарктики (Толмачев, 1962, 1986). Більш половини родин урбанофлори (52) містять один рід, 37 з них - монотипні. Рівень видового розмаїття, вище за середній (7,3), характерний для 20 родин, що відповідає 74,8% видів. Інші родини (81) містять 25,2% загального числа видів. До перших трьох родин належать 234 види (32,3%), перші одинадцять родин містять 445 видів (61,4%), 15 - 497 видів (68,6%). В вивченій флорі переважають види родин Asteraceae (14,5%), Poaceae (11,0%), Fabaceae (6,8%), Lamiaceae (5,8%), Brassicaceae (5,4%), Rosaceae (4,4%), Apiaceae (3,3%), Caryophyllaceae (3,2%), а також Scrophulariaceae, Chenopodiaceae, Boraginaceae (по 2,3% кожен). Положення перших 8 родин є характерним для природної зональної флори Криму (Голубєв, 1996), що наближує її до Середземноморських флор. Відмінність досліджуваної флори від зональної складається в збільшені частки Lamiaceae, Polygonaceae і Chenopodiaceae, і зменшенні ролі Rosaceae і Liliaceae. В спектр провідних двадцяти родин не потрапила родина Cyperaceae, яка є характерною для флор Арктичної і Бореальної областей, а також Rubiaceae, Orchidaceae і Alliaceae, відзначені для флори Кримського півострова (Голубєв, 1996).

Найбільш великими за кількістю видів родами є такі поліморфні роди як Centaurea L. - 11 видів (1,5%) і Medicago L. - 9 видів (1,2%), Carex L. і Salvia L - по 8 видів кожний (по 1,1%). Досить суттєве місце займає рід Acer L. - 7 видів (1,0%), що пояснюється здичавінням окремих його представників. Характерною рисою спектру родів є його гетерогенність: до складу входять середземноморські, бореально-неморальні та синантропні роди.

Географічна структура. В основу географічного аналізу покладено типологічні системи (Рубцов, Привалова, 1961, Голубєв, 1996). В географічній структурі урбанофлори Сімферополя переважає адвентивний елемент флори - 144 види (19,7%). В ній також широко представлені наступні ареалогічні групи: європейсько-середземноморсько-передньоазіатські види - 91 (12,5%), палеарктичні - 65 видів (8,9%), європейсько-середземноморські - 56 (7,7%) і голарктичні - 53 (7,3%), західно-палеарктичні - 50 (6,8%), середземноморсько-передньоазіатські- 39 (5,3%) і понтичні (південноруських степів) - 32 (4,4%), середземноморсько-передньоазіатські - 30 (4,1%) і понтично-казахстанські - 20 (2,7%). Відзначається перевага ареалогічних груп, що відносяться до давньосередземноморського географічного елементу та перехідного європейсько-середземноморського - 120 та 152 видів відповідно (16,4% та 20,8%).

Еколого-біоморфологічний аналіз флори проводився на основі лінійної системи життєвих форм (Голубєв, 1968, 1972, 1996). Із численних характеристик було обрано наступні показники: “середовище життя”, основна біоморфа, просторове положення пагонів, спосіб харчування, відношення до засолення ґрунту, світлового й водяного режимів.

Щодо диференціації за “середовищем життя” в урбанофлорі Сімферополя спостерігається значна перевага аеропедофітів (73,2%), причому їхня частка на 24,8% вища, ніж у регіональній флорі. Частка літофітів зменшується на 15,3%, хоча, як і раніше, досить значна (12,3%). Аналіз флори за даними ознаками показав появу рослин, які є не типовими для Передгірного Криму: псамофітів, солонцево-солончакових видів, рослин морських узбереж і т. д.

Відзначено також прояв інших інтразональних рис - збільшення частки видів берегів рік і струмків, водяних рослин і видів вологих луків. За основною біоморфою виявлено перевагу в урбанофлорі трав'янистих рослин (83,7%). З них полікарпічні трави становлять 339 видів (46,5%), група однорічників - 216 (29,6%). Кількість напівчагарничків у місті помітно нижча від як такого для флори Криму - 31 (4,2%). Збільшення частки дерев (4,4%) і чагарників (5,9%) відбувається за рахунок здичавіння інтродуцентів відповідних життєвих форм.

За просторовим положенням пагонів переважають еректоїдні форми (646 видів, 88,4%), їхня частка вище, ніж у флорі Криму (78,96%) (Голубєв, 1996). За структурою пагонів переважають напіврозеткові рослини 358 видів (49,3%), що цілком відповідає регіональній флорі. Безрозетковий тип характерний для 324 видів (44,1%), розетковий - для 48 видів (6,6%). За способом харчування домінують автотрофні рослини - 722 види (98,9%). За фактором засолення ґрунту в урбанофлорі відзначена присутність видів галофітної природи - 33 (4,5%). Геліофіти переважають у флорі міста - 64,1% (465 видів). Цей показник майже збігається з як таким для флори Криму - 61,7%. При цьому збільшується значення сциогеліофітів - 205 (27,9%).

Стосовно зволоження, як і в регіональній флорі, домінують ксеромезофіти - 314 видів (42,9%). Пропорція ксерофіти: мезофіти: гідрофіти для урбанофлори становить 8,4:3,7:0,4. Отриманий спектр і пропорція показали значну перевагу в досліджуваній флорі ксерофітів. Причому стосовно регіональної флори помітна мезофітизація флори м. Сімферополя, а відносно урбанофлор південного сходу України - ксерофітизація.

Синтаксономічна структура. На території міста Сімферополя зустрічаються угруповання рослинності, віднесені, відповідно до еколого-флористичної класифікації, до 10 класів, 15 порядків, 15 союзів, 20 асоціацій та 1 дериватному угрупованню. З них асоціації класу Festuco-Brometea є залишками збереженої цілинної та вторинної відновленої степової рослинності різного рівня трансформації, класи Artemisietea vulgaris, Chenopodietea, Plantaginetea majoris, Robinietea є типово синантропними класами рослинності, класи Agropyretea repentis, Galio-Urticetea на території міста представлено антропогенно трансформованими угрупованнями рослинності і віднесені нами до синантропної рослинності. Інші три класи представлені водяною та прибережно-водяною рослинністю - Phragmiti-Magnocaricetea, Lemnetea, Potametea.

Аналіз дендрофлори Сімферополя.

Дендрофлора міста нараховує 198 деревинно-чагарникових видів, які належать до 111 родів, 49 родин, 33 порядків, 5 класів і 2 відділів. Найбільш великі родини: Rosaceae (45 видів), Pinaceae (14), Cupressaceae (13), Salicaceae (11), Caprifoliaceae (9), Fabaceae, Ulmaceae та Oleaceae (по 8 видів).

Найбільш великі роди: Acer L. (7 видів) та Populus L. (7), Cerasus L., Crataegus L., Juniperus L. (по 4 види кожний).

За життєвими формами деревні рослини представлено 106 видами, чагарники - 83 та ліани - 9 видами. Відмінною рисою дендрофлори Сімферополя є домінування листопадних форм 157 (79,3%).

З відзначених видів дві третини є інтродуцентами (73,7%), переважають види середземноморської (37,4%), євро-сибірської (20,7%), східно-азіатської (18,5%) та північноамериканської (18,5%) флористичних областей. Із системи зелених насаджень міста 83 види (42%) успішно натуралізувались та їх включено до списків урбанофлори.

флора рослинність лісостеповий

СПИСОК РОБІТ, ЯКІ ОПУБЛІКОВАНИ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Епихин Д.В. Современное состояние адвентивной флоры Симферопольской городской агломерации // Экосистемы Крыма, их оптимизация и охрана: Тематический сборник научных трудов. - Симферополь: Таврия, 2002. - Вып. 12. - С. 99-102.

2. Епихин Д.В. Редкие и эндемичные виды Симферополя и его окрестностей // Ученые записки ТНУ. Серия: Биология-Химия. - 2003. - №2. - С. 75-80.

3. Епихин Д.В. Систематическая структура урбанофлоры г. Симферополя // Экосистемы Крыма, их оптимизация и охрана: Тематический сборник научных трудов. - Симферополь: Таврия, 2005. - Вып. 15. - С. 123-128.

4. Епихин Д.В. Синантропная растительность города Симферополя // Экосистемы Крыма, их оптимизация и охрана: Тематический сборник научных трудов. - Симферополь: Таврия. - 2006. - Вып. 16. - С. 127-135.

Размещено на Allbest.ru