Флора травянистых растений в условиях урбанизированной среды (на примере города Тюмени)

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Флора травянистых растений в условиях урбанизированной среды (на примере города Тюмени)

03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата биологических наук

Хозяинова Екатерина Юрьевна

Тюмень 2004

Работа выполнена на кафедре ботаники и биотехнологии растений Тюменского государственного университета

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Боме Нина Анатольевна

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Калинин Владимир Матвеевич

кандидат биологических наук Глазунов Валерий Александрович

Ведущая организация: ГНУ Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северного Зауралья

Защита состоится 3 июня 2004 г. в 14 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д. 212.274.08. по присуждению учёной степени кандидата биологических наук при Тюменском государственном университете по адресу: 625043, Тюмень, ул. Пирогова, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Тюменского государственного университета.

Автореферат разослан «__» апреля 2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук С.Н. Гашев

флора травянисттый урбанизированный синантропизация

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Хозяйственная деятельность человека, ставшая в последнее столетие особенно интенсивной, вызывает широкомасштабные и часто необратимые изменения флоры и растительности нашей планеты. Сегодня невозможно остановить процессы антропогенной трансформации растительного покрова, за которыми кроется опасность утраты биологического разнообразия, чреватая потерей стабильности экосистем. Изучение реакции флоры и растительности на антропогенные воздействия способно подсказать пути и средства минимизации их негативного влияния на биосферу. Определяя некоторые перспективные направления развития флористических наук в XXI веке, Б.А. Юрцев (2000) отметил, что неизбежно ещё большее внимание исследователей будет привлекать формирование флор антропогенных экотопов и ландшафтов.

Наиболее интенсивно влияние человеческой деятельности на окружающую среду проявляется в городах. Особенно актуально исследование флоры городов Западной Сибири, где темпы разрушения фитоценозов вследствие урбанизации заметно превышают скорость накопления знаний об этих процессах (Седельников, 1997). Планомерные работы по изучению флор западносибирских городов начались лишь в последнее десятилетие ХХ века и сосредоточены, главным образом, в областных центрах - Курган, Омск, Новосибирск, Томск. Сведения об урбанофлорах Тюменской области отрывочны и известны только для трёх городов: Лабытнанги (Троценко, 1990), Ишим (Шереметов, 2004), Ялуторовск (Науменко, 2003).

В г. Тюмени - административном центре Тюменской области, имеющем более чем 400-летнюю историю, прежде не проводилось целенаправленного изучения городской флоры. Только в 90-е годы XX столетия, в связи с возникшей задачей сохранения биологического разнообразия, в печати стали появляться публикации по флоре отдельных объектов г. Тюмени. В последнее десятилетие рост новостроек в окрестностях областного центра усилил процессы антропогенного воздействия на урбанофлору. В связи с недостатком информации по флоре города возникла необходимость её детального изучения с применением современных методик.

Цель работы - изучение флоры травянистых растений г. Тюмени в хронологическом и пространственном аспектах.

Задачи:

- инвентаризация и анализ современной флоры травянистых растений;

- восстановление видового состава исторической флоры;

- сопоставление исторической и современной флор на основе систематического, ботанико-географического и экологического анализов;

- изучение пространственного распределения флоры на урбанизированной территории.

Научная новизна. Впервые проведено исследование флоры травянистых растений г. Тюмени в пространственном и временном аспектах. Составлены конспекты восстановленной (583 вида) и современной (486 видов) флор. Проведён сравнительный анализ систематической, ботанико-географической и экологической структуры исторической и современной флор. Выявлены три новых для Тюменской области вида травянистых растений, один - для южной зоны области и 10 - для Тюменского района. На территории областного центра отмечено произрастание 20 видов редких и нуждающихся в охране растений и составлены карты с указанием мест их нахождения.

Защищаемые положения.

Современная флора г. Тюмени включает 486 видов травянистых растений; структура и особенности флоры характеризуют её как бореальную.

Видовое разнообразие, параметры флоры, соотношение экологических и хорологических групп травянистых растений изменяются в зависимости от возраста застройки и антропогенного воздействия.

Практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы в практической деятельности природоохранных, проектных и градостроительных организаций г. Тюмени, в системе биомониторинга города, а также в учебном процессе при подготовке теоретических и практических курсов по специальностям «экология» и «биология». Конспект современной урбанофлоры может быть использован при составлении кадастра городских земель, региональных флористических сводок, в том числе Красных книг различного уровня. По заказу Департамента по охране окружающей среды администрации Тюменской области подготовлен пакет документов на создание в черте города памятника природы «Лесопарк им. Ю.А. Гагарина».

Апробация работы и публикация результатов исследования. Результаты работы были представлены и доложены на региональной научно-практической конференции «Словцовские чтения» (Тюмень, 1999), молодёжной конференции «Исследования молодых ботаников Сибири» (Новосибирск, 2001), на Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда» (Тюмень, 2001) и на заседаниях кафедры ботаники и биотехнологии растений (2001-2003 гг.). По теме диссертации опубликовано 8 работ, 1 находится в печати.

Структура и объём диссертации. Работа изложена на 206 страницах печатного текста, содержит 20 таблиц, 13 рисунков, приложение. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы. Список литературы содержит 323 источника, из них 28 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

Обосновывается актуальность, научная новизна и практическая значимость работы, ставятся цели и задачи, формулируются положения, выносимые на защиту.

1. Обзор литературы

Рассматриваются и анализируются отечественные и зарубежные литературные источники по проблемам изучения урбанофлор. Приводится краткая история изучения флоры городов европейской части России, Сибири, Тюменской области. Подчёркивается слабая изученность урбанофлоры г. Тюмени. Характеризуется специфика влияния климатических, эдафических, орографических и биотических факторов среды на растения урбанизированных территорий. Особое внимание уделяется отличительным особенностям городских флор в сравнении с естественными.

2. Историко-эколого-географическая характеристика г. Тюмени

Представлены основные сведения о физико-географическом положении, истории, климате, рельефе и гидрографии, почвах исследуемого города. Особое внимание уделяется характеристике гидрологического режима почв, определяемого высоким стоянием грунтовых вод в селитебной части города, близостью Тарманского болотного комплекса и паводковым режимом р. Туры. В связи с тем, что характер естественного окружения накладывает отпечаток на урбанофлору, отмечается местоположение областного центра в подзоне мелколиственных лесов, где преобладают травяные березняки и боры в сочетании с травяными и сфагновыми болотами, суходольными злаково-разнотравными лугами. Подчёркивается сложность экологической обстановки в селитебных районах города.

3. Методика исследования

В связи с поставленной задачей по изучению пространственного распределения урбанофлоры г. Тюмени в работе применялись метод модельных выделов (Ильминских, 1993), а также общепринятые флористические и геоботанические методы (Полевая геоботаника, 1959-1976; Шенников, 1964; Раменский, 1971). Исследования проводились в 1998-2003 годах, площадь района исследования составила около 190 км². На основе современных и старинных карт г. Тюмени выделено пять исторических зон: древний, старый, новый, новейший город и окраины, соответствующие районам застройки эпох феодализма, капитализма, социализма, а также микрорайонам и пригородным посёлкам (рис 1).

Рис. 1. Карта-схема исторических зон г. Тюмени

Из генеральной совокупности флоры зон города взята выборка из ряда выделов (3 в каждой зоне), представляющих отграниченные участки городской территории со всеми строениями и насаждениями в его пределах, отвечающие определённым условиям (Ильминских, 1992). Выделы являются моделями флористической ситуации в обширных районах города, и результаты их изучения экстраполируются на всю историческую зону. Внутри выделов проведено полное описание флоры всех изолированных участков (микроэкотопов), в каждом из которых отдельно описана флора площадки в 1 м² для определения активности видов (734 описания). Территория г. Тюмени, не вошедшая в модельные выделы, обследована маршрутным методом. Общая протяжённость маршрутов составила более 170 км, выполнено 227 геоботанических описаний.

Восстановление состава исторической флоры по состоянию на 1940 г. проводилось на основе гербариев, видовых списков и публикаций прошлых лет. В основу конспекта восстановленной флоры положена «Флора Западной Сибири» (Крылов, 1927-1949, 1962). Использованы гербарии Новосибирского, Томского и Тюменского государственных университетов, БИН РАН (г. Санкт-Петербург), Центрального сибирского ботанического сада (г. Новосибирск), Тюменского областного краеведческого музея им. И.Я. Словцова.

В результате проделанной работы составлены конспекты исторической и современной флор травянистых растений г. Тюмени, где для каждого вида указаны тип и вид ареала (Алехин, 1961; Толмачев, 1974); экологическая группа по отношению к условиям увлажнения (Горышина, 1979; Культиасов, 1982), продолжительность жизненного цикла (однолетние, двулетние, многолетние) и типичные места обитания.

Обработка полученных данных проведена по следующим параметрам: соотношение крупных таксонов; показатели систематического разнообразия; коэффициенты Спирмена и Жаккара, отражающие сходство флористических списков (Василевич, 1969; Шмидт, 1984). Проведён сравнительный анализ систематической, экологической и хорологической структуры исторической и современной флор, а также флор зон застройки.

4. Результаты исследования и обсуждение

Историческая флора травянистых растений г. Тюмени включает 583 вида, относящихся к 314 родам, 76 семействам, 4 отделам; современная - 486 видов из 264 родов, 72 семейств, 3 отделов.

4.1. Современное состояние флоры г. Тюмени

Систематический анализ. Современная флора травянистых растений города представлена отделами: Equisetophyta (1 род, 7 видов), Polypodiophyta (5 родов, 6 видов), Magnoliophyta (258 родов, 473 вида), отношение чисел видов однодольных и двудольных 1:3,1. Показатели соотношения крупных систематических групп характерны для Бореальной флористической области.

Рассчитаны пропорции флоры: среднее число видов в семействе - 6,7; родов в семействе - 3,6; видов в роде - 1,8. В 18 семействах и 26 родах число видов превышает средний уровень. 37 семейств (51,4%) и 179 родов (67,8%) включают по одному виду. Значительная доля участия маловидовых семейств и родов, по мнению Т.М. Копытиной (2003) и Н.И. Науменко (2003), характерна для умеренно-бореальных флор, свидетельствует о сложности процесса флорогенеза и значительной роли миграции в нём.

10 ведущих семейств в совокупности включают более половины видового состава урбанофлоры (табл. 1).

Таблица 1

Ведущие семейства исторической и современной флор травянистых растений г. Тюмени

Из них численно выделяются семейства Asteraceae и Poaceae, объединяющие 23,7% видового списка, в значительном отрыве от которых следуют семейства, включающие от 5,6% до 3,3% всей флоры. Восемь из 10 ведущих семейств городской флоры совпадают с таковыми в естественных флорах. Если для естественных флор юга Тюменской области характерно наличие в первой десятке многовидовых семейств Apiaceae и Ranunculaceae, то в урбанофлоре их места занимают Polygonaceae и Lamiaceae.

11 ведущих родов, каждый из которых включает 6 или более видов, в совокупности составляют 19,5% изученной флоры (табл. 2). Господствующее положение рода Carex в родовом спектре является, по мнению В.В. Чепиноги (2000), одной из наиболее показательных черт бореальных флор. Присутствие в верхней части родового спектра Artemisia и Veronica - признак родства со степными и лесостепными флорами, нахождение богатых сорными видами Cirsium, Persicaria и Rumex отражает процесс синантропизации.

Таблица 2

Ведущие роды исторической и современной флортравянистых растений г. Тюмени

Ботанико-географический анализ выявил преобладание среди широтных групп бореальных видов - 305 видов (63,1% состава флоры). В связи с расположением г. Тюмени на границе подтайги и лесостепи, лесостепные и степные виды вместе включают 83 вида (15,7%). На плюризональные и космополитные виды в совокупности приходится 17,2% городской флоры. Доля неморальной (2,6%) и гипоарктической (0,2%) групп растений в сложении урбанофлоры невелика. Распределение по видам ареала демонстрирует преобладание евразиатской (235 видов, или 48,3%), голарктической (11,5%) и европейской (11,2%) групп. За ними следует евросибирская группа (7,6%). Участие циркумполярной, сибирской, азиатской групп в формировании флоры г. Тюмени незначительно и составляет 12,4%. Ботанико-географический спектр флоры отражает зональное положение г. Тюмени.

Анализ флоры по отношению к условиям увлажнения. Ведущей экологической группой по отношению к условиям увлажнения выступают мезофиты - 274 вида (56,3%) что, по мнению большинства авторов (Терехина, 2000; Копытина, 2003), типично для урбанизированных флор. Вместе с переходными группами доля мезофильных растений возрастает до 71,4%. Несмотря на то, что во многих обследованных городах выявлена значительная ксерофитизация флоры (Антипина и др., 1996), в урбанофлоре г. Тюмени ксерофильные виды составляют лишь 8,4%. На гигрофильные виды приходится 17,4%, что связано с наличием влажных местообитаний: болот, заболоченных пустошей, заливных лугов, топких берегов водоёмов различного происхождения. Доля гидрофитов невысока - 2,8%.

«Беглецы из культуры» в составе адвентивной флоры г. Тюмени. Флора г. Тюмени обогащается не только за счёт заноса сорных растений, включенных нами в конспект современной флоры, но и дичания культивируемых видов, вынесенных в самостоятельный список. В ходе исследования обнаружено 34 вида «беглецов из культуры» (Хозяинова, 2004). В состав списка вошли все виды культурных растений, произрастающих без участия человека, даже если они не полностью проходили жизненный цикл. Среди таковых насчитывается 28 представителей класса двудольных (18 однолетников, 9 многолетников, 1 двулетник) и 6 видов класса однодольных (1 многолетник и 5 однолетников).

Вслед за Н.А. Вьюковой (1983), большинство занесённых из культуры растений мы относим к эфемерофитам - видам, неустойчивым в условиях урбанофлоры. В связи со способами проникновения заносных видов в г. Тюмень они чаще всего встречаются вдоль железнодорожных путей, на обочинах дорог, газонах, свалках и пустырях.

4.2. Сравнительная характеристика исторической и современной флор г. Тюмени

С целью изучения урбанофлоры областного центра в хронологическом аспекте проведено сравнение конспектов исторической и современной флор.

Оно показало, что одной из тенденций хронологического изменения флоры является уменьшение её систематического разнообразия (рис. 2). Выявленная современная флора травянистых растений беднее исторической на 1 отдел (Lycopodiophyta), 4 семейства, 50 родов и 97 видов. Соотношение отделов и классов в основном совпадает с таковым в исторической флоре.

Рис. 2. Соотношение видов, родов, семейств исторической и современной флор

Спектры ведущих семейств сравниваемых флор приведены в таблице 1. В обеих флорах семейства Asteraceae и Poaceae располагаются на 1 и 2 местах соответственно. Более высокие ступени среди ведущих семейств в современной флоре занимают семейства Fabaceae, Brassicaceae и Rosaceae. Не стало в числе ведущих семейств современной флоры семейств Ranunculaceae и Apiaceae, но вошли в этот ранг семейства, богатые сорными видами - Polygonaceae и Lamiaceae.

Рис. 2

Состав первой десятки многовидовых родов в основном сохранился. Общее число видов в 11 ведущих родах снизилось на 7 видов, но совокупная доля в современной флоре возросла на 2,8% (табл. 2). Род Carex в современной флоре остался на первом месте, но число видов в нём уменьшилось почти на 1/3. На более низкие позиции передвинулись роды Ranunculus и Potamogeton; их место заняли Persicaria и Poa.

Для выявления сходства исторической и современной флор вычислены коэффициенты Спирмена и Жаккара. Коэффициент Спирмена составил 0,83, что свидетельствует о значительном, но неполном сходстве головных частей семейственно-видовых спектров. Однако величина коэффициента Жаккара, равная 0,58, подчёркивает отличие современной урбанофлоры от исторической.

Ботанико-географический анализ показал, что изменение числа видов в современной флоре слабо сказалось на их распределении по хорологическим группам. Преобладающим видом ареала остаётся бореальный, основным видом ареала - евразиатский.

В экологическом спектре современной городской флоры по сравнению с исторической отмечен рост доли мезофитов, гигромезофитов и ксеромезофитов в совокупности на 7,4%. Участие гигрофитов уменьшилось на 3,5%, что можно объяснить выпадением болотных видов в связи с засыпкой и осушением части пригородных болот. Число гидрофитов во флоре снизилось почти вдвое, что говорит о неблагоприятном экологическом состоянии водоёмов. Учитывая заметный рост доли мезофитов, можно констатировать, что в г. Тюмени имеет место процесс мезофитизации флоры.

Число сорных видов в современной флоре практически не изменилось, но процент их участия возрос с 31,8% до 38,4%.

Таким образом, результаты сравнения исторической и современной флор г. Тюмени свидетельствуют о процессе синантропизации флоры, который проявляется в обеднении систематического разнообразия, упрощении структуры флоры, усилении участия мезофитов. Процесс ксерофитизации, характерный для многих городских флор, в г. Тюмени не проявляется.

4.3. Пространственное распределение современной флоры

Систематическое разнообразие флоры в зонах застройки. Для изучения пространственного распределения флоры травянистых растений в г. Тюмени, согласно методике, выделено пять исторических зон: древний, старый, новый, новейший город (микрорайоны), окраины. Зоны застройки различаются возрастом и степенью антропогенного воздействия. Анализ флористических списков показал, что наибольшее видовое разнообразие наблюдается на окраинах, где отмечено 458 видов травянистых растений, относящихся к 255 родам, 69 семействам и 3 отделам. Высокое значение видового разнообразия в окрестностях города, по мнению Н.И. Ильминских (1998), объясняется с позиций экотонного эффекта (урбаноэкотон - полоса контакта между природной и городской средой). В полосу урбаноэкотона проникают как синантропные виды из селитебной части города, так и виды естественной флоры, за счёт чего происходит увеличение флористического разнообразия.

Урбанофобные виды, слабо приспособленные к произрастанию в городской среде, сосредоточены в данной зоне и не проникают в селитебную часть областного центра. Так, только здесь отмечены представители отдела Polypodiophyta (6 видов), а из 7 видов хвощей 4 не проникают в другие зоны города. Из цветковых растений только на окраинах г. Тюмени произрастают виды, местообитание которых связано с водой (роголистниковые, вахтовые), и типичные лесные и степные растения (ирисовые, лилейные и т.п.).

В новейшем городе число видов, родов и семейств снизилось примерно на 1/3 по сравнению с окраинами. Здесь ещё встречаются проникающие с окраин виды естественных местообитаний: вероники, фиалки, дербенники, зверобой, представители семейств Equisetaceae, Primulaceae, Campanulaceae. Только на окраинах и в микрорайонах встречаются гидрофиты из семейств Lemnaceae, Lentibulariaceae, Potamogetonaceae, Hydrocharitaceae, Sparganiaceae.

Меньше всего видов в центральных зонах города, где отсутствуют участки естественной растительности и произрастают в основном урбанофильные виды, способные выдержать неблагоприятные экологические условия. Число однодольных в древнем городе сократилось по сравнению с окраинами в 6,4 раза (со 109 до 17 видов), двудольных - в 3,2 раза (с 336 до 104 видов). Отмеченная нами тенденция к значительному снижению роли однодольных в городской флоре по сравнению с естественными подтверждается и другими исследователями (Антипина и др., 1996).

Во флоре всех зон, кроме древнего города, есть виды, характерные для конкретной зоны и не отмеченные в других. На окраинах таких видов 163, относящихся к 47 семействам; в микрорайонах - 15 видов из 11 семейств; в новом городе - 7 видов из 6 семейств; в старом - 3 вида из 3 семейств. Полученные данные свидетельствуют о снижении видового разнообразия в центральных зонах города, что, очевидно, связано с усилением антропогенного прессинга. Вычисленные для всех зон города пропорции флоры закономерно уменьшаются в направлении от окраин к центру, что также свидетельствует, по нашему мнению, о возрастающей антропогенной нагрузке (табл. 3).

Таблица 3

Пропорции флор исторических зон г. Тюмени

Для оценки сходства флористических списков исторических зон города вычислены коэффициенты Жаккара и Спирмена для последовательных пар зон (табл. 4). Исторические зоны были выделены нами по характеру застройки. Справедливость их выделения подтверждается, на наш взгляд, значениями названных коэффициентов, демонстрирующими последовательное уменьшение сходства флор по зонам от центра к окраинам.

Таблица 4

Коэффициенты Жаккара и Спирмена для последовательных пар флор исторических зон г. Тюмени

На основе коэффициента Жаккара построен дендрит, иллюстрирующий степень сходства флор исторических зон (рис. 3). На уровне связи, меньшем 0,60, выделяются 3 корреляционные плеяды: одна соответствует флоре окраин областного центра (ОК), другая - флоре новейшего города (НВ), третья - наиболее прочно связанным между собой флорам древнего (ДР), старого (СТ) и нового (НО) города.

Рис. 3. Дендрит и корреляционные плеяды для флор исторических зон г. Тюмени (%).

Ядро флоры каждой исторической зоны составляют 10 семейств, в совокупности содержащих 59-77% видов, и процент их участия возрастает от окраин к центру города. Во всех исторических зонах три ведущих семейства одинаковы - Asteraceae, Poaceae, Fabaceae, их совокупная доля увеличивается с 29,0% до 38,8% от окраин к центру. По мнению А.И. Толмачёва (1962, 1974), высокое число видов в сравнительно небольшом числе семейств свойственно территориям с экстремальными условиями развития растительного покрова.

Семейство Cyperaceae входит в группу ведущих семейств только на окраинах города, где занимает четвёртое место, что связано с наличием в этой зоне естественных гигроморфных местообитаний. Семейства Brassicaceae, Polygonaceae, Lamiaceae и Caryophyllaceae сохраняют высокое положение в систематическом спектре флор всех зон, вероятно, благодаря насыщенности синантропными видами.

Распределение хорологических групп по историческим зонам. Ботанико-географический анализ флор по историческим зонам города показал небольшую, но стабильную тенденцию к снижению участия бореальных видов от периферии, где они составляют 64,3%, к центру (60,0%). Доля космополитов возрастает с 7,6% на окраинах до 14,8% в древнем и 14,9% в старом городе. По нашему мнению, эти тенденции связаны с нарушением естественной среды и ростом антропогенного прессинга в селитебной части города. Процентное соотношение прочих широтных групп изменяется по зонам незначительно. В спектрах долготных хорологических групп в различных зонах застройки сохраняются соотношения, отмеченные для флоры всего города. Пространственное распределение экологических групп травянистых растений. Анализ распределения экологических групп травянистых растений по отношению к условиям увлажнения в зонах застройки показал возрастание роли мезофитных экоморф в направлении от окраин к центру (табл. 5).

В то же время число гидрофитов, гигрофитов и ксерофитов заметно уменьшается, что связано с относительным однообразием экологических условий в древнем и старом городе. В зоне старого города находятся два крупных источника заноса видов - железнодорожный вокзал и речной порт, где нами собраны ксерофиты и гигрофиты, не отмеченные в других исторических зонах. В результате число видов и доля участия данных экологических групп во флоре старого города оказались несколько больше, чем в соседних зонах.

Таблица 5

Распределение экологических групп растений по отношению к условиям увлажнения по историческим зонам г. Тюмени

Участие сорных видов во флоре исторических зон. На урбанизированных территориях всегда присутствуют сорные виды, участие которых возрастает с ростом антропогенного давления на флору (Степанов, 1997), что подтвердилось на примере г. Тюмени (рис. 4).

Рис. 4. Процент участия сорных видов во флоре исторических зон г. Тюмени

По продолжительности жизни травянистые растения, и, в частности, сорные виды подразделяются на малолетники и многолетники. Как указывает М.А. Березуцкий (1988), среди травянистых жизненных форм более высокая толерантность к антропогенным местообитаниям наблюдается у малолетников и сравнительно низкая - у многолетних видов. Малолетники очень пластичны, хорошо приспосабливаются к изменившимся условиям среды, поэтому среди них много сорных видов. Снижение числа малолетних и многолетних видов от зоны к зоне не одинаково, и в процентном выражении доля малолетников к центру города возрастает от 25,9% на окраинах до 43,9% в древнем городе.

Анализ активности видов в модельных выделах. Из 117 видов травянистых растений, отмеченных в пределах выделов, значения активности определены для 77, так как многие слабо конкурентоспособные виды не попали в пределы метровых площадок. Расчёт активности видов проведён для каждой зоны отдельно, при этом разброс её значений составил от 0,0% до 13,7%. Число высокоактивных видов незначительно. В модельных выделах всех 4 зон застройки преобладают сорные виды, среди которых подорожник большой, одуванчик лекарственный, мятлик луговой, лопух паутинистый, звездчатка средняя, пырей ползучий, спорыш птичий демонстрируют стабильно высокую активность во всех зонах.

Для урбанофильных видов, таких, как герань сибирская, конопля сорная, амарант запрокинутый, характерно повышение активности в древнем и старом городе. Так как два из трёх выделов древнего города представляют собой кварталы с частной одноэтажной застройкой, при которых имеются огороды, в центральной зоне областного центра высока активность огородных сорняков: крапивы двудомной, осота огородного и т.п. Активность таких видов, как тысячелистник обыкновенный, ячмень гривастый, амория ползучая, полынь горькая, ситник сплюснутый, возрастает к периферийным зонам города, что, по нашему мнению, не позволяет отнести их к урбанофильным видам.

Анализ активности видов подтверждает положения о мезофитизации урбанофлоры, преобладании малолетников в центральных зонах города и доминировании бореальной, евразиатской и космополитной ареалогических групп, соответствующих зональному положению областного центра.

Редкие и исчезающие виды растений во флоре г. Тюмени. Во флоре города обнаружены виды травянистых растений, нуждающиеся в охране и отнесенные к различным категориям редкости. В исторической флоре они представлены 37 видами (6,3% видового списка), 14 из которых - представители семейства Orchidaceae. В современной флоре их заметно меньше - 13 видов (2,7%), а орхидей сохранилось только 2 вида - Gymnadenia conopsea и Epipactis helleborine. В первой половине ХХ века урбанофлора областного центра включала 4 вида растений, внесенных в Красную книгу РСФСР (1988): Cypripedium calceolus, C. macranthon, Orchis militaris (3 категория редкости) и Stipa pennata (2 категория). Из них в современной флоре отмечен лишь ковыль перистый, произрастающий на северо-западной окраине города. Большинство видов исторической и современной флоры, нуждающихся в охране, имеют статус 3 - редкий вид. 12 видов современной флоры включены в Красную книгу Тюменской области и 18 - в перечень редких для южной зоны Тюменской области.

Основными причинами ухода редких видов из урбанофлоры являются антропогенная трансформация мест их обитания и неконтролируемый сбор населением декоративных и лекарственных видов. Имеющиеся участки естественной растительности, как места произрастания редких видов травянистых растений, нуждаются в сохранении на территории города в статусе ООПТ.

Флористические находки в г. Тюмени. На городской территории обнаружены виды, не отмеченные в доступных нам литературных источниках. Впервые для Тюменской области мы указываем Corispermum hyssopifolium L., Kochia densiflora (Moq.) Aell. и Polygonum sabulosum Worosch., видовая принадлежность которых подтверждена Н.Н. Цвелёвым. Для административного юга Тюменской области впервые отмечен Heracleum dissectum Ledeb. Среди травянистых растений, произрастающих в областном центре, 10 видов приведено впервые для Тюменского района.

ВЫВОДЫ

В результате исследований, проведённых на территории г. Тюмени, выявлено 486 видов травянистых растений, относящихся к 264 родам, 72 семействам и 3 отделам. Впервые для Тюменской области приводятся три новых вида травянистых растений (Corispermum hyssopifolium L., Kochia densiflora (Moq.) Aell., Polygonum sabulosum Worosch.), один - для южной зоны области (Heracleum dissectum Ledeb.) и 10 - для Тюменского района.

Систематическая структура флоры характеризуется высоким суммарным процентом небольшого числа семейств (на долю первых трёх ведущих приходится 29,3%, первых пяти - 40,1%), низкой видовой и родовой насыщенностью, что является показателем нарушенности флоры.

Набор ведущих семейств и родов, преобладание бореального типа ареала (63,1% состава флоры), мезофитных экоморф (71,4%) показывают выраженный бореальный характер флоры города, что соответствует его зональному положению.

Историческая (восстановленная) флора города отличается от современной более высоким видовым разнообразием - 583 вида из 314 родов, 76 семейств и 4 отделов. Значительное сходство спектров ведущих семейств и родов исторической и современной флор подтверждается высоким коэффициентом Спирмена, равным 0,83.

В современном г. Тюмени хорошо выделяются зоны, соответствующие различным периодам застройки. Эти зоны характеризуются разным возрастом и различной степенью урбанизации, что отражается и на составе флоры. Наибольшее видовое разнообразие наблюдается на окраинах города. От периферии к центру города происходит уменьшение общего числа видов, пропорций флоры и участия в ней однодольных, повышение доли десяти ведущих семейств, рост активности сорных видов, мезофитов и малолетников, что связано с усилением антропогенного воздействия.

В современной флоре г. Тюмени отмечено 20 видов редких и нуждающихся в охране травянистых растений, 12 из которых включены в Красную книгу Тюменской области и 18 - в перечень редких и исчезающих растений южной зоны Тюменской области.

Формирование урбанофлоры изученного города - частный случай процесса синантропизации растительного покрова, ведущего к обеднению видового разнообразия, упрощению систематической структуры флоры, росту процента сорняков и космополитов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

Мельникова М.Ф., Хозяинова Е.Ю., Хозяинова Н.В. Памятник природы г. Тюмени - парк им. Гагарина. //Словцовские чтения - 99. - Тюмень, ТОКМ. - 1999. - С. 313-315.

Хозяинова Е.Ю., Мельникова М.Ф. Парк им. Гагарина как своеобразный флористический комплекс. //Сборник аннотаций дипломных работ: естественнонаучные специальности. Тюмень: Изд-во Тюменского государственного университета, 2000 - С. 101.

Хозяинова Е.Ю. Флористические находки в черте г. Тюмени. //Исследования молодых ботаников Сибири: Тезисы докладов молодёжной конференции - Новосибирск, 2001. - С. 87-88.

Хозяинова Е.Ю. К методике изучения урбанофлоры. //Окружающая среда: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. - Тюмень, 2001. - С. 48-51.

Хозяинова Е.Ю. Об организации ООПТ в г. Тюмени. //Вопросы практической экологии: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. - Пенза, 2002. - С.220-222.

Хозяинова Е.Ю. Историческая флора г. Тюмени и окрестностей (первая половина ХХ века). //Словцовские чтения-2002. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Тюмень, 2002. - С. 242-243.

Хозяинова Е.Ю., Мельникова М.Ф. Современная флора микрорайонов города Тюмени. //Ботанические исследования в азиатской России. Материалы XI съезда РБО. - Барнаул: Изд-во «АзБука», 2003. - Том 1. - С. 414-415.

Хозяинова Е.Ю. К адвентивной флоре г. Тюмени. //Исследования молодых ботаников Сибири: Тезисы докладов II молодёжной конференции - Новосибирск, 2004. - С. 72-73.

Мельникова М.Ф., Хозяинова Е.Ю. Травянистая флора г. Тюмени и её пространственное распределение. //Вестник ТюмГУ. - 2004. - №2 (в печати).

Размещено на Allbest.ru