CC BY
14
З. М. Баймурзина и др. К биологии инвазивного вида Hordeum jubatum L. в Зауралье
УДК 581.9 + 581.524.4
К БИОЛОГИИ ИНВАЗИВНОГО ВИДА HORDEUM JUBATUM L В ЗАУРАЛЬЕ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
З. М. Баймурзина, Л. М. Абрамова, С. И. Янтурин
Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН E-mail: [email protected]
Сибайский филиал Башкирского государственного университета E-mail: е[email protected]
Приводятся результаты исследований 7 ценопопуляций североамериканского инвазивного вида Hordeum jubatum L. (Poaceae) на территории Зауралья Республики Башкортостан. Hordeum jubatum распространяется по степной зоне региона, доминирует с долей участия в сообществе 45,5-60,5%, плотность травостоя инвазивного вида - 9-18 растений на 1 м2, при этом каждое растение образует от 35 до 68 побегов, что в среднем составляет свыше 600 побегов на 1 м2, биомасса вида - не более 0,25 кг/м2. Семенная продуктивность составляет 39-54 шт. семян на 1 генеративный побег, в среднем на 1 растение - 1968,8 шт. семян. Необходим мониторинг популяций Hordeum jubatum и попытка локализации или ликвидации возникших очагов.
Ключевые слова: инвазивный вид, ценопопуляция, Hordeum jubatum L., изменчивость, семенная продуктивность, Зауралье.
About the Biology of the Invasive Species Hordeum jubatum L. in Bashkir Trans-Urals
Z. M. Baimurzina, L. M. Abramova, S. I. Yanturin
The results of researches of 7 coenopopulations of North American invasive species Hordeum jubatum L. (Poaceae) in the Trans-Urals of the Republic of Bashkortostan. Hordeum jubatum spreads on the steppe zone of the region. It dominates over other plants and it is share of participation in the community is 45,5-60,5%. The density of grass invasive species - 9-18 plants per 1 m2.Each plant produces 35 to 68 shoots, on average, is more than 600 shoots per 1 m2. The biomass of the type is no more than 0.25 kg/m2. Seed production is 39-54 pcs. The quantity of seed in 1 generative shoot, for 1 plant on average, is 1968,8 pieces of seeds. It is necessary to carry out a monitoring of Hordeum jubatum populations and to attempt to localize or eliminate any hotbeds.
Key words: invasive species, coenopopulation, Hordeum jubatum L., variability, seed productivity, Trans-Urals.
DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-2-189-192
Экспансия заносных чужеземных (адвентивных) растений - общемировая проблема, которая обострилась в конце XX - начале XXI века. Наиболее агрессивные чужеземные растения, образующие многочисленное потомство, распространяющиеся на значительное расстояние от родительских особей и обладающие потенциальной способностью расселения на больших территориях, называют ивазивными
видами [1, 2]. Инвазивные виды расселяются по вине человека (но помимо его воли) и зачастую вытесняют аборигенные виды растений, что приводит к обеднению биологического разнообразия [3, 4]. Это наиболее вредоносные из заносных растений, вызывающие флористическое загрязнение территории [5]. Их вторжение - серьезная экологическая проблема, нередко они становятся злостными сорняками полей и кормовых угодий, справиться с которыми бывает чрезвычайно трудно.
Среди инвазивных видов немало злостных сорняков посевов, огородов, населенных пунктов, к ним относят также и виды растений, засоряющие луга и пастбища. В Республике Башкортостан (РБ) к их числу можно причислить ячмень гривастый (Нотёепт ]пЪаЫт Ь), небольшой злак родом из Северной Америки [6-8]. Это однолетник или короткоживущий малолетник, образующий густые дернины из мелких шелковистых листьев и многочисленные колосья с длинными остями. Отмечены высокая семенная продуктивность вида, быстрое созревание зерновок и зачастую вторичное цветение и плодоношение растений во второй половине лета. Семена ячменя гривастого отличаются легкостью и быстротой прорастания, в том числе и на засоленных почвах, характерных для Зауральского региона. Характерной особенностью ячменя является анемохория - перемещение обломков колоса с помощью ветра по твердой поверхности почвы в виде «перекати-поля». Распространение вида происходит по асфальтированным шоссе, которые соответствуют природному типу рассеивания семян, и потому его можно считать придорожным растением - спутником асфальтовых покрытий и железных дорог.
Естественный ареал вида охватывает север Америки [9]. В настоящее время НоМепт ]пЪаЫт активно распространяется по степным районам Предуралья и Зауралья [10, 11], захватывает все новые участки, вытесняя другие рудеральные и луговые травянистые растения,
© Баймурзина З. М., Абрамова Л. М., Янтурин С. И., 2017
более требовательные к плодородию почвы и влаге. Натурализоваться в степной зоне РБ ему позволяют короткий период вегетации, устойчивость к засухе, высокая семенная продуктивность и уже упомянутая способность к передвижению по открытым пространствам в виде «перекати-поля». В Зауралье он чаще выступает как основной засоритель сбитых пастбищ [9]. Ячмень гривастый снижает кормовые качества сенокосов и пастбищ, так как после выколашивания не поедается домашними животными из-за длинных колючих остей колоса.
Материалы и методы
В 2016 г. нами была обследована степная зона Зауралья Республики Башкортостан, с целью выявления очагов инвазии агрессивного неофита Но^еыт ]ыЪаШт, относимого в Башкортостане к категории 1 - виды, требующие особого внимания и контроля [12]. В результате выявлено и обследовано 7 ценопопуляций вида в Баймакском и Хайбуллинском районах.
В каждой из включенных в исследования ценопопуляций были заложены по 10 пробных площадей в 1 м2, на которых учитывались следующие параметры: число растений на 1 м2, высота растений, биомасса инвазивного вида и биомасса сопутствующих видов растений (в сухом весе). На 25 растениях каждой популяции
по стандартным методикам [13] были выполнены измерения биоморфологических параметров вида. Полученные данные обрабатывались в Microsoft Ехсе1 с использованием программы Статистика.
Результаты и их обсуждение
Проведенные исследования выявили, что в Баймакском районе ячмень гривастый растет в п. Семеновск, д. Баишево, г. Баймак, а также натурализовался в г. Сибай, где площади, занятые этим видом, составляют уже десятки гектаров. На небольших площадях встречается этот инвазив-ный вид также и в Хайбуллинском районе, вблизи д. Бакаловка. Исследуемые ценопопуляции были названы по населенному пункту, в окрестностях которого они встречаются.
В табл. 1 приведены результаты проведенных популяционных исследований Hordeum jubatum в Башкирском Зауралье. Исследуемый инвазивный вид является конкурентомощным сорным растением, при внедрении в сообщества он захватывает лидирующие позиции и доминирует с долей участия 45,5-60,5%. Плотность травостоя инвазивного вида - 9-18 растений на 1 м2, при этом каждое растение образует от 35 до 68 побегов, что в пересчете в среднем составляет свыше 600 побегов на 1 м2. Биомасса вида не очень высока - не более 0,25 кг/м2.
Характеристика ценопопуляций Hordeum jubatum в Зауралье РБ
Таблица 1
Ценопопуляции Высота, см Cv Число растений на 1 м2 Cv Надземная биомасса адвента, г/м2 Cv Биомасса сопутствующих видов, г/м2 Cv Доля адвента, %
Баймак 43,9±7,46 17,0 12,3±3,06 24,8 241,5±95,51 39,5 197,0±94Д9 47,9 55,1
Семеновск-1 44,3±6,14 13,9 11,5±3,63 31,5 198,0±94,73 47,8 237,0±84,60 35,7 45,5
Семеновск-2 35,1±3,75 10,7 9,0±2,79 31,0 117,8±56,72 48,1 101,8±42,78 10,7 53,6
Сибай 40Д±5,05 12,6 17,9±2,68 15,0 194±108,18 58,8 184,0±85,81 49,2 51,3
Баишево-1 29,9±4,94 16,5 12,3±2,94 23,9 120,0±57,72 41,0 109,5±30,61 29,5 52,2
Баишево-2 31,7±4,91 15,5 13,1±2,64 20,2 191,5±93,92 51,7 159,0±75,19 49,8 54,6
Бакаловка 28,6±5,84 20,4 15,6±3,24 20,8 184,5±79,23 45,3 120,0±30,86 20,0 60,5
Среднее значение 36,2 12,1 178,2 158,3 53,2
Из табл. 2, представляющей данные по биоморфологическим параметрам Но^еыт ]ыЪаШт, можно видеть, что ячмень гривастый - небольшое растение со средней высотой 36,2 см, одно растение образует около 40 побегов, 2/3 из которых генеративные, семенная продуктивность составляет 39-54 плодов на 1 побег, средняя реальная
семенная продуктивность 1 растения - 1968,8 шт., а в перерасчете на 1 м2 - 23822 шт. или около 238 млн на 1 га, что и определяет доминирование вида в сообществах.
Большинство параметров ценопопуляций незначительно различаются между собой, что связано, по-видимому, с недавним заносом и
Таблица 2
Изменчивость биоморфологических параметров Hordeum jubatum в 7 ценопопуляциях в Зауралье РБ
Параметры/ популяции Средние значения параметров
Баймак Cv Семеновск-1 Cv Семеновск-2 Cv Сибай Cv Баишево-1 Cv Баишево-2 Cv Бакаловка Cv Сред.
Число генеративных побегов, шт. 51,6±12,65 40,5 32,0±14,09 44,0 32,2±9,74 30,2 50,0±15,28 30,6 46,2±16,37 35,4 58,0±13,58 23,4 29,6±8,68 29,3 42,8
Число вегетативных побегов, шт. 8,4±4,33 51,8 7,9±4,52 57,4 12,3±4,97 40,4 9,7±6,43 66,4 8,8±5,32 60,4 10,3±5,85 56,9 5,8±3,38 58,3 9,0
Длина стебля, см 32,2±5,19 16,1 36,5±5,59 15,3 30,7±5,37 17,5 36,1±8,35 23,2 24,4±3,80 15,5 22,3±2,78 12,5 22,8±3,40 14,9 29,2
Толщина стебля, мм 1,9±0,28 14,4 2,1±0,15 7,3 2,0±0,20 9,9 2,0±0,20 10,2 1,7±0,31 17,7 2,0±0,30 15,2 1,6±0,28 17,5 1,9
Длина корней, см 8,1±1,24 15,4 7,3±1,20 16,5 7,7±1,30 16,9 5,5±1,68 30,5 8,1±1,38 17,0 7,3±1,41 19,4 7,7±2,03 26,4 7,4
Число листьев, шт. 2,9±0,73 25,2 3,0±0,45 15,0 3,4±0,64 19,0 3,5±0,59 16,6 3,5±0,59 16,8 3,2±0,65 20,2 3,4±0,49 14,6 3,2
Длина листа, см 6,5±1,06 16,4 8,1±1,14 14,4 7,4±1,64 22,0 7,9±2,19 27,8 5,7±1,05 18,5 3,2±0,59 18,6 4,5±0,69 15,3 6,2
Ширина листа, мм 2,0±0,38 19,0 2,2±0,35 15,7 2,0±0,37 18,6 2,5±0,51 20,6 1,7±0,36 20,9 2,1±0,16 7,6 1,8±0,36 20,5 2,0
Длина соцветия, см 10,8±1,08 10,0 10,9±0,86 7,9 11,1±1,15 10,4 10,8±0,81 7,6 8,9±0,73 8,2 9,4±0,89 9,5 7,8±0,56 7,1 9,9
Длина колоска без ости, мм 6,7±1,24 18,4 7,6±0,87 11,4 7,3±1,23 16,8 5,9±1,00 16,9 5,2 ±0,61 11,8 5,4±0,93 17,1 4,6±0,63 13,8 6,1
Ширина колоска без ости, мм 2,8±0,28 10,1 3,2±0,35 11,1 2,9±0,17 5,9 2,8±0,39 14,0 2,8±0,39 13,9 3,0±0,36 11,9 2,5±0,51 20,2 2,8
Длина ости, см 5,6±0,61 10,8 5,7±0,43 7,4 6,4±0,85 13,3 5,8±0,60 10,4 4,9±0,55 11,1 5,5±0,46 8,4 4,3±0,42 9,7 5,4
Число междоузлий, шт. 2,4±0,82 34,0 3,0±0,45 15,4 3,0±0,65 21,5 3,0±0,71 23,6 3,2 ±0,47 15,0 3,0±0,68 22,2 2,8±0,60 21,6 2,9
Число семян, шт. 52,1±8,94 17,2 54,5±11,55 21,2 51,3±Ю,79 21,0 43,0±8,24 19,2 39,1±8,37 21,4 42,3±8,12 19,2 40,0±6,56 16,4 46,0
Длина семени, мм 5,4±0,13 12,0 7,1±9,78 5,4 5,8±0,63 10,8 4,6±0,79 17,2 3,5±0,67 19,1 4,9±0,13 2,7 4,5±0,50 11,3 5,1
Толщина семени, мм 1,6±0,29 17,7 1,9±0,17 8,5 1,5±0,14 9,6 1,2 ±0,32 25,3 1,3±0,24 17,6 1,7±0,37 21,8 1,4±0,18 12,5 1,5
расселением ячменя, в результате чего еще не сформировалось фенотипическое, а соответственно и генотипическое разнообразие вида. Более существенные различия, наблюдающиеся по параметрам: длина стебля, длина ости, число колосков, длина корней, а также по биомассе растения и числу побегов - связаны с экологическими факторами обитания вида. Коэффициенты вариации признаков во всех случаях укладываются в рамки нормального варьирования, за исключением надземной биомассы сопутствующих видов, которая отличается очень большой вариацией значений.
В целом в регионе Зауралья РБ отмечено появление и быстрое распространение нового инвазивного вида - Hordeum juЪatum, что требует срочного принятия мер по сдерживанию его распространения в регионе. Необходим мониторинг популяций Hordeum juЪatum и попытка локализации или ликвидации возникших очагов. В противном случае этот агрессивный вид способен занять большие площади в Зауральском регионе РБ, как это уже случилось в Алтайском крае и на Дальнем Востоке [14-16].
Список литературы
1. Гельтман Д. В. Понятие «инвазивный вид» и необходимость изучения этого явления // Проблемы изучения адвентивной и синантропной флоры в регионах СНГ : материалы науч. конф. М. ; Тула, 2003. С. 35-36.
2. Гельтман Д. В. О понятии «инвазионный вид» в применении к сосудистым растениям // Бот. журн. 2006. Т. 91, № 8. С. 1222-1231.
3. Абрамова Л. М, Ануфриев О. Н. Агрессивные неофиты Республики Башкортостан : биологическая угроза // Вестн. АН РБ. 2008. № 4. С. 34-43.
4. Абрамова Л. М. Экспансия чужеродных видов растений на Южном Урале (Республика Башкортостан) : анализ причин и экологических угроз // Экология. 2012. № 5. С. 1-7.
5. ЧичевА. В. «Флористическое загрязнение» Подмосковья // Состояние, перспективы изучения и проблемы охраны природных территорий Московской области. М., 1988. С. 69-70.
6. Абрамова Л. М. Анализ причин и экологических последствий инвазий чужеродных видов растений на Южном Урале // Современные проблемы эволюции. XXIV Любищевские чтения : сб. материалов конф. Ульяновск, 2010. С. 245-251.
7. Абрамова Л. М. Новые данные по биологическим инвазиям чужеродных видов в Республике Башкортостан // Вестн. АН РБ. 2014. Т. 19, № 4. С. 16-27.
8. ВиноградоваЮ. К., Майоров С. Р., Хорун. Л. В. Черная книга России. М., 2010. 512 с.
9. ПавлейчикВ. М. Инвазия Hordeum juЪatum Ь. в южном Зауралье // Степи Северной Евразии : материалы VI междунар. симп. Оренбург, 2015. С. 544-548.
10. Иксанова Л. А., Абрамова Л. М. К характеристике ценопопуляций ячменя гривастого (Hordeum ^Ъа-tum Ь.) в Республике Башкортостан // Науч. ведомости Белгород. гос. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2011. Вып. 14/1, № 3 (98). С. 193-197.
11. Иксанова Л. А., Абрамова Л. М., Петров С. С. Характеристика ценопопуляций ячменя гривастого {Hordeum juЪatum Ь.) в Давлекановском районе РБ // Проблемы и перспективы изучения естественных и антропогенных экосистем Урала и прилегающих регионов : сб. материалов Всерос. заоч. конф. Стерлитамак, 2011. С. 19-23.
12. Абрамова Л. М., Голованов Я. М. Инвазивные виды Республики Башкортостан : «черный список», библиография // Изв. Уфим. науч. центра РАН. 2016. № 2. С. 54-61.
13. Голубев В. Н. Основы биоморфологии травянистых растений центральной лесостепи // Тр. ЦентральноЧерноземного заповедника им. В. В. Алехина. Воронеж, 1962. Вып. 7. 602 с.
14. Нечаев А. П. Hordeum juЪatum Ь. в пределах Нижнего Приамурья // Бот. журн. 1974. Т. 59, № 4. С. 542-545.
15. ЦветковМ. Л. Hordeum juЪatum (Роасеае) в Алтайском крае // Бот. журн. 1987. Т. 72, № 6. С. 831-832.
16. ЦветковМ. Л. Натурализация Hordeum juЪatum (Роа-сеае) в Алтайском крае // Сиб. экол. журн. 1991. № 2. С. 10-14.
Образец для цитирования:
Баймурзина З. М., Абрамова Л. М., Янтурин С. И. К биологии инвазивного вида Hordeum jubatum L. в Зауралье Республики Башкортостан // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2017. Т. 17, вып. 2. С. 189-192. DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-2-19-29.
dte this article as:
Baimurzina Z. M., Abramova L. M., Yanturin S. I. About the Biology of the Invasive Species Hordeum jubatum L. in Bashkir Trans-Urals. Izv. Saratov Univ. (N. S.), Ser. Chemistry. Biology. Ecology, 2017, vol. 17, iss. 2, pp. 189-192 (in Russian). DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-2-189-192.
