CC BY
51
УДК 581.9 (470.1)
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДИКИХ РОДИЧЕИ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИИ НА ТЕРРИТОРИИ СЕВЕРО-ВОСТОКА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
ГНУ ВИР Россельхоз-академии, 190000, СПб, ул. Большая Морская 42 E-mail: MikZhuk@Gmail.com
М.А. Жук
На территории северо-востока европейской части России произрастает 592 вида ДРКР из 50 семейств. Для разработки рекомендаций по сохранению видов ДРКР территории северо-востока европейской части России были построены оригинальные электронные карты. С использованием метода мер включения выделен наиболее репрезентативный флористический район на территории северо-востока европейской части России - Беломорско-Кулойский. На его территории находится Пинежский заповедник где сохраняется 59.7% разнообразия ДРКР Беломорско-Кулойского флористического района и 39.3% всего разнообразия ДРКР северо-востока европейской части России.
Ключевые слова: ДРКР, меры включения, сохранение іп situ.
Потребности человечества в обеспечении продовольствием возрастают с каждым годом. В связи с чем, поиск новых источников генов для культивируемых видов в целях увеличения их продуктивности, скороспелости, устойчивости к патогенам и неблагоприятным условиям выращивания становится все более актуальным. Таким образом, возрастает ценность и роль генетических ресурсов растений как исходного материала, составной частью которого являются дикие родичи культурных растений (ДРКР). Как неотъемлемая часть любой флоры родичи культурных растений испытывают давление от все более усиливающейся антропогенной нагрузки. Учитывая перечисленные проблемы, основной задачей нашей работы стало изучение распространения ДРКР на территории северо-востока европейской части России в связи с разработкой рекомендаций по сохранению их генофонда.
Данный район неоднократно изучался ботаниками-флористами: А.Н. Бекетовым, И.А. Перфильевым, Ю.Д. Цинзерлингом, А.И. Толмачевым, В.М. Шмидтом и др. В гербарных коллекциях России (LE, LECB, SYKO, WIR и др.) хранится огромный фактический материал, собранный в многочисленных экспедициях. В период 19741976 гг. А.И. Толмачевым была опубликована последняя флористическая сводка по территории северо-востока европейской части России с подробными картами ареалов видов (Толмачев, 1974, 1976). По последним данным в составе флоры изучаемого региона насчитывается 1798 видов из 128 семейств. Целенаправленное изучение разнообразия ДРКР на данной территории до настоящего времени не проводилось.
По результатам двухлетних самостоятельных исследований можно сказать, что на территории северо-востока европейской части России произрастает 592 вида ДРКР из 50 семейств, из которых аборигенных - 333 и адвентивных - 259. На данном этапе работы в изучение были включены только родичи культурных растений пищевого, кормового и технического назначения, так как для удовлетворения жизненных потребностей человека, а также для обеспечения продовольственной безопасности страны, первоочередное значение имеют генетические ресурсы растений, имеющих данный характер использования. Таким образом, было исследовано распространение 211 аборигенных видов ДРКР из 22 семейств на исследуемой территории.
Наиболее полное представление о распространении видов дают карты ареалов. Для изучения локализации видов ДРКР на территории северо-востока европейской части России были построены оригинальные электронные карты их ареалов. Для построения карт ареалов были использованы данные гербарных коллекций, обобщена опубликованная информация, электронные источники (www.agroatlas.ru) (Афонин и др.. , 2008), а также результаты личных экспедиционных сборов. Таким
образом, произведено уточнение данных о произрастании аборигенных видов ДРКР на данной территории.
Для того чтобы получить объективные показатели для выделения наиболее репрезентативных по составу ДРКР районов, был проведен анализ видового разнообразия родичей флористических районов северо-востока европейской части России с использованием матриц мер пересечения (табл. 1) и включения (табл. 2) (Сёмкин, Комарова, 1977; Сёмкин, 1987). Названия районов приведены в таблице 3, и отражают сущность территории на которой располагаются. В работе мы использовали флористическое районирование, разработанное на основе районирования Архангельской области В.М. Шмидта (2005), северо-запада европейской части России В.А. Бубыревой (1992) и «Карты зон и типов растительности России и сопредельных территорий» (1999).
Границы флористических районов являются естественными рубежами и составлены благодаря наложению границ ареалов видов распространенных на данной территории, согласно типам ботанического районирования территорий (Толмачев, 1974). Границы в основном проходят по естественным флористическим рубежам: долинам крупных рек, горным массивам.
Таблица 1
Матрица пересечения видового состава ДРКР флористических районов
і 2 з 4 5 6 7 В 9 10 11 12 із 14 15 16 17 іВ 19 20
1 В і В0 7з 72 74 76 6В 71 74 66 67 6В з9 57 64 6В 6з 65 69 64
2 із 9 9 6 95 10 4 115 В7 110 10 5 9 0 95 10 6 42 67 В6 9В 79 91 101 91
з 9 9 В 4 9і В9 7В В4 В7 79 Ві В5 4 0 6і 72 В4 69 77 ВВ 79
4 99 ВВ 92 В o 91 ВВ В3 Вз В7 з5 54 6В В0 65 74 В2 79
5 113 92 7В 92 91 Ві В5 90 з9 6 2 76 9з 74 В9 95 В5
6 12 7 В9 10 з 101 9 0 96 10 9 з9 6і 7В В9 70 7В 96 91
7 92 В6 Вз В5 В4 В7 з5 52 65 74 59 66 79 7В
В 117 99 В 9 96 10 з зз 55 71 Вз 65 7з 90 ВВ
9 110 В7 94 101 з5 5 В 71 В2 66 77 90 В7
10 97 ВВ 94 34 52 66 7В 59 6В 75 7В
11 10 4 10 з з2 52 66 79 60 70 В9 В6
12 124 з4 55 75 В7 67 74 9В 97
13 46 4 з 4з 41 42 40 з5 31
14 75 6В 66 64 62 62 51
15 11 4 В5 91 77 В6 69
16 іі і Вз В6 95 Ві
17 10 5 76 Ві 65
іВ 13 2 В4 75
19 12 з 9з
2 o 10 з
В целом анализ матрицы мер включения показывает, что видовое разнообразие ДРКР изучаемых районов достаточно близкое. Все коэффициенты мер включения высокие, не менее 0.5. Исключение составляет Канинский район, где коэффици-эты включения от 0.28 до 0.57. Этот факт объясняется тем, что на юге данного района проходит флористический рубеж более высокого ранга, отграничивая, таким образом, данный район. Большое количество арктических (Artemisia tilesii Ledeb., Rumex
graminifolius Lamb., Lathyrus maritimus Bigel.) и аркто-альпийских (Poa alpina L.) видов, у которых проходят здесь южные границы ареалов, «может рассматриваться в качестве южной границы Арктики» (Шмидт, 2005).
Изучая матрицу мер включения, можно увидеть различие в видовом составе ДРКР западной (Архангельская область) и восточной (Республика Коми) части флоры северо-востока европейской части России. Меры включения и сходства видового состава ДРКР флористических районов Архангельской области от 0.55 до 0.99, а меры включения и сходства видового состава ДРКР флористических районов Республики Коми от 0.2В до 0.9з. Территория Архангельской области расположена в подзонах северной и средней тайги, тогда как республика Коми, в силу особенностей ее природных условий, сочетает на своей территории подзону северной тайги, зоны тундры и лесотундры, а также различные горные пояса в пределах Полярного и Северного Урала. Таким образом, западная часть флоры северо-востока более однородна по видовому составу ДРКР, чем восточная. Эта закономерность подтверждается при исследовании флористических районов на предмет наличия специфических видов (табл. з). Здесь несомненным лидером является восточная часть флоры, на территории которой в Большеземельском, Усинском и Полярно-Уральском районе находится по два специфических вида, а в Северно-Уральском - девять.
Проанализировав матрицу мер включения из 20 флористических районов можно выявить шесть наиболее репрезентативных районов: Беломорско-Кулойский, Онежский, Вычегодский, Емецкий, Северо-Двинский и Печорский.
Видовой состав ДРКР Беломорско-Кулойского района отражает разнообразие ДРЕР одиннадцати флористических районов на 90-99%, а остальных на 75-В9%. То есть в нем максимально представлено разнообразие ДРКР характерное для территории северо-востока европейской части России. Такое флористическое разнообразие можно объяснить тем фактом, что расположение данного флористического района совпадает с Беломорско-Кулойским плато, территория которого «сложена пермскими и каменноугольными породами (гипсами, известняками, доломитами), перекрытыми довольно тонким слоем четвертичных отложений и часто в виде обнажений выходящими на поверхность. Нередко встречаются и ледниковые образования: камы, озы, моренные холмы» (Шмидт, 2005). Таким образом, в этом районе представлено уникальное многообразие мест обитания для широкого спектра видов - от арктических до лесостепных.
Разнообразие ДРКР одиннадцати флористических районов также включено в разнообразие ДРКР Онежского района с коэффициентами от 0.В5 до 0.9В. Скорее всего, это связано с тем, что данную территорию с северо-запада на юго-восток пересекает невысокий кряж Ветренный Пояс, что увеличивает количество экологических ниш в данном районе, а, следовательно, и флористическое разнообразие. Для данного района характерен один специфический бореальный европейский вид - Rumex hydrolapathum, имеющий на данной территории восточную границу своего ареала.
Также выделился Вычегодский флористический район, разнообразие ДРКР девяти флористических районов, включено в его состав, с мерами включения - не ниже 0.В5. В данном районе встречаются единичные оторванные от основного ареала места нахождения дифференциального вида Lotus zhegulensis являющегося эндемиком Поволжья. Так же многие виды здесь имеют северные границы своих ареалов (Poa compressa L., Agrostis vinealis Schreb. и др.)
Кроме этого следует отметить три флористических района: Емецкий, СевероДвинский, Печорский в состав которых включено разнообразие восьми, семи и шести флористических районов соответственно на В5-92%. В целом разнообразие ДРКР данных районов очень репрезентативное, так как в них представлено разнообразие всех районов не ниже 62, 65 и 73% соответственно. Это связано с расположенностью данных районов в подзоне средней тайги и центральной равнинной части изучаемого региона. Здесь пересекаются ареалы многих видов, имеющих за пределами этих районов свои северные (Hypericum quadrangulum L.), восточные (Chenopodium acerifolium Andrz.) и южные границы (Astragalusfrigidus (L.) A.Gray).
го
СП
14)
Таблица 2
Матрица мер включения и сходства видового состава ДРКР флористических районов
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1 1,00 0,99 0,90 0,89 0,91 0,94 0,84 0,88 0,91 0,81 0,83 0,84 0,48 0,70 0,79 0,84 0,78 0,80 0,85 0,79
2 0,58 1,00 0,69 0,68 0,75 0,83 0,63 0,79 0,76 0,65 0,68 0,76 0,30 0,48 0,62 0,71 0,57 0,65 0,73 0,65
3 0,74 0,97 1,00 0,85 0,92 0,90 0,79 0,85 0,88 0,80 0,82 0,86 0,40 0,62 0,73 0,85 0,70 0,78 0,89 0,80
4 0,73 0,96 0,85 1,00 0,89 0,93 0,81 0,92 0,89 0,84 0,84 0,88 0,35 0,55 0,69 0,81 0,66 0,75 0,83 0,80
5 0,65 0,92 0,81 0,78 1,00 0,81 0,69 0,81 0,81 0,72 0,75 0,80 0,35 0,55 0,67 0,82 0,65 0,79 0,84 0,75
6 0,60 0,91 0,70 0,72 0,72 1,00 0,70 0,81 0,80 0,71 0,76 0,86 0,31 0,48 0,61 0,70 0,55 0,61 0,76 0,72
7 0,74 0,95 0,85 0,87 0,85 0,97 1,00 0,93 0,90 0,92 0,91 0,95 0,38 0,57 0,71 0,80 0,64 0,72 0,86 0,85
8 0,61 0,94 0,72 0,78 0,79 0,88 0,74 1,00 0,85 0,76 0,82 0,88 0,28 0,47 0,61 0,71 0,56 0,62 0,77 0,75
9 0,67 0,95 0,79 0,80 0,83 0,92 0,75 0,90 1,00 0,79 0,85 0,92 0,32 0,53 0,65 0,75 0,60 0,70 0,82 0,79
10 0,68 0,93 0,81 0,86 0,84 0,93 0,88 0,92 0,90 1,00 0,91 0,97 0,35 0,54 0,68 0,80 0,61 0,70 0,77 0,80
11 0,64 0,91 0,78 0,80 0,82 0,92 0,81 0,92 0,90 0,85 1,00 0,99 0,31 0,50 0,63 0,76 0,58 0,67 0,86 0,83
12 0,55 0,85 0,69 0,70 0,73 0,88 0,70 0,83 0,81 0,76 0,83 1,00 0,27 0,44 0,60 0,70 0,54 0,60 0,79 0,78
13 0,85 0,91 0,87 0,76 0,85 0,85 0,76 0,72 0,76 0,74 0,70 0,74 1,00 0,93 0,93 0,89 0,91 0,87 0,76 0,67
14 0,76 0,89 0,81 0,72 0,83 0,81 0,69 0,73 0,77 0,69 0,69 0,73 0,57 1,00 0,91 0,88 0,85 0,83 0,83 0,68
15 0,56 0,75 0,63 0,60 0,67 0,68 0,57 0,62 0,62 0,58 0,58 0,66 0,38 0,60 1,00 0,75 0,80 0,68 0,75 0,61
16 0,61 0,88 0,76 0,72 0,84 0,80 0,67 0,75 0,74 0,70 0,71 0,78 0,37 0,59 0,77 1,00 0,75 0,77 0,86 0,73
17 0,60 0,75 0,66 0,62 0,70 0,67 0,56 0,62 0,63 0,56 0,57 0,64 0,40 0,61 0,87 0,79 1,00 0,72 0,77 0,62
18 0,49 0,69 0,58 0,56 0,67 0,59 0,50 0,55 0,58 0,52 0,53 0,56 0,30 0,47 0,58 0,65 0,58 1,00 0,74 0,66
19 0,56 0,82 0,72 0,67 0,77 0,78 0,64 0,73 0,73 0,61 0,72 0,80 0,28 0,50 0,70 0,77 0,66 0,68 1,00 0,76
20 0,62 0,88 0,77 0,77 0,83 0,88 0,76 0,85 0,84 0,76 0,83 0,94 0,30 0,50 0,67 0,79 0,63 0,73 0,90 1,00
I
>
<
-С
I
д:
гп
го
гп
Ь
О
О
О
о
ф
тз
ГП
0
-I
а>
Ч
03
О)
1 I сг
а>
X
03
ж
ГО
о
со
со
СИ
сг
о
ж
Кроме этого необходимо отметить Северно-Уральский район. Видовое разнообразие ДРКР данного района достаточно специфично. Оно включено в видовое разнообразие ДРКР остальных флористических районов не более чем на 74%. Однако, данный район содержит максимальное среди остальных районов количество специфических видов - девять (см. табл. 3).
Таблица 3
Распределение видов ДРКР по флористическим районам
№ Название района Общее кол-во видов Кол-во специфических видов Специфические (дифференциальные) виды
і Нессенский Bl 0
2 Беломорско-Кулойский 139 0
З Мезенско-Косминский qq 0
4 Пинежско-Мезенский qq 0
5 Вожгородский 113 0
б Онежский 127 1 Rumex hydrolapathum Huds.
7 Кожозерский 92 0
В Емецкий 117 0
9 Северо-Двинский 110 0
10 Лачинский 97 0
11 Няндомский 104 0
12 Вычегодский 124 1 Lotus zhegulensis Klokov
'3 Канинский 46 0
14 Малоземельский 75 0
15 Большеземельский 114 2 Alopecurus alpinus Smith Poa abbreviate R.Br.
1б Усинский 111 2 Poa attenuata Trin. S.l. ssp. botryoides (Trin. ex Griseb.) Tzvel. Linum perenne L.
17 Полярно-Уральский 105 2 Elymus macrourus (Turcz.) Tzvel. Festuca auriculata Drobov
1В Северно-Уральский 132 9 Elytrigia reflexiaristata (Nevski) Nevski Festuca gigantea (L.) Vill. Festuca pohleana E.Alexeev Festuca trachyphylla (Hack.) Krajina Festuca uralensis (Tzvel.) E.Alexeev Festuca valesiaca Gaudin ssp. pseudodalmatica (Krajina)Soo Poa lavrenkoi I.Kuczerov Poa urssulensis Trin. Artemisia sericea Weber ex Stechm.
19 Печорский 123 0
20 Верхне-Вычегодский 103 0
По результатам анализа карт ареалов и матриц мер включения наиболее репрезентативным по составу ДРКР в западной части флоры северо-востока европейской части России и всего изучаемого региона является Беломорско-Кулойский район. На его территории располагается Пинежский государственный заповедник, в составе флоры которого насчитывается 83 вида аборигенных родичей культурных растений. Так же на территории остальных наиболее репрезентативных районов тоже имеются объекты системы охраняемых природных территорий. В Онежском районе: Сийский, Унский, Двинский и Беломорский биологические заказники; в Емецком -Селенгинский; в Вычегодском - Вилегодский; в Северо-Двинском - Клоновский, Монастырский, Шиловский, Солевычегодский, Котласский. На территории восточной части флоры северо-востока европейской части России по составу ДРКР наиболее репрезентативным является Печорский район. На его территории располагаются следующие комплексные заказники «Гажаягский», «Чутьинский», «Седьюский»,
«Вежа-Вожский» и «Себысь». В составе флор этих заказников насчитывается 56, 57, 48, 53, 56 аборигенных видов ДРКР. Кроме этого на территории Северно-Уральского района, отличающегося своими специфическими видами, располагается национальный парк «Югыд-ва» и Печоро-Илычский государственный заповедник, в составе флоры которого насчитывается 117 аборигенных видов ДРКР.
Сохранение генофонда ДРКР в составе существующей системы охраняемых природных территорий один из наиболее рациональных приемов in situ сохранения генетических ресурсов растений. Таким образом, на территории Пинежского заповедника уже надежно сохраняется 59.7% разнообразия ДРКР Беломорско-Кулойского флористического района и 39.3% всего разнообразия ДРКР северо-востока европейской части России. На территории Печоро-Илычского заповедника сохраняется 88.6% разнообразия соответствующего района, в том числе шесть из девяти специфических видов. К сожалению, генофонд трех видов Festuca gigantea, Festuca trachyphylla, Festuca uralensis не представлен в данном заповеднике. Однако последний из перечисленных видов имеет места нахождения на территории национального парка «Югыд-ва». На данный момент не во всех заказниках имеются аннотированные списки сосудистых растений, поэтому о произрастании ДРКР видов на их территории мы можем судить лишь по их ареалу. Данный вопрос требует дальнейшего изучения.
Список литературы
1. Афонин А.Н.; Грин С.Л.; Дзюбенко Н.И.; Фролов А.Н. (ред.) Агроэкологический атлас России и сопредельных стран: экономически значимые растения, их вредители, болезни и сорные растения [Интернет-версия 2.0]. 2008 http: //www.agroatlas.ru
2. Бубырева В.А. Флористическое районирование северо-запада и севера европейской части России: подходы и методы: Автореф. Дис. ... канд. биол. наук. - СПб, 1992. - 17 с.
3. Карта «Зоны и типы поясности растительности России и сопредельных территорий.” / / Под ред. Г.Н. Огуреева, - М.,1999.
4. Семкин Б.И. Теоретико-графовые методы в сравнительной флористике. // Теоретические и методические проблемы сравнительной флористики: Материалы II рабочего совещания по сравнительной флористике. - Неринга, 1983. - Л.: Наука, 1987. - С. 142-148.
5. Семкин Б.И., Комарова Т.А. Анализ фенотических описаний с использованием мер включения (на примере растительных сообществ долины р. Амгуэмы на Чукотке) // Бот. Журн. - 1977. - Т.61. №1. - С. 54-63.
6. Толмачев А.И. Введение в географию растений. - Л., 1974. - С. 221-231.
7. Флора северо-востока европейской части СССР // Под ред. А.И. Толмачева. - Л., 1974. - ТЛ-4.
8. Шмидт В.М. // Флора Архангельской области. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2005. - 346 с.
CROP WILD RELATIVES DISTRIBUTION ON THE TERRITORY OF NORTH-EAST PART OF EUROPEAN RUSSIA
592 CWR species from 50 families grow on the territory of North-East part of European Russia. The digital maps of CWR species were made up to prepare recommendations for the species conservation on the north-east part of European Russia. Representative Belomorsko-Kuloiski floristic region was selected with using method of arrangement inclusions. Pinezhski natural reserve is located at the territory of this region. It includes 59.7% of CWR diversity from Belomorsko-Kuloiski region, and 39.3% of all diversity from northeast part of European Russia.
Key words: CWR, method of arrangement inclusions, in situ conservation.
M.A. Zhuk
Herbarium, N.I.Vavilov Research Institute of Plant Industry 42, Bolshaya Morskaya Str., 190000, St.Petersburg, Russia
E-mail: MikZhuk@Gmail.com
