CC BY
288
Вестник Челябинского государственного университета. 2011. № 5 (220).
Экология. Природопользование. Вып. 5. С. 95-99.
В. В. Меркер, Ю. В. Львова
РЕДКИЕ И ОХРАНЯЕМЫЕ ВИДЫ РАСТЕНИЙ В КОЛЛЕКЦИЯХ БОТАНИЧЕСКОГО САДА ЧЕЛЯБИНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА
Культивирование редких видов в ботанических садах — ex situ — стало неотъемлемой частью региональных стратегий сохранения биоразнообразия. Приведены сведения об интродукции в ботаническом саду университета редких видов сосудистых растений, внесенных в Красную книгу Челябинской области (2005) и Красную книгу РФ (1988).
Ключевые слова: интродукция, Красная книга, редкие виды, таксон, образец, коллекция, де-лектус.
Общепризнанно, что охрана видов растений в их естественных природных местообитаниях и охрана самих местообитаний, в которых обеспечиваются оптимальное развитие и возобновление растений, является наиболее надежным и эффективным методом сохранения флористических ресурсов [1-2]. Одним из направлений охраны редких видов на современном этапе является также их сохранение в условиях интродукции в ботанических садах, согласно принципам, изложенным в «Стратегии ботанических садов по охране растений», принятой в 1989 г. [3], и «Международной программе для ботанических садов по изучению и сохранению биоразнообразия растений», опубликованной в 2000 г. [4]. Согласно Конвенции о биоразнообразии (1992) и в силу самой специфики ботанических садов направление сохранения растений ex situ всецело находится в компетенции и на ответственности ботанических садов. Интродукция редких видов в ботанических садах и дендрариях стала неотъемлемой частью региональных стратегий сохранения биоразнообразия.
Результаты работы ботанических садов мира показали, что интродукция растений является эффективным, а иногда и единственным возможным методом сохранения биологического разнообразия растений, а также способом увеличения численности сохраняемого таксона, способом расширения культигенного ареала вида, изучения растений в контролируемых условиях. Многие виды, недостаточно обеспеченные мерами охраны в природе, выращиваются в ботанических садах, и их культивируемые образцы представляют собой страховой фонд этих таксонов [5-7].
Пока имеется мало сведений о возможностях культивирования большинства редких растений Челябинской области. В Ботаническом саду
ЧелГУ в настоящее время основное внимание уделяется одному из методов сохранения биоразнообразия — интродукции редких растений в искусственных условиях — ex situ. Постоянное накопление живого коллекционного материала в открытом грунте ботанического сада ЧелГУ происходит с 2005 г. В целом, на сегодняшний день коллекционный фонд растений открытого грунта ботанического сада насчитывает более 1000 таксонов, в том числе: более 650 — травянистых, более 350 таксонов — древесных и по-лудревесных растений. Современное состояние коллекционного фонда растений, культивируемых в открытом грунте, охарактеризовано в «Каталоге ...» [8].
Из общего объема коллекции растений открытого грунта более 130 видов являются редкими, охраняемыми, представленными в Красных книгах различных территорий, преимущественно Урала и Поволжья. 17 видов из указанного количества включены в Красную книгу РФ (1988) [9] (их перечень указан в табл. 1).
Привлечение редких растений для интродукции в Ботаническом саду ЧелГУ осуществляется с 2005 г. путем сбора посадочного материала и семян в природе и по обменным каталогам (делектусам) и, как правило, сопровождается изучением биоморфологических особенностей видов, внутривидового разнообразия и экологии отдельных видов в разных частях их ареалов. С учетом экологических особенностей редких видов растений, привлекаемых в культуру, в нашем саду создаются соответствующие условия культуры, в первую очередь благоприятные типы микросред, в том числе качественный состав субстрата, различные формы рельефа, позволяющие производить посадку растений исходя из их отношения к освещенности, влаге, составу и богатству почв.
Таблица 1
Перечень объектов растительного мира, занесенных в Красную книгу Российской Федерации, культивируемых в Ботаническом саду ЧелГУ
№ п/п Катего-
Названия видов растений рия статуса
Отдел MAGNOLIOPHYTA (ANGIOSPERMAE)
Сем. Aristolochiaceae Juss.
І Aristolochia manshuriensis Kom. І
Сем. Berberidaceae Juss.
2 Epimedium colchicum (Boiss.) Trautv. 3
Сем. Caryophyllaceae Juss.
3 Minuartia krascheninnikovii Schischk. 3
Сем. Celastraceae R. Br.
4 Euonymus nana Bieb. І
Сем. Ericaceae Juss.
5 Rhododendron fauriae Franch. 3
Сем. Globulariaceae DC
6 Globularia punctata Lapeyr. 3
Сем. Iridaceae Juss.
7 Iris aphylla L. 2
s Iris pumila L. s. l. 3
Сем. Orchidaceae Juss.
9 Cypripedium calceolus L. 3
І0 Neottianthe cucullata (L.) Schlecht. 3
Сем. Paeoniaceae Rudolphi
ІІ Paeonia lactiflora Pall. 2
Сем. Papaveraceae Juss.
І2 Papaver bracteatum Lindl. І
Сем. Ranunculaceae Juss.
І3 Anemonoides uralensis (DC.) Holub (= Anemone uralensis Fisch. ex DC.) 2
Сем. Rosaceae Juss.
І4 Cotoneaster lucidus Schltr. 3
І5 Prinsepia sinensis (Oliv.) Bean 2
Отдел PINOPHYTA (GYMNOSPERMAE)
Сем. Cupressaceae Rich. ex Bartl.
І6 Microbiota decussata Kom. 2
Сем. Pinaceae Lindl.
І7 Pinus densiflora Siebold et Zucc. 2
Всего с 2005 по 20І0 г. проходили интродук-ционное испытание в коллекциях сада 72 образца, представленных 47 видами из 29 семейств. Из них 36 видов, занесенных в Красную книгу Челябинской области, и ІІ видов, помещенных в Прил. № 2 к Красной книге [І0]. Из образцов, проходивших испытание за весь обозначенный период, 2 образца/2 вида имеют категорию статуса I (Linum uralense, Artemisia salsoloides), І2 образцов/9 видов — II категорию охранного статуса (Anabasis cretacea, Paeonia anomala, Anemonoides uralensis, Rhodiola iremelica, Dryas
octopetala, Astragalus karelinianus, Astragalus de-pauperatus, Helianthemum baschkirorum, Phlox si-birica), 39 образцов/25 видов имеют III категорию статуса [10].
Виды, по разным причинам не прошедшие первичное интродукционное испытание, составляют около 11 % от общего количества испытываемых видов; таких видов пять: Anabasis cretacea Pall. (II категория), Pedicularis physo-calux Bunge (III категория), Saxifraga spinulo-sa Adams (III категория), Zygophyllum pinnatum Cham. (Прил. № 2), Limonium suffruticosum (L.)
O. Kuntze (Прил. № 2) [10].
Посадочный материал 58 образцов/38 видов получен из природных мест обитания растений в пределах естественного ареала, при этом лишь 4 образца/4 вида изъяты из природных ценопопуляций вне пределов нашей области (Оренбургская и Волгоградская области). Кроме того, преобладающее большинство из них — 59 образцов — это живые молодые (ювенильные) растения, 4 образца — черенки, 6 образцов — сеянцы, выращенные нами из семян, собранных в природе или полученных по ботаническому обмену. Из культуры (от частных лиц и ботанических садов) получено 11 образцов/10 видов.
Посадочный материал редких видов за истекшие годы привлекался неравномерно: в 2005 г. на испытание поступили три образца двух видов краснокнижных растений (Fritillaria me-leagroides, Juniperus sabina), в 2006 г. — семь (Fritillaria ruthenica, Allium obliquum, Iris pumi-la, Cypripedium guttatum, Hedysarum argyrophyl-lum, Juniperus sabina, Corylus avellana), 13 образцов — в 2007 г., 21 образец поступил в 2008 г., в 2009 г. — семь образцов, 21 — в 2010 г. Связано это прежде всего с возможностью осуществлять экспедиционные выезды в места естественного произрастания редких видов для сбора семян и живых растений. Можно отметить, что из 58 образцов, изъятых из природных ценопопу-ляций, 26 образцов привезены из экспедиций по ведению Красной книги Челябинской области, а 32 образца собраны сотрудниками нашего сада в других экспедициях и при самостоятельных выездах на природу.
Все генетические материалы и образцы, приобретенные из внешних источников, а также материалы, созданные в нашем саду, регистрируются по правилам, принятым в ботанических садах: в интродукционном журнале и журналах кураторов.
33 культивируемых в настоящее время вида, принадлежащих 22 семействам, занесены в Красную книгу (их перечень указан в табл. 2). Можно утверждать, что в коллекциях ботанического сада на сегодняшний день представлено около % «краснокнижного» списка видов покрытосеменных растений Челябинской области.
Таблица 2
Перечень объектов растительного мира, занесенных в Красную книгу Челябинской области (2005), культивируемых в Ботаническом саду ЧелГУ
Окончание табл. 2
№ п/п Названия видов растений Кате- гория ста- туса
Сем. Compositae Giseke (Asteraceae Dumort.)
20 Artemisia salsoloides Willd. I
21 Scorzonera glabra Rupr. III
Сем. Iridaceae Juss.
22 Iris pumila L. III
Сем. Lilliaceae Juss.
23 Fritillaria meleagroides Patrin ex III
Schult. et Schult. f. аlba
24 Fritillaria ruthenica Wikstr. III
Сем. Hyacinthaceae Batsch
25 Ornithogalum fischerianum Krasch. III
Сем. Alliaceae Agardh
26 Allium obliquum L. III
27 Allium nutans L. III
Сем. Orchidaceae Juss.
28 Cypripedium calceolus L. III
29 Cypripedium guttatum Sw. III
30 Epipactis palustris (L.) Crantz. III
31 Corallorrhiza trifida Chatel. III
32 Neottianthe cucullata (L.) Schlechter III
Отдел PINOPHYTA (GYMNOSPERMAE)
Сем. Cupressaceae Rich. ex Bartl.
33 Juniperus sabina L. III
Кроме того, девять видов представлены в Прил. № 2 «Перечня объектов животного и растительного мира, нуждающихся в особом внимании к их состоянию в природной среде» [10]: Allium tulipifolium Ledeb. (Сем. Alliaceae Agardh); Iris humilis Georgi (Сем. Iridaceae Juss.); Corylus avellana L. (Сем. Corylaceae Mirb.); Adonis vernalis L., Pulsatilla patens (L.) Mill. s.l. (Сем. Ranunculaceae Juss.); Clausia aprica (Steph.) Korn.-Tr. (Сем. Cruciferae Juss.); Asperula petraea V. Krecz. ex Klok. (Сем. Rubiaceae Juss.); Helianthemum nummularium (L.) Mill. (Сем. Cistaceae Juss.); Ephedra distachya L. (Сем. Ephedraceae Juss.).
Наблюдения за редкими видами в культуре проводятся на основании программы единой оценки интродукционных возможностей, разработанной в ГБС [11-13], которая включает детальные наблюдения за ритмом фенологического развития (сохранением или нарушением природных фенологических ритмов), особенностями онтогенеза (сохранение природных темпов онтогенеза, способность прохождения полного цикла развития побегов, жизненное состояние,
Кате-
№ п/п Названия видов растений гория ста- туса
Отдел MAGNOLIOPHYTA (ANGIOSPERMAE)
Сем. Nymphaeaceae Salisb.
1 Nymphaea tetragona Georgi. III
Сем. Ranunculaceae Juss.
2 Anemonoides uralensis (DC.) Holub II
Сем. Paeoniaceae Rudolphi
3 Paeonia anomala L. II
Сем. Caryophyllaceae Juss.
4 Minuartia krascheninnikovii Schischk. III
Сем. Primulaceae Vent.
5 Primula cortusoides L. III
Сем. Violaceae Batsch
6 Viola odorata L. III
Сем. Cruciferae Juss. (Brassicaceae)
7 Schivereckia hyperborea (L.) Berkutenko III
Сем. Cistaceae Juss.
8 Helianthemum baschkirorum Juz. ex Tzvel. II
Сем. Crassulaceae DC.
9 Rhodiola iremelica Boriss. II
Сем. Rosaceae Juss.
10 Dryas subincisa (Jurtz.) Tzvel. (= D. octo-petala L. subsp. subincisa Jurtz.) II
Сем. Fabaceae Lindl.
11 Astragalus karelinianus M. Pop. II
12 Astragalus depauperatus DC. II
13 Hedysarum argyrophyllum Ledeb. III
14 Oxytropis gmelinii Fis^. ex Boriss. III
Сем. Linaceae DC. ex S.F. Gray
15 Linum perenne L. III
16 Linum uralense Juz. I
Сем. Valerianaceae Batsch
17 Patrinia sibirica (L.) Juss. III
Сем. Gentianaceae Juss.
18 Swertia obtusa Ledeb. III
Сем. Polemoniaceae Juss.
19 Phlox sibirica L. II
сохранение природной жизненной формы), всеми возможными способами семенного и вегетативного размножения, особенностями экологии.
В условиях культуры наблюдается, безусловно, различная реакция редких видов на искусственно созданные условия, но часто отмечаются повышение общей продуктивности, увеличение сроков цветения и улучшение декоративных качеств растений, что представляет существенный интерес для практики озеленения. Кроме уже достаточно широко распространенных и хорошо зарекомендовавших себя в культуре видов (Cotoneaster lucidus, Juniperus sabina, Microbiota decussata, Linum perenne, Prinsepia sinensis), наиболее устойчивыми в культуре, а значит, наиболее экологически пластичными, показали себя Euonymus nana, Papaver bracteatum, Primula cortusoides, Helianthemum baschkirorum, Scorzonera glabra, Iris humilis, I. pumila, Adonis vernalis, эти же виды обладают самыми лучшими декоративными характеристиками. Сложности культивирования некоторых видов (Globularia punctata, Ornithogalum fischerianum, Epipactis palustris), а также видов, довольно быстро выбывших в результате гибели из коллекций (Anabasis cretacea, Pedicularis physocalux, Saxifraga spi-nulosa, Zygophyllum pinnatum, Limonium suffru-ticosum), связаны, вероятно, с узкой эколого-фитоценотической амплитудой, и в условиях культуры создать наиболее благоприятную микросреду для этих видов не удалось. Разведение в культуре Corallorrhiza trifida (образцы привезены из Аргаяшского р-на, окрестности оз. Сабанай, 11.06.2010) может также ограничиться очень коротким сроком, что, вероятно, будет вызвано исключительно сложными экологическими требованиями вида, в течение всей своей жизни жестко связанного с микоризой. Подавляющее большинство орхидей флоры Челябинской области вследствие симбиоза с грибами и чувствительности к условиям среды в целом особенно уязвимы при культивировании и пересадке. Экземпляры же Epipactis palustris (образцы привезены из Сосновского р-на, окрестности п. Б. Баландино, 11.07.2010), достигнув взрослого возраста, практически не зависят от присутствия в их тканях симбионт-ных грибов и поэтому легко переносят пересадку. Потенциальные возможности данных видов в культуре могут быть установлены лишь в ходе дальнейших наблюдений.
При выращивании растений в искусственных условиях весьма важным является вопрос их размножения в культуре. За незначительный период наблюдений в условиях культуры в Ботаническом саду ЧелГУ (с 2005 по 2010) выявлены виды, которые достигли генеративной фазы развития: из них цветение отмечено у 21 вида; плодоношение и семенная репродукция — у 12 видов (Euonymus nana, Globulariapunctata, Cypripedium calceolus, Papaver bracteatum, Cotoneaster lucidus, Primula cortusoides, Helianthemum baschkirorum, Linum perenne, L. uralense, Swertia ob-tusa, Scorzonera glabra, Allium obliquum); вегетативная репродукция — у четырех видов (Iris pumila, I. humilis, Helianthemum baschkirorum, Anemonoides uralensis). Ряд видов дает достаточно обильный самосев (Linum perenne, Primula cortusoides, Cotoneaster lucidus, Adonis vernalis).
Посевные данные по редким видам за 2010 г. таковы: посеяно 20 образцов семян 16 видов растений, из них всходы отмечены у 6 образцов/5 видов. Подробнее о результатах.
Phlox sibirica L., семена из Ботанического сада института биологии Якутского НЦ СО РАН, 2009 г. сбора; при посеве с двухмесячной стратификацией всхожесть 20 % (19 из 95), при посеве без подготовки — всхожесть 53 % (8 из 15).
Dryas octopetala L., семена из Ботанического сада им. проф. А. Г. Генкеля ПермГУ, 2008 г. сбора; стимулирующие действия (чередование тепла-холода) эффекта не имели — всходов нет; семена из г. Омска, 2010 г. сбора; посев в рассадный ящик — всхожесть 6 % (9 из 148), посев в открытый грунт — результаты на данный момент неизвестны.
Minuartia krascheninnikovii Schischk., семена собраны в природе в 2008 г. (Челябинская область, Сосновский р-н, окрестности п. Б. Балан-дино); всхожесть 31 % (31 из 100); семена с того же места 2010 г. сбора; посев в открытый грунт на горку со степными петрофитными видами — всходы визуально очень «дружные», количественный учет не велся.
Hedysarum argyrophyllum Ledeb., семена собраны в природе в 2008 г. (Челябинская область, Кизильский р-н, окрестности д. Новинка), посев в открытый грунт весной без предпосевной обработки, всходы обильные, «дружные», количественный учет не велся.
Adonis vernalis L., обильный самосев (маточные экземпляры из Аргаяшского р-на (Челябинская область), окрестности п. Мирный).
Для сохранения, воспроизводства генетических ресурсов и обмена ими создан семенной банк (семенотека, или коллекция семян) и выпускается ежегодно обновляемый делектус (перечень семян). В перечнях семян, предлагаемых нашим ботаническим садом для обмена с другими ботаническими учреждениями, в 2008 г. было опубликовано и предложено для обмена шесть образцов семян «краснокнижных» видов и три вида «приложенческих», собранных в местах естественного их обитания; в 2009 г. предлагалось для обмена 11 и 5 видов соответственно, в делектус № 3 внесено 22 образца семян редких и исчезающих видов местной флоры (18 и 4 соответственно) [14-16].
На основании полученных результатов выращивания редких видов в коллекциях ботанического сада будут разработаны оптимальные приемы их культивирования и размножения в условиях Южного Урала, выделены перспективные виды для использования в декоративном садоводстве. Впоследствии, в случае успешной интродукции, коллекционный фонд растений может послужить источником образцов для реинтродукции редких видов в природные местообитания. Наиболее важно, на наш взгляд, выявить причины редкости видов с целью создания возможностей их сохранения в природных условиях.
Список литературы
1. Плотникова, Л. С. Охрана дендрофлоры СССР и ее задачи / Л. С. Плотникова // Роль интродукции в сохранении генофонда редких и исчезающих растений. М. : Наука, 1984. С. 21-68.
2. Плотникова, Л. С. Научные основы интродукции и охраны древесных растений флоры СССР / Л. С. Плотникова. М. : Наука, 1988. 264 с.
3. Стратегия ботанических садов по охране растений. М., 1994. 62 с.
4. Международная программа ботанических садов по охране растений. М., 2000. 57 с.
5. Андреев, Л. Н. Сохранение редких и исчезающих растений ex situ: достижения и проблемы / Л. Н. Андреев, Ю. Н. Горбунов // Изучение и охрана разнообразия фауны, флоры и основных экосистем Евразии : материалы международ. конф. М., 2000. С. 19-23.
6. Редкие и исчезающие виды природной флоры СССР, культивируемые в ботанических садах и интродукционных центрах страны. М. : Наука, 1983. 301 с.
7. Горбунов, Ю. Н. Стратегия ботанических садов России по сохранению биоразнообразия растений / Ю. Н. Горбунов. М., 2003. 32 с.
8. Каталог коллекции растений открытого грунта Ботанического сада Челябинского государственного университета / сост. В. В. Меркер, М. Ф. Вуколова, А. Ю. Биткин. Челябинск : Изд-во Челяб. гос. ун-та, 2010. 86 с.
9. Красная книга РСФСР: растения. М. : Рос-агропромиздат, 1988. 590 с.
10. Красная книга Челябинской области: животные, растения, грибы / Министерство по радиационной и экологической безопасности Челябинской области, Институт экологии растений и животных УрО РАН ; отв. ред. Н. С. Ко-рытин. Екатеринбург : Изд-во Урал. гос. ун-та, 2005.450 с.
11. Лапин, П. И. Оценка перспективности интродукции древесных растений по данным визуальных наблюдений / П. И. Лапин, С. В. Сидне-ва // Опыт интродукции древесных растений. М. : Наука, 1973. С. 7-67.
12. Лапин, П. И. Некоторые проблемы практики интродукции древесных растений в ботанических садах / П. И. Лапин, Н. В. Рябова // Исследование древесных растений при интродукции. М. : Наука, 1982. С. 5-29.
13. Трулевич, Н. В. Эколого-фитоценотические основы интродукции растений / Н. В. Трулевич. М. : Наука, 1991. 215 с.
14. Перечень семян, предлагаемых в обмен Ботаническим садом Челябинского государственного университета в 2008 году / сост. В. В. Меркер. Челябинск : Челяб. гос. ун-т, 2008. 15 с.
15. Перечень семян, предлагаемых в обмен Ботаническим садом Челябинского государственного университета / сост. В. В. Меркер. № 2 (20082009). Челябинск : Изд-во Челяб. гос. ун-та, 2010. 14 с.
16. Перечень семян, предлагаемых в обмен Ботаническим садом Челябинского государственного университета / сост. В. В. Меркер, Ю. В. Львова. № 3 (2009-2010). Челябинск : Изд-во Челяб. гос. ун-та, 2011. 20 с.
