Антропогенная трансформация флоры

Антропогенная трансформация флоры – это процесс изменения флоры под воздействием антропогенного фактора. Под влиянием антропогенного фактора растительный покров может претерпевать коренные изменения, например, при вспашке земель. Не коренное изменение растительного покрова связано с весенними палами, перевыпасом скота, рекреацией. По отношению к антропогенному факторы все виды можно разделить на несколько групп [61, 93].

Антропофобные виды – растения, отрицательно реагирующие на нарушения среды обитания, вызванные деятельностью человека.  В основном это стенотопные виды, существующие в очень узком экологическом диапазоне. На литоральной зоне к ним можно отнести кубышку желтую (Nuphar lutea), лютик расходящийся (Ranunculus divaricatus); в супралиторальной зоне алтей лекарственный (Althaea officinalis); на коренном берегу – рапонтикум серпуховидный.

Антропотолерантные виды – растения, относительно устойчивые к нарушениям среды обитания, вызванным деятельностью человека: иван-чай узколистный (Chamerion angustifolium), полынь лечебная (Artemisia abrotanum), василек шероховатый (Centaurea scabiosa).

Антропофильный виды – растения, положительно реагирующие на нарушения среды обитания, вызванные деятельностью человека. Например, крапива двудомная (Urtica dioica), одуванчик лекарственный (Taraxacum oficinale), донник желтый (Melilotus officinalis).

Синантропные (рудеральные) виды – растения, предпочитающие места поселений человека, а также участки, значительно видоизмененные хозяйственной деятельностью (поля, залежи, пустыри, свалки, отвалы, обочины дорог и железнодорожные насыпи). Например, осот полевой (Sonchus arvensis), бодяк щетинистый (Cirsium setosum), клевер ползучий (Amoria repens).

Адвентивные виды

В Казахстане перемещение народов было всегда. Достаточно вспомнить великие походы монголов в XI – XII веках. Позднее коренные сибирские народы постоянно общались с народами Средней Азии и Китая. В XV века на территорию теперешнего Казахстана стали проникать русские переселенцы. Перемещения народов сопровождались расселением растений, которые сознательно или бессознательно привозили переселенцы, воины, купцы. Считается, что лопух (Arctium tomentosum) на территорию Северного Казахстана был занесен монголами в VI и XII веках.

В наше время глобализации появление заносных или адвентивных растений приняло повседневный характер. Поэтому в структуре флоры выделяют апофиты – растения природной флоры и гемерофиты – заносные или адвентивные растения [94].

Изучение заносных (адвентивных) растений становится важной составляющей современных флористических исследований. По данным [93] на юге Сибири насчитывается 487 адвентивных видов, что составляет 19.5%.

На исследованной территории обнаружено 32 адвентивных вида: Amoria repens, Acer negundo, Amaranthus albus, Arctium minus, Arctium tomentosum, Artemisia sieversiana, Berteroa incana, Camelina sativa, Carduus acanthoides, Centaurea, Cichorium intybus, Conyza canadensis, Descurainia sophia, Echinochloa crusgall, Elaeagnus angustifolia, Helianthus annuus, Hordeum jubatum, Malus baccata, Medicago × varia, Melilotus officinalis, , Populus × sibirica, Populus nigra, Populus suaveolens, Prunus besseyi, Ribes aureum, Setaria viridis, Taraxacum officinale, Tripleurospermum inodorum, Ulmus laevis, Ulmus pumila.

Инвазионные виды

Одним из мировых вызовов является переселений растений за пределы своих ареалов. Этот процесс отмечался ботаниками всегда, но глобальное изменение климата и процессы глобализации ускорили эти процессы. Ареалы многих растений расширяются, преодолевая климатические барьеры. Глобальность процесса миграции видов, неопределенность экологических и экономических последствий, ставит перед учеными чрезвычайно важную задачу изучения миграции растений и снижения неблагоприятного их воздействия на природные экосистемы. 

В Казахстане проблема распространения чужеродных видов видов пока только обозначилась, тем не менее, необходимо принимать конкретные действия по предотвращению и минимизации вреда от инвазии чужеродных видов. Возможно, следует создать государственную программу по изучению распространения, обилия и численности инвазионных видов, включающей организацию стационарных и полустационарных исследований, мониторинга состояния популяций инвазионных видов, оценку экономического и экологического ущерба, разработку практических рекомендаций, препятствующих и сдерживающих внедрение инвазионных видов [95].

Масштабы внедрения чужеродных видов огромны. В результате исследований ученых разных стран выявлено 13168 видов растений (около 3,9% мировой флоры), которые встречаются за пределами их естественного ареала [96].

В работе [97] отметили, что появление и расселение видов, способных к натурализации на новых для них территориях, ведут к «антропогенной гомогенизации» биосферы. Исследование 658 региональных флор по всему миру показало, насколько сильно чужеродные виды растений влияют на таксономическую и филогенетическую уникальность региональных флор во всем мире [96]. Натурализация чужеродных растений угрожает разрушению структуры естественных флор и потери их генетической уникальности [98].

Антропогенная трансформация флоры, ослабление конкурентных отношений в природных экосистемах образуют «черные дыры», через которые проникают чужеродные виды. Судьба их различна: одни, появившись, быстро исчезают, другие занимают рудеральные местообитания и не выходят за их пределы, третьи через некоторое время натурализуются и трансформируют естественные сообщества – такие виды называют «инвазионными» [99]. Эти виды, быстро внедряются в естественные растительные сообщества и полностью их преобразуют. R.G Olmstead (2006) считает, что внедрение в местные флоры чужеродных инвазионных видов является второй по значению (после разрушения мест обитания) угрозой биоразнообразию [100]. К экономическим угрозам, связанным с расселением инвазионных видов, следует отнести снижение продуктивности экосистем, что является прямым ущербом предприятиям сельского и лесного хозяйства.

К инвазионным видам относятся виды, преобразующие растительные сообщества и распространяющиеся практически по всей территории. 

Таких видов сравнительно немного: клен ясенелистный (Acer negundo), мелколепестник канадский (Conyza canadensis), ежеголовник обыкновенный (Echinochloa crusgalli), яблоня ягодная (Malus baccata), трехреберник непахучий (Tripleurospermum inodorum), полынь Сиверса (Artemisia sieversiana), лох остроплодный (Elaeagnus angustifolia), ячмень гривастый (Hordeum jubatum), смородина золотистая (Ribes aureum), щетинник зеленый (Setaria viridis), трехреберник непахучий  (Tripleurospermum inodorum), вяз приземистый (Ulmus pumila).

Синантропизация флоры

Одним из показателей состояния растительного покрова является уровень насыщенности флоры синантропными видами, т.е. растениями, предпочитающими произрастание в непосредственной близости от мест проживания человека или на антропогенно нарушенных территориях [101].

Процесс прогрессирующей антропогенной транс формации современной растительности регионов сопровождается широкой миграцией растений.

Синантропизация – приспособление организмов (синантропных) к обитанию в резко преобразованных человеком местах, вплоть до населенных пунктов и людских жилищ. Синантропизация естественного растительного покрова – постепенное изменение состава и структуры растительности под давлением антропогенных факторов.

Синантропная флора неоднородна, она складывается из некоторого числа местных или аборигенных видов (апофиты) и чужеродных видов, занесенных человеком (антропохоры). Синантропные аборигенные виды подразделяются на остаточные, индифферентные и апофиты. Апофиты подразделяются на эрозиофилы (на свежеобнаженных субстратах) и нитрофильно-галофильные апофиты (на загрязненных антропогенных местообитаниях). Адвентивные виды представлены занесенными в разное время, различающимися по способу заноса и степени натурализации чужеродными видами [93, 102]. Таксономическая структура, биотопическая и фитоценотическая приуроченность синантропного компонента флоры, участие адвентивных видов, время их заноса, степень натурализации отражают уровень антропогенной трансформации территории (табл. 1).

Основной предпосылкой для произрастания синантропных растений является трансформация природных экосистем, производимая человеком как преднамеренно, так и непреднамеренно, стихийно. 

Таблица 1 - Синантропизация растительного покрова берегов водохранилищ.

Средний коэффициент синантропности по Каратамарскому водохранилищу составляет 18,4 %, что соответствует умеренной трансформации флоры.

Средний коэффициент синантропности по Верхтобольскому водохранилищу составляет 12,2%, что соответствует умеренной трансформации флоры.

Стадия антропогенной дигрессии по Каратамарскому водохранилищу относится к IV стадии: нарушения незначительны, степень нарушенности травостоя 10–15%.

Стадия антропогенной дигрессии по Верхнетобольскому водохранилищу относится к II стадии: флористически неполночленные сообщества без признаков дигрессии; степень нарушенности травостоя 0,6–0,7%.

Особенности зарастания литоральной зоны

Существенное влияние на состояние вод в озёрах и водохранилищах оказывают природные геометеорологические условия. Однако на сегодняшний день наиболее важным фактором воздействия является регулярное антропогенное влияние, негативно сказывающееся на качестве вод. Положение водоёмов в рельефе суши способствует аккумуляции в них различных веществ, циркулирующих в пределах водосбора. Вместе с водами ручьёв, рек, родников и атмосферных осадков в водоёмы поступают органические и минеральные вещества, зачастую являющиеся причиной их эвтрофикации. (Анищенко, Буховец, 2009).

В литоральной зоне обнаружено 29 вида, которые можно отнести к макрофитам: Alisma lanceolatum, A. plantago-aquatica, Bolboschoenus planiculmis, Butomus umbellatus, Eleocharis palustris, Hydrocharis morsus-ranae, Juncus compressus, Lemna minor, L. trisulca, Myriophyllum spicatum, Nuphar lutea, Oenanthe aquatica, Persicaria amphibia, Phalaroides arundinacea, Phragmites australis, Potamogeton crispus, P. lucens, P. natans, P. perfoliatus, Ptarmica salicifolia, Ranunculus divaricatus, R. repens, Schoenoplectus tabernaemontani, Scirpus sylvaticus, Scolochloa festucacea, Sparganium erectum, Tripolium pannonicum, Typha angustifolia, T. Latifolia

Степень зарастания берегов зависит от рельефа затопляемой части (табл. 2).

Таблица 2 - Степень зарастания литоральной зоны

По степени зарастания литоральной зоны не зарастающими (менее 1%) оказались на Каратамарском водохранилище МП: 15,16,17, 19, 20; на Верхнетобольском водохранилище: МП-7; слабо зарастающими (1-10%) – на Краматорском водохранилище МП: 2,9, 10, 11, 22; умеренно зарастающими (11-25%) – на Краматорском водохранилище МП: 3; сильно зарастающими (26-50%) – на Каратамарском водохранилище МП: 18; очень сильно зарастающими (51-95%) – на Каратамарском водохранилище МП: 1,3,6,12, 13,14; на Верхнетобольском водохранилище: МП: 1-6; полностью заросшими (100%)– на Каратамарском водохранилище МП: 7,8,21.

Степень зарастания литоральной зоны зависит от характера берегов (менее всего зарастают открытые участки с крутыми берегами), наиболее сильно зарастают млководья, на которых формируются монодоминантные сообщества Phragmites australis.

На изученной территории обнаружено 241 вид, относящихся к 147 родам и 62 семействам.

Синантропные виды играют важные эколого-биологические, средоформирующие функции в растительном покрове берегов Краматорского и Верхнетобольского водохранилищ, они занимают различные как природные, так и антропогенные местообитания.

В растительном покрове получают развитие и активно распространяются агрессивные, инвазионные виды-трансформеры: клен ясенелистный (Acer negundo), мелколепестник канадский (Conyza canadensis), полынь Сиверса (Artemisia sieversiana), ячмень гривастый (Hordeum jubatum), для которых рекомендуется разрабатывать мероприятия по сдерживанию их распространению.

Средний коэффициент синантропности по Каратамарскому водохранилищу составляет 18,4 %, что соответствует умеренной трансформации флоры.

Средний коэффициент синантропности по Верхтобольскому водохранилищу составляет 12,2%, что соответствует умеренной трансформации флоры.

Стадия антропогенной дигрессии по Каратамарскому водохранилищу относится к IV стадии: нарушения незначительны, степень нарушенности травостоя 10–15%.

Стадия антропогенной дигрессии по Верхнетобольскому водохранилищу относится к II стадии: флористически неполночленные сообщества без признаков дигрессии; степень нарушенности травостоя 0,6–0,7%.

Степень зарастания литоральной зоны зависит от характера берегов (менее всего зарастают открытые участки с крутыми берегами), наиболее сильно зарастают млководья, на которых формируются монодоминантные сообщества Phragmites australis.

[Источники]