Инвазивные (или инвазионные) виды - это агрессивные чужеземные растения, занесенные из других регионов (часто даже с других континентов), которые расселяются по вине человека, образуют потомство в очень большом количестве и распространяются на значительное расстояние от родительских особей [2].

Проблема изучения биологических инвазий чужеродных (заносных) видов в последние десятилетия стала одной ключевых в исследованиях экосистем Земного шара. При этом инвазивными нередко могут быть агрессивные сорные растения, способные стать злост­ными сорняками полей, садов, огородов. К таким растениям можно отнести виды рода AmbrosiaL. из семейства AsteraceaeDumort., занесенные с территории Северной Амери­ки. Проблема широкого распространения и вредоносности амброзиевых стала глобальной. Наличие воздушных камер у пыльцевых зерен (которые отсутствуют у других представителей семейства сложноцветных) обеспечивает хорошую летучесть пыльцы, а увеличение ее количества в воздухе - источник массового заболевания аллергией [5]. Нередко инвазивные виды, замещая аборигенные виды в природных местообитаниях, приводят к сокращению биологического многообразия.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования послужила AmbrosiatrifidaL. (амброзия трехраздельная), встречающаяся в двух основных типах экотопов: рудеральных (в сельских населенных пунктах и в городах), в естественных и нарушенных пойменных местообитаниях.

Изучение биологических особенностей данного вида имеет важное значение для понимания при­чин успеха инвазии в новых местообитаниях. Для Оренбургской области исследование популяционных и биологических характеристик амброзии ранее проведено не было.

Исследование инвазионных ценопопуляций на территории Оренбургской области проводилось в 2013-2015 гг. В обнаруженных очагах инвазии, согласно методу В. Н. Голубева [3], проведено изучение морфометрических параметров на 25 модельных растениях. В исследования включены следующие основные морфометрические параметры: высота растения, диаметр стебля, число боковых побегов, количество листьев, длина и ширина листовой пластинки, длина черешка, длина корня. При обработке материала использовались стандартные статистические методы [4].

Результаты исследований приведены в таблицах 1-2 на примере Бугурусланского района Западного Оренбуржья.

Результаты исследования и их обсуждение

Исходя из данных таблиц 1-2, значения биоморфологических параметров растений, A. trifida характеризуются различным уровнем вариабельности. Согласно эмпирической шкале уровней изменчивости, предложенной С. А. Мамаевым для древесных, но используемой и для травянистых растений [6], коэффициенты вариации варьируют от низкого до очень высокого уровня изменчивости. Низкий уровень изменчивости (CV=8-12 %) отмечен в ЦП Елатомка и ЦП Полибино по диаметру стебля.

Таблица 1

Характеристика морфометрических параметров AmbrosiatrifidaL.в Бугурусланском районе

Средний уровень изменчивости (CV=13-20 %) зафиксирован в ЦП Бугуруслан 1 и ЦП Вишневка по диаметру стебля и кол-ву боковых ветвлений; в ЦП Бугуруслан 2 по диаметру стебля и ширине листа; в ЦП Козловка и ЦП Завьяловка по диаметру стебля; в ЦП Красноярка по длине листовой пластинки; в ЦП Пилюгино по ширине листа и длине черешка. Повышенным уровнем изменчивости (CV=21-30 %) характеризуются длина листа в ЦП Бугуруслан 1; кол-во листьев, длина листа, длина черешка и кол-во боковых ветвлений в ЦП Бугуруслан 2; ширина листа, длина черешка и длина корня в ЦП Вишневка; кол-во листьев и длина черешка в ЦП Елатомка; длина черешка, кол-во боковых ветвлений и длина корня в ЦП Козловка; длина черешка и длина корня в ЦП Завьяловка; кол-во листьев в ЦП Красноярка и ЦП Полибино; диаметр стебля, длина листа и длина корня в ЦП Пилюгино; диаметр стебля, длина черешка и длина корня в ЦП Старое Тюрино.

Таблица 2

Характеристика морфометрических параметров AmbrosiatrifidaL.в Бугурусланском районе

Высокие значения коэффициента вариации (CV=31-40 %) отмечены для высоты растений, ширины листа и длины корня в ЦП Бугуруслан 1; для длины корня в ЦП Бугуруслан 2; для кол-ва листьев, длины листа в ЦП Вишневка; для высоты растений, длины и ширины листа, длины корня в ЦП Елатомка; для кол-ва листьев и ширины листа в ЦП Козловка; для кол-ва листьев в ЦП Завьяловка; для диаметра стебля, ширины листа и длины корня в ЦП Красноярка; для высоты растений, кол-ва боковых ветвлений в ЦП Пилюгино; для высоты растений, ширины листа в ЦП Полибино; для высоты растений, кол-ва листьев в ЦП Старое Тюрино. Очень высокий уровень изменчивости (CV>40 %) характерен для кол-ва листьев и длины листа в ЦП Бугуруслан 1; высоты растений в ЦП Бугуруслан 2 и ЦП Вишневка; для кол-ва боковых ветвлений в ЦП Елатомка; для высоты растений, длины листа в ЦП Козловка; для высоты растений, длины листа, ширины листа, кол-ва боковых ветвлений в ЦП Завьяловка; для высоты растений, длины черешка, кол-ва боковых ветвлений в ЦП Красноярка; для длины листа, длины черешка, кол-ва боковых ветвлений и длины корня в ЦП Полибино; для длины листа, ширины листа и кол-ва боковых ветвлений в ЦП Старое Тюрино. Таким образом, среди показателей морфометрии наибольшим варьированием отличаются высота растений, длина листа, кол-во боковых ветвлений.

Если сравнить морфометрические параметры всех ценопопуляций между собой, то можно отметить, что максимальные значения высоты растений и кол-ва боковых ветвлений отмечены в ЦП Завьяловка, расположенной в условиях достаточного увлажнения позади огородов; кол-ва листьев, ширины листа и длины корня в ЦП Бугуруслан 2, находящейся вдоль переезда через реку Большой Кинель; диаметра стебля, длины листа, длины черешка, кол-ва боковых ветвлений в ЦП Вишневка, занимающей затененной местообитание. Минимальные значения по 6 параметрам из 9 зафиксированы в ЦП Красноярка, что обусловлено расположение популяции вдоль проезжей части в условиях максимального антропогенного прессинга. Кроме того, минимальные значения ширины листа отмечены в ЦП Полибино и ЦП Старое Тюрино; длины черешка в ЦП Пилюгино. Как показывает практика, амброзии являются антропотолерантными видами, заселяющими различные синантропные местообитания [1].

Заключение

Полученные результаты исследования показывают, что A. trifida достаточно распространена на территории Бугурусланского района Оренбургской области, при этом процесс инвазии протекает успешно, поскольку идет активное внедрение вида в естественные и, в большей степени, нарушенные растительные сообщества с вытеснением аборигенных видов растений. Есть все основания полагать, что динамика распространения численности, и соответственно, площади ценопопуляций имеет тенденцию к увеличению.Кроме того, A. trifida об­ладает всеми качествами агрессивных сорняков: высокой семенной продуктивностью, конкурентоспособностью, скоростью роста, экологической пластичностью, устойчиво­стью, способностью к быстрой экспансии территорий. Одной из причин такого массового распространения амброзии трехраздельной, возможно, является нарушение вследствие антропогенного прессинга процессов саморегуляции экосистем, в которые происходит внедрение вида. Также следует отметить отсутствие в местах инвазии сдерживающих факторов или специфических врагов, например, амброзиевого полосатого листоеда (Zygogrammasuturalis) [7]. Все это делает данный вид растения опасным для сельского хозяйства, населения и создает необходимость более тщательной разработки мер по контролю его численности.

Работа выполнена при поддержке гранта Губернатора Оренбургской области в сфере научной и научно- технической деятельности № 465-п от 17.06.2015 г.

Рецензенты:

Рябинина З. Н., д.б.н., профессор, заведующая кафедрой ботаники и физиологии растений, ФГБОУВПО «Оренбургскийгосударственный педагогический университет», г. Оренбург;

Паршина Т. Ю., д.б.н., профессор кафедры зоологии, экологии и анатомии, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет», г. Оренбург.