Особливості розповсюдження інвазивного виду Solidago canadensis L. (золотарника канадського)

-По відношенню до світла: тіньовитривалий, світлолюбний;

-По відношенню до вологи: мезофіт (помірне зволоження);

-По відношенню до тепла: холодостійкий;

-По відношенню до ґрунтової родючості: мезотроф (ґрунти досить багаті поживними речовинами).

Вид Solidago canadensis L було оцінено за вище згаданою методикою на основі попередніх досліджень даного виду (дивись таблицю 2.2)

Таблиця 2.2 - Оцінка інвазивності виду рослин Solidago canadensis L.

Показник інвазивної спроможності становить 61%, оцінка виду Solidago canadensis L. показала, що даний вид можна вважати інвазивним чужинним видом, який активно захоплює нові території. Через це актуальним є дослідження його розповсюдження у фітоценозах міста Дніпродзержинська в різних функціональних зонах.

Функціональне зонування - це розподіл території міста за характером переважаючого використання, тобто за типом функціонального призначення тієї чи іншої території. Виділяють такі зони:

- селітебну - сюди входять ділянки житлових будинків, громадських установ, а також площі, парки, сади, сквери, бульвари та інші об'єкти зеленого будівництва й місця загального користування;

- промислову - призначена для розміщення промислових підприємств і пов'язаних з ними виробничих об'єктів, у т.ч. комунально-складських, санітарно-захисних зон промислових підприємств, споруд зовнішнього транспорту і шляхів сполучення, внутрішньоміської вулично-дорожньої і транспортної мережі;

-рекреаційну - сюди відносять озеленені й водні простори у межах забудови міста і його зеленої зони: лісопарки, ландшафти, що охороняються, землі сільськогосподарського використання та інші угіддя, позаміські зони масового короткочасного і тривалого відпочинку, та курортні зони.

У кожній зоні міста були виявлені осередки інвазій досліджуваного виду. Ділянки на яких виявлено вид показано на космознімку м. Дніпродзержинська.

На дослідних ділянках визначалася частота трапляння - частота знахідок виду у екосистемі. За цим критерієм оцінка проводилася у балах за шкалою чисельності Браун-Бланке: І - середня чисельність індивідів; покривається менше 5% досліджуваної території; ІІ - досить багато індивідів; покривається 5-25% досліджуваної території; ІІІ - покривається 25-50% території, число індивідів не має значення; ІV - покривається 50-75% території; V - покривається понад 75% території. Також оцінювалася щільність - оцінка чисельності популяцій виду на одиницю площі. Для цього в осередках інвазії було виділено ділянки розміром 1х1 м, (площею 1м²), де розраховано кількість рослин виду. Застосована шкала, на основі шкали рясності Г. Друде: І - середня чисельність не більше 10 особин, ІІ - 10-20 особин, ІІІ - 20-50 особин, ІV - 50-100 особин, V - особини виду є домінантами угруповань, більше 100 особин на 1м².

Результати дослідження були занесені до таблиці 2.3. На різних ділянках досліджуваний вид займає від 5 до 75% рослин екосистем. В селітебній і рекреаційній зоні рослини виду Solidago canadensis L. складають 5-50% рослин екосистем, а на зруйнованих ґрунтах в промисловій зоні (ділянки №6 і№9) до 75% рослинного покриву.

Таблиця 2.3 - Результати досліджень інвазивного виду Solidago canadensis L.

На основі отриманих даних побудовано графік, що показує щільність рослин виду Solidago canadensis L. у різних зонах міста.

З графіку видно, що даний вид закріпився на антропогенно змінених ґрунтах, на що вказує високий показник рясності (до 103 рослин на 1м²). Так в промисловій зоні показник рясності становить від 81 до 103 рослин на 1м². Найвищій показник на ділянці №6 (станція 50км), вид розповсюдився вздовж залізничної колії і закріпився, як домінуючий вид. У селітебній зоні показник становить 52-75рослини на 1м², з найбільшим показником на ділянці №1 (вулиця Металургів), де вид розповсюдився за допомогою екологічного коридору - водної артерії (Каналу). В рекреаційній зоні показники менші (від 44 до 67 рослин на 1м²), окрім дослідної ділянки №11 Самишина балка, через те, що вона знаходиться, у той частині балки, де в 60ті роки минулого століття в результаті забезпечення транспортування та складування до тальвегу балки відходів золи від вугілля з Дніпродзержинської ТЕЦ було утворено відвали. Таким чином, екосистеми Самишиної балки зруйновані і вид Solidago canadensis L. активно захоплює території.

Рисунок 2.2 - Розповсюдження виду Solidago canadensis L. в різних функціональних зонах м.Дніпродзержинська

На основі отриманих показників, що свідчать про середню щільність рослин на визначених ділянках на космознімку було відзначено враження екосистем м.Дніпродзержинська інвазивним видом.

З рисунку видно, що дослідний вид активно розповсюдився і захопив екосистеми розташовані поблизу транспортних і залізничних шляхів, а також на проммайданчиках підприємств. Природні та напівприродні екосистеми, на відміну від техногенних-зруйнованих, мають більшу стабільність і саморегуляцію, тому вид Solidago canadensis L.розповсюдився там в меншій мірі. Рослини виду Solidago canadensis L.захоплюють фітоценози, споживають більшість ресурсів (світла і живлення), тим самим пригнічуючи і знищуючи аборигенні види. Там, де виявлено золотарник канадський, зникають звичні іван-чай, ромашки, буркун, волошки, конюшина, костриця; змінюється склад і структура ґрунту. Дернина стає жорсткою, щільною, погіршується її аерація.

2.4 Наслідки впровадження виду Solidago canadensis L

Золотарник канадський - карантинна рослина, заборонена для переміщення через кордони, у багатьох країнах (в тому числі і в Україні). Даний вид порушує структуру посіву, знижуючи врожайність сільськогосподарських культур. Також відзначають такі наслідки впровадження виду Solidago canadensis L:

1)Вплив на природні фітоценози і аборигенні види.

Великий вторинний ареал Solidago canadensis L. - результат неправильного управління користуванням землі, що дозволяє виду

розселятися на нових місцях і конкурувати з аборигенними рослинами, що, у свою чергу, призводить до серйозних змін і негативно впливає на флору так, що характерні для окремих пунктів види можуть зникнути повністю.

Solidago canadensis L. може залишатися домінантом протягом тривалого часу. Завдяки клональності зростання Solidago canadensis L. може створювати густі зарості, щільність яких досягає 300 пагонів/м²

У природному ареалі в межах популяції можуть існувати генетичні варіації виду, стійкі до гербіцидів. У Європі відзначена широка генетична як внутрішньо-, так і міжпопуляційна мінливість за фенологічними і морфологічними ознаками. Solidago canadensis L. іноді гібрідизує з аборигенним видом Solidago virgaurea. Однак види сильно розрізняються за часом цвітіння (Solidago canadensis L. цвіте майже на місяць пізніше), що малоймовірно, щоб подібна гібридизація відбувалася у великому масштабі.

2)Вплив на здоров'я людини.

Золотарник канадський - алергенна агресивна рослина, кожна особина виду продукує більше 20 000 насіння, які несуть загрозу здоров'ю людей, підвищуючи рівень захворюваності.

Пилок Solidago canadensis L. провокує поліноз (алергічне захворювання слизових оболонок носа і ока, викликане пилком рослин, спорами грибів, яке характеризується алергічним ринітом, кон'юнктивітом, бронхіальною астмою та ураженням інших систем переважно в осіб з генетичною схильністю до виникнення алергічних хворіб).

3)Позитивний вплив.

Solidago canadensis L. вирощується в Європі як декоративну рослину. Регіони з домінуванням S. canadensis придатні для виробництва меду.

Угорські дослідники припустили, що ацетоновий екстракт з Solidago canadensis L. може впливати на інші бур'яни як алелопатичний засіб.

Solidago canadensis L. - лікарська рослина; використовується в європейській фітотерапії як урологічний і протизапальний засіб. Надземна частина містить ряд діючих речовин: ефірна олія, дубильні речовини, гіркоти, сапоніни і флавоноїди. Державна служба охорони здоров'я Німеччини рекомендує золотарник канадський для промивання при запаленні сечовивідних шляхів і сечокам'яної хвороби. Крім того, рослини цього виду можуть надавати стимулюючу дію на обмін речовин, ефективний при шкірних хворобах, а також при захворюваннях печінки [14].

2.5 Методи боротьби з видом Solidago canadensis L

Традиційні методи стримування інвазій рослин включають механічне знищення та хімічну боротьбу (за допомогою гербіцидів). А одним із найбільш екологічно обґрунтованих і перспективних допоміжних методів вважається біологічний контроль. Ураховуючи успіх застосування біоконтролю для стримування інвазійних видів рослин, цей комплекс методів, за певних умов, може розглядатися як альтернативний до традиційних видів регулювання. Як окремі комплекси превентивних заходів можна ще згадати карантинний режим і, так званий, «культурний контроль насаджень». Проте, під час використання карантинних та інших запобіжних заходів потрібного ефекту не завжди вдається досягнути. Коли певний адвентивний вид рослин набуває інвазійних рис і починає становити загрозу екосистемам, то, як правило, регулювати його поширення традиційними методами (механічними та хімічними) вже досить важко[15].

Для боротьби з інвазійними видами запропоновано такі методи:

1)Механічні методи (викошування, вирубування, розорювання, вкривання інвазійних популяцій геотекстилем і створення механічних бар'єрів для поширення тощо) можуть бути ефективними лише на перших етапах розвитку інвазійного процесу й на відносно малих площах. Перш за все, подібні заходи необхідні для локалізації “точкових” інвазій і перешкоджання їх подальшому поширенню. Проте, ці методи є безсилими проти “важких випадків”, коли популяції інвазійних видів займають великі площі й активно захоплюють нові території. Окрім того, механічні методи регулювання мають додаткові недоліки, серед яких порушення місцевиростань, негативний вплив на види природної флори та фауни тощо. Ці методи є трудомісткими, мають високу вартість і часто потребують багаторазового повторення.

2)До хімічних методів регулювання інвазій належить використання переважно синтетичних гербіцидів (інгібітори фотосинтезу, метаболізму ліпідів,жирних кислот та амінокислот, інгібітори клітинного поділу та клітинного дихання, синтетичні аналоги фітогормонів тощо), що пригнічують метаболізм інвазійних рослин. Такі хімічні агенти широко використовують у сільськогосподарській практиці, проте наслідки використання їх в екосистемах можуть бути непередбачуваними. Основний недолік хімічних інгібіторів - недостатня специфічність або взагалі відсутність чіткої специфічності дії. При цьому хімічний агент може пригнічувати не лише інвазійні види, але й види місцевої флори. Хоча зараз розроблені безпечніші та специфічні (до рівня родини) гербіциди, що мають малий період розпаду, але їх використання в природних угрупованнях все одно є небажаним. Повсюдне використання синтетичних гербіцидів сприяє розвитку резистентності інвазійних рослин до цих сполук. Ці випадки є поширеними, отже відкидати таку можливість для будь-яких нових гербіцидів не варто. За умов подальшого використання гербіцидів для регулювання інвазійних рослин, селективний тиск на ці види буде збільшуватися, а отже й поява нових ознак резистентності відбуватиметься ще швидше. Окрім того, використання гербіцидів, незалежно від ступеня їх «безпечності», заявленої виробником, певною мірою, становить небезпеку для довкілля та здоров'я людини.

3)Біологічний контроль - альтернативний комплекс методів боротьби з інвазійними рослинами, ґрунтується на інтродукції спеціалізованих природних ворогів (паразитів, патогенів, фітофагів) для стримування популяцій інвазійних рослин. Агентами біоконтролю інвазійних рослин можуть бути різні організми, зокрема, тварини (переважно, комахи), гриби, бактерії, віруси тощо.

Традиційно виділяють такі різновиди біологічного контролю як:

- класичний, полягає у застосуванні неаборигенних організмів як агентів контролю інвазійних рослин. Оскільки використовують неаборигенні організми, вимоги до їхньої видоспецифічності та ефективності стосовно регульованого інвазійного виду є надзвичайно високими, щоб звести до мінімуму можливість ураження представників місцевої флори. Основними перевагами методу, за умови правильної організації заходів, є його тривалий ефект, високоспецифічна дія агентів контролю, відсутність значного впливу на місцеві види флори й фауни, відносно низька вартість, порівняно з традиційними методами. Серед основних недоліків - небезпека видонеспецифічної дії, тривалість і складність підготовки заходів регулювання (не менше трьох років від визначення агентів біоконтролю до їх підселення у межах вторинного ареалу), труднощі з масовим розмноженням агентів, необхідність постійного детального моніторингу стану популяцій як агента біоконтролю, так і власне регульованого виду.

-біоконтроль шляхом створення нових асоціацій, полягає у використанні аборигенних агентів контролю, які можуть мати ширший спектр господарів або взагалі бути генералістами. Часто філогенетично споріднені види рослин, що поширені в різних частинах світу, мають подібний характер взаємодії з фітофагами та патогенами, що є наслідком їх еволюційної та екологічної конвергенції.

-метод «біологічного затоплення» - передбачає використання аборигенних патогенних видів (мікроорганізмів) для стримування популяції неаборигенних інвазійних рослин. Суть методу полягає у короткочасних, але масових, вивільненнях патогенів на інвазійні популяції. Після зменшення чисельності популяції інвазійного виду, чисельність популяції агента також зменшується, повертаючись до фонового рівня. Перевагами такого методу біоконтролю є менша тривалість підготовки до вивільнення, використання місцевих видів, потужний, але короткотривалий ефект. Серед недоліків - висока ймовірність ураження видів природної флори через недостатню специфічність агентів біоконтролю, необхідність періодичного повторення обробки.

- біохімічний контроль. У цьому випадку використовують не самі організми, а біологічно активні речовини, які або безпосередньо впливають на інвазійні популяції, або є ад'ювантами чи атрактантами певних патогенів і фітофагів. Перевагами цього інноваційного методу є те, що маніпуляції проводять не з самим організмом, а з його метаболітами, і, відповідно, немає ризику виходу певного виду з-під контролю[16].

Труднощі з контролем і боротьбою з інвазіями виникають вже при стандартизації статусу чужорідного виду. У національних масштабах дослідники зазвичай беруть до уваги регіональні дані, і класифікація ступеня натуралізації заносних видів в різних країнах може відрізнятися. Особливо це стосується підвидів, гібридів, а також природних видів і популяцій, які природно розширюють свій ареал. Найбільш агресивні чужорідні види в різних країнах Європи різні, так що методи боротьби слід планувати в субрегіональному масштабі. Нарешті, чужорідний вид в одній країні може бути аборигенних в іншій країні Європи [17].

Solidago canadensis L. внесений в «Список інвазійних видів ЄВРО», в якому перераховані види, що завдають серйозної шкоди аборигенним видам рослин, навколишньому середовищу та біологічному розмаїттю. Країнам, в яких росте вид, рекомендовано вжити заходи, щоб запобігти його подальшій інтродукцію і поширенню.

1) Механічні. Є кілька механічних способів видалення чагарників Solidago canadensis L.. Один з ефективних способів позбавлення від видів роду Solidago - косіння двічі на рік (у травні та серпні) протягом декількох років або перекопування ґрунту протягом літа при сухих погодних умовах. Після косіння Золотарник можна накрити легкою непроникною полімерною плівкою, що також знижує ріст рослин. Однак цей метод знищує всю рослинність. Вживання різноманітних заходів залежить від стану ділянки (вологий, сухий), ступеня насиченості регіону заростями рослини і представленості інших таксонів - наприклад, наявності рідкісних видів, що знаходяться під охороною.

2) Хімічні. Молоді рослини можуть контролюватися хімічними методами, тому що вони чутливі до гербіцидів, але ближче до кінця вегетаційного сезону грунтові гербіциди стають малоефективними. Гліфосат і деякі інші контактні гербіциди застосовуються для обробки Solidago canadensis L. при висоті рослин 10-15 см.

3) Розробка методів біологічного контролю. У природному ареалі розселення Solidago canadensis L. знаходиться під біологічним контролем, оскільки на розподіл біомаси впливають травоїдні тварини. В Європі вплив травоїдних невеликий. Равлики і дрібні гризуни зрідка харчуються стеблами і листям виду. Також немає даних про вплив випасу худоби на вид, а це могло б стати хорошим методом контролювання чисельності Solidago canadensis L.[4].

Висновки

Інвазія чужорідних видів в даний час є частиною глобальних природних змін і часто може викликати суттєві втрати біологічної різноманітності. Часом подібні інвазії можуть завдавати значні економічні збитки і становити небезпеку для здоров'я людей.

Найбільшу загрозу для біорізноманіття становить найвища за ступенем натуралізації група видів адвентивних рослин, які, вкорінюючись у фітоценози, відіграють у них роль едифікаторів і можуть змінювати деякі показники середовища, наприклад, режими зволоження, освітлення, вологості повітря, параметри ґрунтів тощо, тобто види-трансформери. Зміна умов існування і високий біопотенціал, що забезпечує конкурентоспроможність чужинця, негативно впливають на видовий склад і структуру ценозів, сприяючи їхній трансформації.

В роботі виконано аналітичний аналіз літератури відносно чужорідних (інвазійних) видів, проблем їх вивчення і шляхи їх розповсюдження. Виявлено, що за останні роки кількість інвазійних видів різко збільшилася. Чужорідні види активно захоплюють порушені території і починають домінувати в таких фітоценозах. Не стійкими до інвазій є степові і прибережні ландшафти, через мозаїчність їх рослинного покриву. Основним шляхом поширення інвазії стала інтродукція.

В основній частині роботи проаналізовано морфологічні особливості виду Solidago canadensis L., первинний і вторинний ареал його місцезростань, оцінено інвазивну спроможність виду, яка склала 61%, що вказує на значний ризик з боку даного виду. У різних функціональних зонах м.Дніродзержинська було виявлено даний інвазивний вид, проведено оцінку на частоту трапляння і щільність виду в екосистемах. Виходячи з результатів, виявлено, що найбільша щільність рослин виду Solidago canadensis L. спостерігається на зруйнованих ландшафтах промислової зони. На космознімку міста було створено карту щільності виду Solidago canadensisL. Осередками інвазії стали транспортні та залізничні шляхи, проммайданчики підприємств, річкові ландшафти. Вивчено вплив виду на екосистеми, людину і його економічне значення. Виявлено основні методи боротьби з видом.

У ході роботи, встановлено, що вселення нових видів-чужинців у ненасичені, порушені екосистеми, якими є й урболандшафти, відбувається простіше, ніж у непорушені зі стійкими міжвидовими зв'язками, які здатні формувати своєрідний біологічний бар'єр для інвазій. Таким чином, урбанізовані ландшафти стають екокоридорами для успішної інвазії видів. Види-чужинці є успішними у порушених екосистемах: тут вони легко реалізовують екологічні ніші середовища й виявляються конкурентнішими в цих умовах порівняно з корінними видами.

Перелік посилань

1. Мосякін А.С. Огляд основних гіпотез інвазійності рослин / А.С. Мосякін // Український ботанічний журнал.-2009.-№4.-С.466-475.

2. Протопопова В.В. Синантропна флора України і шляхи його розвитку: монографія / В.В. Протопопова. - К.:Наук.думка,1991.-204с.

3. Протопопова В.В. Фітоінвазії. Іі. Аналіз основних класифікацій, схем і моделей / В.В. Протопопова, М.В. Шавера //Промислова ботаніка.-2012.-Вип.12.-С.88-94.

4. Виноградова Ю.К. Чорна книга флори Середньої Росії. -М.:ГЕОС,2009.-494с.

5. Іващенко О.О. Європейська політика щодо інвазійних чужорідних видів рослин та перспективи її запровадження в Україні / О.О. Іващенко, Р.І. Бурда// Наукові праці інституту біоенергетичних культур.-2013.-Вип.20.-С.46-53.

6. Конвенція Про охорону дикої флори і фауни і природних середовищ існування в Європі (Берн, 1979 рік ). - К.: [б. в.], 1998. - 75 с.

7. Козак О.М. Порівняльна оцінка еконіш інвазійних видів та апофітів / О.М. Козак, Я.П. Дідух // Український ботанічний журнал.-2013.-№2.-С.145-151.

8. Протопопова В.В. Фітоінвазії в Україні як загроза біорізноманіттю: сучасний стан і завдання на майбутнє. -К.:Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, 2002.-28с.

9. Виноградова Ю. К. Кодекс управління поведінкою інвазійних чужорідних видів у ботанічних садах / Ю.К. Виноградова, А.С. Демидов // Ботанічні сади в сучасному світі: теоретичні та прикладні дослідження: Матеріали Всеросійської наукової конференції /- М.: Товариство наукових видань КМК, 2011-Т.1.-С.56-59.

10. Бурда Р.І. Інтеграція контролю інвазійних видів і системи управління природно-заповідним фондом /Р.І. Бурда//Екосистеми, їх оптимізація і охорона.-2014.-Вип.10.-С.208-220.

11. Губанов І.А. Ілюстрований показчик рослин Середньої Росії.-М.:Т-во наукових видавництв КМК, Інститут технологічних досліджень, 2004.-Т.3.-521с

12. Маланкіна Е.Л. Лікарські рослини в ланшафті.-М.:Віче,2006.-71с

13. Абдулаєва О.С. Показники інвазійного потенціалу чужинних рослин як основа процедури оцінки ризику / О.С. Абдулаєва, Н.І. Карпенко // Вісник Київського національного університету ім. Т.Г.Шевченка.-2013. Вип.16.-С.52-55.

14. Weber E.F. Thealion flora of Europe: a taxonomic and biogeographic overview/ E.F. Weber //J. Veg. Sci. -1997.- Vol.8. - 592 р.

15. Бурда Р. І. Синантропізація флори та рослинності - загроза біорізноманіттю. / Р. І. Бурда, В. В. Протопопова, М. М. Федорончук, М. В. Шевера // Вісн. НАН України. - 2013. - № 2. - С. 77-80.

16. Бурда Р. І. Інтеграція контролю інвазійних чужорідних видів та системи управління природно-заповідним фондом / Р.І.Бурда // Екосистеми, їх оптимізація та охорона. Сімферополь: ТНУ. - 2014.- Вип. 10.- С. 208-220

17. Элтон Ч.С. 1960. Экология нашествий животных и растений. - М.: Изд-во иностр. Лит-ры. - 231 с.

Додатки

Додаток 1

Найбільш широко представлені родини, в яких більше 100 видів інвазивні в Європі

Додаток 2

Найбільш розповсюдженні інвазійні види Європи

Додаток 3

Експансія інвазійних видів в Україні

Размещено на Allbest.ru