Таксономічний склад раритетних видів у флорі Буковинських Карпат

АНОТАЦІЯ Дипломна робота присвячена вивченню раритетного компоненту флори Буковинських Карпат. Встановлено таксономічний склад «червонокнижних» видів регіону, проаналізовано їх систематичну структуру, еколого-ценотичні особливості, тип життєвої форми, охарактеризовано природоохоронний статус, наукове значення, особливості поширення, забезпеченість охороною в регіоні

ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ І. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1 Характеристика поняття раритетний компонент флори та його складових

1.2 Характеристика методів охорони раритетного компоненту флори

1.3 Іcторичні аспекти рішення проблеми

РОЗДІЛ II. ОБ'ЄКТ, ПРЕДМЕТ, МЕТОДИ І ОХОРОНА ПРАЦІ ПРИ ВИКОНАННІ ДОСЛІДЖЕНЬ

2.1 Об'єкт, предмет і методика досліджень

2.2 Природні умови досліджуваної території

2.3 Охорона праці при проведенні досліджень

РОЗДІЛ III. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

3.1Хорологічний аналіз раритетного компоненту флори

3.2 Таксономічний аналіз раритетного компоненту флори Буковнських Карпат

3.3 Біоморфологічний аналіз раритетного компоненту флори Буковинських Карпат

3.4 Охорона раритетного компоненту флори Буковинських Карпат та його значення

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ВСТУП Флора Буковини (Чернівецька область) вирізняється багатством і різноманіттям таксономічного складу завдяки унікальним природним умовам регіону, особливо завдяки умовам що склалися Буковинських Карпатах.

Особливої уваги заслуговують види, які включені до різних природоохоронних документів, і зокрема ті з них що підлягають охороні на загальнодержавному рівні та занесені до «Червоної книги України».

Перше видання «Червоної книги України» вийшло у 1980 році. У ньому на схематичних картах поширення видів наведено чіткі контури областей, що дозволяє визначити адміністративну приуроченість місцезнаходжень видів. Згідно з цими даними, для території Чернівецької області наведено 33 види. Проте, відповідно до сучасних відомостей щодо видового складу раритетного фітогенофонду Буковини, до першого видання «Червоної книги України» було занесено 67 видів з території Буковини, що становить 44,4% видового складу рослин, включених до цього видання. Як для найменшої за площею області України — це достатньо високий відсоток.

Причини розбіжностей між реальною наявністю «червонокнижних» видів на території регіону і наданням відомостей про ці види на сторінках першого видання «Червоної книги України» є різними.

По-перше, низку видів, які не зазначено для Буковини у першому виданні «Червоної книги України», було виявлено в регіоні пізніше.

По—друге, відомості про поширення окремих видів на території Буковини містяться в маловідомих або й невідомих для українських ботаніків публікаціях австрійських, румунських, польських дослідників флори Карпат і прилеглих регіонів [74,75].

Друге видання «Червоної книги України» вийшло у 1996 р. За нашими даними, кількість судинних рослин флори Буковини, наведених у ньому, становить 122 види, що на 44 види більше, ніж у першому [49,50].

У третьому виданні «Червоної книги України» (2009) кількість судинних рослин, порівняно з попереднім, зросла на 28% і становить 611 видів. Кількість видів з території Буковини у ньому збільшилась на 27. Разом з тим, Буковина у ньому, порівняно з другим виданням, втратила кількох представників (Arnica montana L., Astrantia major L., Centaurea carpatica (Porcius) Porcius, Oxytropis carpatica Uechtr., Poa versicolor Besser, Valeriana dioica L.), які разом з іншими видами виключені з «Червоної книги України». Таким чином, кількість «червонокнижних» видів на території Буковини збільшилась на 21 вид і становить 132 (21,8% від загальної кількості видів). Слід зазначити, що деякі види з числа занесених до «Червоної книги України» відомі в межах України тільки з Чернівецької області і ростуть на території Буковинських Карпат. До них належать: Сагех loliacea L., Crйpis jacquinii Tausch, Saussurea discolor (Willd.) DC., Gentiana utriculosa L. 67].

Актуальність обраної теми полягає в тому, що досліджуваний регіон є одним із найбагатших у флористичному відношенні центрів біорізноманіття, він має значну кількість ендеміків та реліктів і може стати в подальшому резерватом збереження дикої природи.

Мета роботи: з’ясувати таксономічний склад раритетних видів у флорі Буковинських Карпат, проаналізувати біоморфологічні та екологічні особливості, визначити їх поширення та забезпечення охороною.

Завдання:

з’ясувати таксономічний склад ратитетних видів у флорі Буковинських Карпат

з’ясувати сучасний стан поширення видів

дослідити їх біоморфологічні та екологічні особливості

встановити забезпечення видів охороною таксономічний флора раритетний буковинський РОЗДІЛ І. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1 Характеристика поняття раритетний компонент флори та його складових Природний процес вимирання біологічних видів протягом геологічних періодів — закономірне явище в еволюції глобальної біоти. На підставі палеонтологічних досліджень американський біолог Д. М. Рауп констатує, що на Землі в геологічному минулому в процесі філогенезу могло бути за весь період від 5-ти до 50-ти млрд біологічних видів у різних філах. Із них збереглася до наших днів лише одна тисячна частина, 99,9% видів зникли внаслідок закономірного еволюційного процесу.

Теорія вимирання біологічних видів, на відміну від теорії їх еволюції, ще не обґрунтована, оскільки бракує палеонтологічних даних і достовірної аргументації щодо видового різноманіття в різні геологічні періоди впливу на органічний світ глобальних катастроф — вулканічної діяльності, землетрусів, торнадо, цунамі, імпактів тощо. Сучасний процес зникання біологічних видів, зумовлений антропогенно-техногенним впливом, є антиприродним. Він небезпечний тим, що з еволюційного ланцюга випадають певні взаємопов'язані біологічні ланки, а це створює загрозу для глобальної біоти.

У міру осмислення людиною і суспільством економічного, екологічного й соціального значення відновних природних ресурсів, розширення сфери антропогенного впливу на природне середовище та з’ясування його негативних наслідків розвивалося природоохоронне мислення людства. Воно подолало тривалий шлях — від усвідомлення необхідності збереження окремих видів флори й фауни, цінних у біогеографічному аспекті ландшафтів — до сучасної біосферної концепції збереження біорізноманітності та життєвого середовища.

Порівняльний аналіз антропогенного, а згодом — техногенного впливу на природне середовище свідчить, що його зростання та масштабність пов’язані не стільки з демографічними процесами, скільки з технічним оснащенням суспільства, інтенсифікацією техногенного пресу на довкілля. Залежно від такого оснащення в історичному вимірі можна виокремити кілька періодів, протягом яких зростали масштаби та інтенсивність антропогенного впливу:

агрокультурний (почався 10 тис. років тому);

період залізного віку (4 тис. років до н. е.);

машинно-індустріальний (друга половина XVIII ст.);

атомно-космічний період (середина XX ст.).

В агрокультурному періоді примітивне рільництво, яке зародилося ще в неоліті, впливало на природні ландшафти локально. Найвагоміші зміни в рослинному покриві та біорізноманітті відбувалися внаслідок підсічно-вогневої системи рільництва, яка тривалий період практикувалася на різних континентах.

Рільництво мало вагоме економічне значення для суспільства й розвитку цивілізації. Однак його примітивна вогнева система та екологічно необгрунтовані методи землекористування спричинили не лише деградацію ґрунтів, а й негативно позначилися на біологічному різноманітті. Якщо в минулому відбувалася трансформація лісів в орні землі, то на даному етапі, коли ліси покривають лише 30% площі суходолу, приоритетним завданням є збереження та збільшення заліснених територій — для підтримування балансу кисню й діоксиду вуглецю в біосфері та екологічно стабільного стану навколишнього середовища. За даними ФАО, орні землі займають 10% території суходолу (за винятком Арктики, Антарктики і пустель) і, адекватно демографічним процесам, їхня площа розширюватиметься. Тому слід освоювати й використовувати земельний фонд у такий спосіб, щоб не зменшувати площу лісів і зберігати біорізноманітність [12,46].

У залізний вік людина вже була менш залежною від природи й могла освоювати більшу територію, придатну для рільництва, відтак вона почала впливати на природні ландшафти в регіональному вимірі. Відповідно до інтенсивності та масштабів антропогенного впливу на природне середовище у ньому відбувалися й незворотні зміни.

З другої половини XVIII ст. почався новий період — машинноіндустріального впливу на довкілля, негативні наслідки якого виявлялися на природних ландшафтах усіх континентів.

Від 1945 р. настав найнебезпечніший — атомно-космічний етап техногенного впливу. Його руйнівні наслідки відчутні не лише в масштабах біосфери, а й у навколоземному космічному просторі, де спостерігається дестабілізація захисного озонового екрану.

Впродовж історичної доби, із зростанням кількості населення, технічним удосконаленням засобів виробництва та посиленням індустріального потенціалу, різні види антропогенного впливу виявлялися по-різному в природних екосистемах, їх флористичному і фітоценотичному різноманітті. Такий антропогенний прес на природне середовище спричинив збіднення геной фітоценофонду рослинного світу на всіх континентах.

Зникнення раритетних видів рослин залежить не лише від тривалості й інтенсивності антропогенного впливу та деградації біотопів, а й від їх біологічних особливостей у різних ґрунтово-кліматичних умовах та природно-географічних зонах, а також від флорогенезу та характеру ареалу. Залежно від віталітетності виду його ареал може бути стабільним, прогресивним або регресивним. Під найбільшу загрозу підпадають види рослин, які мають регресивний ареал, а також вузькоареальні релікти різних геологічних періодів та ендеми.

Дослідження європейських ботаніків засвідчили, що особлива небезпека для збереження біологічного різноманіття нависла над густозаселеними та індустріальними країнами з денатуралізованими ландшафтами. В Англії від початку флористичних досліджень загинуло 20 видів (1,3% аборигенної флори, яка налічує 1500 таксонів), Голландії — 50 видів судинних рослин (3,6% флори із 1400 таксонів), Бельгії — 62 види (4,8% флори, що нараховує 1400 таксонів)[83].

За даними американських біологів Д.М. Сміта, Р. М. Мея, Т.І. Пеллева, у світі з різних причин зникло 604 види судинних рослин та 486 видів безхребетних і хребетних тварин. Згідно з Європейською конвенцією збереження дикої природи і природних габітатів на нашому континенті до списку таксонів, яким загрожує небезпека зникнення, занесено 568 видів водоростей, мохів, судинних рослин та 820 видів хребетних і безхребетних тварин. Усього в світі нині зникнення загрожує 23 062 видам рослин, переважно судинних, та 3565 видам здебільшого хребетних тварин. На жаль, немає даних про потенційні втрати біорізноманітності нижчих організмів, роль яких вагома у біогеохімічних процесах, що відбуваються у біосфері.

В Україні протягом історичного періоду також сталися істотні кількісні та якісні зміни в природному середовищі, які негативно позначилися на рослинному покриві, його флористичному та ценотичному різноманітті. Обгрунтуванню екологічних засад його збереження присвячено чимало наукових публікацій [4,5,7,24]. Найістотніші трансформації відбулися в лісових та лучних формаціях. Згідно з лісівничими дослідженнями за доби Середньовіччя ліси покривали близько 40% території України, а нині лісистість становить лише 15,8%. Природні луки збереглися здебільшого у високогір'ях Карпат і Криму. До Червоних книг України занесено 611 видів судинних рослин (13,5% від аборигенної флори) та 542 види тварин. Природна флора охоплює понад 4520 видів, що становить 37,5% флористичного багатства Європи, яке налічує 12,5 тис. видів. Отже, збереження флористичного різноманіття в країні — це вагомий внесок у збереження фітогенофонду на нашому континенті.

Генофонд біологічних видів слід розглядати як природну спадщину не лише окремих країн, а й усього світу, оскільки він є основою еволюції глобальної біоти. На глобальному значенні біорізноманіття наголошують Ситник K.M. та Чопик В.І. [37,55].

Втрата певного виду рослин, тварин, мікобіоти в окремій країні — це втрата для всієї біосфери як глобальної екосистеми. Саме тому проблемі збереження біологічного різноманіття приділяють чільну увагу на міжнародному рівні. На Конференції ООН з проблем довкілля і розвитку в Ріо-де-Жанейро 1992 р. було схвалено Міжнародну конвенцію щодо охорони біологічного різноманіття. У ній наголошено на потребі збереження не лише генофонду, а й ценофонду, вказано на можливість одержання на справедливих засадах спільних вигод від збереження і використання генетичних ресурсів.

1995 р. у Софії прийнято Всеєвропейську стратегію збереження біологічного і ландшафтного різноманіття, спрямовану на зупинення процесу деградації генофонду і ландшафтів у рамках єдиного європейського підходу. ООН визнала 2010;й Міжнародним роком біорізноманіття (2010 — International Year of Biodiversity), щоби привернути увагу світової спільноти до потреби збереження біорізноманітності як запоруки економічного розвитку та залучити науковців і державних діячів до прийняття стратегічних рішень з цієї важливої для біосфери проблеми.

Розглядаючи в історичному плані різнобічний антропогенний вплив на рослинний покрив, слід відзначити також прагнення людини збагатити в окремих регіонах біологічне різноманіття для власних потреб. Розуміючи вагоме економічне значення рослинних ресурсів, людина здавна намагалась інтродукувати корисні для неї види. За дослідженнями німецьких ботаніків Г. Сукоппа і Л. Трепля, опублікованими в 1987 р. (цит. за I. Michal) [76], у ботанічних садах, міських парках, дендропарках та лісах Середньої Європи відомо 2650 видів інтродукованих дерев і чагарників, 2000 видів декоративних трав’яних рослин. Але разом з цим процесом потрапляли і поширювалися на сільськогосподарські угіддя і різноманітні види бур’янів, занесені з різних континентів (нині їх уже близько 90).

Збагачення фіторізноманіття за рахунок інтродукції характерне і для України, флора якої налічує кілька сотень адвентивних видів рослин. У міських парках, дендраріях, ботанічних садах акліматизовано сотні деревних, чагарникових і травяних рослин, інтродукованих із різних природногеографічних зон. У лісовому господарстві інтродукція екзотів почалася ще з XIX ст. Такі швидкорослі американські види, як Robinia pseudoacacia L., Quercus borealis Michx., Q. palustris Moench, Juglans nigra L., Pinus strobus L., Pseudotsuga mensiesii (Mirb.) Franco, вже давно акліматизувались і натуралізувались. їх інтродукція корисна, адже вони сприяють підвищенню продуктивності та господарсько-технічної цінності лісів. Однак є низка алохтонних видів, які швидко розмножуються, відзначаються високою вітальністю і тому створюють загрозу для аборигенної флори. Це такі інвазійні рослини, як Solidago canadensis L., Phalacroloma annuum (L.) Dumort., Impatiens glandulifera Royle, Ambrosia artemisifolia L., Heracleum sosnowskyi Manden. та інші. Тому при інтродукції алохтонних видів слід враховувати і їхні потенційні взаємовідносини з аборигенною флорою та небезпеку її витіснення.

Упродовж тривалого агрокультурного періоду у дрібних фермерських господарствах було виведено чимало цінних сортів культурних рослин, які важливі для подальшого поліпшення їхньої генетичної структури.

Внаслідок монокультурного напрямку в сільськогосподарському виробництві та зникнення малих ферм різноманіття генофонду культурних рослин катастрофічно збіднюється. І сьогодні найкраще воно зберігається у приватних господарствах, тому слід приділити належну увагу охороні сортів культурних рослин саме у приватному секторі.

За екологічним прогнозом, у світі триватиме процес денатуралізації природних екосистем і їх техногенного забруднення, що може спричинити подальше зубожіння генофонду флори, фауни і мікобіоти. Для дослідження антропогенних змін у природних екосистемах, їхнього впливу на флористичне і фітоценотичне різноманіття та обґрунтування ефективних заходів щодо їх збереження потрібні нові методологічні підходи.

1.2 Характеристика методів охорони раритетного компоненту флори У міжнародному документі «Global Biodiversity …» чільну увагу приділено збереженню генетичного різноманіття біологічних видів та моніторингу стану загрожених таксонів. Кожен вид являє собою не лише певну таксономічну категорію, а й є частиною генетичної структури біологічних систем та неповторною ланкою в еволюційному процесі органічного світу. Таксономічний підхід, яким здебільшого послуговуються флористи для збереження раритетних видів, не завжди враховує складність їхньої генетичної структури, екологічну і флорогенетичну зумовленість мікрой макроеволюційних процесів, які відбуваються на рівні популяцій. А тим часом ці відомості мають істотне значення для обґрунтування стратегії збереження генофонду зникаючих рослин на генетичному й популяційному рівнях.

Стійкість раритетних видів рослин визначається біологічними, ценотичними й екологічними параметрами. Тому в їх созологічній оцінці слід враховувати такі показники: здатність видів до генеративного й вегетативного розмноження; щільність популяцій і характер їхньої ізольованості; можливість обміну генетичними ресурсами (генетичною інформацією) між ізольованими популяціями; конкурентна спроможність у фітоценозах щодо інших видів; стійкість популяцій до несприятливих біотичних та абіотичних чинників.

Контактність популяцій раритетних видів і комунікабельність між ними є запорукою обміну генетичними ресурсами, сприяє нормальному процесу їх еволюції. Мала щільність і просторове відокремлення популяцій свідчать про їхню низьку вітальність. За таких умов обмежується кількість потенційних генетичних комбінацій, існує можливість схрещування між генетично близькими і спорідненими особинами. Із зростанням у популяціях ступеня інбридингу різко знижується їхня насіннєва продуктивність, а отже, й життєвість рослин. Тому з фітосозологічного погляду інбридинг слід розглядати як явище несприятливе.

За останні десятиліття розробляються та вдосконалюються різні методи збереження раритетного фітогенофонду ex situ. Вивчаються можливості використання культури клітин і тканин зникаючих видів, консервації насіння, глибокого заморожування живих клітин. Застосування згаданих методів лише незначною мірою здатне підтримувати генетичне різноманіття тих чи тих видів при культивуванні їх у природних умовах.

З фітосозологічного погляду значно ефективнішим є вирощування зникаючих видів у ботанічних садах і дендраріях. Але там потрібно культивувати таку кількість особин, яка уможливлює збереження їхньої генетичної мінливості, тобто не менше 50. Однак повноцінний генофонд рослин у нових для них едафічних і кліматичних умовах ботанічних садів найкраще зберігається тоді, коли вони відповідатимуть тим природним умовам, звідки взято їхнє насіння. У протилежному випадку цей метод збереження раритетних видів спричинить зміни пулу генів у напрямку зростання генетичної однорідності. Тому важко буде реінтродукувати їх у природні локалітети.

Щоби запобігати такому явищу, доцільно створювати в системі заповідних територій спеціалізовані «фітосозологічні ботанічні сади» за географічно-зональним принципом, а в гірських регіонах — за висотнопоясним. Призначення таких садів — збереження фітогенофонду з властивим йому генетичним пулом, що сформувався в природних умовах. Ряд алохтонних та сегетальних видів, які відзначаються інтенсивним генеративним або вегетативним розмноженням, є інвазійними стосовно місцевих раритетних видів флори. Тому потрібні спеціальні заходи щодо обмеження їх поширення та інвазії.

Порівняльні фітосозологічні дослідження підтверджують, що найнадійніше можна забезпечити збереження раритетного фітогенофонду та генетичну гетерогенність біологічних видів in situ в тих природних умовах, з якими вони пов’язані екологічно, тобто в системі природних заповідних територій. Однак при обґрунтуванні «просторової стратегії» охорони видів у заповідних об'єктах слід враховувати, що темпи їх зникання значною мірою пов’язані з розмірами площі, яку вони займають [4,25]. Чим більша територія, де поширений той чи інший вид рослин, тим більша вірогідність його збереження. Тому, вирішуючи питання, як краще охороняти той чи інший вид на одному великому за площею заповідному об'єкті чи на кількох менших, з погляду генетики та фітосозології бажано віддавати превагу другому варіантові. Тоді зменшиться небезпека зникання особин від випадкових стихійних явищ і хвороб біотичного характеру.

З фітосозологічного та генетичного погляду при організації мережі природно-заповідного фонду (ПЗФ) важливо, щоби його об'єкти не були географічно й екологічно ізольованими. Аби запобігти генетичному збідненню природних популяцій рідкісних видів та забезпечити контакт між ними, слід, за можливістю, формувати спеціальні біоекологічні коридори між об'єктами ПЗФ [23,25,69].

Особливий созологічний підхід потрібний для обґрунтування збереження раритетних лісових фітоценозів. У результаті багатовікового монокультурного лісового господарства в Україні істотно змінилася природна ценотична структура лісів, а отже, й природне генетичне різноманіття дендрофлори. Щоби його зберегти, Державний комітет лісового й мисливського господарства (нині — Державне агентство лісових ресурсів) створив широку мережу лісових генетичних резерватів, їхні генетичні ресурси слід використовувати для поліпшення генетичної структури трансформованих похідних деревостанів. Найкраще зберігся природний генофонд локальних популяцій деревних порід у пралісових екосистемах. Щоби його використати в лісокультурній практиці, рештки пралісів, як окремої охоронної категорії, мають стати частиною природно-заповідного фонду [11,13]. Пралісові екосистеми є цінними об'єктами для дослідження польодовикової історії розвитку рослинності та вивчення лісотвірного процесу (силвагенезу). Протягом філоценогенезу в таких екосистемах виробилася здатність до самовідновлення, саморегуляції, самозахисту від біологічних шкідників. Тому вони мають екомодельне значення для лісівництва, зокрема для ренатуралізації біологічно нестійких похідних деревостанів та обґрунтування методів лісівництва, близького до екологічно стабільних природних лісів.

Враховуючи вагоме значення букових пралісів Карпатського біосферного резервату, Ужанського національного природного парку та Словацького парку народового «Полоніни», які збереглися на площі 29 278 га, Комітет у справах світової спадщини ЮНЕСКО заніс їх до Списку природної спадщини світу [1]

1.3 Іcторичні аспекти рішення проблеми У Буковинських Карпатах природа створила справжній флористичний резерват. Дослідженням флори цього регіону ботаніки займалися ще у 19 столітті [70,74,75,78]

Високогірна частина Чернівецької області належить до числа найоригінальніших у ботанічному відношенні куточків Карпат, що відзначають у своїх працях польські, румунські та українські ботаніки які працювали тут у різний час[78,82].

Першим дослідником, який провів досить грунтовну для того часу інвентаризацію видового складу Буковинських Карпат і передгір'я (і частково території Галичини), був Франц Гербіх (P. Herbich, 1859). В своїй монографії «Flore der Bucovina» (1859) він описує 484 роди вищих квіткових рослин[74].

Також одним з перших хто започаткував вивчення цього району відомий польський батанік Г. Запалович (1889), який ввів у літературну назву — Чивчинські гори[70].

Пізніше в роботах Ф. Пакса (P. Рах, 1898−1906) можна знайти більш докладну характеристику флори і рослинності Карпат по їх ландшафтногеоморфологічним поясам.

Значний внесок у вивченні флори Буковини належить румунським ботанікам М.Гушуляку.(M. Guauleac, 1934), Р. Поповичу (Е. Popovioi 1932;1933), Е. Топа (Е. Тора, 1934) та ін. Їхні роботи носять яскраво виражений флористичний характер, добре документований гербарієм, який і зараз зберігається в науковому гербарії кафедри ботаніки Чернівецького університету[70,82].

У 30-х роках польськими ботаніками — С. Павловською, Й. Валасом, Й. Мондальським розпочалося ґрунтовне і різнобічне вивчення флори та рослинності Буковинських Карпат. В двох працях 1948 та 1949 років Б. Павловський та Й. Валас подають детальну геоботанічну характеристику та розглядають особливості ендемізму верхів'я Білого Черемошу і поміщають окремі дані про флору та рослинність хребта Чорний Діл, який є вододілом витоків Білого Черемошу — річок Перкалаб та Сарата.

Починаючи з 1945 року співробітниками кафедри ботаніки під науковим керівництвом І .В.Артемчука проводиться глибоке вивчення флор північної Буковини і прилеглих територій. В цей час створюється на ковий гербарій місцевої флори, що перевищує 25 000 аркушів і містить зверх 1500 видів рослин. Проведена інвентаризація флори регіону, особливо детально вивчалась група корисних рослин, в тому числі дикоростучі кормові трави, які були джерелом поповнення існуючих культурних сортів кормових рослин.

Разом з науковими працівниками і студентами проводилось планомірне геоботанічне дослідження природних лук і сіножатей. Матеріали цих досліджень можна знайти в роботах І.В.Артемчука, Ю.Р.Шеляг-Сосонко, І.В.Вайнагія, Б.Н.Горохової і Т.І.Слолодкової (1970), Р.С.Байрової, М. К. Якимчука (1974), В.І.Стефаника, В.І.Чопика (1960) і ін. 2,5,13,52−55,72].

Паралельно з вивченням лук і пасовищ проводилися дослідження лісів Чернівецької області. Матеріали цих досліджень лягли в основу монографії .Н.Горохової і Т.І.Солодкової «Ліси Радянської Буковини» (1970).

У цей період та пізніше, вивчаючи відповідно флору та рослинність високогір'я Українських Карпат, у Буковинських Карпатах побували відомі українські ботаніки В.І.Чопик (1976) і К. А. Малиновський (1980) [30,31,52,53].

Як визначає в своїх працях В.І.Чопик (1969), специфікою поясного розподілу в Буковинських Карпатах є здебільшого відсутність передгірного поясу, що пов’язаний із загальним підняттям цього району над рівнем моря. Це зумовлює виділення тут двох поясів: гірсколісового та субальпійського.

РОЗДІЛ II. ОБ'ЄКТ, ПРЕДМЕТ, МЕТОДИ І ОХОРОНА ПРАЦІ ПРИ ВИКОНАННІ ДОСЛІДЖЕНЬ

2.1 Об'єкт, предмет і методика досліджень Об'єкт наших дослідженнь: раритетний компонент флори Буковинських Карпат.

Предмет дослідження: таксономічний склад раритетних видів флори, їхня хорологічна характеристика, природоохоронний статус, наукове значення, причини зміни чисельності та охорона.

Методика досліджень. Для виконання роботи використовувались матеріали Гербарію Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича, а також дані літературних джерел і результати власних досліджень.

Назви таксонів (видів, родів, родин) наведені за зведенням С.Л. Мосякіна та М. М. Федорончука (1998) з урахуванням змін які наведені у «Червоній книзі України» (2009) [8,51,77].

Аналіз систематичної структури раритетного компоненту флори проведено з використанням методичних підходів розроблених О. І. Толмачовим (1974).

Природоохоронний статус видів наведено відповідно до ст. 13 Закону України «Про Червону книгу України» та з урахуванням регіональних особливостей популяцій цих видів які наведені у монографії І.І. Чорнея, В. В. Буджака і А.І. Токарюк (2010).

Хорологічний аналіз видів наведено за результатами їх поширення в природних регіонах Чернівецької області: Буковинських Карпатах, Передкарпатті, Прут-Дністровському межиріччі [48,66].

Аналіз типів життєвих форм раритетного компоненту флори проведено з використанням класифікації біологічних типів К. Раункієра (1934).

2.2 Природні умови досліджуваної території

Рельєф. Гірська частина області представлена Буковинськими Карпатами, що складаються з низки паралельних хребтів.

Буковинські Карпати займають 6,25% території Українських Карпат. Адміністративно вони розташовані в межах Чернівецької обл., становлячи 18,5% її площі. Середні абсолютні висоти — 860 м над р.м. (9, ІЗ). Більша частина поверхні — не иизькогір'я (500—900 м над р.м.) та середньогір'я (900—1500 м над 1 р.м.) — відповідно, 56,8 та 43,0% площі, високогір'я (понад 1500 м над р.м.) — лише 0,2% іх площі. Амплітуда коливання висот сягає 1224 м — від 350 м у 1 руслі р Черемош біля м. Вижниця до 1574 м на масиві Яровиця.

Сучасний рельєф території Буковинських Карпат утворився впродовж тривалого часу горотворення і руйнівної діяльності зовнішніх чинників. Ця територія зазнала дії внутрішніх сил, які утворили гори, що простягаються пасмами і хребтами з північного заходу на південний схід. Рельєф західної частини території утворився переважно під дією текучих вод [9,10].

Клімат. У формуванні ландшафтів Буковинських Карпат важлива роль відводиться кліматичним умовам. Клімат досліджуваної території — помірно-континентальний із прохолодною зимою і теплим помірно вологим літом. Приблизно кожен четвертий рік помітно менш вологий ніж попередні роки. На формування клімату має значний вплив волога та тепле атмосферне повітря, яке приносить переважно північно-західні вітри. Найхолоднішим місяцем є січень. Його середні температури становлять -7°С до -8°С. Зима помірно м’яка. Середня товщина снігового покриву 0,3−0,5 м в останні роки спостерігаються багатосніжні зими з хуртовинами, ожеледями, сніговими заметами. Висота снігового покриву пересічно сягає в горах до 50−125 см і більше. Взимку в горах переважно вітри, дмуть по долинах. Зима триває в горах від 3,5 до 4 місяців на висоті 850−1000 м і до 5 місяців на вищих рівнях. Весна тривала, затяжна (від 80 до 120 днів), з різким коливанням температури. На кожні 100 м висоти початок весни запізнюється на 2 дні, а кінець-на 8 днів. На зимові й весняні місяці припадають найбільші швидкості вітру. Весна починається наприкінці березня. Сніг сходить у третій декаді квітня. В цей час починається активна вегетація рослин. У квітні середньомісячна температура сягає +9,5°С заморозки бувають і на початку травня. Середньорічна температура повітря гірської зони коливається від +3 °С до +6°С. Внаслідок різкого підвищення температури повітря у весняний період відбувається процес швидкого сніготоплення, що в свою чергу призводить до підвищення рівня води у гірських річках та частого підтоплення населених пунктів, пошкодження мостів, берегозахисних споруд. Відлиги в гірській місцевості спостерігаються значно рідше. Літо помірне досить вологе. Найтепліший місяць — липень. Середня температура липня +12°С. Переважно в червні — липні часто бувають опади, зливи, грози. Внаслідок цього можлива активація розвитку шкідливих екзогенних процесів, зокрема підтоплення, повеней, бокової ерозії річок, селевих явищ. Типовим осіннім місяцем вважається жовтень. Осінь частіше за все тепла. Опади бувають рідко. Поступово збільшується хмарність, спостерігаються короткочасні заморозки та снігопади, що, як правило не призводить до виникнення надзвичайних ситуацій природного характеру. Середня температура становить +8,0 — +8,5°С. Середньомісячна кількість опадів 1000 — 1100 мм. в гірській частині та 560 — 800 мм. в долинах річок. Тривалість холодного періоду з мінусовими температурами коливається щороку в межах до 100 днів. У перехідні періоди бувають заморозки на поверхні грунту та в повітрі. Особливо небезпечними є пізні весняні заморозки, які можуть призвести до вимерзання сільськогосподарських рослин. Осінь триває 3 — 3,5 місяця. З підняттям на кожні 100 м вона настає на 5 — 6 днів раніше і закінчується на 2 — 3 дні пізніше. В цілому осінь тепла й сухіша ніж весна. Перші приморозки бувають у серпні — вересні. Восени переважно гарна, сонячна погода тримається у вересні та жовтні, у сезон «бабиного літа». Неповторною красою відзначається період золотої осені, що припадає на середину жовтня. В цілому клімат Буковинських Карпат сприятливий для рослинного, і для тваринного світу, корисний і для здоров’я людей.

Водний режим. Важливу роль у диференціація ландшафтних комплексів відіграє гідромережа, середніх та малих річок району. Найбільшими водними артеріями є річки Сучава, Путилка, Черемош — найбільша права притока р. Прут. Його басейн займає понад 16% площі області. Черемош протікає по північно-західній мережі області, загальна довжина його 80 км, а утворюється від злиття Чорного і Білого Черемошів. У гідрографічному відношенні р. Черемош поділяється на дві частини: гірську та передгірно-рівнинну. Верхня частина довжиною 33 км — це гірська річка, яка протікає по вузькій глибокій гірській долині з крутими схилами, вкритими лісом. Заплава не розвинена і спостерігається лише на окремих ділянках.

Територія Буковинських Карпат має значні запаси водних ресурсів також за рахунок таких річок як: Перкалаб — ліва притока Білого Черемошу, Ріпень— ліва притока Путилки, Сторонець — ліва притока Путилки, Дихтинець — ліва притока Путилки, Товарниця — права притока Черемошу, Сирет та ін. Водні ресурси представлені переважно річковим стоком, який утворюється за рахунок значного зволоження території атмосферними опадами. Підземні води Буковинських Карпат представлені мінеральними водами. Найбільшою водоносністю відзначаються алювіальні відклади, які заповнюють заплави і тераси річки Черемош. Єдине в гірській території є озеро Буковинське Око знаходиться в оточеній хвойним лісом котловині в Путильських горах, неподалік від села Нижній Яловець. Площа водойми 1,2 га, глибина понад 10 м. У ньому не водиться риба, температура води навіть у жарку погоду не перевищує 12 — 14.

Грунти. Залежно від умов ґрунтоутворення, які визначаються складом материнських порід, характером рельєфу, кліматичних показників, у нашому краї сформувалися різні типи грунтів, що різняться своєю родючістю і придатністю для вирощування тих чи інших рослин. Територія Буковинських Карпат розташована в гірській місцевості, яка вкрита хвойними лісами. Тут поширені дерново-підзолисті грунти. Вони утворилися в підвищених межиріччях під хвойними лісами та на луках. По долинах річки Черемошу внаслідок зволоження утворилися лучні грунти. Грунт руйнується текучою водою, вітром. Якщо у грунті мало гумусу, він стає дуже пухким і руйнується. Якщо розорати крутий схил, то грунт з нього змиває вода. Ці грунти бідні гумусом. Вміст гумусу у верхньому горизонті досягає 2%. Рівень родючості за 100-бальною системою від 20 43 балів. Ці грунти потребують осушення, внесення мінеральних добрив.

Рослинність. Рослинність нашого краю дуже багата і різноманітна. На території Буковинських Карпат в якому переважає гірська місцевість є прадавні ліси, на схилах горбів і по долинах річок простягаються зелені луки, серед яких ростуть окремі масиви лісів. Тут переважають хвойні типи лісів ялини звичайної. Через багатство рослинного світу наш край називають зеленою гілкою України. На розміщення рослинності впливають декілька чинників: рельєф, клімат, грунти, глибина залягання грунтових вод, діяльність людини та ін. Вирішальне значення має клімат. У зв’язку з цим в Буковинських Карпатах спостерігається висотна поясність. Тут нараховується більше 1000 видів рослин. Переважна більшість рослинного покриву складають ліси [9,13].

2.3 Охорона праці при проведенні досліджень Працюючи в експедиції, кожен студент-практикант повинен дотримуватись певних правил техніки безпеки:

При проведенні польових робіт, при переміщенні і виборі місць для табірних стоянок слід постійно забезпечувати повну безпеку людей, безаварійність транспортних засобів, збереженість польової документації.

Враховуючи природні умови місцевості, необхідно пам’ятати про можливість появи природних стихій. При їх наближенні всі роботи слід припинити і всю увагу скерувати на забезпечення повної безпеки людей і збереження експедиційного майна.

Польове обладнання з гострими і ріжучими частинами повинно переноситись в захисних чохлах або сумках.

Під час експедиції забороняється співробітниками самовільно відлучатись з експедиційного табору.

На транспортних засобах люди повинні бути розміщені з максимальною зручністю.

При несприятливих умовах (на слизьких ділянках дороги, в сильному тумані та ін.) в машині залишається тільки водій, пасажирам необхідно вийти з машини.

Забороняється пити сиру воду з місцевих джерел.

Вихід в маршрут по одинці в будь-яких районах робіт категорично забороняється. На маршрут необхідно призначати не менше двох чоловік, один з яких призначається старшим і несе відповідальність за дотримання техніки безпеки.

Кожний співробітник експедиції повинен бути забезпеченим індивідуальним медичним пакетом.

Учасник експедиції, який загубився на маршруті, повинен намагатись в смугу даного маршруту, де можлива зустріч з членами експедиції. На шляху необхідного залишити записки, позначки, за якими можна було б відшукати заблуканого.

Всі експедиційні робітники перед виїздом на польові роботи повинні навчитись методиці і прийомам надання першої медичної допомоги потерпілим. Кожний польовий загін повинен мати аптечку з медикаментами і перев’язочним матеріалом.

Вживання в їжу невідомих грибів, ягід і сирої риби забороняється.

При сильних громових розрядах не можна перебувати біля поодиноких дерев.

РОЗДІЛ III. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ Природні райони Карпат такі як Чорнодільське середньогір'я, Яровицьке та Максимецьке лісополонинське середньогір'я, Путильське низькогір'я, Шурдинське лісове середньогір'я, Берегометське низькогір'я знаходяться на території Путильського, Вижницького, і Сторпожинецького адміністративних районів, і формують гірську частину Чернівецьої області, яку принято називати Буковинськими Карпатами.

Специфічність цієї території полягає в дивовижній різноманітності фізико-географічних (перепад висот сягає 1224 метривід 350 м. у руслі річки Черемош біля м. Вижниця до 1574 м на масиві Яровиця) та геологічних (флішкоі відклади палеогену, карбонатні олістоліти тріасово-юрського часу, відслонення сланців метаморфозозовані мармурові вапняки) характеристик, погодно-кліматичних та грунтових умов.

Саме ці абіотичні фактори основною мірою визначають закономірності просторового розміщення рослин та їхніх угруповань що і вивчає фітохорологія.

Поширення раритетного компоненту флори останнім часом на планеті взагалі і у всіх регіонах Карпат, зокрема, потерпає від посиленого антропогенного впливу, але саме люддство може не тільки зупинити свою руйнівну діяльість, але й відновити втрачені раритети.

3.1Хорологічний аналіз раритетного компоненту флори За даними літературних джерел [1−3,6,14,19−24,26−34,36,39−45,47−70,74−75,81−82], матеріалів гербарію Чернівецького національного університету (СHER) та результатами власних досліджень, на території Буковинських Карпат поширено 79 видів рідкісних рослин (59,8% «червонокнижників» області). Перелік виявлених видів з особливостями їх поширення представлено в додатку А. Розповсюдження раритеного компоненту флори Буковинських Карпат на території області наведено в таблиці 3.1.1:

Таблиця 3.1.1

Розповсюдження видів раритетного компоненту флори Буковинських Карпат на території Чернівецької області

Як видно з даних, наведених у таблиці 3.1.1, у гірських частинах Сторпожинецького та Вижницького районів відповідно зростає 40 та 46 раритетних видів (що складає віповідно 50,6 та 58,2 відсотки від загальної кількості рідкісних видів регіону досліджень) тоді як у Путильському районі цих видів виявлено 68, що сладає 86% від загальної кількості рідкісних видів.

Двадцять вісім видів трапляються в усіх районах регіону досліджень (наприклад Gentiana acaulis L. Traunsteinera globosa (L.) Rchb.). Anacamptis pyramidalis L. -вид характерний лише для Сторожинецького району, Ophrys insectifera L.- для Вижницького району, 23 із досліджуваних видів (наприклад Leontopodium alpinum Cass. Pinguicula alpina L.) відомі лише для Путильського району, серед них і ендемічні види Nigritella carpatica Zapaі., Poa rehmannii Asch. et Graebn., Silenanthe zawadskii Herbich, Jovibarba hirta (L.) Opiz, Aquilegia transsilvanica Schur, знайдені у високогірній частині області (хребет Чорний Діл) [26,57,63].

Як видно з таблиці 3.1.1частина із досліджуваних рослин трапляються і на території Буковинського Передкарпаття (49 видів), та 33 на території Прут-Дністровського межиріччя, що можна пояснити поступовою зміною рельєфу та природних умов.

Як уже було наведено серед рідкісних видів рослин регіону досліджень значна частина трапляється на інших природо-географічних регіонах області, але крім них у цих регіонах трапляються і інші види «червонокнижних» рослин. За допомогою порівняння таблиць 3.1.1 та 3.1.2 можна проаналізувати ці відмінності:

Таблиця 3.1.2

Розподіл рідкісних рослин флори Чернівецької області за адміністративними та природо-географічними районами

Як видно з даної таблиці, в Вижницькому та Сторожинецькому районах кількість раритетних видів зростає до 51 та 70 відповідно. Це пов’язано з тим, що ці райони частково розміщені на території Буковинського Передкарпаття, де зростають рідкісні рослини, які не приурочені до гірської частини області (Буковинських Карпат).

Буковинські Карпати становлять всьго 18,5% площі Чернівецької області, тоді як відсоток «червонокнижних» видів тут складає 59,8% від загальної кількості видів рідкісних рослин Буковини (132 види) та 12,9% від загальної кількості судинних рослин, занесених до третього видання Червоної книги України (611 види) [51,67].

Путильський район займає друге місце після Сторожинецького по кількості рідкісних видів, та перше по кількості ендемічних видів рослин, що мають важливе наукове значення.

У Буковинському Передкарпатті зростають 49 раритетних видів Буковнських Карпат, що складає 62% від загальної кількості рідкісних виді в досліджуваного регіону. Такий відсоток раритетних гірських видів у Буковинському Передкарпатті скоріше всього можна пояснити подібністю кліматичних, грунтових, геолого-географічних умов цих районів.

У Прут-Дністровському межиріччі виявилось тільки 33 види (41,7%) рідкісних рослин Буковнських Карпат, що спричинено як сутєвою різницею природно-кліматичних умов цих районів, так і малими площами природних незайманих осередків із-за господарської діяльності людини на території Прут-Дністровського межиріччя.

3.2 Таксономічний аналіз раритетного компоненту флори Буковнських Карпат Раритетний компонент флори Буковнських Карпат належить до 4 відділів: Lycopodiophyta, Pteridophyta, Pinophyta, та Magnoliophyta. Домінують серед рідкісних рослин Буковинських Карпат Покритонасінні (69 видів, тобто 87,3%від загальної кількості), тоді як серед відділу Голонасінні всьго 2 представника (2,54%), Паторотеподібних — 4 види (5,06%), та 3 види відділу Плауноподібні (3,79%).

Суттєвою особливітю таксономічного складу «червонокнижних» рослин досліджуваного регіону є те, що серед покритонасінних переважають не дводольні (21 вид), а однодольні (49 видів, що складає 62% від загальної кількості досліджуваних видів).

Таксономічний склад флори різних територій і особливо їхні родинні спектри мають специфічні особливості.(табл.3.2.1) Наприклад за наступністю та співвідношенням десяти провідних родин часто визначають подібність чи відмінність флор різних територій.

Таблиця 3.2.1

Родинний спектр раритетного компоненту флори Буковинських Карпат

Як видно з таблиці 3.2.1, родинний спектр раритетного компоненту флори Буковинських Карпат має наступні осодливості:

— рідкісні рослини Буковинських Карпат належать до 24 родин та 54 родів.

— провідною родиною представленого родинного спектру є Orchidaceae (35 видів, що складає 44,3% від загальної кількості раритетних видів).

— друге місце посідають представники Asteraceae (5 видів та 6,3%), третє - Ranunculaceae (4 види, 5%).

— Gentianaceae, Iridaceae, Ophioglossacea, Poaceae представлені трьома видами (по 5,8%)

— Amaryllidaceae, Cyperaceae, Cystopteridaceae, Lycopodiaceae, Solanaceae мають по два види у спектрі (по 3,8%)

— решта 12 родин (Alliaceae, Brassicaceae, Campanulaceae, Cariophilaceae, Crassulaceae, Colchicaceae, Fabaceae, Huperziaceae, Lentibulariaceae, Liliaceae, Pinaceae, Taxaceae) представлені у спектрі одиночними видами.

Родовий спектр раритетного компоненту флори Буковинських Карпат теж своєрідний:

— найбільшою кількістю представлені орхідні(19, що складає 35.2% від кількості родів даної флори);

— п'ять родів айстрових складають 9,26%,

— ірисові представлені трьома родами (5,6%),

— Ranunculaceae, Lentibulariaceae, Pinaceae, Amaryllidaceae, Lycopodiaceae,

Solanaceae, Gentianaceae представлені двома родами,

— кожна з решти 15 родин представлена одним родом (по 1,27%).

3.3 Біоморфологічний аналіз раритетного компоненту флори Буковинських Карпат У поняття «біоморфа» або «життєва форма» з часів Вармінга обов’язково влючається уявлення про відповідність її структурних особливостей умовам життя, про адаптивне, пристосувальне значення габітуальних ознак, які використовуються для характеристики життєвої форми.

Життєві форми як типи пристосувальних структур демонструють, з одного боку, різноманітність шляхів пристосування різних видів рослин до однакових умов, а з іншого — можливість подібності цих шляхів пристосування різних видів, родів, родин.

Взагалі для характеристики життєвих форм потрібні численні біолого-морфологічні ознаки, які крім того, відображали б поведінку рослин та їх органів у часі і загальну тривалість життя, тривалість життя окремих пагонів та листків, здатність до вегетативного відтворення і розмноження та характеристику органів, що забезпечують ці процеси.

Датський учений К. Раункієр дуже зручно вичленив з цієї сукупності життєвих форм одну дуже важливу ознаку, яка характеризує пристосування рослин до виживання у несприятливий період року — холодний або сухий. Ця ознака — положення бруньок відновлення на рослині по відношенню до рівня субстрату та снігового покриву.

Рідкісні види Буковинських Карпат представлені всіма типами життєвих форм за К. Раункієром:

Рис. 3.3.1 Розподіл раритетних видів флори Буковинських Карпат за типами життєвих форм Фанерофітами є Pinus cembra та Taxus baccata (2,54% від загальної кількості видів) — в них бруньки відновлення розташовані високо над землею, оскільки сосна кедрова це дерево, а тис ягідний в районі досліджень здебільшого має кущову форму.

Два види (терофіти, 2,54%) — Sedum antiquum та Gentiana utriculosa є однорічниками; в них усі вегетативні органи відмирають на прикінець вегетаційного сезону і рослини відновлюються на наступний рік з насіння, яке перезимовує на грунті або у грунті.

Гемікриптофітів серед досліджуваних видів виявлено 23 види (29,10%), які є звичайно тав’янистими рослинами, у яких бруньки відновлення знаходяться на рівні грунту, або занурені головним чином у підстилку, утворену мертвим рослинним відпадом. У цю групу входять: Cystopteris sudetica, Carex loliacea, Carex umbrosa, Epipactis atrorubens, Epipactis helleborine, Epipactis palustris, Goodyera repens, Listera ovata, Festuca porcii, Festuca saxatilis та інші.

Найбільшу групу сформували геофіти — іх 44 видів що складає 55,70% - від загальної кількості представників біоморф. Всі вони є геофітами, тому що бруньки відновлення в них знаходяться у землі на деякій глибині, у вигляді кореневища, бульби чи цибулини. Прикладами цієї найчисельнішшої форми можуть бути: Botrychium lunaria, Botrychium matricariifolium, Botrychium multifidum, Allium ursinum, Galanthus nivalis, Leucojum vernum, Colchicum autumnale, Crocus heuffelianus, Gladiolus imbricatus, Iris sibirica, Lilium martagon, Anacamptis coriophora, та інші види.

Криптофітами — рослини в яких бруньки відновлення знаходяться у грунті. Серед досліджуваних нами видів криптофітами є: Cystopteris montana, Lathyrus laevigatus, Aconitum jacquinii.

Для нормального формування та розвитку рослинам, як і іншим організмам, потрібні потрібні оптимальні умови зволоження, освітлення, живлення, тощо. Відхилення від оптимуму як у бік підвищення, так у бік пониження показників, призводить до формування ознак, за якими рослини можуть бути віднесеними до різних типів гігроморф, трофоморф тощо.

Розподіл раритетного компоненту за відношенням до умов освітлення представлено в таблиці 3.3.1:

Таблиця 3.3.1

Розподіл раритетних видів флори Буковинських Карпат за відношенням до умов освітлення

Всім без винятку зеленим рослинам для нормальної життєдіяльності потрібне сонячне опромінення, тільки деякі витримують певне затінення, хоча добре розвиваються при прямому освітленні (це тіневитривалі рослини, або сциофіти), тоді як в інших процес фотосинтезу починає переважати над процесом диханя тільки при високій інтенсивності освітлення (це тіненевитривалі рослини або геліофіти).

Відповідно до таблиці 3.3.1 група геліофітів є найбільш чисельною (34 види). Це рослини приурочені до відкритих місцезростань наприклад Anacamptis morio, Gymnadenia densiflora, Saussurea discolor та інші.