Закономірності синантропізації рудеральних і сегетальних видів на обезліснених околицях Маслівського лісництва

Закономірності синантропізації рудеральних і сегетальних видів на обезліснених околицях Маслівського лісництва

Вступ

Розвиток цивілізації, ріст народонаселення та підвищення потреб людства стали причиною глобальних змін екосистем. Сучасна людина є очевидцем таких явищ, як антропогенна трансформація екосистем і «гомогенізація» біосфери, тобто переселення певних видів рослин із одного регіону в інший, викликане діяльністю людини. Ще через тисячу років майже вся поверхня землі та значна частина водойм будуть змінені людиною або їх фіто — та зооценози будуть суттєво відрізнятися від тих, які існували тут всього декілька сотень років тому.

Практично усі зміни рослинності, що відбуваються в сучасний період, носять синантропний характер. Сьогодні процес синантропізації набув масштабу, коли є усі підстави говорити про антропогенну еволюцію екосистем.

Подібно до природних діючих стресорів, наприклад, засолення, забруднення ґрунту важкими металами, вивітрювання, викидам SO2 поблизу вулканів, впливу інших факторів, антропогенні стресори також призводять до зміни ареалів рослин.

Підвищене навантаження на ландшафт у вигляді землеробства, випасання худоби, а в останні століття і вплив індустріалізації, викликали неминуче скорочення лісових площ, ареалів деревних порід та видів нижнього лісового ярусу.

Обезліснені ландшафти є сприятливими для імміграції чисельних однорічних та багаторічних рудеральних та сегетальних рослин, в першу чергу, з Південної та Південно-Східної Європи, Західної Азії, з Південної та Північної Америки, Південної та Східної Азії.

Така зміна місцезростань дала можливість багатьом сегетальним та рудеральним видам переміститися із своїх вихідних південних та східних областей розповсюдження на відкриті середньоєвропейські ландшафти.

Там, де рослинний покрив зруйнований і з’явилися вільні екологічні ніші, природні рослинні угруповання втратили свою рівновагу, конкуренція збоку місцевої флори дуже послаблена. Таке рослинне угруповання вже не здатне протистояти заселенню території іншими рослинами.

Легко оселитися рослинам там, де природний рослинний покрив зруйнований розорюванням, житловим, промисловим чи транспортним будівництвом. Подібні ділянки виникли вже з перших кроків господарської діяльності людини, особливо у процесі освоєння земель під сільськогосподарські угіддя. З часом інтенсивний розвиток сільського господарства, техніки та економіки, урбанізація, розширення сфери діяльності суспільства призвели до зміни природних ландшафтів культурними і? до істотних змін аборигенної рослинності на величезних просторах. Нині близько 40% поверхні Землі остаточно перетворено людиною.

Зараз у світі понад 30 000 видів, що вважаються сегетальними або польовими бур’янами, при цьому лише 1800 з них викликають щорічні втрати продукції в обсязі 9−10% врожаю. У колишньому СРСР ці втрати оцінювались в 11%. В Україні зараз вони не менші. Біологічні резерви бур’янів України проявляються у різноманітті видового набору і високій невибагливості до умов вирощування порівняно з культурними рослинами; високій плодючості та коефіцієнті розмноження; кращій адаптованості до умов середовища і є практично невичерпними, а втрати врожаю через них — небезпечними для економіки держави.

За результатами вибіркової оцінки забур’яненості площ під посівами сільськогосподарських культур та в обезліснених ділянках вона виросла за 15 років із 60% до 85% полів, ступінь засміченості яких досягає середнього та високого рівня. Дана ситуація визначається дисбалансом не на користь систем боротьби з бур’янами.

Сьогодні практично відсутні моніторинг, екологічна експертиза за станом забур’янення тих ділянок лісу, які втратили свій природний покрив через господарську діяльність людини.

Біологічні інвазії (занесення, уживання і поширення) чужорідних видів — представників усіх існуючих нині царств живих організмів за межі своїх первинних ареалів набули нині глобального характеру.

Дана робота присвячена дослідженню закономірностей синантропізації руде-ральних і сегетальних видів на обезліснених околицях Маслівського лісництва.

Актуальність досліджень полягає в тому, що вони стосуються проблеми синантропізації, як одного із найбільш чітко виражених наслідків впливу людського фактору на природну флору взагалі та на регіональну зокрема, на що звертається увага в численних публікаціях вчених. Внаслідок синантропізації відбувається поступова зміна місцевої флори й втрата нею своїх специфічних особливостей, спостерігається збільшення числа особин еврибіонтних і зменшення числа особин стенобіонтних видів рослин, зменшення різноманітності аборигенних видів, посилення процесів ізоляції окремих частин ареалів видів. Процеси синантропізації охопили нині різні регіони планети. На думку К. М. Ситника (1997) в третьому тисячолітті можлива катастрофічна синантропізація флори України.

Мета роботи: виявлення закономірностей антропогенної трансформації рослинного покриву на прикладі обезліснених околиць Маслівського лісництва, оцінка рівня синантропізації і адвентизації, визначення екологічної загрози заносних видів рослин на обезліснених екосистемах Маслівського лісництва.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні завдання:

1. Дослідити обезліснені ділянки околиць Маслівського лісництва.

2. Виявити частку заносних рослин у його екосистемах.

3. Визначити рясність заносних рослин у обезліснених екосистемах Маслівського лісництва.

4. З? ясувати насіннєву продуктивність окремих заносних видів, а саме: злинки канадської (Conyza Canadensis), ромашки непахучої (Tripleurospermum inodorum), тонколучника північного (Phalacroloma septentrionale), ромашки запашної (Lеpidothesa suaveolens).

Обєкт роботи

Новизна роботи полягає в здійсненні еколого-ландшафтного аналізу сегетальних рослин на обезліснених околицях Маслівського лісництва, а також у виявленні частки заносних видів рослин та оцінці їх насіннєвої продуктивності.

Практичне значення нашого дослідження полягає в тому, що його результати можуть бути використані для проведення подальшої екологічної експертизи за станом забур’янення тих ділянок лісу, які втратили свій природний покрив по вині людини. Висновки можна рекомендувати працівникам лісових господарств із метою запобігання поширенню адвентивних видів та збереженню природних ландшафтів.

1. загальна Характеристика Маслівського лісництва

1.1 Місцезнаходження, площа, коротка загальна характеристика об'єкта

заносний рослина лісництво продуктивність Маслівське лісництво, загальною площею 1530 га, входить до складу Ржищівського державного лісового господарства і розташоване у південно-східній його частині на території Миронівського адміністративного району.

Контора лісництва знаходиться в селі Маслівка, Миронівського району Київської області, на відстані 42 км. від контори держлісгоспу. Територія лісництва становить 1 ділянку та 4 обходи.

Попереднє лісовпорядкування було проведено в 1983 році Українською експедицією українського лісовпорядкувального підприємства. Роботи виконувалися відповідно до вимог лісовпорядкувальної інструкції 1964 року. За даними попереднього лісовпорядкування початкова площа земель складала 1527 га. За минулий ревізійний період в склад лісництва було прийнято 3 га земель. Таким чином, до моменту дійсного лісовпорядкування загальна площа лісництва становила 1530 га.

Лісовпорядкування 1993 року проведено Комплексною експедицією Українського державного лісовпорядкувального виробничого об'єднання Міністерства лісового господарства України. Роботи виконувалися у відповідності до вимог лісовпорядкувальної інструкції 1986 року.

Площа лісогосподарства поділена на 3 планшети. В якості картографічної основи для складу лісовпорядкувальних планшетів використані матеріали землевпорядкування 1967;1972 років і лісовпорядкування 1983 року.

Для визначення типів лісів лісовпорядкувальною організацією використовувалася схема лісів, складена на основі графічної сітки Олексієва-Погребняка кандидатом с-г. наук Федець І.Ф.

1.2 Характеристика кліматичних умов району, лісорослинна зона господарства

Лісові масиви розташовані на території Канево-Ржищівського району північної частини правобережної лісостепової зони.

Згідно лісорослинного районування територія Маслівського лісництва відноситься до зони широколистяних лісів Скандинавсько-Руської провінції Євроазіатської лісової області помірного поясу. За фізико-географічним районуванням лісове господарство віднесено до Українського Полісся.

Клімат помірно-вологий (табл. 1.1), континентальний, для якого характерним є вологе літо та м’яка зима. Наявний ряд кліматичних факторів, що негативно впливають на ріст і розвиток лісових насаджень: нестійке (мінливе) зволоження ґрунту, періодичні посухи, які повторюються через 5−10 років, пізні весняні та ранні осінні заморозки, а також безсніжні зимові періоди при наявності заморозків.

Сумарна радіація на Поліссі досягає 90−95 ккал/смІ, 80% якої йде на випаровування вологи. На Поліссі 1500−1800 годин сонячного сяяння.

Таблиця 1.1. Середньомісячна відносна вологість повітря о 13 год. (%) та число днів із відносною вологістю о 13 год.> 18% і за будь-який із строків спостереження < 30%

Температурний режим

Крім сонячної радіації, клімат формується під впливом атмосферної циркуляції - перенесення повітряних мас із різною температурою та різною кількістю вологи. Зимою на Поліссі в основному домінує атлантичне морське повітря, рух якого супроводжується потеплінням та опадами. Літом проходить трансформація цього повітря в континентальне. Крім того, сюди доходять арктичні повітряні маси, які зимою викликають значне похолодання, а весною — пізні заморозки.

Середньорічні агрокліматичні показники Миронівського району наведені у табл. 1.2.

Таблиця 1.2. Середньорічні агрокліматичні показники

Сума опадів за рік становить 610 мм, за період з температурою більше 10єС — 370 мм. Число опадів із найбільшим сніговим покривом складає 85 днів. Середня із максимально-декадних висот снігового покриву рівняється 17 см.

Клімат як один із факторів лісорослинних умов має виключно велике значення в житті лісу. Із кліматичних факторів, які впливають на ріст і розвиток рослинності основним є показник tє повітря (табл. 1.3). Негативний вплив на розвиток рослинності вносять пізні весняні та ранні осінні заморозки, котрі весною присутні на початку травня, а інколи можуть спостерігатися і в кінці травня та на початку червня. Перші осінні заморозки починаються у кінці вересня, а в окремі роки — на початку цього місяця. Протяжність вегетаційного періоду в середньому дорівнює 195 днів з коливанням від 188 до 220 днів.

Таблиця 1.3. Середньомісячна температура повітря (в градусах)

Вітровий режим

У районі розташування лісництва незначне число днів із певним добовим безвітрям: 40−45 днів на рік. Найбільш спокійними є зимові місяці (грудень і січень). Середня швидкість вітру — 3,1 м/с; максимальна — 4,4 м/с, а мінімальна — 2,7 м/с. Найбільшою силою відзначаються західні вітри, а найменшою — північні та північно-східні вітри.

Переважаючими у всі часи рахуються західні, південно-західні та північно-західні вітри. Сильні вітри (15 м/с), при яких насадження підлягають вітровому бурелому, в середньому спостерігаються протягом 10 днів. У таблиці 1.4 подані дані про число днів із сильними вітрами.

Таблиця 1.4. Число днів із сильним вітром (> 15 м/сек)

Опади

Зима в Миронівському районі м’яка, хмарна, з відлигами. Вона тримається з грудня до березня і відзначається різними температурними коливаннями по декадах від грудня до березня в ту чи іншу сторону.

Великих морозів не спостерігається. Майже всю зиму лежить сніг. Більшість зимових днів пасмурні, часто бувають тумани, а інколи випадає дощ. Протяжність стабільного промерзання грунту в окремі роки змінюється від 110 до 140 днів, глибина промерзання коливається від 23 до 64 см.

Літом випадає в середньому 200 мм опадів, інколи бувають посухи. Звичним явищем літа є грозові дощі, які можуть іти 5−7 разів на місяць. За період спостережень середня кількість опадів (табл. 1.5) становила 489 мм.

Таблиця 1.5. Середня кількість опадів (в мм)

Рельєф, гідрографія та гідрологія території Маслівського лісництва

Рельєф місцевості, на якій розміщені лісові масиви господарства в цілому представляє собою слабохвилясту рівнину із загальним невеликим нахилом на північний схід, яку перерізає долина ставка. Рівнинний рельєф у даних умовах чергується підвищенністю у вигляді піщаних пагорбів, а особливо в північно — східній частині території Гоменового яру невеликим котловинно-подібним пониженням, а також заболоченістю впадин.

Рівнинно-низинний слабохвилястий рельєф є характерним для всієї території лісництва. Середня висота місцевості над рівнем моря 150 м. з коливаннями від 130 до 170 м.

Води Полісся відіграють важливу роль у формуванні фізико-географічних умов області, мають велике народно-господарське значення. Річки, озера, болота і підземні води, їх кількість, особливості і режим знаходяться в тісному зв’язку із кліматичними умовами, геолого-морфологічною будовою та іншими елементами географічного середовища.

Велика кількість води на території Маслівського лісництва знаходиться в болотах і в насадженнях сухих та мокрих типів лісу. Заболоченість території обумовлена характером рельєфу, екологічною будовою, кліматичними умовами, гідрологічним режимом, близьким заляганням грунтових вод — 0,2−0,5 м. на пониззях. На підвищеннях рівень води піднімається до 5−15 м.

Ґрунти Маслівського лісництва

На території Маслівського лісництва найбільше розповсюджені чорноземи, які утворилися переважно на лісовидних суглинках. Розповсюджені вони на схилах в умовах сильно-пересіченого рельєфу. Переважаючим є слабо та середньо змиті варіанти. Кількість гумусу в них коливається в межах 4−5%, всі вони опідзолені. Темно-сірі та опідзолені г’рунти розповсюджені як великими масивами, так і окремими острівками серед опідзолених чорноземів. Структура цих г’рунтів нестійка, в результаті чого вони дуже піддаються ерозії, особливо в умовах пересічного рельєфу. Процес ерозії поглиблюється в ряді місць зсувами, обвалами, а на поверхню виступають корінні породи.

Типи лісорослинних умов і типи лісу на території лісництва

Найбільш розповсюдженими типами умов місцезростання у Маслівському лісництві є субори (60%) і бор (27%). Складні субори займають 13% лісових площ, також представлені в лісництві діброви.

За вологістю домінують типи лісу із підвищеною вологістю, які складають разом 72% покритої лісом площі.

Оцінюючи співвідношення ростучих порід, які займають відповідні типи умов місцезростання і типами лісу можна зробити висновок, що соснові насадження ростуть у відповідних їм типах лісу. Частина березових, осикових і дубових насаджень ростуть в корінних соснових типах лісу. Те ж саме стосується і невеликих площ ялини, граба, тополі. Ці насадження в процесі рубок головного користування постійно замінюються сосновими насадженнями шляхом посадки лісових культур (штучний спосіб), або природнім поновленням (природний метод).

На території Маслівського лісництва переважають соснові та дубово-соснові ліси. Соснові ліси Українського Полісся, до складу яких входить Маслівське лісництво, відносяться до під тайгових лісів широколистяних хвойних лісів. Соснові ліси представлені в лісництві наступними сосновими групами асоціацій:

1. Соснові ліси лишайникові (Pineta cladinosa).

2. Соснові ліси зеленомохові (Pineta hilocomiosa).

3. Соснові ліси орлякові (Pineta ptorioliosa).

У межах цих груп виділяють ряд асоціацій, класифікація яких ще не досить розвинена.

Соснові ліси лишайникові характерні в північній частині лісництва і не мають широкого розповсюдження. Вони зустрічаються фрагментарно невеликими ділянками. Деревний ярус цих лісів невисокий і складається із сосни. Підлісок майже відсутній. Трав’янисто-кущовий ярус розріджений. В цій асоціації зустрічаються слідуючі види трав’янистих рослин:

1. Анемона лісова (Anemone silvestris)

2. Барвінок малий (Vinca minor)

3. Верес звичайний (Calluna vulgaris)

4. Герань лісова (Geranium silvaticum)

5. Конвалія звичайна (Convallarsa majalis)

Соснові ліси зелено мохові є домінуючою групою соснових лісів об'єкту досліджень. Вони розміщуються на вершинах схилів та на слабопідзолених грунтах. Деревний ярус утворює сосна у віці 60−70 років із зімкненою кроною. Як другорядна порода у цій групі зустрічається береза біла (Betula pendula). Підлісок не виражений. Трав’янистий ярус не густий, його основу складають лісові бореальні види: бедринець ломинокаменевий (Pimpsnella saxifrada), гвоздика дельтовидна (Diamanthus deltoides), герань лісова (Geranium silvaticum), копитник європейський (Acarum europeum), купина запашна (Polijghnotum oplotarum), перстач білий (Potentilla alba). Дуже добре виражений моховий ярус, який часто утворює майже суцільний килим.

Соснові ліси орлякові. Дана асоціація зустрічається по всій території лісництва.

Соснові ліси орлякові приурочені до рівних ділянок і формуються на дерново-підзолистих грунтах, які відрізняються великою родючістю. В деревостані крім сосни висотою 20−23 м є береза біла, яка частіше знаходиться в пригніченому стані ярусу підліску. Трав’яно-кущовий ярус флористо найбільше багатий серед інших груп соснових лісів. Поряд із звичайними бореальними видами, досить велику роль грають види широкої екології, які часто зустрічаються в дубово-соснових лісах і бузина чорна (Sambucus nigra), горобина звичайна або сиза (Bubus caesium); трави: скумпія звичайна (Cotinus coggygria), багатоніжка звичайна (Polipodium vulgare), дудник лісовий (Angilisa sylvestris), кропива дводомна (Urtica dioica), первоцвіт весняний (Primula veris).

Моховий ярус даної асоціації явно не виражений. Таким чином, соснові ліси орлякові по флористому складу є перехідною ланкою між сосновими і дубово-сосновими лісами.

Дубово-соснові ліси території держлісгоспу представлені слідуючими основними групами асоціацій:

1. Дубово-соснові ліси ліщинові - Querceto-Pineta-corilosa

2. Дубово-соснові ліси крушинові - Querceto-Pineta-Irangulosa

3. Дубово-соснові ліси рододендрові - Querceto-Pineta-rhododendrosa.

Найбільш розповсюдженими є ліси перших двох груп асоціацій. Дубово-соснові ліси рододендрові мають локальне розповсюдження і зустрічаються в західній, східній, північній території лісництва.

Дубово-соснові ліси ліщинові зустрічаються на всій території лісництва, а особливо у південній його частині. Вони займають добре дренові ділянки рівних місцевостей з дерново-підзолистими ґрунтами. Деревний ярус утворює сосна і дуб. Серед другорядних порід зустрічається груша звичайний (Purug communis), яблуня лісова (Malus silvestrius Mill), верба козяча (Salix carpea). Підлісок добре виражений тільки в мало порушених ценозах, де має зімкненість 0,4−0,5 і висоту 2−3 м. Утворений він ліщиною звичайною (Corulus avellana). Трав’яно-кущовий покрив середньої густоти. В даній групі асоціацій найросповсюдженою є орлякові. Орляк звичайний утворює перший під'ярус висотою до 80−100 см, а місцями і вище, під його наметом формується другий під'ярус. На більш вологих місцях домінують багаточисельні види різнотрав'я, осок, злаків, серед яких переживають бореальні види: фіалка запашна (Viola adorata), смовдь гірська (Peucedanum oreosilium), материнка звичайна (Origanum vulgari).

Дубово-соснові ліси крушинові мають широке розповсюдження у Маслівському лісництві. Деревостан характеризується примірно тими ж видами і показниками як і попередня група асоціації. Відмінність тільки в тому, що у другому під'ярусі є Populus tremula. Найчастіше зустрічаються види, які притаманні як дубово-сосновими, так і дубовими лісами: бузина чорна, шипшина травнева, брусниця великоквіткова. Моховий покрив є розріджений (10−30%), складається із звичайних лісових видів з приміссю сфагнових мохів на пониженнях.

Дубово-соснові ліси рододендронові знаходяться в межах ареалу, який розповсюджений у західній, північній, східній, рідше в південній частині території лісництва. Вони формуються в понижених рельєфах на дерново-слабопідзолистих глеюватих супісчаних ґрунтах. Деревостан їх часто одноярусний. Сосна і дуб, співвідношення яких коливається від 70-ти до 80-ти років, висотою 27−28 метрів із зімкненістю крон 0,7−0,8 м. Рідше дуб утворює другий ярус висотою 18−20 метрів. Як другорядна порода зустрічається береза біла. В даній лісовій формації підлісок найбільш розвинений. Весною, під час цвітіння рододендрону жовтого, він утворює золотистий фон, літом — майже суцільний зелений аспект. У підліску одинично зустрічаються крушина ламка (Frangula alnus), ожина сиза (Rubus carsins). Трав? яно-чагарниковий ярус не густий (20−35%), бідний флорою, що пов’язано з великим розвитком підліску і виділенням активних речовин, які пригнічують розвиток інших видів. У ньому домінують такі лісові тіневитривалі види як осока парська, герань лісова, підлісник європейський. У цілому флора даних лісів не має якихось специфічних особливостей, що відрізняються від інших дубово-соснових лісів Полісся.

Екологічна оцінка фізико-географічних умов району досліджень

Найбільше перетворення природних ландшафтів у Маслівському лісництві відбувається внаслідок вирубки лісу, будівництва, діяльності промислових підприємств, а також рекреаційних заходів. Господарською діяльністю перш за все змінена морфологічна структура мішано-лісових, заплавних та болотних ландшафтів. Суттєве перетворення відбулося у межах суцільної житлової та транспортної забудови. Тут сформувалися гетерогенні ландшафтно-міськобудівні забудови та збереженням елементів природного ландшафту всередині неї.

Місце лісових зрубів на околицях Маслівського лісництва зайняли культур — фітоценози, які сформувалися під впливом діяльності людини. Це лісові (сільвофітоценози), польові (агрофітоценози) та міські (урбофітоценози) з насадженням культурної рослинності, різноманітним складом сегетальної та рудеральної рослинності.

До найбільш характерних ґрунтів, поширених у даній місцевості, належать чорноземні ґрунти, які сформувалися під лучною рослинністю, також сірі лісові та дерново-підзолисті ґрунти, які утворились у минулому під пологом лісу.

2. Сегетальні екосистеми Київської області

2.1 Характеристика сегетальних екосистем Київської області

Структура земельних площ Київської області відображає значну роль сегетальних екосистем в ній. Власне сегетальні екосистеми складають 57%. Найбільшу частку серед них займають посіви зернових культур. Основні районовані культури, що вирощуються на даній території, такі: озима пшениця, озиме жито, ярий ячмінь, кукурудза на зерно, цукрові буряки.

За період з 1913 по 1998 р. посіви пшениці в Україні скоротилися з 8,9 до 5,6 млн. га, урожайність зросла з 9 до 26,5 ц/га, виробництво з 8 до 14,9 млн. т. Нестабільність виробництва пов’язана з погодними факторами: нерідко через вимерзання посів доводиться пересівати 1,5−2 млн. га її площ. На 1.01.1998 р. загальна площа під посівами пшениці становила в Київській області 256,3 тис га, урожайність 28,2 ц/га, валовий збір — 914,5 тисяч тон.

На території України озиме жито здавна вважається цінною продовольчою і кормовою культурою. Однак з початку століття по 1998 р. його посіви зменшилися з 4517 тис га до 699,8 тис га, урожайність зросла з 10,1 до 16,2 ц/га, виробництво зменшилось з 4,5 млн. т до 1,14 млн. т. На території Київської області загальна площа посівів жита на 1998 р. становила 38,1 тис га, урожайність — 16,2 ц/га, валовий збір — 61,8 тис т.

За загальною площею посівів кукурудзи на зерно і силос Україна входить до найбільших кукурудзосіючих країн світу. Однак вирощують її в основному на силос і зелений корм. У 1998 р. в Україні було засіяно 0,91 млн. га кукурудзою на зерно. В останні роки (1992;1998) площі посіву кукурудзи коливалися від 1,33 млн. га в 1993 рю до 0,91 млн. га в 1998 р. Разом з тим урожайність зросла порівняно з початком століття в 2,4, а виробництво — в 2,6 рази. На 1998 р. на території Київської області кукурудзою на зерно було засіяно 23,5 тис га, урожайність становила близько 31,5 ц/га, валовий збір — 80,3 тис т. Використовуючи нові сорти ячменю, інтенсивну технологію вирощування, багато господарств України отримують по 58−70 ц/га його зерна. За 85 років (1913;1998) урожайність ячменю зросла в 1,7 рази, виробництво — в 1,1 рази. На території Київської області загальна площа посівів ячменю становить близько 61,8 тис га (на 1.01.1998), урожайність — 21,1 ц/га, валовий збір — 251,8 тис т.

Основу сегетальних екосистем складають фітоценози. На формування сегетальних угруповувань впливає ряд факторів, які обумовлюють склад і особливості агрофітоценозів. Екологічні фактори є найбільш важливими, вирішальними у пристосуванні бур’янів до відповідних місцезростань. Лише оптимальні еколого-гідрологічні умови сприяють значній участі виду в агрофітоценозах на великих площах. Так утворюються комплекси бур’янів. Кожному типу грунтів властивий відповідний комплекс.

За чинним агротипологічним районуванням України В. А. Соломаха одна частина досліджувальної території, що знаходиться в Лівобережнодніпровській лісовій агротипологічній провінції Дніпровсько-Деснянському агротипологічному районі, характеризується поширенням таких ґрунтів: дерново-піщані та глинисто-піщані, дерно-слабопідзолисті піщані та глинисто-піщані. На цих грунтах сформувались такі комплекси бур’янів: в посівах зернових культур — кропиво-метлюговий, в посівах просапних культур — хвощево-пласковухий.

Інша частина досліджувальної території, що відноситься до Правобережнодніпровської лісової агротипологічної провінції Радомишльсько-Макарівського агротипологічного району, характеризується поширенням таких основних ґрунтів: дерново-підзолисті піщані та глинисто-піщані в комплексі з дерновими піщаними та глинисто-піщаними. Тут сформовані такі ж як і у попередньому випадку комплекси бур’янів: в посівах зернових культур — кропиво-метлюговий, в посівах просапних культур — хвощево-пласковухий. Решта досліджувальної території, що входить до складу Лівобережнодніпровської лісостепової агротипологічної провінції Броварсько-Бориспільського агротипологічного району, характеризується поширенням таких основних ґрунтів: дернові слабкопідзолисті, сірі лісові ґрунти, чорноземи типові та опідзолені. На цих грунтах сформувались наступні комплекси бур’янів: в посівах зернових культур — кропиво-метлюговий, молчаєво-маковий, ромашково-лободовий, в посівах просапних культур — хвощево-пласковухий, пасльоново-щирицевий.

Л.І. Телецька для даної території виділяє ще кілька комплексів бур’янів, а саме: фіалково-споришевий, березково-волошковий та пирієво — плоскуховий. Так, фіалково-споришевий комплекс трапляється у посівах зернових культур на супіщаних ґрунтах долини Дніпра в північно-східній частині Київського плато. Березково-волошковий комплекс відмічений у посівах зернових культур на опідзолених чорноземах у південно-західній та східній частинах Київського плато.

Отже, сегетальні екосистеми Київської області різноманітні як за складом ґрунтів, так і за структурою та видовим багатством агрофітоценозів.

2.2 Заносні рослини в сегетальних екосистемах Київської області

Кожен із 300 000 видів вищих рослин, що існують на нашій планеті, займає певний ареал. На цій території вид є невід'ємною частиною рослинних угруповань, перебуває з іншими видами у складних взаємовідносинах, які склалися у процесі еволюції. Кожній частині світу, флористичній області, зоні притаманна своєрідна сукупність видів (флора), яка склалася протягом століть під впливом умов навколишнього середовища.

Флора кожної окремо взятої території формується на основі трьох флор генетичних фракцій: видів, що проникли на цю територію тим чи іншим шляхом; видів, що виникли в результаті взаємодії перших двох фракцій.

Через господарську діяльність людини, багато видів поширюється умисно або неумисно. Види — іммігранти називають адвентивними рослинами (від латинського «adventits» — пришестя) — такі рослини, потрапивши в нову місцевість, що лежить за межами їх природних ареалів (переважно за допомогою штучних факторів поширення), пристосувалися до нових умов існування і почали самостійно поширюватися на новій території.

Наявність великої кількості іноземних життєздатних видів вносить істотні зміни у видовий склад і структуру аборигенної флори. Ці прибульці не тільки осідають на окультурених землях, а проникають у природні ценози Цей процес характерний і для України, на території якої майже не залишилося екосистем і рослинних угруповувань, які тою чи іншою мірою не зазнали б впливу людини.

Причини масової появи адвентивних рослин на території України і шляхи їх розселення детально висвітлені в працях М.І. Котова [18,19], В.В. Протопопової [37, 39] та інших науковців. М.І. Котов подає відомості про видовий склад адвентивної флори України в цілому [18,19], В. В. Протопопова — для Лісостепу і Степу України [37], у працях окремих дослідників, зокрема, О. С. Роговича, І.Ф. Шмальгаузена [58], М.К. Гродзінського, М. М. Бортняка [4,5], зустрічаються згадки про зростання ряду адвентивних рослин на території власне Київщини.

Відомо, що в Україну різними шляхами дісталися понад 1000 видів рослин, батьківщина яких знаходиться далеко за межами її території. Серед занесених до нас рослин є представники з різних частин світу, але переважна їх більшість (41%) американського походження. Америка — батьківщина 47 видів занесених в Україну рослин. Із них 35 видів походять із Північної Америки. Це, наприклад, щириця біла (Amaranthus albus), амброзія полинолиста (Ambrosia artemisiifolia), злинка канадська (Erigeron canadensis), соняшник однорічний (Heliбnthus бnnuus), подорожник остистий (Platantago aristata) та ін. Ці види мігрують переважно з імпортним зерном, особливо насичені їх осередки формуються в агрофітоценозах, місцях переробки сільськогосподарських вантажів та в інших порушених місцезростаннях.

Значну загрозу біологічного забруднення являють північноамериканські види, котрі не можуть ще вважатися повністю натуралізованими, однак мають дуже значний потенціал для розширення ареалу найближчим часом: галінсога (Galinsoga ciliata).

Середземноморська географічна область за кількістю представників адвентивних рослин, занесених на Україну, займає друге місце. З цієї області походить 35 видів, що складає 30%.

Батьківщиною 25 заносних видів є Азія. Це, наприклад, дурман звичайний (Datura stramonium).

Європа є батьківщиною 9 адвентивних видів [37, 39]. На території ж Київської

області за літературними даними виявлено 132 види заносних рослин; з них 90 — адвентивних для всієї території України та 42 — для Київщини, природні місцезростання яких відомі поза її межами, переважно на крайньому півдні України.

Завезення та культивування іноземних рослин спочатку відбувалися стихійно і не були науково обґрунтованими. Звичайно не завжди «переселенці» виправдовували сподівання. Іноді вони не могли акліматизуватися в нових умовах, або давали значно гірший урожай, ніж у тих осередках, звідки їх привезли. Тоді їх залишали на призволяще. Деякі з них гинули, а інші дичавіли. Звичайно ніхто не підозрював, які

сумні наслідки матимуть ці досліди. Тим часом, деякі з цих рослин ставали надокучливими бур’янами. Саме така доля спіткала види, які стали надокучливими сегетальними бур’янами: щириця біла (Amaranthus albus), злинка канадська (Conyza canadensis) та ін.

Але історія перших адвентивних рослин губиться в далекій давнині. Поза людською культурою адвентивні рослини стали з’являтися ще й ішими шляхами. Іншими шляхами. Історичні шляхи перельоту птахів давно вже стали шляхами розселення рослин. Таким шляхом розселилась водяна чума. Плавушник або елодея канадська. До всього — океани, моря й річки теж переносять насіння багатьох рослин. Деяке значення для перенесення насіння та часток рослин мають бурі, буревії, вітри. Та всі ці й подібні засоби розселення рослин цілком природні, в порівнянні з роллю людини в розселенні адвентивних рослин, вони не настільки інтенсивні, а їхні результати не настільки непередбачувані.

Найбільш важливими факторами, які сприяють заселенню цих рослин, є торгівля, розвиток транспорту, війни, переселення народів, перегін худоби.

По-перше, занесенню адвентивних рослин сприяє завезення їх з посівним матеріалом культурних рослин. Амброзію полинолисту (Ambrosia artemisiifoiia) було занесено з насінням червоної конюшини (Trifolium rubens), галінсогу дрібноквіткову (Galinsoga parviflora) — з насінням декоративних складноцвітих.

Важливу роль у занесенні адвентивних рослин відіграють ботанічні сади та сільськогосподарські дослідні станції, які висівають насіння декоративних рослин, одержане з багатьох країн світу. З 114 адвентивних рослин 29 є здичавілими.

Занесення насіння адвентивних рослин відбувається також з різними вантажами, особливо з вовною та бавовною [18,37], в яких завжди є насіння з гачками, липкими залозками, колючками. Таким способом розселилася колись нетреба колюча (Xanthium spmosum). Деякі рослини було занесено в нові місцевості кочівниками, переселенцями, колоністами. Так було занесено дурман звичайний (Datura stramonium).

В результаті війн було занесено ромашку запашну (Lepidotheca suaveolens), енотеру дворічну (Oenothera biennis).

Інтенсивне занесення рослин в наш час відбувається за допомогою транспорту, саме на залізницях вченими України в останнє десятиріччя виявлено понад 100 нових адвентивних видів.

Принципи виявлення історії видів склалися протягом багаторічного вивчення флор. Розпізнання прибулих видів від аборигенних інколи є важким завданням. За багато років стародавні адвентивні рослини могли успішно акліматизуватись, увійти до природних фітоценозів і стати в них звичайними компонентами. При віднесенні того чи іншого виду до фракції адвентивних користуються «критеріальним кодексом» В.В. Туганаєвата, О. М. Пузирьова.

Вид належить до адвентивних, якщо:

· він екологічно приурочений до вторинних місцезростань;

· відсутні вказівки про його знаходження на території України і прилеглих країн;

· у вказаних територіях немає близьких у систематичному відношенні видів;

· археологічними розкопками не знайдено його плодів або насіння;

· вид зустрічається зрідка, групами або навіть незначним числом особин;

· особини не проходять увесь життєвий цикл або ж проходять не кожен рік;

· місцезнаходження в Україні віддалені на значні відстані від основного ареалу;

· основним чинником поширення насіння є людина.

Кожна з цих ознак, взята окремо, не є достатньою для віднесення виду до адвентивних, але сукупність останніх дозволяє безпомилково визначити його генезис.

За часом імміграції адвентивні рослини поділяють на археофіти — види, занесені в Україну до 1492 року (відкриття Америки Христофором Колумбом), та неофіти або кенофіти — рослини, які недавно з? явилися у місцевій флорі. Відносно флори України серед неофітів виділяють еунеофіти, які потрапили до нас під час Першої світової війни і після неї. Але адвентивні рослини дуже важко розрізнити за часом появи, тому що один і той самий вид може бути занесений у різний час і різними способами.

Визначення способу імміграції адвентивних видів є також складним. В основу класифікації адвентивних видів за цією ознакою покладені категорії М. Ріклі ;

А. Телллунга, запропоновані ними в 1918;1919 рр. Вони вирізняли адвентивні рослини, зенесені людиною умисно, з певною метою або випадково. До перших відносяться ергазіофіти, що зростають лише у культурі і не виходять поза її межі; ергазіофіготи — здичавілі види, здатні без допомоги людини утримуватися у флорі; ергазіоліпофіти — релікти культури. Серед випадково занесених видів розрізняють дві категорії: ксенофіти — види, що випадково занесені людиною у процесі господарської діяльності; аколютофіти — види, що поширюються в результаті порушення рослинного покриву, антропогенної трансформації довкілля.

Таким чином, заносні рослини, які утворили вторинні ареали у межах України, зокрема, Київської області є досить поширеними. Вони розрізняються таксономічно (114 видів), мають різне географічне поширення, різний час занесення та відмінні за способом занесення.

Поняття про сегетальний потенціал заносного виду

Сучасний рослинний покрив України формувався довготривалий час, протягом якого відбувся відбір рослин, що існують сумісно на окремих територіях. Під впливом різних факторів він постійно змінювався і продовжує змінюватися.

Діяльність людини призвела до суттєвих змін у рослинному покриві. Флора як природне явище, що існує реально, реагує на антропогенний вплив, змінюючись тим чи іншим чином [6,7]. В першу чергу — це широке розповсюдження незначної кількості видів, що вирощуються на орних землях.

Штучні фітоценози створюються людиною за заздалегідь наміченим планом на місці знищених перд цим природних фітоценозів, та їх існування можливе тільки при умові постійного догляду за ними. Загальна назва штучних фітоценозів — культурфітоценози.

Під сегетальним потенціалом розуміють здатність заносних видів рослин розповсюджуватись у природний ареал видів, створювати в них місцеві популяції, пристосовані до абіотичних, біотичних і антропогенних чинників конкретного біоценозу або сегетальних умов зростання у цілому рослини, які входять до складу фітоценозу проти волі людини.

Сегетальними бур’яновими рослинами називають рослини, які входять до складу фітоценозу проти волі людини.

Такі рослини витісняють природні фітоценози, які вже постраждали від вирубки лісу і мають право називатися вторинними сукцесіями [28].

Колосальна чисельність бур’янів у польовому ґрунті представляє собою той невичерпний резерв, за рахунок якого формуються вторинні сукцесії лісових зрубів, а саме агрофітоценози оточують Маслівське лісництво. За сприятливих умов зростання окремі види сегетальних рослин можуть давати дуже велику чисельність насінин або плодів. Так, наприклад, за даними О.І. Мальцева [22], Ю. П. Манько та І.В. Веселовського одна рослина дає таку кількість насіння та плодів: мишій сизий (Setaria glauca) — 5520, ромашка запашна (Matricaria matricarioides) — 5300, волошка синя (Centaurea cyanus) — 6680, льонок звичайний (Linaria vulgaris) — 32 000, ромашка непахуча (Tripleurospermum inodorum) — 54 000, злинка канадська (Conyza canadensis) — 66 000, дескуранія Софії (Descurania sophia) 730 000.

З наведених даних видно, що насіннєва продуктивність сегетальних рослин значно вища за насіннєву продуктивність лісових рослин, які і при найбільш сприятливих умовах здатні давати у середньому лише біля 2000 насінин.

Невичерпні запаси бур’янового насіння у ґрунті кожного року поповнюються не лише за рахунок насіння сегетальних рослин, що ростуть на полях у складі агрофітоценозів. Джерелами засміченості лісу є зарості бур’янів вздовж доріг, на на сипах та інших місцях з порушеним природним рослинним покривом. Із цих місць насіння сегетальних рослин заносяться у ліс вітром, за допомогою тварин, агрохімічних агрегатів.

В залежності від того, за допомогою якого агента розповсюджується їх насіння, сегетальні рослини можуть бути анемохорами — розповсюджуються за допомогою вітру, гідрохорами — за допомогою води, зоохорами — за допомогою тварин і птахів та антропохорами — за допомогою людини. Перелічені групи рослин об'єднують під загальною назвою аллохорні рослини. Аллохорні рослини протиставляють рослинам автохорним, що розповсюджують своє насіння шляхом розпорошування. Досягається це наявністю особливих морфологічних структур.

В залежності від способу розповсюдження насіння тієї або іншої сегетальної рослини будуть мати відповідні пристосування. Так, насіння і плоди анемохорних рослин відрізняються летючістю, що досягається зменшенням ваги насіння при одночасному збільшенні їх проективного покриття. Збільшення проективної поверхні насіння без одночасного збільшення його маси досягається за допомогою спеціальних, дуже легких летючок на насінні та плодах.

Для насіння гідрохорних рослин характерна висока плавучість та наявність покривів, слабо проникних для води, завдяки чому насіння при знаходженні у воді не загниває. Насіння та плоди зоохорних рослин можуть переноситись або на поверхні тіла тварин (екзохорія) або всередині них, в шлунку або кишечнику (ендохорія). В випадку екзохорії насіння рослин мають на поверхні різного роду вирости, колючки, за допомогою яких вони прикріплюються до шерсті тварин і таким чином переносяться з місця на місце. У випадку ендохорії насіння рослин поїдаються тваринами, а потім викидаються разом з екскрементами. Ці насінини мають міцні покриви, що захищають зародки рослин від руйнівної дії шлункового соку тварин.

Розповсюдження антропохорних рослин зумовлене їх господарським або декоративним значенням для людини.

За своїм походженням сегетальні рослини поділяють на дві групи: бур’яни-апофіти та бур’яни-антропофіти. Апофіти — це місцеві рослини, як правило вторинних місцезростань, що проникли в культурфітоценози і пристосувалися до нових умов. Бур’яни-апофіти входять до складу лучних, рідше степових і болотних, лісових угруповань. Антропофіти — це рослини, занесені людиною.

Таким чином, сегетальний потенціал заносних рослин визначається їх здатністю пристосовуватись до інших умов зростання, зокрема на обезліснених околицях лісу.

Поняття про екологічну загрозу

Переважна більшість адвентивних рослин є сегетальними або рудеральними рослинами. Вони засмічують поля, городи, сади, пасовища, ростуть на узбіччях доріг, смітниках, пустирях, біля жител. До них належать такі злісні бур’яни, як повитиця, вовчки, амброзія полинолиста, злинка канадська, щириці. Майже у всіх адвентивних рослин утворюється сотні тисяч насінин, які протягом багатьох років зберігають схожість. Прижившись у новій місцевості, рослини продовжують поширюватися за допомогою природних засобів. Оскільки ці рослини позбавлені на новому місці своїх природних ворогів, вони перебувають у вигідному становищі порівняно з природною флорою. Деякі адвентивні рослини виділяють речовини, які пригнічують розвиток місцевих рослин, або отруйні для тварин. Крім того, вони можуть бути вкриті колючками, залозками, шорстким опушенням, тому не придатні для споживання. Такі пристосування разом з надзвичайною пластичністю, здатністю адаптуватись до різних екологічних умов, життєздатністю забезпечують їм широке розповсюдження.

З первісного осередку адвентивні рослини розносяться людиною в нові місцевості і утворюють там нові осередки. Навколо цих осередків адвентивні рослини розселяються вже самостійно і згодом утворюють нові колонії, які поступово з'єднуються між собою і поширення цих рослин набирає загрозливих розмірів.

Стаття 8h Конвенції з різноманітності закликає кожну країну, наскільки це можливо і необхідно, запобігати занесенню видів, контролювати або винищувати ті неаборигенні, адвентивні види, котрі становлять загрозу екосистемам, видам або їх довкіллю. Конференція ООН з проблем неаборигенних видів. Що відбулася влітку 1996 р. у Трондхеймі (Норвегія) визначила у своїх висновках та рекомендаціях не аборигенні як такі, що поширені в місцях або регіонах за межами їх природного ареалу, і можуть бути інвазійними (вторженцями), тобто становити загрозу екосистемам, видам або довкіллю. На можливість не аборигенних видів натуралізуватися та стати інвазійними впливає багато чинників. Виявити їх є важливим для вживання превентивних заходів.

3. Об'єкт, програма та методика дослідження

3.1 Об'єкт дослідження

Об'єктом дослідження даної роботи є заносні види рослин на обезліснених околицях Маслівського лісництва.

Предметом дослідження є вивчення сегетального потенціалу деяких заносних видів рослин на вказаній території.

3.2 Програма та методика дослідження

Обраний об'єкт дослідження — заносні види — як і предмет дослідження — їх сегетальний потенціал — вимагають різнорівневого підходу. Необхідно виявити заносні види серед сегетальної фітобіоти. Після цього слід визначити, які з них найбільш поширені (найчастіше зустрічаються і мають найвищу рясність). Для рясних видів із високим траплянням необхідно вивчити окремі біологічні та морфологічні властивості, що зумовлюють їх переваги в агроекосистемах, зокрема, насіннєву продуктивність. Тому до програми включено наступні види дослідження:

1. Виявлення видового складу рослин на обезліснених околицях Маслівського лісництва.

2. Диференціація сегетальних рослин заносних видів.

3. Частота поширення заносних рослин.

4. Визначення рясності заносних рослин.

5. Вивчення насіннєвої продуктивності окремих видів, а саме: ромашки непахучої (Tripleurospermum maritimum), тонколучника північного (Phalacroloma septentrionale), ромашки запашної (Lepidotheca suavmeolens), злинки канадської (Conyza canadensis).

6. Вивчення частки заносних рослин у засміченості ґрунтів насінням.

Програма досліджень роботи включала наступні етапи:

· передпольова підготовка;

· польові обстеження;

· камеральне опрацювання зібраного матеріалу;

· аналіз, теоретичне узагальнення та формування висновків.

Передпольова підготовка

Після уточнення мети і завдань роботи було вивчено літературні матеріали. Для найбільш оптимального прокладання маршрутів було використано геоморфологічні, кліматичні, ґрунтові карти. Опрацьована і вивчена література про природу території. Ознайомились із літературними даними про агроекосистеми району, зокрема, щодо складу, поширення, трапляння та рясності бур’янів [4,5,19,29,30].

Було уточнено методику польових досліджень, перелік необхідного обладнання та спорядження для проведення польових робіт.

Польові обстеження

На південно-західних та південно-східних околицях Маслівського лісництва було обстежено такі типи екотопів: ділянки природної рослинності (лісові, узлісся), культурфітоценози (агрофітоценози однорічних та багаторічних культур), селітебні ділянки (стежки, рудеральні екотопи).

В агрофітоценозах було вивчено видовий склад сегетальних рослин, встановлено репрезентативність заносних рослин у видовій різноманітності сегетальних екосистем та вивчено трапляння, рясність та засміченість ґрунту насінням сегетальних рослин. У природних фітоценозах, агрофітоценозах та на селітебних ділянках вивчено насіннєву продуктивність чотирьох заносних видів: злинки канадської (Conyza canadensis), ромашки запашної (Lepidotheca suavmeolens), тонколучника північного (Phalacroloma septentrionale), ромашки непахучої (Tripleurospermum maritimum).

Дослідження проводилися у червні-жовтні 2012 року. Така тривалість досліджень необхідна тому, що саме у цей час з’являється найбільше бур’янів, які є у складі агрофітоценозу, та вивчається характерна для них надземна і підземна ярусність. Всі вищі рослини мають різну тривалість вегетативного періоду і можуть сходити у різні пори року. Деякі з них мають тривалий вегетативний період їх фенологічні фази розвитку тривають із весни до пізньої осені. Спостереження за всіма фенологічними фазами дає змогу розпізнати рослини в межах роду, що інколи важко визначити на початку вегетації.

Для проведення польових досліджень використовувалось таке спорядження: польовий щоденник, гербарний прес, папір, пакети, копач, етикетки і вимірювальна рулетка. Назви рослин, що були відомі, записувалися у щоденник, де проставлялася дата, місце збирання, вказувалась екосистема, у якій зустрічається ця рослина. Тут (у щоденнику) вказуються умови зростання, стан лісової рослини, видовий облік синантропної фітобіоти, ярус зростання рослин, фаза вегетації та чисельність особин певного виду на одиниці площі.

Невідомі рослини відбиралися до гербарію, щоб потім їх визначити. До стебла рослини кріпиться етикетка з назвою, роком збирання і номером під яким рослина записана у щоденнику. Зібраний гербарій укладають у гербарний прес і висушують. Папір, яким перекладають рослини треба міняти. В ході польових дослідженб до гербарію було відібрано 213 зразків рослин.

Дослідження включають в себе 2 етапи: оглядові пилкові дослідження та детальні маршрутні дослідження.

При оглядових дослідженнях відбувається загальне ознайомлення з рослинним покривом і загальними закономірностями його розподілу відносно форм рельєфу, гідрологічної мережі. На цьому етапі ознайомилися з оточеням сільськогосподарських полів. Детальні маршрутні дослідження — це система обстежень ключових ділянок розміром 1000 мІ, розташованих на маршрутах, які прокладені за градієнтом дії певного абіотичного, біотичного та антропогенного чинника або їх комплексного впливу. Для детального маршрутного обстеження, нами було використано метод, що поєднує суть та склад обстежень, передбачених методикою Н. Ф. Комарова [за 26], М. В. Маркова та Н.М. Кулікової та В.В. Туганаєва [48], з методом закладання облікових ділянок, запропонованого Р.У.Іттекером [за 26].

Суть методики полягає у наступному. На гомогенній за абіотичними, біотичними та господарськими чинниками частині агрофітоценозу була закладена ключова ділянка розміром 20 м х 50 м, до якої прив’язані усі подальші обліки у межах даного фітоценозу. У центрі прямокутника закладали смужку з десяти облікових ділянок розміром 1 мІ кожна. Після їх послідовного обстеження, поряд, з однієї сторони закладали ще 10 ділянок по 1 мІ кожна. Далі в центрі прямокутника 20 м х 50 м відмічали квадрат 10 м х 10 м, який охоплював уже досліджені 20 облікових метрових ділянок. Після обстеження квадрата в 100 мІ вивчали решту площі прямокутника 20 м х 50 м. Таким чином, після проведення обліку, маємо дані про чисельність особин. Метою детальних, маршрутних досліджень є вивчення видового складу фітобіотів в обезліснених екосистемах; ролі кожного виду у засміченості ділянок; засміченості лісу залежно від рельєфу, клімату, ґрунтів, типу навколишніх посівів та культурних рослин. Для досягнення мети у складі детальних маршрутних обстежень передбачається наступне: