Экология, 2019, № 5, стр. 373-377

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Объектами исследования были выбраны 38 редких видов растений разных жизненных форм и семейств, причем только те, все основные местообитания которых в Республике Марий Эл были известны. В результате такого выбора рассмотренные виды характеризовались наличием одной уникальной ценопопуляции или небольшим числом ценопопуляций: Apiaceae – берула прямая (Berula erecta (Huds.) Hoffm.), лазурник трехлопастной (Laser trilobum (L.) Borkh.), морковь дикая (Daucus carota L.), мордовник шароголовый (Echinops schaerocephalus L.); Araceae – аир обыкновенный (Acorus calamus L.); Aspleniaceae – костенец постенный (Asplenium ruta-muraria L.); Asteraceae – василек ложнопятнистый (Centaurea рseudomaculosa Dobrocz.); Athyriaceae – голокучник Роберта (Gymnocarpium robertianum (Hoffm.) Newm.), диплазий (орлячок) сибирский (Diplazium sibiricum (Turcz. ex Kunze) Kurata); Boraginaceae – пупочник ползучий (Omphaloides scorpioides (Hanke) Schrank); Botrychiaceae – гроздовник ромашколистный (Botrychium matricariifolium A.Br. ex Koch); Brassicaceae – зубянка пятилистная (Dentaria quinquefolia Bieb.), лунник оживающий (Lunaria rediviva L.); Cyperaceae – осока малоцветковая (Carex pauciflora Lightf.), осока метельчатая (Carex paniculata L.); Dipsacaceae – короставник татарский (Knautia tatarica (L.) Szabo); Dryopteridaceae – многорядник Брауна (Polystichum braunii (Spenn) Feé); Fabaceae – астрагал серповидный (Astragalus falcatus Lam.), вязель пестрый (Coronilla varia L.), дрок германский (Genista germanica L.), люпинник пятилистный, или клевер люпиновый узколистный (Lupinaster pentaphylloides Moench ssp. angustifolius (Litv.) Soják), остролодочник волосистый (Oxytropis pilosa (L.) DC.); Fumariaceae – хохлатка Маршалла (Corydalis marschalliana (Pall. ex Willd.) Pers.); Lamiaceae – тимьян блошиный (Thymus pulegioides L.), шалфей мутовчатый (Salvia verticillata L.); Najadaceae – наяда большая (Najas major All.), наяда гибкая (Najas flexilis (Willd.) Rostk. et Schmidt; Oleaceae – ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior L.); Ophioglossaceae – ужовник обыкновенный (Ophioglossum vulgatum L.); Orchidaceae – калипсо луковичная (Calypso bulbosa (L.) Oakes); Ranunculaceae – ветреничка алтайская (Anemonoides altaica (C.A. Mey.) Holub); Rosaceae – кизильник черноплодный (Cotoneaster melanocarpus Fisch. ex Blutt), морошка приземистая (Rubus chamaemorus L.); Scrophulariaceae – мытник скипетровидный (Pedicularis sceptrum-carolinum L.); Trapaceae – водяной орех, чилим плавающий (Trapa natans L. s.l.); Zannichelliaceae – занникеллия ползучая (Zannichellia repens Boenn.).

Данные о распространении вида в Республике Марий Эл взяты из Красной книги [7] и других наших материалов. В качестве меры связности местообитаний одного вида возможными генными потоками в чреде поколений мы выбрали 5‑километровый радиус вокруг каждого местообитания исследованных нами видов. При описании среды обитания подробно анализировали характеристики условий среды, в частности картографические данные по типам почв [8], рельефу [9] и охраняемым природным территориям [10] Республики Марий Эл.

Для подразделения территории на однородные участки использовали ГИС-технологию анализа тематических географических карт [11]. Для этого в программный пакет QGIS 2.18.15 [11] загружали карты типов почв, рельефа и других параметров, а на них проецировали местообитания исследованных видов с известными координатами. Затем вокруг каждого местообитания описывали круг радиусом 5 км; соседние местообитания считали связными, если эти круги пересекались. Кроме того, если связные местообитания характеризовались одним типом почв, одним типом рельефа и т.п., их относили к одной экогеографической единице (ЭГЕ; см. [5, 6]). Каждая ЭГЕ может состоять как из одного, так и из нескольких местообитаний данного вида. Никаких априорных ограничений на число местообитаний в одном ЭГЕ, на площадь и количество разных ЭГЕ одного и того же вида в данном регионе не налагается.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Согласно физико-географическому районированию Республики Марий Эл [12], исследованные нами виды можно отнести к лесостепной области возвышенного Предволжья, южно-таежной области Марийской низменности и южно-таежной области возвышенности Вятского увала (рис. 1).

Рис. 1.

Местообитания исследованных 38 редких видов (черные точки), спроецированные на почвенную карту Республики Марий Эл; серые кружочки – 5-километровые зоны вокруг каждого местообитания каждого вида.

Используя наш подход [5, 6], для каждого из 38 видов мы выделили экогеографические единицы (ЭГЕ). Экогеографические единицы двух или большего числа разных видов, расположенные территориально близко друг к другу и находящиеся в сходных почвенных и иных условиях, можно объединить в многовидовые экогеографические агрегации (ЭГА). Всего нами выделено 11 ЭГА исследованных редких видов Республики Марий Эл (рис. 2).

Рис. 2.

Участки территории, занимаемые многовидовыми экогеографическими агрегациями исследованных редких видов (1–11), спроецированные на карту рельефа Республики Марий Эл: ЭГА-1: C. marschalliana, D. carota, D. quinquefolia, F. excelsior, N. major, O. vulgatum; ЭГА-2: A. calamus, F. excelsior, T. natans; ЭГА-3: C. paniculata, P. sceptrum-carolinum; ЭГА-4: B. matricariifolium, C. pauciflora, G. germanica, N. major, R. chamaemorus; ЭГА-5: C. varia, L. pentaphylloides, L. trilobum, O. scorpioides, O. vulgatum, Th. pulegioides, Z. repens; ЭГА-6: B. erecta, C. pauciflora, K. tatarica, N. flexilis, O. vulgatum; ЭГА-7: D. sibiricum, G. robertianum, L. rediviva, O. vulgatum, P. braunii ; ЭГА-8: A. rutamuraria, C. melanocarpus, D. sibiricum, G. robertianum, O. pilosa; ЭГА-9: A. falcatus, E. schaerocephalus, O. pilosa; ЭГА-10: A. falcatus, C. рseudomaculosa, O. pilosa; ЭГА-11: C. bulbosa, D. sibiricum, S. verticillata.

Возникает вопрос, с какими условиями среды обитания связана тесная пространственная кластеризация экогеографических единиц разных видов, позволяющая объединить их в экогеографические агрегации? Рассмотрим отдельные ЭГА.

Первая экогеографическая агрегация (ЭГА-1) состоит из ЭГЕ шести видов (см. рис. 2). Данная локальность для пяти из этих видов является северной или северо-восточной границей их ареалов [7], шестой вид – ужовник обыкновенный – циркумбореальный вид и приурочен в основном к лесной зоне и лесному поясу гор, что отличает южную часть Горномарийского района, занимаемую ЭГА-1. Другой пример – самая большая по числу видов экогеографическая агрегация ЭГА-5, которая включает семь видов, относящихся к разным жизненным формам и экологическим группам. ЭГА-5 находится в Волжском районе, который является северной границей всех этих видов. Отметим также, что большинство других экогеографических агрегаций (№ 6–8, 11) сконцентрированы в зоне Марийско-Вятского увала, сложное развитие которого вызвано тектоническими движениями [13]. Здесь отмечены карбонатные почвы и близкое залегание мергелей, что является предпочтительным для включенных в эти агрегации видов и привело к группированию ценопопуляций указанных видов на одних и тех же участках.

Следует отметить, что далеко не все из этих участков входят в существующие или планируемые природоохранные зоны, несмотря на то, что обширная географическая сеть ООПТ Республики Марий Эл охватывает основные типы ландшафтов – лесные, луговые, водные и болотные (рис. 3).

Рис. 3.

Расположение существующих и планируемых охраняемых территорий и участков многовидовых экогеографических агрегаций в Республике Марий Эл: сплошной границей выделены участки территории, занимаемые экогеографическими агрегациями (их номера см. на рис. 2); сквозь них просвечивают границы охраняемых территорий; белые области с пунктирными границами – это существующие заказники, памятники природы и ООПТ федерального значения; зачерненные области – проектируемые охраняемые территории.

Выделенные нами участки территории, занимаемые многовидовыми экогеографическими агрегациями редких видов растений (см. рис. 3), можно рассматривать как кандидатов на создание новых охраняемых природных территорий в Республике Марий Эл. Особенно это важно для входящих в агрегации видов, находящихся на грани исчезновения, например для водных растений Najas major, Najas flexilis, Zannichellia repens и Trapa natans: загрязнение и эвтрофикация водоемов привели к резкому сокращению популяций этих видов. Добавим, что, помимо многовидовых экогеографических агрегаций, внимания требуют и те редкие виды, которые не вошли ни в одну из выделенных ЭГА, например Anemonoides altaica, – для них необходима организация видовых заказников.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Реализация нашего подхода к выделению экогеографических единиц (ЭГЕ) растений и экогеографических агрегаций (ЭГА) редких видов основывается на информации, полученной из тематических географических карт и Красных книг. Определение экогеографических агрегаций редких видов позволяет подойти к выделению ООПТ научно обоснованными методами. Например, на территории Республики Марий Эл мы предлагаем расширить границы существующих и проектируемых ООПТ с включением в их состав сопредельных территорий, на которых выделены экогеографические агрегации (ЭГА-1, 4–6, 9, 10), и создать новые ООПТ, включающие другие ЭГА (с учетом имеющихся коммуникаций, сельскохозяйственных угодий и других ограничений).

Создание и ведение региональных и национальных карт растительности, почв, климата и Красных книг стало значительным шагом в деле защиты природы и объектов животного и растительного мира. Их основное предназначение – это накопление и распространение научно обоснованной информации о природном разнообразии, в т.ч. редких, исчезающих и находящихся под угрозой исчезновения представителях флоры и фауны. Такая информация важна для разработки и реализации мер по охране, восстановлению и рациональному использованию биоразнообразия, в т.ч. при выработке рекомендаций по выделению охраняемых природных территорий.

Работа выполнена в рамках темы ГЗ 0112-2019-2 (подтема “Эколого-генетическая структура вида”).