Растительные ресурсы, 2020, T. 56, № 4, стр. 326-334

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Объектом исследования служили лекарственные растения, изучавшиеся в ботаническом саду г. Алматы с момента его формирования. На постоянном месте, вплоть до настоящего времени, коллекция лекарственных растений существует с начала 50-х годов прошлого столетия. Общий список видов растений, проходивших испытание в коллекции, составлен на основе сохранившейся рабочей документации, отражавшей процесс и конечный результат адаптации вида (посевные и фенологические журналы). К настоящему времени в условиях коллекции испытано 1115 таксонов лекарственных растений мировой флоры, включающих 1078 видов, 14 форм, 23 сорта. Последующий анализ дается только по 1078 видам, относящимся к 410 родам, 94 семействам [12].

Оценка интродукционных особенностей и жизненного состояния видов в коллекции проводилась по разработанному ранее индексу успешности интродукции вида (ИУИ), изменяющемуся от 1 до 6 [13]:

1 – растение выпадает в течение первого вегетационного сезона;

2 – растет, иногда цветет, но не дает полноценных семян;

3 – плодоносит при создании специфических условий;

4 – плодоносит в открытом грунте, но не регулярно;

5 – успешно растет и плодоносит;

6 – натурализовавшийся вид.

При определении статуса оцениваемого вида использована несколько модернизированная, применительно к местным особенностям, градация, приведенная в работе С.Р. Майорова и Ю.К. Виноградовой [14], которая обозначена в приведенных таблицах индексом “а” или “g” с плюсом, соответствующим степени агрессивности:

– а+ потенциально агрессивный вид: самовозобновляется, но не выходит далеко за пределы делянки;

– а++ агрессивный вид: активно сорничает на участке и спорадически выходит за его пределы;

– ggg высокоагрессивный вид (индексация дана в соответствии с общепринятой международной классификацией): формирует самостоятельные массивы разной величины, угрожает экологической безопасности.

Систематика семейств дана в соответствии с системой APG IV (Angiosperm Phylogeny Group) [15, 16]. Для определения родовой и видовой принадлежности использованы Интернет ресурсы Плантариум [17] и The Plant List [18].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Многолетние наблюдения за поведением лекарственных растений в условиях мелкоделяночного культивирования позволили дать предварительную оценку степени агрессивности испытанных видов в коллекции лекарственных растений.

Из всего массива лекарственных растений, проходивших испытания на коллекционном участке (1078 видов), размножаются и дают полноценные семена 644 вида (59.7%). Остальные 434 испытывавшихся вида (40.3%) не дали положительных интродукционных результатов, их ИУИ соответствовал “1–2”.

Адаптировавшуюся в наших условиях группу из 644 видов составляют растения, имеющие ИУИ от 3 до 6-и. Небольшую группу лекарственных растений удалось интродуцировать и получать полноценные семена, подбирая для них специфические условия (почва, водообеспеченность, температурный режим, освещенность и т.п.) или выращивая их как однолетнюю культуру, ИУИ этих видов соответствует “3”. Это такие виды, как Aerva lanata (L.) Juss., виды рода Cassia, Catharanthus roseus (L.) G. Don., виды рода Cynara, Cyperus esculentus L., виды рода Luffa, Micromeria fruticosa (L.) Druce, Momordica charantia L., Orthosiphon stamineus Benth., Ricinus communis L., Satureja thymbra L., Sesamum indicum L., Trichosanthes cucumerina L., виды рода Vigna и некоторые другие – всего 22 вида. Естественно, что распространения этих видов за пределы экспериментальных площадок не происходит, даже в случае обильного семенного или вегетативного возобновления.

Теоретически, угрозу окружающей среде могут нанести культивируемые на участке виды лекарственных растений, ИУИ которых соответствует “4” (плодоносит в открытом грунте, но не регулярно и не обильно, быстро выпадает), таких в коллекции насчитывается 119 видов: Actaea erythrocarpa Fisch., Aster alpinus L., Ferula iliensis Krasn., Lavandula latifolia (L.) Vill., Psoralea bituminosa L., Pyrethrum kelleri (Kryl. et Plotn.) Krasch., Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin, Satureja cretica (L.) Briq., Scopolia caucasica Kolesn. et Kreyer, Thymus karatavicus A. Dmitr. и др.

Реальную угрозу окружающей среде могут представлять интродуцированные в коллекции растения с ИУИ “5” (успешно растет и регулярно обильно плодоносит) – 469 видов и “6” (натурализованный, активно сорничающий вид) – 34 вида. В сумме они составляют около половины (503 вида – 46.7%) всех испытывавшихся видов коллекции лекарственных растений. В то же время, многолетние наблюдения на коллекционном участке показывают существенную неоднородность этой группы растений по активности самовозобновления.

В соответствии с вышеуказанными градациями агрессивности, в этой группе (503 вида) можно выделить неактивные, популяции которых в наших условиях поддерживаются искусственно – 293 вида; потенциально агрессивные – 162 вида; агрессивные – 35 видов; высокоагрессивные – 13 видов. Таким образом, общее число неактивных видов среди всей группы успешных интродуцентов достигает 434, что свидетельствует о том, что более 2/3 видов интродуцированных лекарственных растений не расселяются за пределы коллекционного участка и не представляют особой угрозы для окружающей растительности.

Потенциально агрессивные виды (индекс “а+”), размножаясь семенным или вегетативным путем, далеко не “уходят” за пределы своих делянок или спорадически встречаются по окраинам участка. Сравнительный анализ адаптационных особенностей и устойчивости видов в коллекции показал, что все потенциально агрессивные виды имеют ИУИ, соответствующий оценке “5” – успешно растет и стабильно плодоносит [13]. Однако, за последние 30 лет заметного проникновения этих видов за пределы коллекционного участка лекарственных растений не наблюдалось.

Потенциально агрессивные виды (162 вида) распределены по 46 семействам. Среди относительно крупных семейств выделяются Lamiaceae (27 видов), Asteraceae (26 видов) и Apiaceae (14 видов). Средненасыщенные семейства: Rosaceae (9 видов), Ranunculaceae (7 видов), Amaryllidaceae, Malvaceae и Papaveraceae (по 6 видов), Boraginaceae (5 видов). Малочисленных семейств (по 2–4 вида) – 11, одновидовых семейств – 26.

При анализе исходной региональной принадлежности группы потенциально агрессивных видов коллекции выявлено примерно равное количество аборигенных (85 видов: Achillea millefolium L., Agrimonia asiatica Juz., Anchusa officinalis L., Arctium tomentosum L., Artemisia absinthium L., Artemisia austriaca Jacq., Eryngium planum L., Fallopia convolvulus (L.) A. Love, Geranium collinum Steph., Glycyrrhiza uralensis Fisch., Hypericum perforatum L., Plantago major L., Verbascum thapsus L. и ряд др.) и адвентивных видов (77 видов: Allium urzinum L., Alnus incana L., Ammi majus L., Anthemis arvensis L., Belamcanda chinensis DC. (L.) Leman, Clinopodium chinense (Benth.) Kuntze, Datisca cannabina L., Echinacea purpurea (L.) Moench., Galeopsis pubescens Besser, Helleborus foetidus L., Isatis tinctoria L., Leonurus quinquelobatus Gilib., Melissa officinalis L., Pimpinella major (L.) Huds., Ruta graveolens L., Securinega suffruticosa (Pall.) Rehd., Silybum marianum (L.) Gaerthn., Telekia speciosa (Schreber) Baumg. и др.). В составе группы преобладают травянистые растения (147 видов), среди которых доля однолетников составляет 15.6% (23 вида), двулетников – 11.6% (17 видов), многолетников – 70.7% (104 вида), травянистых лиан – 2.1% (3 вида). Травянистые растения с коротким жизненным циклом более, чем в 10 раз превышают число древесно-кустарниковых форм (13 видов и 2 вида древесных лиан).

Агрессивных инвазионных видов лекарственных растений, распространение которых приходится ограничивать механическим путем (индекс “а++”), выявлено 35, ИУИ соответствует оценке “5” (успешно растет и регулярно плодоносит) и “6”(активно сорничающий вид) (табл. 1). В этой группе преобладают виды природной флоры Юго-Восточного Казахстана (23 вида), интродуцированных инорайонных видов – 12. В систематическом отношении виды этой группы принадлежат к 18 семействам: Fabaceae – 8 видов, Apiaceae – 5 видов, Asteraceae и Poaceae – по 3 вида, Amaranthaceae, Ranunculaceae и Brassicaceae – по 2 вида; остальные семейства представлены только одним видом.

Высокоагрессивных видов (индекс “ggg” по международной классификации), активно сорничающих на коллекционном участке и за его пределами, найдено 13 (табл. 2). Их появление в коллекции обусловлено “дичанием” ранее культивировавшихся на территории ботанического сада видов [22]. Среди них только один аборигенный вид Alliaria petiolata (M. Bieb.) Cavara & Grande; большинство составляют инорайонные виды растений. В этой группе представлены 8 семейств: Asteraceae (4 вида), Apocynaceae, Aristolochiaceae, Brassicaceae, Crassulaceae, Fabaceae (по 2 вида), Rosaceae и Caprifoliaceae (по 1 виду).

Следовательно, проведенный анализ интродуцентов показал, что только 210 видов характеризуется той или иной степенью агрессивности, что составляет около 20% всего списка видов (1078), испытанных на коллекционном участке лекарственных растений в разные годы его существования, и увеличивается до 32.7%, при учете только адаптировавшейся к нашим условиям группы из 644 видов (дающих полноценные семена). Процентное соотношение количества видов между группами интродуцентов с разной степенью агрессивности выглядит следующим образом: 77 (а+) : 17 (а++) : 6 (ggg).

Следует еще раз отметить, что степень агрессивности вида напрямую связана с величиной индекса успешности интродукции. Если у потенциально агрессивных видов величина ИУИ равна “5”, а у агрессивных – “5–6”, то у высокоагрессивных – исключительно “6”.

С повышением степени агрессивности уменьшается число аборигенных видов: с 85 в составе группы потенциально агрессивных видов (52.7% от общего числа) до 1 (7.7% от общего числа) – в составе группы высокоагрессивных (рис. 1). В целом, в сложении потенциально агрессивной и агрессивной групп коллекции лекарственных растений наиболее существенна доля участия казахстанских видов. В группе высокоагрессивных видов участие казахстанских видов минимально.

Рис. 1.

Доля участия видов различного происхождения в формировании групп, отличающихся по степени агрессивности (%): a+ – потенциально агрессивные; a++ – агрессивные; ggg – высокоагрессивные. Fig. 1. Share of the species of different origin in the groups with varied degree of aggressiveness: (%): a+ – potentially aggressive; a++ – aggressive; ggg – highly aggressive.

Долевое участие инорайонных видов в сложении групп, различающихся по степени агрессивности, в целом имеет определенную аналогию с распределением аборигенных казахстанских видов: наибольшее их количество представлено в категории потенциально агрессивных, однако число агрессивных и высокоагрессивных видов значительно меньше.

С увеличением степени агрессивности видов отмечается снижение до минимальных значений насыщенности ими семейств и родов. Если число потенциально агрессивных видов Asteraceae равно 25, то число высокоагрессивных видов этого семейства составляет лишь 4 (по 1 виду в 4 родах). В остальных семействах к категории высокоагрессивных относятся 1–2 вида, принадлежащие к 1–2 родам.

Разнообразие жизненных форм в коллекции лекарственных растений уменьшается с повышением степени агрессивности, однако во всех категориях превалируют травянистые многолетники.

Параллельно с описанными выше процессами проникновения ряда лекарственных видов с коллекционного участка на территорию ботанического сада, происходит и обратный процесс – экспансия агрессивных видов внутрь системы “участок лекарственных растений”. Кроме коллекционных видов лекарственных растений, испытанных на участке в разные годы, зафиксировано наличие целого ряда агрессивных травянистых и древесно-кустарниковых видов, никогда не выращивавшихся на данной территории, но постоянно проникающих на коллекционный участок (35 видов), несмотря на регулярно проводимый комплекс агротехнических мероприятий. Среди них выделяются травянистые виды флоры Казахстана c широкими ареалами (26 видов): Artemisia annua L., Campanula rapunculoides L., Centaurea squarrosa Willd., Convolvulus arvensis L., Cynodon dactylon (L.) Pers., Echium vulgare L., Lactuca serrriola L., Onagra biennis (L.) Scop., Portulaca oleracea L., Sonchus arvensis L., Taraxacum officinale F.N. Wigg., Viola suavis Bieb. и др.; и аборигенные древесные виды (2 вида): Morus nigra L., Populus alba L. Наиболее агрессивных инорайонных видов 7: Ambrosia artemisifolia L., Asclepias cornuti Desne., Parthenocissus quinquefolia (L.) Planch., Acer negundo L., Robinia pseudoacacia L., Ulmus laevis Pall., Prunus spinosa L.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

За время существования коллекционного участка лекарственных растений испытано 1115 таксонов лекарственных растений, включающих 1078 видов, 14 форм, 23 сорта. Проанализированы адаптационные возможности и степень агрессивности 1078 видов мировой флоры. Из общего числа видов, испытывавшихся в разные годы на коллекционном участке, не прошли интродукционные испытания 434 (40.3%), размножаются и дают полноценные семена 644 вида (59.7%). Среди этой последней группы можно выделить:

− неактивные виды растений, популяции которых поддерживаются искусственно – 434 вида – 67.4%;

− самовозобновляющиеся, потенциально агрессивные виды (индекс “а+”) – 162 вида – 25.1%;

− агрессивные (индекс “а++”) – 35 видов – 5.4%;

− высокоагрессивные (индекс “ggg”) – 13 видов – 2.1%.

Параллельно с проникновением ряда лекарственных видов с коллекционного участка на территорию ботанического сада, происходит и более активный обратный процесс – экспансия агрессивных видов внутрь коллекционного участка лекарственных растений. Выявлено наличие 35 наиболее агрессивных травянистых и древесно-кустарниковых видов, постоянно проникающих на коллекционный участок. Среди них 28 аборигенных видов и 7 инорайонных.

Изучение степени агрессивности чужеродных лекарственных растений на коллекционном участке Главного ботанического сада г. Алматы подтвердило уже известные факты о том, что многие из высокоагрессивных видов, таких как Matricaria chamomilla, Helianthus tuberosus, Lotus corniculatus, Xanthium spinosum, Solidago canadensis, Asclepias syriaca, давно вышли за пределы “аптекарских огородов” и ботанических садов в природные местообитания и уже внесены во многие региональные Черные книги как инвазионные виды. Агрессивные виды растений, в том числе и казахстанские, могут стать потенциально инвазионными для других стран.