Исследовательская работа "Растения-интродуценты", выполненная обучающимся 5 класса Кислициным Я. в сотрудничестве со студенткой ТГПУ Троеглазовой А. Д.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

 гимназия № 56 г. Томска

Изучение некоторых растений-интродуцентов, произрастающих на территории Томска и области

Выполнил обучающийся 5 Б класса

                                                                               Кислицин Яков

Руководители:

                                                                                 Троеглазова А. Д

                                                                                     студент ТГПУ                      

                                                                           Чечина Е.  В.

                                                                             учитель биологии

Томск-2016

Оглавление

                                                                                                                                                     стр.

Введение                                                                                                                              

1.  Литературный обзор                                                                                                      3           

1.1.Что такое интродукция                                                                                                          

1.2.Растения-интодуценты Сибири                                                                                   4

1.2.1.  Клён ясенелистный                                                                                                  4

1.2.2.  Тополь бальзамический                                                                                           5

1.2.3. Ясень обыкновенный                                                                                                6

1.2.4. Липа сердцевидная                                                                                                   6

1.2.5. Борщевик Сосновского                                                                                            7

1.2.6. Повилика хмелевидная и повилика европейская                                                 8

2. Черная книга флоры Сибири                                                                                         8

3. Видовой состав  древесных пород, применявшихся в

озеленении территории гимназии                                                                                     9

Выводы                                                                                                                                10                                                                                                                                                                                                                                                                                             

Заключение                                                                                                                          11

Литература                                                                                                                           11        

Приложения                                                                                                                         12        

Введение

Флора многих городов состоит из видов растений, завезенных из других мест.  Такие растения  называют интродуцентами. Целенаправленная работа по введению в культуру новых видов, форм и сортов за пределами естественных ареалов или продвижению в новые районы носит название интродукции.

Интродукция растений – процесс очень древний, этот процесс - ровесник земледелия. Практически все культурные растения – результат тысячелетней интродукции растений.

Особый размах интродукция приобрела в последние годы в связи с резким увеличением в городах и пригородах индивидуального строительства, а так же сказываются изменения в характере природно-климатических условий. Каждому хочется украсить свое жилище красиво, да и климат у нас в Сибири становиться теплее, поэтому многое иноземные растения у нас хорошо приживаются.

Люди  высаживают  новые растения и не задумываются над тем, к каким результатам приведет такое вмешательство человека в природу. Никто из мореплавателей, колонизаторов и учёных-натуралистов несколько веков назад не мог и предположить, что привезенные ими растения со временем станут агрессивными захватчиками новых территорий, и люди будут искать способы борьбы с ними.

Цель работы: выявить значение некоторых растений-интродуцентов для городского  и пригородного лесопаркового хозяйства.

Задачи:

1.      Выявить некоторые растения интродуценты, встречающиеся в городе Томске и его окрестностях.

2.      Проанализировать  видовой состав деревьев на территории  нашей гимназии (отметить интродуценты).

3.      Изучить их биологические особенности.

4.      Определить положительные и отрицательные стороны внедрения этих растений в местные растительные сообщества.

1.      Литературный обзор

1.1.Что такое интродукция           

Латинское слово «introductio» означает «введение», в данном случае – «введение лесных древесных видов в культуру», хотя традиционно это понятие называется «интродукция растений». Интродукция растений – это целеустремленная деятельность человека по введению в культуру растений. Следовательно, интродукция растений представляет собой процесс;  причём процесс неограниченный во времени и ограниченный в пространстве.

Интродукция – ровесница земледелия и всегда предшествовала началу культивирования того или иного растения. Интродукцией растений человечество начало заниматься со времени перехода от собирательства к выращиванию растений [2].

Интродукция деревьев нашла свое отражение во многих религиях: боги и божества их пантеонов добывали, даже похищали различные полезные растения для людей или просто сотворили их чудесным образом. Взять хотя бы миф о превращении жезла древнегреческой богини Афины в оливковое дерево. Однако, несмотря на столь почтенный возраст и большое значение в жизни всех земледельческих народов мира, интродукция растений все еще не оформилась окончательно в самостоятельную науку, пребывая преимущественно в качестве недифференцированной составной части различных сельскохозяйственных наук. И такому положению дел есть объяснение.

Интродукция растений как  наука – это неоднозначное  по своей сути явление на стыке  ботанических знаний и практики культивирования  растений.

При этом, имея дело и с  декоративными растениями, интродукция растений в известной мере испытывает на себе специфическое влияние искусства. Интродукция в большинстве аспектов своей деятельности – явление региональное, и её применение во многом определяется возможностями той местности, где вводятся растения в культуру. Интродукция, как и всё земледелие, основывается на практической деятельности человека, но, в отличие от классического земледелия, имеет дело с немногими экземплярами преимущественно новых растений. (Приложение 1)

Роль интродукции растений на современном этапе ее развития достаточно многосторонняя. Это и направление развития ботанической науки, своеобразный раздел экспериментальной ботаники, практические результаты которой помогают прояснить те или иные вопросы теоретической ботаники.

Это и источник экспериментального материала для многих сельскохозяйственных наук, в первую очередь для селекции растений. Это и способ удовлетворения материальных и культурных потребностей человечества, поскольку все культивируемые растения, в том числе и декоративные, являются интродуцентами. Это и один из методов изучения растения вне естественных мест обитания (ex situ), которому в последнее время придается особое значение в программе сохранения разнообразия флоры.

Все это диктует настоятельную  необходимость последовательно и методично рассмотреть весь круг вопросов, связанных с интродукцией растений, во всем многообразии проявления внешних признаков и выявления внутренних взаимосвязей.

Успех интродукции растений, как известно, зависит от очень многих факторов, в частности от эколого-географического происхождения интродуцируемых растений. Исходя из этого, подбор растений осуществлялся из самых распространенных центров декоративных растений – Средиземноморского и Североамериканского.

В основе отбора положены также главные морфологические и физиологические признаки: морозоустойчивость, зимостойкость, засухоустойчивость, продолжительность цветения, степень вегетационной подвижности. (Приложение 2)

1.2.Растения-интодуценты Сибири

Итак, несколько растений-иностранцев, хорошо всем вам известных.

1.2.1 Клён ясенелистный

В XVII веке вместе с колонизаторами Северной Америки пересёк Атлантику и попал на европейскую территорию. В начале он успешно прижился в садах Англии, потом Голландии, Германии, Польши, России. И в середине XIX века этот вид уже завоевал всю Европу, а к настоящему времени даже Среднюю Азию и распространился до  Дальнего Востока.

Клён постепенно вышел из культуры и внедрился в естественные сообщества растений, иногда не без помощи человека: с начала прошлого века его высаживали вдоль дорог, в лесных полосах и даже на пасеках, как один из наиболее ранних источников пыльцы для пчёл. Сейчас этот вид можно встретить практически везде: в лесах, по берегам рек и болот, в степях, в парках, по обочинам дорог, железнодорожным насыпям, на свалках и даже крышах домов. Растение  растет достаточно быстро, т.е если надо быстро задекорировать забор, некрасивую стену  - клен для этого подходит очень хорошо.

 Но клен имеет несколько существенных недостатков:

-Недолговечность (живет по разным данным  30-100 лет);

-чрезмерная ломкость ветвей, причиной которой может стать порывистый ветер, сильный дожди или град;

некрасивый, корявый штамб; (Приложение 4)

-многочисленная корневая поросль, которая зачастую выбивается из асфальта, портит и разрушает его;

-большое количество пыльцы, выделяемой растением, вызывающей аллергическую реакцию у людей;

-густая, свисающая до земли крона, которая является местом скопления клещей;

-за счёт своего подроста он сильно меняет сообщества растений, в которые внедряется, так  как густая щётка всходов, не позволяет другим видам расти.

Металлический забор нашей гимназии порос  кленом ясенелистным. В этом году были проведены работы по удалению лишней поросли, так как растение образовало густую поросль, которая полностью закрыла забор и придавала неопрятный вид территории.

Количество кленов на территории гимназии  трудно подсчитать, так как   большое количество поросли. (Приложение 3)

1.2.2. Тополь бальзамический

Другой гость прибыл к нам из американской Субарктики. Это тополь бальзамический.  Высота его до 27 м (по некоторым данным до 40 м.). Растет очень быстро, иногда давая прирост до 1 м за сезон. Обладает  высокой зимостойкостью, побеги не подмерзают. Листья при распускании клейкие и очень душистые. Ценным качеством является достаточная устойчивость против дыма и газов, способность обогащать воздух фитонцидами и убивать болезнетворных микробов. Тополь играет и большую санитарно-гигиеническую pоль в улучшении химического состава атмосферы, поскольку поглощает значительное количество углекислоты.  На эти положительные качества растения обратили внимание в середине прошлого века и  в нашем городе это растение широко применялось для озеленения аллей, улиц, парков. Размножается тополь как семенами, так и корневыми отпрысками.

Таким образом, обладая ценными качествами для применения в озеленении, тополь так же  имеет существенные недостатки:

-даёт корневую поросль, хорошо размножается черенками, растёт очень быстро;

ветви и стволы очень хрупкие и могут ломаться под порывами ветра. Это приводит к порче домов, машин, а в некоторых случаях к увечью или даже гибели людей;

-тополь в июне-июле в период рассеивания семян засоряет всё вокруг "тополиным пухом" , который может вызывать аллергию, просто неудобство для людей. Пух  так же может явиться причиной пожара;

-сильно повреждается тополёвой молью и ржавчиной.

В последние годы в нашем городе отказываются от  озеленения улиц и аллей тополями, именно из-за недостатков данного растения, а существующие старые тополя подрезают. Так как эти растения имеют множество спящих почек, то  даже подрезанный тополь имеет опрятный вид – толстый ствол,  завершающийся шапочкой из молодых веток. (Приложение 5)

1.2.3. Ясень обыкновенный

Это долгоживущее листопадное дерево с раскидистой кроной, достигающее в высоту 25-30 м, с диаметром ствола 80-150 см, с тонкой зеленоватой корой у молодых растений и трещиноватой коричневато-серой у старых.

Родина ясеня обыкновенного — Европа и Закавказье, откуда простирается в Иран.
Листья черешковые, супротивные, непарноперистые, состоят из 7-11 мелких овальных листочков со слегка зазубренным краем, которые развиваются только после цветения.
Ясень цветет в апреле, цветки небольшие, невзрачные, собраны в пучки, хорошо заметные благодаря красным крупным тычинкам. Плоды - крылатки - созревают осенью, образуя небольшие висячие метелки, которые держаться на деревьях до весны.
Хорошо освещенные участки и увлажненные почвы, растет по берегам рек, в сырых, но разреженных смешанных и лиственных лесах, в зарослях кустарников, вокруг полян на лесных опушках, а также в дубовых рощах.

На территории гимназии высажено 15 ясеней. Это очень красивое дерево, ствол которого похож на стволы тополей.  В 2014 году на территории 69 сада поводились работы по удалению старых тополей. Вместе с тополями были уничтожены и несколько ясеней. Рабочие в зимний период не смогли отличить ясени от тополей. Ясень растет гораздо медленнее, чем тополь. (Приложение 6)

1.2.4. Липа сердцевидная

Липа сердцевидная — дерево до 20-25 м высоты, с крупной раскидистой кроной. Темная, почти черная глубоко трещиноватая кора; молодые веточки красно-бурые, обычно голые. Листья очередные, длинночерешковые, сердцевидные, пластинки длиной 5-10 см, темно-зеленые, сверху пильчатые, с длиннозаостренной верхушкой, обычно симметричные, реже неравнобокие, ширина почти такая же, как и длина, снизу листья сизовато-зеленые, с пучками желтовато-бурых волосков в узлах жилок. Листья у липы распускаются в мае—июне. Цветки желтовато-белые, душистые, диаметром 10 мм, собраны по 3—15 штук в полузонтики. При каждом соцветии находится бледный желтовато-зеленый удлиненно-ланцетовидный тонкий прицветный лист длиной около 6 см, до половины своей длины сросшийся с цветоносом. Плод — односемянный орешек, 4-8 мм в диаметре, шаровидный, войлочно-опушенный, с деревянистой или кожистой оболочкой, бурый; семена широкообратнояйцевидные, длиной 4—5 мм, блестящие, красно-бурые. Цветет липа сердцевидная в конце июня — в июле, плоды созревают в августе—сентябре.
Цветение липы продолжается 2-3 недели, в жаркую погоду еще меньше. Цветки опыляются насекомыми, преимущественно пчелами. Плоды опадают зимой целыми соплодиями и разносится ветром. В первые годы липа растет медленно, с 4—5 лет рост ускоряется, с 60 лет снова замедляется, а в 130—150 лет прекращается совсем. Продолжительность жизни липы — 300—400 лет, но отдельные деревья живут до 600 лет. Размножается также пневой порослью, отводками; во многих лесах древостой липы имеет целиком порослевое происхождение. Липа исключительно теневынослива, хорошо растет рядом с дубами и хвойными деревьями. Имеет хорошо развитую корневую систему. Липа серцевидная требовательна к почвенному плодородию, не выносит заболачивания. Стойка к холоду, благодаря относительно позднему распусканию листьев не страдает от весенних заморозков. С каждым годом все меньше лип остается на русской земле. В лесу ее нещадно вырубают, а в городах, среди асфальта, она растет всего около 60 лет. Но за это время она оказывает огромную помощь человеку: к примеру, липа поглощает за год своей жизни до 16 кг углекислоты — это в 1,5 раза больше, чем дуб, и в 5 раз больше, чем ель. [4].

Это очень красивое дерево. Оно декоративно во все времена года. В начале лета она цветет  и по округе распространяется медовый запах ее цветов. Все лето липа шумит густой зеленой  листвой, а осенью осыпана золотым дождем, так как листья становятся ярко  желтого цвета. И даже  в зимнее время она необыкновенна – почти черные стволы резко выделяются среди белого пушистого снега (Приложение 7)

1.2.5. Борщевик Сосновского

Борщевик Сосновского двулетнее растение, цветущее один раз в жизни. После плодоношения борщевик погибает. Одно растение может дать до 20 тыс. семян, которые имеют крылатки, что позволяет им распространяться на большие расстояния. Семена борщевика не прорастают сразу. Они как бы «прощупывают ситуацию», и всходит их росно столько, чтобы уместиться на данной территории.

Борщевик не только засоряет окружающую природу он отнимает среду обитания у животных и птиц и крайне опасен для человека.После контакта с растением в солнечный день, на коже может появиться сильный ожог 1-3 степени. Особая опасность заключается в том, что прикосновение к растению первое время не вызывает никаких неприятных ощущений. Если вовремя не заметить попадания яда на кожу, то потом что-либо предпринимать бывает поздно. Через некоторое время участки тела, на которые попал сок, начинают зудеть и краснеть. Кожа отекает, а через две недели начинает шелушиться. После заживления ожога остаются темные пигментные пятна, сохраняющиеся до шести месяцев, а в более тяжелых случаях - и на всю жизнь. [4]. (Приложение 8)

1.2.6. Повилика хмелевидная и повилика европейская

В настоящее время на территории Томской области встречаются два вида карантинного вредного организма — повилика хмелевидная и повилика европейская, которые, различаясь по внутривидовым параметрам, в целом имеют общие характерные признаки.

«Это растения с вьющимся жгутообразным стеблем, не имеющим листьев и корней, которые паразитируют на любых двудольных и некоторых злаковых растениях, используя их для питания и опоры. Независимо от вида, все повилики являются карантинными организмами, входят в  перечень карантинных объектов и подлежат уничтожению», — говорится в сообщении в прессе.

Произрастание этого растения взято под контроль областным управлением Россельхознадзора. Организованы оперативные выезды специалистов, которые определяли размеры очагов распространения карантинного сорного растения, отбирают образцы растения-вредителя для установления его принадлежности к карантинному виду сорняков, предписывали юридическим и должностным лицам, а так же гражданам проведение мероприятий по уничтожению повилики.

Активность должностных лиц и граждан, а так же всего неравнодушного населения в соответствии с предложенными мерами борьбы позволила ликвидировать большинство очагов распространения повилики.

Напомним, карантинный режим из-за повилики хмелевидной уже установлен в четырех населенных пунктах Томского района — в Черной речке, в Ключах, на Нижнем складе и в Эуште. Позже карантин был установлен в деревне Головино Заречного сельского поселения Томского района. Также стало известно о карантине в деревне Трубачево Шегарского района, на территории садового некоммерческого товарищества «Левобережье», селе Батурино, в СНТ «Надежда-1» в окрестностях поселка Аэропорт, а также в СНТ «Подшипник» и СНТ «Химик-2» в Копылово.

Ученые ТГУ вместе с коллегами из других регионов Сибири выпустят в 2016 году первую "Черную книгу флоры Сибири", в которой опишут растения-захватчики, угрожающие здоровью сибиряков и местной экосистеме. [5]. (Приложение 9)

2. Черная книга флоры Сибири

Последние годы садоводы активно высаживают на своих участках растения, привезённые из разных уголков мира. Но прежде чем завести у себя на участке новый вид растений, следует побольше узнать о нем. Несмотря на внешнюю привлекательность и безобидность, новичок может оказаться злостным завоевателем, захватывающим новые территории в одно мгновение. Если не контролировать распространение таких чужеродных растений, в разы возрастает угроза исчезновения местных видов, в том числе редких представителей флоры.

Ученые ТГУ вместе с коллегами из других регионов Сибири выпустят в 2016 году первую "Черную книгу флоры Сибири", в которой опишут растения-захватчики, угрожающие здоровью сибиряков и местной экосистеме. Впервые она была издана несколько лет назад коллективом учёных, пытающихся привлечь внимание общества к этой серьёзной угрозе. Помимо описания растений, в книгу будут включены рекомендации ученых по снижению негативного влияния "захватчиков" сибирской флоры.

Пример растенйя-захватчиков: недотрога железковая, люпин, эхиноцистис-«бешеный огурец», кислица прямостоячая, борщевик Сосновского.

2. Видовой состав  древесных пород, применявшихся в озеленении территории гимназии

Мы изучили видовой состав деревьев на территории  нашей гимназии: 

На территории гимназии произрастает 148 деревьев.   (Приложение 10)

Большее внимание нами было уделено  древесным породам, которые агрессивно воздействуют на растительное сообщество пришкольного участка. Это тополь и  клен. Липа и ясень, клен татарский так же являются растениями – интродуцентами, но они  не рассеваются, не распространяются вегетативно, таким образом не представляют угрозу местным видам. Чего нельзя сказать о клене. Клен распространился по части  периметра территории гимназии. Клен не высаживали специально, он распространился сам. За несколько лет он полностью закрыл металлический забор. В летний период 2015 года сотрудники и обучающиеся гимназии приводили в порядок  древесные насаждения. Была убрана поросль клена, срезаны нижние ветки. Если не проводить регулярно чистку, то клен займет всю территорию и вытеснит другие растения.

На территории произрастает 18 тополей разного возраста: 4 тополя очень большие и нуждаются в обрезке. Так как тополь имеет множество спящих почек, то после срезки он сохраняет декоративный вид, но снижается вероятность несчастного случая во время ураганов.

 При обследовании территории мы пронаблюдали интересную картину: в 2006 году на территории гимназии была высажена аллея ясеней. Несколько лет назад между ясенями самостоятельно  вырос тополь. Сейчас тополь уже обогнал в росте  ясени и если в этом году его не уничтожить, то через несколько лет он подавит рост ясеней.

 Липы высаживались  на пришкольном участке 20 лет  назад по периметру школы.   Они занимают 29 % от всех древесных растений пришкольного участка. На втором месте по распространению – клен.

Выводы:

1. Очень распространенные растения - интродуценты, встречающиеся в городе Томске и области – кленом ясенелистным, тополь бальзамический, повилика.

2. Из  биологических особенностей этих растений можно отметить быстрый рост и в случаях с кленом и повиликой – подавление местной флоры.

3. Анализ  видового состава деревьев на территории  нашей гимназии  показывает, что участок гимназии на 78,4% озеленён деревьями-интродуцентами.

4. Внедрения этих растений в местные растительные сообщества имеет положительные и отрицательные стороны:

Рассмотренные нами клен и тополь быстро растут, дают зеленую массу, очищают воздух, летом снижают температуру и повышают влажность воздуха, но имеют важные недостатки не позволяющие использовать их в качестве озеленителей могут взывать аллергию у людей, образуют многочисленную поросль,  могут разрушать асфальт, хрупкие и ломкие. Во время бури, могут падать на машины, дома, могут покалечить людей.

Если говорить о повилике, то положительных моментов от ее присутствия на нашей территории я не обнаружил, а только отрицательные.

Заключение

Итак, одичавшие виды, внедрившиеся в аборигенные сообщества: плохо это или хорошо? Однозначно ответить на этот вопрос сложно.  С одной стороны, внедряясь в аборигенные сообщества,  пришельцы иногда вытесняют местные виды и становятся злостными сорняками. С другой стороны, столь явное негативное воздействие чужаков проявляется лишь в нарушенных или обедненных сообществах. Если фитоценоз отличается видовым богатством, то интродуцированным видам труднее внедриться в них. Экономическая же польза многих инорайонных растений очевидна: они издавна и успешно используются в качестве пищевых и декоративных растений, а еще большее их количество имеет для этого весьма неплохие перспективы. 

Литература

1. Икастова М.И. Интродукция дикорастущих видов Fragaria L. в Сибирском ботаническом саду Томского государственного университета и рациональное природопользование на рубеже веков. Итоги и перспективы. //Материалы международной конференции 14-17 марта 2000г. Том 1. –Томск,2000-с.112-113

2. Головкин Б.Н. История интродукции растений в ботанических садах. – М.; Изд-во МГУ, 1981г.

3. Биология в школе, научно-методический журнал. ООО Изд-во «Школа-Пресс», 2010г. №2.

4. http://stud24.ru/agriculture/introdukciya/

5. http://agro-archive.ru/dendrologiya/

Приложения

Приложение 1

Рис.1. Интродукция – ровесница земледелия

Приложение 2

Рис 2. Широкое использование иноземных растений при  индивидуальных постройках.

Приложение 3

Рис.3 Клен ясенелистный

Приложение 4

Рис 4. Штамб клена и поросль клена ясенелистного на пришкольном участке

Приложение 5

Рис.5 Тополь бальзамический

Приложение 6

Рис. 5 Ясень обыкновенный на пришкольном участке

Приложение 7

Рис.7 Липа сердцевидная

Приложение 8

Рис.8 Борщевик Сосновского

Приложение 9

Рис. Повилика хмелевидная

Приложение 10

Рис 10 Видовой состав древесных пород  на территории гимназии 56

Виды	Количество	% от общего количества
Липа сердцевидная	43	29
Тополь бальзамический	18	12,4
Клен ясенелистный	34	24
Клен татарский	3	2
Ясень обыкновенный	15	11
Яблоня сибирская	20	13,5
Сосна обыкновенная	1	0,6
Береза бородавчатая	5	3