Реставрация ценопопуляций редкого вида Gagea pauciflora (Turcz. Ex Trautv. ) Ledeb. На природной территории Якутского ботанического сада

УДК 582.8:58.006

О. А. Николаева, Д. Н. Андросова, Н. С. Данилова

Реставрация ценопопуляций редкого вида Gagea pauciflora (Turcz. ex Trautv.) Ledeb. на природной территории Якутского ботанического сада

ИБПК СО РАН, г. Якутск, Россия

Аннотация. Gagea pauciflora (Turcz. ex Trautv.) Ledeb. (гусинолук малоцветковый) внесен в Красную книгу Республики Саха (Якутия) как вид, находящийся под угрозой исчезновения (1 категория). За последние десятилетия в окрестностях г. Якутска количество G. pauciflora значительно сократилось в связи со строительством и осваиванием территорий. Поэтому для сохранения вида в окрестностях города требуются дополнительные меры охраны. Одной из таких мер является реинтродукция и реставрация. Районами восстановительных работ выбрана Центральная Якутия, долина Средней Лены, природная территория Якутского ботанического сада, расположенная в 7 км юго-западнее от г. Якутска, на второй надпойменной террасе и коренном левом берегу долины р. Лена. На природной территории ботанического сада гусинолук занимает южный и юго-восточный склоны коренного берега Чочур-Мурана, а также в небольшом количестве встречается на вершине горы и у подножия на остепненном лугу. Ценопопуляции находятся в критическом состоянии, требуются восстановительные работы. С 2013 г. начаты мероприятия по восстановлению численности G. pauciflora.

Ключевые слова: Gagea pauciflora, реставрация, реинтродукция, мониторинг, ценопопуляция, редкий вид, Якутский ботанический сад, Центральная Якутия, Чочур-Муран.

Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБУН ИБПК СО РАН на 2014-2017 гг. по теме (проекту) №0376-2014-002 «Тема № 52.1.11. Разнообразие растительного мира таежной зоны Якутии: структура, динамика, сохранение» (№ госрегистрации 01201282190).

DOI 10.25587/SVFU.2018.63.10538

НИКОЛАЕВА Ольга Александровна - инженер-исследователь Института биологических проблем криолитозоны СО РАН, Якутский ботанический сад.

E-mail: olka87.87@mail.ru

NIKOLAEVA Olga Aleksandrovna - Engineer-Researcher of Institute for Biological Problems of Cryolithozone SB RAS, Yakutsk Botanical Garden.

АНДРОСОВА Дария Николаевна - инженер-исследователь Института биологических проблем криолитозоны СО РАН.

E-mail: darija_androsova@mail.ru

ANDROSOVA Daria Nikolaevna - Engineer-Researcher of Institute for Biological problems of Cryolithozone SB RAS.

ДАНИЛОВА Надежда Софроновна - д. б. н., проф., в. н. с. Института биологических проблем криолитозоны СО РАН, Якутский ботанический сад.

E-mail: nad9.5@mail.ru

DANILOVA Nadezhda Sofronovna - Doctor of Biology Sciences, Professor of Institute for Biological problems of Cryolithozone SB RAS.

O. A. Nikolaeva, D. N. Androsova, N. S. Danilova

Restoration of Gagea Pauciflora Rare Species' Cenopopulations on Natural Territory of Yakutsk Botanical Garden

Institute for Biological Problems of Cryolithozone SB RAS, Yakutsk, Russia

Abstract. Gagea pauciflora (Turcz. Ex Trautv.) Ledeb. is listed in the Red Book of the Republic Sakha (Yakutia) as an endangered species (category 1). Over the past decades, the number of G. pauciflora in the vicinity of Yakutsk has significantly decreased due to construction and development of territories. Therefore, additional measures of protection are required to preserve the species in the vicinity of the city. One of these methods is reintroduction and restoration. Reintroduction - restoration of a species in habitats or areas that were once part of its historical range and where it was destroyed or disappeared; restoration -restoration, strengthening of fading species populations. Natural territory of Yakutsk Botanical Garden located in Central Yakutia's Middle Lena valley, 7 km south-west from the city of Yakutsk, on the second terrace above the floodplain and the radical left bank of Lena served as the area of restoration. On the natural territory of Botanical Garden G. pauciflora occupies southern and southeastern slopes of the Chochur-Muran indigenous shore, and also occurs in small numbers on top of the mountain and at the foot of a steppe meadow. However, the cenopopulations are in critical condition and further restoration work is required. Since 2013, measures have been initiated to restore the number of G. pauciflora.

Keywords: Gagea pauciflora, restoration, reintroduction, cenopopulation, rare species, Yakutsk botanical garden, Central Yakutia, Chochur-Muran.

The study was completed within the 2014-2017 Governmental assignment of the Siberian Branch of Russian Academy of Sciences Institute of Biological Problems of Cryolithozone on the project # 0376-2014-2017 "Project # 52.1.11. Diversity of the taiga zone vegetation of Yakutia: structure, dynamics, preservation" (State Registration number 01201282190).

Введение

За последние десятилетия в связи с резким увеличением численности и плотности населения г. Якутска все больше возрастает антропогенная нагрузка на природные сообщества. Строительство домов, дорог, увеличение количества отходов, пастбищные дегрессии - все это отрицательно влияет на функционирование растительных сообществ. Особенно негативному влиянию подвержены сообщества редких и эндемичных видов растений, которые являются наиболее уязвимыми элементами флоры. Поэтому в настоящее время необходимо принимать дополнительные меры по охране редких видов. Большая роль в их сохранении принадлежит ботаническим садам [1].

В России и за рубежом в последние годы проводится немало реинтродукционных работ. В настоящее время методологические аспекты реинтродукции растений разрабатываются и в Якутии. В рамках этой проблемы изучаются интродукционные возможности редких растений и создаются интродукционные популяции в коллекциях ботанических садов. Комиссия по редким и исчезающим видам растений Совета ботанических садов России рекомендует следующее понимание терминов: реинтродукция - восстановление вида в местообитаниях или областях, которые когда-то были частью его исторического ареала, где он был уничтожен или исчез; репатриация - возвращение растений, содержащихся в культуре, в их бывшие природные местообитания; транслокация - преднамеренное или вынужденное перемещение дикорастущих индивидуумов или популяций из одной части ареала вида в другую; реставрация - восстановление, усиление угасающих популяций вида [2].

Рис. 1. Ареал Gagea pauciflora на территории Якутии

Ботанические сады, используя интродукционный материал, имеют уникальные возможности для реализации проектов по восстановлению нарушенных ценопопуляций редких видов. Они располагают необходимой инфраструктурой и оборудованием для размножения растений, а также опытным научным персоналом, способным осуществлять практические задачи по реинтродукции и проводить ежегодные мониторинговые работы [2].

Объект, район и методы исследования

Объект нашего исследования - Gagea pauciflora (Turcz. ex Trautv.) Ledeb. (гусинолук малоцветковый) - вид, находящийся под угрозой исчезновения (1 категория). В Якутии произрастает в 40 км выше устья р. Алдан (колл. М. Н. Караваев, 1948); среднее течение р. Лены: окр. г. Якутска (колл. Т. Ф. Галактионова, 1968; В. М. Михалева, 1974; В. И. Захарова, 1982); левобережье руч. Куллаты; береговой склон р. Лена, в 382 км выше г. Якутска (колл. Н. С. Данилова, 1987) (рис. 1). Якутская часть ареала изолирована от основного. Вне Якутии: степная зона Западной Сибири, Прибайкалье, Забайкалье, Приморье, бассейн р. Амур; Китай, Япония [3].

До 1980-х гг. в окрестностях г. Якутска Gagea pauciflora встречалась довольно часто на остепненных участках, на сухих гривах надпойменных террас и на безлесных сухих склонах. Но за последние десятилетия местообитания ценопопуляций исследуемого вида значительно сократились в связи со строительством и осваиванием территорий. Так безвозвратно исчезли ценопопуляции в районе дачного поселка Сергелях, который был полностью застроен и освоен, и на территории Института мерзлотоведения. Исчезла и ценопопуляция, находящаяся вдоль грунтовой дороги на пересечении с Сергеляхским шоссе в районе Якутского ботанического сада (ЯБС), где в 2005 г. были начаты строительные работы [1].

В настоящее время известны лишь два местообитания вида в окр. города: в 7 км к юго-западу от г. Якутска, на территории ЯБС; на природной территории Ботанического сада СВФУ Также есть вероятность сохранения вида на южном склоне коренного берега Лены, р. Шестаковки (колл. М. Н. Караваев, 1949 г.), район пока недостаточно исследован, в 500 м северо-восточнее с. Владимировки, шлейф коренного берега, разнотравно-злаковый луг (по устному сообщению сотрудника ИБПК СО РАН А. П. Ефимовой), данных о состоянии этой популяции пока нет [1]. Сохранившиеся ценопопуляции находятся в

критическом состоянии и продолжают сокращать свою численность из-за антропогенного пресса, поэтому требуются дополнительные меры охраны и восстановительные работы.

Gagea pauciflora интродуцируется в коллекции Якутского ботанического сада с 1972 г. - пересажен со степного склона коренного берега Чочур-Мурана. Второй образец пересажен с каменистого сухого берега склона р. Лены в 382 км выше г. Якутска (в 1987 г.) [4]. В культуре устойчив, ежегодно проходит полный цикл развития побегов с образованием зрелых полноценных семян. В условиях культуры повышается биологическая продуктивность вида, что обуславливает увеличение семенной продуктивности растений [5].

Районами восстановительных работ выбрана Центральная Якутия, долина Средней Лены, природная территория Якутского ботанического сада, расположенная в 7 км юго-западнее от г. Якутска, на второй надпойменной террасе и коренном левом берегу долины р. Лены.

Наиболее характерными особенностями природных условий района проведения работ являются суровость и резкая континентальность климата, засушливость и повсеместное залегание многолетнемерзлых грунтов. Среднегодовая температура в г. Якутске составляет -10 °С, наиболее низкие отмечаются в январе (-43,2°, абсолютный минимум - 64), наиболее высокие - в июле (18,7°, абсолютный максимум 38°). Годовые амплитуды по абсолютному минимуму и максимуму в г. Якутске составляют 102 °С. По сумме выпадающих годовых осадков (192 мм) Центральная Якутия приближена к степным и полупустынным районам средней Азии [6].

На первоначальном этапе работы нами были проведены биологическая и экологическая оценки природных популяций на территории Якутского ботанического сада [7]. При работе использовали методические рекомендации по реинтродукции редких и исчезающих видов растений [2], а также стратегии ботанических садов России по сохранению биоразнообразия растений [8]. Устойчивость реинтродуцированных популяций оценивалась по 3-бальной шкале Н. С. Даниловой [9].

Результаты исследований

В ходе обследования местообитаний гусинолука нами было установлено несколько точек произрастания на природной территории ЯБС. Исследуемый вид занимает южный и юго-восточный склоны коренного берега Чочур-Мурана, а также в небольшом количестве встречается на вершине горы и у подножия на остепненном лугу. На остепнен-ном склоне южной экспозиции выделили 2 ассоциации (прострелово-полынную и ковыльно-тонконоговую), в которых присутствует Gagea pauciflora. На юго-восточном склоне также нами выделено 2 ассоциации с участием гусинолука (ковыльно-злаковая и прострелово-злаковая) (табл.).

Ценопопуляция, находящаяся на вершине коренного берега, малочисленная: 14 генеративных, 10 вегетативных, 8 имматурных и 5 ювенильных особей. Занимаемая площадь - 2х1 м2. На вершине коренного берега G. pauciflora сильно подвержена антропогенному влиянию из-за увеличения потока туристов и отдыхающих, поэтому численность вида сильно сокращается в результате вытаптывания. На склоне южной экспозиции гусинолук встречается рассеянно или небольшими группами. На юго-восточном склоне G. pauciflora более обильна. У подножия коренного берега на остепненном лугу во время начала реставрационных работ насчитывались всего 2 генеративные особи. Учет 2017 г. показал увеличение ценопопуляции до 14 генеративных, 3 вегетативных, 20 имматурных и 3 ювенильных особей (площадь 14х6 м2).

Реставрационные работы начали проводить с 2013 г. Нами были выбраны малочисленные ценопопуляции, находящиеся в угнетенном состоянии: 1) вершина коренного берега; 2) остепненный участок у подножия коренного берега. Для посадки использовались луковицы разного возраста, выращенные в питомнике из семян. На участке рядом с

Таблица

Сообщества с участием Gagea pauciflora

№ ЦП Название сообщества ОПП,% Высота травостоя, см Доминирующие виды Плотность G.pauciflora на 1 м2 Всего видов Мохово-лишайниковый покров, %

Вершина коренного берега

1 Твердоватоосочково-злаковая 20-30 10-20 Carex duriuscula C.A. Mey., Koeleria cristata (L.) Pers., Agropyron cristatum (L.) Beauv., Festuca lenensis Drob. 8 3-5

Склон южной экспозиции

2 Прострелово-полынное 50-60 30-40 Pulsatilla angustifolia Turcz., Artemisia frigida Willd., A. pubescens Ledeb. 3 28 3-5

3 Ковыльно-тонконоговое 60-70 50-60 Stipa capillata L., S. krylovii Roschev, Koeleria cristata (L.) Pers. 2 11 3-5

Склон юго-восточной экспозиции

4 Прострелово-злаковое 30-40 30-35 Pulsatilla angustifolia Turcz., Koeleria cristata (L.) Pers., Agropyron cristatum (L.) Beauv., Festuca lenensis Drob. 7 16 3-5

5 Ковыльно-злаковое 30-40 50-60 Stipa capillata L., Koeleria cristata (L.) Pers., Agropyron cristatum (L.) Beauv., Festuca lenensis Drob. 5 9 3-5

Подножие коренного берега

6 Разнотравно-злаковый 70-80 60-70 Elytrigia repens (L.) Nevski, Artemisia commutata Bess., Festuca lenensis Drob., Carex duriuscula C.A. Mey. 2 15 -

природной ценопопуляцией выкапывались неглубокие борозды, удаляли дерн и измельчали грунт. В подготовленную почву луковицы высаживали в ряд на расстоянии 10 см друг от друга. Сверху луковицы засыпали почвой и слегка утрамбовывали. Оптимальные сроки проведения восстановительных работ - май или сентябрь.

В 2013 г. растения (45 луковиц) были высажены на вершине коренного берега.

В 2015 г. начата работа по реставрации (усилению) природной ценопопуляции у подножия коренного берега на остепненном лугу (рис. 2), где были высажены луковицы в 2 ряда (18 генеративных, 41 виргинильных).

Ежегодно проводится мониторинг: учитывается приживаемость растений, семенное размножение и возрастной состав. На вершине коренного берега в 2014 г. прижившихся особей насчитывалось 25 (3 генеративных, 22 вегетативных). С 2015 г. вершина коренного берега и часть южного склона подвергаются весеннему палу, поэтому учет проводить невозможно, т. к. растения повреждаются огнем.

В 2016 г. реставрационный участок, находящийся на остепненном лугу у подножия коренного берега, показал приживаемость луковиц более 50 % (57,6): 9 генеративных и 25 вегетативных особей. Мониторинг 2017 г. показал увеличение численности популяции за счет семенного размножения - увеличилось число генеративных особей до 14 штук, имматурных - 6, ювенильных особей - 22.

Кроме того, в 2013 г. был заложен экспериментальный участок на южном склоне под пологом соснового леса, где G. pauciflora не произрастает. Всего была высажена 61 луковица. В 2015 г. насчитывалось 26 штук (из них 4 генеративных, 22 вегетирующих особей), т. е. за этот период прижилось более 40 % особей. В 2016 г. насчитали 7 генеративных, 5 виргинильных, 49 ювенильных особей. Таким образом, на 3-й год посадок наблюдается семенное размножение. Учет 2017 г. показал, что популяция остается в стабильном состоянии, также наблюдается семенное возобновление. Насчитывается 8 генеративных, 7 виргинильных и 40 ювенильных особей.

По 3-бальной шкале реинтродукционных популяций, принятой Н. С. Даниловой [9], ценопопуляция, находящаяся на остепненном лугу, оценивается как устойчивая (общая сумма баллов - 14). Ценопопуляцию на склоне южной экспозиции оценили как среднеустойчивую (12 баллов).

В целом опыт реставрационных работ ценопопуляций Gagea pauciflom можно считать успешным, работа будет продолжена. Приобретенный опыт позволит подобрать более эффективные методы восстановления ценопопуляции изучаемого вида.

Заключение

В течение последних десятилетий мы стали свидетелями исчезновения или резкого сокращения численности популяций многих видов. Особенно негативному влиянию

Рис. 2. Реставрационная ценопопуляция Gagea pauciflora

подвержены сообщества редких и эндемичных видов растений, которые являются наиболее уязвимыми элементами флоры. В связи с этим очевидным является актуальность разработки и реализации эффективных мероприятий по восстановлению и сохранению биоразнообразия растительного мира. Одним из наиболее перспективных направлений является реинтродукция. Реинтродукция является одним из результативных методов сохранения биоразнообразия фитоценозов со слабой и средней рекреационной нагрузками. Наиболее эффективно реинтродукционные работы можно проводить на базе ботанических садов, которые располагают необходимой инфраструктурой и оборудованием для размножения интродукционного материала, а также опытным научным персоналом, способным осуществлять практические задачи по реинтродукции. Здесь возможно проводить ежегодные мониторинговые работы.

Gagea pauciflora (гусинолук малоцветковый) внесен в Красную книгу Республики Саха (Якутия) как вид, находящийся под угрозой исчезновения (1 категория). На природной территории ЯБС гусинолук занимает южный и юго-восточный склоны коренного берега Чочур-Мурана, а также в небольшом количестве встречается на вершине горы и у подножия на остепненном лугу. Однако ценопопуляции находятся в критическом состоянии, требуются восстановительные работы. С 2013 г. сотрудниками Якутского ботанического сада проводятся работы по восстановлению численности G. pauciflora в природных ценопопуляциях. В качестве посадочного материала использовались луковицы разного возраста инродукционных популяций. Для восстановительных работ было выбрано несколько ценопопуляций: 1) вершина горы на безлесном участке; 2) остепненный луг у подножия коренного берега Чочур-Мурана. Также была заложена реинтродукционная ценопопуляция на склоне южной экспозиции, под пологом соснового леса. Обследования показали хорошую приживаемость луковиц во всех ценопопуляциях (более 50 %). К сожалению, учет посадок на вершине горы невозможен из-за ежегодных весенних палов. В двух других экспериментальных ценопопуляциях отмечено ежегодное цветение. При этом цветущие растения дали полноценные семена, что подтверждается наличием особей ювенильного возраста.

Таким образом, опыт реставрационных работ ценопопуляций Gagea pauciflora можно считать успешным.

Л и т е р а т у р а

1. Данилова Н. С. Редкие растения окрестностей города Якутска / Н. С. Данилова, С. З. Борисова, Н. С. Иванова, Е. А. Афанасьева. - Новосибирск: Наука, 2012. - 103 с.

2. Методические рекомендации по реинтродукции редких и исчезающих видов растений (для ботанических садов) / Ю. Н. Горбунов, Д. С. Дзыбов, З. Е. Кузьмин, И. А. Смирнов - Тула: Гриф и К, 2008. - 56 с., ил.

3. Стратегия ботанических садов России по сохранению биоразнообразия растений. - М.: Красная звезда, 2003. - 32 с.

4. Красная Книга РС (Я). Т.1: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов. - М.: Изд-во «Реарт», 2017. - 410 с.

5. Кадастр интродуцентов Якутии: Растения природной флоры Якутии / Н. С. Данилова, С. З. Борисова, А. Ю. Романова и др. - М.: МАИК «Наука / Интерпериодика», 2001. - 167 с., ил

6. Данилова Н. С. Луковичные геофиты в культуре. - Якутск, 1999. - 118 с.

7. Гаврилова М. К. Климат Центральной Якутии. - Якутск: Якут. кн. изд-во, 1973. - 120 с.

8. Николаева О. А., Андросова Д. Н. Уязвимые и эндемичные виды флоры Центральной Якутии в природных сообществах Якутского ботанического сада // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - Барнаул, 2015. - С. 83-89.

9. Данилова Н. С. Шкала устойчивости реинтродуцированных ценопопуляций // Наука и образование. - 2012. - № 2 - С. 72-73.

R e f e r e n c e s

1. Danilova N. S. Redkie rasteniia okrestnostei goroda Iakutska / N. S. Danilova, S. Z. Borisova, N. S. Ivanova, E. A. Afanas'eva. - Novosibirsk: Nauka, 2012. - 103 s.

2. Metodicheskie rekomendatsii po reintroduktsii redkikh i ischezaiushchikh vidov rastenii (dlia botanicheskikh sadov) / Iu. N. Gorbunov, D. S. Dzybov, Z. E. Kuz'min, I. A. Smirnov - Tula: Grif i K, 2008. - 56 s., il.

3. Strategiia botanicheskikh sadov Rossii po sokhraneniiu bioraznoobraziia rastenii. - M.: Krasnaia zvezda, 2003. - 32 s.

4. Krasnaia Kniga RS (Ia). T.1: Redkie i nakhodiashchiesia pod ugrozoi ischeznoveniia vidy rastenii i gribov. - M.: Izd-vo «Reart», 2017. - 410 s.

5. Kadastr introdutsentov Iakutii: Rasteniia prirodnoi flory Iakutii / N. S. Danilova, S. Z. Borisova, A. Iu. Romanova i dr. - M.: MAIK «Nauka / Interperiodika», 2001. - 167 s., il

6. Danilova N. S. Lukovichnye geofity v kul'ture. - Iakutsk, 1999. - 118 s.

7. Gavrilova M. K. Klimat Tsentral'noi Iakutii. - Iakutsk: Iakut. kn. izd-vo, 1973. - 120 s.

8. Nikolaeva O. A., Androsova D. N. Uiazvimye i endemichnye vidy flory Tsentral'noi Iakutii v prirodnykh soobshchestvakh Iakutskogo botanicheskogo sada // Vestnik Altaiskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - Barnaul, 2015. - S. 83-89.

9. Danilova N. S. Shkala ustoichivosti reintrodutsirovannykh tsenopopuliatsii // Nauka i obrazovanie. -2012. - № 2 - S. 72-73.

^SHîr^îr

МИП СВФУ ООО «АМТЭК+»

Оказывает услуги по внедрению энергоэффективных технологий и решений:

- энергоаудит и обследование;

- проектирование и ТЭО;

- IT-разработка;

- монтаж;

- энергосервис. Телефон: +7 (9142) 747-733. E-mail: amtechplus@mail.ru. Сайт: http://www.amtechplus.ru/.