Распространение, ресурсы, рациональное использование и охрана Arnica montana L. ( Asteraceae) в Закарпатской области

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 582.998.16

Л.М. Боднар

соискатель, кафедра ботаники, Ужгородский национальный университет, Украина

РАСПРОСТРАНЕНИЕ, РЕСУРСЫ, РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА ARNICA MONTANA L. (ASTERACEAE) В ЗАКАРПАТСКОЙ ОБЛАСТИ

Аннотация. В статье поданы результаты мониторинга распространения, урожайности, биологических,

эксплуатационных запасов, их вариабельность, объемы ежегодных заготовок и современного состояния популяций дикорастущего редкого лекарственного растения A. montana, занесённого в Региональный Красный список, охраняемого в Карпатском биосферном заповеднике, национальном природном парке «Синевир», заповедных урочищах «Затинки» и «Тересянка». Подана эколого-ценотическая характеристика растения на уровне формаций, ассоциаций, редкосных фитоценозов, влияния на него антропогенных факторов: сенокошения, выпасания, заготовки с лечебной целью.

Ключевые слова: учётные площадки, лекарственное сырьё, распространение, рендомный метод, эксплуатационные запасы, антропогенные факторы, рациональное использование, охрана.

L.M. Bodnar, Uzhgorod national University

DISTRIBUTION, RESOURCES, RATIONAL USE AND PROTECTION ARNICA MONTANA

L. (ASTERACEAE) IN THE TRANSCARPATHIAN REGION

Abstract. In the article submitted the results monitoring of distribution, productivity, biological, operational reserves, and their variability, the annual volume of blanks and the current state of wild populations of rare medicinal plant A. montana, listed in the Regional Red List, protected in the Carpathian Biosphere Reserve, National Nature Park «Si-nevir», natural reserves «Zatinki» and «Teresyanka». Filed cenotical-ecological characteristics at the level, formation, associations, rare plant communities, are listed the dominant species, which are included in their composition and the influence anthropogenic factors, haymaking, grazing leads, cut with curative intent.

Keywords: accounting plots, pharmaceutical raw materials, distribution, random method, operating reserves, anthropogenic factors, rational use, protection.

Одной из важнейших отраслей фармацевтической промышленности является использование природных растительных ресурсов с лечебной, профилактической и другой целью. Поэтому в последние годы во всем мире наблюдается повышенный интерес к целебным свойствам растений, которые являются источником физиологически активных веществ, и заметно значительное увеличение спроса на них. Ресурсная оценка дикорастущих лекарственных растений приобретает существенное практическое значение с целью эффективной охраны здоровья населения страны. Для лечебных целей привлекаются новые виды растений, появились десятки препаратов растительного происхождения.

Истощение сырьевых ресурсов важных промышленных видов, вследствие антропогенной трансформации природных экосистем, становится необратимым процессом, который усиливается их нерациональным использованием. Иногда, в связи с отсутствием сведений о распространении природных запасов, масштабы заготовки лекарственных растений не удовлетворяют потребности медицинской промышленности. Некоторые дикорастущие лекарственные растения встречаются в недостаточном количестве, что свидетельствует о необходимости уменьшения масштабов заготовок или даже об их запрете в некоторых регионах страны. Первоочередного исследования требуют редкие и исчезающие лекарственные виды растений с недостаточным сырьевым потенциалом. В ряде случаев длительная эксплуатация основных природных зарослей приводит к уменьшению их биологических запасов и существенно уменьшает природные популяции этих растений.

Потенциал сырья A. montana является важной составляющей лекарственных ресурсов

Закарпатской области. Изучение сырьевых запасов этого важного промыслового вида в данном регионе является актуальным вопросом. В связи с этим, нашей целью было исследование динамики распространения, современного состояния популяций и определение перспектив рационального использования и стратегии охраны A. montana. Для достижения этой цели нам необходимо было решить следующие задачи: провести мониторинг распространения; изучить эколого-ценотическую приуроченность вида, определить динамику урожайности и запасов; разработать рекомендации рационального использования и методы охраны, способствующие эффективному воспроизводству природных зарослей.

В 50-70-е годы прошлого века основное внимание уделялось изучению распространения и ресурсного потенциала арники в украинских Карпатах. В 50-60-е годы ресурсы A. montana здесь были достаточны для ежегодных заготовок в пределах 10 т [4]. Позже вопросами распространения и запасов лекарственного сырья арники в разных районах Карпат занимались В.И. Комендар, Ф.Д. Гамор и др. [6, 2, 10]. Уже в их работах отмечается формирование устойчивой тенденции к уменьшению ресурсов арники в Карпатах, вследствие чрезмерного использования сырья A. montana и пастбищной нагрузки на фитоценозы с ее участием. Значительное внимание уделялось вопросам интродукции, биологии, экологии и рационального использования арники; изучению семенной продуктивности [6, 9]; эколого-ценотическим исследованиям A. montana в Карпатах [5].

Чрезмерная антропогенная нагрузка на горно-луговые фитоценозы Карпат, активный сбор сырья A. montana из природных группировок несли угрозу ее популяциям и ресурсам, поэтому встал вопрос о необходимости охраны арники на государственном уровне. A. montana была занесена во второе издание Красной книги Украины. Отметим, что уменьшение антропогенной нагрузки (прежде всего - пастбищной) на биотопы, начиная с 90-х годов, обусловили развитие восстановительных сукцессий луговой растительности Горных Карпат и, вместе с тем, популяций A. montana. В третье издание Красной книги Украины (2009 г.) A. montana не внесена, однако она остается под региональной охраной и требует исследования современного состояния популяций и ресурсов для разработки мер сохранения ее биотопов и рационального использования [10].

Объект и методы исследования. В течение восьми лет мы изучали местообитание, растительные группировки, экологические условия, влияние окружающей среды и антропогенных факторов на урожайность и запасы этого важного промышленного растения, и предложили методы его рационального использования и охраны. Мы проводили также ресурсоведческие исследования A. montana методом учётных площадок. Этот метод дает достоверные данные для исследуемых массивов, но в целом они не совсем точны для всего региона.

По материалам рекогносцировочных данных мы проводили закладки учётных площадок по методике Н.А. Борисова и А.И. Шретер (разработка 1966 г.). Учётные площадки закладывали размером 1 м в 15 разовой повторяемости рендомным методом (от англ. «random» - случайный), который обеспечивает отображение точной структуры распространения вида, в наиболее типичных местах произрастания и со средней густотой стояния вида. Собранное сырье с каждого участка сразу взвешивали. Статистическую обработку материалов проводили, пользуясь пакетом анализа данных компьютерной программы Microsoft Excel.

Полученный цифровой материал обработан вариационно-статистическим методом [1, 3, 7], который характеризуется следующими параметрами: а - разница между фактическим и среднеарифметическим; N - необходимое количество участков или объем выборки; M -среднее арифметическое; тм - ошибка среднего арифметического; а - среднее квадратическое отклонение; V% - коэффициент вариации, Р% - точность опыта (относительная ошибка выборки) t05 - критерий Стюдента на 95% уровне значимости; M ± ^5тм - интервал достоверности для среднего значения на 95% уровне; S - площадь заросли.

Основные расчеты проводились в камеральных условиях. Согласно биолого-математической статистики, мы определяли объем выборки (N) популяции, который колеблется в различных пределах влево и вправо. Исследовали вариационный ряд зарослей, который варьируют в популяциях на 1 м2. Вычисляли среднее статистическое выборки (М), находили разницу между средним фактическим и средним арифметическим (а) и подносили к квадрату la2, определяли ошибку среднего арифметического (тм). Определяли сумму квадратов отклонения - дисперсию, или среднее квадратическое отклонение (а); вычисляли коэффициент вариации (V%) и точность опыта (Р%) по формуле:Р=тт*100% . Необходимое количество участ-

M

ков находили по формуле: N=v2/p2 [3, 7].

Результаты исследования и их обсуждение. A. montana - центральный монтанно-субальпийский вид из семейства Asteraceae, одна из самых известных лекарственных растений в Европе, поскольку сырье ее является ценным для использования в медицине, косметологии и пищевой отрасли. В Закарпатской области A. montana находится под охраной в Карпатском биосферном заповеднике, национальном природном парке «Синевир», в заповедных урочищах «Затинки» и «Тересянка». Занесена в Региональный Красный список.

Арника горная распространена в Средней и Южной Европе [4]. На территории бывшего СССР она растет в Украинских Карпатах, изредка встречается в Белоруссии [8], Литве и очень редко - в Украинском Полесье. В горно-лесном поясе селится на послелесных лугах, на лесных опушках и полянах, иногда - на заболоченных лугах, а выше границы леса - в разреженных зарослях кустарников и на каменистых слабозадерненных склонах. Арника требовательна к почве и воздушной влаге. Растет, в основном, на кислых луговых и лесных почвах; светолюбива и поэтому предпочитает открытые места. В равнинной части ареала встречается небольшими группами или рассеяно в разреженных сосновых и сосново-березовых лесах, на лесных опушках и полянах, чаще - на песках и супесях [5].

В Украинских Карпатах арника горная растет на высоте от 400-500 до 1900-2000 м над уровнем моря. Наибольшей мощности достигает от нижней границы распространения до верхней границы леса (1100-1300 м). На этих высотах ее розетки имеют диаметр 20-30 см и насчитывают 8-10 листьев длиной 15-17 см и шириной 4-5 см. Растение обладает здесь 1-2 (3) цветоносными стеблями с 3-5 (7) корзинками на каждом. С увеличением высоты над уровнем моря размеры всех частей растения уменьшаются [6]. В.И. Комендар и Ф.Д. Гамор сообщали, что на основании данных о величине и степени изменчивости разных признаков арники горной, а также данных научной литературы считается, что экологическим оптимумом произрастания вида в Украинских Карпатах являются природные фитоценозы от 800 до 1400 м над уровнем моря.

В горах основное распространение арники связано с лесными лугами и долинами преимущественно от 500 до 2000 м над уровнем моря [2, 4, 6, 10]. Распространена она в пределах таких флористических районов, как Марморошские Альпы, Горганы, Свидовец, Черногора. В пределах формаций Nardeta strictae и Arniceta montanum среди криволесья выделены ассоциации: Nardetum arnicosum, Festucetum arnicosum. Группировка Violion caninae-Vaccinion, Triseto-Polygonion bistortae включают следующие виды: Achyrophorus uniflorus (Vill.) Bluff & Fingerh., Hypericum alpigenum Kit., Ligusticum mutellina (L.) Crantz., Dactylorhiza cordigera (Fr.) Soo., Hieracium alpinum L. Sp. Pl., Festuca rubra L., F. supina L., Pulsatica alba (L.) Delarbre., Campanula kladniana (Schur) Witasek., Parageum montanum (L.) Nakai & H. Hara., Alchemilla alpestris F.W. Schmidt., Primula minima L., Vaccinium myrtillus L., Luzula sudetica (Willd.) DC., Phyteuma vagneri A. Kern., Valeriana tripteris L., Lilium martagon L. [10].

Сухие цветочные корзинки арники содержат эфирное масло, красители - арницин, лю-теин, а также жир, воск, камедь, углеводороды, органические кислоты (фумаровую, яблочную и

молочную), витамин С (близко 21 мг %), фруктозу, сахарозу, декстрозу, дубильные вещества, белки. Корневища и корни содержат в себе эфирное масло, органические кислоты - изомасля-ную, муравьиную и ангеликовую [6].

Динамику распространения природных зарослей A. montana исследовали в пределах флористического района Горганы, г. Климова (1492), Тячевского района, в окрестностях населенного пункта с. Усть-Черная; г. Бердь (1665) в окрестностях населенного пункта с. Лопухов.

Средние статистические показатели распространения и продуктивности представлены в табл. 1.

Таблица 1 - Средние статистические показатели распространения и продуктивности Arnica montana L.

Местопроизрастание популяции Годы исследований Площадь, га Шт./м2 Средняя масса сырья модельного экземпляра, г

М1 ± тм1 V % Р % М2 ± тм2 V % Р %

-О ГО о 2005 0,2 6,7 ± 0,5 31,6 7,5 83,7 ± 5,9 7,3 7,0

2006 0,2 8,1 ± 0,6 25,4 7,4 64,9 ± 4,5 25,0 6,9

> о A IT 2007 0,2 7,3 ± 0,5 34,9 6,8 75,8 ± 5,3 29,1 7,0

2008 0,2 5,7 ± 0,4 26,2 7,0 63,6 ± 4,7 30,7 7,4

ш о 2009 0,3 7,3 ± 0,5 32,5 6,8 77,8 ± 5,4 30,4 6,9

X 2010 0,3 6,9 ± 0,5 26,5 7,2 88,6 ± 6,2 30,9 7,0

о ^ 2011 0,3 7,5 ± 0,5 32,7 6,7 76,8 ± 5,4 27,6 7,0

о 2012 0,3 6,7 ± 0,5 27,3 7,5 69,4 ± 4,9 28,3 7,1

Динамика ресурсов и ежегодных объемов заготовок A. montana подана в таблице 2.

Таблица 2 - Динамика ресурсов и ежегодных объемов заготовок Arnica montana L.

Местопроизрастание популяции Площадь, га Годы исследований Урожайность свежесобранного сырья, г/м2 Биологический запас свежесобр. сырья, кг Эксплуатационный запас свежесобр. сырья, кг Ежегодный объем заготовок, кг

с. Усть-Чорна 0,4 2005 23,7 ± 1,9 110,0 79,6 15,9

0,4 2006 25,3 ± 1,9 116,4 86,0 17,2

0,4 2007 23,7 ± 2,0 110,8 78,8 15,8

0,5 2008 33,0 ± 2,9 194,0 136,0 27,2

с.Лопухов 0,2 2009 29,7 ± 2,4 69,0 49,8 10,0

0,2 2010 20,1 ± 1,7 47,0 33,4 6,7

0,3 2011 29,5 ± 2,4 102,9 74,1 14,9

0,3 2012 27,5 ± 2,1 95,1 69,9 14,0

Биологический запас свежесобранных цветов A. montana в окрестностях населенных пунктов: с. Усть-Черная, наибольший в 2008 г. - 194,0 кг, наименьший в 2005 г. - 110,0 кг; с. Лопухов, наибольший в 2011 г. - 102,9 кг, наименьший в 2010 г. - 47,0 кг.

Выводы. Установлено, что пастбищная нагрузка и сенокошение не наносят существенного вреда современному состоянию природных зарослей A. montana. Нерациональное заготавливание приводит к уменьшению сырьевого потенциала.

Основными мероприятиями, направленными на обеспечение сохранения и восстановления популяций и ресурсов арники горной в Закарпатской области, по нашему мнению, должно быть усиление контроля за сбором сырья и введение режима охраны в зависимости от степени угрозы популяциям A. montana. Дополнительными действенными мерами по охране этих видов можно считать следующие:

- строго соблюдать все правила и сроки заготовки лекарственного растительного сырья под контролем опытных специалистов;

- для расширения сырьевой базы организовать заповедные участки, где распространено это важное промышленное лекарственное растение во всех лесничествах области - с тем, чтобы они могли позже стать массивами эксплуатации.

Список литературы:

1. Борисова Н.А. К методике учета и картирования ресурсов лекарственных растений / Н.А. Борисова, А.И. Шретер // Растительные ресурсы. - 1966. - Т. 2, вып. 2. - С. 271-277.

2. Гладун Я.Д. Поширення i запаси найважливших лкарських рослин у Закарпатськш област // Укр. ботан. журн. - 1986. - 43, № 4. - С. 94-97.

3. Зайцев Н.Г. Методика биометрических расчетов. - М.: Наука, 1973. - 56 с.

4. Ивашин Д.С. О распространении арники горной и горечавки желтой в Украинских Карпатах // Бот. журн. - 1956. - Т. 41, № 2. - С. 257-261.

5. Кобiв Ю.Й. Еколопя та популяцшно- онтогенетичн особливост Arnica montana L. (Asteraceae) в УкраТнських Карпатах // Укр. ботан. журн. - 1992. - 49, № 3. - С. 46-51.

6. Комендар В.1. Поширення та еколого-бюлопчы особливост аршки прськоТ (Arnica montana L.) в УкраТнських Карпатах / В.1. Комендар, Ф.Д. Гамор // Укр. ботан. журн. - 1977. - 34, № 3. -С. 281-285.

7. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.

8. Левандовский Г.С. О возможных причинах невысокого семенного возобновления арники горной (Arnica montana L.) в природных условиях / Г.С. Левандовский, Ю.Н. Горбунов, А.Н. Швецов, М.А. Ермаков // Научн. ведом. Щ Сер. Естественные науки. - 2012. - № 9 (128), вып. 19.

9. Мшарченко В.М. Arnica montana L. в УкраТнських Карпатах: поширення, еколого-ценотичн особливост та ресурсна характеристика / В.М. Мшарченко, Т.Д. Соломаха, 1.В. Вантюх // Наук. вюн. Чершвецького уыверситету. - 2011. - Т. 3, Вып. 2. - С. 159-167.

10. Чырвоная книга Беларусскай ССР: Рэдш i тыя, што знаходяцца пад пагрозай зник-нення вщ живел i раслш / [падрыхт. Л.М. Сушчэня, М.С. Долбк, В.1. Парфёнау i шш.]. - Мн.: Выд-ва «Беларус. Сав. Энцыклапедыя», 1981. - С. 237-238.

List of references:

1. Borisova, N.A. To the method of recording and mapping of resources of medicinal plants / N.A. Borisova, A.U. Schroeter // Plant Resources. - 1966. - T. 2, Issue 2. - P. 271-277.

2. Gladun Y.D. Distribution and supplies of the most important medicinal plants in Transcarpathia // Ukr. botanical. Journal. - 1986. - 43, № 4. - P. 94-97.

3. Zaitsev N.G. Method of biometric calculations. - M.: Science, 1973. - 56 p.

4. Ivashin D.S. Propagation of Arnica montana and Gentiana lutea in Ukrainian Carpathians // Bot. Journal. -1956. - T. 41, № 2. - P. 257-261.

5. Kobiv Yu.Y. Ecology and population-ontogenetic features of Arnica montana L. (Asteraceae) in the Ukrainian Carpathians // Ukr. botanical. Journal. - 1992. - 49, № 3. - P. 46-51.

6. Komendar V.I. Distribution and ecological and biological characteristics of mountain arnica (Arnica montana L.) in the Ukrainian Carpathians / V.I. Komendar, F.D. Hamor // Ukr. botanical. Journal. - 1977. - 34, № 3. - P. 281-285.

7. Lakin G.F. Biometrics. - M.: Higher School, 1990. - 352 p.

8. Lewandowski G.S. On the possible causes of low seed reproduction mountain arnica (Arnica montana L.) under natural conditions / G.S. Lewandowski, J.N. Gorbunov, A.N. Shvetsov, M.A. Ermakov // Nauchn. vedom. U Ser. Natural nauki. - 2012. - № 9 (128), Issue 19.

9. Minarchenko V.M. Arnica montana L. in the Ukrainian Carpathians: distribution, ecological coenotical features and characteristics of the resource / V.M. Minarchenko, T.D. Solomacha, I.V. Vantyuh // Science. Visn. Chernivtsi University. - 2011. - V. 3, Issue 2. - P. 159-167.

10. Eighth Red Book Belorsussky SSR rare and those that are threatened zniknennya view zhivel and plants / [preparation L.M. Sushchenya, M.S. Dolbik, V.I. Parfenay et al.]. - Mn.: Publishing House of the «Belarus. Owls. Encyclopedia», 1981. - P. 237-238.