Конференция «Экология и география растений и растительных сообществ», г. Екатеринбург 16-19 апреля 2018 г.

В апреле 2018 г. в г. Екатеринбурге успешно прошла IV международная научная конференция «Экология и география растений и растительных сообществ».

Благодарим Организаторов конференции за приглашение и возможность выступить с докладами, поделиться  и обсудить результаты нашей работы . Спасибо екатеринбургским коллегам за теплый прием!

Сборник материалов конференции размещён на официальном сайте Института естественных наук и математики УрФУ: insma.urfu.ru/conf/egras

В сборнике опубликованы несколько работ о биологии, распространении и границах вторичного ареала гигантских борщевиков (скачать):

 

На конференции прозвучали доклады о гигантских борщевиках (Скачать):

+ Скачать презентацию

 

+ Скачать презентацию

 

+ Скачать презентацию

Презентацию доклада представил и разрешил опубликовать д.б.н., проф. Александр Леонович Эбель (кафедра ботаники ТГУ, г. Томск).

VII Всесоюзный симпозиум по новым кормовым культурам (Сыктывкар 1990 г.)

Небольшой обзор результатов интродукции и использования борщевика Сосновского на основе тезисов докладов  VII Всесоюзного симпозиума по новым кормовым растениям (Сыктывкар 1990 г.)

В сборнике опубликованы ряд работ по интродукции и возделыванию борщевика Сосновского и б.Мелендорфа :

  • Андреев Г.Н., Зуева Г.А. Интродукционное испытание борщевиков на Кольском полуострове. С.9-10.
  • Беляев Г.А. Новые кормовые культуры в условиях производства в южной зоне Коми АССР. С.24-25.
  • Варивончик В.В. Новые кормовые культуры в условиях Обь-Иртышского севера. С. 32-33.
  • Зайцева Т.В., Гутман Ф.В. Интродукция новых видов кормовых культур в условиях Молдавии. С.70-71.
  • Иевлев Н.И. Растениеводство на севере и новые кормовые культуры. С.75-76.
  • Косторной В.Ф. Морфо-биологические особенности некоторых интродуцентов в условиях Сибири. С.91-92.
  • Лавриненко И.А. Морфологическая и биохимическая изменчивость борщевика Мелендорфа в природе и в культуре. С. 104-105.
  • Мишуров В.П., Скупченко Л.А., Рубан Г.А. Новые крупнотравные кормовые растения в условиях севера. С.128-129.
  • Надежкин С.Н. Перспективные кормовые растения в условиях Башкирской АССР. С.132-133.
  • Тихановский А.Н. Новые кормовые культуры для крайнего севера Западной Сибири. С.191-182.
  • Тючкалов Л.В. Интродукция новых кормовых растений на северо-востоке Волго-Вятского региона. С. 187-189.

 

Кроме того, привлекла внимание публикация об использовании показателей СО2-газообмена, морфометрических и микроклиматических данных  для количественного описания процессов формирования урожая, построения моделей поведения растений при интродукции; определения и соотнесения реальных границ видов и популяций с потенциальными возможностями расселения видов за пределы естественных ареалов. Конкретное решение этих задач в докладе иллюстрируется на примере злаков (Назаров, 1990).

 

 

 

«Полёты во сне и наяву»

Борщевик Сосновского относится к группе анемохоров   — это  растения, плоды, семена, споры и др. зачатки которых распространяются воздушными течениями, разносятся преимущественно ветром. На какое же расстояние разлетаются созревшие семена борщевика? Для ответа на этот вопрос мы собрали данные о средней высоте генеративного побега — 2.74 метра (plant_height), времени падения отдельных семян с высоты 3 метра — 1,79 секунд (time_of_seed_falling_size_mass_of_seed_heracleum_2013), скорости ветра в сентябре — 1.96 метра/сек (wind_speed_in_September_2005-2011).

Затем, не без усилий, мы рассчитали терминальную скорость падения семян.  Учитывая среднюю скорости ветра в окрестностях г. Сыктывкара в период осыпания семян была смоделирована дистанция их  «полёта». Результаты выполнения R-скрипта показали, что дистанция переноса 90% семян составляет 6 метров от материнского растения (Рис.).  На основании этого, мы полагаем, что ширина буферной зоны для  ограничения распространения семян борщевика Сосновского должна составлять не менее 6 метров.

 

Рисунок. Кумулята распределения дистанции переноса семян борщевика Сосновского воздушными потоками от материнского растения в условиях г. Сыктывкара (результат моделирования на основе данных о скорости падения семян, высоты растений, скорости ветра в период плодоношения (Dalke, 2018).

Ссылка на публикацию данных:

Dalke, I. The R script and data for Heracleum sosnowskyi seed dispersal modelling in Syktyvkar region (Komi Republic, Russia) [Online] / I. Dalke, I. Chadin. – 2018. – URL: https://zenodo.org/record/1212547#.WsUV7YBn0pQ. – DOI:10.5281/zenodo.1212547

 

 

 

Переселение растений на Полярный Север 1932-1956 гг.

Сборник итоговых работ по интродукции растений Полярно-альпийским ботаническим садом за первые 25 лет его существования (1932-1956 гг.) содержит аннотированные перечни испытанных ими древесных и травянистых растений в открыточном грунте на интродукционных питомниках основной территории Сада без какой либо искусственной защиты на зиму и от от заморозков, а также перечень растений, испытанных в оранжереях Сада (Переселение растений на Полярный Север…, Часть 1, 1964).

Нас, прежде всего, интересовала работа по интродукции борщевика Сосновского. Читаем…

Растения борщевика Сосновского в естественных условиях произрастают на лугах, опушках, полянах, в ущельях горнолесного пояса Дагестана и В. и Ю. Закавказья. Эндем.

Согласно списку приведенному в работе всего в ПАБСИ было интродуцировано 26 видов рода Heracleum  (Переселение растений на Полярный Север…, Часть 1, 1964). Согласно сведениям, приведенным в Таблице на стр. 279, Борщевик Сосновского начали  выращивать в ПАБСИ с 1948 г. Семенной материал был получен из Тбилиси и Батуми. Посев проводили в апреле-мае 1948, 1953, 1954 гг. Всходы появлялись в начале мая следующего года. Растения цвели и  плодоносили  нерегулярно или единственный раз (на 7 год вегетации). Высота побегов достигала 2.3 метра. Растения повреждались заморозками.

 

Несколько новых публикаций о борщевике

Подробнее

Фотофакты о борщевике

Гигантские борщевики / Аврорин Н.А., Андреев Г.Н., Головкин Б.Н., Кальнин А.А. Переселение растений на Полярный Север. Результаты интродукции травянистых растений в 1932-1956 гг. Ч. 1. Наука, Москва — Ленинград, 1964 г. (Введение и результаты интродукции борщевика Сосновского)

 

VavilovPP_borsh

Организатор и первый директор Института биологии Коми НЦ УрО РАН чл.-корр. АН СССР, акад. ВАСХНИЛ П.П. Вавилов (крайний слева), ……. (в центре), Н.В. Чебыкина   (справа).

Борщевик Сосновского в период массового цветения, пятый год жизни (Фото К.А. Моисеева) / Моисеев К.А., Вавилов П.П., Болотова Е.С., Космортов В.Л. Новые перспективные силосные растения в Коми АССР / Разделы: природно-климатические условия Коми АССР, борщевик Сосновского, районирование новых силосных растений в Коми АССР, химическая характеристика силосов / Сыктывкар. 1963. 240 С.

 

Борщевик Лемана на шестой год жизни (Биостанция Коми филиала АН СССР) (Моисеев, 1969).

 

Фото из брошюры «Форпост советской науки на Европейском Северо-Востоке» 1974 г.

 

Механизированная уборка борщевика Сосновского (Агробиологические ресурсы…, 1999).

Борщевик Сосновского в Заполярье… one way ticket

В конце 50-х — начале 60-х годов 20 века в Коми филиале Академии наук СССР проводили опыты по выращиванию сельскохозяйственных культур (в том числе и борщевика Сосновского) на стационарах в лесотундровой и тундровой зоне. Работы проводили в производственных условиях двух совхозов комбината «Воркутауголь»:

1) Лесотундра, совхоз «Горняк», ж/д станция Сивая Маска (66°41¢ с.ш.,   62°36¢ в.д., высота метеоплощадки 95.5 м. Проводили разработку приемов улучшения пойменных лугов.

2) Тундра, совхоз «Центральный», г. Воркута, (67°29¢ с.ш., 64°01¢ в.д., высота метеоплощадки 180.8 м. Создавали долголетние травостои лугового типа.

Одновременное проведение работ в двух пунктах, отстоящих один от другого на расстоянии более 100 км, было необходимо для наиболее полного охвата всего комплекса вопросов, касающихся производства кормов на Крайнем Севере (Хантимер, 1974).

Рис. из работы Сельскохозяйственное освоение тундры. Хантимер И.С. 1974. Из-во «Наука», Ленингр. отд., Л. 1-227.

Результаты исследований были опубликованы в Отчетах и обобщающих публикациях (Хантимер, 1974).

Итак, опыты по выращиванию силосных культур заложили в 1962 г. на лесотундровых и тундровых стационарах. Наблюдения над особенностями роста и развития однолетних и многолетних культур на силос на обоих стационарах проводили в 1963-1964 гг.

СОВХОЗ «ГОРНЯК»

Силосные культур в совхозе «Горняк» (1962 г.) испытывали в пойме р. Усы в приречной части на высокоплодородных (унавоженных) почвах  посевом поперек простиранию параллельных течению реки грив и межгривенных понижений. Опытные посевы находились в наиболее благоприятных мезоклиматических условиях лесотундровой зоны, приближающихся по экологическому режиму к таёжной части. В течение трех лет испытания была благоприятная по режиму тепла и влаги погода. Только в конце 1963 г. был суровый предзимний период с малым снеговым покровом и сильными морозами.

Борщевик Сосновского сеяли широкорядным гнездовым способом в сентябре 1962 г. на площади 0.25 га. Весной 1963 г. наблюдали дружное появление всходов растений. К сентябрю развились мощные розетки листьев и побегов, достигших в отдельных случаях 40 см высоты. Однако, прирост надземной массы в первом году был недостаточный для уборки урожая. Жесткие условия предзимья 1963 г. привели к полной гибели всех особей борщевика Сосновского.

Наблюдения 1964 г. показали, что по посевам предшествующих лет (посевы вели оптимальным гнездовым способом — по десятку семян в каждую лунку-гнездо) на участке появились всходы борщевика Сосновского из семян, оставшихся не проросшими в 1963 г. Массовое появление проростков отмечали 26 июня 1694 г. Дальнейшее их развитие не отличалось от развития растений первого года жизни. Однако, рассчитывать на новый урожай было нельзя. По результататам испытаний сделано заключение, что борщевик Сосновского непригоден для культуры в лесотундровой зоне (Промежуточный научный отчет по теме № 18 «Луга Коми АССР» за 1964 г.)

СОВХОЗ «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ»

Опыты проводившиеся в 1962-1964 гг. подтвердили бесперспективность выращивания в тундре силосных культур (в том числе и борщевика Сосновского), которые были испытаны и в условиях лесотундры в совхозе «Горняк» (Промежуточный научный отчет по теме № 18 «Луга Коми АССР» за 1964 г.)

 Заключение: в 1962 и 1963 гг. были испытаны в условиях тундры посевы растений борщевика Сосновского, которые оказались совершенное непригодными для возделывания как в пойме, так и на материковых участках (Хантимер, 1974).


Для моделирования пределов распространения борщевика  Сосновского будут полезны следующие сведения

Известно, что в условиях Ленинградской области все виды борщевиков трогаются в рост сразу после схода снега. Все особи, независимо от видовой принадлежности находящиеся в виргинильном состянии, в течение одного сезона находятся в вегетативной фазе развития, которая у большинства видов, в том числе и секции Pubescentia длится от 180 до 206 дней. Генеративные особи растут 169-206 дней. В течение этого времени у дву- и многолетних растений появляется от 8 до 25 ассимилирующих листьев. Борщевик Сосновского переходит в фазу цветения к концу июня или началу июля (Сацыперова, 1984). В среднетаёжной зоне Республики Коми интродуцированные борщевики начинают вегетировать рано, сразу после сходе снега. Ночные заморозки в это время могут достигают -5, — 6 °С. У борщевика Сосновского начало вегетации приходится на конец апреля – начало мая, созревание семян в центральных зонтиках к 5-27 августа. Всходы семян после предзимнего посева появляются в конце мая-начале июня Общая продолжительность вегетации интродуцированных борщевиков в среднетаёжной зоне составляет 91-131 день (Александрова, 1971). Согласно нашим фенологическим наблюдениям в 2011 г. в окрестностях г. Сыктывкара борщевик Сосновского начал вегетировать в начале мая. Формирование и осыпание семян из соцветий (зонтиков) наблюдали к началу сентября (то есть через 120 дней после начала вегетации), а весь период вегетации продлился до начала ноября, пока не выпал первый снег (то есть прошло около 180 дней от начале вегетации) (Далькэ, 2011 неопубликованные данные). В первый год вегетации растения отличаются слабой интенсивностью роста, но, начиная со второго года, виды борщевика растут очень быстро с суточным приростом до 5 см. Рост замедляется к началу августа, хотя листья остаются зелеными вплоть до осенних заморозков (Александрова, 1971). На ритм сезонного развития  борщевиков существенно влияют метеорологические условия года: ранняя или поздняя весна, устойчивая солнечная погода, выпадение осадков, затяжная пасмурная погода (Сацыперова, 1984). Важной биологической особенностью борщевиков является их устойчивость к низким температурам благодаря чему сохраняются молодые всходы и растения в период весенних заморозков (Александрова, 1971). По нашим данным семена борщевика Сосновского прорастают еще под снегом и быстро отрастают после повышения температуры (Dalke, 2016). Ранней весной проростки сохраняют умеренную интенсивность темнового дыхания при низких отрицательных температурах (до -12°С). С повышением температуры от 8-10 °С интенсивность дыхания проростков закономерно увеличивается. Однако, в осенний период внезапное и резкое снижение температуры до -5 — -7°С способствует тому, что относительный покой растений наступает в более ранние сроки (Александрова, 1971, Сацыперова, 1984). При неблагоприятных осенних или зимних заморозках (например, зима 1965-1966 г., г. Сыктывкар), перепадах температур и в отсутствии снегового покрова гибнут практически все (99%) особи борщевика Сосновского. В условиях таежной зоны такие условия наблюдались один раз за 15 лет (Александрова, 1971). В тундровой зоне частота осенних заморозков выше и длительность безморозного периода существенно меньше, чем в таёжной зоне. За период с 1957 по 1963 г. максимальная продолжительность безморозного периода в районе г. Воркуты составила 106 дней. За этот же период времени продолжительность безморозного периода четыре раза снижалась до 30-50 дней. Например, продолжительность безморозного периода в 1963 г. (48 дней) существенно уступала периоду 1962 г. (79 дней). То есть,  заморозки в начале сентября 1963  привели к полной гибели борщевика Сосновского (Промежуточный научный отчет по теме № 18 «Луга Коми АССР» за 1963 г.).

Таким образом, осенне-зимние перепады температур, бесснежный период резко отрицательно повлияли на жизнеспособность растений борщевика Сосновского в тундровой зоне.

И еще один важный момент — надо съездить в Воркуту и самим убедиться растет там борщевик Сосновского или нет? Планируем сделать это в 2018 г.

Список литературы

Александрова М. И. Некоторые виды борщевика в среднетаежной зоне Коми АССР: Автореф. дис. … канд. с.-х. наук. Киров. 1971. 26 с.

Материалы из отчетов Лаборатории геоботаники и систематики растений Коми филиала наук СССР:

Промежуточный научный отчет по теме № 15 «Луга Коми АССР» за 1962 г.

Промежуточный научный отчет по теме № 18 «Луга Коми АССР» за 1963 г.

Промежуточный научный отчет по теме № 18 «Луга Коми АССР» за 1964 г.

Хантимер И. С. Сельскохозяйственное освоение тундры. Л. Наука 1974г. 226с.

Дополнительные сведения о продолжительности безморозного периода можно получить:

AgroAtlas — Климат — Среднемноголетние даты последних заморозков

AgroAtlas — Климат — Среднемноголетние даты первых заморозков

Данные по температурам, осадкам: http://aisori.meteo.ru/ClimateR Для справки и поиска данных: Воркута Индекс ВМО 23226, Елецкая Индекс ВМО 23220.

Борщевик до Австралии докатился — карта в помощь

Господа австралийцы на основе климатического моделирования опубликовали карту потенциального распространения гигантского борщевика (Heracleum mantegazzianum) у себя в штате Виктория (столица г. Мельбурн). Зеленый цвет на карте — «пока еще неплохо», а красный цвет — «дело дрянь».  В неокрашенных областях карты совсем неподходящие условия и растение вряд ли там появиться. Предикторами моделирования распространения борщевика и других инвазивных видов выступили 16 климатических показателей (температура и осадки). Моделировали в системе Climate®.

Potential Distribution of Giant hogweed (Heracleum mantegazzianum) in Victoria

Рис.1. Карта потенциального распространения гигантского борщевика (Heracleum mantegazzianum) в штате Виктория (Австралия).

This map of the potential distribution of Giant hogweed has produced from CLIMATE® modelling, overlayed with:

Overlays used

Land uses:

Pasture dryland

Pasture irrigation

Rainfall:

Coastal scrubs and grassland; coastal grassy woodland; inland slopes woodland; dry foothill forest; montane dry woodland; grassland; plains grassy woodland; herb-rich woodland; montane grassy woodland; rainshadow woodland; mallee; boinka-raak; mallee woodland; Wimmera/mallee woodland

Colours indicate possibility of Heracleum mantegazzianum infesting these areas.

Red = Very high

Yellow = High

Orange = Medium

Green = Likely

In the non-coloured areas the plant is unlikely to establish as the climate, soil or landuse is not presently suitable.


Страничка о процедуре моделирования распространения инвазивных видов —  Further information on mapping potential distribution of weeds

Подробнее об инвазивных видах растений в штате Виктория (Австралии) — Invasive Plants

Виртуальный Австралийский гербарий — The Australasian Virtual Herbarium (AVH)

Рис. 2. Сведения о произрастании  Heracleum mantegazzianum по данным Виртуального Австралийского Гербария (AVH) — 58 записей.

О производительности работ по картографированию зарослей борщевика

19 и 20 мая 2015 г. состоялся выезд в с. Летка (Прилузский р-он, Республика Коми).

Задачи выезда:

1) определить площади зарослей борщевика Сосновского

2) подготовить рекомендаций по разработке проекта уничтожения этих зарослей

Количество участников выезда: 3 человека.

В результате — задачи были выполнены полностью. Опубликованы картосхемы участков занятых борщевиком и рекомендации по их уничтожению

Научно-методические рекомендации по разработке проекта уничтожения нежелательных зарослей борщевика Сосновского на территории сельского поселения «Летка» Прилузского района Республики Коми (2015) / Далькэ И.В., Чадин И.Ф. + Приложение А + Приложение Б + Приложение В

Материалы доступны также на сайте Института биологии


Добавим несколько строк о методе сбора информации и попытаемся оценить эффективность этого процесса

Выдержки из отчета:

Картографирование распространения борщевика Сосновского на территории СП «Летка»

было проведено только в населенных пунктах: с. Летка и д. Малая Беберка. Общая площадь участков, занятых борщевиком Сосновского на территории СП «Летка» составила 80.2 га.

 О сборе данных о местах произрастания б.С.:

Сбор данных проводили с помощью коптера Phantom DJI (1 человек) и маршрутным методом (пешком, 2 человека).

Данные собранные с помощью БПЛА Phantom DJI

№ полета Отснятая площадь, га
1 69.0
2 41.6
3 30.5
4 30.3
Итого 171.4

Затраченное время – 4 часа рабочего времени пилота коптера с учетом перемещений между участками. Максимальное удаление участков друг от друга – 3.5 км. Понадобились 3 или 4 батареи (элементы питания) для обеспечения этого времени работы Phantom DJI.

Затраченное время на обработку снимков (создание ортофотопланов) – 3 рабочих дня

Затраченное время на ручную дешифровку снимков – 3 рабочих дня.

Мы не проводили «ручного» определения площади зарослей борщевиков в полевых условиях (с помощью наземных измерений геодезическими инструментами). Собирали только сведения о наличии или отсутствии борщевика вдоль маршрутов. Полагаем,  что среднюю скорость движения на маршруте со сбором данных посредством GPS-привязанных фотографий можно оценить как 3.5-4 км/ч.

Фото.1. Я верю дельтаплан Phantom DJI поможет мне…

Фото 2. Самый большой генеративный побег (человек для масштаба)

Инфографика борщевика — Hogweed Infographics

Решил сделать запись о инфографической составляющей жизни борщевиков. В Cети были обнаружены разные картинки на тему «инфографика борщевика».

Справка. Инфографика (от лат. informatio — осведомление, разъяснение, изложение; и др.-греч. γραφικός — письменный, от γράφω — пишу) — графический способ подачи информации, данных и знаний. Одна из форм информационного дизайна.

Источник: http://www.aif.ru/society/nature/rossii_obyavili_voynu_zachem_my_priyutili_borshchevik_na_svoih_polyah

Источник: http://innoginsk.ru/novosti/sreda_obitaniya/zhiteli-noginskogo-rayona-golosuyut-za-udalenie-borshchevika-sosnovskogo

Источник: Химия действия борщевиков

Химия действия борщевиков

Источник: http://www.horsedvm.com/poisonous/giant-hogweed

Источник: http://www.adigea.aif.ru/health/details/49116

Источник: https://cdnimg.rg.ru/pril/article/114/76/02/1-1500.jpg

Источник: http://innoginsk.ru/novosti/sreda_obitaniya/zhiteli-noginskogo-rayona-golosuyut-za-udalenie-borshchevika-sosnovskogo

Источник: https://vkurier.by/66771

Источник: http://proborshevik.ru/archives/2117

Яндекс.Метрика