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.

А мы ребята, а мы ребята… 70 широты…

Архив Коми НЦ УрО РАН

На повестке дня вопрос о северной границе распространения борщевика Сосновского.

Для определения северной границы его распространения следует обратить внимание на следующие факты. Из писем И.С. Хантимера (критический взгляд на интродукцию борщевика Сосновского в Коми АССР) следует, что борщевик Сосновского пробовали высаживать в лесотундре и тундре. Цитирую «…значительную часть видов новых силосных растений, в том числе борщевик Сосновского, я испытал в культуре в лесотундре и тундре Коми АССР. В фондах Коми филиала Коми АССР хранятся мои научные отчеты по этим работам за 1963, 1964, 1965 и 1966 гг. Одновременно в тех же районах я уделил много внимания луговым травам и залужению тундры».

Фото из Промежуточного научного отчета по теме № 18 «Луга Коми АССР» за 1963 г.


Значит, нам прямая дорога… в архив.

Итак, 9 ноября 2017 г. мы снова попали в Научный архив Коми научного центра УрО РАН.  Там мы познакомились с научными отчетами Лаборатории геоботаники и систематики растений Коми филиала Академии наук СССР  по теме «Луга Коми АССР».  Далее приводим некоторые записи из Отчетов…

НОВЫЕ СИЛОСНЫЕ КУЛЬТУРЫ В ЗАПОЛЯРЬЕ

«Испытание новых силосных культур в Заполярье приобретает значение прежде всего в связи с необходимостью выявления биологии их развития в условиях длинного светового дня, недостатка тепла в почве и в воздухе, резкие колебания температуры в дневные и ночные часы, короткого периоды вегетации — особенно сурового и неустойчивого по теплообеспечености в начале и в конце. На этой основе представляется возможность правильного их районирования и уточнения северных пределов их распространения в культуре. Исходя из этого испытания  новых силосных культур было намечено проводить на обоих стационарах Коми филиала АН СССР как в лесотундре (совхоз «Горняк»), так и в тундре (совхоз «Центральный»)» (Промежуточный научный отчет по теме № 15 за 1662 г., 1963 г.).

Наблюдения над особенностями роста и развития однолетних и многолетних культур на силос (в том числе и борщевика Сосновского) на обоих стационарах были продолжены в 1963 году. При этом отмечалось существенное  различие в их поведении в условиях тундры и лесотундры (промежуточном научном отчете по теме № 18 «Луга Коми АССР» за 1963 г., 1964 г.).

Далее, приведем некоторые выдержки из отчета касающиеся непосредственно испытаний борщевика Сосновского (Промежуточный отчет, 1963, с.56-68.)

Совхоз «Горняк» /лесотундра/

Испытание новых силосных растений было продолжено на том же участке, на котором оно было начато в 1962 году — в пойме с волнистым рельефом, хорошо окультуренными и многократно унавоженными почвами.

 

В дополнение, небольшое современное видео о пос. Мескашор  (Горняк), Воркута.

P.S. Борщевика, на видео мы не увидели.


Пока можно предположить, что борщевик Сосновского в окрестностях г. Воркуты не удержался… и замерз.

Другой вид из рода борщевиков — борщевик сибирский (Heracléum sibíricum)  вполне успешно растет в Заполярье (фото А.Н. Панюкова, окрестности г. Воркуты, 2007 г.)

 

 

 

 

Картографирование борщевика Сосновского

При планировании действий по искоренению нежелательных зарослей борщевика  важным (для больших площадей — необходимым) этапом работы является создание карты (схемы) таких зарослей. Проблема автоматизации картографирования зарослей борщевика по ДДЗ стала привлекать внимание со стороны исследователей и разработчиков в области ГИС. Можно выделить несколько путей сбора информации для составления таких картосхем:

  • получение аэрофотоснимков (ДДЗЗ) и их дешифровка;
  • получение данных маршрутным методом;
  • получение данных от сторонних организаций. Поиск информации о распространении растения на территории сопредельных государств.

В качестве примеров, оценки площадей занятых борщевиком Сосновского можно упомянуть об информации управления Россельхознадзора по Кировской области (2002 г. — занято борщевиком 1151 га; в Слободском районе не менее 300 га),  сведения из постановления Правительства Вологодской области (2010 г. — 2186.1 га), Латвия  (прогноз 2010 г. — 30000 га), Междуречинский муниципальный район Вологодской области (работы с 2011 по 2013 гг.- всего 17.4 га), Череповецкий район Вологодской области (2010 г. — 328 га), Нижегородская область (работы по инвентаризации с 2010 по 2013 гг. на площади 2335.3 га и дополнительные меры в районах области), город Сыктывкар (2009 г. — 36 га), Эстония (в 2006 г. — 1400 га ), в 12 административных районах Республики Беларусь занято более 1700 га, представлена карта распространения борщевика Сосновского на территории Беларуси по итогам кадастрового обследования 2007–2010 гг. О распространении борщевика Сосновского на Сахалине. На  сайте Plantarum — представлены фото растений их географическая привязка —  http://www.plantarium.ru/page/view/item/18611.html

Пример карты из далёкой заграничной Канады.

GH_map

Рис.1.Распространение и локализация гигантского борщевика на территории водораздела French Creek watershed (October 2007).

Еще один пример картографирования борщевика Сосновского на территорий стран Балтики.

Borsh_map_Estonia_Latvia

Рис.2. Распространение борщевика Сосновского в Эстонии и Латвии. Материал из работы Kabuce N., Priede N. (2010) NOBANIS – Invasive Alien Species Fact Sheet – Heracleum sosnowskyi. From: Online Database of the North European and Baltic Network on Invasive Alien Species – NOBANIS www.nobanis.org, Date of access x/x/200x. или скачать файл PDF с нашего сайта. Подробную информацию о состоянии дел в Прибалтийских странах можно почерпнуть отсюда: Invasive Neophytes In The Flora Of Latvia: Distribution And Dynamics (2009) Summary Of Doctoral Thesis Dr. habil. geogr. Māris Laiviľš. Riga. 2009.

Lambdon_borsh__map_2008

Рис.3.Распространение борщевика Сосновского в Европе. Материала из работы Lambdon P. W., Pyšek P., Basnou C., Hejda M., Arianoutsou M., Essl F., Jarošík V., Pergl J., Winter M., Anastasiu P., Andriopoulos P., Bazos I., Brundu G., Celesti-Grapow L., Chassot P., Delipetrou P., Josefsson M., Kark S., Klotz S., Kokkoris Y., Kühn I., Marchante H., Perglová I., Pino J., Vila M., Zikos A., Roy D. & Hulme P. E. (2008) Alien flora of Europe: species diversity, temporal trends, geographical patterns and research needs  / Zavlečená flóra Evropy: druhová diverzita, časové trendy, zákonitosti geografického rozšíření a oblasti budoucího výzkumu // Preslia. 2008. 80(2). P.101–149.

 

Рис.4. Выявление борщевика Сосновского на территории ГО «Домодедово» (ООО «Раменский региональный экологический центр», 2014). Работа выполнена сотрудниками ЗАО «РРЭЦ» по контракту с Администрацией городского округа Домодедово Московской области в мае-июне 2014 года. Выявление мест распространения борщевика Сосновского происходило во время маршрутного экологического обследования. Общая площадь занятая борщевиком составляет около 1,6 % (около 1300 га) от общей площади территории городского округа Домодедово.

 

В СМИ появляются различные схемы регионов России зараженные борщевиком Сосновского.

 

Рис.5. Схема из статьи «Борщевик в Тверской области вышел в Инстаграм», дата публикации16 августа 2017 (http://tver.mk.ru/articles/2017/08/16/borshhevik-v-tverskoy-oblasti-vyshel-v-instagramm.html).

Цитирую » Тверские студенты создали в соцсети ВКонтакте группу, куда каждый может прислать фото борщевика с указанием места его произрастания. На основе этой информации в ближайшее время будет представлена карта области для координации борьбы с сорняком.

— Наша цель – предотвратить контакт людей с ним, предупредить о возможных последствиях и привлечь внимание общественности к данной проблеме. Сейчас эта тема в рамках Года экологии наиболее актуальна, –говорит инициатор проекта Анастасия Лебедева.

У тверского борщевика даже есть свой аккаунт в инстаграмме — ostorojno_borshevik. Здесь можно посмотреть и поделиться фотографиями опасного сорняка. И это будет экологическим просвещением, ведь такая информация может спасти кому-то здоровье.»

 

Ссылки на работы выполненные по картографированию и оценке площадей зарослей борщевиков (в том числе и борщевика Сосновского):

Ну и наши 5 копеек в деле картографирования борщевика

Непосредственно разработкой методов картографирования зарослей борщевика Сосновского по данным дистанционного зондирования (ДДЗ) мы (авторы сайта proborshevik.ru) в данный момент не занимаемся. По нашему мнению, на территории порядка десятков и сотен квадратных километров вполне можно обойтись ручной дешифровкой космоснимков с 0.5-1 м разрешением в видимой части спектра (даты съемки — июль-начало августа). Если есть возможность получить данные аэрофотосъемки, то процесс ручной дешифровки заметно упрощается.

На данный момент перед собой мы ставим две основные задачи:

  1. Обеспечить сбор и первичную обработку данных полевых работ по выявлению мест произрастания борщевика (проект РИВР: https://ib.komisc.ru/add/rivr/)
  2. Разработать модель распространения вида (Species Distribution Model) для борщевика Сосновского, чтобы решить вопрос о теоретических лимитах его географического распространения. Первая наша статья на эту тему: Chadin I, Dalke I, Zakhozhiy I, Malyshev R, Madi E, Kuzivanova O, Kirillov D, Elsakov V (2017) Distribution of the invasive plant species Heracleum sosnowskyi Manden. in the Komi Republic (Russia). PhytoKeys 77: 71-80. https://doi.org/10.3897/phytokeys.77.11186

На карте распространения зарослей борщевика следует выделить участки земель различного назначения: территории населенных пунктов, обочины дорог, сельскохозяйственные угодья. Для каждого типа территории должны быть подобраны адекватные методы уничтожения зарослей. Карта поможет определить основные инвазионные коридоры — пути попадания семян борщевика с сопредельных территорий. После уничтожения растений борщевика на участках инвазионных коридоров  должна быть сформирована плотная дернина, препятствующая прорастанию новых семян. Карта распространения зарослей борщевика поможет оценить затраты ресурсов. В зависимости от их наличия можно выбрать минимальный размер участка, на котором могут быть проведены работы по уничтожению зарослей борщевика. При проведении работ на ограниченных по площади участках, окруженных с одной или нескольких сторон растениями борщевика, следует предусматривать буферные зоны. Буферная зона в зарослях борщевика представляет собой полосу, шириной 4 м. на которой постоянно производится скашивание отрастающих побегов борщевика. Наличие такой зоны в значительной мере сократит количество попадающих на освобожденных от борщевика участок новых семян. Наш подход в определении координат зарослей борщевика нашел применение при разработке:

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

Рис.4. Схема распространения растений борщевика Сосновского на территории с. Летка (Республика Коми, 2015 г.)

 

Для определения северной границы распространения борщевика Сосновского следует обратить внимание на следующие факты.  Из писем И.С. Хантимера (критический взгляд на интродукцию борщевика Сосновского в Коми АССР) следует, что борщевик Сосновского пробовали высаживать в лесотундре и тундре. Цитирую «…значительную часть видов новых силосных растений, в том числе борщевик Сосновского, я испытал в культуре в лесотундре и тундре Коми АССР. В фондах Коми филиала Коми АССР хранятся мои научные отчеты по этим работам за 1963, 1964, 1965 и 1966 гг. Одновременно в тех же районах я уделил много внимания луговым травам и залужению тундры».

Значит, нам прямая дорога… в архив. Что из этого получилось читайте в записи «А мы ребята, а мы ребята 70 широты»