Флора города Кемерово тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Андреев Борис Германович

• Андреев Борис Германович
• кандидат наук
• 2025

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Флора города Кемерово»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. С переходом в постиндустриальную эпоху темпы жизни человека возросли (Баркова, 2013). Человек трансформировал естественную среду под свои нужды, вслед за чем скорость естественных процессов стремительно увеличилась, не стали исключением и процессы флорогенеза: для чужеродных видов естественная среда обитания человека, город, стала миграционным коридором, позволяющим в кратчайшие сроки натурализоваться и расширить свой вторичный ареал. Волнам приходящих чужеродных видов также способствует глобализация, как общая, так и флористическая. Садоводы-любители, профессиональные озеленители городов и интродукторы способствуют унификации флоры земного шара за счёт культивирования популярных в тот или иной момент сортов, форм, видов растений без учёта региональных особенностей флоры, что неизбежно приводит к её однообразию (Эбель и др., 2016, Андреев, 2021). Урбанизацию в XXI в. сопровождают ухудшение состояния городской среды, снижение качества жизни, экстенсивное развитие экономики (Исупов, 2018, Комолов, 2018, Лещенко, 2021). Помимо общественных процессов, на формирование флоры влияет изменение климата, деградация окружающей среды, определяя возможность произрастания видов через температуру воздуха, сумму осадков, строение и водный режим почвы (Волокитин, 2019).

Степень разработанности темы исследования. Потребность в качественной среде обитания инициировало проведение работ по изучению флоры городов в Российской Империи с 1730-х годов со значительным отставанием от европейских территорий. В процессе развития производительных сил человечества и интенсификации влияния на окружающую среду вопрос о качестве жизни наиболее остро встал в начале XX в. Наибольшее число городских флор было изучено в СССР в 1920-х и 1980-х (Ильминских, 2014). В Российской Федерации в последние годы также наблюдается рост числа работ по изучению городских территорий, направленных на снижение влияния хозяйственной деятельности на здоровье населения.

Перед урбанофлористами и флористами XXI века стоит ряд проблем, требующих скорейшего решения. А именно: 1) оценка темпов натурализации чужеродных видов и разделение данного процесса на этапы для своевременного принятия мер и противодействия унификации флоры и сохранения естественных особенностей флорогенеза сообразных месту произрастания в рамках первичного ареала; 2) проведение многофакторного анализа, где особое внимание нужно уделить широтно-долготному фактору, соотношению чужеродных-аборигенных видов, а также различию и сходству данных списков; 3) обеспечение сравнимости маршрутов и точное их картирование для обеспечения свойства воспроизводимости результатов; 4) обеспечение свойства сравнимости урбанизированных территорий за счёт оптимизации подходов изучения флоры; 5) изучение особенностей городской среды как уникального комплекса условий для гибридизации видов; 6) сопоставление исторической и современной флор (Письмаркина, 2014, Третьякова и др., 2021).

Рассмотрение города как неделимого целого не позволяет раскрыть особенности флорогенеза отдельных его частей, предоставляя читателю метафизическое описание

абстрактного среза флоры. Выявление особенностей флорогенеза функциональных зон городов под воздействием ряда биотических и абиотических факторов позволяет спрогнозировать дальнейшие изменения территорий, на которые прямо или косвенно оказывается регулярное или нерегулярное воздействие. Пласт качественно новых научных знаний позволит понять, какую деятельность нужно осуществлять в каждой из зон города, чтобы уменьшить наносимый вред природе человеком, но в первую очередь уменьшить вред самому человеку, наносимый опосредованно его же деятельностью в ходе трансформации земель (Ильминских, 2010, Клочкова, 2013).

Для Сибири описаны разными методами полные флоры 15 городов: Томска (Мерзлякова, 1997), Барнаула и Камня-на-Оби (Терехина, 2000), Горно-Алтайска (Зыкова, 2000, Зыкова, 2002) Улан-Удэ (Суткин, 2002), Омска (Буданова, 2003), Рубцовска (Копытина, 2003), Тюмени (Хозяинова, 2004), Иркутска (Виньковская, 2005), Красноярска (Рябовол, 2007), Заринска (Шорина, 2010), Бийска (Черных, 2012), Сосновоборска (Кулешова, 2013а), Кызыла (Шанмак, 2019), Абакана (Чеботарёва, 2023).

В Кемеровской области, самой урбанизированной в Сибирском Федеральном округе (86% населения региона является городским, плотность населения - 26,83 ч/км2), промышленно развитой (16% производственных фондов Сибирского Федерального округа) (Палевская, Дорошилова, Лузина, 2019, Середюк, Корчагина, 2023), флора ещё ни одного города не была изучена в достаточной мере. Первые сведения о флоре г. Кемерово стали появляться в выпускных квалификационных работах студентов Кемеровского госуниверситета К.С. Лазарева и Е.А. Фоминой, защищённых в 1997 и 2005 гг. соответственно. К сожалению, составленные ими списки флоры не были опубликованы, но в гербарии Кемеровского государственного университета (КЕМ) осталась значительная часть их сборов. Специальных исследований, раскрывающих особенности структуры флоры, до настоящего времени не проводилось. Значительный объём образцов был собран в начале XXI века сотрудниками Кузбасского ботанического сада (Ки7) - 1727 листов. Сведения о произрастании некоторых видов сосудистых растений отмечены в работах О.В. Барышевой (2009), А.Н. Куприянова, К.С. Лазарева (2012), С.А. Шереметовой (2016), С.А. Шереметовой и И.А. Хрусталёвой (2018), А.Н. Куприянова (2018).

Цель: выявление разнообразия сосудистых растений и особенностей их распространения в городе Кемерово.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1) Оптимизация метода для исследования флоры мозаичного крупного промышленного города, постановка мониторинговых площадей (модельных выделов);

2) Выявление видового состава сосудистых растений города Кемерово и составление конспекта;

3) Характеристика флоры города Кемерово: анализ таксономической, экологической, биоморфологической, хорологической структуры;

4) Сравнение флор групп местообитаний города Кемерово;

5) Сравнение флоры города Кемерово с близлежащими аборигенными и флорами изученных городов Сибири;

6) Оценка роли чужеродной фракции в формировании флоры города Кемерово;

7) Анализ распространения на территории города Кемерово редких и охраняемых видов Красной книги Кемеровской области.

Методы исследования. Для сбора и систематизации материалов применён метод модельных выделов (Ильминских, 2014). Таксономический, хорологический, экологический и анализ жизненных форм проведены по методическим рекомендациям В.М. Шмидта (1984), Б.М. Миркина и Л.Г. Наумовой (2017) при помощи пакетов прикладных программ Microsoft Office и IBIS (Зверев, 2007).

Защищаемые положения:

1) флора города Кемерово сохраняет в своей таксономической и экологической структуре черты лесостепной флоры, но биоморфологическая структура флоры преобразована под воздействием хозяйственной деятельности;

2) флора города Кемерово является совокупностью парциальных флор его местообитаний. Для достоверного отображения отличительных черт флоры функциональной зоны требуется детальное обследование территории не менее 25 га.

Научная новизна работы. Впервые изучена флора города Кемерово с применением экотопологического зонирования. Составлен конспект флоры города, включающий 827 видов из 407 родов и 101 семейства. Выявлены биоморфологическая, таксономическая, хорологическая, экологическая структура флоры города и его групп местообитаний. Разработана и апробирована модификация к методу модельных выделов.

Теоретическая и практическая значимость работы. В работе выявлены достоверные различия между особенностями флоры функциональных зон, целенаправленно созданных человеком под свои нужды. Результаты имеют ценность с позиций биологии, краеведения и педагогики. Особенности биоморфологической, экологической структуры флоры могут служить основой для разработки рекомендаций по озеленению. Разработанные методические рекомендации использованы при написании выпускной квалификационной работы студенткой Томского государственного университета, К.А. Калабиной (2024), «Флора селитебных районов городов Кемерово, Новокузнецк, Юрга». Методические и методологические разработки можно использовать при проведении комплексных исследований флоры крупных промышленных городов. Выявленные особенности флорогенеза в городе позволяют создать рекомендации по включению чужеродных видов в списки Чёрной книги флоры, своевременно отметить опасность изменения статуса чужеродности. Гербарные образцы вошли в коллекцию гербария Кузбасского ботанического сада (KUZ). Сканы гербарных образцов размещены на сайте Национального банка-депозитария живых систем «Ноев ковчег» Московского государственного университета (Национальный банк-депозитарий..., 2024). Материалы исследования нашли практическое применение при исполнении научно-исследовательской работы по «Комплексному биоэкологическому обследованию ООПТ местного значения «Природный комплекс «Рудничный бор»»», госзадания КузБС ФИЦ УУХ СО РАН (Проект №0286-2021-0010), госзадания АААА-А21-121011590010-5 «Разработка научных основ оценки состояния и восстановления флористического разнообразия in situ и ex situ в регионах с высокой степенью деградации экосистем в результате антропогенного и техногенного воздействий» и гранта РФФИ № 20-44-420007 р_а:

Создание интегрированной информационной системы «Цифровой гербарий Кузбасса».

Апробация работы. Результаты исследования представлены: на V Международном молодежном экологическом форуме (г. Кемерово, 2021), первом Московском молодёжном ботаническом форуме и X конференции, посвящённой памяти профессора А.К. Скворцова «Вид в естественных границах ареала и за их пределами» (г. Москва, 2022), ежегодной конференции молодых учёных ФИЦ УУХ СО РАН «Развитие - 2022» (г. Кемерово, 2022), чтениях памяти Л.М. Черепнина и VII Всероссийской конференции с международным участием Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока (г. Красноярск, 2022), двадцать второй международной научно-практической конференции «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» (Барнаул, 2023), XXX Всероссийской молодёжной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» (г. Сыктывкар, 2023), конференции «Развитие производительный сил Кузбасса (г. Кемерово, 2023), Ботаника и ботаники в меняющемся мире: Труды Международной научной конференции, посвященной 135-летию кафедры ботаники и 145-летию Томского государственного университета (г. Томск, 2023), ежегодной конференции молодых учёных ФИЦ УУХ СО РАН «Развитие - 2023» (г. Кемерово, 2023), ежегодной конференции молодых учёных ФИЦ УУХ СО РАН «Развитие - 2024» (г. Кемерово, 2024).

Публикации. Материалы по теме диссертации опубликованы в 17 работах, а именно: 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 монографиях, 11 статьях в сборниках трудов конференций и прочих изданиях, входящих в РИНЦ, 1 зарегистрированной базе данных.

Личный вклад автора заключается в определении и обосновании темы и методов исследования, анализе массива литературных данных и других открытых источников, проведении сбора материалов и определении большей части образцов, анализе гербарных фондов Кузбасского ботанического сада и Кемеровского государственного университета, обработке и анализе данных, обобщении интерпретации полученных результатов.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Работа изложена на 209 стр., содержит 20 рисунков, 25 таблиц. Список литературы включает 176 источников, из них 7 на иностранных языках.

Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Андреев Борис Германович

Выводы:

1) Флора города Кемерово представлена 827 видами из 407 родов и 101 семейства. По активности во флоре города виды распределены следующим образом: 18 характеризуются высокой активностью, 225 - средней, 345 - низкой и 239 - очень низкой.

2) Флора города Кемерово характеризуется как гигромезофитно-мезогигрофитная (521 вид, 63,00%), мезотрофная (454, 54,90), гелиофитно-гелиосциофитная (798, 96,49) с преобладанием поликарпических наземных трав (463, 56,88) и видов, распространённых на территории голарктического флористического царства (524, 63,36).

3) Среди групп местообитаний наибольший вклад в видовое разнообразие среди незастроенных участков вносят суходольные луга (460 видов), леса (432) и заливные луга (364), среди застроенных - многоэтажная (326) и одноэтажная (326) жилые зоны. Наибольшая доля засухоустойчивых растений отмечается на остепнённых склонах и скальных выходах, а также вдоль трасс и трамвайных путей, наибольшая доля влаголюбивых - в лесах и на заливных лугах. Наибольшая доля монокарпических трав отмечена вдоль трасс и трамвайных путей, а наименьшая - в лесах и на скальных выходах. Наибольшая доля чужеродных видов отмечена на территории приусадебных участков (38,98%), вдоль трасс и трамвайных путей (37,30), в зоне многоэтажной (36,81) и одноэтажной жилой застройки (35,58), наименьшая - на скальных выходах и остепнённых склонах (6,63) и в водоёмах (2,20).

4) Во флоре города Кемерово выделено два кластера: урбанофлора и субурбанофлора. В субурбанофлоре наиболее сильная связь отмечена между суходольными лугами и лесами (0,51), в урбанофлоре - между многоэтажной и одноэтажной жилыми зонами (0,56) и между одноэтажной жилой и кладбищенской (0,52). Наиболее слабые связи отмечены между водоёмами и заливными лугами (0,09) и остепнёнными склонами и суходольными лугами (0,26). Остальные показатели силы связи варьируют от 0,42 до 0,48.

5) Флора Кемерово среди сибирских городов отличается высокими показателями видового, родового и семейственного разнообразия, высокой ролью чужеродных видов (26,84%) и большой долей монокарпических травянистых растений (27,03%). Флора города Кемерово по сравнению с близлежащими аборигенными флорами

отличается высокими показателями видового, родового и семейственного разнообразия, меньшей долей споровых, голосеменных и однодольных, большей долей монокарпических наземных трав, деревьев и кустарников.

6) Чужеродная фракция флоры города Кемерово представлена 222 видами, 156 из которых являются непреднамеренно занесёнными, 66 - культивируемыми. По источнику заноса преобладают ксеноэргазиофигофиты - 106 видов (47,75%), по степени натурализации - эпекофиты (118, 53,15), по времени заноса - неофиты (215, 96,85). В морфологической структуре чужеродной фракции преобладают монокарпические травы (111, 50), в хорологической - виды с голарктическим типом ареала (114, 51,35). По отношению к экологическим факторам чужеродная фракция флоры является гигромезофитно-мезогигрофитной (137, 61,71), мезотрофной (116, 52,25) и гелиофитной (138, 62,16).

7) Предложено к изменению статуса чужеродности 9 видов Чёрной книги флоры Сибири (Amelanchier spicata, Atriplex sagittata, Axyris amaranthoides, Conyza canadensis, Echinochloa crusgalli, Lactuca serriola, Lepidotheca suaveolens, Malus baccata, Senecio vulgaris), 18 видов рекомендовано к включению в новую редакцию (Amaranthus retroflexus, Aster novi-belgii, Atriplex patula, Bunias orientalis, Campanula rapunculoides, Carduus acanthoides, Cerasus vulgaris, Convallaria majalis, Hippophae rhamnoides, Lolium perenne, Matricaria recutita, Medicago x varia, Raphanus raphanistrum, Rudbeckia laciniata, Setaria viridis, Sinapis arvensis, Sonchus oleraceus, Xanthoxalis stricta).

8) К охране на территории г. Кемерово рекомендовано 18 видов Красной книги Кузбасса и Красной книги города Кемерово и Кемеровского района (Adonis vernalis, Anemone sylvestris, Astragalus glycyphyllos, Dactylorhiza fuchsii, Dactylorhiza incarnata, Dasystephana pneumonanthe, Epipactis helleborine, Erythronium sibiricum, Goniolimon speciosum, Gypsophila patrinii, Iris humilis, Melica altissima, Onosma simplicissima, Platanthera bifolia, Polystichum braunii, Pulsatilla multifida, Stipa pennata, Trachomitum lancifolium).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Андреев Борис Германович, 2025 год

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

в изданиях, рекомендованных ВАК

Андреев, Б.Г. Чужеродный компонент флоры города Кемерово / Б.Г. Андреев // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского Биология. Химия. - 2024. - Хэм 10 (76). № 1. - С. 3-15. (К2)

Андреев, Б.Г. Экологическая структура флоры города Кемерово / Б.Г. Андреев, CA. Шереметова, KA. Калабина // Вестник Пермского университета. Сер.Биология. - 2024. - Вып. 1. -С. 5-15. (К2)

Шереметова, CA. Новые и редкие виды во флоре Кузбасса / CA. Шереметова, ИА. Хрусталева, A^. Эбель, A.K Куприянов, Б.Г. Андреев, ХО. Стрельникова, ХВ. Эбель, П.Д. Гудкова // Turczaninowia. - 2022. - T. 25, № 1. - С. 86-104. (Scopus, К1)

в прочих изданиях

Андреев, Б.Г. Биоморфологическая структура флоры города Кемерово / Б.Г. Андреев, KA. Калабина // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. - 2023. - № 22-2. - С. 17-20.

Андреев, Б.Г. Древесные растения города Кемерово / Б.Г. Андреев // Научное сопровождение в AПК,лесном хозяйстве и сфере гостеприимства: современные проблемы и тенденции развития, Рязань, 16 ноября 2023 года / Минсельхоз РФ ФГБОУ ВО «Рязанский государственный

агротехнологический университет имени П.А. Костычева». - Рязань: Рязанский государственный агротехнологический ун-т им. П.А. Костычева, 2023. - С. 5-9.

Андреев, Б.Г. О возможности сравнения флор городов Сибири / Б.Г. Андреев // Проблемы промышленной ботаники индустриально развитых регионов / Материалы VII международной конференции. - Кемерово, 2024. - С. 29-32.

Андреев, Б.Г. Проверка полноты флористической выборки в урбанизированной среде / Б.Г. Андреев, А.А. Зверев // Ботаника и ботаники в меняющемся мире : Труды Международной научной конференции, посвященной 135-летию кафедры ботаники и 145-летию ТГУ, Томск, 14-16 ноября 2023 года. - Томск: НИ ТГУ, 2023. - С. 20-24.

Андреев, Б.Г. Процессы глобализации во флоре на примере Г. Кемерово / Б.Г. Андреев // Материалы V Международного молодежного экологического форума: Материалы форума, Кемерово, 25-26 ноября 2021 года. - Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2021. - С. 101-1-101-5.

Андреев, Б.Г. Список сосудистых растений города Кемерово / Б.Г. Андреев // Ботанические исследования Сибири и Казахстана. - 2024. - № 30. - С. 25-51.

Андреев, Б.Г. Таксономический анализ флоры города Кемерово / Б.Г. Андреев // Актуальные проблемы биологии и экологии: материалы докладов XXX Всерос. молодёжной научной конференции (с элементами научной школы), посвященной 300-летию РАН (20-24 марта 2023 г., г. Сыктывкар). - Сыктывкар: ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 2023. - С. 7-10.

Андреев, Б.Г. Экотопологическая структура флоры города Кемерово / Б.Г. Андреев // Развитие - 2022: Научное электронное издание, Кемерово, 11-13 мая 2022 года / Рекомендовано к публикации Ученым советом ФИЦ УУХ СО РАН. - Кемерово: ФИЦ УУХ СО РАН, 2022. - С. 253-261.

Калабина, К.А. Таксономическая структура флоры селитебных районов города Кемерово / К.А. Калабина, Б.Г. Андреев // Актуальные проблемы биологии и экологии: материалы докладов XXX Всерос. молодёжной научной конференции (с элементами научной школы), посвященной 300-летию РАН (20-24 марта 2023 г., г. Сыктывкар). - Сыктывкар: ИБ ФИЦ Коми нЦ УрО РАН, 2023. - С. 3032.

Шереметова, С.А. Деревья и кустарники парковых насаждений города Кемерово / С.А. Шереметова, Б.Г. Андреев, И.И. Мельникова // Ботанические исследования Сибири и Казахстана. -2024. - № 30. - С. 60-68.

Andreyev, B.G. Historical aspect of Kemerovo city flora studies [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://gbsad.ru/doc/2022/confs/skvorcov/posters/ist-aspekt-andreev.pdf М.: ГБС им. Н.В. Цицина РАН, 2022. - Дата обращения: 07.05.2024.

монографии

Андреев, Б.Г. Красная книга Кузбасса / Б.Г. Андреев, П.А. Волобаев, И.А. Горбунова, А.Г. Егоров, А.В. Климов, Л.Н. Ковригина, Х. Котиранта, А.Н. Куприянов, О.А. Куприянов, Н.Н. Лащинский, Ю.А. Манаков, А.Е. Ножинков, Б.В. Прошкин, Р.Е. Романов, Н.Г. Романова, Н.В. Седельникова, Г.Я. Степанюк, Т.О. Стрельникова, Р.Т. Шереметов, С.А. Шереметова, И.В. Тарасова, А.В. Филиппова, И.А. Хрусталева, А.Г. Ширяев, Н.В. Щеголева, А.Л. Эбель, Г.И. Яковлева. -Кемерово: «ВЕКТОР-ПРИНТ», 2021. - 240 с.

Шереметова, С.А. Флора Кемеровской области / С.А. Шереметова, И.А. Хрусталева, А.Н. Куприянов, А.Л. Эбель, О.Ю. Писаренко, А.Е. Ножинков, Т.О. Стрельникова, Р.Т. Шереметов, Н.В. Щеголева, Б.Г. Андреев, В.М. Доронькин, А.В. Климов, Б.В. Прошкин, О.А. Куприянов, Н.В. Шеремет. - Новосибирск: Сибирское отделение РАН, 2023. - 520 с.

зарегистрированные базы данных Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2021621654 Российская Федерация. Гербарий Кузбасского ботанического сада (KUZ). Кемеровская область: № 2021621531: заявл. 27.07.2021: опубл. 03.08.2021 / Б.Г. Андреев, А.Н. Куприянов, И.А. Хрусталева, Р.Т. Шереметов, С.А. Шереметова; заявитель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук».