Биоразнообразие и проблемы инвазии чужеродных видов (древесных) г. Калининграда

Федеральное агентство по образованию

Балтийский  Федеральный Университет им. И.Канта

Факультет биоэкологии

Кафедра ботаники и экологии растений 
 
 
 
 

Реферат на тему «Биоразнообразие и проблемы инвазии чужеродных видов (древесных) г. Калининграда» 
 
 
 

Выполнили

студентка 4 курса

 очной  формы обучения

Дутняк  Ксения Сергеевна

Студент – слушатель 

Беренс Энрико 
 

Калининград

2011

Содержание

Введение ……………………………………………………………………...……...3

Глава 1. Древесные растения ……………………………………………………….5

1. Дерево и его характеристика ………………………………………….5

     1.1.1. Классификация деревьев ……………………………………….5

     1.1.2. Морфология деревьев …………………………………………..6

     1.2. Кустарник и его характеристика ………………………………………..7

Глава 2. Инвазионные древесные растения города Калининграда и области…...8

     2.1. Функции древесных растений в городе………………………………...8

     2.2. Инвазия растений ………………………………………………………..9

     2.2.1. Понятие "инвазионный вид" и история его формирования …9

     2.2.2. Пути заноса на территорию города Калининграда ………….10

     2.2.3. Гипотезы успешности инвазионных видов ………………….11

     2.2.4. Последствия инвазии чужеродных видов и их причины …...12

     2.3. Инвазионные древесные виды города Калининграда ………………..14

Вывод ……………………………………………………………………………….22

Список литературы ………………………………………………………………...23 
 
 
 

Введение

     Города  – неотъемлемая часть лика Земли. Хотя они занимают всего лишь 2% площади  суши, но в них сегодня живет  половина населения нашей планеты. В городах сконцентрирован основной экономический, научный и культурный потенциал общества, поэтому они  играют важную роль в экономической, политической, общественной жизни каждой страны в отдельности и всего  человечества в целом.

     Для крупных городов характерны высокая  плотность населения, плотная многоэтажная (как правило) застройка, широкое  развитие общественного транспорта и систем связи, превышение застроенной  и замощенной части территории над  садово-парковыми, озелененными и свободными пространствами, концентрация источников негативного воздействия на окружающую среду.

     Города, особенно крупные, – это территории с глубокими антропогенными изменениями. Промышленные предприятия загрязняют природную среду пылью, выбросами  и сбросами побочных продуктов и  отходов производства. Кроме того, для городов характерны высокие  уровни тепловых, электромагнитных, шумовых  и других видов загрязнений.

Города  влияют на экологическую обстановку огромных территорий благодаря переносу загрязняющих веществ поверхностными водами и воздушными потоками. Прямое негативное воздействие городов  в некоторых случаях проявляется  в радиусе 60–100 км.

     Значительную  роль в нейтрализации и ослаблении негативных воздействий промышленных зон города на людей и живую  природу в целом играют зеленые  насаждения. Высаживаемые на городских  улицах и в скверах зеленые  насаждения помимо декоративно-планировочной и рекреационной выполняют очень важную защитную и санитарно-гигиеническую роль.

     Не  все растения способны выжить в условиях города. Деревья и кустарники, высаживаемые на запыленных улицах, могут наиболее эффективно выдерживать условия  города.

     Тем самым тема озеленения города древесными растениями очень важна, поэтому целью нашей работы является изучение биоразнообразия и проблем инвазии древесных чужеродных видов города Калиниграда.

     Задачи:

1. Собрать материал на данную тему,
2. Сделать фотографии,
3. Составить список инвазионных видов г. Калининграда и дать им характеристику,
4. Написание реферата по данной теме.

Глава 1. Древесные растения

     Древесные растения - деревья и кустарники, многолетние растения, вегетативные части которых (ствол, стволик, ветви) накапливают древесину в виде годичных колец. По фенотипу среди древесных растений выделяют их жизненные формы,возникшие в результате приспособления к условиям внешней среды. По мере ухудшения условий произрастания жизненные формы растений изменяются от крупных, высокорослых деревьев до кустарников и древесных растений-подушек. 

1.1. Дерево и  его характеристика

     Дерево  – типичная форма деревянистых растений, имеющих ствол из древесины с лиственной кроной. 

1.1.1. Классификация деревьев

     Деревья делятся по виду листьев на хвойные и широколиственные.

     Хвойные отличаются обычно жёсткими вечнозелёными игловидными или чешуйчатыми листьями, называемыми хвоей или иглами, образуют шишки или можжевеловые ягоды. К этой группе относятся, например,  сосны,  ели,  пихты, лиственницы, кипарисы, секвойи.

     Широколиственные деревья имеют широкие и плоские листья — у которых толщина значительно меньше длины и ширины, обычно опадающие раз в год. Широколиственные (или просто лиственные) деревья обычно цветут и плодоносят. К этой группе относятся клёны, буки, ясени, эвкалипты и другие.

     Кроме классификации по виду листьев, деревья  делятся по сроку жизни листьев на листопадные и вечнозелёные.

     Листопадные деревья имеют чёткую смену лиственного покрова: все листья на дереве теряют зелёную окраску и опадают, некоторое время (зимой) дерево стоит без листьев, потом (весной) из почек вырастают новые листья.

     Вечнозелёные деревья не имеют чёткой смены лиственного покрова: листва находится на дереве в любой момент года, и смена листьев происходит постепенно, в течение всей жизни дерева.

     Кроме биологической классификации деревья  делятся и по другим признакам:

1. Плодовые деревья (плоды которых используются человеком в пищу), 
2. Ценные деревья (древесина которых используется для промышленных целей), 
3. Корабельные деревья (используемые в кораблестроении), 
4. Тропические деревья (ареал обитания которых проходит недалеко от экватора),
5. Северные деревья (ареал обитания которых проходит далеко от экватора) и так далее.

1.1.2. Морфология

     В дереве выделяют три основные части. Это корень, ствол и крона.

     Корень  дерева — это, как правило, подземная часть растения. Основные функции — удержание дерева в вертикальном положении, всасывание питательных веществ изпочвы и передача их в ствол. Корни имеют большую протяжённость. Они могут уходить на глубину до 30 метров и в стороны на расстояние до 100 метров. У некоторых деревьев есть воздушные корни, которые находятся над поверхностью земли, а их функция схожа с функцией листьев.

     Ствол дерева выполняет функцию опоры для кроны, а также осуществляет передачу веществ между корнями и кроной. В зимний период времени выступает в роли хранилища влаги и питательных веществ. Древесный ствол состоит из сердцевины, древесины, которая нарастает от камбия внутрь, образуя годовые кольца — тёмные и светлые участки, видимые на поперечном спиле дерева. Количество годовых колец в лесах умеренной зоны соответствует возрасту дерева, а их толщина — условиям жизни дерева в каждый конкретный год. В засушливых районах у деревьев могут появляться ложные кольца после выпадения осадков. Снаружи ствол покрыт корой. В течение своей жизни дерево имеет, как правило, единственный ствол. При повреждении (спиливании) главного ствола у некоторых деревьев из спящих почек могут развиваться сестринские стволы.

     Крона дерева — совокупность веток и листьев в верхней части растения, продолжающая ствол от первого разветвления до верхушки дерева или кустарника со всеми боковыми ответвлениями и листвой. Различают такие характеристики, как форма кроны — от колонновидной до раскидистой и плотность кроны — от плотной до редкой, ажурной. Под действием света в листьях в результате фотосинтеза происходит синтез необходимых веществ. 

1.2. Кустарник и его  характеристика

     Кустарник — жизненная форма растений. Многолетние деревянистые растения высотой 0,8—6 метров, в отличие от деревьев не имеющие во взрослом состоянии главного ствола, а несколько или много, часто существующих бок о бок и сменяющих друг друга. Продолжительность жизни 10—20 лет.

     Чаще  всего расположены на границе лесов. В лесах обычно образуют подлесок.  
 
 
 
 

Глава 2. Инвазионные древесные растения города Калининграда и области

     Систематический состав дендрофлоры Калининградской области включает 700 таксонов, из которых более 200 гибридов и декоративных форм, два отдела (Голосеменные и покрытосеменные), 57 семейств и 141 род.

     Среди всех древесных растений области  только 14.8% приходиться на местные  виды, 85.2% - интродуценты.

     Среди жизненных форм, находящихся на территории области, имеются деревья и кустарники.

     На  территории города Калининграда имеются  как местные, так и инвазионные  виды всех типов жизненных форм. 

2.1. Функции древесных  растений в городе

Основными функциями посадок деревьев и кустарников в городе являются:

1. Декоративно-планировочная;
2. Рекреационная;
3. Очистка воздуха;
4. Снижение уровня пыли;
5. Снижение уровня шума;
6. Улучшение микроклимата улиц;
7. Выделение в воздух летучих веществ (фитонциды), обладающих способностью убивать микроорганизмы;
8. Древесно-кустарниковые насаждения ослабляют негативное действие ветров;
9. В вегетативный период повышают влажность воздуха и стабилизируют влагообмен между поверхностью земли и атмосферой;
10. Использование в качестве живых изгородей.

2.2. Инвазия 

     Инвазия в переводе с латинского языка  invasio означает нашествие или нападение. Данный термин имеет много определений в различных областях наук.Например, в эпидемиологии,  паразитологии, онкологии, психологии, зоологии, биогеографии, экологии иботанике.

     В зоологии, ботанике, экологии и биогеографии инвазией нередко называют вселение новых видов на территории, где  они ранее отсутствовали, которое  происходит (в отличие от интродукции) без сознательного участия человека. 

2.2.1. Понятие  "инвазионный вид" и история его формирования

     Следует отметить, что термин «инвазия» и  его производные — слова для  русскоязычной биологической литературы относительно новые, происходящие из западных источников. В русском языке термин «инвазионный вид» является калькой  с английского словосочетания invasivespecies. История же становления терминологического аппарата, включающего понятие «инвазионный вид», как в России, так и на Западе сложна и запутанна.

     Первоначально (до появления человека) развивалась  аборигенная растительность. В понимании  западных авторов категория аборигенных  видов nativeplants или indigenousplants определяется как таксоны, произошедшие на данной территории без влияния человека или распространившиеся без прямого или косвенного участия людей по территории, на которой они являются природными.

     Позднее с появлением человека начала свое развитие адвентивная флора, то есть совокупность видов растений, не свойственных местной флоре, занос которых  на данную территорию не связан с естественным ходом флорогенеза, а является результатом прямой или косвенной деятельности человека.

     Исторически потребность в выделении заносного, пришлого элемента флоры появилась  с того момента, когда человек  начал осознавать степень его  собственного влияния на флору, а последствия ускоренного им же флорогенеза стали проявляться в сжатые периоды времени. Такое понимание развивалось в направлении выделения из всего состава флоры того ее компонента или части, которая изменялась и адаптировалась быстрее всего. Наглядным и проще всего фиксируемым внешним проявлением процесса изменения флоры стало наличие эмиграционных и иммиграционных потоков видов, перемещавшихся внутри регионов и выходивших за их пределы.

     Часть адвентивных растений с течением времени проявляют агрессивность, то есть способностью быстро распространяться и внедряться в различные типы ценозов, в том числе и ненарушенные. Как правило, совокупность таких видов называется инвазионные виды. 

2.2.2. Пути заноса на  территорию города Калининграда

Существует  несколько классификаций путей  заноса чужеродных видов растений с  их естественного ареала на другую территорию. Ниже представлены два  наиболее распространённых варианта классификации:

I. 1) Ксенофиты. Непреднамеренно занесенные виды.

      2) Ксеноэргазиофиты. Растения, культивируемые в других регионах, случайно занесенные в изучаемый район в ходе хозяйственной деятельности.

      3) Эргазиофиты. Виды, введенные в культуру на данной территории, а затем распространившиеся на вне культурные местообитания (как антропогенные, так и естественные).

II. 1. Намеренно интродуцированные:

• лесные культуры
• виды, используемые в зелёном строительстве
• декоративные
• агрокультуры
• садовые
• намеренно внедрённые в естественные сообщества

     2. Ненамеренно интродуцированные (занесённые):

- засоряющие семенной материал

- загрязняющие  минеральные материалы 

- засоряющие  продукты и товары

- с транспортом 

- занесенные  без помощи человека

2.2.3. Гипотезы успешности инвазионных видов

     Дискуссия о факторах, способствующих натурализации, продолжается до сих пор. Данные факторы  связаны с адаптивными стратегиями  вида, каждая из которых характеризуется  соответствующим набором биологических  и морфологических признаков.

     Ученые  не могут дать однозначного объяснения причин того, что число чужеродных вид больше в регионах вторичного ареала, чем в регионах естественного  ареала, до сих пор нет. На данный момент существуетвосемь основных гипотез для объяснения успеха чужеродных растений, внедряющихся в естественные сообщества. Первые четыре гипотезы можно проверить путем сравнения аборигенных и инвазионных популяций, последующие четыре можно оценить при изучении чужеродных видов только во вторичном ареале.

     Список  гипотез:

     Гипотеза  №1. Чужеродные виды не имеют естественных врагов, которые контролируют рост их популяций.

     Гипотеза  №2. У чужеродных видов быстро эволюируют генетические признаки, связанные с давлением естественного отбора в новых условиях среды.

     Гипотеза  №3. Чужеродные виды приспособлены  к типу и интенсивности нарушений  природной флоры, которые являются новыми для аборигенных видов.

     Гипотеза  №4. Чужеродные виды используют ресурсы, неиспользуемые аборигенными видами.

     Гипотеза  №5. Чужеродные виды могут воздействовать на виды естественных популяций биохимическими методами.

     Гипотеза  №6. Чужеродные виды образуют гибриды с аборигенными, в результате чего возникает новый вид, способный к дальнейшей экспансии, а иногда и к вытеснению родительских видов.

     Гипотеза  №7. Многовидовые сообщества более стойки к вторжению чужеродных видов, чем маловидовые.

     Гипотеза  №8. Изменчивость уровня инвазибельности различных естественных сообществ зависит от числа чужеродных видов, вторгающихся в сообщество. 

2.2.4. Последствия инвазии  чужеродных видов и их причины

     Самым важным последствием внедрения агрессивных видов является в настоящее время глобальные природные изменения. Они часто выражаются в существенных потерях биологического разнообразия, путем подавленияинвазионными видами аборигенных растений данной территории. Экосистемы могут быть изменены вплоть до полного исчезновения природных видов. Следствием этого может быть значительный экономический ущерб.

     При заносе чужеродных видов, кроме них  самих могут быть занесены различные  заболевания растений или насекомые, к которым не приспособлены природные  обитатели данной территории. 

     Некоторые представлять опасность для здоровья людей. Они могут быть ядовиты полностью или их отдельные органы, что может привести к отравлению или летальному исходу.

     Так же инвазионные виды могут привлекать опылителей больше, чем местные виды. Последствием этого является потеря видового аборигенного состава из-за не возможности размножения.

     Главной и единственной причиной всех последствий инвазии чужеродных видов является человек, который способствовал их появлению.Для устранения проблем, возникших с этим процессом, необходим полный контроль внедрения растений. Но на данный момент существует ряд препятствий контроля инвазии:

1. отсутствие мониторинга заносимых видов с достаточно частыми интервалами;
2. отсутствие средств информирования и правильность идентификации новых находок;
3. отсутствие осознания риска и оценки вероятности превращения того или иного заносного вида в инвазионный;
4. воздействие каждого заносного вида трудно предсказуемо ввиду множества связанных с ним параметров. Чужеродные виды: 1) конкурируют с аборигенными видами; 2) упрощают структуру фитоценозов; 3) выполняют роль новых растений-хозяев для различных паразитов и возбудителей заболеваний; 4) гибридизируют с аборигенными видами; 5) вытесняют аборигенные виды из естественных фитоценозов.

     Ученые  предполагают, что уже в ближайшем  будущем произойдет еще более  драматическое увеличение биологических  инвазий. Глобальное потепление, повышение  концентрации атмосферного углекислого  газа и понижение содержания азота  существенно изменяют природные  условия и увеличивают фрагментарность  местообитаний, что может облегчить  дальнейшие инвазии.

2.3. Инвазионные древесные виды города Калининграда

     Список  инвазионных видов города Калининграда включает 9 древесных растений, среди  которых 3 дерева, 1 кустарник и 5 растений, которые могут быть или небольшим деревом, или кустарником:

1. Клен ясенелистный – AcernegundoL.

     Листопадное дерево до 21 м (обычно 12—15 м) высотой и до 90 см (обычно 30—60 см) в диаметре, с неравномерной кроной. Ствол короткий, часто в основании разделяется на несколько длинных, раскидистых, большей частью изогнутых отростков, которые расходятся неравномерно в разные стороны и создают скачкообразную крону. Когда растёт среди других деревьев, ствол, как правило, разветвляется выше и создаёт высокую, редкую крону. Кора тонкая, серая или светло-коричневая, с неглубокими пересекающимися бороздками. Ветви от зелёного до багрового цвета, умеренно прочные, с узкими листовыми рубцами, пересекающиеся друг с другом, часто покрытые серовато-зелёным пушком.

     Почки белые и пушистые; боковые почки прижаты.

     Листья супротивные, сложные непарноперистые, имеют 3, 5 (реже 7) листочков, каждый из которых 15—18 см длиной. В верхней части светло-зелёные, снизу бледные серебристо-белые, обычно гладкие на ощупь, на черешках длиной до 8 см. Напоминают по форме лист ясеня — отсюда и русское видовое название. Листья на краях шероховато пильчатые или лопастные. Форма листа различается, но отдельные листики напоминают классический кленовый лист. Осенняя окраска листьев — преимущественно жёлтая.

     Цветки двудомные, жёлто-зелёные. Мужские цветки собраны в кисть на тонких черешках, женские расположены на других ветвях. Цветёт в мае — начале июня на протяжении 15 дней.

     Плод — крылатка, состоящая из двух крылышек с одним семенем в каждом, расположенных по отношению друг к другу под углом менее 60 градусов. Каждое крылышко около 4 см длиной. Плод созревает в августе — октябре, но остаётся висеть на дереве до весны. Семена без эндоспермов, по длине в 2—3 раза больше, чем по ширине, заметно сморщенные.

     Клён  ясенелистный широко культивируется на территории Европы с XVII века, в том числе и на территории России. Его преимуществами называют неприхотливость к городским условиям и быстрый рост. Недостатками называют недолговечность, ломкость ветвей от сильного ветра и осадков, аллергичность и быстрое разрастание, в том числе и сквозь асфальт.

     В декоративном садоводстве и паркостроении основная природная форма ныне справедливо считается нежелательной культурой.

2. Лохузколистный – Elaeagnus angustifolia L.

     Кустарник или невысокое дерево высотой 3—7 м, иногда с колючками.

Молодые побеги серебристые, остальные серые. Листья линейно- или продолговато-ланцетные, ланцетно-овальные или яйцевидные, с черешками длиной 5—8 см, островершинные, к основанию суженные, сверху серовато-зелёные, снизу серебристо-белые от серебристых чешуек, покрывающих обе стороны листа.

     Цветки длиной до 1 см, очень душистые, одиночные, в пазухах листьев. Околоцветник серебристо-белый с желтоватыми жилками, внутри жёлтый. Плод — костянка длиной около 1 см, овальная или яйцевидно-шаровидная, красновато-желтоватая с серебристо-белым сладковато-мучнистым съедобным околоплодником. Цветёт в июне. Плоды созревают в августе—октябре.