Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ФЛОРА СЕВЕРНЫХ ПРЕДГОРИЙ АЛТАЯ

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "ФЛОРА СЕВЕРНЫХ ПРЕДГОРИЙ АЛТАЯ"



Жихарева Ольга Николаевна ФЛОРА СЕВЕРНЫХ ПРЕДГОРИЙ АЛТАЯ

03.00.05 - Ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

На правах рукописи

Барнаул-2004

Работа выполнена на кафедре ботаники Алтайского государственного университета, г. Барнаул

Научные руководители: кандидат биологических наук, доцент

Силантьева Марина Михайловна

доктор биологических наук, профессор Тер&шпа Татьяна Александровна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Седельников Вячеслав Петрович

кандидат биологических наук, доцент Эбель Александр Леон о в и ч

Ведущая организация: Бурятский государственный университет (г. Улан-Уда)

Защита состоится 26 февраля 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета К 212.005.02 при Алтайском государственном университете по адресу: 656049, г. Барнаул, пр. Ленина, 61. Факс (3852) 27-09-28,67-09-28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного университета.

Автореферат разослан 2 & января 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент

Н.В. Елесова

Введение

Актуальность темы. Северные предгорья Алтая - это переходная территория между равнинами н горами Алтая, находящаяся на юго-востоке Западной Сибири. Предгорья отличаются от сопредельных территорий своеобразием всех компонентов природной среды, начиная с мобильности геологических структур и геологического фундамента, хода геолого-морфологических процессов и заканчивая своеобразием растительного покрова и животного мира (Николаев, 1994; Барышникова, Отто, 2000). Кроме того, территория предгорий богата рекреационными ресурсами, что привлекает сюда огромное число туристов.

Именно предгорные районы в XVUI-XIX веках представляли наибольший интерес для переселенцев из Европейской части России, Эти земли отличались наиболее благоприятными агроклиматическими условиями, плодородием почв, повышенной урожайностью сельскохозяйственных культур и ландшафтным разнообразием. На первом этапе колонизация Алтая была связана с возникновением горно-заводского производства, а на втором этапе, после отмены крепостного права в России, с освоением земельных и лесных богатств территории. Интенсивное и зачастую нерациональное природопользование привело к значительному окультуриванию ландшафтов и истощению природных ресурсов. С каждым годом влияние антропогенного пресса всё более ощутимо и может привести к необратимым последствиям — к полному уничтожению естественного растительного покрова. Поэтому изучение современного состояния флоры становится особенно актуальным.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - выявление состава и особенностей флоры северных предгорий Алтая.

В задачи исследований входило: выявление видового состава флоры и со-авление конспекта; проведение таксономического, ареалогического, эколого-ценотического, экологического и биологического анализов флоры; обобщение материалов о полезных в хозяйственном отношении видах; выявление особенностей флоры в сравнении с флорами сопредельных территорий, проведение <>отанико-географического районирования; оценка перспектив охраны.

Защищаемые положения:

1. Состав и структура флоры северных предгорий Алтая сформировались под влиянием равнинной (Западно-Сибирской) и горкой (Алтайской) флор.

2. Основу флоры составляют степные (равнинно-степные, лугово-степные, горно-степные) и луговые виды при выраженной роли синантропной группы. Отличительной особенностью флоры является наличие видов, характерных для сообществ степных и мезофильных кустарников. Эти виды имеют как выраженные средне- и центральноазиатские связи, так и характеризуются ждемичными ареалами.

Научная новизна. Впервые дня предгорий Алтая приводится полный лисок сосудистых растений, включающий 1168 видов и подвидов. Впервые кля Алтайского края указывается 5 видов: Orobanche uralensis G. Beck, Sorghum adanense (Piper) Stapf, Ribes aureum Pursch, MeJampyrum arveme\>.T Agf-gflyron _ \ngarense Peschkova. Два последних вида впервые приводятся дд^^н^^ Сибири. Кроме того, обнаружены новые местонахождения ДЛЯ Мнгц^у^ц^к^у и

исчезающих видов, выявлен видовой состав высших сосудистых растений комплексных природных заказников регионального значения «Гилевский», «Лебединый», природного парка «Ая», Проведено ботанико-географическое районирование территории предгорий. Дана хозяйственная оценка видов флоры.

Практическая ценность, работы. Полученные материалы использованы при создании Ш тома Красной книги Алтайского края «Особо охраняемые природные территории» (2002), а также для подготовки научного обоснования создания природного парка «Ая».

Собранный гербарный материал пополнил коллекции Гербария ЮжноСибирского ботанического сада Алтайского государственного университета. Материалы могут быть использованы при создании современных критических сводок по флоре Алтайского края и Алтайской горной страны, составлении локальных Красных книг, сводок по редким и исчезающим видам.

Разработаны рекомендации по охране редких и исчезающих видов флоры и оптимизации природоохранного режима обследованных особо охраняемых природных территорий. Результаты исследований используются при чтении лекций и проведении практических занятий студентов и школьников.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на I Региональной конференции молодых ученых «Интеллектуальный потенциал молодежи России» (Барнаул, 2001); Ш Российской конференции «Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока. Чтения памяти Л.М. Черепнина» (Красноярск, 2001); Международном совещании «Проблемы охраны растительного мира Сибири» (Новосибирск, 2001); П Международной конференции «Антропогенное воздействие на лесные экосистемы» (Барнаул, 2002); I Междисциплинарной конференции молодых ученых Алтайского госуниверситета «Горы и человек: от стратегии природы к стратегии разума» (Барнаул, 2002); I Международной научно-практической конференции «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» (Барнаул, 2002).

Результаты исследований опубликованы в 9 работах, из которых 5 статей.

Объем работы. Работа изложена на 279 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов, библиографического списка из 384 источников, в том числе 8 иностранных. Работа содержит 13 таблиц и 9 рисунков.

Глава 1. Истории исследования растительного покрова . и этапы хозяйственного освоения предгорий Алтая 1.1. История исследования растительного покрова предгорий Алтая

Первые ботанические сведения стали известны об Алтае благодаря работе академического отряда второй Камчатской экспедиции. Ботаническими и горно-геологическими исследованиями руководил И.Г. Гмелин. В 1771г. И.П. Фальк вместе с академиком И.Г. Георги предпринял поездку в Чарышское, Локтевое, Колывань, Змеиногорск, озеро Колыванское (Литвинов, 1909). В этом же году в предгорьях Алтая работал П.С. Паллас. Свой вклад в изучение растительного покрова предгорий внесли Э.Г. Лаксман, Ф-А. Геблер, К.Ф. Ледебур, А. Гумбольдт, А.А. Бунге, К.А. Мейер, А.Н. Краснов.

Значительный объем информации по флоре северных предгорий Алтая содержится во «Флоре Алтая и Томской губернии» (1901-1914) и «Флоре Запад-

ной Сибири» (1927-1964), опубликованных знаменитым сибирским ботаником П.Н, Крыловым. В 1904 - 1909 г. в предгорьях Алтая: в г. Змеиногорске, с. Ко-лывани, с. Курье, с. Нижней Каянче, правобережье Катуни — работал известный сибирский краевед-ботаник В.И. Верещагин.

В начале XX века в Бийском и Змеиногорском уездах в составе экспедиций Главного переселенческого управления исследования проводил Б.А.Келлер (Келлер, 1910, 1914). В 1913г. Н.И.Кузнецов работал в окрестностях г. Змеиногорска, Колыванского завода, сел Саввушка, Курья, Опш, Тулатинка.

В 1954 г. на территории степных и лесостепных районов Алтайского края, в том числе и на территории предгорий, работала комплексная экспедиция по изучению целинных и залежных земель, с участием геоботаников В.Д. Александровой, Л.И. Ившшной и др. В коллективной монографии «Растительность степной и лесостепной зон западной Сибири» (1963), A.B. Кумино-вой, совместно с Т.В. Вагиной и Е.И. Лапшиной дается геоботаническое районирование юго-востока Западно-Сибирской низменности, в том числе и предгорных равнин. В 70-х г. XX в. В.В. Ильиным исследована флора и водная растительность озер Ая (1974), Колыванское (1987).

В настоящее время флора и растительность Алтая и его предгорий постоянно привлекают внимание ботаников. Свои исследования по растительному покрову проводили и проводят Р.В. Камелин, А.И. Шмаков, И.М. Красноборов, В.П. Седельников, А.И. Пяк, А.Ю. Короток, MJvI. Силантьева, Т.А. Терехииа, Т.М. Копытина, Н.В. Ревякина, Е.Ю. Зыкова, А. Л. Эбель, О.М. Маслова и др.

Несмотря на высокий интерес ботаников к этой территории, целенаправленного изучения флоры всех северных предгорий не проводилось, что делает актуальной нашу работу.

1.2. История хозяйственного освоения и использования природных ресурсов предгорий Алтая

До прихода русских поселенцев на этой территории жили разрозненные тюркоязычные кочевые племена (Бояршннова, 1960). Жители северного Алтая умели плавить в примитивных горнах железную руду. Начало сибирской металлургии, в том числе на Алтае - Афанасьевская эпоха - датируется концом III - началом II тыс. до н. э. (Карпенко, 1963).

С 20-х годов XVIII века начинается интенсивная колонизация территории русскими людьми. После основания в 1726 году А.Н. Демидовым Колыванского медеплавильного завода (Щеглов, 1993), началось активное строительство крепостей, форпостов и связанных с ними деревень, заимок, заводских рабочих поселков и городов.

После угасания горной промышленности в 80-х годах XIX в. интересы Кабинета в получении прибыли превращают Алтайский округ из промышленного в аграрный. Алтай становится основным районом водворения переселенцев в Западной Сибири.

Богатые черноземные почвы предгорий были сплошь распаханы. К началу 80-х г. XX в. общая площадь пашен превысила площадь пахотнопригодных земель. Карманов И.И. (1965), сопоставляя данные И.П. Выдрина и З.И. Ростовского (1899) с данными собственных исследований, пришел к выводу, что за

60 лет на обширных предгорных территориях древесная растительность была уничтожена практически полностью, и граница зоны лесов и редколесий отступила местами на 50 км. Доказательство этому он видит в особенностях почв.

Глава 2. Физико-географические условия района исследований

Географическое положение» рельеф, геологическое строение. Термин «предгорья Алтая» имеет различное толкование в географической, почвоведческой и ботанической литературе. При выделении границ изучаемой территории мы основывались на комплексном районировании (Александрова, Базилевич и др., 1958). Район работ охватил степную зону на черноземах предгорных равнин, предгорий и низкогорий Алтая в пределах Алтайского края (рис.1). Абсолютные высоты от 200 до 900 м.

Рнс.1. Северные предгорья Алтая.

Цифрами обозначены локальные флоры: 1 - Ая, 2 - Сычевка, 3 - Антоньевка, 4 - Огни, 5 — Краснощекою, 6 - Колыванское, 7 - Устьянка.

Северные предгорья Алтая в рассматриваемых границах охватывают: подгорную Северо-Алтайскую равнину, к которой обрывается северный фас Алтая; предгорные равнины Западного Алтая; не образующие сплошной переходной полосы предгорья Алтая (Кравцова, 1959), которые имеют увалистый сильно расчлененный характер с группами сопок в местах выхода кристаллического фундамента; низкогорья с высотами 450-900 м.

Гидрография. Территорию северных предгорий Алтая дренируют водотоки речных систем Катуни, Песчаной, Ануя, Чарыша, Алея, входящих в состав' Обского бассейна. Речная сеть средней густоты. Питание рек снего-грунтовое. На р. Алей в районе с. Гилево в 80-х годах XX в. было построено Гилевское водохранилище, площадью 471 млн. м3 (Винокуров, Малолегко, 1980). Наиболее крупные озера: Колыванское, Белое, Лебединое, Ая.

Климат. По сравнению с прилегающими равнинами для предгорий характерно увеличение облачности и количества осадков (350 мм в год — на юго-западе, 600 - на северо-востоке), повышение зимних и понижение летних температур, т.е. в целом - смягчение континентальное™ климате.

Почвенный покров. Согласно почвенно-географическому районированию А.Н. Розанова (1959) исследуемая территория лежит в зоне черноземов предгорных равнин, предгорий и низкогорий Алтая, которая подразделяется на три подзоны: южных черноземов засушливой степи, обыкновенных черноземов умеренно засушливой степи, типичных и выщелоченных черноземов луговой степи. Типичные черноземы в пределах Сибири распространены только в предгорьях Алтая, в связи с чем И.И. Карманов (1965) выделят самостоятельную Предгорно-Алтайскую почвенную провинцию, которая протягивается по западным и северным предгорьям Алтая в виде дуги длиной 450-500 км от низовий р. Ульбы до долины р. Катуни в нижнем течении.

Растительность. Растительный покров на изучаемой территории представлен в основном степным, луговым, лесным типами растительности. Кроме того, значительно меньшие площади занимают сообщества кустарников, прн-брежно-водной, скальной и сорной растительности.

Согласно геоботаническому районированию, выполненному В.Д. Александровой, Н.П. Гуричевой и Л.И. Иваниной (1958), на исследуемой территории располагаются четыре пояса растительности, которые, на наш взгляд, следует понимать как «зоны растительности»: пояс разнотравно- и бога-торазнотравно-типчаково-ковыльных степей на южных и обыкновенных черноземах предгорных равнин и предгорий, пояс луговых степей на обыкновенных типичных тучных выщелоченных черноземах и лугово-черноземных почвах подгорной равнины северного Алтая и древних террас, а также пояс луговых степей и остепненных лугов на типичных тучных выщелоченных и карбонатных черноземах предгорий и низкогорий. Небольшой фрагмент территории — район луговых степей и остспненных лугов восточной части низкогорий северного Алтая - относится к поясу остепненных лугов и лиственных лесов на горных выщелоченных черноземах, темноцветных черноземовидных и серых лесных почвах.

Глава 3. Материал, методика и маршруты исследований

Материалом исследований послужили ботанические коллекции, собранные автором в течение 2000-2003 гт. (около 6 тыс. листов), сборы сотрудников кафедры ботаники Алтайского госуннверситета и коллекционные фонды Гербария Южно-Сибирского ботанического сада (88ВО. В общей сложности обработано около 7 тыс. гербарных образцов. Маршруты экспедиций прошли через 13административныхрайоновАлтайскогокрая,

Кроме традиционного метода маршрутного обследования использовался метод выборочных проб флоры (Юрцев, 1987). Также выполнено 65 геоботанических описаний растительности с использованием общепринятых методик (Полевая геоботаника, 1959-1976).

При составлении конспекта были учтены литературные сведения (Пугачева, 1996; Красная книга Алтайского края, 1998; Маслова, 1998, 2003; Дурни-

кин, 2000; Косачев, 2001; Мунгалов, 2001; Скачко, 2001; Стрельникова, 2001; Эбель, 2001; Копытина, Терехина, Некрасова, 2003 и др.).

Для флористического районирования территории предгорий использовались традиционные математические методы (Шмидт, 1984; Семкин, 1987; Малышев, 2000). Изучено 7 локальных флор.

Глава 4. Конспект флоры северных предгорий Алтая Для каждого вида приведены важнейшие синонимы, охарактеризованы условия местообитания, встречаемость. Для редких видов указаны места сбора. Распространение видов дается по административным районам Алтайского края.

Глава 5. Анализ флоры северных предгорий Алтая Таксономическая структура. Флора северных предгорий Алтая насчитывает 1168 видов и подвидов высших сосудистых растений, относящихся к 466 родам и 106 семействам.

Сосудистые споровые растения (хвощи, плауны, папоротники) представлены 28 видами (2,4% от общего числа видов) из 13 родов и 10 семейств. При этом наибольшее число видов имеет род Equisetum (8 видов). Папоротники представлены 11 родами и 19 видами. Голосеменные представлены 3 семействами, 6 родами и 9 видами. Основу флоры составляют покрытосеменные растения- 1131 видов (96,8%), из них на двудольные приходится 882 видов (75,5%). Соотношение однодольных и двудольных — 1:3,54.

Ведущие семейства флоры: Asteraceae (156 видов), Роасеае (97) Fabaceae (13), Rosaceae (59), Cyperaceae (58), Brassicaceae (52), Lamiaceae (49), Rammculaceae (46), Caryophyllaceae (46), Scrophulariaceae (44), Apiaceae (40), Liliaceae (36), Chenopodiaceae (32), Boragmaceae (29), Polygonaceae (29), Salicaceae (14), Orchidaceae (14,) Violaceae (13), Rubiaceae (12), Euphorbiaceae (12). По разнообразию родов первенствуют семейства Asteraceae, Роасеае, Brassicaceae, что согласуется с данными по флоре Алтая в целом (Куминова, 1960). Средний показатель насыщенности родов видами - 2,5.

Наиболее богатым во флоре северных предгорий Алтая является род Сагех (табл. 1), один из самых крупных и распространенных родов Голарктики.

Таблица 1

Спектр ведущих родов флоры северных предгорий Алтая

Ранг Род Число видов %от общего числа видов Ранг Род Число видов %от общего числа ВИДОВ

I Сагех 44 3,8 9-12 Ranunculus 12 1,0

2 Potentilla 20 1,7 13-14 Galium П 0,9

3 Artemisia 19 1,6 13-14 Potamopeton 11 0,9

4 Astragalus 18 1.5 15-1« Salix 10 0,9

S Veronica 15 1,3 15-1« Centaurea 10 0,9

6 Allium 14 1.2 17-18 Rumex 9 0,8

7-8 Viola 13 и 17-18 Oxytropis 9 0,8

7-8 Chenopodium 13 1,1 19-21 Equisetum 8 0,7

9-12 Vicia 12 1,0 19-21 Stipa 8 0,7

9-12 Poa 12 1,0 19-21 Lathyrus 8 0,7

»-12 Euphorbia 12 1,0 Всего 288 24,«

Видовая насыщенность рода Potentilla определяется широким спектром местообитаний, а также тем, что горы Южной Сибири являются вторичным центром новейшего видообразования (Курбатский, 1986). Высокий ранг рода Artemisia определяют представители степных сообществ. Этот же ранг принадлежит ему в степной флоре гор Южной Сибири (Пешкова, 2001) и флоре Ку-лунды (Хрусталева, 2000). Роды Astragalus (18 видов) и Allium (14 видов), включают значительное число видов, обитающих в степях, что может свидетельствовать о тесной связи с флорами степей и полупустынь Казахстана (Камелии, 1973) и горных степей Южной Сибири, где p. Astragalus находится на втором месте (Пешкова, 2001).

Для северных предгорий Алтая показатель оригинальности видового состава (ORsc) (Малышев, 1976,2000; Malyshev et al., 1999; Malyshev, 1991) равен -14,9%, а родового состава — 4,9%, что свидетельствует о значительном преобладании аллохтонной тенденции во флоре над автохтонной.

Ареалогвческая структура* При анализе из конспекта исключен 71 вид, занос которых произошел в последние десятилетия (табл. 2). Большинство из них встречаются спорадически и только на нарушенных местообитаниях {Rudbekia laciniata, Solidago canadensis, Cosmos bipinnatiis, Heliantus tuberosum, Jpomea purpurea, Abutihn iheophrasti^ и Др.).

Таблица 2

Ape алогическая структура флоры северных предгорий Алтая

Типы и подтипы ареалов Число видов % от общего числа видов

1. 1. Космополита ый 44 4,0

И. 2, Голарктический 183 16,7

111. 3. Азиатсхо-Американский 9 0,8

IV. Евразиатский 559 50,9

4. Собственно евразиатский 303 27,6

5. Запэдно-евразиатский 138 12,6

6. Центральноевразиатский 40 3,6

7. Евросибирский 72 6.6

8. Евразиатский дизъюнктивный 6 0,5

V. Азиатский 302 27,6

9, Собственно азиатский 54 5,0

10. Севе ро азиатский 57 5,2

11. Южносибирский 60 5,5

12. Южносибирско-восточноазиатский 16 1,5

13.Южносибнрско-11ентральноазиатский 17 1,5

14. Южносибирско-среднеазиатско-дентралъноазиатский S1 7,4

15. Эндемичный и субэндемичный 17 1,5

Всего 1097 100,0

Ареалогическая структура характеризуется преобладанием голарктических и евразиатских видов, при выраженной роли западноевразиатс ких, южносибирских, а также южносибнрско-среднеазиатско-центральноазиатских.

Значительно число дифференциальных видов 504 (42,8%), то есть находящихся на исследуемой территории вблизи границы своего распространения

(Allium tulipifolium, Eremurus altaicus, Tulipa altaica, Corydalis schanginii. Astragalus megalanthus, Trinia ramosissima, Bupleurum krylovianum, Ligularia thyrsoidea и др.) или являющиеся эндемичными. Часть эндемичных Алтае-Саянских видов в своем распространении приурочены, в основном, к предгорьям и низкогорьям: Heteropappus medius, Gymnospermium altaicum, Stelteropsis altaica, Ferula gracilis, Saussurea elata, Iris hidwigii. Строгим эндемиком, свойственным только предгорьям Алтая, является Oxytropis inaria.

Эколого-иенотическая структура. Специфичность предгорий определяется через сниженную роль лесных групп (10,2%) и преобладание степных (30,5%) и луговых (17,4%) видов при значительной доле антропофильных рас*^ тений (18,3%) (табл.3).

Рассматриваемые нами в составе березоволесной группы виды, составляют бетулярный ценоэлемент в определении Ю.Д. Клеопова (1990) н PJ3. Ка-мелина (1998). Виды этой группы часто имеют широкую экологическую амплитуду и, наряду с лесными массивами по северным склонам сопок, могут быть приурочены к послелесным лугам и прирусловым зарослям кустарников.

Таблица3

Эколого-ценотический спектр флоры северных предгорий Алтая

Эколого-цепотические группы Число видов % от общего числа видов

1 Степная 356 30,5

1.1. Собственно (равнинно-) степная (Сет) 131 11,2

1.2. Лугово-степная (Лет) 143 12,3

1.3. Горно-степная (Гст) 82 7,0

2 Лесостепная (ЛС) 28 2,4

3 Лесная 119 10.2

3.1. Березово-лесная (БЛ) 48 4,1

3.2. СветлохвоЙво-лесная (Сх Л) 71 6,1

4 Кустарниково-степная (Кст) 19 1.6

5 Кустарниково-меэофильная (Кмез) 34 2.9

6 Луговая (ЛГ) 203 17,4

7 Водно-болотная (В Б) 65 5,6

8 Водная (ВД) 35 з.о ■

9 Прирусловая (ПР) 68 5,8

10 Штрофитон (Пе) 27 2,3

11 Сннаитропная (антропофильная) (Ант) 214 18,3

Всего 1168 100

Водные и прирусловые эколого-ценотические группы, наряду с синан-тропной группой наименее специфичны и представлены в основном видами с широкими ареалами.

К группе видов кустарниковых сообществ, которые мы вслед за Р.В. Камелиным (1998) подразделяем на «ценозы мезофильных кустарников (производные образования на базе широколиственных лесов) и на ценозы степных кустарников (производные на базе ксерофилизированных прабореалывдх дубрав и связанных с ними боровых сукцессионных систем)» нами отнесены 53 вида флоры. В обеих группах роль азиатских элементов выше, чем евразиат-ских: в сообществах мезофильных кустарников соотношение составляет 19 к

с* & ^ ^ # f ^ & с^ ^ ^ ^ ^ /

зколого-менотнческне группы

Рис. 2. Соотношение экологических элементов в эколого-иенотическнх группах флоры северных предгорий Алтая

■ Ксерофиты ШКсеромеюфнты НМезофиты

□ Мезогигрофиты И Гигрофиты В Гидрофиты

15, в сообществах степных кустарников — 14 к 5. В сообществах мезофильных кустарников высока роль видов, связанных со Средней и Центральной Азией (42,1% от всех азиатских видов группы), 3 вида являются эндемичными: Gymnospermium altaicum, Ferula gracilis, Saussurea elata. Два эндемичных вида приурочены к сообществам степных кустарников: Stelleropsis altaica, Iris ludwigii.

Для собственно-степной группы характерно преобладание видов собственно евразиатского подтипа ареала (20,6% от общего числа видов группы), за-падноевразиатского (19,1%), центральноазиатского (16%). Особую специфичность флоре придают виды, связанные со степями Южной Сибири, Средней и Центральной Азии (20,6%). Ареалогический спектр лугово-степной группы достаточно пестр, наибольшее число видов имеют евразиатский (50 видов) и западноевразиатский (23 вида) тип ареала, значителен вклад "североазиатских видов (12),

Наиболее специфичными во флоре предстают виды горно-степной группы и петрофитона, где первенствуют виды с южносибирским и южносибирско-среднеазиатско-центральноазиатским типом ареала и наибольшее число эндемиков.

Экологическая структура. Значительное число видов флоры - мезофиты (495 видов, 42,4%), что согласуется с эколого-ценотическим анализом. Ксерофиты (196 видов) вместе с ксеромезофитами (249 видов) составляют (38,1%). Большое значение эти группы имеют в составе таких семейств как Chenopodia-сеае - 28 видов (87,5% от общего числа видов семейства), Fabaceae - 44 (61,1%), Роасеае -44 (44,9%), Lamiaceae - 20 (40,8%), Asteraceae - 64 (40,76%), Brassicaceae - 22 (40,7%), Rosaceae - 24 (40,68%). Значительное число мезогиг-рофитов (121 вид) и гигрофитов (72 видов) связано с азональной растительностью сырых берегов водоемов и заболоченных участков.

Разнообразие степной группы обеспечивается преимущественно за счет ксерофильных, ксеромезофильных и в меньшей степени за счет мезофильных видов (рис. 2). Эти экологические группы представлены и в эколого-

цевдтических группах петрофитона, и в сообществах степных и мезофильных кустарников. Особенно велика роль ксерофитов среди горно-степных видов (78% от общего числа видов подгруппы), а также в сообществах степных кустарников (73,7%), Наименьшая роль в степной группе принадлежит ксерофитам в подгруппе видов луговых степей, где 53,2% приходится на ксеромезофиты, а роль мезофитов возрастает до 36,4%. В сообществах мезофильных кустарников на долю мезофитов приходится 50%, а роль ксерофитов незначительна (11,8%).

Практически все экологические группы за исключением гидрофитов представлены в антропофильной эколого-ценотической группе. Ведущее место принадлежит мезофитам при значительной доле ксеромезофитов (24,3%).

Анализ жизненных форм. Использована классификация И.Г. Серебрякова (1962). Во флоре преобладают травянистые поликарпические растения (59,4% от общего числа видов). Из них наиболее широко представлены корневищные растения - 23,2%: длиннокорневищные - 9,3%, короткокор-невищные - 13,9%. Специфичность флоры проявляется в высокой доле стерж-некорневых (14,9%) и дерновинных растений (7,2%). Преобладание травянистых поликарпиков корневищного плана связано с условиями гумидиых областей горных стран (Нахуцришвили, 1981). В степных и лесостепных флорах, а также во флорах других ксерических территорий, отмечается преобладание стержнекорневых растений (Голубев, 1965; Камелии, 1973; Федоскин, 1974),

Кроме того, отмечены следующие жизненные формы: кистекорневые (46 видов), луковичные (27), клубнеобразующие (24), наземно-столонные и под-земно-столонные (18), корнеотпрысковые (17), суккуленты листового типа (3), лиановидные (20). Велика доля монокарп и ков (24,2%). На долю плавающих, погруженных и земноводных трав приходится 5,2 % всех видов флоры.

Древесные растений составляют 8,8%, причем их доля значительно повышена за счет интродуцированных и впоследствии акклиматизировавшихся видов (Acer negundo, Quercus robur, Ulmus laevis, Juglans mandshurica, Malus baccata, Ribes aureum). Первенствуют группы листопадных кустарников (38 видов) и одноствольных листопадных деревьев (12).

Реликтовые элементы флоры. Формирование растительности Алтая шло параллельно с процессами орогенеза. Анализируя ископаемые флоры, Г.Я. Барышников (1995) приходит к выводу, что в прошлые геологические эпохи климатические условия на Алтае были таковыми, что даже во времена максимального верхнеплейстоценового оледенения территория предгорий никогда не покрывалась льдом и не лишалась растительности. Этого же мнения придерживаются О.М. Адаменко (1976) и Р.В."Камелин (1998). На протяжении четвертичного времени предгорья Алтая являлись областью, в которой происходили миграции растений от высокогорий к равнинам во времена похолодания климата, либо продвижение холодолюбивых форм в горы при потеплении. Таким образом, в предгорной полосе, по периферии Алтайской горной страны в зоне контакта леса и степи могли сохраниться, часто в несвойственных им местообитаниях виды, имеющие плиоценовый возраст и различное происхождение.

Во-первых, это 12 видов, относимые в Сибири к неморальным реликтам плиоценовых широколиственных лесов: Dryopteris filix-mas, Cardamine

impatiens. Astragalus glycyphyllos, Stachys sylvaiica, Circaea lumiana и др. (Положив, Крапивкина, 1985). Кроме того, выделяются виды вторичного заселения, которые обладают почти сомкнутым ареалом, приобретенным в результате' многократных миграций, вызванных пендуляциями зональных полос в плейстоцене. В северных предгорьях к данной группе- относятся 76 . видов; Matteuccia struthiopteris, Aegopodium podagraria, Paris guadrifolia, Paeonia anómala, Ceras dum dauricum, Bupleurum longifolium, Pulmonaria mollis, Scrophu-laria nodosa, Viburnum opuhis, и др. (Камея ин, Овеснов, Шилова, 1999). Во-вторых, значительную группу видов плиоценового возраста (31 вид) составляют no Р.В. Камелину (1998) прабореальные «кверцетальные» древне-средиземноморские элементы: Síelleropsis altaica, Coluda geoides, Alcea froloviana, Lonicera tatarica, Tulipa altaica, Alfredia cernua, Gymnospermium aliaicum, Eremurus altaicus, Allium tulipifoUum, Ligidaria thyrsoidea, Potentilla rupestris и др. Большинство их связано с сообществами мезофильных кустарников. В-третьих, реликтами являются древние нагорноазиатские элементы по Р.В. Камелину (1998), Ценотически они не связаны с собственно лесными ценозами и избегают степных сообществ, чаще всего это представители петрофито-на (Grossularía accicularis, Berberís sibirica, Juniperus pseudosabina, Dendramhema sinuatum, Asperula paniculata, Galitzkia spathulaía). В-четвертых, к числу ксерофильных миоцен-плиоценовых реликтов можно отнести Physochlaina physalo ides (Пешкова, 1972,1984,2001).

• Кроме того, выделены плейстоценовые и перигляцналыше реликты - это виды ранее свойственные высокогорьям, но спустившиеся в нижние пояса растительности вследствие похолодания климата (Allium schoenoprasum. Bergenia crassifolia, Minuartia kryloviana, Silene graminifoUa, Chamaerhodos erecta, Bupleurum multinerve, Helictotrichon altaicum, Carex pediformis (Ревердатто, 1934,1940,1960; Соболевская, 1946; Лавренко, 1981).

Глава 6. Локальные флоры северных предгорий Алтая

Местонахождения и площади локальных флор (ЛФ) указаны на рис. 1. Суммарное число видов в 7 ЛФ - 994, что составляет 85,1% всей флоры, 230 видов встречаются во всех ЛФ. Число видов в ЛФ варьирует от 359 до 632, наиболее богатыми являются ЛФ Сычевка, Ая, Колыванское, которые отличаются наиболее разнообразными условиями.

Сравнение видового состава ЛФ с использованием коэффициентов Жак-кара и Серенсена-Чекановского позволило выделить следующие группы: ЛФ северных предгорий (Ая и Сычевка) и ЛФ северо-западных предгорий (Антонь-евка, Огни, Краснощеково, Колыванское, Устьянка), среди которых более тесную связь обнаруживают наиболее южные ЛФ Колыванское и Устьянка, имеющие в своем составе значительное число видов с алтае-среднеазиатскими и алтае-казахскими связями (рис. 3).

Обособленность ЛФ Сычевка и Ая определяется во-первых, комплексом видов светлохвойных и прирусловых лесов (Athyrium monomachii, Matteuccia struthiopteris, Mélica nutans, Maianthemum bifolium, Circaea alpina, Populas alba, Myricaria bracteata, Leersia oryzoides и др.), так как в северо-западной части предгорий леса практически отсутствуют. Во-вторых, комплексом дифференциальных видов, которые на территории северных предгорий близки к преде-

лам своего распространения (южносибирско-восточноазиатекие виды: Rhododendron dauricum, Calystegia daurica, С. subvolubilis, Elymus pendulimts, Leib-nitzia anandria; южносибирские: Euphorbia altaica, Allium clathratum, Bergenia crassifolia, Geranium laetum, Primula cortusoides; южносибирско-центральноазнатские: Elymus excelsus, Ribes altissimum и др.) В-третьих, значительным числом заносных видов, которые отсутствуют в других ЛФ.

ленная методом взвешенного среднего арифметического связывания, с использованием коэффициента Жаюсара (Ат - Антоньевка; Ая - Ая; Кл - Колываяское; Кр - Краснощехово; Ог - Огни; Сч—Сычевка; Ус - Устъянка).

Значительная часть дифференциальных видов ЛФ Колыванское и Устъянка, приурочена к сообществам степей, мезофильных и степных кустарников. Территория северо-западных предгорий является северо-восточным пределом распространения для 15 видов с алтае-казахскими и алтае-среднеазиатскими ареалами: Allium tulipifólium, Asparagus neglectus, Eremurus aîtaicus, Tulipa altaica, T. patens, Cory da! is schanginii, Astragalus megalanthus, Trinia ramosissima, Galitzkya spathulata, Artemisia subessingiana, Gagea emarginata, G. filiformis Scutellaria altaica, Ligularia thyrsoidea. Часть видов с ещё более узкими алтайскими ареалами также встречается только на данной части предгорий: Ferula gracilis, Gymnospermium altaicum, Oxyîropis teres. К дифференциальным следует отнести и виды, основная часть ареала которых приурочены к степным районам центральной и западной Евразии (Stipa lessingiana, Echinops ritro. Allium caeru-leum, Iris halophila и др.).

Распределение ЛФ северных предгорий Алтая по группам соответствует геоботаническому районированию, выполненному В.Д. Александровой, Н.П. Гуричевой, Л.И. Иваниной (1958). Так, ЛФ Ая и Сычевка приурочены к зоне луговых степей и остепненных лугов восточной части подгорной равнины и низкогорий северного Алтая, а оставшиеся ЛФ - к зоне разнотравно- и бога-торазнотравно-типчаково-ковыльных степей предгорных равнин и предгорий.

Анализ границ ареалов дифференциальных видов позволил расчленить исследуемую территорию на 2 фитохории: ЛФ северных и ЛФ северозападных предгорий, в свою очередь внутри северо-западных предгорий выделить 2 микрорайона.

Глава 7. Хозяйственно ценные, редкие, исчезающие виды флоры и перспективы охраны флоры . . ■

Хозяйственно ценные виды флоры. Наибольшее число видов включено в группы лекарственных - 327 вид (27,9 % от общего числа видов флоры) и декоративных растений - 181 (15,5%). Также выделены группы пищевых - 131 (11,2%), медоносных и перганосных видов - 148 (12,7%), кормовых - 160 (13,7%), технических - 56 (4,8%), ядовитых - 36 (3,1), условно ядовитых - 38 (3,2%), красильных - 24 (2,1%). Почти треть флоры составляют сорные (синантропные) растения - 322 вида (27,5%). Сюда включены виды как заносные, так и аборигенные, встречающиеся преимущественно на полях, огородах и залежах.

Редкие, исчезающие виды и перспективы охраны флоры. На территории северных предгорий Алтая отмечено 58 видов, занесенных в «Красную книгу Алтайского края» (1998), в том числе 13 — в «Красную книгу РСФСР» (1988) (Dendranthema sinuatum, Iris ludwigii, Stipa dasyphylla, Gymnospermium ahaicum, Trapa natans и др.), 7 - являются ресурсными.

На сегодняшний день на территории северных предгорий Алтая отсутствуют территории с полностью заповедным режимом, на всех существующих ООГГГ хозяйственная деятельность ограничена частично.

На территории Государственного природного заказника краевого значения «Гилевский» отмечено 295 видов растений. Из них в Красную книгу Алтайского края (1998) занесены 8 видов: Stipa pinnata, S. lessingiana, S. zaîesskii, Paeonia hybrida, Eremurus alîaica, Tulipa unîflora, T. patens, Fritïllaria mellagroides.

В заказнике краевого значения «Лебединый» отмечено 297 видов, в том числе 3 вида, занесенных в «Красную книгу Алтайского края» (1998): Stipa pennata, Hemerocaîlis minor-, Giyzyrrhiza uraîensis. Здесь отмечены редкие не только для края, но и Сибири, растения: Circaea lutetiana, Myricaria bracteata, Lysimachianummilaria (Редкие и исчезающие..., 1980).

В настоящее время заказник «Озеро Ая» переведен в статус природного парка. На площади около 20 кв. км. отмечено 580 видов, в том числе 11 - редких и исчезающих растений: Poiypodium sibiricum, Rhododendron daurica, Sanicuîa uraîensis, Leibnitzia anandria, Dendranthema sinuatum и др. Вместе с тем, интенсивное использование территории в рекреационных целях привело к значительной деградации растительного покрова.

: В процессе работы уточнены местообитания редких и исчезающих видов флоры северных предгорий Алтая, в том числе для Stipa orientalis, Oxytropis irtaria, Oxytropis setosa и др.

Выводы

1. Флора северных предгорий Алтая насчитывает 1168 видов и подвидов высших сосудистых растений, относящихся к 466 родам и 106 семействам.

2. Анализ родового спектра показал, что степные особенности флоры определяются через высокую видовую насыщенность родов Artemisia, Astragalus, Allium. Бореальные черты флоры характеризуют виды родов Сагех,

Viola, Vicia, Ranimculus. Род Potentilla связан с широким спектром местообитаний: от степей до лесов и лугов на склонах гор. Формирование флоры происходило за счет миграций видов с прилегающих равнинных территорий, а также из алтайских центров видообразования, что указывает на её аллохтонный характер.

3. Ареалогическая структура характеризуется преобладанием голарктических и евразиатских видов, при выраженной роли западноевразиатских (12,6%), южносибирских (5,5%), а также южносибирско-среднеазиатско-централыго азиатских (7,4%).

4. Ведущими эколого-це нотическими группами являются степная (собственно-степная, лугово-степная, горно-степная), луговая, антропофильная. Специфика флоры связана с группой сообществ степных и мезофильных кустарников. Структура ареалов степной группы обнаруживает генетические связи со степными областями Евразии, Южной Сибири, Средней и Центральной Азии при наличии эндемичных элементов. Эндемичные виды, наряду с южносибирскими, южноеибир ско-сред неазиатско-централ ьноазиатскими и западноев-разиатскими, характеризуют также группу сообществ степных и мезофильных кустарников. В луговой и антропофильной эколого-ценотических группах преобладают виды с широкими аре&тами, в то же время s сложении луговой группы заметна роль североазиатских и южносибирских видов.

5. Экологическая структура флоры северных предгорий Алтая в равной мере определяется мезофитами, а также видами обитающими в условиях временного или постоянного недостатка влаги (ксеромезофиты и ксерофиты). Пятая часть видов флоры обитает в условиях достаточного и избыточного увлажнения (мезогигрофиты, гигрофиты и гидрофиты).

6. Флора отличается значительным разнообразием жизненных форм (39), что связано с разнообразием экотопов. Спектр жизненных форм характеризуется преобладанием травянистых пояикарпиков (59,4%), среди которых первенствуют группы, отличающиеся высокой вегетативной подвижностью. Специфичность флоры проявляется в высокой доле стержнекорневых (14,9%) и дерновинных растений (7,2%). Велика доля монокарпиков (24,2%).

7. Во флоре отмечено 129 видов мезофитных и ксерофитных миоцен-плиоценовых, 4 вида плейстоценовых и 4 вида перигляциальных реликтов, что подчеркивает длительный и сложный процесс формирования флоры.

8. Флористическое районирование с использованием дендрограммы видового сходства и метода корреляционных плеяд с привлечением критериев разнообразия, эндемичности и наличия дифференциальных видов в локальных флорах позволило выделить два флористических района, границы которых согласуются с геоботаническим районированием. Анализ локальных флор западной части территории позволил разделить её на 2 флористических микрорайона, что подтверждается флористическими критериями.

9. Отмечено 58 редких и исчезающих видов растений, занесенных в Красную книгу Алтайского края, 7 из них являются ресурсными видами, 13 -включены в Красную книгу РСФСР. Во флоре выделено 10 хозяйственно-ценных групп растений.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Жихарева О.Н, История хозяйственного освоения н использования природных ресурсов переходной зоны Алтая И Горы и человек: от стратегии Природы к стратегии Разума. Материалы междисциплинарной научной конференции молодых ученых Алтайского госуниверситета. — Барнаул, 2002. — С. 4955.

2. Жихарева О.Н. Об использовании лесных ресурсов Алтайского горного округа // Антропогенное воздействие на лесные экосистемы. Материалы II Международной конференции. - Барнаул, 2002. - С. 13-16.

3. Жихарева О.Н., Силантьева М.М. Редкие и исчезающие виды растений в заказниках Алтайского края // Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока. Чтения памяти JI.M. Черепнина. Материалы Ш Российской конференции.-Красноярск, 2001.-С. 127-129.

4. Жихарева О.Н., Ирисова H.J1., Силантьева М.М., Терехнна Т.А. Заказник «Гилевский» // Красная книга Алтайского края. Особо охраняемые природные территории. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002. - С. 63-67.

5. Силантьева М.М., Жихарева О.Н., Шорина A.A., Ирисова H.JL, Щербинин К.С. Заказник «Озеро Ал» И Красная книга Алтайского края. Особо охраняемые природные территории. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002. - С. 144148.

6. Силантьева М.М., Жихарева О.Н. К статусу заказника «Озеро Ая» (Алтайский край, Алтайский район) // Проблемы охраны растительного мира Сибири. Тезисы докладов Международного совещания. — Новосибирск, 2001. — С. 82-83.

7. Силантьева М.М., Жихарева О.Н., Шорина A.A. Флора окрестностей озера Ая И Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии: Тезисы докладов I Международной научно-практической конференции (26-28 ноября 2002 г., Барнаул). - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002. - С. 23-24.

8. Силантьева М.М., Жихарева О.Н., Шорина A.A. Флора окрестностей озера Ая // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии: Материалы I Международной научно-практической конференции (26-28 ноября 2002 г., Барнаул). - Барнаул: Изд-во «Азбука», 2002. - С. 71-76.

9. Жихарева О.Н., Силантьева М.М. Конспект флоры северных предгорий Алтая // Флора н растительность Алтая. Труды Южно-Сибирского ботанического сада.-Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2003. -Т.8, Вып. 1.-С. 5-111.

Подписано в печать 22.01.2004 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 25. Отпечатано в типографии Алтайского государственного университета: 656049, г. Барнаул—49, ул. Димитрова, 66.