Флора бассейнов рек Ия и Ока: В пределах Иркутской области

Актуальность темы

Современный этап развития человеческого общества сопровождается обострением проблем окружающей среды и рационального природопользования. Разработка научных основ охраны природы и рационального природопользования возможны лишь на основе всестороннего изучения растительного мира. При этом, первоочередным мероприятием согласно Экологической программы Иркутской области (1991) является инвентаризация флоры.

Южная часть Иркутской области характеризуется наиболее благоприятными в области условиями для сельского хозяйства, своеобразным комплексом природных ландшафтов, переходным характером равнинного рельефа к горному, особенностями истории растительного покрова на северном макросклоне горной системы. Все это предопределило богатый и достаточно оригинальный флористический состав этой территории.

В качестве модельного участка для детальных флористических исследований были выбраны бассейны рек Ия и Ока, пересекающих с юга на север в пределах Иркутской области северный макросклон Восточного Саяна и Пред-саянский предгорный прогиб до Ийского и Окинского заливов Братского водохранилища, общей площадью около 30.000 км2.

Материалы и методы. Опубликованные флористические сводки для этой территории и ее отдельных частей отсутствуют, однако вниманием флористов она не была обделена. История исследования флоры наиболее объективно задокументирована в виде собранного гербария. Самые старые сборы, обнаруженные нами, принадлежат П. Александрову и относятся к 1910 году. Он собирал растения в окрестностях сел. Тулун. В этих же местах (в окрестностях Ту-лунской опытной станции) позже гербарий собирали Н. А. Епова (1923 г.) и Л. Б. Колокольников (1937 г.).

В 1950;х гг. в Тулунском районе гербаризировали JI.H. Однокозова (1953 г.), Г. А. Пешкова и О. А. Осипова (1959 г.). В 1975 г. в Куйтунском районе, в окрестностях сел. Киселек собирал растения С. Ю. Андрулайтис. Значительно расширили знания о флоре рассматриваемой территории флористические исследования А. А. Киселевой. В 1978 — 79 гг. она со студентами Иркутского госуниверситета сделала достаточно полные сборы в окрестностях сел. Ишидей Тулунского района, сел. Сарам, Масляногорск, Верхнеокинск, Ш-Успенский Зиминского района.

В 1996, 1998;99 гг. через Тулунский, Куйтунский и Зиминский районы пролегли маршруты экспедиционного отряда группы Гербарий СИФИБРа СО РАН, в результате чего был собран обширный гербарий и обнаружен ряд очень редких растений, таких как Eutrema cordifolium, Waldsteinia ternata и др.

Упомянутые коллекторы — это далеко не полный перечень ботаников, работавших в пределах бассейнов рек Ия и Ока. Коллекции их хранятся в различных гербариях страны. Нами были просмотрены и учтены сборы, хранящиеся в фондах гербария им. М. Г. Попова ЦСБС СО РАН (г. Новосибирск), группы Гербарий СИФИБР СО РАН (г. Иркутск) (в том числе любезно предоставленные неопубликованные сборы последних двух полевых сезонов), кафедры ботаники и генетики ИГУ (г. Иркутск) и частично гербария им. П. Н. Крылова ТГУ (г. Томск).

С 1994 г. нами проводились собственные, а в 1996 г. также в составе ботанического отряда группы Гербарий СИФИБРа СО РАН флористические исследования на территории Тулунского, Куйтунского, Зиминского и Заларинско-го районов на равнинной и предгорной их части. Полевые исследования проводились маршрутно-экспедиционным методом с целью наиболее полного выявления флористического состава. За период с 1994 по 1999 гг. было собрано более 5000 листов гербария. Коллекции хранятся в гербарии кафедры ботаники и генетики ИГУ. Дублеты переданы в гербарий СИФИБРа (IRK), гербарий им. М. Г. Попова ЦСБС (NSK), гербарий им. П. Н. Крылова ТГУ (ТК).

При анализе флоры кроме традиционных методик таксономического, географического и эколого-биологического анализа применялись математические методы с использованием коэффициентов Престона, Жаккара, квадратичного уравнения Малышева, а также метод кластерного анализа на базе компьютерной программы Statistica 4.3.

Целью настоящей работы являлось выяснение видового состава и структуры флоры сосудистых растений бассейнов рек Ия и Ока в пределах Иркутской области. В связи с этим решались следующие задачи:

— провести инвентаризацию флоры;

— выполнить анализ таксономической, хорологической, поясно-зональной, экологической структуры флоры;

— проследить смену состава флоры по направлению от равнины к горам;

— провести анализ адвентивной флоры;

— выявить реликтовые, редкие и исчезающие растения.

В целях выяснения особенностей флоры и ее структуры территория исследования была разделена на шесть рабочих районов (рис. 1). Наиболее важными принципами при этом являлись характерные типы растительности, геологические, топографические и климатические особенности. Географическая система деления территории, естественно, имеет большую прогностическую ценность и биологическое значение по сравнению с административной (The Jepson manual, 1996). По площади рабочие районы подобны региональным флорам в понимании В. В. Петровского (1998).

Бассейны рек Ия и Ока соответствуют двум долготным секторам, А и Б, каждый из которых поделен в широтном направлении на три района. Районы А1 и Б1 находятся в северной, наиболее удаленной от Саян приподнятой части Иркутско-Черемховской равнины и характеризуются более разработанными долинами рек, большей суммой активных температур, наличием процессов ос-тепнения, наибольшей хозяйственной освоенностью. Совокупность районов А1 и Б1 будем называть Высокой равниной (широтный район АБ1).

Районы А2 и Б2 занимают присаянскую пониженную часть равнины. Зде-есь господствуют болота, заболоченные луга и леса «внутренних дельт», а подтаежные сосновые и лиственнично-сосновые леса сменяются на горнотаежные нией ограничена общая территория исследованияпрерывистой — границы рабочих районов. Пояснения в тексте. кедровые и кедрово-пихтовые. Эти два района вместе формируют широтный район АБ2 — Низкая равнина.

Районы A3 и БЗ охватывают Предгорья Восточного Саяна, а именно сводовое поднятие в пределах лесного пояса. Здесь мы уже видим сильно расчлененный рельеф, преобладание горнотаежных лесов и наименьшую антропогенную нагрузку. Широтный район АБЗ будем условно называть Сводовым под-ниятием.

Научная новизна. Впервые проведена инвентаризация флоры бассейнов рек Ия и Ока. Составлен конспект флоры, включающий 888 видов и подвидов. Выявлены важнейшие таксономические, географические, эколого-биологические особенности структуры флоры, участие адвентивного комплекса видов. Показана смена флористического состава при переходе от равнинного рельефа к горному. Рассмотрены вопросы флористического районирования Предбайкалья. Составлен список редких и исчезающих видов. Впервые в Сибири обнаружена Brasenia schreberi. Выявлены реликтовые растенияобсуждается проблема реликтовости.

Практическая ценность. Составленный конспект флоры может использоваться при подготовке региональных флористических сводок, дополнений к «Флоре Сибири», а также для издания «Красных книг» различного уровня. Полученная информация о флоре может использоваться для мониторинга флористического состава, определения темпов антропогенных изменений.

Защищаемые положения.

1. Основные особенности флоры обусловлены положением территории на стыке Саянской и Ангарской флористических подпровинций.

2. Состав флоры бассейнов рек Ия и Ока сформировался на основе боре-альных и лесостепных равнинных видов, с заметным влиянием горной флоры Восточного Саяна.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на студенческих конференциях «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 1996), «Студент и научно-технический прогресс: К 60-летию Иркутской области» (Иркутск, 1997), «Студент и научно-технический прогресс: Молодые ученые к 80-летию ИГУ» (Иркутск, 1998), межрегиональной конференции «Проблемы сохранения биологического разнообразия Южной Сибири» (Кемерово, 1997), молодежном симпозиуме «Экология Байкала и Прибайкалья» (Иркутск, 1999), международной конференции «Разнообразие растительного покрова Байкальского региона» (Улан-Удэ, 1999) и научной конференции «Проблемы изучения растительного покрова Сибири» (Томск, 2000). По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 статьи и 6 тезисов и одна работа находится в печати.

Мы выражаем глубокую благодарность научному руководителю заведующему кафедрой ботаники и генетики ИГУ, кандидату биологических наук, доценту Александру Максимовичу Зарубину за всестороннюю поддержку, консультации при определении растений и ценные замечания при проверке рукописи. Сердечно благодарим за обсуждение результатов, помощь в работе и доброжелательную атмосферу всех сотрудников кафедры ботаники и генетики ИГУ.

Особое место занимают люди, повлиявшие на теоретическое, методическое и идейное мировоззрение. Мы искренне благодарны д.б.н. Л. И. Малышеву (г. Новосибирск), д.б.н. А. С. Плешанову (г. Иркутск), д.б.н. Л. В. Бардунову (г. Иркутск), к.б.н. А. И. Пяку (г. Томск), проф. П. Л. Нимису (г. Триест, Италия).

Автор выражает искреннюю признательность за помощь в определении гербария и проверку определенного материала к.б.н. М. Г. Азовскому (водные растения), к.б.н. К. С. Байкову (Euphorbia), к.б.н. В. М. Доронькину {Thymus), к.б.н. В. В. Зуеву и к.б.н. Н. В. Власовой {Paris, Convallaria, Veronica), А. А. Киь селевой и к.б.н. С. Г. Казановскому {Salix, Carex и др.), к.б.н. Е. А. Королюк {Heteropappus, Galatella), А. А. Красникову {Taraxacum), к.б.н. С. В. Овчинниковой {Lappila, Eleocharis), д.б.н. М. В. Олоновой {Campanula, Rhinanthus).

Хочется поблагодарить также ботаников, деливших с нами радости и трудности экспедиционных будней — A.M. Зарубина, М. Г. Азовского, С.Г. Ка-зановского, Т. В. Макрый, А. В. Верхозину, Н. В. Дудареву (Тюрневу), А.В. Че-пинога, С. Э. Воронюк, а также студентов Н. Сафронову, Е. Сороковикову, Н. Якубенко.

Выводы.

1. Расположение района исследования на стыке морфоструктур высшего порядка — Сибирской платформы и Алтае-Саянской горной страны — способствует проявлению не только широтной зональности, но и высотной поясности и предопределяет богатый и достаточно оригинальный флористический состав изученной территории.

2. В бассейне рек Ия и Ока выявлено 888 видов и подвидов сосудистых растений из 400 родов и 102 семейств. Из них 96 видов (10,8%) являются заносными. Они нарушают сбалансированность автои аллохтонных процессов аборигенной флоры (+0,01) в сторону аллохтонности (-0,17). Систематическая структура флоры соответствует бореальным флорам Евразии и отражает ее ши-ротно-зональное положение в лесной зоне.

3. В целом, для равнинных флор Южной Сибири характерно стандартное расположение первых 8 семейств спектра: 1. Asterасеае, 2. Роасеае, 3. Сурега-сеае, 4−6. Fabaceae, 4−6. Ranunculaceae, 4−6. Rosaceae, 7. Brassicaceae, 8. Caryo-phyllaceae. Высокое положение семейства Brassicaceae обусловлено большим числом заносных видов в его составе. Особенностью флоры бассейнов рек Ия и Ока является большой вес рода Vicia.

4. По систематическому составу изученная флора преимущественно равнинная и обладает высоким флористическим сходством с соседними равнинными флорами (Плато западное, Плато восточное, Плато южное). В пределах бассейнов по направлению к горам изменение флористического состава происходит постепенно. Резкий контраст начнется лишь с охватом высокогорного пояса, обусловившего выделение Восточного Саяна в отдельную флористическую подпровинцию.

5. Хорологическая структура аборигенной флоры разнородна, что свидетельствует о сложности пути флорогенеза и смешении различных по происхождению комплексов видов. 43,9% имеют широкое циркумполярное или еврази-атское распространение. Связи с Европой (15,5%) значительно выше, чем с.

Восточной Азией (5,6%). Влияние Центральной Азии (2,0%) проявляется, главным образом, через степные и горные комплексы видов. Западный предел распространения на изученной территории имеют 1 2 видов и ^ видов — восточный. 33 вида эндемичны для Сибири и Северной Монголии. В поясно-зональном отношении флора является таежной (46,2%), со значительным участием степных (22,2%) и азональных (23,1%) растений и заметным влиянием высокогорного комплекса (8,5%).

6. Высокая равнина и Сводовое поднятие достаточно сильно отличаются по поясно-зональной структуре, а Низкая равнина является широкой переходной полосой между ними. Поэтому границу между Саянской и Ангарской флористическими подпровинциями следует проводить по геоморфологическому принципу, т. е. по краю сводового поднятия Восточного Саяна.

7. На территории исследования отмечено 14 неморальных реликтовых растений: Anemonoides jenisseensis, Convallaria majalis, Daphne mezereum, Dry-opteris Jilix-mas, Eutrema cordifolium, Festuca extremorientalis, Myosotis krylovii, Shibateranthis sibirica, Thalictrum baicalense, Thelypteris palustris, Vicia sylvatica, Viola alexandrowiana, V. dactyloides, Waldsteinia ternataа также 5 реликтовых водных видов: Brasenia schreberi, Hydrilla verticillata, Potamogeton maackianus, P. vaginatus, Sagittaria trifolia. В Южном Предбайкалье имеется два макрорефу-гиума неморальных реликтов: в пределах Северного Присаянья и возвышенной части Иркутско-Черемховской равнины.

8. Флора адвентивных растений изученной флоры насчитывает 96 видов из 77 родов и 28 семейств. Число их в широтных районах уменьшается по направлению к горам с 82 через 64 до 41 вида. Большинство адвентов случайно занесены на данную территорию (85,4%) и хорошо натурализовались (62,5%). Преобладают виды западного происхождения (66,7%) и имеющие циркумполярное (43,8%) и условно космополитное (32,3%) распространение.

9. В экологическом отношении изученная флора является мезофильной (49,%) со значительными чертами гигрофильности и несколько меньшими ксерофильности. Расширение состава адвентивных растений ведет к увеличению мезофильных черт флоры и в меньшей степени ксерофильных.

10.Анализ спектра жизненных форм выявил преобладание травянистых растений (89,9%), а среди травянистых — многолетних видов (75,5%), что характерно в целом для бореальных флор. Заносные растения усиливают положение одно-двулетников и травянистых длиннокорневищных и стержнекорневых многолетников.

11. Во флоре насчитывается 47 видов растений, подлежащих охране на государственном или местном уровне. 9 из них включены в Красные книги СССР и/или РСФСР: Brasenia schreberi, Cypripedium calceolus, С. macranthon, Dactylorhyza longifolia, Epipogium aphyllum, Eutrema cordifolium, Neottianthe cu-cullata, Orchis militaris, Stipa pennata. В районе исследования нуждаются в охране также Botrychium lanceolatum, Melica turczaniniwiana, Mertensia stylosa, Si-lene baschkirorum, Vicia sylvatica, Viola dactyloides. Рекомендуется к охране в ранге памятника природы федерального значения «Бразения Шребера в Сибири» .

В заключение можно сказать, что большинство видов адвентивной флоры исследованной территории случайно занесены на данную территорию и хорошо натурализовались. Преобладают виды западного происхождения и имеющие очень широкое современное распространение. Следует заметить, что эти выводы не претендуют на отражение общерегиональной ситуации, а больше характеризуют особенности провинциальных флор, удаленных от крупных городов.

6. Эколого-биологическая структура флоры.

Растения обладают различными механизмами и степенью приспособленности к факторам окружающей среды. В экологии растений различают две основные экологические единицы — экологическую группу (экоморфа) и жизненную форму (экобиоморфа).

Принципы выделения экологических групп зависят от природного фактора (биотического или абиотического), отношение к которому планируется выразить в классификации. Мы провели анализ состава флоры по отношению растений к наиболее важному фактору — влажности почвы. При этом мы основывались на общепринятых методиках разделения видов на три основные группы: гигрофиты, ксерофиты и мезофиты с выделением промежуточных категорий (Шенников, 1950; Поплавская, 1948; Быков, 1973) и с учетом указания А. А. Горшковой (1982) о необходимости выделения экологических групп по одному фактору. При выделении экологических групп были использованы литературные данные (Шенников, 1950; Горшкова, 1966; Растительный покров Хакасии, 1976; Гаращенко, 1993; и др.) и собственные наблюдения. Выделено 8 групп, представленных в табл. 13.