Редкие растения природной флоры Сибири в коллекции Сибирского ботанического сада Томского государственного университета: анализ видового разнообразия и принципы экспонирования
|
Реферат 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОХРАНЫ РЕДКИХ И ИСЧЕЗАЮЩИХ
ВИДОВ ФЛОРЫ СИБИРИ 8
1.1 Критерии выделения редких видов 8
1.2 Программа охраны растений 12
1.3 Интродукция - как метод сохранения биоразнообразия в ботанических садах 14
2 ПРИНЦИПЫ ЭКСПОНИРОВАНИЯ РЕДКИХ И ИСЧЕЗАЮЩИХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ
В БОТАНИЧЕСКИХ САДАХ 18
2.1 Приемы оформления ботанических экспозиций 18
2.2 Экспозиции редких и исчезающих растений в ботанических садах 24
3 СИСТЕМАТИЗАЦИЯ СВЕДЕНИЙ О ВИДОВОМ РАЗНООБРАЗИИ КОЛЛЕКЦИИ
РЕДКИХ РАСТЕНИЙ 33
3.1 «Калипсо» - система управления базами данных ботанических коллекций 33
3.2 Коллекция лаборатории редких растений СибБС ТГУ 38
3.2.1 Общая информация 38
3.2.2 Таксономическая структура флоры 40
4 СОЗДАНИЕ НОВЫХ ЭКСПОЗИЦИЙ ЛАБОРАТОРИИ РЕДКИХ РАСТЕНИЙ 43
4.1 Анализ ассортимента 46
4.2 Принцип экспонирования светолюбивых растений (ЭРРС) 70
4.3 Принцип экспонирования теневыносливых и тенелюбивых растений (ЭЛВ) 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 74
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОХРАНЫ РЕДКИХ И ИСЧЕЗАЮЩИХ
ВИДОВ ФЛОРЫ СИБИРИ 8
1.1 Критерии выделения редких видов 8
1.2 Программа охраны растений 12
1.3 Интродукция - как метод сохранения биоразнообразия в ботанических садах 14
2 ПРИНЦИПЫ ЭКСПОНИРОВАНИЯ РЕДКИХ И ИСЧЕЗАЮЩИХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ
В БОТАНИЧЕСКИХ САДАХ 18
2.1 Приемы оформления ботанических экспозиций 18
2.2 Экспозиции редких и исчезающих растений в ботанических садах 24
3 СИСТЕМАТИЗАЦИЯ СВЕДЕНИЙ О ВИДОВОМ РАЗНООБРАЗИИ КОЛЛЕКЦИИ
РЕДКИХ РАСТЕНИЙ 33
3.1 «Калипсо» - система управления базами данных ботанических коллекций 33
3.2 Коллекция лаборатории редких растений СибБС ТГУ 38
3.2.1 Общая информация 38
3.2.2 Таксономическая структура флоры 40
4 СОЗДАНИЕ НОВЫХ ЭКСПОЗИЦИЙ ЛАБОРАТОРИИ РЕДКИХ РАСТЕНИЙ 43
4.1 Анализ ассортимента 46
4.2 Принцип экспонирования светолюбивых растений (ЭРРС) 70
4.3 Принцип экспонирования теневыносливых и тенелюбивых растений (ЭЛВ) 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 74
«Природу необходимо охранять не только потому, что она является источником всех благ для жизни человека, но и потому, что она прекрасна». Эти справедливые слова записаны в Обращении участников сессии Международной ассоциации ботанических садов к деятелям ботанических садов мира (Цицин, 1976).
В настоящее время все острей встает проблема сохранения биоразнообразия растительного мира. Она является важнейшей частью «Глобальной стратегии по охране растений», принятой в 2002 г. Актуальность ее возрастает все более в связи с усилением антропогенного влияния на природную среду, в том числе на редкие и уникальные природные объекты, в частности, на травянистые редкие и исчезающие растения Сибири. Редкие виды имеют большое значение: как уникальные компоненты среды, как лекарственные, пищевые, декоративные растения. В связи с ограниченным распространением в природных популяциях необходимо изучение в естественном состоянии их биологии, стратегии выживания, оптимальных способов режимов сохранения и воспроизводства как в природных популяциях, так и в интродукции (Горбунов, 2002; Стратегия..., 1994, 2003).
Ведущая роль в сохранении биоразнообразия природной флоры принадлежит ботаническим садам. Интродукция растений в ботанические сады - это лишь одно из направлений сохранения видов, но для некоторых видов это единственный способ спасения.
Обязательным атрибутом и предметом деятельности ботанических садов являются документированные коллекции живых растений, сформированные на научной основе (Соколов, 1959). Они имеют большое просветительское и научное значение. Демонстрация коллекций позволяет систематически убеждать население в необходимости и важности сохранения растений (Стратегия.., 1994). Еще в 1970 г. Региональный совет ботанических садов Сибири и Дальнего Востока принял решение о создании во всех ботанических садах специальных экспозиций «Редкие и исчезающие виды растений» (Семенова, 2007; Елисафенко, Дорогина, 2017).
Исходя из этого, сохранение генетического разнообразия редких и исчезающих растений, ведение учета коллекции и создание экспозиций для ее демонстрации, а также мониторинг видов в природных популяциях являются основополагающими задачами ботанического сада.
Целью данной выпускной работы является проведение анализа коллекционных фондов редких видов природной флоры Сибири в СибБС ТГУ и разработка принципов их экспонирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- изучить вопросы охраны и интродукции редких и исчезающих растений;
- проанализировать имеющийся опыт экспонирования коллекций редких растений в ботанических садах России;
- провести инвентаризацию коллекционных фондов в СибБС ТГУ;
- систематизировать сведения о коллекционном фонде лаборатории редких растений СибБС ТГУ;
- разработать проект размещения новых экспозиций (ЭРРС, ЭЛВ) на территории Сибирского ботанического сада.
В качестве объекта исследования выступает коллекция редких растений в Сибирском ботаническом саду.
Предметом исследования является оптимизация ведения учета коллекции и анализ видов, входящих в нее.
Информационной базой для написания работы являются литературные сведения, посвященные вопросу охраны редких растений природной флоры Сибири (Флора Сибири, 1987-2003, Красные книги регионов Сибири и Российской Федерации (2008); учебная и специальная литература, научные статьи, электронные ресурсы, направленные на изучение принципов экспонирования и вопросов сохранения коллекционных фондов редких растений в ботанических садах, а также данные мониторинга редких растений в СибБС, данные инвентаризации предыдущих годов.
Работа основана на системном подходе, в результате которого использовались следующие методы: исторический, в результате которого рассматривалась история формирования экспозиций редких растений в ботанических садах; сравнительно-описательный, основанный на наблюдении, с последующим анализом и описанием, применяемый при проведении инвентаризации и на первоначальном этапе проектирования; статистический, при обработке полученных данных; а также метод моделирования, применяемый в разработке проекта новых экспозиций.
Учет объектов растительного мира производится посредством обследования и заполнения рабочего дневника, с последующим внесением полученных данных в СУБД БК «Калипсо» (система управления базами данных ботанических коллекций «Калипсо»), программу, позволяющую создавать и редактировать записи о растениях, содержащихся в коллекциях ботанического сада. Для разработки проекта экспозиций использовалась программа AutoCAD 2014.
Данную работу можно подразделить на следующие составные части:
- вопрос охраны редких и исчезающих видов флоры Сибири;
- принципы экспонирования редких и исчезающих видов растений в ботанических садах;
- систематизация сведений о видовом разнообразии коллекции редких растений в Сибирском ботаническом саду;
- создание новых экспозиций лаборатории редких растений.
Магистерская диссертация выполнена с использованием собственных наработок автора и знаний, полученных в ходе производственной практики в Сибирском ботаническом саду, в период с 2017 по 2018 гг.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования проектных предложений и теоретических выводов сотрудниками ботанического сада, лаборатории редких растений. А созданные на основе проекта экспозиции будут полезны как преподавателями и студентами профильных специальностей, так и школьникам, и широкому кругу любителей растений в образовательной, научной и просветительной деятельности.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность за помощь в выполнении работы научному руководителю, канд. биол. наук, доценту А. С. Прокопьеву, канд. биол. наук, доценту О. Д. Черновой, а также всем сотрудникам лаборатории редких растений Сибирского ботанического сада за консультации и участие в обсуждении настоящей работы, за помощь в проведении инвентаризационных исследований, за ценные советы и поддержку.
В настоящее время все острей встает проблема сохранения биоразнообразия растительного мира. Она является важнейшей частью «Глобальной стратегии по охране растений», принятой в 2002 г. Актуальность ее возрастает все более в связи с усилением антропогенного влияния на природную среду, в том числе на редкие и уникальные природные объекты, в частности, на травянистые редкие и исчезающие растения Сибири. Редкие виды имеют большое значение: как уникальные компоненты среды, как лекарственные, пищевые, декоративные растения. В связи с ограниченным распространением в природных популяциях необходимо изучение в естественном состоянии их биологии, стратегии выживания, оптимальных способов режимов сохранения и воспроизводства как в природных популяциях, так и в интродукции (Горбунов, 2002; Стратегия..., 1994, 2003).
Ведущая роль в сохранении биоразнообразия природной флоры принадлежит ботаническим садам. Интродукция растений в ботанические сады - это лишь одно из направлений сохранения видов, но для некоторых видов это единственный способ спасения.
Обязательным атрибутом и предметом деятельности ботанических садов являются документированные коллекции живых растений, сформированные на научной основе (Соколов, 1959). Они имеют большое просветительское и научное значение. Демонстрация коллекций позволяет систематически убеждать население в необходимости и важности сохранения растений (Стратегия.., 1994). Еще в 1970 г. Региональный совет ботанических садов Сибири и Дальнего Востока принял решение о создании во всех ботанических садах специальных экспозиций «Редкие и исчезающие виды растений» (Семенова, 2007; Елисафенко, Дорогина, 2017).
Исходя из этого, сохранение генетического разнообразия редких и исчезающих растений, ведение учета коллекции и создание экспозиций для ее демонстрации, а также мониторинг видов в природных популяциях являются основополагающими задачами ботанического сада.
Целью данной выпускной работы является проведение анализа коллекционных фондов редких видов природной флоры Сибири в СибБС ТГУ и разработка принципов их экспонирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- изучить вопросы охраны и интродукции редких и исчезающих растений;
- проанализировать имеющийся опыт экспонирования коллекций редких растений в ботанических садах России;
- провести инвентаризацию коллекционных фондов в СибБС ТГУ;
- систематизировать сведения о коллекционном фонде лаборатории редких растений СибБС ТГУ;
- разработать проект размещения новых экспозиций (ЭРРС, ЭЛВ) на территории Сибирского ботанического сада.
В качестве объекта исследования выступает коллекция редких растений в Сибирском ботаническом саду.
Предметом исследования является оптимизация ведения учета коллекции и анализ видов, входящих в нее.
Информационной базой для написания работы являются литературные сведения, посвященные вопросу охраны редких растений природной флоры Сибири (Флора Сибири, 1987-2003, Красные книги регионов Сибири и Российской Федерации (2008); учебная и специальная литература, научные статьи, электронные ресурсы, направленные на изучение принципов экспонирования и вопросов сохранения коллекционных фондов редких растений в ботанических садах, а также данные мониторинга редких растений в СибБС, данные инвентаризации предыдущих годов.
Работа основана на системном подходе, в результате которого использовались следующие методы: исторический, в результате которого рассматривалась история формирования экспозиций редких растений в ботанических садах; сравнительно-описательный, основанный на наблюдении, с последующим анализом и описанием, применяемый при проведении инвентаризации и на первоначальном этапе проектирования; статистический, при обработке полученных данных; а также метод моделирования, применяемый в разработке проекта новых экспозиций.
Учет объектов растительного мира производится посредством обследования и заполнения рабочего дневника, с последующим внесением полученных данных в СУБД БК «Калипсо» (система управления базами данных ботанических коллекций «Калипсо»), программу, позволяющую создавать и редактировать записи о растениях, содержащихся в коллекциях ботанического сада. Для разработки проекта экспозиций использовалась программа AutoCAD 2014.
Данную работу можно подразделить на следующие составные части:
- вопрос охраны редких и исчезающих видов флоры Сибири;
- принципы экспонирования редких и исчезающих видов растений в ботанических садах;
- систематизация сведений о видовом разнообразии коллекции редких растений в Сибирском ботаническом саду;
- создание новых экспозиций лаборатории редких растений.
Магистерская диссертация выполнена с использованием собственных наработок автора и знаний, полученных в ходе производственной практики в Сибирском ботаническом саду, в период с 2017 по 2018 гг.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования проектных предложений и теоретических выводов сотрудниками ботанического сада, лаборатории редких растений. А созданные на основе проекта экспозиции будут полезны как преподавателями и студентами профильных специальностей, так и школьникам, и широкому кругу любителей растений в образовательной, научной и просветительной деятельности.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность за помощь в выполнении работы научному руководителю, канд. биол. наук, доценту А. С. Прокопьеву, канд. биол. наук, доценту О. Д. Черновой, а также всем сотрудникам лаборатории редких растений Сибирского ботанического сада за консультации и участие в обсуждении настоящей работы, за помощь в проведении инвентаризационных исследований, за ценные советы и поддержку.
Итогом выполнения выпускной работы являются достигнутые цели и решенные задачи, поставленные перед ее выполнением. Во-первых, изучены вопросы охраны редких и исчезающих растений, интродукции - как одного из методов сохранения биоразнообразия. Во-вторых, проанализирован и обобщен имеющийся опыт экспонирования коллекций редких растений в ботанических садах России. В-третьих, систематизированы сведения о коллекционном фонде лаборатории редких растений Сибирского ботанического сада, проведена инвентаризация, таксономический и эколого-географический анализы флоры. Основываясь на проведенных исследованиях, разработан проект размещения новых экспозиций на территории СибБС ТГУ с комплектом чертежей.
На сегодняшний день эффективными мерами в системе сохранения биоразнообразия являются составление Красных книг, заповедование местообитаний редких и исчезающих видов и интродукция их в условия ботанических садов.
Из 4,5 тыс. редких видов, выделенных на территории Сибири, порядка 400 видов занесены в региональные Красные книги, а более 100 находятся под государственной защитой и внесены в Красную книгу Российской Федерации.
Распределение редких и исчезающих видов флоры Сибири по заповедникам и ботаническим садам показало, что под охраной заповедников, ботанических и дендрологических садов находится чуть более 31 % видового богатства, 20 % - под охраной только заповедников и 18 % - только ботанических и дендрологических садов. Остальной процент видов находится без охраны.
Доказано, что интродукция растений в ботанические сады является одним из реальных методов сохранения биоразнообразия. Среди большого числа интродукционных методов наиболее перспективным является эколого-фитоценотический, разработанный Н. В. Трулевич, положенный в основу создания ботанико-географических экспозиций флоры европейской части СССР, Кавказа, Сибири, Дальнего Востока и Средней Азии. Впервые применен для создания искусственных ценозов на территории Главного ботанического сада имени Н. В. Цицина, где натурной основой для региональных экспозиций послужили фрагменты местных лесных фитоценозов.
Выделяются также новые способы восстановления природных ценопопуляций - реинтродукция и репатриация - процессы возращения популяции любого вида в природу на основе этапа культивирования (реинтродукция) или без него (репатриация).
В результате анализа литературных источников, опыта создания научных и демонстрационных экспозиций в ботанических садах России выявлены общие принципы и методы оформления ботанических коллекций, приведены примеры их оформления.
Выявлено, что основными подходами в формировании экспозиций редких видов растений являются: систематический, ботанико-географический, экологический,
ландшафтно-декоративный и комбинированный.
Проведенный на основе инвентаризационных данных таксономический анализ редких и исчезающих видов в коллекции СибБС показал наличие 391 вида и подвида высших сосудистых растений, принадлежащих к 176 родам и 66 семействам. Из них 43 вида включены в Красную книгу Российской Федерации, 193 вида - в сводки регионов Сибири. Крупнейшие семейства, входящие в коллекцию: Ranunculaceae, Asteraceae, Gentianaceae, Crassulaceae, Iridaceae, Rosaceae, Poaceae, Alliaceae, Lamiaceae, Orchidaceae составляют 54,2 % общего разнообразия. 20,2 % общего состава флоры составляют многовидовые роды Gentiana, Iris, Sedum, Allium, и Viola.
На основе проведенной инвентаризации были выявлены виды, рекомендованные для пересадки на новые экспозиции. Создание экспозиций направлено на повышение эффективности образовательной, научной и просветительской деятельности ботанического сада. Проведен эколого-географический анализ растений, данные которого легли в основу их размещения. Всего проанализировано 183 вида растений, из 89 родов и 40 семейств.
Данные виды были отнесены к 4 флористическим комплексам: лесному, степному, высокогорному и лугово-пойменному. Наименьшим числом представлены виды степного комплекса, водно-болотной и прирусловой групп лугово-пойменного комплекса.
Анализ растений по географическим элементам показал, что преобладающей группой являются виды, основной ареал которых лежит в Евразийской флористической области (21,4 % видового разнообразия). Высока доля видов Азиатской, Голарктической, Восточноевропейско-азиатской и Евросибирской ареалогических групп.
В основу создания экспозиций легли мелкоделяночный метод размещения растений (для ЭРРС) и групповое размещение (для ЭЛВ), основанные на систематическом подходе. Полученные в ходе эколого-географического анализа данные позволили разместить растения, согласно их экологии.
В результате разработанный проект создания новых экспозиций редких растений на территории Сибирского ботанического сада, а именно экспозиций светолюбивых, тенелюбивых и теневыносливых растений должен обеспечить полифункциональность использования пространства, повысить эффективность использования территории.
На сегодняшний день эффективными мерами в системе сохранения биоразнообразия являются составление Красных книг, заповедование местообитаний редких и исчезающих видов и интродукция их в условия ботанических садов.
Из 4,5 тыс. редких видов, выделенных на территории Сибири, порядка 400 видов занесены в региональные Красные книги, а более 100 находятся под государственной защитой и внесены в Красную книгу Российской Федерации.
Распределение редких и исчезающих видов флоры Сибири по заповедникам и ботаническим садам показало, что под охраной заповедников, ботанических и дендрологических садов находится чуть более 31 % видового богатства, 20 % - под охраной только заповедников и 18 % - только ботанических и дендрологических садов. Остальной процент видов находится без охраны.
Доказано, что интродукция растений в ботанические сады является одним из реальных методов сохранения биоразнообразия. Среди большого числа интродукционных методов наиболее перспективным является эколого-фитоценотический, разработанный Н. В. Трулевич, положенный в основу создания ботанико-географических экспозиций флоры европейской части СССР, Кавказа, Сибири, Дальнего Востока и Средней Азии. Впервые применен для создания искусственных ценозов на территории Главного ботанического сада имени Н. В. Цицина, где натурной основой для региональных экспозиций послужили фрагменты местных лесных фитоценозов.
Выделяются также новые способы восстановления природных ценопопуляций - реинтродукция и репатриация - процессы возращения популяции любого вида в природу на основе этапа культивирования (реинтродукция) или без него (репатриация).
В результате анализа литературных источников, опыта создания научных и демонстрационных экспозиций в ботанических садах России выявлены общие принципы и методы оформления ботанических коллекций, приведены примеры их оформления.
Выявлено, что основными подходами в формировании экспозиций редких видов растений являются: систематический, ботанико-географический, экологический,
ландшафтно-декоративный и комбинированный.
Проведенный на основе инвентаризационных данных таксономический анализ редких и исчезающих видов в коллекции СибБС показал наличие 391 вида и подвида высших сосудистых растений, принадлежащих к 176 родам и 66 семействам. Из них 43 вида включены в Красную книгу Российской Федерации, 193 вида - в сводки регионов Сибири. Крупнейшие семейства, входящие в коллекцию: Ranunculaceae, Asteraceae, Gentianaceae, Crassulaceae, Iridaceae, Rosaceae, Poaceae, Alliaceae, Lamiaceae, Orchidaceae составляют 54,2 % общего разнообразия. 20,2 % общего состава флоры составляют многовидовые роды Gentiana, Iris, Sedum, Allium, и Viola.
На основе проведенной инвентаризации были выявлены виды, рекомендованные для пересадки на новые экспозиции. Создание экспозиций направлено на повышение эффективности образовательной, научной и просветительской деятельности ботанического сада. Проведен эколого-географический анализ растений, данные которого легли в основу их размещения. Всего проанализировано 183 вида растений, из 89 родов и 40 семейств.
Данные виды были отнесены к 4 флористическим комплексам: лесному, степному, высокогорному и лугово-пойменному. Наименьшим числом представлены виды степного комплекса, водно-болотной и прирусловой групп лугово-пойменного комплекса.
Анализ растений по географическим элементам показал, что преобладающей группой являются виды, основной ареал которых лежит в Евразийской флористической области (21,4 % видового разнообразия). Высока доля видов Азиатской, Голарктической, Восточноевропейско-азиатской и Евросибирской ареалогических групп.
В основу создания экспозиций легли мелкоделяночный метод размещения растений (для ЭРРС) и групповое размещение (для ЭЛВ), основанные на систематическом подходе. Полученные в ходе эколого-географического анализа данные позволили разместить растения, согласно их экологии.
В результате разработанный проект создания новых экспозиций редких растений на территории Сибирского ботанического сада, а именно экспозиций светолюбивых, тенелюбивых и теневыносливых растений должен обеспечить полифункциональность использования пространства, повысить эффективность использования территории.
