Биологическое загрязнение территории г. Южно-Сахалинска экологически опасным растением

МБОУ СОШ №22 г. Южно-Сахалинска

Химико-биологический профиль:

траектория успеха

Биологическое загрязнение территории г. Южно-Сахалинска экологически опасным растением Heracleum Sosnowskyi

 

 

Дата реализации: октябрь 2015 года.

Знакомство с профессией: биогеоценолог.

Автор проекта: Курилюк Данил, 11В класс (химико-биологический профиль).

Наиболее агрессивным и конкурентоспособным представителем рода гигантских борщевиков является борщевик Сосновского (Heracleum sosnowskyi), названный в честь известного исследователя флоры Кавказа Дмитриевича Ивановича Сосновского. В настоящее время экспансия этого вида развивается стремительно. Захватывая территорию, полностью вытесняет местную растительность и образует нехарактерные для нашей естественной природной среды моновидные растительные сообщества.  

Актуальность: Борщевик С. агрессивный захватчик территории. Создаёт не свойственные Сахалинской области сукцессии. Проникая в город, уменьшает видовое разнообразие и оказывает вредоносное влияние на здоровье человека.

Проблема: Существующие мероприятия по сдерживанию распространения Heracleum sosnowskyi малоэффективны. Гипотеза: Если мероприятия по уничтожению Heracleum sosnowskyi не повлияют на экспансию этого вида то, численность его будет увеличиваться, что повлияет на городской ландшафт города Южно-Сахалинска и его окрестностей.

Цель: Изучить особенности онтогенеза и морфологического строения Heracleum Sosnowskyi влияющие на устойчивость к мероприятиям по ликвидации его зарослей.

Задачи:

  • Проанализировать литературу об истории распространения Heracleum sosnowskyi в России и на Сахалине.

  • Описать морфологическое строение Heracleum sosnowskyi.

  • Выявить механизмы самоподдержания и расселения Heracleum sosnowskyi.

  • Установить способы уничтожения Heracleum sosnowskyi и их эффективность.

  • Определить вредителей Heracleum sosnowskyi.

  • Провести анализ негативного влияния Heracleum Sosnowskyi на экосистемы Сахалина и здоровье человека.

  • Гербаризировать Heracleum.

Методы исследования: анализ, наблюдение, сравнение

Объект исследования: борщевик Сосновского (Heracleum sosnowskyi).

Предмет исследования: влияние Heracleum sosnowskyi на экологию города Южно-Сахалинска.

Базой учебно-исследовательской работы являлся ботанический сад города Южно-Сахалинска.  

 История распространения в России

Примером успешной инвазии можно считать распространение за пределы естественного ареала борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi), кавказского горнолесного субальпийского вида. Географический барьер на север России, куда борщевик вводили в культуру в качестве перспективного силосного растения, вид успешно прошёл в 1960-1980гг.

В России до 70-х гг. это растение вне сельскохозяйственных полей встречалось редко. В настоящее время борщевик Сосновского распространен практически повсеместно. Уже никто не отрицает экологической опасности, которую представляет H. sosnowskyi, однако парадоксальность ситуации заключается в том, что борщевик Сосновского в нашей стране до сих пор внесен в реестр сельскохозяйственных культур и, следовательно, юридически нет оснований вести с ним борьбу. Во многих регионах России распространение этого инвазионного растения уже принимает масштабы экологического бедствия.

Производственное возделывание борщевика Сосновского началось после окончания второй мировой войны, когда возрождающемуся сельскому хозяйству срочно требовались корма. Такие качества борщевика Сосновского, как неприхотливость, холодоустойчивость, быстрый рост весной и формирование большой растительной массы, высокое содержание углеводов, протеина, витаминов, микроэлементов, определили интенсивное использование этого растения в кормопроизводстве. Ни одна кормовая культура в северных регионах не росла так быстро и не способна была давать по два-три урожая за один летний сезон.

В конце 80-х годов выйдя из-под сельскохозяйственного контроля, он распространился за пределы агроценозов.

В начале своей экспансии борщевик встречался исключительно на нарушенных местообитаниях – произрастал, как правило, по обочинам дорог, линий электропередач, на пустырях, свалках, заброшенных сельскохозяйственных угодьях. В последние годы он окружает деревни, проникает в крупные города, в парки и даже заповедники.

 

 История распространения Heracleum sosnowskyi на Сахалине

По словам старшего научного сотрудника ботанического сада Шейко Виктора Витальевича в архивах института морской геологии и геофизики имеется приказ 1972 г. директора института о том, чтобы командировать Алексееву в Макаровский и Смирныховский районы для согласования вопроса о посеве борщевика Сосновского. Приказ издан на основании ходатайства заведующей биологического отдела Черняевой А. М.

По информации из ботанического сада, со слов начальника (директора) предприятия «Зелёный город» стало известно, что долгие годы земля для нужд озеленения Южно-Сахалинска завозилась с полей расположенных в районе планировочных районов Луговое и Ново-Алексадровск. А именно с территорий бывшего СахКНИИ (ныне институт морской геологии и геофизики) началось заселение Сахалина борщевиком Сосновского. И сейчас Ново-Александровск и Луговое и их окрестности наиболее сильно поражены борщевиком Сосновского.

 

Гербаризация Heracleum

Все работы с борщевиком производились очень осторожно и в одежде полостью покрывающую кожу на руках и ногах.

1.Были взяты: картонная папка, вложенная в неё газета (промокательная бумага), листы бумаги (этикетки), карандаш и садовые ножницы.

2.Растение складывалось прямо на месте сбора в промокательную бумагу вместе с этикеткой с обозначением места нахождения и даты.

3.После возращения домой промокательную бумагу поменяли и поправили положение растения на бумаге: некоторые листья поворачивались лицевой стороной, другие – нижней. Отдельные двойные листы промокательной бумаги с уложенными в них растениями складывались друг на друга так, чтобы между ними вкладывался волнистый картон одинокого размера, стой целью, чтобы между листами промокательной бумаги проникал воздух. Такая конструкция из нескольких слоёв называется пакетом. Когда пакет был приготовлен, он вкладывался между двумя дощечками. Все это крепко стягивалось ремнём и ставилось в сухое и тёплое место. Однако каждый день промокательная бумага в пакете менялась.

4. После высыхания растения, оно выбиралось из промокательной бумаги и укладывалось для окончательного хранения. На гербарные коллекции использовалась белая бумага. Растение на листе равномерно раскладывалось (справа внизу осталось место для этикетки) и приклеивалось клеем.

Справа внизу приклеивалась этикетка/

a. Имя владельца гербария;

b. Обозначение области, где производился сбор;

c. Научное наименование вида на национальном языке;

d. Место сбора и место произрастания;

e. Дата сбора;

f. Имя собирателя;

g. Имя того, кто определил растение, или того, кто контролировал правильность определениz/

 

Результаты:

1. В ходе анализа литературы об истории распространения Heracleum sosnowskyi в России и на Сахалине было выявлено, что борщевик Сосновского распространялся по стране в качестве силосного растения. Благодаря своим качествам, а также из-за низкого уровня законодательной базы, слабого контроля и информированности населения он вышел за пределы агроценозов. В данное время его экспансия охватывает всю Россию и во многих регионах его распространение уже принимает масштабы экологического бедствия.

2. В ходе описания морфологического строения Heracleum sosnowskyi были установлено следующие особенности:

a. Очень крупное растение (ростом до 3 метров)

b. Двулетник, монокарпик

c. Корневая система стержневая (отдельные корни достигают глубины 2 метров)

d. Двудомное растение e. Каждое соцветие имеет 30-150 цветков. На одном растении может быть более 80 000 цветков.

3. В ходе исследования были выявлены следующие механизмы самоподдержания и расселения Heracleum sosnowskyi:

a. Формирует монодоминантные заросли с плотным пологом листьев

b. Высока эффективность использования ресурсов среды: свет, вода, азот

c. Быстрое восстановление структуры зарослей за счет наличия постоянного фонда почек, формирующих побеги, интенсивного расходования и обновления почвенного банка семян в течение вегетации, высокой семенной продуктивности.

d. Распространение обеспечено достаточным количеством фонда семян, остающихся длительное время на соцветиях и участвующих в процессах дальнего переноса.

e. Расселение вида ограничивает относительно высокое требование к условиям почвенного питания.

f. Если в результате неблагоприятных факторов не создаются условия для цветения, оно задерживается, и в таких случаях растения могут жить до 12 лет.

g. В первый год он формирует большую розетку листьев и сильную корневую систему, на второй год образует соцветие с огромным количеством семян и после плодоношения умирает.

h. Семена распространяются ветром, на подошвах и одежде человека, лапах, копытах и шерсти животных, перьях птиц, с водными потоками и на колесах автомототранспорта.

i. Некоторые плоды борщевика могут прорасти даже через 12-15 лет.

j. Семена борщевиков имеют эфирные масла, смолы и другие биологически активные вещества. При попадании семян в землю эти биологически активные вещества оказывают выраженное аллелопатическое (чаще ингибирующее, или тормозящее) действие на прорастание семян других видов растений

k. Новые растения могут развиваться от корней материнского растения за счет образования корневых побегов длиной до 35-45 см.

4. В ходе исследования способов уничтожения Heracleum sosnowskyi было выявлено, что все они только при периодическом повторении (раз в три недели), в течение продолжительного времени (2-10 лет), а также внимательности и осторожности дают желаемый результат.

5. В ходе исследования вредителей Heracleum sosnowskyi было определено 3 наиболее перспективных вида: Dasypolia templi, Depressaria radiella и Epermenia chaerophyllella.

6. В ходе анализа негативного влияния Heracleum sosnowskyi на экосистемы Сахалина и здоровье человека были выявлены следующие негативные свойства:

a. Содержит фуранокумарины, которые обладают фотодинамической активностью, резко повышают чувствительность кожи к ультрафиолетовому излучению и вызывают в тяжёлых случаях ожог второй степени.

b. Содержит фуранокумарины, которые являются канцерогенными (могут служить причиной возникновения рака) и тератогенными (вызывают уродства).

c. В посевах сельскохозяйственных культур становится чрезвычайно активным и опасным сорняком.

d. Захватывая территорию, полностью вытесняет местную растительность и образует моновидовые растительные сообщества.

7. В ходе гербаризации Heracleum научился выявлять морфологические критерии вида.

 

Вывод: В результате изучения особенности онтогенеза и морфологического строения Heracleum Sosnowskyi было выявлена очень большая устойчивость к мероприятиям по ликвидации его зарослей. Чтобы добиться положительного результата, для каждого района или отдельной территории составляется план мероприятий по борьбе с борщевиком, включающий:

  • Проведение обследования земельных участков с целью выявления всех мест локализации зарослей борщевика и определения занимаемых ими площадей.

  • Подготовку перечня мест, произрастая борщевика и перечня мероприятий по каждому местонахождению с учетом площади, характера произрастания и специфики ландшафта.

  • Расчет общей суммы затрат на проведение мероприятий отдельно по территориям общего пользования и по каждому землепользователю.

  • Подготовка и представление предложений по объемам финансирования мероприятий по уничтожению борщевика · Регулярное уничтожение зарослей и отдельных растений борщевика различными методами.

  • Проведение разъяснительной работы с населением через средства массовой информации о необходимости своевременного скашивания или применения других методов уничтожения борщевика.

  • Контроль за проведением и результатами выполнения мероприятий плана.

 

Разработка мероприятий по ограничению распространения и искоренения борщевиков должна учитывать ряд узловых моментов:

  • Гораздо эффективнее предотвратить появление борщевиков на новых территориях, чем потом проводить в течение многих лет комплекс мероприятий по их искоренению.

  • Нельзя допускать для устройства новых газонов использование почвы с участков, где ранее произрастали борщевики.

  • Борьба с борщевиком Сосновского должна вестись поэтапно. Сначала нужно взять под контроль отдельные экземпляры растений и их небольшие заросли, постепенно переходя к уничтожению более крупных популяций.

  • Должны быть запрещены посевы и разведение борщевиков на землях любой собственности.

  • Наличие цветущих особей на землях любой формы собственности должно рассматриваться как чрезвычайное происшествие, землевладельцы должны за нарушение этого требования нести административную ответственность и наказываться штрафом.

  • Осуществлять наблюдение за реками, ручьями и городскими ливневыми системами. Если рядом с участком есть водные коридоры, то выше по течению не должны быть популяции этих растений, иначе с них будет идти постоянное засорение новыми семенами. Вода является одним из главных факторов распространения семян борщевиков.

  • Контроль за автомобильными и железнодорожными транспортными путями.

  • Осуществление мониторинга - в почве жизнеспособные семена могут храниться около до 10 лет. В этой связи за участками, где раньше росли борщевики, необходим длительный мониторинг.

 

 

Дата последнего обновления страницы 18.04.2018
Сайт создан по технологии «Конструктор сайтов e-Publish»