Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Основная часть2.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
21.08.2019
Размер:
5.41 Mб
Скачать

47

ВСТУП

Актуальність теми бакалаврської роботи зумовлена тим, що Нікітський ботанічний сад – дійсно унікальний рекреаційний та науково-дослідницький центр України. Його наукова цікавість, в першу чергу, зумовлена двома причинами. По-перше, сад знаходиться в нетиповому для України субтропічному кліматичному поясі; по-друге, зважаючи на кліматичні особливості, сад став осередком селекції та акліматизації нетипових не тільки для України, а й для всієї Європи видів рослин.

Нікітський ботанічний сад – Національний науковий центр (НБС-ННЦ), розташований недалеко від Ялти. Ботанічний сад – це не тільки величезна колекція рослин зі всього світу, але й одна із найстарших науково-дослідних установ. У 2012 році Нікітський ботанічний сад святкує свій 200-річний ювілей.

Засновник Саду - учений-біолог XIX століття Християн Стевен. Вже у вересні 1812 р. тут зробили перші посадки. Так було покладено початок сучасному Державному Нікітському ботанічному саду.

З перших днів існування сад був покликаний сприяти прискореному розвитку сільськогосподарського виробництва півдня країни на основі інтродукції, акліматизації, селекції і широкого розповсюдження південних плодових, квіткових, декоративних, нових технічних, лікарських і інших корисних рослин, вивчення і активного використання місцевих рослинних ресурсів. В цілях швидкого збагачення вітчизняного сільськогосподарського виробництва новими рослинами засновниками саду були встановлені міцні ділові і наукові зв'язки з провідними ботанічними установами Європи, Азії і Америки. Це дозволило зібрати тут унікальні колекції видів, сортів і форм різних культур.

Зараз колекція Нікітського ботанічного саду налічує більше 28 000 видів, гібридів і сортів. Особлива цінність - дерева і чагарники з Середземномор'я, Північної і Південної Америки, Азії, Південної Африки, Нової Зеландії, Австралії і інших субтропічних районів Землі.

В даний час, по оцінках провідних фахівців в області ботаніки, Нікітський ботанічний сад належить до відомих в світі ботанічних установ і найбільших колекцій генофонду цінних рослин. За 190 років існування Нікітським ботанічним садом вперше введено в культуру більше 400 видів нових рослин, виведено і передано в народне господарство близько 760 сортів плодових, декоративних і інших культурних рослин. Нікітський ботанічний сад - дивовижний куточок Криму і описати всю його красу парою рядків просто неможливо. Тут потрібно побувати.

Мета бакалаврської роботи – розглянути екологічні особливості акліматизованих рослин на території НБС-ННЦ, проблеми та перспективи розвитку.

Завдання:

1. Визначити головні особливості ефіроолійних рослин, їх господарсько-промислове та наукове значення.

2. Розглянути природно-кліматичні особливості регіону, їх вплив на особливості акліматизації та інтродукції ефіроолійних рослин.

3. Дослідити екологічні особливості акліматизованих ефіроолійних рослин на території НБС-ННЦ.

1 Сучасний стан питання

1.1 Загальні відомості про акліматизацію рослин

Акліматизація рослин – пристосування організмів до нових кліматичних, фізико-хімічних, ґрунтових та інших умов нового середовища існування та до нових біоценозів, в які вони потрапляють природним шляхом або свідомо чи випадково переносяться людиною. Це складний комплекс пристосувальних явищ, які відбуваються в рослинах під дією природних чинників і створених людиною умов, внаслідок змін норми організму, обміну речовин, генетичної структури, формотвірних процесів, шляхом природного добору. За рекомендаціями Ради ботанічних садів СРСР термін «акліматизація рослин» означає сумарну реакцію рослини на зміни умов природного середовища і на штучні впливи людини, що веде до виникнення нових форм, яким притаманна достатня стійкість і продуктивність в умовах існування за межами екологічного ареалу вихідних видів.

Різновидом акліматизації рослин є реакліматизація – переселення рослин в нові для них райони або місця, де вони раніше були винищені. Для розвитку теорії і практики акліматизації велике значення мали праці Ч. Дарвіна, Ф. Рульє, О. Декандойля, А. Декандойля, А.П. Богданова, Е.Л. Регеля, А.Н. Бекетова, І.В. мічуріна, М.Ф. Іванова і багатьох інших учених.

Акліматизація вирішує проблеми екології рослин, які знаходяться за межами своїх природних ареалів і перебувають під впливом незвичайних для них умов існування. Даний процес може відрізнятися спрямованістю і темпами, відбуватися в природних умовах після перенесення насіння вітром, тваринами, людиною (природна акліматизація) і в культурі після інтродукції рослин (штучна акліматизація). Природна акліматизація спостерігається при зміні умов проживання (вирубуванні лісів, насадженні лісових смуг, зрошуванні пустель, осушенні боліт тощо), коли одні рослини гинуть, інші пристосовуються до нових умов середовища. Штучна – як засіб свідомого перетворення рослинного світу на користь людини почалася в глибоку давнину, великих масштабів набула з розвитком транспортних засобів, завжди сприяла розширенню ареалів, збагаченню флор цінними в тому чи іншому аспекті видами.

Як метод експериментальних досліджень, акліматизація використовується у разі вивчення процесів мікроеволюції. Дана галузь належить до важливих проблем народного господарства, її успіх значною мірою залежить від сукупності методів і агротехнічних прийомів, що застосовуються (гібридизація географічно і систематично віддалених форм, щеплення, культура рослин на поливних землях, вирощування у закритому ґрунті, штучний обігрів плантацій, внесення добрив, дія стимуляторів росту та ін.).

Роботу з інтродукції рослин та їх акліматизації проводять ботанічні сади, розплідники, дендропарки, науково-дослідні установи. Вимоги до проведення акліматизації дикорослих рослин визначаються ст. 33 «Інтродукція та акліматизація рослин» Закону України «Про рослинний світ» (вiд 09.04.1999 р. № 591-XIV) та положеннями виконавчої влади у галузі охорони навколишнього природного середовища, погодженими із НАНУ та Головною державною інспекцією з карантину рослин України.

Про успішність акліматизації рослин свідчить зміна генетичної структури особин утворених популяцій відповідно до нових умов існування, поява життєздатного потомства та багатство генофонду популяції. Залежно від біологічних можливостей рослин, що акліматизуються, розрізняють їх ступеневі групи: перша – переселені тропічні однорічні рослини, здатні розвиватись і плодоносити у культурі (баклажан, червоний перець та ін.); друга – переселені багаторічні рослини, здатні жити постійно в нових природних умовах при догляді з боку людини (катальпа бігнонієвидна, види калумнії у дендраріях садів); третя – рослини, що самостійно розвиваються і розмножуються у нових умовах не гірше, ніж місцеві форми (клен червоний, бархат амурський та ін.); четверта – види, здатні в новому місці розмножуватися швидше за інші аж до витиснення місцевих форм (елодея у Європі). Якщо акліматизація відбувається в природних умовах (натуралізація), найголовнішою ознакою її успішного завершення є здатність рослини до розмноження без допомоги людини або навіть всупереч її намірам (бур’яни). Якщо акліматизація проходить по лінії одомашнення (доместикації), то рослина стає все більше залежною від людини, не здатною самостійно розмножуватися в природі, потребує захисту від хвороб, шкідників і бур’янів, а часто і особливого догляду (обрізання, пікірування, щеплення тощо). Завдяки поліморфізму, багатству генофонду акліматизованих рослин завжди приводить до розширення ареалу. У фітоценозах Європи знайшли розповсюдження гіркокаштан звичайний, батьківщиною якого є Африка; акація біла з Північної Америки; бузок із Південної Європи і Малої Азії; кедр атласький з Африки, евкаліпти з Австралії, а також акліматизовані на Чорноморському узбережжі чайне дерево, олійний тунг, бамбук, камфорний лавр, лимонник китайський, хурма східна, деякі види цитрусових, пальм тощо. На території Украї­ни акліматизовоно і введено в культуру багато рідкісних плодово-ягідних, вітамінних, лікарських, пряних, ароматичних та інших цінних рослин родів Amygdalus L., Berberis L., Crataegus L., Viburnum L., Sambucus L., Persica Mill., Morus L, Aronia Medik, Actinidia Lindl., Robinia L., Sophora L., Aesculus L., Juglans L., Juniperus L., Ginkgo L., Phytolaca L., Lavandula L., Rauwolfia L., Helleborus L., Paeonia L., Aloё L., Cynara L., Mentha L., Salvia L., Echinacea Moench. та ін.

1.2 Інтродукція рослин

В попередньому розділі термін «акліматизація рослин» визначено, як пристосування організмів до нових кліматичних, фізико-хімічних, ґрунтових та інших умов нового середовища існування та до нових біоценозів, в які вони потрапляють природним шляхом або свідомо чи випадково переносяться людиною. Отже ключовою особливість процесу акліматизації є пристосування організму до нових умов (кліматичних, фізико-географічних тощо); власне ступінь пристосування відображатиме те, наскільки успішно пройшла акліматизація.

Інтродукція – це вселення видів у нові для них ареали.

Інтродукований або чужорідний вид – в біології, організм, некорінний, невластивий для даної території, навмисно або випадково завезений на нове місце в результаті людської діяльності. Процес освоєння інтродукованого виду на новому місці називається інтродукцією. Часто інтродуковані види здатні істотно змінити екосистему регіону і стати причиною значного скорочення або навіть вимирання окремих видів місцевої флори і фауни.

Інтродукція може завершуватися (а може й не завершуватися) акліматизацією, тобто пристосуванням тварин до нових для них умов існування. Якщо інтродукція не успішна, вона завершується згасанням популяцій і вимиранням.

Отже, інтродукція – етап, що передує акліматизації, в той же час є її початковим етапом, у тому випадку, коли подальша акліматизація мала місце. У випадку вимирання виду, його нездатності пристосовуватись до нових умов, даний термін спів ставляти з акліматизацією некоректно.

Загалом, існує ще одне поняття – реінтродукція. Реінтродукція – повернення видів у колись заселені ними райони.

1.3 Значення фенотипічної мінливості в аспекті адаптаційної здатності рослин

На думку І.П. Рихлівського, який розпочав дискусію щодо механізму акліматизації рослин на сторінках журналу "Інтродукція рослин", адаптація до нових умов довкілля зумовлена "зміною норми реакції організмів під впливом навколишнього середовища". Подібні погляди висловлювали деякі дослідники і раніше. Ще в 1893 р. німецький ботанік А. Шульц звернув увагу на те, що сучасні ареали рослин не відображують їхні потенційні адаптаційні можливості. М.І. Вавілов дійшов висновку, що теорія кліматичних аналогів недосконала, оскільки рослини часто зростають в умовах, які відрізняються від умов їх батьківщини. А.В. Благовещенський встановив, що в процесі адаптації виникають "фактори опору", або біогенні стимулятори, що підвищують якість ферментів, унаслідок чого енергетичний рівень організму зростає, і рослини пристосовуються до змінених умов.

Підкреслюючи, що у процесі акліматизації пристосувальні реакції можуть бути різними, А.М. Гродзінський виділяє групу рослин, адаптація яких пов’язана з певною перебудовою фенотипу завдяки тому, що генотип містить деякий надлишок спадкової інформації. Дослідженнями Л.С. Плотнікової встановлено, що культурні ареали рідкісних рослин зазвичай ширші за природні.

Згідно з результатами проведених нами багаторічних досліджень у Карпатах і на Західному Поділлі і вивчення досвіду інтродукції деревних рослин в інших регіонах, сучасні ареали не можуть бути надійним критерієм для оцінки адаптаційної здатності рослин.

У більшості випадків деревні інтродуценти є більш пластичними, ніж це можна було передбачити на підставі аналізу умов їх природних місцезростань.

Прикладом можуть бути деревні рослини субтропічного клімату Howenia dulcis Thunb., Liquidambar styraciflua L., Pterostyrax hispida Sieb. et Zucc., P. corymbosa Sieb. et Zucc., Styrax obassia Sieb. et Zucc., Thea sinensis L. та інші успішно інтродуковані в досліджуваному регіоні.

Ймовірно, в генотипі рослин міститься інформація, яка реалізується тільки в стресових ситуаціях. Тому аналіз реакцій інтродуцентів на зміну різних чинників довкілля може дати цінний матеріал для теоретичних і практичних розробок, пов’язаних зі стійкістю рослин, бо внаслідок прихованих генотипічних можливостей рослини виявляють більшу пластичність.

Ураховуючи можливість перетворення модифікаційної мінливості на генотипічну, потрібно виходити з того, що стійкість рослинного організму складається зі стійкості окремих його органів і є величиною змінною в процесі онтогенезу та філогенезу. На зміну зовнішніх умов рослини реагують шляхом адаптації фізіолого-біохімічних процесів, ритму розвитку і органогенезу. При цьому виявляється модифікаційна і генетична мінливість, виникають нові адаптаційні пристосувальні реакції, підвищується стійкість рослин.

Рослини пристосовуються до кліматичних ритмів, відмінних від таких на їх батьківщині, шляхом зміни метаболізму, процесів розвитку і стійкості до дії зовнішніх факторів, зміни інтенсивності транспірації і мінерального живлення, регуляції транспорту речовин і функціональних змін між різними органами, зміни динаміки накопичення та активності фізіологічно активних речовин.

Для запобігання несприятливій дії низьких температур виникають різноманітні пристосувальні фізіолого-біохімічні зміни, які підвищують морозостійкість, зимову засухостійкість і стійкість до різкого коливання температури. Ці зміни виявляються в накопиченні запасних і енерговмісних речовин, зниженні інтенсивності дихання, зміні фракційного складу води і підвищенні водопроникаючої здатності, інтенсифікації гетеротрофного живлення, та оптимумів ферментативних процесів.

Пристосувальні реакції, пов’язані із зміною органотворних процесів і ритму розвитку, виявляються зменшенням тривалості вегетативного періоду, зниженням ступеня диференціації генеративних органів до переходу в глибокий спокій, зміною строків початку і кінця вегетації, прискоренням процесів здерев’яніння річних пагонів, зміною величини річного приросту, тривалості росту річних пагонів, цвітіння, скороченням періоду від цвітіння до дозрівання плодів тощо.

Пристосувальні реакції рослин спрямовані на зменшення несприятливого впливу зовнішніх чинників і чутливості до їхньої дії.

Необхідно враховувати збіг несприятливих умов з критичними періодами в річному циклі розвитку деревних рослин. Можна спрогнозувати адаптаційну здатність рослин шляхом побудови малопараметричних математичних моделей, які належать до класу простих імовірнісних.

Для побудови таких моделей використовується діалогова система, розроблена на основі методу групового врахування аргументів, яка дає змогу розв’язувати задачі щодо структурно-параметричної ідентифікації моделей складних об’єктів, процесів і систем за умов невеликої кількості експериментальних даних, їх зашумленості і неповного визначення за складом незалежних змінних.

У ботанічних садах і дендраріях накопичено значний досвід інтродукції деревних рослин у різних кліматичних умовах, який можна використати для виявлення їхнього інтродукційного потенціалу.

На основі аналізу відповідних реакцій на дію комплексу кліматичних чинників проведено математичне моделювання адаптаційних здатностей 158 видів деревних рослин різного географічного походження. Застосовано інтегральну оцінку відповідних реакцій досліджуваних видів рослин. Для цього використано методику оцінки життєздатності деревних інтродуцентів, модифіковану з метою моделювання. Засухостійкість рослин оцінюється за 4-бальною шкалою, розробленою в Нікітському ботанічному саду.

Повністю перспективні рослини, хоча і не зростають в екологічному оптимумі, досягають властивих їм розмірів, нормально цвітуть і плодоносять, утворюють високоякісне насіння, зимостійкі і засухостійкі. В особливо несприятливі роки можливе вимерзання річних пагонів та короткочасна втрата тургору.

Перспективні рослини часто не досягають властивих їм розмірів, плодоносять і утворюють життєздатне насіння, зазвичай слабо підмерзають, у засуху можуть втрачати тургор, який відновлюється.

Менш перспективні рослини відрізняються уповільненим ростом, слабким плодоношенням, часто низькою життєздатністю зародків, пошкоджуються в зимовий період або в засуху.

Малоперспективні рослини характеризуються пригніченим ростом, не плодоносять або плодоносять спорадично, взимку значно пошкоджуються.

Побудовані моделі досить адекватно відображують потенційну адаптаційну здатність досліджуваних видів щодо до кліматичних чинників і підтверджують можливість успішної інтродукції деревних рослин в умовах, які відрізняються від таких їх природних місцезростань.

Таким чином, пристосувальні реакції значною мірою зумовлені наявністю в рослинному організмі певного "адаптаційного запасу", який необхідний для виживання в стресових ситуаціях.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]