Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Тотубаева Н.Э. 1 Эсиркепова М. 1 Кожобаев К.А. 1

---

1 Кыргызско-Турецкий университет «Манас»

Оценка состояния урбанизированных экосистем и поиск путей их сохранения является основной задачей экологов современности. Озеро Иссык-Куль является жемчужиной Кыргызской Республики, оно привлекает внимание туристов со всех уголков планеты, что, несомненно, имеет свой экологический след. Наиболее информативным биоиндикатором состониния среды является облепиха крушиновидная (Hippophae rhamnoides). Дикорастущие заросли облепихи, произрастая на побережье озера Иссык-Куль, выполняют важную экологическую роль не только, как биологический фильтр озера, но и служит пристанищем для разных животных, тем самым поддерживая естественное биологическое разнообразие аборигенных экосистем. Были изучены морфологические, таксационные параметры кустарников. Пробные площади закладывались на участках наиболее плотного прилегания облепишников к озеру и дифференцировались по уровню антропогенной нагрузки: от наиболее высоких до наименее нагруженных, которые в данном случае определялись количеством потока туристов. Результаты наших исследований показали, что по изменению морфометрических показателей кустарников облепихи и по некоторым таксационным показателям популяции можно определить степень воздействия антропогенного фактора на рост и развитие естественных зарослей облепихи крушиновидной, произрастающих на побережье озера Иссык-Куль. Наиболее информативным показателем высокого антропогенного воздействия на популяции кустарниковых зарослей облепихи крушиновидной является соотношение мужских и женских особей в популяции. Высокая нагрузка на естественные заросли облепишников приводит к снижению количества женских особей кустарников. Учитывая, что облепиховые заросли выполняют большую природоохранную функцию, необходимо принять меры по сохранению естественных мест произрастания облепихи крушиновидной и привести в соответствие развитие пляжного туризма с сохранением естественного ареала кустарниковых зарослей побережья озера Иссык-Куль.

Статья в формате PDF

1701 KB

облепиха

Иссык-Куль

антропогенные факторы

биоэкологические показатели

морфометрические параметры

1. Состояние лесных генетических ресурсов в регионе Центральной Азии, Национальный доклад Кыргызской Республики. Анкара, 2013. 144 с.

2. Daniela STRAT. Human induced alterations in plant biodiversity of sărăturile strand plain – delta dunării. Annals of the University of Oradea, Geography Series. Analele Universitatii din Oradea, Seria Geografie . 2013. Vol. 23. Is. 2. P. 348–354.

3. Закон КР. Постановление от 13 августа 2004 года № 115. Об устойчивом развитии эколого-экономической системы «Иссык-Куль». [Электронный ресурс]. URL: http://cbd.minjust.gov.kg/act/view/ru-ru/1514 (дата обращения: 15.04.2021).

4. Кудайбергенова А.К. Роль кустарниковых растений в сохранении горной экосистемы Иссык-Кульской котловины // Известия вузов Кыргызстана. 2017. № 11. С. 39–41.

5. Aronson M.F., La Sorte F.A., Nilon C.H., Katti M., Goddard M.A., Lepczyk C.A., Warren P.S., Williams N.S., Cilliers S., Clarkson B., Dobbs C., Dolan R., Hedblom M., Klotz S., Kooijmans J.L., Kühn I., Macgregor-Fors I., McDonnell M., Mörtberg U., Pysek P., Siebert S., Sushinsky J., Werner P., Winter M. A global analysis of the impacts of urbanization on bird and plant diversity reveals key anthropogenic drivers. Proc Biol Sci. 2014. Vol. 281 (1780). P. 20133330. DOI: 10.1098/rspb.2013.3330.

6. Кулиев А.С. Значение листовых пластинок и таксационные показатели облепихи в естественных популяциях Кыргызстана // Universum: химия и биология. 2017. No. 2 (32). P. 14–19.

7. Молчанов А.А., Смирнов В.В. Методика изучения прироста древесных растений. М.: Наука, 1967. 96 с.

8. Седов Е.Н., Огольцова Т.П. (ред.) Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. Орел: Изд-во Всероссийского научно-исследовательского института селекции плодовых культур, 1999. 608 с.

9. Бессчетнов В.П. Полиморфизм казахстанских популяций облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.) по хозяйственным и адаптивным признакам: дис. ... докт. биол. наук. Алматы, 1994. 543 с.

10. Yan Z., Teng M., He W., Liu A., Li Y., Wang P. Impervious surface area is a key predictor for urban plant diversity in a city undergone rapid urbanization. The Science of the Total Environment. 2019. Vol. 650 (1). P. 335–342. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.09.025.

11. Национальный статистический комитет Кыргызской Республики. Туризм. [Электронный ресурс]. URL: http://www.stat.kg/ru/statistics/turizm/ (дата обращения: 15.04.2021).

12. Deepak Dhyani, Shalini Dhyani, R.K. Maikhuri. Assessing anthropogenic pressure and its impact on Hippophae salicifolia pockets in Central Himalaya, Uttarakhand. Journal of Mountain Science. 2013. Vol. 10. P. 464–471.

13. Gianluigi Mazza, Claudia Becagli, Roberta Proietti, Piermaria Corona. Climatic and anthropogenic influence on tree-ring growth in riparian lake forest ecosystems under contrasting disturbance regimes. Agricultural and Forest Meteorology. 2020. Vol. 291. P. 108036.

14. Paweł Górnaś. Sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) leaves as valuable source of lipophilic antioxidants: The effect of harvest time, sex, drying and extraction methods. Industrial Crops and Products. 2014. Vol. 60. P. 1–7.

15. Victor Lery Caetano-Andrade, Charles Roland Clement, Detlef Weigel, Susan Trumbore, Nicole Boivin, Jochen Schöngart, Patrick Roberts. Tropical Trees as Time Capsules of Anthropogenic Activity. Trends in Plant Science. 2020. Vol. 25. Is. 4. P. 369–380.

16. Li Huanga, Cheng Jina, Mingming Zhena, Lihua Zhoua, Shenhua Qiana, C.Y.Jimc, Dunmei Lina, Liang Zhaoa, Jesse Minord, Chris Cogginse, Bo Chenf, Yongchuan Yangab. Biogeographic and anthropogenic factors shaping the distribution and species assemblage of heritage trees in China. Urban Forestry & Urban Greening. 2020. Vol. 50. P. 126652.

17. Trudy Paap, Treena I. Burgessa,Victor Rolo, Emma Steela, Giles E. St. J. Hardya. Anthropogenic disturbance impacts stand structure and susceptibility of an iconic tree species to an endemic canker pathogen. Forest Ecology and Management (FOREST ECOL MANAG). 2018. 425 p.

18. Rosa C. Goodman, Oliver L. Phillips, Timothy R. Baker. The importance of crown dimensions to improve tropical tree biomass estimates. Ecological Applications. 2014. Vol. 21. Is. 4. P. 680–698.

Интенсивное освоение прибрежных территорий озера Иссык-Куль привело к изменению уникальной экосистемы озера. Эти изменения коснулись не только видового преобразования экосистем, но и приводят к морфологическим изменениям видов. Одним из наиболее неприхотливых к условиям внешней среды является облепиха (Hippophae) – род растений семейства Лоховые (Elaeagnaceae). В Кыргызской Республике (далее КР) распространен один дикорастущий вид – облепиха крушиновидная (Hippophae rhamnoides), произрастающая в поймах крупных и малых рек и саев, на галечниковых и песчаных почвах [1]. Наиболее крупные естественные заросли облепихи сосредоточены на берегах озера Иссык-Куль, они занимают около 3000 га. Дикорастущие заросли облепихи на побережье озера Иссык-Куль не только выполняют важную экологическую роль как биологический фильтр озера, но и служат пристанищем для разных животных, тем самым поддерживая естественное биологическое разнообразие аборигенных экосистем. Корни облепихи сдерживают разрушительную силу горных потоков, закрепляют рыхлые и неустойчивые речные наносы, выполняя роль зеленых естественных гидротехнических сооружений [2].

Интенсивное развитие туристической индустрии в регионе со второй половины XX в. и до настоящего времени, привело к резкому возрастанию антропогенной нагрузки на прибрежные экосистемы. Несоблюдение экологических норм и требований допустимой антропогенной нагрузки на экосистемы может привести к ускоренной деградации экосистем Иссык-Куля [3]. Увеличение антропогенной нагрузки на прибрежные экосистемы привело к снижению площадей, покрытых древесно-кустарниковыми породами, и к снижению естественного возобновления дикорастущих кустарников, которые превращаются в низко- и среднеполнотные насаждения [4, 5], что, несомненно, сказалось на общей морфологии кустарниковых пород.

В связи с этим целью наших исследований было изучение состояния дикорастущих зарослей облепихи крушиновидной на побережье озера Иссык-Куль, подверженных различной степени антропогенной нагрузки.

Материалы и методы исследования

Объектом наших исследований были дикие заросли облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides), произрастающие на побережье озера Иссык-Куль и находящиеся под разной степенью антропогенной нагрузки. С целью определения таксационных и морфологических параметров кустарников, на побережье озера Иссык-Куль были выделены пять пробных площадей дикорастущих зарослей облепихи крушиновидной, на которых были проведены полевые и лабораторные обследования. Пробные площади закладывались на участках наиболее плотного прилегания облепишников к озеру и дифференцировались по уровню антропогенной нагрузки: от наиболее высоких до наименее нагруженных, которые в данном случае определялись количеством потока туристов. В качестве контрольного был взят пункт Оттук, где в районе произрастания облепишников пансионаты и дома отдыха отсутствуют. Отбор проб был произведен в пяти точках (1 – Оттук, 2 – Тамчы, 3 – Чон-Сары-Ой, 4 –Чолпон-Ата, 5 – Бостери) (рис. 1).

На пробных площадках измерялись такие морфометрические параметры кустарников, как длина плодоножки, длина и ширина листьев, степень околюченности. На каждой пробной площади исследовалось 100 особей. Высота отобранных кустарников измерялась мерной вилкой с точностью измерения в пределах ± 5 %, на уровне корневой шейки определяли диаметр ствола штангенциркулем с точностью до 0,1 см, длина и ширина листьев определялись линейкой с точностью до 0,1 см. У листьев также oпpeдeляли кoэффициeнты фopмы и плoщaди. Кoэффициeнт фopмы лиcтa (к.ф.) oпpeдeляли по формуле К.ф. = L/H/10, a пoкaзaтeль плoщaди лиcтa – К.п. = L*H/100 по А.С. Кулиеву, 2017 [6]. Диаметр и длина плодов, длина плодоножки измерены штангенциркулем с точностью до 0,1 мм, мacca плoдoв измepялacь нa элeктpичecкиx аналитических вecax c тoчнocтью дo 0,005 г. Для определения массы плодов отбирали 100 типичных плодов с 10 початков средней длины. Определение степени околюченности отобранных кустарников производили путем подсчета колючек из 20 годичных побегов, с каждой особи, согласно методике изучения прироста древесных растений [7]. Околюченность растений облепихи оценивали по пятибалльной шкале, разработанной во ВНИИСС им. М.А. Лисавенко [8]. Соотношение мужских и женских особей (МиЖО) в изучаемых пробных площадях определяли по шкале В.П. Бессчетнова [9], согласно которому при соотношении МиЖО = 1,0 – cтeпeнь негативного вoздeйcтвия oтcутcтвуeт; при 0,9–0,8 – cлaбoe; при 0,7–0,6 – cpeднee; при соотношении МиЖО 0,5 и нижe – cильнoe.

Результаты исследования и их обсуждение

Анализ изменения морфологических признаков облепихи крушиновидной на побережье озера Иссык-Куль, подвергающихся различной антропогенной нагрузке, показал, что несмотря на то, что облепиха крушиновидная является достаточно пластичным видом и устойчива к различным неблагоприятным факторам среды, все же она реагирует на негативные воздействия, что выражается в виде изменений листовой пластины, степени околюченности, соотношения полов и др. показателей.

Часть результатов изучения возможного влияния антропогенного фактора на биоэкологические показатели облепиховых зарослей приведена в табл. 1. Одним из важных критериев, характеризирующих степень антропогенного воздействия на экосистему облепиховых зарослей, является соотношение популяции женских и мужских особей [10]. Как видно из табл. 1, во всех исследованных пунктах соотношение мужских и женских особей в зарослях облепихи крушиновидной варьирует в пределах 0,2–0,6, что согласно шкале оценки степени антропогенного воздействия соответствует средним и сильным антропогенным воздействиям. Только в пункте Оттук их соотношение составило 1,14, что указывает на отсутствие антропогенного воздействия, что вполне достоверно, так как этот пункт относится к заповедной зоне Иссык-Кульского государственного заповедника. В пункте Бостери степень воздействия оказалась средней (0,66), а в остальных вариантах: Тамчы, Чоң-Сары-Ой, Чолпон-Ата (0,25; 0,43; 0,43) – мужские особи преобладали, что указывает на сильное воздействие антропогенного фактора. Это как раз те районы, где наблюдается повышенный поток туристов и интенсивно развивается пляжный туризм из-за благоприятных для этого условий. Ведь за последние 8 лет (2012–2019) число посетивших туристов возросло от 1199,4 до 1778,9 тыс. чел. [11]. В таких услових кустарники также подвергаются механическим повреждениям, что приводит к угнетению естественных зарослей, в особенности женских особей облепихи крушиновидной [12]. Изучение околюченности кустарников облепихи крушиновидной в исследуемых пунктах показало, что во всех исследуемых пунктах степень околюченности относится к сильнооколюченной, количество колючек на одном дециметре побегов равно в среднем 2,7 шт/дм, со средней степенью коэффициента вариабельности. Наиболее околюченными, из всех изучаемых пуктов, являлись заросли пункта Чоң-Сары-Ой, где околюченность достигла максимального из всех и составила 3,6 дм/шт. Каких либо признаков негативного влияния количества туристов на кустарники облепихи крушиновидной по степени околюченности нами не было обнаружено, возможно, это приспособительный признак естественных зарослей облепихи к водоудержанию и водосохранению [13]. Биометрические показатели плодов облепихи Приисыккулья показали, что они имеют различия по разным параметрам. Так, например, в пункте Оттук средние значения длины плодоножки были одними из самых длинных и составляли 3,8 мм, что больше в 1,3 раза по сравнению с показателями пункта Бостери, где средняя длина плодоножки составила 2,5 мм и имели наиболее низкие показатели из изученных образцов. В пунктах Тамчы средняя длина плодоножки составила 3,0 мм, в пункте Чоң-Сары-Ой – 2,8, а в пункте Чолпон-Ата – 3,2. Диапазон изменчивости составила – 1,2 мм.

Между средними показателями длины плода и длин плодоножек связей не выявлено. По средним показателям длины плода площади изучения расположились в следующем порядке: самыми длинными плодами обладали кустарники в пунктах Бостери и Чолпон-Ата, имеющие 7,8 мм, самый маленький показатель имелся в пункте Чоң-Сары-Ой – 7,2 мм, а в контрольном варианте – 7,3 мм. Диапазон изменчивости составил 0,6 мм.

Диаметр плода является одним из важных критериев с экономической точки зрения. Наши исследования показали, что образцы пункта Чолпон-Ата обладали наибольшими диаметрами плода, среднее значение которого составило 6,7 мм. Показатели из всех остальных пунктов оказались в диапазоне 5,1–5,9 мм, при этом диапазон изменчивости составил 1,6 мм.

Следующим показателем, вызывающим интерес, явлется масса плода. Во всех исследованных образцах масса плода варьировала в пределах 0,6–0,2 г, и они характеризовались как мелкоплодные. Несмотря на то, что средний диаметр плода в пункте Чолпон-Ата был больше, чем в остальных пунктах, оказалось, что это не влияет на массу плода, среднее значение которых составило 0,2 г, кроме этого визуальные наблюдения зрелых плодов показали, что часто они предрасположены к потере сочности и нередко портятся, будучи еще на кустах [14] (рис. 2).

Так как листовые пластинки облепихи крушиновидной являются наиболее информативными и чувствительными к влиянию антропогенных факторов, что было отмечено многими исследователями, было проведено их изучение [15]. Так, ими было замечено, что под давлением стрессовых факторов происходит ослабление гомеостатических механизмов, что на морфологическом уровне выражается в изменении параметров листового аппарата. В наших исследованиях средняя длина листа в контрольном пункте (Балыкчи) составила 48,0 мм, а самый короткий показатель был на площади Чолпон-Ата (34,5 мм), что на 13,5 мм или почти на 40 % меньше, чем в контроле. Остальные пункты расположились в диапазоне 40,3 мм (Бостери) – 43,6 мм (Чоң-Сары-Ой). Диапазон изменчивости составил 13,5 мм, что, согласно шкале изменчивости, оценивается как низкая степень изменчивости и свидетельствует о стабильности изучаемого признака.

Таблица 3

Биометрические значения листовых пластинок облепихи побережья озера Иссык-Куль

Показатели ширины листовых пластинок также варьировали в зависимости от степени антропогенной нагрузки на экосистемы. Так, в контрольном варианте (Балыкчи) ширина листовой пластины составила 4,8 мм, что в 1,2 раза больше, чем в пункте Чолпон-Ата (3,6 мм), где всегда наблюдается повышенный поток туристов. Остальные варианты расположились в диапазоне 4,6 мм – 4,1 мм. Диапазон изменчивости составил 1,2 мм.

Согласно коэффициенту площади листовых пластинок, наиболее крупные листовые пластинки у облепишников Оттукской – 2,30 и Чон-Сары-Ойской популяций, а мелкие размеры принадлежат облепишникам Чолпон-Аты (1,24), Бостери (1,65) и Тамчы (1,73).

Для осуществления комплексной оценки биоэкологического состояния облепишников также были изучены их таксационные показатели. Полученные результаты приведены в табл. 4. Естественные заросли облепихи крушиновидной, произрастающие на побережье озера Иссык-Куль, представлены кустарниковыми формами и имеют высоту, средневзешенная величина которых равна 1,7 м. Наибольшей высотой среди изучаемых образцов обладали кустарники популяции контрольного пункта Балыкчы, средняя высота которых составила 2,5 м, а наименьшие показатели были у кустарников Чолпон-Аты – 1,3 м, то есть в 1,2 раза меньше. Остальные пункты по показателям лежали близко к варианту Чолпон-Ата и варьировали в диапазоне 1,7–1,5 м.

Другим немаловажным таксационным показателем являются диаметры ствола и кроны, по состоянию которых можно оценивать общий вид кустарников [16, 17]. Варианты Балыкчинской популяции также обладали наибольшим диаметром ствола (5,7 см) и диаметром кроны (3,8 м), а наименьшим – популяции Чолпон-Аты с диаметром ствола 2,3 см и диаметром кроны 2,6 м соответственно. Диапазон варьирования диаметра ствола в изучаемых образцах составил 3,3 см, а диаметра кроны – 2,9 м.

Результаты исследования прироста по высоте, определяемой длиной годичных побегов кустарников, показали, что средний прирост по высоте в исследуемом районе составил 7,0 см. Наибольшим приростом годичных побегов по высоте обладали популяции облепихи Чолпон-Ата и Тамчы и составили 8,1 см, а наименьшим показатели были у популяции Балыкчи – 4,8 см. По данным исследователей кустарники раскидывают ветви по ширине широко под влиянием неблагоприятных условий, так как рост в высоту передается побегу, находящемуся на внешней стороне согнувшегося стволика [18].

Таким образом, результаты наших исследований показали, что по изменению морфометрических показателей кустарников облепихи и по некоторым таксационным показателям популяции, можно определить степень воздействия антропогенного фактора на рост и развитие естественных зарослей облепихи крушиновидной, произрастающих на побережье озера Иссык-Куль. Наиболее информативным показателем высокого антропогенного воздействия на популяции кустарниковых зарослей облепихи крушиновидной является соотношение мужских и женских особей в популяции. Высокая нагрузка на естественные заросли облепишников приводит к снижению количества женских особей кустарников. В пунктах исследований, где поток туристов был высоким, была мельче листовая пластина и, соответственно, коэффициент площади и формы листа характеризовался как мелкий. Также было обнаружено, что усиление антропогенных факторов приводит с снижению высоты кустарников и утончению диаметра ствола зарослей кустарников облепихи. И, наоборот, показатели прироста годичных побегов были высокими в местах повышенной антропогенной нагрузки, что характеризует влияние неблагоприятных условий среды.

Учитывая, что облепиховые заросли выполняют большую природоохранную функцию, необходимо принять меры по сохранению естественных мест произрастания облепихи крушиновидной и привести в соответствие развитие пляжного туризма с сохранением естественного ареала кустарниковых зарослей побережья озера Иссык-Куль.

Библиографическая ссылка