Анализ флоры гор Улытау (Центральный Казахстан)

В результате исследований и по итогам анализа флоры было установлено, что на территории гор Улы-тау произрастает 542 вида сосудистых растений, относящихся к 282 родам и 71 семейству. Домини­рующие позиции в таксономическом отношении принадлежат семействам Asteraceae, Poaceae, Fabaceae, Rosaceae, Brassicaceae, Scrophulariaceae, Boraginaceae, Lamiaceae, Polygonaceae, Apiaceae. Отмечено присутствие 18 эндемичных видов растений. Экологический анализ выявил 6 экологиче­ских групп по отношению к условиям увлажнения, среди которых доминируют мезофиты и ксерофи­ты. Жизненные формы представлены 7 группами, наибольшая численность принадлежит многолет­ним травянистым растениям. На территории гор Улытау выявлены 315 хозяйственно-ценных видов растений. По видовому составу флора гор Улытау имеет сходство с флорой гор Каркаралы. 

Актуальность. Одной из важнейших проблем современности является сохранение биологиче­ского разнообразия, как природных популяций, так за счет помещения видов в искусственно создан­ные резерваты. Казахстан, как современное государство, за годы независимости ратифицировал Кон­венцию по биологическому разнообразию (1994). Однако для выполнения задач, поставленных в Конвенции, необходимо проведение инвентаризации флористического разнообразия, с тем чтобы оп­ределить его основные компоненты, которые можно в дальнейшем сбалансированно использовать и сохранять [1].

Одним из уникальных географических точек в Центральном Казахстане являются горы Улытау (Улытауский район Карагандинской области), являющиеся, с одной стороны, мало изученным фло­ристическим районом, с другой — имеющие перспективы активного освоения в качестве туристиче­ской природоохранной территории.

Исходя из сказанного выше, целью настоящего исследования являлось изучение флоры сосуди­стых растений гор Улытау для сохранения ботанического разнообразия и рационального использова­ния хозяйственно-полезных видов.

Объекты и методика исследований

Объекты исследований — флора и растительность гор Улытау. Исследования вели маршрутно-рекогносцировочными и полустационарными методами [2]. Определение видов вели согласно сбор­никам «Флора Казахстана», т. 1-9 [3-11], «Флора Центрального Казахстана» [12-14]. Уточнение ла­тинских названий происходило согласно сводки С.К.Черепанова [15]. Анализ жизненных форм вели на основе методических указаний И.Г.Серебрякова [16]. Экологические группы растений выделяли по отношению к условиям увлажнения [17]. Анализ сходства флоры гор Улытау с другими региона­ми (горы Каркаралы и горы Бектауата Карагандинской области) проведен на основе коэффициента флористической общности, предложенного П.Жаккаром [18], по формуле:

где А — количество видов на 1-й обследованной территории; Б — количество видов на 2-й обследо­ванной территории; С — количество видов, общих для 1-й и 2-й территорий.

При выделении отдельных групп хозяйственно-ценных растений использовали данные научных публикаций [19-29].

Результаты и их обсуждение

Горы Улытау находятся на территории Улытауского района Карагандинской области, юго-западный массив Центрально-Казахстанского мелкосопочника [3]. На севере район граничит с Тобол-Ишимским, Кокшетауским и Иртышским флористическими районами, на востоке — с Западным мелкосопочником, на западе — с Тургайским флористическим районом, на юге — с Бетпакдалой. Климатические условия гор Улытау выражены суровыми континентальными характеристиками (ма­териковый режим температуры воздуха, для которого характерна большая контрастность, резкие се­зонные и межгодовые колебания, дефицит влаги, особенно в летний период) [30], формирование рас­тительного покрова сильно зависит от особенностей рельефа.

Таксономический анализ. Результаты полевого обследования, анализ литературных данных и гербарного материала позволили установить, что на территории гор Улытау произрастает 542 вида сосудистых растений, относящихся к 282 родам и 71 семейству (табл. 1).

Ведущими семействами являются Asteraceae, Poaceae, Fabaceae, Rosaceae, Brassicaceae, Scrophulariaceae, Boraginaceae, Lamiaceae, Polygonaceae, Apiaceae (табл. 2). Данные ведущие 10 се­мейств составляют 62,73 % от общего числа видов гор Улытау и 62,42 % от общего числа родов. Наиболее крупными родами являются полынь (11 видов), астрагал (11), вероника (10), лапчатка (9), смолевка (8), осока (8 видов) (рис. 1).

Отмечено произрастание 18 эндемов, из которых 2 — узкие локальные, произрастающие только на территории данного флористического района, 16 — являются эндемами Казахстана. Анализ флоры позволил выявить 85 географических новинок, ранее не отмеченных в горах Улытау. Также необходимо исключить из списка Pinus sylvestris L., которая не произрастает в горах Улытау, но включена во флору данного флористического района.

Анализ жизненных форм. В результате ранжирования растений по жизненным формам было ус­тановлено, что на территории гор Улытау произрастают следующие группы: деревья, кустарники, кустарнички, полукустарники, полукустарнички, травянистые многолетники и одно- и двулетники (табл. 3).

Наибольшая доля жизненных форм принадлежит травянистым многолетним растениям — 66,8 %. К данной группе относится большинство видового состава семейств Asteraceaea, Apiaceaea, Scrophulariaceae, Lamiaceae, Polygonaceae, Caryophyllaceae, некоторые Rosaceae. Здесь же размеще­ны эфемероиды из семейств Alliaceae, Liliaceae, Ranunculaceae, Fabaceae. На втором месте находятся малолетники, т.е. одно- и двулетние растения (25,5 %). Это обширная группа эфемеров и вегетирую-щих на протяжении всего вегетационного периода растений из семейств Poaceae, Brassicaceae, Boraginaceae, Chenopodiaceae и др.

Остальные жизненные формы представлены незначительно, от 0,6 до 4,2 %. Суммируя результа­ты, можно сказать, что древесно-кустарниковая флора гор Улытау представлена очень небольшим числом видов — 33 (роды береза, тополь, ива, шиповник, таволга, малина, жимолость, боярышник, кизильник, можжевельник и др.), или 6,0 %, тогда как травянистые и частично одревесневающие рас­тения занимают 94 %.

Экологический анализ. По отношению к условиям увлажнения были выделены такие группы, как гидрофиты, гигрофиты, мезофиты, ксеромезофиты, мезоксерофиты и ксерофиты. Наибольшее число видов принадлежит мезофитам — 197 растений, или 36,5 %, (табл. 4). Это такие виды, как Populus tremula, Betula pendula, Rosa laxa, Lonicera tatarica, Fragaria viridis, Rubus saxatile, Serratula coronata, Filipendula ulmaria, Runus caesius, Plantago major, Plantago media, Tanacetum vulgare и др.

Практически аналогичная численность растений приходится на ксерофиты — 192 вида, или 35,6 %. Среди данной группы широко распространены Artemisia frigida, Tanacetum ulutavicum, Juniperus sabina, Hypericum scabrum, Silene, Centaurea bippinatifida, Gypsophyla, Stipa, Agropyrum cristatum, Anabasis и др. Третью позицию занимают ксеромезофиты — 71 вид, или 13,1 %: Lepidium latifolium, Alyssum tortuosum, Potentilla bifurca, Potentilla canescens, Sanguisorba officinalis, Agrimonia asiatica и др. Остальные группы представлены небольшим числом растений, от 18 до 41 (3,9 до 7,6 %).

Таким образом, в горах Улытау флора формировалась на стыке бореальных элементов и типич­ных степных и полупустынных видов. На территории гор имеется достаточное количество экологи­ческих ниш, позволяющих формировать мезофитные сообщества (колковые леса, их опушки, кустар­никовые заросли, ручьи, родники и временные водотоки, межсопочные понижения, склоны сопок северной экспозиции). Ксерофиты обитают на равнинных участках, по галечникам, осыпям, по скло­нам гор, особенно южной и юго-западной экспозиции, на прилегающих долинах, особенно не имею­щих речек и временных водотоков. Промежуточные виды присутствуют в небольшом количестве.

Анализ сходства флоры. При анализе сходства флоры гор Улытау были выбраны хорошо изу­ченные и описанные виды флоры региона Центральный Казахстан — горы Каркаралы и Бектауата [31-34]. Результаты показали, что флора гор Улытау имеет коэффициент флористической общности с флорой гор Бектауата 0,23 (число общих видов 171); с флорой гор Каркаралы — 0,32 (число общих видов — 316). Было выявлено, что сходство флоры между горами Улытау и Каркаралы выше, чем между горами Улытау и Бектауата. По-видимому, коэффициент общности, полученный в результате анализа, можно объяснить более сходными мезофитными условиями, сложившимися в горах Улытау и Каркаралы: закрытые от суховеев внутренние равнины, обилие речек, родников и временных водо­токов, колковые мелколиственные леса и кустарниковые заросли.

Анализ ведущих семейств показывает, что они могут иметь больший коэффициент общности, чем флоры в целом (рис. 2).

Рисунок 2. Число сходных видов в ведущих семействах и во флоре в целом у гор Улытау, Бектауата, Каркаралы

Анализ полезных растений. Изучение растений гор Улытау позволило выявить 315 видов хозяй­ственно-ценных видов (табл. 5).

Самой крупной группой среди полезных видов являются лекарственные растения, представлен­ные 273 видами (50,7 %) из 182 родов и 63 семейств. Из них 23 вида включены в Фармакопею СССР, а 33 вида — в Фармакопею Республики Казахстан: серпуха венценосная, патриния средняя, шипов­ник рыхлый, зизифора пахучковидная, тимьян Маршаллиевский и др. [29]. Остальные виды являются заменителями фармакопейных растений, викарными видами и видами, используемыми в народной медицине. Спектры лекарственного действия различных видов растений будут рассмотрены в сле­дующий раз.

На втором месте по численности видов находятся кормовые растения, представленные 262 ви­дами из 172 родов и 47 семейств. Среди кормовых растений максимальное число видов принадлежит семействам Poaceae, Fabaceae и Asteraceae. Наиболее ценными кормовыми растениями являются ви­ды из родов Stipa, Poa, Festuca, Bromus, Glycyrrhiza, Astragalus, Trifolium, Medicago, Onobrychis, Vicia. Данные растения могут служить как пастбищным кормом для домашнего скота и диких животных, так и являться сенокосными.

Группа технических растений представлена 142 видами из 110 родов и 45 семейств. К ним отно­сятся дубильные, волокнистые, красильные, каучуконосные, строительные растения и растения, ис­пользуемые для изготовления различных изделий.

Флора гор Улытау содержит большое количество медоносных растений — 166 видов из 117 рода и 48 семейств. Наибольшую ценность представляют растения из семейств Lamiaceae (Ziziphora clinopodioides, Thymus, Mentha, Leonurus, Scutellaria и др.), Rosaceae (Filipendula ulmaria, Filipendula vulgaris, Rosa, Geum, Potentilla, Hulthemia, Spiraea) и Fabaceae (Trifolium arvense, Astragalus, Oxytropis, Caragana), являющиеся медоносами и перганосами. Таким образом, имеется хороший по­тенциал развития пчеловодства в горах Улытау.

Декоративные растения представлены 149 видами из 117 родов и 54 семейств. В декоративное озеленение из древесно-кустарниковых видов используются Betula pendula, Lonicera tatarica, Juniperus sabina, Rosa, Populus, Salix, Rhamnus, Frangula, Crataegus. Для формирования цветников перспективны лук, тюльпаны, Ziziphora clinopodioides, Nepeta, Scutellaria, Gentiana, Iris, Asparagus, Lavatera thuringiaca и др. Некоторые растения (Tanacetum vulgare, Achillea nobilis, Hypericum perforatum, Sanguisorba officinalis, Polygala comosa и др.) можно использовать для создания живых букетов и сухоцветов.

Группа пищевых растений представлена 118 видами из 73 родов и 42 семейств. Меньшая часть группы пищевых растений представлена плодовыми и ягодными видами из родов Rosa, Fragaria, So-lanum nigrum, Crataegus, Rubus. Большая часть надземных или подземных частей растений использу­ются как непосредственно пищевые (Equisetum arvense, Equisetum sylvaticum, Filipendula vulgaris, Tulipa patens, Allium, Asparagus officinalis и др.), а также в качестве приправ к пище и ароматизации напитков (Artemisia dracunculus, Thymus marschallianus, Mentha arvensis, Artemisia absinthium, Peucedanum morisoni и др.).

На территории гор Улытау произрастает 67 видов эфирно-масличных растений, отнесенных к 43 родам и 14 семействам. Наибольшее число эфироносов относятся к семействам Apiaceae, Asteraceae, Lamiaceae. Наибольшее количественное накопление эфирного масла отмечено для таких видов, как Artemisia frigida, Ziziphora clinopodioides, Eryngium planum, Achillea nobilis, Juniperus sabina и др.

Разнообразие инсектицидных растений в горах Улытау незначительно — 27 видов из 26 родов и 12 семейств. Основные инсектицидные свойства проявляют Tanacetum vulgare, Artemisia absinthium, Pulicaria vulgaris, Amaranthus retoflexus, Gypsophila paniculata, Hierochloe odorata и др.

Почво-, лесо- и фитомелиоративные растения. Данная группа состоит из 28 видов растений из 23 родов и 13 семейств. Виды можно использовать в качестве закрепителей песков, склонов холмов и промышленных отвалов, для предупреждения опустынивания и создания лесных полос вдоль желез­нодорожных путей и шоссейных дорог.

Заключение

Таким образом, во флоре гор Каркаралы выявлено 542 вида сосудистых растений, относящихся к 282 родам и 71 семейству. Ведущими семействами являются Asteraceae, Poaceae, Fabaceae, Rosaceae, Brassicaceae, Scrophulariaceae, Boraginaceae, Lamiaceae, Polygonaceae, Apiaceae. Наиболее крупными родами являются Artemisia, Astragalus, Veronica, Potentilla, Silene, Carex. В экологическом спектре преобладают мезофиты и ксерофиты; среди жизненных форм — травянистые многолетние растения. Среди хозяйственно-ценных видов наибольшая группа принадлежит лекарственным, кор­мовым и медоносным растениям. Проведенный анализ сходства позволил установить более значительное сходство флоры между горами Улытау и Каркаралы.

Исследования выполнены в рамках грантового проекта МОН РК «Изучение флоры гор Улытау (Центральный Казахстан) (2013-2015 гг.)». 

Список литературы

1. Абышева Л.Н., Беленовская Л.М., Бобылева Н.С. Дикорастущие полезные растения России. — СПб.: Изд-во СПХФА,— 663 с.
2. Толмачев А.И. Методы сравнительной флористики и проблемы флорогенеза. — Новосибирск: Наука, 1986. — 192 с.
3. Радкевич В.А. Экология. — Минск: Высш. шк., 1998. — 159 с.
4. Серебряков И.Г. Жизненные формы высших растений и их изучение // Полевая геоботаника. С. 146-205.— Т. 3. -
5. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1958. — 290 с. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1960. — 458 с. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1961. — 545 с. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1961. — 515 с. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1963. — 465 с. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1964. — 498 с. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1964. — 279 с. Алма-Ата: Наука, 1966. — 425 с. ПавловН.В. Флора Центрального Казахстана. Т. 1. — М.-Л.: Изд-во СССР, 1928. Павлов Н.В. Флора Центрального Казахстана. Т. 2. — М.-Л.: Изд-во СССР, 1935. Павлов Н.В. Флора Центрального Казахстана. Т. 3. — М.-Л.: Изд-во СССР, 1938. Czerepanov S.K. Vascular plants of Russia and adjacent state (the former USSR).
6. Щербаков А.В., Майоров А.В. Полевое изучение флоры и гербаризация растений. Флора Казахстана. Т. 1. — Алма-Ата: Изд-во АН СССР, 1965. — 354 с.
7. Берсон Г.З. Дикорастущие съедобные растения. — Л.: Гидрометеоиздат, 1991. — 72 с.
8. Миньков С.Г. Медоносные растения Казахстана. — Алма-Ата: Кайнар, 1974. — 204 с.
9. Журба О.В., ДмитриевМ.Я. Лекарственные, ядовитые и вредные растения. — М.: Колос, 2008. — 512 с.
10. Соколов С.Я. Фитотерапия и фитофармакология. — М.: Мед. информ. агентство, 2000. — 953 с.
11. Растительные ресурсы России. Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая актив­ность. Т. 1. Сем.Magnoliaceae —Juncaginaceae, Ulmaceae, Moraceae, Cannabaceae, Urticaceae.— СПб.-М.: Изд-во КМК, 2008. — 421 с.
12. Растительные ресурсы России. Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая актив­ность. Т. 2. Сем.Actinidaceae —Malvaceae, Euphorbiaceae —Haloragaceae. — СПб.-М.: Изд-во КМК, 2009. — 513 с.
13. Растительные ресурсы России. Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая актив­ность. Т. 3. Сем.Fabaceae —Apiaceae.— СПб.-М.: Изд-во КМК, 2010. — 601 с.
14. Растительные ресурсы России. Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая актив­ность. Т. 4. Сем.Caprifoliaceae —— СПб.: Изд-во КМК, 2011. — 630 с.
15. Растительные ресурсы России. Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая актив­ность. Т. 5. Сем.Asteraceae.Ч. 1. РодыAchillea —Doronicum.— СПб.: Изд-во КМК, 2012. — 317 с.
16. КукеновМ.К., Грудзинская Л.М., БеклемишевН.Д. и др. Лекарства из растений. — Алматы: Киап, 2002. — 208 с.
17. Максутова П.А., Дюсекеева Ш.Е., Кулмаганбетова А.О. Физическая география Карагандинской области. — Кара­ганда, 2005. — 59 с.
18. Куприянов А.Н., Хрусталева И.А., Манаков Ю.А., Адекенов С.М. Определитель сосудистых растений Каркаралинско­го национального парка. — Кемерово: КРЭОО «Ирбис», 2009. — 276 с.
19. Тлеукенова С.У., ИшмуратоваМ.Ю. Анализ флоры гор Каркаралы // Вестн. Караганд. ун-та. Сер. Биология, медици­на, география. — 2010. — № 2. — С. 33-39.
20. Куприянов А.Н., Хрусталева И.А. Флора горы Бектауата (Центральный Казахстан) // Ботанические исследования Си­бири и Казахстана. — 2010. — Вып. 10. — С. 25-36.
21. Куприянов А.Н., Хрусталева И.А. Особенности флоры и растительности горы Бектауата // Актуальные проблемы геоботаники: Материалы междунар. науч. конф. — Алматы, 201 — С. 64-66.