(ДРКР) РОССИИ in situ

РАЗВИТИЕ
СТРАТЕГИИ СОХРАНЕНИЯ
ДИКИХ РОДИЧЕЙ КУЛЬТУРНЫХ
РАСТЕНИЙ (ДРКР) РОССИИ
in situ
Т. Н.Смекалова
ГНУ ВИР им.Н.И.Вавилова
Россельхозакадемии
Генетические ресурсы растений (ГРР) =
КУЛЬТУРНЫЕ РАСТЕНИЯ (КР)
+
ИХ ДИКИЕ РОДИЧИ (ДРКР) –
-Планомерное обследование,
- сбор,
- изучение и
- сохранение
как на территории зарубежных стран, так и в России,
было приоритетной задачей во все годы
существования ВИР
Сохранение (ex situ и in situ)
возможны только на базе
-тщательного
-всестороннего исследования
а)
объектов
сохранения
и
использования (КР и ДРКР)
б) экосистем, в состав которых
входят эти виды.
Сохранение ДРКР
IN SITU (natural habitats)
(в природе)
EX SITU
(в коллекциях)
проходит без человека
осуществляется человеком
проходит в естественных
природных условиях и
подчинен действию
естественного отбора
проходит в условиях,
созданных человеком и
подчиняется действию
искусственного отбора
не требует больших
финансовых, временных и
других затрат
требует финансовых,
временных и других затрат
I.
ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ
СТРАТЕГИИ СОХРАНЕНИЯ
ДРКР НА ТЕРРИТОРИИ
РОССИИ
in situ
1. Дикие родичи культурных растений (ДРКР) –
понимание (определение)
ДРКР –
1. виды – прародители культурных растений
2. популяционно-видовые системы дикорастущих растений, находящихся в
явном эволюционно-генетическом родстве с культурными растениями.
Могли участвовать в происхождении культурных растений из других
видовых комплексов (М.Г.Агаев, на основе анализа
работН.И.Вавилова).
3. виды, которые принимали (или принимают) участие в формировании
культурных растений (эгилопс, пырей – для пшеницы). (О.Н.Коровина
(Бондаренко)
4. виды природной флоры, эволюционно-генетически близкие к культурным
растениям, входящие с ними в один род; введённые в культуру напрямую
(окультуренные) или участвовавшие в формировании культурных
растений путём использования в скрещиваниях (намеренно либо
спонтанно), а также - потенциально пригодные для создания или
улучшения сортов культурных растений.
ИЛИ - все виды рода, из которого хотя бы один вошёл в культуру
(имеет сорта) (Т.Н.Смекалова, И.Г.Чухина)
2. СОЗДАНИЕ СПИСКА ДРКР России
(Анализ флористического состава регионов
страны)
материал:
-литературные источники
а)Флоры, Определители, монографии, Красные книги, и др.) ,
б) реестр сортов
-БД и ИПС («Дикорастущие родичи культурных растений
России», «Гербарий ВИР», «Гербарий сорных растений ВИР»,
и др.)
-архивные материалы (архив экспедиций ВИР группы
интродукции)
- Гербарии – отечественные и зарубежные(WIR, LE)
- коллекции образцов культурных растений и их диких родичей
ВИР (VIR),
и др.
Блок-схема ИПС «ДРКР России»
Полный список видов ДРКР для территории России
включает :
1680 видов, представляющих 170 родов из 48 семейств.
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Poaceae
Fabaceae
Rosaceae
Poa
Festuca
Rosa
Chenopodiaceae
60
Vicia
Campanulaceae
Caprifoliaceae
По числу видов ДРКР
100
Alliaceae
Grossulariaceae
Ведущие семейства
Allium
80
Apiaceae
Number of species
120
Polygonaceae
Lathyrus
40
Papaver
20
0
Elymus
Chenopodium
Number of species
Riles
Ведущие роды по числу
видов ДРКР
3. РАНЖИРОВАНИЕ (все виды
ДРКР разбиваются на группы)
ПРИНЦИПЫ РАНЖИРОВАНИЯ:
- таксономическая близость к
культурному виду,
- участие в селекционном процессе,
- степень хозяйственного
использования
3.ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДОВ ДРКР ПО
РЕГИОНАМ РОССИИ
1000
800
600
European part
of Russia
140
Russian
Caucasus
100
400
Western
Siberia
200
Eastern
Siberia
0
Number of species*
ЧИСЛО ВИДОВ,
ПРОИЗРАСТАЮЩИХ ТОЛЬКО В
ОДНОМ ИЗ РЕГИОНОВ РОССИИ
Far East
European part
of Russia
120
Russian
Caucasus
80
Western
Siberia
60
40
Eastern
Siberia
20
0
Number of species **
Far East
4. Выбор объекта сохранения
(что сохранять?)
1. Экономическое использование, в
потенциальное
2. Существующий статус охраны вида;
том
числе
–
Кроме того, учитываются:
угроза генетической эрозии и заинтересованность различных
государственных учреждений в его охране;
- биологическая важность вида (значение как эдификатора
сообщества, в состав которого входят более ценные и редкие виды, чем он
сам);
- стоимость сохранения и возможность обеспечения длительного
сохранения;
- культурное, эстетическое и этическое значение объектов
сохранения. (Maxted, Ford-Lloyd and Hawkes (1997); Maxted, 2002; 2010; и
др.)
Не все эти положения оказалось возможным применить для территории России.
КРИТЕРИИ ПРИОРИТЕТНОСТИ К СОХРАНЕНИЮ
ДРКР НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ
• 1). Критерий родства и
экономической
важности
- а)участие в
селекционном процессе
- б)хозяйственная
ценность
- с)систематическая
близость к
культивируемому виду
• 2). Критерий редкости и
уязвимости
- исчезающие (Endangered),
- уязвимые (Vulnerable),
- редкие (Rare).
1). Выяснение степени участия в селекционном процессе
и родства с культурным растением
Группы
ранжирования
Какие виды включены
1
Вид непосредственно представлен в
культуре, имеет сорта
(экономически важен )
222
2
Вид участвует в скрещиваниях,
используется как подвой или
источник генов
61
Перспективен для использования,
находится в близком родстве с
культурным видом (в составе одной
секции, одного подрода)
163
4
Другие полезные виды этого рода,
используемые в собирательстве или
народной селекции (сортов нет)
305
5
Все остальные виды данного рода
929
3
Число
видов
900
800
700
600
1 Group
500
2 Group
400
3 Group
300
4 Group
200
5 Group
100
0
Number of species
2). КРИТЕРИЙ РЕДКОСТИ И УЯЗВИМОСТИ
Красная Книга РСФСР (1988) – 43 вида ДРКР, Международный
Красный Список Международного Союза Охраны Природы – 6 видов
-
исчезающие (Endangered),
- уязвимые (Vulnerable),
- редкие (Rare).
ВИДЫ ДРКР, ПРИОРИТЕТНЫЕ ДЛЯ
СОХРАНЕНИЯ IN SITU на территории России
•
виды из числа ДРКР, которые относятся к перечисленным выше
категориям редкости, а также - узколокальные эндемы и субэндемы
различных регионов России; виды, имеющие на территории страны
небольшую часть ареала
•
виды, входящие в группы ранжирования 1,2
ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИОРИТЕТНЫХ
ВИДОВ (КАРТЫ АРЕАЛОВ)
Слой точек, построенных по материалам гербариев
(15 отечественных гербарных коллекций)
Fragaria vesca
Литературные источники
(«Флора Кавказа», Гроссгейм,
1952)
«Флора
(1979)
Центральной Сибири»
«Атлас ареалов лекарственных
и родственных им растений СССР» (1990)
Hulten (1986)
Итоговая карта ареала
Итоговая карта ареала на
фоне карты растительности
Эта работа была начата при поддержке гранта
международного фонда Открытое общество
"Выделение
репрезентативных
территорий
для
сохранения дикорастущих родичей культурных растений"
(1999-2000 гг.)
и продолжена при поддержке международного гранта
«Создание
компьютерного
Сельскохозяйственного
Атласа для обеспечения продовольственной безопасности
России и сопредельных государств» (2003-2006, совместно с
Департаментом
с-х
США,
СПбГУ
и
ВИЗР)
www.agroatlas.spb.ru
5. ВЫБОР ТЕРРИТОРИЙ СОХРАНЕНИЯ
ВОЗМОЖНЫЕ ВАРИАНТЫ:
1. ЗОНЫ концентрации ДРКР;
2. Территории сосредоточения редких и уникальных видов;
3. Cоздание специальных резерватов по сохранению ДРКР
и др.
Сохранение видов ДРКР в пределах
уже существующей сети
Охраняемых Природных Территорий (ОПТ) –
наиболее приемлемый и целесообразный путь для РФ
в современных условиях.
Cопряженный анализ баз данных
“Дикорастущие родичи культурных растений
России” и
“Сосудистые растения в заповедниках России”,
позволил проанализировать ДРКР в заповедной сети
страны.
Кадастр:
«ДИКОРАСТУЩИЕ РОДИЧИ КУЛЬТУРНЫХ
РАСТЕНИЙ В ЗАПОВЕДНИКАХ РОССИИ»
Работа выполнена совместно с Институтом проблем экологии и эволюции
им. А.Н.Северцова РАН (г.Москва)
при поддержке программы фундаментальных исследований ОБН РАН
“Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами”
(2004-2005 гг..).
На территории 93 заповедников (из 100 существующих)
произрастает 1148 видов родичей культурных растений
из 39 семейств (71,2% от их общего числа).
Это составляет 14,5% от всей флоры сосудистых
растений, известных в настоящее время в заповедниках.
532 вида ДРКР (31%) не растет ни в одном из заповедников России.
298 (17,7%) видов ДРКР обнаружены на территории только одного
из заповедников России.
216 (12,8%) - виды 1, 2 групп ранжирования, встречающиеся в
заповедниках
18 видов ДРКР, включенных в Красную Книгу
РСФСР (1988), произрастают на территории
заповедников
Allium altaicum
Allium pumilum
Armeniaca mandshurica
Asparagus brachyphyllus
Corylus colurna
Elytrigia stipifolia
Festuca sommieri
Ficus carica
Juglans ailanthifolia
Lathyrus litvinovii
Lespedeza tomentosa
Medicago cancellata
Poa radula
Prinsepia sinensis
Rheum altaicum
Secale kuprijanovii
Staphylea colchica
Viburnum wrightii
6 видов ДРКР включены в Международный Красный
Список (IUCN RED LIST):
Allium altaicum, Allium pumilum, Elytrigia stipifolia, Secale kuprijanovii,
Medicago cancellata, Staphylea colchica
25 видов ДРКР, занесенных в Красную Книгу РСФСР,
не встречаются ни в одном из заповедников России
Punica granatum
Viburnum edule
Diospyros lotus
Lathyrus venetus
Больше всего видов ДРКР произрастает в заповедниках
Кавказа, гор юга Сибири, Приморья и южной половины
Европейской России
(в скобках указано общее число видов во флоре):
Кавказский
244 (1439)
Большехехцирский
173 (944)
Алтайский
235 (1357)
Ильменский
171 (936)
Хоперский
229 (1159)
Сихотэ-Алинский
171 (1064)
Лазовский
229 (1272)
Приволжская
лесостепь
169 (824)
ЦентральноЧерноземный
226 (1036)
Сохондинский
168 (988)
Белогорье
202 (958)
Хинганский
168 (972)
Жигулевский
200 (1030)
Уссурийский
161 (815)
Тебердинский
194 (1120)
Кедровая Падь
159 (909)
Воронежский
193 (978)
Саяно-Шушенский
156 (967)
Галичья гора
188 (885)
Приокско-Террасный
155 (888)
Кабардино-Балкарский
176 (1043)
Дальневосточный
Морской
146 (850)
Места скопления ДРКР
за пределами территорий заповедников:
-можно рассматривать как территории для
создания микрорезерватов и
-использовать для выделения новых или для
расширения существующих охраняемых
территорий.
Основными объектами охраны на этих
дополнительно выделенных территориях будут
виды ДРКР.
II.РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ СТРАТЕГИИ
СОХРАНЕНИЯ IN SITU
ДИКИХ РОДИЧЕЙ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ
• Анализ распространения ДРКР и расположения
заповедников по регионам России - продолжение
• Ревизии отдельных таксонов. Анализ отд. территорий
• Разработка программы мониторинга для различных групп
ДРКР на национальном и международном уровнях
• Геоботанический, эколого-ценотический, популяционный и
др. анализы
1.Анализ распространения ДРКР и расположения
заповедников по регионам России (2011 год):
•наибольшее число видов ДРКР - в заповедной сети
1.Дальнего Востока (84,5 % по отношению к числу ДРКР
региона) и
2.Восточной Сибири (70,1 %)
•,
•меньше всего видов ДРКР - на территории заповедников
Кавказа (50,3%),
несмотря на значительную их концентрацию в этом
регионе!
Из 44 видов ДРКР, занесенных в Красную Книгу
РСФСР (1988), на территории заповедников
произрастает только 18
26 видов ДРКР, включенные в Красную Книгу РСФСР,
не встречаются ни в одном из заповедников России
Это, гл. обр., виды Кавказа и юго-востока России
(максимальное видовое разнообразие ДРКР)
-эндемики и субэндемики данной территории
(Allium grande Lipsky, Vicia hololasia Woronow, Crambe
cordifolia Stev. и др.)
-произрастают здесь на северной границе своего ареала
(Punica granatum L., Diospyrus lotus L., Trifolium
fontanum Bobrov, Cornus mas L. и др.)
именно здесь следует прежде всего
-создавать новые заповедники или
-расширять границы существующих,
основным объектом охраны в них должны
стать ПРИОРИТЕТНЫЕ К СОХРАНЕНИЮ
(прежде всего - редкие и исчезающие)
виды ДРКР
В Европейской части России
(без учёта российского Кавказа)
-674 аборигенных вида ДРКР
-из 167 родов и
-33 семейств
Наибольшее число видов относится к семействам
Poaceae (167 видов),
Fabaceae (112),
Rosaceae (81),
такая закономерность характерна в целом для
видового разнообразия ДРКР России, а также для
других крупных регионов
2.Ревизии отдельных таксонов
1. Род Melilotus L. (2011) - донник
-На территории России и сопредельных стран род представлен 13 видами
(из 21, входящего в систему рода) из 2 подродов, 3 секций, 2 подсекций, 2
серий;
-Предложена система рода, в том числе - описаны 2 новые секции, 1
подсекция, 1 серия, 2 разновидности и 1 комбинация в ранге подвида.
-Виды Melilotus в заповедниках России:
•Астраханский и Хакасский государственные заповедники (по 4 вида),
• Жигулевский, Ильменский, Сохондинский, Хинганский и Хоперский
заповедники (по 3 вида).
Сохранение узколокальных эндемичных и субэндемичных видов (M.
scythicus, M. hirsutus) на территории Астраханской обл. возможно при
создании микрорезерватов или расширении территории существующего
Астраханского заповедника (для M. scythicus).
Анализ отдельных территорий (2010)
ДРКР во флоре южной тайги северо-запада России
(в пределах Лужского района Ленинградской области)
Группу ДРКР составляет 219 видов
(17% от общего числа видов, обитающих здесь)
из 113 родов из 41 семейства
Выделены:
-редкие виды;
-уникальные местообитания; сообщества
Предложены к сохранению
Анализ хозяйственноценных признаков ДРКР ,
отбор в коллекцию
Allium nutans L.
Широколистные формы
(обнаружены на Алтае, включены
в коллекцию Ю-Сиб.бот.сада)
3.СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА
Разнообразие ДРКР:
-таксономическое или филетическое разнообразие,
т.е. разнообразие организмов, сгруппированных по принципу
родства(видовой, надвидовой, внутривидовой, популяционный
уровни),
Единицы мониторинга - виды или их отдельные популяции,
(приоритетные - локальные популяции)
и
-типологическое разнообразие – разнообразие таксонов,
популяций и отдельных организмов по любым категориям
признаков, кроме родства (структурные, функциональные,
экологические, ценотические и др.) Единицы мониторинга - локальные флоры, ценозы,
растительные сообщества и др.
• Учёт и мониторинг связаны между собой как
объектами исследования, так применяемыми
методами:
-учёт - первичное исследование (инвентаризация),
-мониторинг – его периодическое повторное
исследование (реинвентаризация).
Мониторинг должен проводиться теми же
методами, что и первичная инвентаризация, с
введением новых, более совершенных методик.
• Периодичность реинвентаризации
устанавливается эмпирически (В районах с
интенсивной хозяйственной деятельностью
мониторинг проводится чаще).
• Приоритетными пунктами сети мониторинга
должны стать ООПТ и пункты биологических
стационаров.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
ПРОГРАММА МОНИТОРИНГА должна включать:
-базовые единицы мониторинга
(таксоны,популяции, локальные флоры, сообщества)
-зональные (фоновые) комплексы видов, типичные
для основных классов экотопов,
-уникальные, в первую очередь – реликтовые
группировки и места их концентрации (скальноканьонные сообщества, выходы известняковых
пород, окрестности термоминеральных источников
и т.п.) и
- местонахождения редких, уникальных таксонов.
- местонахождения локальных флор,
характеризующихся повышенным флористическим
богатством.