Что такое интродукция растений?

Главным целевым направлением лесного хозяйства является повышение продуктивности, качественного состава и многоцелевого функционирования леса. Один из путей решения этой проблемы - интродукция хозяйственно ценных лесообразователей, введение в лесные культуры экзотов.

Латинское слово «introduction» означает «введение», в данном случае введение растений в культуру. Данный термин впервые был предложен Адольфом Декандолем в 1855 г. который впервые обосновал «Теорию интродукции растений».

Интродукция растений –это целеустремленная деятельность человека по введению в культуру в данном естественноисторическом районе новых видов, сортов и форм растений или перенос их из природы в культуру. Ей принадлежит важная роль в охране и рациональном использовании растительных ресурсов, в том числе сохранении в культивируемых условиях.

Следовательно, интродукция представляет собой процесс, причём процесс неограниченный во времени, но ограниченный в пространстве.

Главная задача современной интродукции, предполагающей введение в культуру ценных в том или ином отношении растений за пределами их природных и культигенных ареалов – это обогащение растительных ресурсов данного региона за счет ресурсов мировой флоры с целью повышения продуктивности лесов, ускоренного выращивания насаждений целевого назначения, внедрения в озеленение.

Для лесного хозяйства нашей страны важны древесные породы интродуценты, которые при выращивании в одних и тех же условиях превосходят местные (аборигенные) виды по тем или иным хозяйственно ценным показателям (устойчивости, быстроте роста, качеству древесины, получению технических продуктов, лекарственного сырья, как медоносы и др.)

Потенциально объектами интродукции являются все растительные организмы нашей планеты, хотя обычно в качестве таковых выступают представители высших растений, которые традиционно подразделяются на ряд функциональных интродукционных групп. Высшие растения, которые, как это принято в систематике, подразделяются на споровые и семенные растения; среди первых чаще всего объектами интродукции выступают папоротники, реже – мхи; вторые делят на голосеменные и покрытосеменные. В свою очередь, у голосеменных растений объектами интродукции отдельно выступают хвойные и саговниковые. Выделение обособленных объектов интродукции среди покрытосеменных растений более сложное и основывается на многих признаках.

Общепринято выделение интродуцентов на группы:

- древесных (древовидных) растений, куда включаются голосеменные и покрытосеменные древесные растения (в организованной структуре таких пунктов интродукции, как ботанические сады и дендрологические парки, этой группе соответствуют отделы дендрологии),

- травянистых растений, с включением в их число споровых растений, соответственно эта группа составляет сферу интродукционной деятельности отделов травянистых растений.

По принципу жизненных форм часто выделяют в отдельные группы лианы, пальмы, бамбуковидные злаки и др. Очень часто выделение объектов интродукции как древесных, так и травянистых растений производят по флористическому принципу, обычно за основу берутся одна или несколько флористических областей, например: Восточноазиатская флористическая область, совокупность флористических областей Южной Америки с умеренно тёплым климатом и т.п.

Ещё чаще выделение объектов интродукции производится на основе систематического подхода, и здесь число вариант не ограничено.

В традиционной группе травянистых растений, довольно часто выделяют группы летников и многолетников. Здесь же практикуется выделение объектов по принципу родовых (род Ирис, род Лилия и др.) и даже видовых комплексов (сорта однолетней астры, гибридного гладиолуса и.т.п.).

Грибы, лишайники и водоросли в качестве объектов интродукции выступают крайне редко, поэтому методы интродукционной работы с ними разработаны в настоящее время недостаточно.

Выделение функциональных групп объектов интродукции происходит обычно в соответствии с целями и задачами пункта интродукции, его интродукционной ёмкостью и его акклиматическими характеристиками.

Наличие пункта интродукции является непременным условием процесса интродукции растений.

При создании новых пунктов интродукции, требуется вначале определится с параметрами будущего места интродукции растении.

В качестве пункта интродукции могут выступать ботанические, лесные, селекционные, питомниководческие и др. учреждения и хозяйства любой формы собственности, в том числе и частные. В России, например, интродукционными пунктами являются все ботанические сады и дендрологические парки, учреждение селекционной направленности; в ряде стран в качестве таковых активно работают семеноводческие и питомниководческие хозяйства.

Характер каждого пункта интродукции определяется такими интродукционными параметрами, как интродукционные возможности, интродукционная ёмкость и интродукционная направленность. Совокупность этих специфических параметров во многом определяет цели и задачи интродукционного пункта, которые не являются неизменными, и могут корректироваться.

Интродукционные возможности пункта интродукции характеризуются естественными условиями местонахождения данного пункта и определяют возможность культивирования в условиях открытого или закрытого грунта тех или иных интродуцентов.

Под открытым грунтом в интродукции растений понимается культивирование растений под открытым небом. При этом допускается устройство защиты от ветра, прямых солнечных лучей или атмосферных осадков, а так же укрытие растений в холодный период года.

В качестве защищённого грунта обычно используется полностью или частично светопрозрачные неотапливаемые культивационные сооружения различной конструкции.

Закрытый грунт традиционно представлен светопрозрачными культивационными помещениями различных типов и конструкций с регулируемыми параметрами искусственного климата, обычно температурой. Так называемая пристановочная культура – выращивание интродуцентов в кадках, вазах, контейнерах, цветочных горшках под открытым небом только в тёплое время года – может быть элементом как открытого грунта, если растения помещают на зимовку в защищённый грунт, так и закрытого грунта, если зимовка происходит в культивационных помещениях.

Интродукционные возможности открытого грунта представляют собой совокупность всех климатических и почвенных факторов той местности, где располагается пункт интродукции, с учётом фактора антропогенного воздействия и иных факторов биогенного и абиогенного влияния.

Для удобства пользования климатические и почвенные факторы интродукторами (люди занимающиеся интродукцией растений) сводятся в отдельные таблицы. Так поступают когда выявляют район интродукции. Затем из общей совокупности почвенно-климатических факторов, факторов антропогенного воздействия и иных факторов биогенного и абиогенного влияния выбирают те, которые могут наиболее активно влиять на процесс интродукции конкретных растений – их обычно называют лимитирующими факторами. Из их числа, по возрастающей степени возможности нейтрализации их влияния, выделяют главный лимитирующий фактор, основные лимитирующие факторы и частные лимитирующие факторы.

Главный лимитирующий фактор для каждого из растений устанавливает саму возможность их культивирования в данном интродукционном пункте в любой форме, с использованием любых агротехнических приёмов. В большинстве случаев в качестве главного лимитирующего фактора для открытого и защищённого грунта выступает абсолютный минимум температуры воздуха.

Спектр действия основных лимитирующих факторов шире, и они преимущественно определяют возможность растений произрастать в виде той или иной жизненной формы, возможность возобновления генеративным путём, проявления желаемых хозяйственных и декоративных достоинств и.т.п. К основным лимитирующим факторам относятся: средний из абсолютных минимумов, абсолютный максимум температуры воздуха, сумма эффективных температур, особенности гидрологического режима, показатель рН почвы и др.

Частные лимитирующие факторы достаточно многочисленны, наиболее мобильны и базируются на различных характеристиках почвы и климата, факторах антропогенного и иного воздействия на растения в пункте интродукции. К частным лимитирующим факторам можно отнести высокую плотность популяции чёрных дроздов в районе города Сочи, которая делает бесперспективным выращивание в качестве красивоплодных декоративных растений тех из них, плоды которых поедаются чёрными дроздами.

Интродукционные возможности закрытого грунта определяются в основном техническими характеристиками конкретного культивационного помещения; роль естественных почвенно-климатических и иных факторов в ряде случаев игнорируются вообще.

Выявление интродукционных возможностей пункта интродукции позволяет предварительно установить круг интродуцентов, которые могли бы здесь культивироваться, на уровне жизненных форм, представительства тех или иных флористических регионов, различных таксономических групп растений. Так, например интродукционные возможности района г. Сочи позволяют культивировать интродуценты всех жизненных форм, включая пальмы, бамбуковидные злаки и розеточные древовидные растения, в т.ч. и вечнозелёные, практически всех крупных таксономических групп, изо всех умеренных, умереннотёплых и субтропических регионов. Интродукционные возможности закрытого грунта данного региона ещё шире. Интродукционные возможности пунктов интродукции других регионов России менее масштабны.

Интродукционная ёмкость пункта интродукции (J_l) определяется как отношение числа видов данного таксона (n), потенциально способных к интродукции в данном районе, к общему количеству видов в таксоне (N) (Кохно, 1967, 1982).

Выявив интродукционные характеристики, можно определить интродукционную ёмкость пункта интродукции, сопоставив его интродукционные возможности с результатами проведённой ботанической инвентаризации имеющихся в данной местности культивируемых растений.

Подобная инвентаризация проводится или по отношению ко всем культивируемым растениям, или только по отношению к растениям предварительно выделенных групп по ботаническим, техническим, декоративным и др. признакам. В ходе такой инвентаризации выявляется не только наличие того или иного вида или формы, но и их количественная представительность, а так же состояние растений.

При инвентаризации решаются следующие задачи:

1) выявление ассортимента интродуцированных пород,

2) изучение состояния, продуктивности, агротехники культивации, возраста и др. параметров, а так же влияние биотических и абиотических факторов среды в конкретном пункте интродукции,

3) предварительная оценка возможности использования интродуцированных объектов как источников семенного и вегетативного материала,

4) разработка рекомендаций по обеспечению сохранности и использованию обследованных насаждений интродуцированных пород.

Инвентаризация насаждений интродуцированных пород проводится на основе натурного обследования.

При проведении инвентаризации интродуцированных пород устанавливаются следующие показатели насаждений:

- возраст с помощью возрастного бурава или др. методов (подсчёт числа мутовок, колец).

- площадь интродуцированных объектов (массивы, участки, куртины) с помощью инструментальной съёмки.

- рельеф.

- почва.

- тип условий местопроизрастания.

- первоначальная схема смешения и размещения посадочных мест.

- общее состояние растений оценивается по следующей шкале в баллах:

I – здоровое состояние: дерево здоровое, рост идёт со всех верхушечных почек, облиствлённость нормальная, имеющиеся слабые повреждения морозами или засухой (слабые ожоги, усыхание отдельных мелких ветвей) или слабые механические повреждения оказывают на него очень незначительное угнетающее действие.

II – ослабленное состояние: дерево ослаблено морозами, засухой и др. неблагоприятными факторами среды, потеряло часть ветвей, имеет повреждение коры на стволе и основных сучьях, подмерзание древесины, прирост слабый.

III – деревья погибли полностью (сухостой).

Результаты полученные в ходе инвентаризации сопоставляются с интродукционными возможностями пункта интродукции и приближённо устанавливается планируемый объём интродукции.

Интродукционная ёмкость условна и тесно связана с интродукционной направленностью, под которой следует понимать привлечение к интродукции видов и форм растений с заранее установленными параметрами: принадлежность к конкретной группе растений, хозяйственные и декоративные свойства, агротехнические особенности культивирования и др.

Интродукционная направленность изначально определяется целями и задачами интродукционного пункта и в процессе функционирования этого пункта подвергается корректировкам сообразно изменениям целей и задач.

Процесс интродукции протекает последовательно и состоит из нескольких этапов, основными из которых являются: интродукционный поиск, мобилизация исходного материала, первичное и вторичное интродукционные испытания.

Этап предварительных исследований (интродукционный поиск) в интродукции является по существу экологическим, так как в его основе лежат методы аутоэкологии и синэкологии. В этом случае интродукция рассматривается как научное направление, разрабатывающее методы привлечения растений для переноса их в новые природно-климатические условия, изучения реакции растений на изменившиеся факторы внешней среды и аналитической оценки результатов испытания растений в несвойственных условиях.

Мобилизация исходного материала является переходом от интродукционного поиска, исключительно теоретического этапа процесса интродукции, к последующему этапу – первичному интродукционному испытанию, где теоретические методы интродукции растений сочетаются с агротехническими приёмами.

Исходным материалом для первичного интродукционного испытания являются: семена, части вегетативных органов растений, сами растения. Идеальным методом мобилизации исходного материала для естественных таксонов является сбор семян в природных условиях с наиболее подходящих экземпляров, растущих в той части ареала, почвенно-климатические условия которой наиболее полно соответствуют таковым в пункте интродукции. Данный метод мобилизации позволяет изучить внутрипопуляционное и внутривидовое разнообразие, отобрать наиболее перспективные формы интродуцируемых видов. Однако подобная мобилизация исходного материала трудно осуществима. Большей частью мобилизация исходного материала в виде семян происходит в форме обмена между пунктами интродукции, что более доступно.

Существенным недостатком метода мобилизации исходного материала в виде семян, собранных с культивированных в интродукционных пунктах растений, является их гибридогенность. Значительная плотность насаждений, обычно близкородственных, способствует гибридизации, и как следствие этого, во всех пунктах интродукции можно встретить гибридные растения, выращенные из таких семян, лишь внешне похожие на те или иные виды.

Но та­кой подход имеет и свои преимущества

«Вид» – это в значительной мере продукт окружающей среды и вне постоянно корректирующей его среды он неиз­бежно утрачивает часть присущих ему свойств и признаков. Отсюда следует, что невозможно куль­тивировать не только сам «вид», но и произвольно любые особи вида – реально можно культивировать только те особи, которые в состоянии удовлетвори­тельно развиваться вне естественной среды обитания. И именно по этой причине для целей интродукции в ряде случаев предпочтительно использовать семена, собранные с культивируемых растений, т. е. с тех особей, ко­торые уже растут вне связей с естественной средойобитания.

Так, например, во влажных условиях района Сочи практически не удается вырастить жизнеспособные растения некоторых ксерофильных средиземноморских видов из семян, собранных в естественных местообитаниях. Тогда как растения этих же видов, выращенные из семян, собранных с культивируемых растений, растущих в интро­дукционных пунктах, почвенно-климатические ус­ловия которых приближаются к таковым вСочи, растут и развиваются вполне нормально.

Отсюда следует принципиальная закономер­ность интродукции растений: в пунктах интродук­ции культивируются не «виды», а отдельные особи таких видов, возможность культивирования кото­рых предопределена их индивидуальной наследст­венностью. По сути дела, все растения, составляющие коллекции живых растений интродукционных пунктов, не «виды», а своеобразные культивары.

Мобилизация исходного материала в виде жи­вых растений и их вегетативных частей, способных к размножению, также широко распространена и имеет свои положительные и отрицательные сторо­ны. С одной стороны, в отношении культигенных форм данный метод является наиболее рациональ­ным, поскольку обеспечивается более полное наследование признаков. Однако, привлечение вегетативного материала и живых растений из есте­ственных местообитаний не всегда дает хорошие результаты, т. к. вероятность получить особи, спо­собные нормально развиваться вне сложившихся ценотических связей, ниже, чем при использовании семян.

Мобилизованный исходный материал, в любой форме и вне зави­симости от дальнейших действий, подлежит обяза­тельной регистрации в интродукционном журнале; иногда интродукционных журналов в пункте ин­тродукции бывает несколько. Это главный документ пункта интродук­ции, и его основная функция – сохранение первичной информации о самом факте поступления образ­ца исходного материала.