Лаборатория флоры высших растений

Год основания: Начало формирования лаборатории флоры относится к 1932 году в составе ботанического сектора казахстанской базы АН СССР, руководителями которого были Шишкин Б.К. (с 1932 г.), Попов М.Г. (1936 г.), Павлов Н.В. (с 1937 г.).

Официальной датой создания лаборатории фло-ры высших растений как самостоятельного административного подразделения Института ботаники является 1945 год.

Основные направления научных исследований:

Ратификация конвенции ООН о биологическом разнообразии Казахстаном осуществлена в 1994 г. и уже в 1999 году была разработана Национальная стратегия по сохранению биоразнообразия в Казахстане, которая предусматривала осуществление,

в первую очередь, полной инвентаризации биоло-гического разнообразия страны, как основы выявления ее состояния для принятия научно-обоснованных мер его сохранения. Этой проблеме придаётся важное значение, сутью которой являются флористические и таксономические исследования. К числу приоритетных направлений относятся: выявление видового разнообразия отдельных регионов, изучение систематических особенностей различного таксономического уровня. Для Казахстана, обладающего свыше 6000 видовым составом флоры, данные научные исследования наиболее актуальны.

Одним из этапов для инвентаризации флоры Казахстана является выпуск областных Кадастров.

Развивается современный подход по выявлению и сохранению мест концентрации редких и эндемичных видов – выявление ключевых ботанических территорий.

Важным направлением является создание региональных Красных книг, опыт выполнения которых подтвержден выпуском областных Красных книг (Южно-Казахстанской, Мангистауской, Жамбылской, Кызылординской областей).

В целях укрепления научного потенциала для выполнения научных исследований привлекаются молодые специалисты (бакалавры, магистранты), которые непосредственно участвуют в выполнении отдельных задач грантов. Для успешного овладения специальностью предусмотрены научные стажировки.

К числу направлений, направленных на сохранение природных ресурсов, относится выявление ключевых ботанических территорий, задачей которых является обнаружение и сохранение участков природной флоры, обладающие высокой степенью разнообразия, в составе которых участвуют редкие, исчезающие виды.

Общий состав лаборатории:15, из них 1 доктор наук и 8 кандидатов наук, 1 магистр, 2 магистранта, 2 бакалавра, 1 обучается в бакалавриате.

Количество сотрудников

Ведущие научные сотрудники:

Веселова Полина Васильевна – кандидат биологических наук

Данилов Михаил Петрович – кандидат биологических наук

Мухтубаева Сауле Какимжановна – кандидат биологических наук

Старшие научные сотрудники:

Садырова Гульбану Ауесхановна – доктор биологических наук

Шорманова Айжамал Абдраймовна – кандидат биологических наук

Курмантаева Альфия Араловна – кандидат биологических наук

Нелина Наталия Васильевна – кандидат биологических наук

Закирова Рауза Оразовна – кандидат биологических наук

Младшие научные сотрудники:

Ахатаева Динара Абдрашитовна

Билибаева Ботагоз Курманбаевна

Старшие лаборанты:

Жексен Олжас Бахтыбайулы

Жумадилова Айнел Меирхановна

Серікқызы Нүрайым

Кенесбай Ақерке Хажымүратқызы

Осмонали Бектемір Бірімқұлұлы

Достижения лаборатории в 2013-2017 г.

За это период сотрудниками лаборатории было выполнено 8 грантовых проектов, участвовали в выполнении 2 Программ, выполнялись договорные работы.

Основой для выполнения фундаментальных исследований является уникальный Гербарный фонд, который был основан в 1933 году на базе гербария Краеведческого музея Семиречья видным ученым М.Г. Поповым. Гербарий Института входит в перечень важнейших ботанических коллекций СНГ национального значения, имеет международный индекс АА. Гербарий представляет собой единственное в Республике хранилище ботанических коллекций, где наиболее полно представлена богатейшая флора Казахстана. Объем коллекционного фонда продолжает пополняться новыми сборами. За последнее время фонды Гербария Института увеличился до 259 тысяч гербарных образцов (папоротникообразные, голосеменные, покрытосеменные растений). Представлены эндемичные и реликтовые виды флоры Казахстана. В составе Гербария выделен Гербарий типов, в котором представлены новые для науки таксоны, выделенных с территории Казахстана.

Для сохранения гербарных коллекций и защиты его от вредителей в 2014 году проведена фумигация основного фонда гербария. В 2016 году в рамках выполнения ПЦФ проведена полная замена старых гербарных шкафов в основном гербарном фонде. После установки оборудования весь коллекцион-ный материал был разложен с соблюдением их таксономической последовательности. Для создания виртуального гербарного фонда в 2017 году начато сканирование коллекционных образцов.

Актуальность вопроса сохранения и развития коллекционных фондов была обсуждена на заседании Парламента Республики (ноябрь 2016 г.) (докладчик Ситпаева Г.Т). В постановляющей части в рекомендациях Правительству Казахстана было указано, что с учетом международного опыта для поддержки и развития коллекционных фондов необходимо придать гербарному фонду Института ботаники и фитоинтродукции статуса Национального достояния.

В 2012-2013 гг. сотрудниками лаборатории фло-ры высших растений совместно с лабораторией микологии и альгологии выполняли проект: «Создание и сохранение гербарных коллекций редких видов (сосудистые растения, водоросли и грибы) как научной основы изучения особенностей ботанического разнообразия Казахстана» Научный руководитель, д.б.н. Ситпаева Г.Т. (выполнялся в объеме тематики «Обеспечение сохранения и развития коллекционных фондов растений, животных, микроорганизмов, вирусов и уникальных генетических банков как основы фундаментальных исследований»). В ходе выполнения про-веден скрининг современного состава флоры и микобиоты отдельных регионов для оценки статуса редкости и создания гербарных коллекций редких видов сосудистых растений, водорослей и грибов, нуждающихся в охране.

С 2012 г. по 2014 г. (совместно с лаб. геоботаники) выполнялся грантовый проект: «Ключевые ботанические территории Казахстана – основа мониторинга состояния растительности (на примере Присеверотяншанской ботанико-географической подпровинции)» (совместно с лаб. геоботаники). В ходе выполнения проекта было выявлено 32 КБТ площадью 13321 га. Изучено флористическое и

фитоценотическое разнообразие выделенных участков с учетом видового богатства и внутриценоти-ческой структуры растительных сообществ, наличия в них редких и эндемичных видов растений. Данный проект явился первым целенаправленным шагом по формированию казахстанской сети ключевых ботанических территорий и подключения нашей страны к мировой сети КБТ и способствовал адаптации существующих методов, поиске новых решений в области сохранения растительного мира Республики. Результаты выполнения работ получили одобрение на 7 Европейской конференции по сохранению дикорастущих растений Европы "Plants for people, People for Plants" (г. Ханья, Крит, Греция, 2014 г.).

2013-2015 гг. – сотрудники лаборатории участвовали в выполнении научно-технической программы: «Ботаническое разнообразие диких сородичей культурных растений Казахстана как источник обогащения и сохранения генофонда агробиоразнообразия для реализации продовольственной программы». Для оптимального выполнения работ проведен скрининг коллекций Гербарного фонда Института, определены места концентрации произрастания диких сородичей культурных растений. Для сбора семенного материала были проведены экспедиционные исследования в Киргизский Алатау, Тарбагатай, Зайсанскую котловину, Заилийский Алатау, была обследована долина р. Сырдарья и др.

В 2015-2017 г. сотрудниками лаборатории осуществляется выполнение ПЦФ «Устойчивое управление генетическими ресурсами Государственных ботанических садов Юго-восточного и Центрального Казахстана – особо охраняемых природных территорий республиканского значения – в условиях перехода к «зеленой экономике» (руководитель – Ситпаева Г.Т.).

Лабораторией флоры разрабатываются два раздела. Выполнение раздела «Обеспечение сохранения и развития коллекционных фондов гербарных коллекций» предусматривает комплекс санитарно-профилактических мероприятий по сохранению Гербарного фонда (фумигация, замена износившихся обложек, этикеток и т.д.). Пополнение основного фонда Гербария осуществляется материалами, собранными во время экспедиционных выездов, за счет ревизии гербарного материала прошлых лет. Дополняется информация по составу флористических районов, уточняются границы распространения видов и их экологической приуроченности.

В разделе «Изучение спонтанной флоры Главного ботанического сада» предусматривается проведение инвентаризация спонтанной флоры Ботанического сада. Для понимания процессов формирования современного состава спонтанной флоры проведен анализ видового состава, представленный в Базе данных гербарного фонда. Актуальной задачей исследований является выявление инвазионных чужеродных видов, проблема управления поведением которых приобретает глобальный характер. Обобщенный материал, полученный после завершения исследований, позволит создать Базу данных спонтанных видов, выделить инвазионный компонент флоры, определить степень его агрессивности.

Стратегическим направлением лаборатории флоры является изучение ботанического разнообразия. Прежде всего, редких, эндемичных и исчезающих видов. Осуществляются изучение редких элементов флоры, требующих срочной строгой охраны, разработке эффективных мер охраны и оценкой современного состояния их популяций, Выполняются исследования по изучению видового разнообразия антропогенно нарушенных территорий. Эти направления отражены в тематиках 6 грантовых проектов (2015-2017 г.).

В грантовом проекте «Современное состояние редких, эндемичных и находящихся под угрозой исчезновения видов растений Боролдайтау и приле-гающих к нему территорий в пределах Сырдарьинского Каратау» (руководитель Курмантаева А.А.).

Основная направленность исследований – выявление редких, эндемичных и находящихся под угрозой исчезновения видов растений в западной и восточной части в Боролдайтау. Выявлено, что ботаническую ценность представляют территории ур. Байкалмак, окрестности горы Улькентура, долина реки Боролдай, ущ. Коныртобе, Шакпак. Определены границы распространения некоторых редких, эндемичных видов находящиеся под угрозой исчезновения в Боролдайтау. Выявлены места произрастания 24 редких вида, включенных в Красные книги.

По результатам, полученным в ходе выполнения проекта «Выявление и оценка современного состояния популяций редких, исчезающих и эндемичных видов растений хребта Кетпен и разработка предложений по совершенствованию мер их сохранения» (руководитель Садырова Г.А.), проведен анализ исчезающих редких, эндемичных и субэндемичных видов флоры восточной части хребта, выявлено 20 редких, эндемичных и субэндемичных видов, 9 краснокнижных видов растений.

Выявлению видового разнообразия хребта Кун-гей посвящен грантовый проект: «Анализ видового разнообразия флоры восточной части хр. Кунгей Алатау, трансграничной территории Казахстана» (руководитель Мухтубаева С.К.). В результате инвентаризации флоры восточной части хребта Кун-гей Алатау выявлен 1051 вид сосудистых растений. Описаны 5 участков с типичными сообществами для хр. Кунгей Алатау. Для оценки современного состояния редких видов растений, занесенных в Красную книгу Казахстана, заложены 6 мониторинговых площадок.

Инвентаризация флористического состава ин-тенсивно используемых в качестве кормовых угодий территорий Северных Кызылкумов для прогнозирования процессов динамики растительности является целью выполнения грантового проекта «Мониторинг состава растительности животноводческих перегонов – научный подход устойчивого использования пустынных пастбищ Казахстана (на примере Кызылординской области)». (Руководители: Веселова П.В., Кудабаева Г.М.). В результате исследований выявлен видовой состав, определен предварительный индекс синантропизации флоры долины р. Сырдарьи в местах интенсивного выпаса скота, заложены мониторинговые площадки, выявлен таксономический состав заброшенных участков рисовых полей Казалинского массива, около 50% которого представлены пасквальными сорняками.

При выполнении грантового проекта «Выявление корреляции видового состава флоры Киргизского Алатау в зависимости от антропогенной нагрузки» (руководитель Нелина Н.В.) выявлен современный видовой состав флоры ущелий Мерке, Каракыстак, Каинды и Сюгаты хребта Киргизского Алатау, выявлены факторы негативного воздействия на ботаническое разнообразие изучаемых территорий, определена степень антропогенного влияния на динамику флористического состава. Составлен список редких растений исследуемой территории, включающий 33 вида и предложены участки для создания в Западно-Киргизского ООПТ республиканского статуса.

Усиление влияния антропогенных факторов приводит к возникновению нового типа антропогенно трансформированной флоры – урбанофлоры, которая формируется в условиях городских агломераций и имеет специфическую структуру. В ходе выполнения проекта «Флора урбанизированной экосистемы г. Алматы» (руководитель Садырова Г.А.) проведен анализ древесно-кустарниковых и травянистых видов урбанофлоры Алмалинского, Ауезовского, Жетысуйского и Алатауского районов г. Алматы, который представлен 265 видами. Обследованы 3 парка и 1 роща города Алматы. Анализ флоры показал большой процент участия синантропной представителей флоры.

В 2014 году опубликовано второе издание Красной книги Казахстана, состав исполнителей которой представлен преимущественно сотрудниками Института ботаники и фитоинтродукции. Видовой состав книги пополнен еще 80 видами, нуждающимися в государственной охране.

Сотрудники лаборатории активно участвовали в подготовке материалов и проведению ЭКСПО-2016 (Анталия, Турция). Проведен отбор первичного гербарного материала, собранного за время экспедиций за последние 3 года. Более 50 гербарных экземпляров были отобраны для оформления гербарных панелей. На демонстрационных панелях были представлены гербарные образцы видов, характерных для различных зон и высотных поясов гор, дано их краткое описание. Особый интерес посетители ЭКСПО проявили к стендам, на которых были представлены эндемичные, редкие и реликтовые виды флоры Казахстана, палеоботанические отпечатки.

Перспективы развития лаборатории

Лаборатория сохраняет и продолжает фундаментальные направления исследований. Прежде всего, это инвентаризация флоры различных регионов Казахстана. Учитывая усиление воздействия человека на все компоненты биосферы, необходима оценка современного состояния ботанического разнообразия флоры Республики. Актуальными являются исследовательские работы по решению теоретических вопросов эволюции флоры и отдельных таксонов. Продолжаются работы, связанные с монографической обработкой отдельных систематических групп растений Казахстана.

Задачу сохранения редких, эндемичных и реликтовых видов, в том числе подверженных уничтожению ресурсных растений той или иной территории, выполняют региональные Красные книги. За период с 2002 по 2014 г. созданы областные Красные книги юга – юго-востока Казахстана. Необходимо продолжить это направление исследований, т.к. они являются основой для переиздания Красной книги Казахстана.

В лаборатории имеется опыт создания региональных Кадастров растений. Необходимо продолжить работы по созданию кадастров всех областей Казахстана.

Учитывая, что со времени опубликования «Флоры Казахстана» прошло свыше 50 лет, актуальным является подготовка 2 издания «Флоры Казахстана». Выполняемые грантовые проекты по изучению видового состава отдельных территорий Казахстана способствуют более полной инвентаризации флоры регионов и являются этапными для создания обобщенной сводки флоры Республики.

Лаборатория флоры высших растений является хранителем основного Гербарного фонда Инсти-тута, имеющего статус республиканского. Учитывая значительный объем коллекций и его значимость, сохранение и пополнение коллекционного материала является основным предназначением лаборатории.

Внедрение современных методов сохранения и дальнейшего использования информационных ресурсов, содержащихся в Гербарных фондах, одна из приоритетных и перспективных задач дальнейшей работы. Создаваемая база данных по коллекционному фонду уже сейчас позволяет более оперативно использовать имеющийся информационный материал. Однако, необходимо создание виртуальной базы данных по видовому разнообразию флоры Казахстана.