Prokhorov A. A., Andrjusenko V. V., Veretennikova J. V., Derusova O. V., Obuhova E. L., Shreders M. A. Hortus Botanicus, 2004, 2, P. 65–79
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПО КОЛЛЕКЦИОННЫМ ФОНДАМ БОТАНИЧЕСКИХ САДОВ
Прохоров А. А.i, Андрюсенко В. В., Веретенникова Ю. В., Дерусова О. В., Обухова Е. Л., Шредерс М. А.
В последнее время акценты в области применения информационных технологий (ИТ) для нужд биоло- гических коллекций смещаются от регистрации и учета в область анализа данных. Если определить биоразнообразие как распределенные в пространстве генетические ресурсы, то легко сделать вывод, что одним из наиболее мощных инструментов изучения биоразнообразия являются геоинформационные системы ( ГИС). Осуществлена оценка таксономического разнообразия коллекций ботанических садов России для различных таксономических рангов с учетом влияния экологических факторов. *** Главной целью создания информационно- ние строго следовать [Brummitt, 1992; Brummitt, поисковой системы «Ботанические коллекции Рос- Powell, 1992] в отношении аббревиатур авторов, сии и сопредельных государств» (ИПС) является наименований родов и отнесения их к семействам, создание доступного источника информации по т. к. ИПС создавалась параллельно с созданием коллекциям ботанических садов (БС) и дендрологи- «Каталога культивируемых древесных растений ческих парков России [Prokhorov, Nesterenko, 2001 России» [1999], использующего данный подход. Не (а)]. Проект выполняется путем последовательного вызвало значительных проблем и включение дан- накопления и обобщения данных по разным кол- ных «Каталога цветочно-декоративных травянистых лекциям: по коллекциям арборетумов, многолетних растений ботанических садов СНГ и стран Бал- травянистых растений, по охраняемым растениям тии» [1997], основанного на тех же принципах. (в первую очередь, культивируемым ex situ) и по Многие культивары ( сорта) декоративных и хозяй- растениям оранжерейных коллекций. Полученные ственно ценных растений в российских БС тради- данные обрабатываются с помощью программы для ционно транслитерируются кириллицей. Кроме то- регистрации коллекций «Калипсо» [Prokhorov, го, создаваемые селекционерами новые культивары Nesterenko, 2001 ( б)], использовавшейся в качестве также обычно носят русские названия. В ИПС рус- инструмента подготовки данных для Информаци- ские названия культиваров автоматически трансли- онно-поисковой системы (ИПС). Подготовлен спи- терируются латиницей с помощью специальной сок растений оранжерей на основе данных по круп- программы, согласно принципам формирования нейшим оранжереям ( ГБС РАН, Москва и БИН названия сорта ( культивара) [Trehane et al., 1995]. РАН, Санкт-Петербург). На современном этапе Этот подход не безупречен. Согласно позиции осуществляется актуализация информации по от- Ю. Н. Карпуна [ Карпун, 2003], базирующейся на дельным БС, номенклатурная корректировка дан- переводе названий японских названий культиваров ных. Используются три стандарта передачи данных. декоративных древесных растений, перевод назва- Это Международный переводной формат (ITF1), ния на английский предпочтительнее для понима- поддерживаемый программами «BG -recorder» ния характеристик сорта, нежели транслитерация. [Смирнов, Антипова, 1997] и «Калипсо», стандарт- Причиной тому является появление в последнем ный каталог «Калипсо» и текстовый вариант списка случае неинформативных и труднопроизносимых таксонов [Прохоров, Нестеренко, 2001; Прохоров, буквенных комбинаций, теряющих, к тому же, по- 2001], который можно сформировать как из любого этическую компоненту. текстового редактора, так и с помощью выходной формы « Каталог таксонов: без высших таксонов, До тех пор пока ИПС «Ботанические коллекции с кодами ботанических садов («Калипсо»)». России и сопредельных государств» базировалась на тщательно отредактированных каталогах, таксо- номические проблемы ограничивались разногла- Систематика и номенклатура в ИПС сиями редакторов. Дополнительные трудности воз- Точность и идентичность наименования расте- никли при начале сбора данных по коллекциям ний являются основой единства информационного редких видов растений [ Прохоров, Нестеренко, пространства БС. Решение этой проблемы склады- 2001]. В связи с тем, что Красные книги СССР вается из следующих компонент: точное определе- [1978] и РСФСР [1988] основаны на списках Чере- ние таксона; корректное наименование, учитываю- панова, ИПС по редким растениям была модифици- щее синонимику. При выполнении столь инфор- рована согласно его работе [ Черепанов, 1995]. мационно емкого проекта, как ИПС, трудно преду- Адаптировать данный подход к другим таксономи- гадать все проблемы, которые возникнут по мере ческим системам мы посчитали в 2000 г. неактуаль- его завершения. Первоначально мы приняли реше- ным в связи со сложившимися таксономическими
65
приоритетами при изучении флоры России и раз- графией, статусом, списком семейств из издания дельным существованием баз данных. Однако дан- «Names in Current Use» [Greuter et al., 1993]. ные вышеупомянутых каталогов также включают сведения о редких видах растений, культивируемых Конечно, вполне возможна публикация в ИПС в БС. В результате ИПС не позволяла корректно названий растении « как есть», однако данное об- проводить поиск по значительной группе таксонов. стоятельство существенно перегружает ИПС и сни- С 2001 г. БС начали предоставлять данные о своих жает ее производительность. Безусловно, использо- коллекциях в форматах локальных систем регист- вание той или иной системы есть прерогатива рации коллекционных фондов ( текстовые файлы, ботанического сада, однако мы рекомендуем при- ITF, «Калипсо»), что резко упростило механизм держиваться современных тенденций систематики подключения данных к ИПС. Разумеется, в посту- и классификации растений, а также рекомендаций, пающих сведениях присутствуют достаточно мно- изложенных в руководстве по ITF 2 [Wyse Jackson, гочисленные опечатки, ухудшающие впечатление 1997]. от пользования ИПС, что заставило нас особенно Существует два способа решения проблемы: внимательно относиться к уникальным таксонам, полная номенклатурная ревизия всех поступающих появляющимся после подключения новых баз. данных администраторами ИПС; распространение нового поколения программного обеспечения, по- По мере актуализации данных были выявлены и зволяющего легко осуществлять предварительный другие проблемы идентификации растений в кол- сбор и синхронизацию номенклатурных данных по лекциях. Зачастую трактовка вида, принятая в пер- IPNI. Пока нами используется первый подход, при воисточниках, не соответствует современному по- этом корректировка написания наименований ком- ниманию соответствующих таксонов. Хотя ряд из бинаций и их авторов в целях стандартизации про- таксономических расхождений непреодолим в изводится по IPNI, если данные изменения не про- принципе, поскольку в основе их лежит несходство тиворечат законно обнародованному названию точек зрения на те или иные виды у разных авторов, растения, данному российскими авторами [ Андрю- однако для ИПС была разработана база данных сенко и др., 2002]. В тех случаях, когда используе- [Прохоров, 2002 (а)], позволяющая связать семейст- мая автором комбинация не имеет аналогов в дан- ва с высшими таксономическими рангами согласно ном источнике, мы приняли решение обращаться А. Л. Тахтаджяну [Takhtajan, 1997; Тахтаджян, к авторам данных с просьбой прокомментировать 1986]. Переход от авторской систематики в формат наименование. Итогом данной номенклатурной ИПС осуществляется автоматически. Возникающие корректировки является происходящее в настоящее в этом случае таксономические расхождения между время наполнение ИПС синонимами, поиск по ко- ИПС и владельцем коллекций закономерны, но не торым также будет реализован. Данный подход по- принципиальны для пользователя ИПС, являющего- зволил провести исследование таксономической ся профессиональным ботаником или садоводом. репрезентативности коллекционных фондов в еди- Выбор приоритетной системы сосудистых растений ном формате. не был обусловлен таксономическими предпочте- ниями автора, тем более, что использование данно- Развитие интерфейса ИПС го подхода к Pinophyta [Бобров, 2002] и более при- для решения аналитических задач митивным сосудистым растениям достаточно В предыдущих работах [Прохоров, 2002 ( б, в)] спорно, но нами предусмотрена возможность при- анализировался процесс формирования информа- менения иных таксономических систем, при усло- ционного пространства ботанических садов, вклю- вии что соблюдается стандартное написание наиме- чающего номенклатурные и таксономические ре- нований комбинаций и их авторов по сетевой сурсы, локальные СУБД по коллекционным версии Index Kewensis [International Plant Names фондам; ИПС, обеспечивающие доступ к информа- Index, IPNI, http://www.ipni.org/searches/ query_ipni. ции о коллекциях. Совокупность данных ресурсов sml]. может быть эффективно использована для коорди- нации деятельности ботанических садов и для на- В качестве основного источника информации учных исследований в области мобилизации и со- для разработки метода переключения между раз- хранения биологического разнообразия ( ге- личными системами сосудистых растений, исполь- нетических ресурсов) растений. В последнее время зуются « USDA – APHIS – Concordance of Family акценты в области применения ИТ для нужд био- Names» [ http://www.inform.umd.edu/EdRes/ Coleges/ логических коллекций смещаются из области реги- LFSC/life_sciences/.plant_biology/usda/usdaf.html] и страции в область анализа данных [ Andreev et al., другие ресурсы, созданные James L. Reveal. На этом 2003]. Уже сейчас легко можно определить сады, же сайте представлен справочник по номенклатуре в которых культивируется тот или иной вид расте- семейств сосудистых растений с авторами, библио- ния, что позволяет планировать проведение сравни-
66 Prokhorov A. A., Andrjusenko V. V., Veretennikova J. V., Derusova O. V., Obuhova E. L., Shreders M. A. Hortus Botanicus, 2004, 2, P. 66–81
тельных исследований в различных интродукцион- ных, содержащую детальную информацию о ме- ных пунктах и определять оптимальные источники стности и объектах, размещенных на ней. для мобилизации исходного материала. Если опре- MapINFO предоставляет широкие возможности делить биоразнообразие как распределенные в про- по созданию карт, а также по управлению ими. Ис- странстве генетические ресурсы, то легко сделать пользуя разнообразные выборки в ней, можно бы- вывод, что одним из наиболее мощных инструмен- стро получить интересующую информацию, кото- тов анализа сущностей, распределенных по поверх- рая впоследствии используется для создания ГИС- ности планеты, являются геоинформационные сис- интерфейса. Используя встроенный язык Бейсик, темы (ГИС) [Андреев и др., 2003]. В ходе развития карты преобразуются в набор изображений и облас- ИПС появилась необходимость создания ГИС- тей, позволяющих активировать части карты, а так- интерфейса, позволяющего осуществлять выборку же показывать пояснения. После этого ГИС перево- ботанических садов по зонам устойчивости расте- дится в язык HTML, который обладает встроенной ний, регионам России, странам СНГ и другим гео- поддержкой работы с картой. После объединения графическим делениям. Такой подход позволяет всей информации по картам и создания интерфейса предварительно осуществить отбор группы садов, а управления формируется ГИС-ориентированная затем осуществлять поиск растений в указанных поисковая система. В будущем данные о картах пределах. Постепенно ИПС преобразуется в инфор- планируется перевести из статического состояния мационно-аналитическую систему, являющуюся (набор страниц) в базу данных ( дополнительные принципиально новым инструментом изучения и таблицы), которые будут извлекаться соответст- сохранения генетических ресурсов растений. Пер- вующими запросами. вый вариант ГИС-интерфейса информационно- поисковой системы «Ботанические сады России и со- Каждая карта представляет собой изображение предельных государств», представленный на рис. 1, определенной области, на которую нанесены зоны, реализован на сайте Комиссии по применению ин- позволяющие перейти к более глубокому уровню формацио нных технологий СБСР [http:- или производить поиск по точечным объектам ( го- //garden.karelia.ru/gis/ gis.shtml] с доступом по логи- рода, сады). К каждой карте привязан список садов, ну ‘ vvv’ без дополнительного пароля. Предполага- по которым производится поиск. Для поиска по те- ется в дальнейшем осуществлять регистрацию кущей карте необходимо ввести информацию о рас- пользователей данных информационных ресурсов. тении ( строчный или табличный поиск) и выбрать Перед рассмотрением отдельных примеров приме- категорию растений для поиска – при необходимо- нения ИТ следует обратить внимание на возмож- сти установить или снять метки « по открытому ность широкого доступа к другим аналитическим грунту», « по оранжерейным растениям», « по ред- ресурсам, созданным и используемым авторами. ким растениям». Следует отметить, что возможен Для успешного их применения необходимо распо- поиск сразу по нескольким категориям, для этого лагать доступом в сеть Интернет. Выход в инфор- следует отметить необходимые категории метками. мационное пространство ботанических садов реали- После этого надо устанавливать метку « учитывать зован на сайте СБСР [http://hortulanus. narod. выборку ГИС» и нажать кнопку «Поиск». Откроет- ru/bgr/bgr_r.htm]. Доступ к программе «Калипсо» ся новое окно с результатами поиска. Если метка (версия 4.85) [http://hortus.karelia.ru/com/soft.htm] на «учитывать выборку ГИС» не была установлена, то сайте Комиссии по применению информационных будет производиться поиск по всем садам, пред- технологий СБСР. ставленным в нашей базе данных. Для поиска по точечным объектам ( города и сады) необходимо Характерным отличием от обычного пользова- ввести название растения в поле строчного поиска, тельского интерфейса является поддержка выбора установить метки для категории поиска и нажать списка баз для поиска посредством карт (изображе- левой кнопкой мыши на объект, расположенный на ний). ГИС-интерфейс является надстройкой над карте. Если название не было введено, то будет пользовательским интерфейсом, со своей системой производиться поиск всех растений. Слева от карты запросов для выбора карт. На данном этапе разви- представлен список карт, по которым можно произ- тия система представляет собой набор страниц, ко- водить поиск. Название текущей карты под- торые подключаются, в зависимости от требуемой свечивается красным цветом. Соответственно выше карты, сервером посредством технологии SSI изображения таких карт поясняется их назначение.
(Server Side Include – включения на стороне серве- ра). На стороне клиента работа обеспечивается по- Для проведения исследований также использо- средством применения языка «Java Script», который валось программное средство собственной разра- определяет, к какой карте необходимо перейти, и ботки «Сканер данных ИПС». Это локальная систе- делает соответствующий запрос к серверу. Перво- ма на стороне клиента, производящая серию начально карты разрабатываются в программе Map- однотипных запросов к поисковой системе и объе- INFO и представляют собой графическую базу дан- диняющая результаты в единую таблицу. (табл. 1).
67
Таблица 1 Ботанические сады и интродукционные пункты России и сопредельных государств, сведения о которых используются для формирования ГИС- интерфейса ИПС
AR01; Ботанический сад ин-та ботаники НАН республики Арме- RU017; Горнотаёжная станция им. В. Л. Комарова, лаборатория нии; Ереван дендрологии; пос. Горнотаежное AZ01; Ботанический сад АН Азербайджана; Баку RU018; Дендрарий Сахалинской лесной опытной станции (Сах- AZ02; Мардаканский дендрарий ААН; Баку ЛОС ДальНИИЛХ); Долинск BY01; Центральный ботанический сад Национальной академии RU019; Ботанический сад-институт УрО РАН; Екатеринбург наук Беларуси (ЦБС НАНБ); Минск RU020; Ботанический сад Уральского ГУ; Екатеринбург EE01; Hortus Botanicus Tallinnensis Academiae Scientiarum Esto- RU021; Уральская гос. лесотехн. академия, Уральский сад лечеб- niae; Tallinn ных культур им. профессора Л. И. Вигорова; Екатеринбург EE02; Botanical Garden of Tartu University; Tartu RU022; Ботанический сад Удмуртской республики; Ижевск GE01; Центральный ботанический сад АН Грузии; Tbilisi RU023; Ботанический сад Удмуртского ГУ; Ижевск GE02; Батумский ботанический сад АН Грузии; Батуми RU024; Ботанический сад Иркутского ГУ; Иркутск GE03; Ботанический сад ин-та ботаники АН Республики Абха- RU025; Ботанический сад Марийского ГТУ; Йошкар-Ола зия; Сухуми RU026; Ботанический сад Казанского ГУ; Казань GE04; Абхазская научно-исследовательская лесная опытная RU027; Казанский зооботанический сад; Казань станция (АБНИЛОС); Очамчири RU028; Ботанический сад Калининградского ГУ; KG01; Ботанический сад имени Э. Гареева НАН КР; Калининград Бишкек RU029; Дендрарий ВНИИ агролесомелиорации (Камышин); KZ01; Ботанический сад института ботаники и фитоинтродукции Камышин Академии наук Республики Казахстан; Алматы RU030; Полярно-альпийский ботанический сад-институт; KZ02; Жезказганский ботанический сад Института ботаники и Кировск фитоинтродукции МНО РК; Жезказган RU031; Дендрарий Кубанского ГАУ; Краснодар KZ03; Мангышлакский экспериментальный ботанический сад RU032; Ботанический сад Кубанского ГУ; Краснодар МОиН РК (МЭБС МОиН РК); Актау RU033; Дендрарий Адыгейского ГУ; Майкоп KZ04; Ботанический сад института фитохимии; Караганда RU034; Горный Ботанический сад ДНЦ РАН; Махачкала KZ05; Алтайский ботанический сад НАН Республики RU035; Федеральное государственное унитарное предприятие – Казахстан; лесостепная опытно-селекционная станция; пос. Мещерка LT01; Botanic garden of Vilnus University; Vilnius RU036; Главный ботанический сад им. Н. В. Цицина РАН; LT02; Hortus Botanicus Kaunensis Vitautus Magnus Universitas; Москва Kaunas RU037; Ботанический сад МГУ им. Ломоносова; Москва LT04; Botanic garden of Siauliai University; Siauliai RU038; Дендрологический сад им. Р. И. Шредера и Ботаниче- LT05; Botanikos sodas, Klaipedos Universitetas; Klaipeda ский сад им. С. И. Ростовцева Московской сельскохозяйственной LV01; National Botanical Garden (Laboratorium dendroflorae), Lat- академии им. К. А. Тимирязева; Москва vian Academy of Sciences; Salaspils RU039; Ботанический сад ВИЛАР; Москва LV02; Hortus Botanicus Universitatis Latviensis; Riga RU040; Ботанический сад лекарственных растений ММА LV03; Arboretum Kalsnava 'Ciekurkalta'; им. И. М. Сеченова; Москва ML01; Ботанический сад Института ботаники АН Молдовы; RU041; Кабардино-Балкарский республиканский ботанический Кишинев сад; с. Декоративные культуры RU000; МУП питомник-дендропарк; Соликамск RU042; Ботанический сад Кабардино-Балкарского ГУ; Нальчик RU001; Дендрологический сад СНИИЛХ; Архангельск RU043; Ботанический сад Нижегородского гос. университета; RU002; Дендрологический сад Архангельского государственного Нижний Новгород технического университета (АГТУ); Архангельск RU044; Сахалинский ботанический сад ДВО РАН; Южно- RU003; Южно-Сибирский ботанический сад Алтайского ГУ; Сахалинск Барнаул RU045; Центр. сибирский ботанический сад СО РАН; Новоси- RU004; Дендрологический сад НИИ садоводства Сибири им. бирск М. А. Лисавенко; Барнаул RU046; Дендрологический сад Новосибирского с/х института; RU005; Дендрологический сад Новосибирской зональной плодо- Новосибирск во-ягодной опытной станции (ЗПЯОС) им. И. В. Мичурина; RU047; Дендрологический парк Ботанического лесничества Бердск-8 Новосибирского лесхоза; Новосибирск RU006; Амурский ботанический сад, Амурский КНЦ ДВО РАН; RU048; Ботанический сад Омского ГАУ; Омск Благовещенск RU049; Ботанический сад им. И. И. Спрыгина Пензенского ГПИ RU007; Ботанический сад-институт ДВО РАН; Владивосток им. В. Г. Белинского; Пенза RU008; Ботанический сад Горского государственного аграрного RU050; Ботанический сад Пензенского с/х. института; Пенза университета; Владикавказ RU051; Переславский дендрологический сад Национального RU009; Ботанический сад Волгоградского государственного парка 'Плещеево озеро'; Переславль-Залесский педагогического университета; Волгоград RU052; Ботанический сад им. проф. А. Г. Генкеля RU010; Дендрарий Волжско-Донского судоход. канала им. Пермского ГУ; Пермь В. И. Ленина; Волгоград RU053; Ботанический сад Петрозаводского ГУ; RU011; Дендрарий ВНИИ агролесомелиорации (Волгоград); Петрозаводск Волгоград RU054; Ивантеевский дендрологический парк RU012; Ботанический сад им. Б. М. Козо-Полянского Воронеж- им. академика А. С. Яблокова; пос. Ивантеевка ского ГУ; Воронеж RU055; Ботанический сад Пятигорской гос. фармакадемии; RU014; Агробиосад Вятского государственного гуманитарного Пятигорск университета; Киров RU056; Пятигорская эколого-ботаническая станция БИН РАН RU015; Гончарский дендрологический парк им. П. В. Букреева; (Перкальский арборетум); Пятигорск, Гончарка RU057; Ботанический сад Родниковского ПТД; Родники RU016; Биостанция Горно-Алтайского ГУ; Горно-Алтайск RU058; Дендрологический парк курортного комплекса «Русь»; Сочи
68 Prokhorov A. A., Andrjusenko V. V., Veretennikova J. V., Derusova O. V., Obuhova E. L., Shreders M. A. Hortus Botanicus, 2004, 2, P. 66–81
RU059; Ботанический сад Ростовского ГУ; Ростов-на-Дону RU100; Арборетум «Уральский»; Екатеринбург RU060; Дендрарий Волжско-Камского государственного запо- RU101; Дендрарий Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН; ведника; пос. Садовый Красноярск RU061; Ботанический сад Самарского ГУ; Самара RU102; Дендрарий Крапивенского лесхозтехникума; Щекинский RU062; Ботанический сад Мордовского ГУ им. Огарева; Саранск район. RU063; Ботанический сад Саратовского ГУ; Саратов RU103; Крымская опытно-селекционная станция ВНИИР; RU064; Дендрарий НИИ сельского хозяйства Юго-Востока; Са- Крымск ратов RU104; Чебоксарский ботанический сад; Чебоксары RU065; Дендрарий Амурской лесной опытной станции; RU105; Институт биологии Бурятского НЦ СО РАН; Улан-Удэ пос. Свободный RU106; Дендрарий Мурманского государственного технического RU066; Ботанический сад БИН РАН им В. Л. Комарова; Санкт- университета, кафедра биологии и микробиологии; Мурманск Петербург RU107; Ботанический сад Ивановского государственного уни- RU067; Ботанический сад СПБГУ; Санкт-Петербург верситета; Иваново RU068; Ботанический сад Санкт-Петербургской государственной RU108; Ботанический сад Белгородского государственного уни- лесотехнической академии; Санкт-Петербург верситета; Белгород RU069; Ботанический сад Соловецкого историко-архитектурного RU110; Кафедра фармакогнозии с курсом ботаники Ярославской музея-заповедника; остров Соловки государственной медицинской академии; Ярославль RU070; Субтропический ботанический сад Кубани; Сочи RU111; Дендрарий Бирского государственного педагогического RU071; Сочинский Дендрарий НИИ горного лесоводства института Республики Башкортостан; Бирск и экологии леса (НИИ Горлесэкол) Федеральной службы лесного RU112; Астраханская опытная станция ВНИИР; Астрахань хозяйства России; Сочи RU113; Кубанская опытная станция ВНИИР; Краснодар RU072; Дендрологический парк «Южные Культуры»; Сочи RU114; Майкопская опытная станция ВНИИР; Майкоп RU073; Дендрологический парк ОАО «Санаторий им. RU115; Павловская опытная станция ВНИИР; Павловск М. В. Фрунзе»; Сочи RU116; Полярная опытная станция ВНИИР; Апатиты RU074; Парки Большого Сочи; Сочи RU117; Зейская опытная станция ВНИИР; Зея RU075; Ставропольский ботанический сад; Ставрополь RU118; Екатерининская опытная станция ВНИИР; с. Екатерини- RU076; Ботанический сад Института биологии Коми НЦ УрО но РАН; Сыктывкар RU119; Волгоградская опытная станция ВНИИР; Красносло- RU077; Ботанический сад Сыктывкарского ГУ; Сыктывкар бодск RU078; Ботанический сад Тверского ГУ; Тверь RU120; Московское отделение ВНИИР; пос. Михнево RU079; Сибирский ботанический сад Томского ГУ; Томск RU121; Дальневосточная опытная станция ВНИИР; Владивосток RU080; Ботанический сад-институт Уфимского НЦ РАН; Уфа RU122; Дагестанская опытная станция RU081; Дендрарий ДальНИИЛХ; Хабаровск RU123; Дендрологический парк-выставка; Екатеринбург RU082; Дендрарий Кулундинской СХОС; пос. Целинный RU124; Дендрарий контрольно-семенной опытной станции; RU083; Чебоксарский филиал ГБС РАН; Чебоксары Пушкин RU084; Забайкальский ботанический сад, филиал ЦСБС СО RU125; Ботаническая коллекция биофак-та Тюменского госуни- РАН; Чита верситета; Тюмень RU085; Ботанический сад Красноярского ГУ; Красноярск TD01; Центральный ботанический сад института ботаники АН RU086; Ботанический сад Института биологических проблем Таджикистана; Душанбе криолитозоны СО РАН; Якутск TD02; Ботанический сад Таджикского ГУ (БС ТГУ); Душанбе RU087; Ботанический сад Ярославского государственного педа- UA01; Ботанический сад Днепропетровского университета; гогического университета им. К. Д. Ушинского; Ярославль Днепропетровск RU088; Дендрарий НИИ аграрных проблем Хакасии; UA02; Ботанический сад им. акад. О. Фомина; Киев пос. Зеленое UA03; Национальный ботанический сад им. Н. Н. Гришко НАН RU089; Бакчарский опорный пункт северного садоводства; Бак- Украины; Киев чарский р-н, с. Бакчар UA04; Донецкий ботанический сад НАН Украины (ДБС НАН RU090; Северо-восточный ботсад Института биологических Украины); Донецк проблем Севера Северо-Восточного НЦ ДВО РАН; Магадан UA05; Ботанический сад Харькивского национального универси- RU091; Ботанический сад МГУ «Аптекарский огород»; Москва тета им. В. Н. Каразина; Харьков RU092; Орловская зональная плодово-ягодная станция; Орел UA06; Никитский Ботанический сад – Национальный научный RU093; Кузбасский ботанический сад, филиал ЦСБС СО РАН; центр; Ялта Кемерово UA07; Дендрологический парк; Умань RU094; Горно-Алтайский ботанический сад, филиал ЦСБС СО UA08; Криворожский ботанический сад НАН Украины; Кривой РАН; с. Камлак Рог RU095; Ботанический сад им. В. М. Крутовского Сибирского UA09; Дендропарк 'Александрия' НАН Украины; Белая Церковь государственного технологического университета; Красноярск RU096; Учебный полигон – ботанический сад Якутского госу- UA10; Ботанический сад Одесского национального университета дарственного университета; Якутск им. И. И. Мечникова; Одесса RU097; Институт биологических проблем Севера ДВО РАН; UA11; Ботанический сад Львовского университета им. Ивана Магадан Франко; Львів RU098; Ботанический сад Всероссийский научно- UA12; Днепропетровский Ботанический сад; Днепропетровск исследовательский институт растениеводства им. UZ01; Ботанический сад им. Ф. Н. Русанова, НПО «Ботаника» Н. И. Вавилова; Санкт-Петербург АН РУз; Ташкент RU099; ВНИИ садоводства им. И. В. Мичурина; Мичуринск
69 Развитие информационных технологий для нужд ботанических садов Elaboration of information technologies for needs of botanical gardens
Сканер используется для анализа распределения различаются по ряду климатогеографических ха- растений по различным критериям, что во много раз рактеристик. сокращает трудоемкость сбора и обработки инфор- Использование ГИС-интерфейса ИПС позволя- мации. Обработка производится в выбранном так- ет осуществить сравнительный анализ коллекций сономическом ранге (класс, порядок, и т. д.). БС, находящихся в разных географических районах. Данные представляют список названий соот- Коды БС, приведенные в таблице 1, приняты для ветствующего таксономического ранга. Есть список использования только в ИПС, но могут быть полез- вариабельных параметров для уточнения парамет- ны пользователям ИПС для выполнения аналитиче- ров поиска (в каких БС осуществлять поиск, в каких ских исследований с применением сложных запро- типах коллекций – открытый грунт, оранжереи, сов в режиме интерфейса администратора ИПС. редкие растения) для каждого элемента списка дан- Первая версия ГИС-интерфейса позволяет произве- ных. В итоге формируется таблица, где по вертика- сти анализ по региональным отделениям СБСР, по ли располагаются элементы списка данных, а по странам и регионам РФ, по диапазонам географиче- горизонтали – элементы списка параметров. В ячей- ской широты, по зонам температурной устойчиво- ке пересечения размещается результат запроса для сти растений (рис. 1). Данные температурные зоны этого элемента данных и параметра поиска. Для (зоны Редера) выделены согласно [Rehder, 1949 ] и реализации использовалась технология HTA и код картам зон температурной устойчивости рас- на языке 'Java Script', на котором реализована обра- тений ( ТЗ), представленным на сайте USDA ботка начальных данных, выполнение и получение [http://www.plantideas.com/zone/], которые базиру- результатов запросов, их вывод в виде таблицы. ются на лимитирующем интродукцию растений Ботанические сады, данные о коллекциях которых параметре – средней минимальной зимней темпера- включены в ИПС, локализованы в регионах России, туре. Характеристики ТЗ приведены в таблице 2.
Таблица 2 Число ботанических садов и интродукционных пунктов России (БС) и характеристики температур- ных зон (ТЗ) устойчивости растений, принятые Департаментом сельского хозяйства США (USDA) [http://www.thegardenlink.com/ html/USDA_map.htm] Средняя минимальная годовая Средняя минимальная годовая ТЗ БС температура ТЗ БС температура Температура °C Температура °F Температура °C Температура °F 1 3 ниже -45.5 ниже -50 7a -15.0 – -17.7 5–0 2a 5 -42.8 – -45.5 -45 – -50 10 2b -40.0 – -42.7 -40 – -45 7b -12.3 – -15.0 10–5 3a 32 -37.3 – -40.0 -35 – -40 8a 0 -9.5 – -12.2 15–10 3b -34.5 – -37.2 -30 – -35 8b -6.7 – -4.0 20–15 4a 40 -31.7 – -34.4 -25 – -30 9a -3.9 – -6.6 25–20 5 4b -28.9 – -31.6 -20 – -25 9b -1.2 – -3.8 30–25 5a 20 -26.2 – -28.8 -15 – -20 10a 1.6 – -1.1 35–30 0 5b -23.4 – -26.1 -10 – -15 10b 4.4 – 1.7 40–35 6a 7 -20.6 – -23.3 -5 – -10 11 0 выше 4.4 выше 40 6b -17.8 – -20.5 0 – -5
Представление шкалы Фаренгейта здесь необ- на интродукционный (мобилизационный) потенци- ходимо для сопоставления температурных зон при ал каждого БС необходимо включить в ИПС сведе- выборе источника исходного материала для моби- ния о климатических характеристиках, описанных лизации за пределами Европы и России. Оценка по единой форме. Распределение БС по географиче- числа интродукционных пунктов в каждой темпера- ской широте позволяют отразить совокупное влия- турной зоне определялась из данных ГИС, в связи с ние продолжительности светового дня и инсоляции. отсутствием точных климатических характеристик Данный параметр также включает и температурный каждого БС по данному параметру. Для более де- фактор, что еще более усложняет его использование тального анализа влияния экологических факторов для аналитических целей.
70 Prokhorov A. A., Andrjusenko V. V., Veretennikova J. V., Derusova O. V., Obuhova E. L., Shreders M. A. Hortus Botanicus, 2004, 2, P. 66–80
й и
н . е » т с С а П р
И и « т
с в
о х в я и и ч ц й к о е т л с л у
о к м
а х н и о о з
в с м
о ы
н я р и у н т е а д р е е в п с
м е е и т
ш о в п
и в в т а с т р с а о д д у е с р о п г ,
х С ы Б
н ы ь л н е а з д а е к р п У
о . с 1
и е
ц и и и л с б с а о т Р
в
С ы Б
н е е и д н е е в л и е р д п е
р С п с Б
а Р ы
. д 1 о
. К с и Р
71 Развитие информационных технологий для нужд ботанических садов Elaboration of information technologies for needs of botanical gardens
MAGNOLIOPSIDA
Lamiidae Asteridae 163 164 165 166 167 154 155 156 157 Cornidae 170 171 172 173 174 158 159 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 160 162 163 147 148 149 150 168 151 152 153 169 Rosidae Dilleniidae 93 94 95 96 97 98 99 100 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 108 109 110 111 112 113 114 115 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 116 117 118 119 120 121 122 67 68 69 70 71 72 124 125 126 127 128 129 130 73 74 75 76 101 102 103 87 88 89 104 105 65 66 131 132 91 92 133 134 53 106 64 107 90 123 135 Caryophyllidae 136 32 Hamamelididae 33 Ranunculidae 36 37 38 34 23 24 25 26 27 28 29 30 31 44 45 46 35 50 51 52 Magnoliidae 42 43 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nelumbonidae 47 48 12 13 14 22 39 15 16 40 17 18 Nymphaeidae 41 10 19 20 49 11 21
76 - 100 % LILIOPSIDA Aridae 51-75 % 227 228 26-50 % Commelinidae 229 1-25 % 202 203 204 205 206 230 0% 198 199 200 201 Arecidae 231 210 211 212 213 214 195 196 197 Число 193 194 Таксон порядков 208 209 Triurididae в выборке 207 225 226
MAGNOLIOPSIDA 135 Liliidae 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 LILIOPSIDA 41
Alismatidae 215 216 217 218 219 220 222 223 224
Рис. 2. Таксономическое разнообразие коллекций ботанических садов России. Коды порядков приве- дены в таблице 3
72 Prokhorov A. A., Andrjusenko V. V., Veretennikova J. V., Derusova O. V., Obuhova E. L., Shreders M. A. Hortus Botanicus, 2004, 2, P. 66–80
Таблица 3 Нумерация порядков Magnoliophyta
№ Порядок № Порядок № Порядок № Порядок № Порядок 1 Magnoliales 48 Corylales 94 Saxifragales 140 Cornales 186 Asparagales 2 Winterales 49 Casuarinales 95 Cephalotales 141 Garryales 187 Xanthorrhoeales 3 Canellales 50 Myricales 96 Greyiales 142 Aucubales 188 Hanguanales 4 Illiciales 51 Rhoipteleales 97 Francoales 143 Griseliniales 189 Stemonales 5 Austrobaileyales 52 Juglandales 98 Haloragales 144 Eucommiales 190 Smilacales 6 Eupomatiales 53 Dilleniales 99 Podostemales 145 Aralidiales 191 Dioscoreales 7 Annonales 54 Paracryphiales 100 Gunnerales 146 Torricelliales 192 Taccales 8 Myristicales 55 Theales 101 Rosales 147 Helwingiales 193 Bromeliales 9 Aristolochiales 56 Hypericales 102 Crossosomatales 148 Araliales 194 Velloziales 10 Lactoridales 57 Physenales 103 Chrysobalanales 149 Pittosporales 195 Philydrales 11 Piperales 58 Medusagynales 104 Anisophylleales 150 Byblidales 196 Pontederiales 12 Laurales 59 Ochnales 105 Rhizophorales 151 Viburnales 197 Haemodorales 13 Calycanthales 60 Elatinales 106 Myrtales 152 Adoxales 198 Musales 14 Chloranthales 61 Ancistrocladales 107 Fabales 153 Dipsacales 199 Lowiales 15 Hydnorales 62 Dioncophyllales 108 Sapindales 154 Campanulales 200 Zingiberales 16 Rafflesiales 63 Lecythidales 109 Tropaeolales 155 Goodeniales 201 Cannales 17 Cynomoriales 64 Sarraceniales 110 Sabiales 156 Stylidiales 202 Commelinales 18 Balanophorales 65 Nepenthales 111 Connarales 157 Menyanthales 203 Mayacales 19 Hydropeltidales 66 Droserales 112 Rutales 158 Calycerales 204 Xyridales 20 Nymphaeales 67 Actinidiales 113 Leitneriales 159 Asterales 205 Rapateales 21 Ceratophyllales 68 Ericales 114 Coriariales 160 Gentianales 206 Eriocaulales 22 Nelumbonales 69 Diapensiales 115 Burserales 161 Rubiales 207 Hydatellales 23 Lardizabalales 70 Bruniales 116 Linales 162 Apocynales 208 Juncales 24 Menispermales 71 Geissolomatales 117 Oxalidales 163 Solanales 209 Cyperales 25 Berberidales 72 Fouquieriales 118 Geraniales 164 Convolvulales 210 Flagellariales 26 Ranunculales 73 Styracales 119 Biebersteiniales 165 Polemoniales 211 Restionales 27 Circaeasterales 74 Sapotales 120 Balsaminales 166 Boraginales 212 Centrolepidales 28 Hydrastidales 75 Myrsinales 121 Zygophyllales 167 Limnanthales 213 Poales 29 Glaucidiales 76 Primulales 122 Vochysiales 168 Loasales 214 Arecales 30 Paeoniales 77 Violales 123 Corynocarpales 169 Oleales 215 Butomales 31 Papaverales 78 Passiflorales 124 Brexiales 170 Scrophulariales 216 Hydrocharitales 32 Caryophyllales 79 Caricales 125 Parnassiales 171 Lamiales 217 Najadales 33 Gyrostemonales 80 Salicales 126 Celastrales 172 Callitrichales 218 Alismatales 34 Polygonales 81 Tamaricales 127 Salvadorales 173 Hydrostachyales 219 Aponogetonales 35 Plumbaginales 82 Cucurbitales 128 Icacinales 174 Hippuridales 220 Juncaginales 36 Trochodendrales 83 Begoniales 129 Metteniusales 175 Melanthiales 221 Potamogetonales 37 Cercidiphyllales 84 Capparales 130 Cardiopteridaceae 176 Colchicales 222 Posidoniales 38 Eupteleales 85 Moringales 131 Medusandrales 177 Trilliales 223 Cymodoceales 39 Myrothamnales 86 Batales 132 Santalales 178 Liliales 224 Zosterales 40 Hamamelidales 87 Cistales 133 Rhamnales 179 Alstroemeriales 225 Petrosaviales 41 Barbeyales 88 Elaeocarpales 134 Elaeagnales 180 Iridales 226 Triuridales 42 Daphniphyllales 89 Malvales 135 Proteales 181 Tecophilaeales 227 Arales 43 Balanopales 90 Urticales 136 Vitales 182 Burmanniales 228 Acorales 44 Didymelales 91 Euphorbiales 137 Hydrangeales 183 Hypoxidales 229 Cyclanthales 45 Buxales 92 Thymelaeales 138 Desfontainiales 184 Orchidales 230 Pandanales 46 Simmondsiales 93 Cunoniales 139 Roridulales 185 Amaryllidales 231 Typhales 47 Fagales
73 Развитие информационных технологий для нужд ботанических садов Elaboration of information technologies for needs of botanical gardens
и 38 БС в ТЗ 4) , равная величина числа представ- Таксономическое разнообразие ленных порядков показывает незначительное влия- коллекций ботанических садов ние разницы средней минимальной зимней темпе- К началу 2004 г. ИПС «Ботанические коллекции ратуры в интервале от –29 °С до –40 ° С на России и сопредельных государств» включает: таксономическое разнообразие на уровне высших 83 573 образца и 28 882 таксона в открытом грунте; таксономических рангов. 17 354 образца и 12 109 таксонов в коллекциях оранжерей; 2 718 образцов и 855 таксонов редких 200
a ТЗ 5 растений. Эти сведения относятся к 88 коллекциям, t 180 y ТЗ 9 h
в том числе к 72 российским. База по коллекциям p 160 o
i ТЗ 3 сопровождается сведениями о 164 БС и других ин- l ТЗ 4 o 140
n ТЗ 7
тродукционных пунктах России и сопредельных g
a 120
государств, сведения о которых используются для M ТЗ 6 ТЗ 2 в 100
формирования ГИС-интерфейса ИПС, и прочих ин- о к
д 80 ТЗ 1
тродукционных пунктах, на основе чего создан я р
ГИС-интерфейс ИПС. Совокупная коллекция БС о 60 п
России включает 31 140 таксонов сосудистых рас- о 40 л с
тений, в т. ч. 12 480 культиваров (сортов). С точки и 20 Ч зрения специалистов в области систематики расте- 0 ний, сохранения биоразнообразия и ряда других Зоны температурной устойчивости растений ботанических дисциплин и экологии, значение име-
ет разница между данными цифрами, отражающая Рис. 3. Таксономическое разнообразие наличие в коллекциях БС России более 17 500 уни- Magnoliophyta в открытом грунте БС России кальных видов и разновидностей.
Для оценки таксономического разнообразия бо- Ситуация с БС юга России (ТЗ 6–9) может быть танических коллекций мы использовали соотноше- связана с незначительным числом БС (7 БС в ТЗ 6, ние между числом классов, порядков и семейств 10 БС в ТЗ 7, 6 БС в ТЗ 9) или с их узкой спе- Magnoliophyta согласно А. Л. Тахтаджяну ( Takhta- циализацией. Аналогичная ситуация с ТЗ 5 компе н- jan, 1997) и данными, представленными в «ИПС». сируется наличием крупнейших коллекций Для оценки в пределах подкласса используется от- страны – ГБС РАН и БС БИН РАН. Потенциал ношение числа семейств данного порядка для пред- ТЗ 6 –9 для интродукционной работы может быть ставленной выборки к общему числу семейств для наглядно продемонстрирован на примере типичной данного порядка. На рис. 2. представлены суммар- таксономической группы субтропического и тропи- ные данные по коллекциям БС России для ческого регионов. Из диаграммы (рис. 4) видно, что Magnoliophyta. Выявлено наличие значительных объем коллекций Magnoliidae открытого грунта, таксономических лакун. Из 175 порядков Magno- увеличивается в интервале от ТЗ 3 до ТЗ 9. liopsida представлено 135, из 56 порядков Liliop- sida – 41. Составлен перечень порядков, отсутст- вующих в коллекциях БС России. Большая часть 25
e TЗ 9 отсутствующих порядков представлена растениями a d i
i 20 тропического региона, и, следовательно, должна l o n
быть поставлена задача по пополнению оранжерей- g
a 15
ных коллекций. M
в о
Рассмотрим коллекции БС России в различных д 10 TЗ 5 TЗ 7 о
р TЗ 4 TЗ 6 зонах температурной устойчивости растений. БС о TЗ 3 л 5
локализованы в регионах России, различающихся с и
по климатическим условиям. Использование ГИС- Ч интерфейса « ИПС» позволяет осуществить сравни- 0 тельный анализ коллекций БС, находящихся в раз- Зоны температурной устойчивости ных ТЗ, путем отбора списка анализируемых БС, растений сопряженного с картами. Карта ( рис. 1) и данные (таб. 2) демонстрируют неравномерность распреде- Рис. 4. Таксономическое разнообразие Magnoliidae ления БС России по ТЗ. в открытом грунте БС России Число представленных порядков Magnoliophyta в коллекциях БС в открытом грунте в различных ТЗ Magnoliidae включают 324 рода, относящиеся к представлено на рис. 3. Учитывая достаточно боль- 39 семействам 18 порядков (Takhtajan, 1997). Если шое число анализируемых коллекций (32 БС в ТЗ 3
74 Prokhorov A. A., Andrjusenko V. V., Veretennikova J. V., Derusova O. V., Obuhova E. L., Shreders M. A. Hortus Botanicus, 2004, 2, P. 66–80
исключить из анализа семейства, отсутствующие в ких таксономических рангов. Рассмотрена возмож- коллекциях БС России, остается 270 родов, из кото- ность применения «ИПС» для анализа коллекций на рых в коллекциях оранжерей представлено 19 %, примере относительно небольших по числу родов в открытом грунте – 9 % родов. семейств: Betulaceae, Salicaceae, Cupressaceae и Magnoliaceae. Выбор был обусловлен априорным Из диаграммы (рис. 4) отчетливо видна необхо- предположением о различном характере зависимо- димость создания крупных БС на юге России, в сти полноты коллекций от экологических факторов первую очередь в ТЗ 6–9. В этом случае будет зна- для данных таксономических групп. чительно увеличена полнота коллекций более высо-
Таблица 4 Число таксонов Cupressaceae в БС России РОД ВСЕ ОГ ЗГ TЗ TЗ TЗ TЗ TЗ TЗ TЗ 2 3 4 5 6 7 9 Actinostrobus Miq. 1 1 Callitris Vent. 7 2 7 1 1 Calocedrus Kurz 4 4 3 4 Chamaecyparis Spach 110 83 50 14 11 18 30 25 71 х Cupressocyparis Dallim. 1 1 1 Cupressus L. 68 61 28 2 61 Juniperus L. 100 96 18 1 31 27 44 50 36 68 Arceuthos Antoine & Kotschy 1 1 1 Libocedrus Endl. 2 2 1 1 Austrocedrus Florin & Boutelje 1 1 Microbiota Kom. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Tetraclinis Mast. 1 1 1 1 Thuja L. 96 96 17 47 53 48 61 35 68 Platycladus Spach 18 16 4 1 1 1 5 7 13 Thujopsis Siebold & Zucc. 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Widdringtonia Endl. 4 1 4 1 Примечания. ВСЕ – в целом; ОГ – в открытом грунте; ЗГ – в оранжереях; ТЗ 1–9 – в открытом грунте.
Анализ итогов интродукции Cupressaceae Для рода Magnolia L. коллекция открытого (табл. 4) показал отсутствие 5 родов (Diselma Hook. грунта значительно превышает аналогичную кол- f.; Fitz-roya Hook. f. ex Lindl.; Fokienia A. Henry & лекцию оранжерей. Это может быть связано с раз- H. H. Thomas; Neocallitropsis Florin; Pilgerodendron мерами представителей данного рода, не позво- Florin) в коллекциях БС России. Только в закрытом ляющими содержать значительное число образцов в грунте в коллекциях оранжерей БС БИН РАН пред- оранжереях. Анализ показывает, что из 40 пред- ставлены два рода: Austrocedrus Florin & Boutelje, ставленных в открытом грунте таксонов 39 культи- Actinostrobus Miq. Исключительно в открытом вируется в ТЗ 9. Сравнимыми коллекциями, обла- грунте представлены х Cupressocyparis Dallim. и дают Субтропический БС Кубани, Сочинский Libocedrus Endl. Наибольшее количество родов дендрарий и дендрологический парк «Южные куль- данного семейства представлены в коллекции Суб- туры». Рассматриваемый род представлен в круп- тропического ботанического сада Кубани. ных коллекциях The Holden Arboretum и Arnold Arboretum ( США) 130 и 90 таксонами соответст- Можно утверждать, что подавляющее большин- венно. Сравнение таксономического состава этих ство таксонов Cupressaceae, отсутствующих в на- коллекций с нашими данными показывает отсутст- стоящее время в коллекциях российских интродук- вие в БС России 31 вида и разновидности и 85 сор- ционных центров, могут культивироваться в районе тов. Северного Кавказа, преимущественно на его черно- морском побережье. С помощью поисковой систе- Интерес к семейству Salicaceae Mirb. опреде- мы «Multisite» нами осуществлен поиск потенци- лялся коллекционной политикой БС ПетрГУ. В по- альных доноров отсутствующих таксонов следние годы, в связи с развитием технологий ути- Cupressaceae для ТЗ 9 ( район Сочи). Рассмотрено лизации растительной биомассы, в ряде стран пространственное распределение отдельных родов. активизировались селекционные работы с родом Для Chamaecyparis, Juniperus, Platycladus характер- Salix L. – Ива, отдельные представители которого но увеличение числа таксонов в южных ТЗ. Таксо- являются одними из наиболее быстрорастущих дре- ны ряда родов представлены только в ТЗ 7–9. весных пород в условиях умеренного климата
75 Развитие информационных технологий для нужд ботанических садов Elaboration of information technologies for needs of botanical gardens
(Pohjonen, 1991). Остается востребованным и тра- мальна в ТЗ 3. «ИПС» помогает выявить результаты диционное применение ивы (опыт работы в Ботани- успешной интродукции. Данные о количестве так- ческом саду ПетрГУ показывает, что в Карелии наи- сонов в ближайших интродукционных пунктах по- больший интерес вызывают декоративные и зволяют легко выявить оптимального донора. В ка- корзиночные культивары). Возникает потребность в честве оптимального источника посадочного расширении ассортимента сортов, а в связи с этим – материала для интродукции вполне могут рассмат- в инвентаризации генетических ресурсов с после- риваться наиболее богатые коллекций в пределах дующим вовлечением перспективного материала одной ТЗ. Обычно наиболее полная коллекция под- в селекционный процесс. разумевает наличие в саду квалифицированного специалиста по данной группе растений. Следова- В коллекциях БС все 266 таксонов Salicaceae тельно, эта коллекция определена наиболее кор- Mirb. представлены в открытом грунте ( табл. 5). ректным образом. Для рода Salix L. такая коллекция Экологический оптимум для представителей данно- создана в Екатеринбурге ( Беляева, Шабурова, Дья- го семейства наблюдается в ТЗ 3 –4, где выявлено ченко, 2000). более 140 таксонов. Коллекция рода Salix L. макси- Таблица 5 Salicaceae Mirb. в БС России РОД О Г TЗ TЗ TЗ TЗ TЗ TЗ TЗ TЗ 1 2 3 4 5 6 7 9 Chosenia Nakai 1 1 1 1 1 Populus L. 54 5 4 31 32 30 17 16 14 Salix L. 211 8 8 158 101 73 21 21 7 Примечания. ОГ – в открытом грунте; ТЗ 1–9 – в открытом грунте. В отечественных коллекциях БС представлены образцами различного происхождения ( Редкие и два рода семейства Betulaceae Gray, оптимальные исчезающие виды природной флоры, 1983). условия для которых лежат в интервале ТЗ 3 –5. С целью анализа современного состояния работ Крупнейшие коллекции рода Betula L. находятся в по сохранению растений ex situ в БС России исполь- ГБС РАН, а рода Alnus L. – в БС Санкт- зовались ресурсы « ИПС». В связи с расхождением Петербургской государственной лесотехнической оценки категории состояния вида в природе (стату- академии им. С. М. Кирова. Род Betula L. в коллек- са вида) был получен список таксонов, находящих- циях БС России в целом представлен 92 таксонами, ся под угрозой исчезновения по данным IUCN исключительно в коллекциях открытого грунта. (Walter, Gillett, 1997) и включенных в БД WCMC , Таблица 6 показывает число представителей ро- для которых статус дан согласно стандартам, да Betula L. в наиболее полных коллекциях. Данные принятым IUCN до 1994 г. Полученный список коллекции включают и уникальные таксоны, пред- включал 100 таксонов, представленных во флоре ставленные только в одном БС. Для коллекций с России. Подключение данной информации, а также незначительным числом таксонов уверенность в списка видов флоры, на которые наложен запрет корректном определении снижается, в связи с этим и ограничения на торговлю согласно CITES приведены списки уникальных таксонов только для (http://www.cites.org/eng/resources/species.html), и основных коллекций. списка сосудистых растений из Красной книги РСФСР (1988) позволяет проанализировать работу Выявление таких таксонов, зачастую исключи- по сохранению видов в БС России. тельно требовательных к экологическим условиям, позволит привлечь к ним внимание владельцев кол- По ИПС «Ботанические коллекции России и со- лекций. Необходимо увеличивать число образцов предельных государств» в БС России представлены данного таксона различного происхождения для 28 таксонов из 100 включенных в список IUCN. 5 из формирования устойчивой коллекции. Кроме того, этих 28 таксонов не включены в Красную книгу необходимо привлечь ботанические сады, находя- РСФСР (1988). 62 таксона из списка IUCN включе- щиеся в аналогичных экологических условиях, к ны в Красную книгу РСФСР (1988). Особое внима- созданию дубликатов данных коллекций уникаль- ние следует обратить на таксоны, имеющие статус ных таксоновВыявление видов, нуждающихся в Ex/E, E, V, R (IUCN Red List Categories, 1994), из защитных мероприятиях ex situ. В БС России соб- числа которых в БС России культивируются только: раны значительные коллекции редких и исчезаю- Allium microbulbum Prokh. (EX/E); Allium regelianum щих растений. В начале 1980-х гг. в БС бывшего A. Beck. (R); Galanthus lagodechianus Kem.-Nath. СССР выращивались 1 117 нуждающихся в охране (R); Iris acutiloba C. A. Mey (E); Amphoricarpos ele- видов растений, которые были представлены 5 000 gans Albov (V); Brachanthemum baranovii (Krasch. & P. Poljakov) Krasch. (V); Erigeron compositus Pursh
76 Prokhorov A. A., Andrjusenko V. V., Veretennikova J. V., Derusova O. V., Obuhova E. L., Shreders M. A. Hortus Botanicus, 2004, 2, P. 66–80
(R); Isatis jacutensis (N. Busch) N. Busch. (R); Betula ным, из 81 таксона флоры России, найденных в raddeana Trautv. (I); Astragalus dasyanthus Pall. (R); приложениях к CITES, в БС России культивируются Cotoneaster cinnabarinus Juz. (R). Полученные дан- 39. Следует отметить, что в данные списки включе- ные позволяют определить лакуны в коллекции ви- ны таксоны, на которые существует определенный дов, находящихся под угрозой исчезновения в мире коммерческий спрос, т. е. наиболее подверженные в целом, ответственность за сохранность которых риску уничтожения in situ. лежит на Российской Федерации. По нашим дан-
Таблица 6 Наиболее полные коллекции таксонов рода Betula L. и представленные в них уникальные таксоны (N – число таксонов) Название БС N Уникальные таксоны Ботанический сад Санкт- 22 Betula andrewsii Nelson et Coult. Петербургской государственной лесо- Betula borysthenica Klok. ex Prokud. технической академии Betula celtiberica Rothmaler & Carv.Vasc. Betula hallii A. Gray Betula x koehnei C. K. Schneid. Betula resinifera Britton Betula burmanii Cham. Федеральное государственное уни- 58 Betula pubescens var. carpatica (Waldst. et Kit.) тарное предприятие – лесостепная Koch опытно-селекционная станция Betula resniczenkoana (Litv.) Schischk. Betula saposhnikovii Sukacz. Главный ботанический сад 32 Betula corylifolia C. H. Wright им. Н. В. Цицина РАН Betula delavayi Micheli Betula tatewakiana M.Ohki & Watan. Ставропольский ботанический сад 55 Betula alajica Litv. Дендрарий Амурской лесной опытной 36 Betula carpatica Bloki ex Dubovik станции Дендрологический сад СНИИЛХ 47 Betula kamtschatica E.Wolf Полярно-альпийский ботанический 51 Betula papyrifera var. kenaica (W. H. Evans) сад-институт A. Henry Ботанический сад Ростовского ГУ 21 Betula korshinskyi Korovin
Аналогичным методом можно оценить успехи других генных банков, а впоследствии и создание БС России в сохранении видов, включенных в искусственных растительных сообществ, оптималь- Красную книгу РСФСР (1988) , список которых в ных для данного вида, позволяют закрыть пробелы версии, подготовленной для анализа коллекций БС в коллекции редких видов растений. Широкий диа- Комиссией по редким видам растений СБСР, был пазон климатических условий в БС России делает также подключен к «ИПС». Из общего объема в 466 возможным координацию коллекционной политики таксонов только 203 представлены в коллекциях в области сохранения редких видов на основе реко- БС. В настоящее время эти данные уточняются в мендаций специалистов, использующих аналитиче- процессе опроса, осуществляемого комиссией по ские возможности «ИПС». редким и исчезающим растениям СБСР. В целом в результате анализа сведений о кол- В связи с отсутствием общедоступной инфор- лекционных фондах БС России, представленных в мации о статусе видов, включенных в списки IUCN «ИПС»: определено число таксонов различных так- (Walter, Gillett, 1997), нерешенной задачей остается сономических рангов, представленных в коллекци- сохранение редких интродуцированных растений, ях БС России; составлен перечень порядков культивируемых в БС России. Необходимо подклю- Magnoliopsida и Liliopsida, не представленных в чение БД IUCN ( http://www.unep-wcmc.org/species/ коллекциях БС; изучен характер изменения таксо- plants/) к ИПС « Ботанические коллекции России и номического разнообразия коллекций БС России в сопредельных государств» для полного анализа различных зонах температурной устойчивости рас- коллекционных фондов видов, находящихся под тений ( ТЗ); показана необходимость расширения угрозой исчезновения. сети БС на юге России в целях интенсификации работы по мобилизации генетических ресурсов рас- Целенаправленная интродукционная работа, тений ( увеличения таксономического разнообра- ввод растений в культуру, создание банков семян и зия).
77 Развитие информационных технологий для нужд ботанических садов Elaboration of information technologies for needs of botanical gardens
На примере анализа таксономического разнооб- Каталог растений Главного ботанического сада разия коллекций отдельных семейств и родов пока- имени Н. В. Цицина Российской академии наук. М.: зана возможность использования «ИПС»: при оцен- Изд-во МСХА, 2001. 347 с. ке интродукционной работы и выявлении эколо- Каталог цветочно-декоративных травянистых гических факторов, определяющих интродукцион- растений ботанических садов СНГ и стран Балтии / ный потенциал региона; при формировании коллек- Под ред. Р. А. Карписоновой. Минск, 1997. ционной политики и выборе потенциального доно- Красная книга РСФСР: Растения. М.: Росагро- ра; при анализе данных о видах, находящихся под промиздат, 1988. 592 с. угрозой исчезновения, для оценки эффективности Красная книга СССР ( Редкие и находящиеся работы по сохранению биоразнообразия; для опре- под угрозой исчезновения виды животных и расте- деления лакун в коллекциях редких видов ex situ; ний). М.: Лесная промышленность, 1978. 459 с. для координации деятельность БС по сохранению биоразнообразия с учетом действующих экологиче- Прохоров А. А. Проблемы создания Информа- ских факторов. ционно-поисковой системы по коллекционным фондам ботанических садов СНГ // Бюлетень Дер- жавного Нiкiтського ботанiчного саду. № 83. 2001. Список использованной литературы С. 87–89 Андреев Л. Н., Андрюсенко В. В., Дерусова О. В. Прохоров А. А. Стратегия информационной и др. ГИС-интерфейс информационно-поисковой поддержки изучения и сохранения биологического системы «Ботанические коллекции России и сопре- разнообразия на примере коллекций ботанических дельных государств» // Научный сервис в сети Ин- садов // Использование и охрана природных ресур- тернет: Труды Всероссийской научной конферен- сов России. 2002 (а). № 5. C. 92–96. ции (22 –27 сентября 2003 г., г. Новороссийск). М.: Прохоров А. А. Формирование информационно- Изд-во МГУ, 2003. C. 76–77. го пространства ботанических садов // Информа- Андрюсенко В. В., Каштанов М. В., Платоно- ционные ресурсы России. 2002 ( б), Вып. 3 (66). ва Е. А., Прохоров А. А. Проблемы номенклатурной C. 10–13. коррекции данных, поступающих в ИПС « Ботани- Прохоров А. А. Обеспечение открытого доступа ческие коллекции России и сопредельных госу- к информации о коллекционных фондах ботаниче- дарств» // Ботанические сады: состояние и перспек- ских садов // Ботанический журнал. 2002 (в). Т. 87, тивы сохранения, изучения, использования № 11. C. 127–130. биологического разнообразия растительного мира: Прохоров А. А., Нестеренко М. И. Информаци- Тез. докл. Междунар. науч. конф. г. Минск, 30 –31 онно-поисковая система « Коллекционные фонды мая 2002 г., Центральный ботанический сад НАН ботанических садов» // Hortus botanicus. 2001. Беларуси. Минск: БГПУ, 2002. C. 6–7. Вып. 1. С. 78–85. Бобров А. В., Карпун Ю. Н, Романов М. С. Се- Смирнов И. А., Антипова Е. А. Ботанические мейство Кипарисовые – Cupressaceae L. C. & A. сады и системы регистрации данных // Информаци- Rich. ex Bartl. 1830 s. l // Итоги и перспективы ин- онный бюллетень СБСР и ОМСБСОР. Вып. 6. М., тродукции древесных растений в России. Вып. 11. 1997. С. 45–48. Сочи; М., 1999. 68 с. Тахтаджян А. Л. Высшие таксоны сосудистых Бобров А. В. Филогения хвойных ( анализ со- растений, исключая цветковые // Проблемы палео- временных представлений). СПб.: СПбГУ, 2002. ботаники, Л.: Наука, 1986. С. 137–142. 193 с. Черепанов С. К. Сосудистые растения России Карпун Ю. Н. Латинско-русский словарь назва- и сопредельных государств. СПб., 1995. 992 с. ний декоративных растений Северного Кавказа. Andreev L. N., Andrjusenko V. V., Obuhova E. L. et Сочи, 2003. 68 с. al. Use of network information resources for the analy- Карпун Ю. Н., Арнаутов Н. Н., Романов М. С.. sis of collection funds of botanical gardens of Russia Род Кипарис. Cupressus L . // Итоги и перспективы and adjacent states // Botanic Garden Strategies in интродукции древесных растений в России. Вып. 1. Changing Economic Conditions, Tartu, 3–5 July 2003, Сочи, 1994. Abstracts of International Conference of Botanic Gar- Каталог культивируемых древесных растений dens of East and Central Europe. Botanical Garden. растений России / Под ред. Н. Н. Арнаутова, University of Tartu. Tartu, 2003. P. 4 А. В. Боброва, Ю. Н. Карпуна и др. Сочи; Петроза- Brummitt R. K. Vascular plant. Families and Gen- водск, 1999. 173 с. era. Royal Botanic Gardens. Kew, 1992. Каталог культивируемых древесных растений Brummitt R. K., Powell C. E . Authors of Plant Северного Кавказа / Под ред. Ю. Н. Карпуна. Сочи, Names. Royal Botanic Gardens, Kew. 1992. 2002. 98 с.
78 Prokhorov A. A., Andrjusenko V. V., Veretennikova J. V., Derusova O. V., Obuhova E. L., Shreders M. A. Hortus Botanicus, 2004, 2, P. 66–80
Greuter W., Brummitt R. K et al. NCU-3: Names in Rehder A. Manual of cultivared trees and shrubs Current Use for Extant Plant Genera // Regnum hardy of in North America. New York: The Macmillan Veg. 1993. № 129. Company, 1949. 996 p. Prokhorov A. A., Nesterenko M. I. Der Nutzen des Takhtajan A. L. Diversity and classification of Internet und das Informations- und Suchsystem flowering plants. Columbia University Press. New «Botanishe sammlungen Russlands» // Botanishe garten York, 1997. und Erhaltung Biologisher Vielfalt. Ein Erfahrung- Trehane P. D., Brickel C. D., Baum B. R. et al. In- saustausch. (Referate und Ergebnisse des gleichlauten- ternational Code of Nomenclature for Cultivated Plants. den Workshops in Georgien vom 23–28. Mai 1999) Quarterjack Publishing. Wimborne, 1995 /(Ed. M. Von den Driesh und W. Lobin (Bearb.). Walter K. S., Gillett H. J. 1997 IUCN Red List of Bundesamt fur Naturshutz 2001 (а). P. 75–82. Threatened Plants. Compiled by the World Conserva- tion Monitoring Centre. IUCN – The World Conserva- Prokhorov A. A., Nesterenko M. I. Das Datenbank- tion Union. Gland. Switzerland and Cambridge, UK, managementsystem CALYPSO fur die Pflanzenregis- 1998. 862 p. trierung // Botanishe garten und Erhaltung Biologisher Wyse Jackson D. ( compiler) International Transfer Vielfalt. Ein Erfahrungsaustausch. (Referate und Er- Format for Botanic Garden Plant Records (version 2.00 gebnisse des gleichlautenden Workshops in Georgien draft 3.2.). Botanic Gardens Conservation International. vom 23–28. Mai 1999) /(Ed. M. Von den Driesh und W. Lobin (Bearb.). Bundesamt fur Naturshutz 2001 (а). Richmond, 1997 P. 83–92.
*** ANALYTICAL OPPORTUNITIES OF INFORMATION-ANALYTICAL SYSTEM ON COLLECTION FUNDS OF BOTANICAL GARDENS Prokhorov A. A., Andrjusenko V. V., Veretennikova J. V., Derusova O. V., Obuhova E. L., Shreders M. A. Recently, the accents in the field of application of information technologies for needs of biological collections are displaced from registration and account in area of the analysis of the data. If to determine a biodiversity, as the genetic resources, distributed in space, it is easy to make a conclusion, that one of the most powerful tools of the invesigation of biodiversity are the geoinformation systems. The estimation of taxonomy representation of col- lections of botanical gardens of Russia for different taxonomic ranks is carried out in view of influence of the ecological factors.
i Ботанический сад Петрозаводского государственного университета. E-mail: [email protected].
79