УДК 582.998.1:581.526 (470.43)

ИЗУЧЕНИЕ ОНТОГЕНЕЗА И СТРУКТУРЫ ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ JURINEA ARACHNOIDEA BUNGE НА ТЕРРИТОРИИ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

 

С.Е. Горлов

Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН Россия, г. Санкт-Петербург, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

В данной статье представлены некоторые итоги изучения онтогенеза и структуры ценопопуляций наголоватки паутинистой (Jurinea arachnoidea) в Самарской области.

This article presents some results of the study ontogenesis and structure of coenopopulation of Jurinea arachnoidea in Samara region.

Изучение ценопопуляций редких представителей местных флор является эффективным методом при разработке теоретических основ экологического мониторинга растительных сообществ и оценки современного состояния биологических ресурсов как Самарского Заволжья, так и всего Волго-Уральского региона. Подобные исследования представляют интерес для сохранения уникального генофонда растений и биоразнообразия планеты в целом. Несомненно, при этом необходимы знания о биологии и экологии видов, особенностях структуры и динамики их природных популяций. Среди растений, нуждающихся в первоочередном внимании, должны оказаться не только виды, занесенные в Красные книги различного статуса, но и типичные представители местной флоры.

В Самарской области к настоящему времени на уровне ценопопуляций исследован всего лишь 1% от всей флоры области и около 5% видов, включенных в региональную Красную книгу.

С 2006 года в регионе проводится изучение онтогенеза и структуры популяций наголоваток [2]. В качестве модельного вида избрана широко распространенная в Поволжье наголоватка паутинистая (Jurinea arachnoidea Bunge, Asteraceae). В Самарской области J. arachnoidea встречается спорадически по всей территории в сообществах петрофитных степей [4,6].

Стационарное исследование ценопопуляций J. arachnoidea проводилось в течение четырех вегетационных сезонов с 2006 по 2009 гг. на территории памятника природы «Каменный овраг» (Кинельский район, Самарская область). Мы использовали общепринятые методики изучения онтогенетической и пространственной структуры фитопопуляций [1,3, 5].

При изучении популяций наголоватки паутинистой нам удалось выявить основные диагностические признаки для растений в 10 стадиях развития: проростки - имеют две семядоли, прорастание семян надземное; ювенильные особи - розетка из 2-3 листьев, подземные органы тонкие; имматурные - розетка из 3-5 листьев, корень утолщается до 2-3 мм; виргинильные - розетка из 5-6 листьев, появляется каудекс, толщина корневой шейки до 0,5 см; молодые генеративные - одна корзинка, корневая шейка до 0,5 см; зрелые генеративные - одна-две (редко три) корзинки, корневая шейка до 0,7 см, отмечено начало партикуляции; старые генеративные - одна корзинка, корневая шейка до 1 см, 2-3 главки; субсенильные - нет цветоносов, 6-12 листьев, корневая шейка более 1 см, 2-3 главки; сенильные - нет цветоносов, 3-6 листьев, корневая шейка более 1 см, 2-3 разрушающиеся главки; отмирающие - 1-2 листа, распад подземных органов.

По названным выше признакам выявлялось число особей, относящихся к имеющимся в популяции онтогенетическим состояниям. Данные наблюдений приведены в таблице 1 (соотношение особей каждого онтогенетического состояния показано в процентах).

Таблица 1 Онтогенетические спектры ценопопуляций Jurinea arachnoidea в Каменном овраге

Полученные данные показали, что за годы наших исследований в популяции Каменного оврага соотношение особей разных онтогенетических состояний изменилось следующим образом. Число особей виргинильного периода (j + im + v) постепенно увеличивалось: 77,5% (2006 г.) -> 79,4% (2007) -> 79,7% (2008) -> 80,5% (2009). Количество генеративных растений изменялось в последовательности: 18,9% (2006 г.) —> 15,1% (2007) —> 15,2% (2008) —> 19,6% (2009). Колебание численности постгенеративных особей в период с 2006 по 2008 года не превышало 0,6% (3,4% —> 4% —> 4,4%), за исключением 2009 года, когда они не фиксировались в популяции.

Установлено, что общее число особей модельного вида в популяции Каменного оврага (в пределах стационарного участка) постепенно возрастало от 147 экземпляров в 2006 году до 230 в 2009 году. Так как наблюдения проводились примерно в одно и то же время (середина июня), то можно сделать заключение об общем росте численности вида на территории обследуемого памятника природы.

В ходе обработки имеющихся данных по онтогенетическому составу популяции J. arachnoidea, нами были вычислены некоторые индексы (табл. 2), отражающие современные динамические тенденции структуры.

Таблица 2 Характеристика онтогенетической структуры популяции Jurinea arachnoidea в Каменном овраге

Индекс замещения (Iз) и индекс восстановления (Iв) для популяции в Каменном овраге имеют большие значения (350-412%) в связи с преобладанием особей виргинильного периода и низкой общей генеративностью. Индекс старения (Iс), напротив, невелик, что свидетельствует о длительности нахождения особей в генеративном состоянии. Индекс возрастности (А) приближается к нулю, характеризуя популяцию как молодую. Коэффи­циент вариации числа особей в ценопопуляций (CN), оценивающий степень варьирования их количества во времени, изменяется в пределах 1-1,5%, что говорит о стабильности популяции. Коэффициент вариации числа генеративных особей (Cg), который оценивает динамизм генеративной фракции, показывает, что популяция наголоватки в Каменном овраге пополняется генеративными особями медленно (в пределах 1-1,3%). Это является следствием длительности виргинильного онтогенетического состояния. Показатель стабильности ценопопуляций (Sb) используется для определения скрытой динамики при относительно постоянной плотности. В нашем случае он превышает 65,5%. Это совпадает с показаниями коэффициента вариации числа особей в ценопопуляций (CN) и еще раз доказывает, что популяция наголоватки в Каменном овраге может считаться стабильной. Показатель интенсивности онтогенетического развития (Id) определяется на основе матрицы переходов всех растений вида на трансекте в другое онтогенетическое состояние. Полученные результаты свидетельствуют, что в последующие онтогенетические состояния переходит до 10% растений.

Таким образом, популяция наголоватки паутинистой в Каменном овраге характеризуется как молодая стабильная (дефинитивная). Стадии онтогенеза, по-видимому, продолжительны по времени. Установление абсолютного времени перехода требует дополнительных исследований. Однако сопоставление ежегодно выполняемых карт при исследовании пространственной структуры позволили нам выявить некоторые особенности поливариантности по темпам развития особей.

Было установлено, что на территории Каменного оврага в природной популяции наголоватки паутинистой большинство особей развивается замедленными темпами (60,8%). Чаще всего это связано с длительностью прохождения генеративного периода онтогенеза. На субдоминирующие позиции выходят растения с нормальным темпом развития (21,8%). Реже встречаются растения с реверсией в развитии (8,7%) и, напротив, с ускоренным развитием (2,9%). Вторичный покой зарегистрирован у 5,8% модельных экземпляров. Последние, по-видимому, с помощью этого процесса переживают неблагоприятные условия среды, прежде всего такие, как влияние на растения копытных животных при выпасе и случающиеся пожары на степных участках.

В системе, разработанной Л.А. Жуковой (1995), наголоватка паутинистая имеет онтогенез 1-го надтипа (полный онтогенез осуществляется в жизни одной особи семенного происхождения) Б-типа (есть постгенеративный период, возможна старческая партикуляция), что совпадает с особенностями других стержнекорневых поликарпиков.

Полученные в ходе исследований данные целесообразно использовать при дальнейшем мониторинге популяций наголоваток и при ведении Красных книг Самарской и сопредельных областей.

Список литературы

  1. Жукова Л.А. Популяционная жизнь луговых растений. - Йошкар-Ола, 1995. - 224 с.
  2. Ильина В.Н., Горлов С.Е., Джумаева А.И. Биоэкологические особенности и структура ценопопуляций некоторых представителей сем. Asteraceae в Заволжье // Экологический сборник: Тр. молодых ученых Поволжья / Под ред. проф. СВ. Саксонова. - Тольятти: ИЭВБ РАН, 2007. - С. 59-62.
  3. Работнов Т.А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах // Тр. БИН АН СССР. Сер. 3. Геоботаника. - М.-Л., 1950. - Вып. 6. - С. 77-204.
  4. Сосудистые растения Самарской области: Учеб. пособие / Под ред. А.А. Устиновой, Н.С. Ильиной. - Самара: ООО «ИПК «Содружество», 2007. - 400 с.
  5. Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценопопуляций как функция времени и энергетических волновых процессов // Биол. науки. - 1975. - № 2. - С. 7-34.
  6. Флора Самарской области: Учебное пособие / Под ред. А.А. Устиновой, Н.С. Ильиной. -Самара: Изд-во СГПУ, 2007. - 400 с.

Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!