CC BY
64
Анализ экологической пластичности
V ^ V
растительных семейств ценозообразователей Поволжского региона
В.И. Костин, д.с.-х.н, профессор;
Н.И. Колбасова, соискатель; Ульяновская ГСХА
С 2000 по 2008 годы нами проводилось изучение видового состава, спектра жизненных форм и экологической пластичности наиболее многочисленных семейств — ценозообразователей (сложноцветных, злаковых, бобовых,
крестоцветных, губоцветных, норичниковых, зонтичных, гвоздичных, осоковых и розанных) в составе растительных сообществ Ульяновской области.
В ходе наших исследований был изучен видовой спектр вышеуказанных растительных семейств и принадлежность их к той или иной жизненной форме (по системе К. Раункиера) в
составе дубрав, сосновых лесов, степных, луговых и рудеральных фитоценозов.
В работах ряда исследователей (1, 2, 3, 4, 5) достаточно подробно освещен флористический состав широколиственных и сосновых лесов, степных, луговых и рудеральных растительных сообществ на разных этапах их исторического развития. При этом в работах Сукачева В.Н. и Благовещенского В.В. (1, 5) наиболее детально отражена видовая структура лесных ассоциаций, а в трудах Лавренко Е.М. и Ракова Н.С. (2, 4) дан подробный анализ флористического состава степных, луговых и рудеральных фитоценозов. Результаты наших исследований видового состава растительных семейств по временному фактору в большей степени соответствуют результатам, полученным Благовещенским В.В. и Раковым Н.С.
Ввиду того что ранее не была изучена биоморфологическая структура растительных сообществ Поволжского региона, нами было проведено изучение соотношения жизненных форм в составе изучаемых растительных семейств (табл. 1).
Результаты исследований обнаруживают преобладание среди различных семейств-ценозооб-разователей на региональном уровне гемикриптофитов как наиболее приспособленных к условиям жизни средних широт жизненной формы. Кроме того, выявлена тенденция возрастания доли терофитов в растительных сообществах, что указывает на рост экстремальности среды жизни. Доля фанерофитов оказалась минимальной в связи с их невысокой приспособленностью к климатическим условиям средних широт.
Так как экологическая пластичность семейства определяется его видовым и биоморфологи-ческим разнообразием, нами предложена формула определения коэффициента экологической пластичности (КЭП):
V ■
где V! — индекс видового разнообразия семейства;
V2 — индекс биоморфологического разнообразия семейства;
индекс разнообразия
КЭП характеризует адаптированность семейства к тем или иным условиям обитания, его можно использовать также при изучении растительных сообществ в различных природных зонах и локальных экосистемах. Количественно данный коэффициент изменяется в пределах от 0 до 1. Посредством этого коэффициента впервые появилась возможность количественно, по числовым показателям сравнивать адаптивные возможности растительных семейств в тех или иных условиях обитания. Это может оказаться полезным при формировании искусственных фитоценозов при рекультивации антропогенно нарушенных территорий.
В результате проведенных исследований получен следующий спектр КЭП изучаемых семейств для региона:
1. Семейство сложноцветных. КЭП = 0,66.
2. Семейство злаковых. КЭП = 0,75.
3. Семейство бобовых. КЭП = 0,81.
4. Семейство крестоцветных. КЭП = 0,66.
5. Семейство гвоздичных. КЭП = 0,73.
6. Семейство осоковых. КЭП = 0,50.
7. Семейство розанных. КЭП = 0,68.
8. Семейство губоцветных. КЭП = 0,74.
9. Семейство норичниковых. КЭП = 0,72.
10.Семейство зонтичных. КЭП = 0,70.
КЭП растительных семейств в масштабе
региона (рис. 1).
На уровне отдельных растительных сообществ адаптированность изучаемых семейств характеризуется следующими КЭП.
1. Семейство сложноцветных: степные сообщества — КЭП = 0,98; луговые сообщества — КЭП = 0,88; рудеральные сообщества — КЭП = 0,86; дубравы — КЭП = 0; сосновые леса — КЭП = 0.
Полученный спектр КЭП указывает на высокую адаптированность сложноцветных к
1. Распределение видов семейств по жизненным формам (система К. Раункиера) в масштабах региона
'
Рис. 1 - Ранг семейства:
1 - сложноцветные; 2 - злаковые; 3 - бобовые; 4 - крестоцветные; 5 - гвоздичные; 6 - осоковые; 7 - розанные; 8 - губоцветные; 9 - норичниковые; 10 - зонтичные
обитанию на открытых пространствах в составе степных, луговых и рудеральных фитоценозов. Напротив, в составе лесных сообществ растения данного семейства представлены только одной жизненной формой (гемикриптофиты) и небольшим числом видов (7 — в дубравах и 4 — в сосновых лесах). Очевидно, что эволюционно растения семейства сложноцветных хорошо приспособлены к обитанию в составе травянистых сообществ открытых пространств, а в составе лесных фитоценозов они появились сравнительно недавно, но и еще недостаточно к ним адаптированы.
2. Семейство злаковых: рудеральные сообщества — КЭП = 0,79; степные сообщества — КЭП = 0,56; дубравы — КЭП = 0,54; луговые сообщества — КЭП = 0,46; сосновые леса — КЭП = 0.
Спектр КЭП указывает на хорошую адапти-рованность злаков к условиям обитания в составе рудеральных, степных, луговых растительных сообществ на открытых пространствах, а также в составе дубрав. Для сосновых лесов представители данного семейства не типичны.
3. Семейство бобовых: луговые сообщества — КЭП = 0,84; дубравы — КЭП = 0,57; степные сообщества — КЭП = 0,81; сосновые леса — КЭП = 0; рудеральные сообщества — КЭП = 0.
Соотношение КЭП указывает на то, что растения семейства бобовых типичны для степных и луговых сообществ. Они также достаточно уверенно чувствуют себя в составе дубрав. В сосновых лесах они малочисленны и представлены одной жизненной формой (криптофиты), а в составе рудеральных сообществ также небольшое число видов присутствует в форме терофитов.
4. Семейство крестоцветных: рудеральные сообщества — КЭП = 0,95; луговые сообщества — КЭП = 0,71; степные сообщества — КЭП = 0,70; дубравы — КЭП = 0,61; сосновые леса — растения данного семейства отсутствуют.
Крестоцветные, судя по КЭП, типичны в составе рудеральных, степных и луговых сообществ, к которым они эволюционно прис-
пособлены. Присутствуют они также в дубравах. Для сосновых лесов крестоцветные не типичны.
5. Семейство гвоздичных: луговые сообщества — КЭП = 0,80; степные сообщества — КЭП = 0,65; рудеральные сообщества — КЭП = 0,65; дубравы — КЭП = 0,53; сосновые леса — растения данного семейства отсутствуют.
Гвоздичные эволюционно адаптированы к луговым, степным и рудеральным сообществам — обитателям открытых жизненных пространств. Кроме того, растения данного семейства присутствуют в составе дубрав. Для сосновых лесов гвоздичные не характерны.
6. Семейство осоковых: луговые сообщества
— КЭП = 0,92; дубравы — КЭП = 0,65; сосновые леса — КЭП = 0; степные сообщества — КЭП = 0; рудеральные сообщества — осоковые не встречаются.
Растения данного семейства в большинстве своем обитают на свежих, влажных или сырых почвах, характерных для лугов и дубрав. Для степных, рудеральных сообществ и сосновых лесов осоковые не характерны, что подтверждает спектр КЭП.
7. Семейство розанных: луговые сообщества
— КЭП = 0,88; степные сообщества — КЭП = 0,67; дубравы — КЭП = 0,64; сосновые леса — КЭП = 0,54; рудеральные сообщества — КЭП = 0.
Судя по спектру КЭП, растения семейства розанных очень пластичны и встречаются в различных растительных сообществах. Однако для рудеральной растительности они не типичны.
8. Семейство губоцветных: луговые сообщества — КЭП = 0,79; рудеральные сообщества — КЭП = 0,68; дубравы — КЭП = 0,62; степные сообщества — КЭП = 0,55; сосновые леса — КЭП = 0.
Соотношение КЭП показывает, что губоцветные характерны для луговых, степных и руде-ральных сообществ, а также адаптированы к широколиственным лесам. В сосновых лесах растения данного семейства встречаются редко.
9. Семейство норичниковых: луговые сообщества — КЭП = 0,87; сосновые леса — КЭП = 0,77; дубравы — КЭП = 0,67; степные сообщества — КЭП = 0,65; рудеральные сообщества — КЭП = 0,50.
Растения семейства норичниковых представлены во всех рассматриваемых фитоценозах, что свидетельствует об их высокой экологической пластичности.
10. Семейство зонтичных: луговые сообщества
— КЭП = 0,72; дубравы — КЭП = 0,52; степные сообщества — КЭП = 0,46; сосновые леса — КЭП = 0; рудеральные сообщества — КЭП = 0.
Соотношение КЭП свидетельствует о достаточно высокой экологической адаптированнос-ти растений семейства зонтичных к различным
условиям обитания. Не типичны они лишь для сосновых лесов и рудеральной растительности.
Исходя из полученных результатов можно сделать следующее заключение: величина КЭП, а следовательно, и адаптированность семейств к условиям жизни зависят от видового разнообразия семейства, от широты спектра его жизненных форм и от равномерности распределения различных видов растений по жизненным формам. При уменьшении разнообразия видов или
жизненных форм до одного (одной) КЭП уменьшается до нуля.
Литература
1. Благовещенский, В.В. Растительность Приволжской возвышенности в связи с ее историей и рациональным использованием / В.В. Благовещенский // Ульяновск: УлГУ, 2005. - 715 с.
2. Раков, Н.С. Флора города Ульяновска и его окрестностей / Н.С. Раков // Ульяновск: 2003. - 216 с.
3. Алехин, В.В. Теоретические проблемы фитоценологии и степеведения / В.В, Алехин // М., 1986. — 126 с.
4. Лавренко, Е.М. Степи СССР. М. АН СССР. 1940. - 127 с.
5. Сукачев, В.Н. Основы лесной типологии и биоценологии. -'Л. 1972. - Т. 1. - 410 с.
