CC BY
16ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЗАПОВЕДНИК "ТИГИРЕКСКИЙ"
"ГОРНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ ЮЖНОЙ СИБИРИ: ИЗУЧЕНИЕ, ОХРАНА И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ"
Вторая межрегиональная научно-практическая конференция, посвященная 10-летию организации
Тигирекского заповедника
Труды Тигирекского заповедника Выпуск 3
Барнаул - 2010
УДК 58+59+91+631.4+502.7
ББК 20.1 (253.7) я431 + 28.088 л64 я431
Г 699
Горные экосистемы Южной Сибири: изучение, охрана и рациональное природопользование. Труды Тигирекского заповедника. Вып. 3. Барнаул, 2010. 303 с.
Сборник содержит материалы представленные на II межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 10-летию организации Тигирекского заповедника "Горные экосистемы Южной Сибири: Изучение, охрана и рациональное природопользование". Обобщены данные современных исследований природных комплексов ГПЗ "Тигирекский". Анализируется стратегия развития и функционирование системы особо охраняемых природных территорий Алтае-Саянского экорегиона. Рассматривается актуальные вопросы изучения рельефа, климата и почв горных территорий, изучения и охраны растительного и животного мира гор Южной Сибири, проблемы устойчивого развития регионов.
Сборник рассчитан на широкий круг специалистов, работающих в области биологии, экологии и охраны природы, а также всех, кому небезразличны проблемы охраны и рационального использования природных ресурсов.
Редакционная коллегия: Е. Н. Бочкарёва, Н. И. Быков, П. В. Голяков, Е. А. Давыдов, Н. Л. Ирисова, Т. А. Терёхина
Издание подготовлено при поддержке ООО "Золото Курьи"
3ОЛОГо
*VP btf
ISSN 2076-7390
©ФГУ Государственный природный заповедник "Тигирекский"
TIGIREKSKY STATE NATURAL RESERVE
MOUNTAIN ECOSYSTEMS OF SOUTH SIBERIA: STUDY, CONSERVATIN AND RATIONAL NATURE USE
The second interregional scientific-practical conference, devoted to the 10-year anniversary of the Tigirek State Natural Reserve establishment
Proceedings of the Tigirek State Natural Reserve Volume 3
Barnaul - 2010
Mountain ecosystems of South Siberia: study, conservatin and rational nature use.
Proceedings of the Tigirek State Natural Reserve, 2010. Vol. 3. Barnaul, 2010. 303 pp.
Reports presented at the first interregional scientific-practical conference "Mountain ecosystems of South Siberia: study, conservatin and rational nature use", devoted to the 10-year anniversary of the Tigirek State Natural Reserve establishment, are compiled in the book. Data on present-day investigations of natural complexes in Tigirek ("Tigireksky") reserve are summarized. The developmental strategy and activity of the system of especially protected natural areas in Altai-Sayan mountainous ecoregion are analyzed. Actual problems of mountainous relief, climate and soil investigation, flora and vegetation, fauna and animal population of South Siberian Mts. study and protection, stable development of the region are considered.
The book may be interesting to a wide range of specialists in the field of biology, ecology, and nature protection, as well as to anyone anxoius in problems of natural resources stable use and protection.
Editorial board:
E. N. Bochkaryova, N. I. Bykov, E. A. Davydov, P. V. Golyakov, N. L. Irisova, T. A. Terekhina
This publication has been made with support of Zoloto Kurii L.l.c
3OAOTq V.VP btf
ISSN 2076-7390
©FSI Tigirek State Natural Reserve
Труды заповедника «Тигирекский» Вып. 3. 2010
УДК 582.682.4
Elisafenko T.V. Zhmud' E.V. Kuban I.N.
Елисафенко Т.В.1 Жмудь Е.В.2 Кубан И.Н.3
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ STELLEROPSIS ALTAICA (THIEB.) POBED. (THYMELAEACEAE) В ГОРНОМ АЛТАЕ
THE INVESTIGATION OF THE POPULATIONS OF STELLEROPSIS ALTAICA (THIEB.) POBED. (THYMELAEACEAE) ON MOUNTAIN ALTAI.
'Центральный сибирский ботанический сад, г. Новосибирск-90. E-mail: tveli@ngs.ru Центральный сибирский ботанический сад, г. Новосибирск-90. E-mail: elenazhmu@ngs.ru 'Центральный сибирский ботанический сад, г. Новосибирск-90. E-mail:tatuha-12@ya.ru
Исследована межпопуляционная морфологическая изменчивость и демографическая структура шести популяций редкого вида5. altaica в Горном Алтае.
Ключевые слова: редкий вид, эндемик, онтогенетический спектр, морфологическая изменчивость, демографическая структура популяции.
Stelleropsis altaica (Thieb.) Pobed - эндемик Алтая, включен в «Красную книгу Российской Федерации» со статусом 3(R) (2008), «Редкие исчезающие виды растений Сибири» (1980), Красную книгу Алтайского края (2006) и Республики Алтай (2007). Род Stelleropsis с девятью видами был выделен Е.Г. Победимовой при анализе рода Stellera (Победимова, 1950). Род разделяется на два филогенетических ряда: Altaicae, виды которого занимают Алтайские горы и горы Средней Азии, и Turcomanicae, ареал которого от Копетдага в Средней Азии проходит до гор Большого Кавказа. В Сибири встречается только S. altaica, ареал которого ограничен Северо-западным и Центральным Алтаем. Вид приурочен к сухим щебнистым горным открытым склонам с растительностью степного характера в нижнем поясе гор. В местах произрастания не образует сплошного покрова и не бывает фоновым растением. У близкородственного вида Stelleropsis tianschanica Pobed. обнаружены тритерпеновые сапонины (Растительные ресурсы, 1986). Растение декоративное, характеризуется пониженной способностью к возобновлению. Интродукция в Ботанический сад института им. B.JI. Комарова АН СССР закончилась безуспешно (Победимова, 1950).
Цель нашего исследования - оценка состояния популяций Stelleropsis altaica в Горном Алтае.
Нами исследованы шесть популяций S. altaica в Усть-Канском районе Республики Алтай (табл. 1). Пять из них - в середине июня 2001 г., а одна - в начале июля 2009 г. Изучению структуры ценопопуляции сопутствовало детальное геоботаническое описание фитоценоза сотрудниками лаборатории экологии и геоботаники ЦСБС СО РАН Т.В. Мальцевой и Н.И. Макуниной. При исследовании использовали ценопопуляционно-онтогенетический метод A.A. Уранова (Заугольнова и др., 1988). Определяли демографические индексы (Жукова, 1987), экологическую плотность (Одум, 1986), эффективную плотность (Животовский, 2001). Площадки закладывали случайно-регулярным способом поперек склона. Для определения онтогенетического состояния учитывали качественные (мощность каудекса, расположение побегов) и количественные признаки (высоту надземной части, число вегетативных и генеративных побегов, размеры соцветия и листа). Проводилось биометрическое описание 20 экземпляров растений зрелого генеративного состояния. Для обработки полученных результатов использовали метод вариационной статистики (Лакин, 1973).
S. altaica - растение с толстым стержневым корнем и каудексом, образующим многочисленные неветвистые побеги 20-40 см высотой, у основания древеснеющие. Листья многочисленные, на очень коротких черешках, голые, пластинки их эллиптические, на верхушке заостренные. Цветки собраны на верхушках стеблей в компактную кисть, удлиняющуюся при отцветании. Околоцветник гвоздевидный, четырехлопастный, с красноватой трубкой 8-10 мм длины; лопасти овальные, изнутри белые. Цветки имеют сильный аромат. Орешки грушевидные, заключенные в нижний членик околоцветника. Цветет в июне-июле.
Актуальные вопросы изучения и охраны растительного мира
Таблица 1
Характеристика цеиопопуляций Stelleropsis altaica на северо-западном Алтае (Усть-Канский р-н, ___ Республика Алтай. 2001-2009 гг.)__
№ популяции Координаты Тип сообщества Доминанты
■ N 50°88.330г; Е 85°21.670г остепненный луг Peucedanum morisonii Besser ex Sprengel 5-10%, Brachypodium pinnatum (L.) Beauv 5-10%, Ligularia glauca (L.) O.Hoffm. 5-10%, Iris ruthenica Ker-Gawler 510%
2. N 50°88.330г; Е 85°21.670г луговая степь Stelleropsis altaica 10-25 %, Carex pediformis C.A Mey. 5-10%, Stipa capillata L. 5-10%
з. N 50°98.330г; Е 85°08.330г луговая степь Stelleropsis altaica 10-25%, Carex pediformis 5-10%, Helictotrichon desertorum (Less.) Nevski 5-10%
4. N 51°21.170г; Е 84°71.000г настоящая степь Stipa capillata 12%, Stelleropsis altaica 7%, Achnatherum confusum Tzvelev 5%, Helictotrichon desertorum 5%, Carex pediformis 5%
5. N 51°21.280г; Е 84°70.730г настоящая степь Carex pediformis 12%, Stipa capillata 7%, Helictotrichon desertorum 7%
6. N 50°89.820г; Е 85°11.711г луговая степь Poa transbaicalica Roshev 20%, Iris ruthenica 10%, Stelleropsis altaica 8%, Phleum phleoides (L.) Karsten 5%, Carex pediformis 5%
S. altaica встречается в степных и луговых сообществах, где не образует сплошного покрова и не бывает фоновым растением, а его особи единично рассеяны в травяном покрове (Победимова, 1950). Э.А. Ершова и В.М. Ханминчун (1985) отмечали S. altaica как содоминант, так и сопутствующий вид в травостое стоповидноосоковых, ирисовых, злаковых и разнотравных луговых каменистых степных сообществ, формирующихся в нижней части лесного пояса по склонам гор южной экспозиции. Эти сообщества занимают небольшие площади в северной и центральной частях Алтая, имеют прерывистый характер, что приводит по мере увеличения антропогенной нагрузки к их разрушению. Скот не поедает этот вид, но при интенсивном выпасе растения вытаптываются, и количество растений данного вида сокращается. Вероятно, это одна из причин, ограничивающих его фитоценотическую роль. В качестве доминанта в условиях Горного Алтая S. altaica выступает лишь в горных степях. В более мезофитных сообществах он имеет незначительное обилие (Куминова, 1960).
Проведенный нами анализ внутривидовой изменчивости морфологических признаков зрелых генеративных растений показал определенные отличия по величине их средних значений у популяций, приуроченных к разным экологическим условиям (табл. 2). Наибольшие внутривидовые отличия были найдены нами по средним величинам числа генеративных побегов и общего числа побегов в особях. Так, показатели разных популяций отличались по этому признаку в 10,8 и 6 раз соответственно. В меньшей степени отличались средние величины признаков «диаметр куста» и «число вегетативных побегов» (соответственно в 2,1-2,7 раза). В 1,2-1,7 раза отличались средние значения высоты растений, длины и ширины соцветий, числа цветков и размеров и числа листьев. Минимальными показатели большинства средних величин морфологических признаков характеризовались растения пятой популяции. Так, они были низкорослыми, с небольшим количеством побегов у особи, узким соцветием, в котором формировалось наименьшее количество цветков. Листочки растений этой популяции были узкими, их число - наименьшее из всех изученных популяций. Особи этой популяции произрастали всообществе с таким доминантом, как Carex pediformis. Этот вид является сильным конкурентом (Куминова, 1960), и их совместное произрастание могло сказаться на мощности растений S. altaica.
Крупными размерами характеризовались растения шестой популяции, особи которой были в среднем более мощными, с высоким числом побегов в особи, в том числе генеративных, и более
Таблица. 2
Морфологическая xa
зактеристика ценопопуляций Stelleropsis altaica. "Усть-Канский р-н. Республика Алтай. 2001-2009 гг.
Высота растения, см Диаметр куста, см Число Генеративный побег Лист в с зедней масти побега
побегов листьев на побеге высота, см соцветие длина, см ширина, см ширина/ длина
вегетативных генеративных длина, см ширина, см ширина/' длина число цветков
1 М 33.20 33.60 5.45 28.10 58.50 32.59 2.02 3.25 1.64 21.80 1.99 0.56 0.28
m 0.61 1.47 1.06 2.74 1.45 0.56 0.06 0.09 0.07 0.64 0.05 0.03 0.01
v.% 8.15 19.51 86.78 43.60 11.07 6.84 13.78 13.02 18.12 13.19 10.43 21.46 19.98
min- 29 20 0 11 49.00 30 1.50 2.00 0.67 16 1.60 0.35 0.19
max 37 46 16 58 74 36 3.00 3.80 2.13 27 2.40 0.75 0.38
2 М 29.35 28.85 6.1 19.00 59 28.00 2.44 3.10 1.34 21.80 1.69 0.52 0.31
m 0.82 1.21 1.16 1.72 2.07 0.95 0.16 0.07 0.06 0.83 0.05 0.03 0.01
V. % 12.47 18.76 84.92 40.48 15.67 15.12 29.98 9.93 20.83 16.94 13.52 24.84 13.69
min 22 22 0 8 30 21 1.50 2.50 0.70 15 1.40 0.40 0.25
max 37 38 22 32 70 34 4.30 3.50 1.75 30 2.20 0.90 0.43
3 M 28.25 29.80 9.35 33.35 52.00 27.73 2.25 2.79 1.26 20.05 1.71 0.48 0.28
ni 0.63 1.06 2.33 2.86 1.68 0.72 0.07 0.07 0.05 0.71 0.04 0.03 0.01
V.% 9.94 15.95 111.49 38.39 14.44 11.67 14.67 11.15 17.35 15.89 11.05 24.75 20.71
min 23 20 0 18 36 21 1.70 2.30 0.82 15 1.40 0.30 0.19
max 33 37 48 62 66 33 3.00 3.60 1.65 26 2.10 0.70 0.44
4 M 32.58 33.85 7.4 17.9 60.55 32,60 3.42 2.13 0.68 19.55 1.74 0.52 0.30
m 0.99 2.10 1.42 2.75 2.28 0.89 0.28 0.13 0.06 1.34 0.05 0.03 0.01
V. % 13.61 27.70 85.74 68.78 16.85 12.27 37.30 27.39 39.25 30.71 13.48 22.75 17.05
min 24 19 1 2 46 25 1.70 1.00 0.42 11 1.40 0.40 0.25
max 40 54 20 40 73 40 5.90 2.50 1.00 33 2.30 0.80 0.42
5 M 24.28 17.00 3.5 3.22 47.17 24.83 3.29 1.86 0.66 14.50 1.56 0.43 0.28
m 0.61 1.30 0.67 0.51 1.79 0.66 0.26 0.11 0.08 1.21 0.05 0.02 0.01
V. % 10.65 32.53 80.96 66.95 16.13 11.24 32.96 24.12 54.16 35.50 14.75 21.13 22.51
min 20 9 0 1 36 20 1.50 1.20 0.26 8 1.20 0.30 0.17
max 30 28 13 8 65 30 5.50 2.80 1.33 29 1.95 0.60 0.39
6 M 29.17 36.46 6.17 34.5 49.08 29.64 3.03 2.58 0.90 20.92 2.00 0.75 0.38
ni 1.12 3.10 1.74 5.21 2.65 1.24 0.25 0.11 0.08 1.17 0.10 0.04 0.02
V. % 13.31 29.46 97.75 52.33 18.68 14.52 28.13 14.28 29.04 19.39 17.56 20.48 18.19
min 25 20 0 7 35 23 2.00 1.90 0.60 15 1.40 0.55 0.26
max 37 55 18 66 66 36 5.00 3.00 1.45 26 2.50 1.00 0.53
Актуальные вопросы изучения и охраны растительного мира
крупными листочками овальной формы, что отличало их от представителей других популяций. Данная популяция характеризовалась необычным расположением - на нижней границе редколесья, причем растений S. altaica не удалось обнаружить под кронами деревьев.
Анализ изменчивости морфологических признаков растений S. altaica показал, что по шкале Г.Н. Зайцева (1984) варьирование у большинства из них нормальное. Исключение составили признаки числа побегов, варьирование которых было в пределах нормальных и очень больших величин для числа генеративных и общего числа побегов в особи. Число вегетативных побегов колебалось в пределах сверхбольших и аномальных величин у растений разных популяций S. altaica.
При исследовании демографической структуры пяти популяций определяли особи прегенеративного периода, молодого и зрелого генеративного онтогенетического состояния и постгенеративного периода. В шестой популяции был проведен более подробный анализ онтогенетической структуры и выявлены имматурные, виргинильные, молодые, зрелые и старые генеративные, а также субсенильные особи. Это позволило для шестой популяции определить эффективную плотность популяции (4,5 особи на 1 м2) и ее тип по классификации «дельта-омега» (зрелая). Крайние значения экологической плотности в шести популяциях различается в четыре раза. Все онтогенетические спектры одновершины с максимальным значением особей в генеративном периоде. Число постгенеративных особей невелико, либо они отсутствуют, поэтому индекс старения очень низкий - от 0 до 0,01. По этой же причине не отличаются индексы замещения и индексы старения. Процент генеративных особей во всех популяциях, кроме пятой, выше 50% (табл. 3). В пятой популяции, кроме того, наиболее низкая экологическая плотность. Шестая популяция отличается высокой экологической плотностью, ее эффективная плотность близка к экологической, так как большая часть ее представлена генеративными особями.
S. altaica - кальцефильное растение (Камелин, 1998) с узкой экологической амплитудой (Красная..., 2007). Необходимо проводить дальнейшие исследования S. altaica по ареалу для выявления лимитирующих факторов его существования и разработки научно-обоснованных мероприятий по сохранению этого вида.
Таким образом, проведенное исследование показало преобладание генеративных особей во всех популяциях S. altaica, определены демографические индексы, выявлены диапазоны варьирования морфологических признаков.
ЛИТЕРАТУРА
Ершова Э.А., Ханминчун В.М. Фитоценозы с Stelleropsis altaica (Thymelaeaceae) в Горном Алтае, нуждающиеся в
Животовский A.A. Онтогенетические состояния, эффективная плотность и классификация популяций растений //
Жукова J1.A. Динамика ценопопуляций луговых растений: автореф. ... д-ра биол. наук. — М., 1987. — 32 с.
Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. — М., 1984. — 424 с.
Демографическая характеристика ценопопуляций Stelleropsis altaica на северо-западном _(Усть-Канский р-н. Республика Алтай. 2001-2009 гг.)_
Таблица 3 Алтае
Признак
1
Популяция
Тип собщества
остепненныи
луг
луговая степь
луговая степь
настоящая степь
настоящая степь
луговая степь
Экологическая плотность, особь/м"
Индекс восстановления
0.31
0.14
0.13
0.17
0.Í
0.04
Индекс замещения
Индекс старения
Труды заповедника «Тигирекский» Вып. 3. 2010
Заугольнова Л.Б., Жукова Л.А., Комаров А.С., Смирнов О.В. Ценопопуляция растений (очерки популяционной биологии). - М, 1988. - 184 с.
Камелин Р.В. Материалы по истории флоры Азии (Алтайская горная страна). — Барнаул, 1998. — 240 с. Красная книга Алтайского края. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений. — Барнаул, 2006. - 262 с.
Красная книга Республики Алтай. Растения. - Горно-Алтайск, 2007. - 272 с. Красная книга Российской Федерации (растения и грибы). - М., 2008. - 855 с. Куминова А.В. Растительный покров Алтая. - Новосибирск, 1960. - 450 с. Лакин Г.Ф. Биометрия. М., 1973. - 342 с. Одум Ю. Экология. Т. 2. М., 1986. - 376 с.
Победимова Е.Г. Новый ponStelleropsis Pobed. из сем. Thymelaeaceae // Ботанические материалы гербария БИН им.
Редкие и исчезающие растения Сибири. Новосибирск, 1980. - 223 с.
SUMMARY
Morphologal variability between six populations and démographie structure of the rare species S. altaica were studied on Mountain Altai.
УДК 581.5
Бондаренко C.B. Bondarenko S.V.
СОСНОВЫЕ ЛЕСА УЩЕЛЬЯ ГАРА-АУЗУ-СУ КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОГО ЗАПОВЕДНИКА (ЦЕНТРАЛЬНЫЙ КАВКАЗ)
THE PINE FORESTS OF THE GORGE GARA-AUZU-SU OF THE KABARDINO-BALKAR
RESERVATION (THE CENTRAL CAUCASUS)
Кабардино-Балкарский государственный высокогорный заповедник. E-mail: bota_nik@inbox.ru
В статье описаны основные типы сосновых лесов ущелья Гара-аузу-су, расположенного в Кабардино-Балкарском
заповеднике на Центральном Кавказе. Сосна, как правило, образует чистые древостой. Подлесок почти всегда отсутствует.
Травянисто-кустарничковый ярус разреженный.
Ключевые слова: Центральный Кавказ, Кабардино-Балкарский заповедник, сосновые леса.
Краткие сведения общего характера о лесной растительности Кабардино-Балкарского заповедника содержатся в работах H.A. Буша (1931 и др.), Ю.И. Коса (1959), С.Х. Шхагапсоева и В.Б. Волкович (2002) и др. Территория заповедника входит в состав Малкинского флористического района Центрального Кавказа (Меницкий, 1991).
В ущелье Гара-аузу-су верхний горнолесной пояс представлен преимущественно сосновыми лесами из Pinus kochiana, на крутых склонах сменяющимися березовыми. Основными лесообразующими породами являются Alnus incana, Betula pendula, В. litwinowii, В. raddeana, Pinus kochiana.
Работы велись в соответствии с общепринятой методикой на площадках размером 400 м2. Использована шкала обилия видов Браун-Бланке. Сделаны описания сосняков березово-копеечникового, бруснично-разнотравного, злаково-разнотравного, мертвопокровного, разнотравного, чернично-брусничного, чернично-рододендронового.
Высотные пределы распространения сосновых лесов в пологой долине реки - 2100-2300 м над ур. м. Сосняки, как правило, представлены чистыми древостоями.
В бруснично-разнотравном сосняке сомкнутость крон незначительна - 0,6. В I ярусе высота Pinus kochiana 15-18 м. Второй ярус леса образует сосна высотой 6-7 м с незначительной примесью Betula verrucosa (высота - 6 м). Подлесок отсутствует. Единично встречаются Rubus buschii, R. saxatilis, Salix caprea (подрост - 0,2 м). Травянисто-кустарничковый ярус разреженный. Его 01111 -
