CC BY
26ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 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
УДК 581.522.5:582.633.39
Кубан И.Н.1 Kuban I.N.
Дорогина O.B.2 Dorogina O.V.
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЦЕНОПОПУЛЯЦИИ RHAPONTICUMCARTHAMOIDES, ПРОИЗРАСТАЮЩЕЙ В РЕСПУБЛИКЕ АЛТАЙ НА СЕМИНСКОМ ПЕРЕВАЛЕ
ASSESSMENT COENOPOPULATION RHAPONTKИМ("ARTHAMOIDliS, GROW UP IN
THE ALTAI REPUBLIC IN SEMINSKII PAS S
'Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, Новосибирск. E-mail: irinakuban@gmail.com.
Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, Новосибирск. E-mail: olga-dorogina@yandex.ru
Исследована ценопопуляция Rhaponticum carthamoides на территории Алтайского края. По результатам исследований составлен базовый ото генетический спектр.
Ключевые слова: Rhaponticum carthamoides, ценопопуляция, онтогенез, онтогенетическая структура.
Проблема сохранения и рационального использования генофонда растений, в том числе эндемичных и редких, в настоящее время приобрела актуальное значение. Усиление эксплуатации и бесконтрольное использование растительных ресурсов явилось причиной того, что отдельные растительные сообщества и их компоненты стали подвергаться изменениям, а некоторые виды близки к исчезновению. Особенно уязвимыми оказались эндемичные и редкие виды растений, обладающие ценными лекарственными и декоративными свойствами.
К числу редких и находящихся под угрозой исчезновения видов относится Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin - рапонтикум сафлоровидный (маралий корень), имеющий эндемичный средниазиатско-южносибирский ареал. Основная часть ареала охватывает горы Алтая, Кузнецкого Алатау, Западный Саян и западную часть Восточного Саяна (Положий, 1972). В настоящее время вид внесён в списки «Красной книги Российской федерации» (2008), «Редкие и исчезающие растения Сибири» (1980), в Красную книгу Алтайского края (1994), охраняется в Тигирекском заповеднике и заказниках Бащелакский и Чарышский. Маралий корень - ценное лекарственное растение. Жидкий экстракт из корневищ применяют в качестве стимулирующего средства при функциональных расстройствах нервной системы, умственном и физическом утомлении, пониженной трудоспособности, половом бессилии, хроническом алкоголизме. Систематическое введение экстракта приводит к нормализации количества эритроцитов и гемоглобина (Пичурина, 1961). Экстракты растений этого вида входит в состав различных алкогольных и безалкогольных тонизирующих напитков, а в парфюмерной промышленности используется для изготовления косметических средств. Это ценное кормовое и медоносное растение. Поскольку рапонтикум сафлоровидный имеет узкий ареал и интенсивно используется, а после эксплуатации численность популяций восстанавливаются крайне медленно, необходима охрана этого вида. В связи с этим в некоторых районах Алтайского края принимаются меры по организации заказников, обеспечивающих наряду с другими редкими видами охрану и рациональное использование растений R. carthamoides. Интродукция маральего корня в различных районах страны показала, что этот вид обладает широким диапазоном адаптационных возможностей и может широко культивироваться.
Необходимым предварительным условием разработки стратегии сохранения редкого вида R. carthamoides является выяснение его биологических особенностей и состояния цено популяций (ЦП).
Целью нашей работы является оценка состояния и мониторинг популяци R. carthamoides, произрастающей в Горном Алтае.
Одним из объектов нашего исследования явилась природная популяция R. carthamoides, произрастающая в Онгудайском районе Республики Алтай на Семинском перевале. Наблюдения проводились в течение 2008-2009 годов. Онтогенетическая структура ЦП R. carthamoides изучалась с применением принятых в современной популяционной биологии растений методов и принципов, разработанных A.A. Урановым (1975). Онтогенетическую структуру ценопопуляции определяли как соотношение разных онтогенетических групп в ЦП. Онтогенетические спектры описывались на основе учета 25 площадок размером 1 м2 на трансектах, заложенных случайно - регулярным
Актуальные вопросы изучения и охраны растительного мира
способом. Для детальной характеристики ЦП использовались следующие демографические показатели: экологическая плотность (Одум, 1986), эффективная плотность (Животовский, 2001), индекс восстановления (Жукова, 1995), индекс старения (Глотов, 1998). При изучении биоморфологических особенностей исследовали 20 особей средневозрастного генеративного онтогенетического состояния по количественным показателям вегетативной и генеративной сферы: высота надземной части, число вегетативных и генеративных побегов, число стеблевых листьев, длина черешка розеточного листа, длина и ширина розеточного и стеблевого листа, диаметр корзинки, диаметр надземной части. Полученные биометрические показатели обрабатывались статистически: определялось среднее арифметическое, его ошибка, минимальное и максимальное значение признака, коэффициент вариации. Уровни изменчивости оценивали по величине коэффициента вариации в соответствие со шкалой: < 7% - очень низкий, 8-15% - низкий, 16-25% - средний, 26-35% -повышенный, 36-50% - высокий, > 50% - очень высокий (Мамаев, 1973).
R. carthamoides - многолетнее травянистое полурозеточное поликарпическое растение высотой 50-150 см. Корневище деревянистое, утолщенное, с многочисленными тонкими корневыми мочками. На корневище развивается от 5 до 50 побегов, паутинисто-опушенных или голых, с перистораздельными листьями, у которых более крупная конечная доля и пять-шесть пар боковых, яйцевидно-ланцетовидных, заостренных по краю зубчатых долей. Большая часть побегов -вегетативные, с розеткой из трех-четырех крупных черешковых листьев. Генеративные побеги имеют полые ребристые стебли, с более мелкими сидячими листьями. На верхушке генеративных побегов формируются одиночные соцветия-корзинки. В корзинке собраны пятичленные, трубчатые, обоеполые, фиолетово-розовые цветки. Завязь нижняя. Плоды - семянки.
В пределах ареала основные популяции маральего корня сосредоточены на субальпийских и частично альпийских лугах и тундре (Постников, 1995). Субальпийские луга занимают пологие верхние участки гор и образуют низший пояс высокогорной растительности, непосредственно прилегающей на большинстве хребтов к участкам и массивам высокоствольного леса. Мощное развитие растительности субальпийского пояса обусловлено специфическим климатом, способствующим интенсивному накоплению влаги за счет осадков. Примером субальпийского луга с участием маральего корня может служить высокотравный луг на Семинском перевале. Участок занимает большую лесную поляну в кедровом лесу. Травостой густой, проективное покрытие 95-98% с преобладанием: Rhaponticum carthamoides и Geranium albifloriim, Alchimilla vulgaris, Biipleimim aiireiim, Trolliiis altaicus. Спорадически в травостое встречалась Veratrum lobelianum.
Анализ средних значений биоморфологических признаков у зрелых генеративных растений изучаемой популяции в 2008-2009 гг. показал, что имеются некоторые различия (табл. 1).
Количественные показатели (число генеративных и вегетативных побегов, число стеблевых листьев) подвержены меньшему варьированию, чем линейные (высота надземной части, длина и ширина листочков). Наиболее стабильными в изучаемой популяции были признаки «число генеративных и вегетативных побегов». Растения маральего корня в 2008 году были более высокорослыми, с более крупным диаметром надземной части, чем в 2009 году. Для них была характерна большая высота растения и диаметр надземной части. Следует отметить, что в 2009 году мы не наблюдали цветения растений. Годичный перерыв в плодоношении, вероятно, может быть обусловлен временными неблагоприятными условиями для развития генеративного побега текущего года.
Для R. carthamoides вида определены 3 периода и 7 возрастных состояний. В прегенеративном отмечены особи j, im, v состояний. В генеративном встречались особи gl, g2. Постгенеративный период представлен особями ss,s онтогенетических состоянии. Возрастные состояния описаны на основе комплекса качественных и количественных признаков.
Онтогенетический спектр (рис. 1, 2) левосторонний, с абсолютным максимумом на виргинильных особях 52%. В данной ценопопуляции отмечено небольшое число особей ювенильного (1%) и имматурного (10%) состояния. Изучаемая ЦП R. carthamoides по классификации A.A. Уранова и О.В. Смирновой (1969) - нормальная, полночленная. По классификации «ю и А» (Животовский, 2001) является зрелой. Данная ценопопуляция характеризуется достаточно высокой плотностью особей (до 23%). Сравнение экологической и эффективной плотности показывает, что эффективная плотность в 2 раза меньше экологической, это связано с высоким процентом молодой
Таблица 1
Биоморфологическая характеристика Rhaponticum carthamoides _на Семинском перевале (2008-2009 гг)._
2008
М±т
V,%
2009
Диапазон значений
М±т
V,%
Диапазон значений
Высота надземной части, см
117.5±2.9
9.S
97-137
63±2.1
13.1
52-78
Число вегетативных побегов
7.8±1.5
78.6
2-22
5.8±1.2
57.8
2-16
Число генеративных побегов
3.2±0.4
53.1
1-7
2.5±0.9
48.3
1-7
Число стеблевых листьев
31.6±2.0
25.4
19-44
23.3±1.1
18.7
16-25
Длина черешка розеточного
листа, см
22.2±1.5
26.6
11-30
17.8±1.1
22.5
15-23
Розеточный лист, см
длина
32.6±1.9
22.5
21-48
22.8±1.3
31.8
ширина
15.8±1.2
30.0
8-25
9.3±0.7
22.6
16.5-28.5
5.5-13.5
Стеблевой лист (4-ый снизу)
длина
22.3±0.9
16.0
17-30
20.6±0.7
12.5
ширина
9.5±0.5
21.7
7-14
9.3±0.5
21.7
17-24
5.5-12
Диаметр корзинки, см
5.2±0.2
13.4
4-6
Диаметр растения, см
28.4±3.2
44.3
11-56
19.4±2.9
37.6
8-52
фракции. Сравнение индексов восстановления (1в) и старения (1с) (Жукова, 1995; Глотов, 1998) позволяет говорить о хорошем пополнении ценопопуляции, что способствует её устойчивости.
Таким образом, в условиях Республики Алтай изучены биоморфологические признаки, онтогенез R. carthamoides и его онтогенетическая структура. В онтогенезе особи последовательно проходят следующие периоды онтогенеза: прегенеративный, генеративный, постгенеративный. Для изучаемой популяции выявлен левосторонний тип онтогенетической структуры с преобладанием вергенильных особей.
Работа выполнена при финансовой поддержке «Интеграционного проекта СО РАН» №28 и программы Президиума РАН «Биологическое разнообразие» №23.
ЛИТЕРАТУРА
Глотов Н.В. Об оценке параметров возрастной структуры популяций растений // Жизнь популяций в гетерогенной
Животовский А.А. Онтогенетические состояния, эффективная плотность и классификация популяций растений //
Жукова JI. А. Динамика ценопопуляций луговых растений / Дисс. насоиск. уч.ст.д.б.н. -М., 1987.
Жукова Л. А. Популяционная жизнь луговых растений. - Йошкар-Ола, 1995. - 223 с.
Красная книга растений Алтайского края. - Барнаул: изд-во Алт. гос. ун-та, 1994. - 120 с.
Красная книга Российской Федерации ( растения и грибы). М : Товарищество научных изданий КМК, 2008. -
855 с.
Мамаев С. А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений. М.: Наука, 1973. -283 с.
Одум Ю. Экология. - Т. 2. М., 1986. - 376 с.
Пичурина Р. А. Действие экстрактов женьшеня, элеутерококка и левзеи при некоторых патологических реакциях
периферической крови: автореф. дис. кан. мед. наук - Томск, 1963. - 18 с.
Положий А.В., Суров Ю.П. Ареалы, фитоценотическая приуроченность и прогнозы запасов левзеи сафлоровидной и
родиолы розовой в Южной Сибири//Ресурсы дикорастущих лекарственных растений СССР. М., 1972. -С.113-116.
Актуальные вопросы изучения и охраны растительного мира
0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00
j im v G1 G2 G3 ss
□ Доля онтогенетического состояния
■ Индекс эффективности М
i I i
Рисунок 1. Онтогенетические спектры ценопопуляции КИаропНсит саг(Иато1с1ен (2009 г). По оси х - онтогенетические состояния; по оси у - процентное содержание.
0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00
i—i—I
□ Доля онтогенетического состояния
■ Индекс эффективности М
Г^— I Г I
j irn v G1 G2 G3 ss
Рисунок 2. Онтогенетические спектры ценопопуляции КИаропНсит саг(Иато1с1ен (2008 г). По оси х - онтогенетические состояния; по оси у - процентное содержание.
Постников Б.А. Маралий корень и основы введения его в культуру. Новосибирск, 1995. - 276 с. Редкие и исчезающие растения Сибири. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1980. - 223 с.
Уранов А.А, Смирнова О.В. Классификация и основные черты развития многолетних растений // Бюл. МОИП.
SUMMARY
Peculiarities oiRhaponticum carthamoides coenopopulation in Altai were studied. As a result the basic ontogenetic spectrum was made up.
