Оценка виталитетного состава ценопопуляции Hordeum brevisubulatum (Trin. ) Link в условиях Лено-Вилюйского междуречья Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 633. 1. (255) (282. 256. 66)

ОЦЕНКА ВИТАЛИТЕТНОГО СОСТАВА ЦЕНОПОПУЛЯЦИИ HORDEUM BREVISUBULATUM(TRIN.) LINK В УСЛОВИЯХ ЛЕНО-ВИЛЮЙСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

© 2010 А.И. Федорова

Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск

Поступила в редакцию 06.05.2010

Впервые для условий Лено-Вилюйского междуречья Якутии на основе морфологических параметров рассматривается жизненное состояние и виталитетные типы ценопопуляций Hordeum brevisubulatum. Выявлено, что в большинстве ценопопуляций преобладают особи высшего и промежуточного класса, что подтверждает вывод о хорошем состоянии ценопопуляции Hordeum brevisubulatum в исследованных ценопопуляциях.

Ключевые слова: жизненность, виталитет, ценопопуляция

Важной частью общей проблемы охраны природы является восстановление и рациональное использование природных растительных ресурсов. В этом плане большой интерес представляет популяционные исследования. Популя-ционные исследования дают надежную основу для прогнозирования продуктивности растительных сообществ, диагностирования их состояния, характера и степени изменений.

Цель работы: на основе морфологических показателей рассматреть жизненное состояние и виталитетные типы ценопопуляций (далее ЦП) Hordeum brevisubulatum (Trin.) Link в условиях Лено-Вилюйского междуречья Центральной Якутии.

Исследования проведены в Вилюйской зоны Якутии, исследовано 9 ЦП Hordeum brevisubulatum, которые отличаются по градиентам увлажнения, богатством почвы, видовым составом и по степени антропогенного воздействия. Из изученных 9 ЦП Hordeum brevisubulatum доминирует в 2-х сообществах (проективное покрытие вида 35 % и выше), в 4-х сообществах содоминант (ГШ вида 20-35%), в 3-х является сопутствующим видом (ПП вида 5-15%). Распространение изучаемых ЦП по сообществам, оценка фитоценозов по экологическим шкалам А.Ю. Королюка и др. [1] представлена в табл.1.

Жизненность (виталитет) - это усредненный уровень процветания или угнетения ЦП растений в зависимости от условия обитания. Жизненность не всегда связана с массой ЦП, так как есть виды, для которых оптимальным является доминирование, но есть виды, которые лучше себя чувствуют при рассеянном произрастании в сообществе. В работе [3] есть раздел, написанный И.М. Ермаковой, которая для ряда видов привела морфологические параметры, позволяющие оценивать их жизненность. Методика

Федорова Александра Ивановна, младший научный сотрудник лаборатории биологии луговых растений. E-mail: [email protected]

оценки виталитетного состава основана на дифференциации растений одного онтогенетического состояния на классы виталитета, выделяемые по определенным морфометрическим показателям, с вычислением среднего арифметического значения, разности между средним арифметическим выборки и генеральной совокупности, установлением интервала ранжировки. В качестве объектов виталитетного анализа используются растения того онтогенетического состояния, которое в наибольшей степени влияет на самоподдержание ценопопуляции, а факторный и корреляционный анализы позволяют выделить среди различных биометрических показателей детерминирующий комплекс признаков. Для обработки полученных данных составляют витали-тетные типы, отражающие соотношения растений высшего класса Q=1/2 (а+Ь)>с, промежуточного класса Q=1/2 (а+Ь)=с и низшего класса Q=1/2 (а+Ь)<с, а также определяют индекс качества ЦП Q=1/2(a+b) [4].

Для оценки жизненности ЦП в [5] был предложен популяционный индекс - индекс виталитета ЦП (1УС), рассчитываемый по размерным спектрам составляющих ЦП особей генеративного состояния. Индекс рассчитывался с использованием выравнивания методом взвешивания средних:

ТХЛ

т=-,

N

где X, - среднее значение /-того признака в ЦП, X,/ - среднее значение /-того признака для всех ЦП, N - число признаков.

По градиенту ухудшения условий роста выстраивали ряд ЦП по убыванию значения индексов виталитета. Наибольшее значение индекса соответствует наибольшим условиям реализации ростовых потенций, наименьшее - худшим условиям [5]. Для построения размерного спектра были взяты следующие признаки: высота

Биологические ресурсы: флора

генеративного побега, длина соцветия, количество узлов, количество колосков в соцветии, длина и ширина 1, 2 и 3 листьев. В каждой ЦП было проанализировано по 30 особей среднеге-неративного состояния. Выбранные признаки

Результат анализа оценка жизненности ЦП Hordeum brevisubulatum по размерному спектру особей показал, что в наиболее благоприятных условиях находятся растения в сообществах ассоциации Artemisio commutatae - Hordeetum brevisubulatum (ячменный сухой, остепненный луг) IVC=1,22, в наименее благоприятных условиях находятся растения в фитоценозах ассоциации Alopecuretum arundinacei (лисохвостный, влажный луг) - IVC=0,85. Максимальное значение индекса виталитета особи составляет 1,22, среднее - 0,95, минимальное - 0,85. Индекс размерной пластичности (ISP), рассчитанный, как отношение максимального индекса виталитета по размерному спектру (1,22) к минимальному (0,85), составил 1,37 (рис. 1). Несмотря на сходство возрастного состава ЦП на различных ступенях градиента, виталитетная структура была неодинакова и варьировала от процветающей до депрессивной.

Жизненность изученных ЦП Hordeum brevisubulatum по размерному спектру и индексу виталитета близки. В наших расчетах можно отметить, что минимальным значениям витали-тета соответствует минимально выраженные депрессивные состояния, а максимальному виталитету - максимальная выраженность процветания. Процветающие ЦП растений высокой жизненностью наблюдаются в ЦП 4, 7, 8, 9. Депрессивные ценопопуляции с низкой жизненностью наблюдаются в ЦП 2, 3, 5, 6. Равновесной отмечена ЦП 1 (табл. 2). Изучение вита-литетного состава показала, что в большинстве ЦП преобладают особи высшего и промежуточного класса (рис. 2), что также подтверждает вывод о хорошем состоянии ЦП Hordeum brevisubulatum (Trin.) Link в исследованных ЦП. К

хорошо раскрывают жизненные показатели растений и весьма удобны для измерения в полевых условиях, охватывают как вегетативные, так и генеративные признаки вида.

процветающим относится 23,33%, к равновесной - 48,88%, к депрессивной - 27,77%.

I|-ili аншгсншическои ы|)атсгин ц^но-попупяцми Hordeum I] revis ultiilat и m1 lull. Linh, r.

еле -,-,-,-,-,-,-

0.1i ■ D.14 ..........

.......... ............... ..........

5 ¡¡У

0.11 ■■:.....я....................................................

8

0.1В .......................................

0.09 ■ 6

им ■

7

0.07 -■-'-■-■-■-'-■-■-

0.35 0.90 0.95 1,00 1.05 1.10 1.15 1,20 1.25

И £

Рис. 1. Тренд онтогенетической стратегии Н. Ьгеу18иЬи1а1ит: по оси абсцисс - 1УС, по оси ординат- коэффициент детерминации (Я2ш)

По результатам анализа наиболее благоприятные эколого-ценотические условия для произрастания Нordeum brevisubulatum в регионе создаются в настоящих и остепненных ячменных лугах, где отмечаются высокие показатели жизненности. В изучаемых сообществах ячмень предпочитает сообщества с более сухими условиями увлажнения (60-65 баллов по увлажнению) и менее засоленными (12-13 баллов по богатству почв - засолению).

Выводы: в ходе проведенных исследований нами также показана возможность уточнения экологического оптимума вида популяци-онно-биологическими методами, которые могут дополнять геоботанические методы, проведенные в Якутии ранее [1].

Таблица 1. Экологическая оценка ценопопуляций Hordeum brevisubulatum

Сообщество* № ЦП Увлажнение (балл) Засоление (балл) Степень ан-тропоген. нагрузки Роль в ЦП

Айет18ю соттШ^ае-НоМееШт Ьгеу18иЬи1аШт 4, 7 60,4 12,8 средн. 4, 7 4 - с опутс. 7 - с одом.

остепненный луг

РисстеШеШт 1епиШогае бескильницевый луг 2 61,8 12,5 средн. 2 2 - сопутст.

ТЬаНсйо - НоМееШт Ьге-у18иЬи1ай 3, 5, 9 64,9 12,7 средн. 3, 9 3 - домин.

Настоящие ячменные луга ТЬ.- Н.Ь.-а1оресиге1о8ит ТЬ.- Н.Ь. - рисс1пеШе1о8ит 1, 8 62,6 12,9 отсутст. 5 отсутст.1 средн. 8 5, 9 - содом. 1 - домин. 8 - сопутст.

А1оресигеШт агип&пасе1 6 67,3 12,9 средн. 6 6 - содомин.

лисохвостный влажный луг

* - названия синтаксонов по работе П. А. Гоголевой [2].

Таблица 2. Оценка жизненности ЦП Hordeum brevisubulatum (Trin.) Link по критерию виталитета и размерного спектра

№ Размерный IVC Особи по классам Виталитетный тип

ЦП спектр (Q/с) виталитета ЦП

a b c

1 1 0,95 4 17 9 равновесная

2 0,75 0,91 1 17 12 депрессивная

3 0,86 0,93 2 17 11 депрессивная

4 7 1,22 21 7 2 процветающая

5 0,38 0,91 0 13 17 депрессивная

6 0,5 0,85 0 15 15 депрессивная

7 1,64 0,96 6 17 7 процветающая

8 14,5 1,12 17 12 1 процветающая

9 14,5 1,10 12 17 1 процветающая

35

за

25

« iC'

1 2 3 4 S 6 7 S 9 це-нопопуляцш

□ A

□ El

□ С

Рис. 2. Размерный спектр жизненности ЦП Hordeum brevisubulatum в процентных соотношениях:

(а - высший, Ь - промежуточный, с - низший)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Королюк, А.Ю. Экологическая оценка флоры и растительности центральной Якутии / А.Ю. Королюк, Е.И. Троева, М.М. Черосов и др. - Якутск, 2005. - 108 с.

2. Гоголева, П.А. Конспект флоры высших сосудистых растений Центральной Якутии: Справочное пособие. - Якутск, 2003. - 64 с.

3. Ценопопуляции растений: Основные понятия и структура. / Отв. ред. к. б. н., проф. Т. И. Серебрякова. - М.: Наука, 1976. - 64 с.

4. Злобин, Ю.А. Принципы и методы ценотических популяций растений. - Казань, 1989. - 146 с.

5. Ишбирдин, А.Р. Адаптивный морфогенез и эко-лого-ценотические стратегии выживания травянистых растений / А.Р. Ишбирдин, М.М. Ишму-ратова // Методы популяционной биологии. Сборник материалов VII Всеросс. популяц. семинара (16-21 февраля 2004). - Сыктывкар, 2004. - Ч. 2. - С. 113-120.

ESTIMATION OF VITALITY COMPOUND OF COENOPOPULATION HORDEUM BREVISUBULATUM (TRIN.) LINK IN CONDITIONS OF LENA-VILUY INTERFLUVE

© 2010 A.I. Fedorova Institute of Biological Problems Cryolithozone SB RAS, Yakutsk

For the first time for conditions of Lena-Viluy interfluve in Yakutia on the basis of morphological parameters the vital condition and vitality types of coenopopulations ^rdeum brevisubulatum is examined. It is revealed, that in the majority of coenopopulations species of maximum and intermediate class predominate, that confirms the conclusion about a good condition of coenopopulation Hordeum brevisubulatum in researched coe-nopopulations.

Keywords: vital power, vitality, coenopopulation

Alexandra Fedorova, Minor Research Fellow at the Laboratory of Meadow Plants Biology. E-mail: [email protected]