CC BY
43
УДК 58.009+581.5
UDC 58.009+581.5
СООБЩЕСТВА С IRIS LAEVIGATA FISCH. ЕТ С.А. MEY. КАК ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ СОЗДАНИЯ РЕИНТРОДУКЦИОННЫХ ПОПУЛЯЦИЙ1
Данилова Надежда Софроновна д.б.н., профессор, ведущий научный сотрудник Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, Якутск, Россия
Иванова Наталья Сергеевна
к.б.н., заместитель директора Ботанического сада
Борисова Саргылана Захаровна
к.б.н., доцент, директор Ботанического сада
Афанасьева Екатерина Александровна к.б.н., начальник отдела Ботанического сада Северо-Восточный федеральный университет, Якутск, Россия
В статье дается характеристика экологических условий и растительных сообществ с Iris laevigata для выбора оптимальных мест его произрастания. Структура естественных популяций может быть моделью для создания искусственных популяций этого вида
Ключевые слова: IRIS LAEVIGATA, РЕИНТРОДУКЦИЯ, РАСТИТЕЛЬНОЕ СООБЩЕСТВО, ВИДОВОЙ СОСТАВ, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ШКАЛА ЛАНДОЛБТА, ОХРАНА ПРИРОДЫ
NATURAL PLANT COMMUNITIES IRIS LAEVIGATA FISCH. ET C.A. MEY. AS THE ECOLOGY MODEL FOR CREATION OF REINTRODUCTION POPULATION
Danilova Nadezhda Sofronovna Dr.Biol.Sci., professor, senior research scientist Institute of Biological Problems of Ctyolithozone, Siberian Branch, Russian Academy of Science, Yakutsk, Russia
Ivanova Natalia Sergeevna
Cand.Biol.Sci., deputy chief of the Botanical Garden
Borisova Sargylana Zakharovna Cand.Biol.Sci., associate professor, chief of the Botanical Garden
Afanasyeva Ekaterina Alexandravna Cand.Biol.Sci., senior research scientist of the Botanical Garden
North-Eastern Federal University, Yakutsk, Russia
The article describes the environmental conditions and plant communities with Iris laevigata for the selection of optimal locations of its growth. The structure of natural populations can be a model for the creation of artificial populations of these species
Keywords: IRIS LAEVIGATA, REINTRODUCTION, PLANT COMMUNITY, PLANT SPECIES COMPOSITION, ENVIRONMENTAL CONDITIONS, LANDOLT SCALE, CONSERVATION
Развитие практических подходов сохранения дикой природы является одной их ключевых целей современной биологической науки. В настоящее время комплексным и наиболее действенным способом охраны и поддержания биологического разнообразия является сочетание традиционных путей сохранения редких видов - в естественных (in situ) и искусственных условиях (ex situ) с разработкой экспериментальных методов размножения растений и их последующей реинтродукцией в природу.
Реинтродукция - создание искусственных популяций в природных
1 Работа выполнена в рамках Госзадания МОнНРФ, проект № 4.979.2011
биотопах в пределах природных ареалов видов [1]. Один из ответственных этапов реинтродукции растений - это подбор участка. Согласно «Методическим рекомендациям...» [2] участок должен отвечать ряду требований. Во-первых, он должен вписываться в пределы исторического ареала реинтродуцируемого вида, во-вторых, экологические характеристики участка должны в полной мере соответствовать требованиям реинтродуцента, в-третьих размеры участков должны обеспечить самовозобновление вида и возможное расширение популяции.
Материал и методы исследования. Iris laevigata Fisch. et C.A. Mey. - касатик сглаженный (сем. Iridaceae Juss.). Восточноазиатский бореальный вид. В Якутии встречается в долине р. Лена до устья р. Алдан, в долине р. Вилюй, в бассейне р. Алдан (рис.). Растет на сырых лугах, болотах, берегах стариц, озер [3]. Внесен в Красную книгу Республики Саха (Якутия) [4], как сокращающий численность популяций в результате хозяйственной деятельности человека. Охраняется на территориях государственного природного заповедника (ГПЗ) «Олекминский», природных парков (1111) «Ленские столбы» и «Усть-Вилюйский», ресурсных резерватов (РР) «Чаруода», «Пилька» [4-8].
Цель настоящей работы - изучение спектра экологических и фитоценотических условий местообитаний I. laevigata. Результаты работы лягут в основу мероприятий по восстановлению численности нарушенных и созданию реинтродукционных популяций.
Рис. Распространение Iris laevigata на территории Якутии
Экологическими моделями служили устойчивые растительные сообщества с I. laevigata, в составе которых вид занимает одну из ведущих позиций. Немногочисленность изученных сообществ обусловлена редкостью объекта исследований.
Результаты и их обсуждение. В течение последних десятилетий мы стали свидетелями исчезновения многих ценопопуляций I. laevigata, особенно в окр. населенных пунктов [9-15]. В связи с этим весьма актуальным является реализация инновационного подхода к сохранению внутривидового разнообразия этого ценного вида - реинтродукции.
Первое изученное сообщество касатиково-осоковое травяное болото расположено в районе устья р. Буотама - правого притока р. Лена, в пределах Природного парка «Ленские столбы» на притеррасном участке поймы. Болото занимает небольшое понижение в окружении березняка и багульниково-сфагнового лиственничного леса площадью около 3500 м2 [14].
В сложении травянистого яруса (табл.) активное участие принимают
гигромезофиты и гигрофиты. Среди типичных мезофитов доминантом является Iris setosa. В отдельные годы по периферийной части обильны Anemone dichotoma, Ledum palustre, Potentilla paradoxa. Остальные виды этой группы представлены рассеяно или единичными экземплярами. Промежуточные по своей экологии между мезофитами и мезоксерофитами - ксеромезофиты, в незначительном количестве отмечены в пограничной зоне фитоценоза. Гемигигрофиты и гидрофиты обильны лишь в благоприятные по влажности годы, чаще встречаются единично или вовсе отсутствуют. Более сухие годы способствуют развитию спектра луговых растений, обычно занимающих периферийную часть болота.
Таблица. - Характеристика сообществ с участием Iris laevigata
Сообщества Доминирующие виды* ОПП, %
Касатиково-осоковое травяное болото (1111 «Ленские столбы») Сагех appendiculata (Trautv. et С.А. Mey.) Kuk., С. limosa L., С. rostrata Stokes, Comarum palustre L, Eriophorum russeolum Fries, Iris setosa Pall, ex Link, Anemone dichotoma L., Calamagrostis purpurea (Trin.) Trin. subsp. langsdorffii (Link.) Tzvel., Cicuta virosa L., Equisetum fluviatile L., Eriophorum angustifolium Honck., Iris laevigata, Poa palustris L., Potentilla paradoxa Nutt, ex Torr. et Gray, Ledum palustre L. 85
Пу шицево- сабельников ое травяное болото (трасса Вилюй) Comarum palustre, Eriophorum angustifolium, E. russeolum, Carex limosa, C. rostrata, Naumburgia thyrsiflora (L.) Reichenb., Iris laevigata 70
Касатиково- осоковый переувлажненный луг (ГПЗ Олекминский) Carex rostrata, Iris laevigata, Comarum palustre 95
Манниково- вейниковый переувлажненный луг (Ботанический сад) Calamagrostis purpurea subsp. langsdorffii, Glyceria triflora (Korsh.) Kom., Carex acuta L., Lemna minor L., Iris laevigata 85
* - виды указаны по мере уменьшения обилия
Второе сообщество пушицево-сабельниковое травяное болото расположено в 40 км к западу от г. Якутск (федеральная трасса Вилюй) на заболоченном берегу озера. Это сообщество представляет собой один из этапов
восстановительного процесса после пожара лиственничного леса. Как отмечает А.П. Исаев [16], лесовосстановительный процесс на гарях при проявлении термокарста может идти путем развития травяных болот или провальных озер. Вероятно, этот фитоценоз представляет собой начальный период развития озерного сообщества с заболоченными берегами, о чем свидетельствует то, все слагающие его виды, являются индикаторами обильно увлаженных местообитаний Сэгех limosd и С. rostrata, Eriophorum angustifolium, Е. russeolum, Coma rum pa lustre (табл.). Но с другой стороны высокое проективное покрытие (до 80 %) обеспечено высоким обилием (сорз) постоянно произрастающих в фитоценозе немногих видов, что говорит об устойчивости их взаимосвязей и сформированности сообщества, исключающим появление случайных видов. За несколько лет наблюдений видовой состав пушицево-сабельникового фитоценоза практически не изменился.
Следующее изученное сообщество расположено на заболоченном берегу 03. Мююо-Кюель, в 500 м восточнее стационара Джикимда на территории ГПЗ «Олекминский». Это касатиково-осоковый переувлажненный луг. Экологические условия местообитания и видовой состав близки к предыдущему сообществу [17]. Это позволяет предположить одинаковое происхождение этих озер, находящихся на разных стадиях сукцессии. Травяной покров представлен 8 видами, из них наиболее обильны 3 вида (табл.).
Анализ индикаторов по Landolt’y [18] свидетельствуе, что для I. laevigata в природных местообитаниях характерны довольно узкие экологические условия произрастания. I. laevigata - гигрофит, для которого оптимальными являются постоянно или почти постоянно обводненные местообитания - прибрежно-водные, болотные (ступень 5). В составе прибрежно-водной растительности вид может расти на незакрепленных субстратах и переноситься с потоками воды на небольшие расстояния. Почвы, на которых произрастает вид обычно глинистые или торфянистые, плохо аэрируемые (ступень 5), слабокислые (ступень 3), от среднебедных до среднебогатых (ступень 3). Освещенность местопроизрастаний
также имеет большое значение, I. laevigata предпочитает хорошо освещенные участки, но может расти в пунктирной тени одиночных крупных растений (ступени 4-5).
Результаты исследования и обзор литературы [9-15, 19] показали, что I. laevigata проявляет достаточно жесткую фитоценотическую и экологическую приуроченность. Следуя требованиям вида, можно с максимальной точностью подобрать новые местообитания для создания искусственных популяций вида. Точно так же можно дать эколого-фитоценотическую оценку сообществам, компонентом которых является I. laevigata. Часто ценопопуляция сокращает численность не по причине изменения условий существования, а в результате непосредственного истребления вида как декоративного, лекарственного и др. В таких сообществах при обеспечении системы охраны возможна реставрация и восстановление численности вида.
Первый опыт восстановления численности I. laevigata методом реинтродукции нами осуществлен в манниково-вейниковом сообществе в прибрежной части старичного озера Атласовское в 10 км к юго-западу от г. Якутска [12]. В 2001 г. на этой территории был создан Ботанический сад СВФУ, вошедший в систему ООПТ PC (Я). Касатик сглаженный здесь был обнаружен в ходе флористического обследования, проведенного в 2003 г. Ценопопуляция I. laevigata находилась в угнетенном состоянии, вызванным, по-видимому, как прямым уничтожением растений, так и загрязнением водоема отходами Якутской птицефабрики. Согласно данным И.И. Васильевой-Кралиной и И.Б. Тирской [20] район озера Атласовское у Ботанического сада СВФУ характеризуется как среднезагрязненный.
Участок, на котором проводился реинтродукционный эксперимент, отвечал необходимым критериям. Его территория входит в пределы природного ареала I. laevigata, размеры участка обеспечивают самовозобновление ценопопуляции и позволяют расширение её площади. Этому способствует также увеличение слоя
донных отложений, которое происходит в результате жизнедеятельности прибрежно-водных растений, кроме того, озеро довольно интенсивно зарастает благодаря наплывам травяных кочек с осоками, тростником.
Фитоценотические (табл.) и экологические условия местообитаний также соответствуют требованиям вида. I. laevigata здесь обитает в постоянно обводненной среде, в отдельные годы переносит достаточное сильное и продолжительное затопление, растет в легкой полутени крупных растений ('Calamagrostis purpurea subsp. langsdorffii), почва торфянистая, плохо аэрируемая, слабокислая.
Высадка в 2003 г. на участке 100 экземпляров молодых вегетативных растений послужила толчком для дальнейшего развития ценопопуляции. К настоящему времени реинтродукционная ценопопуляция приобрела устойчивый характер, повысилась её численность, плотность, возрастной спектр представлен растениями разных возрастных состояний [12]. За последующие 10 лет 16 % высаженных растений достигли генеративного возраста, регулярно проходя полный цикл фенологического развития с образованием семян. Но самоподдержание ценопопуляции осуществляется вегетативным путем, вероятно, вследствие постоянной обводненности среды, семена не прорастают или смываются водой. За счет повышения демографических показателей расширяется площадь ценопопуляции.
Положительный результат реинтродукционного эксперимента свидетельствует, что один из важных этапов реинтроду кино иных мероприятий -правильный подбор местообитания.
Литература
1. Тихонова В.Л., Беловодова НН. Реинтродукция дикорастущих травянистых растений: состояние, проблемы и перспективы // Бюлл. ГБС. 2002. Вып. 183. С. 90-106.
2. Методические рекомендации по реинтродукции редких и исчезающих видов растений (для ботанических садов) / Ю.Н. Горбунов, Д.С. Дзыбов, З.Е. Кузьмин, И. А. Смирнов. Тула: Гриф
и К, 2008. 56 с.
3. Определитель высших растений Якутии. Новосибирск: Наука, 1974. 543 с.
4. Красная книга Республики Саха (Якутия). Т.1: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов / Мин-во охраны природы PC (Я), Департамент биологических ресурсов. Якутск: НИПК "Сахаполиграфиздат", 2000. 256 с.
5. Захарова В.И. Сосудистые растения национального природного парка «Усть-Вилюйский» // Проблемы изучения растительного покрова Якутии. Якутск: НИПК «Сахаполиграфиздат», 2004. С. 105-110.
6. Егорова А.А., Исаев А.П. Растительный покров ресурсного резервата «Пилька» // Почвы, растительный и животный мир Юго-Западной Якутии,- Новосибирск: Наука,2006. С. 54-65.
7. Кузнецова Л.В. Флора и растительность ресурсного резервата WWF - Саха «Чоруода» //Геоботанические и ресурсоведческие исследования в Арктике. Якутск: ЯНЦ СО РАН, 2010. С.97-103.
8. Борисов Б.З. Роль территориальной охраны в сохранении естественной растительности и разнообразия флоры Якутии / Б.З. Борисов, С.З. Борисова, 3.3. Борисов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. Краснодар: КубГАУ, 2012. - №10 (84). - Режим доступа: http://ej.kxtbagro.ru/2012/10/pdf/48.pdf
9. Данилова НС., Иванова НС., Пестрякова С.Б. Оценка состояния ценопопуляций редких видов в окр. г. Якутска // Проблемы сохранения разнообразия растительного покрова внутренней Азии: Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. Часть 1. Улан-Удэ: Изд-во Бурятского научного центра СО РАН, 2004. С. 39 - 40.
10. Данилова Н. С., Борисова С. 3., Иванова Н. С. Биология охраняемых растений Центральной Якутии. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2005. 112 с.
11. Данилова НС., Иванова НС., Борисова С.З. Инвентаризация ценопопуляций некоторых редких растений окрестностей г. Якутска // Вестник Якутского государственного университета им. М. К. Аммосова. 2009. Т. 6, № 4. С. 5-9.
12. Данилова Н.С., Иванова Н.С., Афанасьева Е.А., Борисова С.З. Реинтродукция Iris laevigata Fisch. et Mey. в окрестностях г. Якутска // Наука и образование. № 4 (60). 2010. С. 88-92.
13. Редкие растения окрестностей города Якутска / НС. Данилова, С.З. Борисова, НС. Иванова, Е.А. Афанасьева. Новосибирск: Наука, 2012. 103 с.
14. Иванова Н.С. Охрана некоторых редких и исчезающих видов растений в Центральной Якутии. Автореф. дис. ... кандидата биол. наук. Якутск, 2006. - 23 с.
15. Иванова Н.С., Данилова НС., Борисова С.З. Современное состояние ценопопуляций редкого вида Iris laevigata II Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. Материалы шестой международной научно-практической конференции. Барнаул: АзБука, 2007. С. 143-144.
16. Исаев А. П. Естественная и антропогенная динамика лиственничных лесов криолитозоны (на примере Якутии). Автореф. дис. ... доктора биол. наук. Якутск, 2011. 52 с.
17. Афанасьева Е.А. Охрана некоторых редких видов флоры Якутии (in situ, ex situ). Автореф. дис. ... кандидата биол. наук. Якутск, 2011. 23 с.
18. LandoltE. Okologische Zeigerwerte zur Schweizer Flora // Veroff Gejbot. Inst., Rubel. H. 64. Zurich, 1977. Цитир. по: Биологическая флора московской области / Под ред. Т. А. Работнова. Вып.
6. М., 1980.
19. Говорина Т.П., Доронькин В.М., Иванова В.П., Михалева В.М. Ирис (касатик) сглаженный - Iris laevigata Fisch. et С.A. Mey. // Биоэкологические особенности растений Сибири, нуждающихся в охране. Новосибирск: Наука, 1988. С. 41-57.
20. Васильева-Кралина ИИ, Тирская И.Б. Водоросли озера Атласовское // Ботанические
сады - центры изучения и сохранения биоразнообразия. Якутск: Изд-во ЯГУ. 2003. С. 138-146.
References
1. Tihonova V.L., Belovodova N.N. Reintrodukcija dikorastushhih travjanistyh rastenij: sostojanie, problemy i perspektivy // Bjull. GBS. 2002. Vyp. 183. S. 90-106.
2. Metodicheskie rekomendacii po reintrodukcii redkih i ischezajushhih vidov rastenij (dlja botanicheskih sadov) / Ju.N. Gorbunov, D.S. Dzybov, Z.E. Kuz'min, I.A. Smirnov. Tula: Grif i K, 2008. 56 s.
3. Opredelitel' vysshih rastenij Jakutii. Novosibirsk: Nauka, 1974. 543 s.
4. Krasnaja kniga Respubliki Saha (Jakutija). T.l: Redkie i nahodjashhiesja pod ugrozoj ischeznovenija vidy rastenij i gribov / Min-vo ohrany prirody RS (Ja), Departament biologicheskih resursov. Jakutsk: NIPK "Sahapoligrafizdat", 2000. 256 s.
5. Zaharova V.I. Sosudistye rastenija nacional'nogo prirodnogo parka «Ust'-Viljujskij» // Problemy izuchenija rastitel'nogo pokrova Jakutii. Jakutsk: NIPK «Sahapoligrafizdat», 2004. C. 105-110.
6. Egorova A.A., Isaev A.P. Rastitel'nyj pokrov resursnogo rezervata «Pil'ka» // Pochvy, rastitel'nyj i zhivotnyj mir Jugo-Zapadnoj Jakutii.-Novosibirsk: Nauka,2006. S.54-65.
7. Kuznecova L.V. Flora i rastitel'nost' resursnogo rezervata WWF - Saha «Choruoda» //Geobotanicheskie i resursovedcheskie issledovanija v Arktike. Jakutsk: JaNC SO RAN, 2010. S.97-103.
8. Borisov B.Z. Rol' territorial'noj ohrany v sohranenii estestvennoj rastitel'nosti i raznoobrazija
flory Jakutii / B.Z. Borisov, S.Z. Borisova, Z.Z. Borisov // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhumal Kubanskogo gosudarstvennogo agramogo universiteta (Nauchnyj zhurnal KubGAU) [Jelektronnyj resurs], Krasnodar: KubGAU, 2012. - №10 (84). - Rezhim dostupa:
http://ej.kubagro.ru/2012/10/pdf/48.pdf
9. DanilovaN.S., IvanovaN.S., Pestrjakova S.B. Ocenka sostojanija cenopopuljacij redkih vidov v okr. g. Jakutska // Problemy sohranenija raznoobrazija rastitel'nogo pokrova vnutrennej Azii: Materialy Vserossijskoj nauchnoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Chast' 1. Ulan-Udje: Izd-vo Buijatskogo nauchnogo centra SO RAN, 2004. S. 39-40.
10. Danilova N. S., Borisova S. Z., Ivanova N. S. Biologija ohranjaemyh rastenij Central'noj Jakutii. Jakutsk: Izd-vo JaNC SO RAN, 2005. 112 s.
11. Danilova N.S., Ivanova N.S., Borisova S.Z. Inventarizacija cenopopuljacij nekotoryh redkih rastenij okrestnostej g. Jakutska // Vestnik Jakutskogo gosudarstvennogo universiteta im. М. K. Ammosova. 2009. T. 6, № 4. S. 5-9.
12. Danilova N.S., Ivanova N.S., Afanas'eva E.A., Borisova S.Z. Reintrodukcija Iris laevigata Fisch. et Mey. v okrestnostjah g. Jakutska // Nauka i obrazovanie. № 4 (60). 2010. S. 88-92.
13. Redkie rastenija okrestnostej goroda Jakutska / N.S. Danilova, S.Z. Borisova, N.S. Ivanova, E.A. Afanas'eva. Novosibirsk: Nauka, 2012. 103 s.
14. Ivanova N.S. Ohrana nekotoryh redkih i ischezajushhih vidov rastenij v Central'noj Jakutii. Avtoref. dis. ... kandidata biol. nauk. Jakutsk, 2006. - 23 s.
15. Ivanova N.S., Danilova N.S., Borisova S.Z. Sovremennoe sostojanie cenopopuljacij redkogo vida Iris laevigata // Problemy botaniki Juzhnoj Sibiri i Mongolii. Materialy shestoj mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Barnaul: AzBuka, 2007. S. 143-144.
16. Isaev A.P. Estestvennaja i antropogennaja dinamika listvennichnyh lesov kriolitozony (na primere Jakutii). Avtoref. dis. ... doktorabiol. nauk. Jakutsk, 2011. 52 s.
17. Afanas'eva E.A. Ohrana nekotoryh redkih vidov flory Jakutii (in situ, ex situ). Avtoref. dis. ... kandidata biol. nauk. Jakutsk, 2011. 23 s.
18. Landolt E. Okologische Zeigerwerte zur Schweizer Flora // Veroffi Gejbot. Inst., Rubel. H. 64. Zurich, 1977. Citir. po: Biologicheskaja flora moskovskoj oblasti / Pod red. T.A. Rabotnova. Vyp. 6. М., 1980.
19. Govorina Т.P., Doron'kin V.M., Ivanova V.P., Mihaleva V.M. Iris (kasatik) sglazhennyj - Iris laevigata Fisch. et C.A. Mey. // Biojekologicheskie osobennosti rastenij Sibiri, nuzhdajushhihsja v ohrane. Novosibirsk: Nauka, 1988. S. 41-57.
20. Vasil'eva-Kralina I.I., Tirskaja I.B. Vodorosli ozera Atlasovskoe // Botanicheskie sady - centry izuchenijai sohranenija bioraznoobrazija. Jakutsk: Izd-vo JaGU. 2003. S. 138-146.
