Состояние ценопопуляций Rheum altaicum Losinsk. ( Polygonaceae) на Казахстанском Алтае Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Бюллетень Брянского отделения РБО, 2015. № 1(5). С. 33-38.

Bulletin of Bryansk dpt. of RBS, 2015.

N 1(5). P. 33-38.

ГЕОБОТАНИКА

УДК 58.009

СОСТОЯНИЕ ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ RHEUM ALTAICUM LOSINSK (POLYGONACEAE) НА КАЗАХСТАНСКОМ АЛТАЕ

© А. Н. Данилова, А. А. Сумбембаев A. N. Danilova, A. A. Sumbembayev

State of Rheum altaicum Losinsk. (Polygonaceae) coenopopulations on the Kazakhstan Altay

РГП «Алтайский ботанический сад» КНМОНРК 071303, Казахстан, г. Риддер, ул. Ермакова 1. Тел.: 8-72336-20245, e-mail: aydars@list.ru

Аннотация. В статье приводятся результаты изучения состояния ценопопуляций ревеня алтайского (Rheum altaicum Losinsk.) на Казахстанском Алтае. Установлено, что основные ценопопуляции ревеня алтайского сосредоточены на Калбинском хребте и Южном Алтае. Установлена фитоценотическая приуроченность ценопопуляций и оценено их состояние. Проведен анализ морфометрических показателей растений с целью определения урожайности. Определены основные лимитирующие факторы для ценопопуляций ревеня.

Ключевые слова: Rheum altaicum Losinsk., ценопопуляция, урожайность, Казахстанский Алтай.

Abstract. This paper presents the results of studying of the state of Rheum altaicum Losinsk. coenopopulations in Kazakhstan Altay. It is established that the main coenopopulations of rheum altaicum are located on the Kalbinskiy ridge and Southern Altay. Phytocenotic composition for each coenopopulation is determined and the existing state of the species is estimated. Morphometric characteristics of the plants were analysed in order to determine the average yield. The main limiting factors for coenopopulations of rheum altaicum are found.

Keywords: Rheum altaicum Losinsk., coenopopulation, productivity, Kazakhstan Altay.

Введение

Rheum altaicum Losinsk. (Polygonaceae Juss.) - ревень алтайский - интенсивно сокращающийся в численности вид (Байтенов, 1985), распространенный в Западной Монголии (Байтенов, 1960), Алтайском крае, Кузнецком Алатау, Туве, Красноярском крае (Ареалы..., 1983). В Казахстане этот вид встречается только на территории Казахстанского Алтая и Тарбагатая (Байтенов, 1960) и занесен в Красную книгу Казахской ССР (1981). В настоящее время число ценопопуляций ревеня алтайского резко сократилось.

Rh. altaicum легко вводится в культуру, без труда размножается семенами и вегетативно - делением куста. Одна взрослая особь дает 5-7 посадочных единиц. Культивируется на прибрежных, хорошо увлажнённых участках (Винтерголлер и др., 1990). С 1970 г. выращивается в Алтайском ботаническом саду, где испытываются 4 образца различного происхождения с хребтов Ивановский, Нарымский, Саур и Калбинский).

Ревень алтайский у местного населения пользуется большой популярностью как лекарственное и пищевое растение. Он широко используется в народной медицине как вяжущее при диспепсии и хронических катарах кишечника, как улучшающее пищеварение и возбуждающее аппетит, в средних дозах - как желчегонное. Черешки молодых листьев ревеня алтайского употребляются для изготовления варенья, компотов, киселей; на Алтае они в больших количествах заготавливаются в сушеном виде и используются в качестве начинки для пирогов. Ценность ревеней как пищевого продукта заключается в богатстве яблочной кислотой, солями железа и витаминами С и D (Верещагин и др., 1959). Корни ревеня алтай-

ского - прекрасный дубильный материал. Ревень алтайский - прекрасный медонос, охотно посещается пчелами, дает нектар и пыльцу.

В настоящей статье дается оценка состояния ценопопуляций ревеня алтайского на Казахстанском Алтае и характеристика их местообитаний для выявления ресурсной значимости.

Материалы и методы

Исследования состояния ценопопуляций КН. акагсит проведено на территории системы хребтов Казахстанского Алтая, простирающихся с юга на север и с запада на восток почти на 400 км. Эта территория входит в состав юго-западной периферии Алтае-Саянской горной системы с присущей ей структурой ландшафтных и высотных зон и населённой нетипичными для горного и равнинного Казахстана видами растений и животных (Котухов, 2006).

Исследуемые ценопопуляции ревеня алтайского сконцентрированы на Калбинском хребте и Южном Алтае. Местонахождения всех ценопопуляций указаны на карте-схеме, (рис.).

Рис. Карта-схема расположения исследованных ценопопуляций Rheum altaicum.

Для каждой ценопопуляции определены: плотность генеративных и вегетативных побегов на 100 м2, число генеративных и вегетативных побегов в кусте, высота генеративных побегов, число листьев на генеративных побегах, длина черешков, число товарных листьев на одной особи, длина соцветия, потенциальное семеношение, коэффициент семенифика-ции, урожайность товарных черешков, масса 1000 семян. Данные показатели были определены в 20-кратной повторности.

Обилие видов в фитоценозах определено по шкале О. Друде (Drude, 1890). Статистическая обработка результатов проведена по методике Г. Н. Зайцева (1973). Латинские названия сосудистых растений даны по С. К. Черепанову (1995).

Результаты и их обсуждение Ценопопуляции Калбинского хребта. Ревень алтайский растёт в изобилии по скалистым и каменистым склонам юго-восточных и северо-восточных предгорий, по щебнистым, кустарниковым, задернованным склонам в юго-восточной части хребта. 34

Ценопопуляция на юго-восточной окраине Восточной Калбы, в окр. с. Пантелеймонов-ка; 1186 м над ур. м. Координаты участка: 49°14'08" с. ш., 83°11'28" в. д.; общая площадь, занимаемая ценопопуляцией, - около 4 км2. Растительность представлена вейниково-ревенево-купеновыми фитоценозами с участием Dictamnus angustifolius, Calamagrostis epigeios. Rh. altaicum занимает юго-западные низкогорья, где растет по вершинам и склонам в нижнем пределе задернованных гряд, полого спускающихся в ложбины и ущелья. Крутизна склонов не превышает 10-15%. Рельеф участка мелкобугристый с выходом местами глыб коренной породы. Почвенный горизонт слабо сформирован, с мозаичным распределением почвы. Почвы бурые горные чернозёмы со значительным включением глинистых образований, с присутствием микро- и макрозёма, незначительным присутствием щебня. Почвенный слой в верхней части слабо выражен, не превышает 20-25 см; на выпуклостях - до 15 см; в нижней части склона - 4-60 см. Подстилающий слой сложен щебнем, чаще глыбами коренной породы. Напочвенный покров представлен опадом с покрытием до 100%; 11,5 см толщины. Масса опада - 80 г/м2.

Кустарники отсутствуют, единично встречается Spiraea trilobata (s). Травостой хорошо развит, с общим проективным покрытием до 70% с хорошо выраженной структурой из трёх горизонтов.

Первый горизонт, 60-80 см высотой, составляют Rh. altaicum (sp), Calamagrostis epigeios (cop), Helictotrichon pubescens (sp), Valeriana collina (sol), Dactylis glomerata (sol), Aconogonon alpinum (s). Rh. altaicum и Calamagrostis epigeios аспектируют, на их долю в покрытии приходится до 35%.

Второй горизонт, 45-55 см высотой; доминирует Dictamnus angustifolius (sp-cop2). Присутствуют: Ligularia glauca (сор3), Tanacetum tanacetoides (sp), Phlomoides tuberosa (sol), Origanum vulgare (sol), Medicago falcata (s), Stipa pennata (sp), Gypsophila altissima (sol), Ga-lium verum (sol), Vicia cracca (s), Erysimum flavum (sp), Artemisia dracunculus (sol), Hypericum perforatum (sol). Покрытие - до 40%.

Третий горизонт, 25-35 см высотой; составлен Festuca valesiaca (sol), Dracocephalum nu-tans (sp), Veronica porphyriana (sp), Myosotis krylovii (sp), Thesium refractum (sp), Scutellaria altaica (sol), Pedicularis compacta (s), Hypericum elegans (sol), Sedum hybridum (sp), Phleum phleoides (sol), Artemisia sericea (sp).

Rh. altaicum распределен на площадке небольшими группами, состоящими из 2-5 особей. Генеративных побегов - от 1 до 16 (8,2±5,93) шт на 100 м2; коэффициент вариации очень высокий; вегетативных - от 14 до 62 (36,2±20,7) шт, коэффициент вариации очень высокий. Гнезда обычно состоят из генеративных и вегетативных особей. Число генеративных особей колеблется от 1 до 10 (2,4±2,05), коэффициент вариации очень высокий, вегетативных - от 1 до 10 (3,7±2,51), коэффициент вариации очень высокий. Растения ревеня умеренно развитые, высота генеративных побегов - от 75 до 98 (85,5±7,2) см, коэффициент вариации низкий - 11,2%. По этому признаку растения выровнены. Число листьев на генеративный побег (с учетом прикорневых) - от 5 до 10 (7,4±1,29), коэффициент вариации высокий - 24,8%. Размер черешков: длина - от 20 до 38 (26,3±6,4) см, коэффициент вариации высокий - 24,5%. Число товарных листьев одной особи колеблется от 3 до 5 (3,8±0,44), коэффициент вариации средний - 16,6%. Длина соцветия колеблется от 25 до 70 (39,1±8,7), коэффициент вариации высокий - 31,7%. Массовое цветение зарегистрировано 10 июня, семеношение - 14 июля. Потенциальное семеношение 3650, реальное - 1354 семянок на одну особь (среднее по трём показателям), коэффициент семенификации - 37,1%.

Ежегодно в данном местонахождении местным населением проводится массовая заготовка листовых черешков, что отрицательно сказывается на семеношении особей и возрастном составе ценопопуляции. Потенциальное семеношение особей, у которых в фазе бутонизации были удалены прикорневые листья, составило 1447, реальное - 123 семянки на одну особь; коэффициент семенификации - 8,5%. Урожайность товарных черешков - от 1560 до 1800 г/м2. Масса 1000 семянок - 9,38 г.

Вкусовые качества растений невысокие, вкус резко-кисло-терпко-вязущий. Мякоть жестковатая, слабосочная, волокнистая.

Ценопопуляция на юго-восточных, юго-западных микросклонах юго-восточных отрогов Восточной Калбы между селами Таинты и Пантелеймоновка; 1300-1440 м над ур. м. Координаты: 49°14'08" с. ш., 83°11'28" в. д.; общая площадь - около 300 га. Почвенный слой здесь почти не развит, субстрат образован щебнем, глинистыми образованиями и значительным накоплением микрозёма. Распространены шиповниково-ревенево-полынные (Rosa pimpinellifolia, Rh. altaicum, Artemisia sericea) фитоценозы. Rh. altaicum растет по щебнистым сухим степным склонам. Как правило, входит в состав кустарниковых сообществ.

Аспект в фитоценозах формирует Rosa pimpinellifolia с сомкнутостью до 0,7. Реже в кустарниковом ярусе с более низким обилием отмечаются Spiraea trilobata ^р), S. hypericifolia (sol) с суммарным покрытием до 50%. В роли доминантов и субдоминантов выступают Artemisia sericea (сор), Dictamnus angustifolius (cop2), Rh. altaicum (cop2), Rosa pimpinellifolia (sol).

Травостой изреженный, бедный видами. Сложен Stipa pennata (sol), Poa transbaicalica (sol), Koeleria cristata (sol), Dracocephalum nutans (sp), Veronica porphyriana (s), Artemisia dracunculus (sp), Paeonia hybrida (sol), Poa angustifolia (sol), Thesium repens (sol), Valeriana collina (sp), Bupleurum scorzonerifolium (sol), Aconogonon alpinum (s), Vicia cracca (sol), Hy-pericum elegans (sp), Leonurus cardiaca (s), Ligularia glauca (sol), Phleum phleoides (s), Ferula soongarica (s), Tanacetum tanacetoides (sol), Phlomoides tuberosa (s), Hypericum perforatum (sol), Helictotrichon pubescens (s).

В ценопопуляции генеративных растений - 6,8; вегетативных - 9,4 на 100 м2. Высота генеративных побегов колеблется от 80 до 108 (95±10,5) см, коэффициент вариации низкий -11%; длина соцветия - от 29 до 47 (40,5±7,6) см, коэффициент вариации низкий - 18,8%. Число листьев на одну особь - от 5 до 7 (6,0±0,81), коэффициент вариации низкий - 11,7%. Для хозяйственного использования пригодны только 2-3 листа. Урожайность черешков -774,6 г/м2, листовых пластинок - 1175 г/м2. Масса 1000 семянок - 8,71 г.

Пищевые качества растений низкие, однако ценопопуляция представляет интерес для культуры.

Ценопопуляции Южного Алтая. В пределах хребтов Южного Алтая обследовано три пространственно изолированных ценопопуляции: 1) юго-восточный склон хребта Са-рымсакты, в районе перевал Бурхат (49°05'35" с. ш., 86°01'42" в. д., 1870 м над ур. м.); 2) северо-восточный скалистый склон, парковый лиственничный лес в районе перевала Бурхат (49°05'43" с. ш., 86°13'57" в. д., 1859 м над ур. м.); 3) хребет Южноалтайский Тарбагатай, юго-восточный склон (49°05'54" с. ш., 86°19'47" в. д., 1875 м над ур. м.).

Ревень произрастает на щебнистых юго-восточных и юго-западных каменистых склонах гор, сильно разрушенных скальных обнажениях в нижнем и среднем пределах хребтов, нередко заходит в нижний предел альпийского пояса, где входит в состав остепненных лугов, реже вид селится по окраинам зарастающих курумов.

По результатам исследований установлено, что для хозяйственных заготовок сырья особый интерес представляет южноалтайско-тарбагатайская ценопопуляция. Ниже даётся её описание.

Ценопопуляция занимает юго-восточный склон крутизной около 27°, 1959 м. над ур. м. Склон пологий, плавно спускающийся в долину р. Кара-Каба. Общая площадь, занимаемая ценопопуляцией, - 3 га. Почвенный горизонт развит, неоднороден по толщине и составу. На нижнем пределе он достигает 90 см, однороден по составу, в верхнем имеет толщину не более 30 см со значительным включением мелкого щебня. Склон на всем протяжении хорошо за-дернён. Напочвенный покров развит, представлен опадом, в верхней части склона толщина его не более 3 см, в нижней - до 12 см. Рельеф участка выровненный, плавно сглажен. Участок со всех сторон не защищен. Данное местообитание можно охарактеризовать как наиболее благоприятное для развития Rh. altaicum (задержание и накопление снега, умеренное и постоянное увлажнение, хорошая прогреваемость почвенного слоя). Значительный снежный покров, 90-110 см толщиной, поздний его сход помогают растениям избегать повреждений

весенними возвратными заморозками. Растительность представлена пырейниково-ревенево-вейниковыми (Elymus mutabilis, Rh. altaicum, Calamagrostis epigeios) фитоценозами.

Травостой хорошо развит, достаточно богат видами. Общее проективное покрытие до 90%.

Кустарниковый ярус мозаичный и представлен отдельными группами Pentaphilloides fruticosa (sol), изредка - Sibiraea laevigata (s) с проективным покрытием около 7%.

Основу травостоя составляют пять видов: Artemisia virides (cop2), Rh. altaicum (sp), Elymus mutabilis (sp), Festuca valesiaca (sp), Calamagrostis epigeios (s). На их долю в покрытии приходится почти 75%. При этом Rh. altaicum, Calamagrostis epigeios, Elymus mutabilis являются доминантами или субдоминантами в составе низкотравных разнотравно-злаковых комплексов.

Травостой состоит из трех горизонтов. Первый горизонт, 90-120 см высотой, составляют Elymus mutabilis (sp), Rh. altaicum (sol-sp), Helectotrichon pubescens (sp), Acanogonon alpinum (sol), Calamagrostis epigeios (s), Erysimum altaicum (s), Scabiosa ochroleuca (sol). Проективное покрытие - около 8%. В экологическом плане преобладают мезоксерофитные виды остепнённых горных лугов.

Второй горизонт, 35-60 см высотой, образован Artemisia virides (cop2), Gentianopsis bar-bata (sp), Achillea millefolium (sol), Polygola comosa (sol), Festuca valesiaca (sp), Potentilla chrysantha (sol), Bupleurum longifolium ssp. aureum (sol), Pyrethrum alatavicum (sol), Poa an-gustifolia (s), Koeleria altaica (s), Galium boreale (s). Проективное покрытие - не более 8%. В экологическом плане преобладают виды горных остепнённых лугов.

Третий горизонт, 15-25 см высотой, включает Amoria repens (sp), Plantago major (sol), Ceras-tium arvense (sol), Viola disjuncta (sol), Iris ruthenica (sol-sp). Проективное покрытие - до 50%.

Rh. altaicum по площади размещен неравномерно, единичными особями или плотными группами по 3-5 особей. Плотность составляет 1-8 (4,3) генеративных и 4-18 (13) разновозрастных вегетативных особей на 100 м2. Жизненность растений удовлетворительная. Высота генеративных побегов варьирует в пределах от 67 до 116 (86,3) см. Растения имеют узкие, плотные, хорошо разветвленные соцветия длиной от 23 до 75 (46,1) см. Число цветков в соцветии колеблется от 1000 до 1861 (1628,9). Нормально развитых семян на одно соцветие - 707-949 (852,5). Корневая система хорошо развита, заглублена до 110 см, средняя масса корней одной генеративной особи составляет 3,8 кг. Урожай черешков листьев одной особи колеблется от 380 до 750 г. Урожайность листовых черешков - 192,5 кг/га.

Ценопопуляция молодая, нормального типа, самоподдерживающаяся семенным путём, представлена всеми возрастными группами с преобладанием разновозрастных вегетативных особей.

Заросли ревеня подвергаются бесконтрольному изъятию сырья, что отрицательно сказывается на семеношении и составе возрастного спектра.

Заключение

Таким образом, ценопопуляции Rh. altaicum на Калбинском хребте и Южном Алтае имеют различную фитоценотическую приуроченность, ресурсные возможности и характеризуются разным состоянием. Все ценопопуляции требуют охраны из-за бесконтрольных заготовок.

Растения ценопопуляции вейниково-ревенево-купенового фитоценоза имеют невысокие вкусовые качества, жесткую мякоть, что делает их малоинтересными для введения в культуру.

Ценопопуляция шиповниково-ревенево-полынного фитоценоза характеризуется низкой урожайностью, однако представляет интерес для культуры из-за высоких вкусовых качеств растений.

Ценопопуляция пырейниково-ревенево-вейникового фитоценоза с низкой плотностью не представляет интереса для введения в культуру и нуждается в особой охране в связи с интенсивными заготовками.

Существующие ценопопуляции уже не смогут в полной мере удовлетворять потребности местного населения и в будущем могут сильно сократиться в численности или исчезнуть. Единственным решением данной проблемы может служить строгая охрана этих ценопопуляций до их полного восстановления и введение перспективных формообразцов в культуру.

Исследование проведено в рамках научно-технической программы по проекту «Ботаническое разнообразие диких сородичей культурных растений Восточного Казахстана как источник обогащения и сохранения генофонда агробиоразнообразия для реализации продовольственной программы» по поручению Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан.

Список литературы

АгееваН. Т., БайтеновМ. Б., ГолоскоковВ. П. Флора Казахстана. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1960. 460 с.

Ареалы лекарственных и родственных им растений СССР. Л., 1983. 208 с.

БайтеновМ. Б. В мире редких растений. Алма-Ата, 1985. 176 с.

Быков Б. А. Введение в фитоценологию. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1970. 226 с.

Верещагин В. И., Соболевская К. А., Якубова А. И. Полезные растения Западной Сибири. М.; Л., 1959. 347 с.

Винтерголлер Б. А., Грудзинская Л. М., Аралбаев Н. К. и др. Растения природной флоры Казахстана в интродукции. Алма-Ата, 1990. 288 с.

Зайцев Г. Н. Методика биометрических расчетов. М.: Наука, 1973. 150 с.

Котухов Ю. А. Данилова А. Н., Ануфриева О. А. Итоги интродукционных исследований растений природной флоры Казахстанского Алтая // Проблемы промышленной ботаники индустриально развитых регионов: Мат. I Междунар. конф. (Кемерово, 2006). .Кемерово: КРЭОО «Ирбис», 2006. 207-214 с.

Красная книга Казахской ССР. Ч. 2. Растения / Под общ. ред. Б. А. Быкова. Алма-Ата, 1981. 260 с.

Черепанов С. К. Сосудистые растения и сопредельных государств. СПб: Мир и семья, 1995. 992 с.

Drude O. Handbuch der Pflanzengeographie. Stuttgart: J. Engelhorn, 1890. 582 S.

Данилова Алевтина Николаевна к. б. н., ведущий научный сотрудник

РГП «Алтайский ботанический сад» Комитета науки МОН РК, Риддер E-mail: aydars@list.ru

Сумбембаев Айдар Айтказыевич

Магистр с.-х. н., младший научный сотрудник

РГП «Алтайский ботанический сад» Комитета науки МОН РК, Риддер E-mail: aydars@list.ru

Сведения об авторах

Danilova Alevtina Nikolaevna

Ph. D. in Biology, Leading Researcher Altay Botanical Garden CSMESRK, Ridder E-mail: aydars@list.ru

Sumbembayev Aydar Aytkazyevich

Master of Agricultural Sciences, Junior Researcher Altay Botanical Garden CS MES RK, Ridder E-mail: aydars@list.ru