CC BY
38
УДК 581.522:582.542.11(571.56-191.2)
СТРУКТУРА ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ 8Т1РЛ ХЯУЬОУН ЯОЯНЕУ. В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ
© 2011 Е.А.Болдырева
Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск
Поступила в редакцию 12.05.2011
В условиях Центральной Якутии изучено состояние ценопопуляций Stipa кгу^и Roshev, описаны основные черты онтогенетической и виталитетной структуры. Установлено наличие определенного типа онтогенетической и эколого-фитоценотической стратегии & Кту^и.
Ключевые слова: Stipa кгу^и, онтогенетическая структура, ценопопуляции, виталитет, эколого-фитоценотическая стратегия
Степные дерновинные злаки занимают обособленное положение в растительном мире из-за характерных для них особенностей морфологического строения: наличия дерновины, защищающей почки возобновления от засухи, скусывания или выбивания, мощно развитой корневой системы, превышающей в несколько раз надземную часть, большой ксероморфно-сти структуры листьев, а также быстроты физиологических реакций на изменение гидротермического режима [6, 13]. Наряду с подробным изучением ритмов развития, морфогенеза побегов и популяционных исследований дерновинных злаков в Европейской части России, Казахстана [1, 10, 11], для центральноази-атских степей [2, 5], недостаточно исследовательских работ подобного плана для степей Центральной Якутии. Изучение морфологических особенностей представленных здесь злаков позволяет более глубоко познать их адаптации к резкоконтинентальному климату, тем самым расширяя представления о приспособленности растений к условиям среды.
Stipa krylovii Roshev. является центрально-азиатским лугово-степным видом, распро-странным в 3 флористических районах Якутии (Верхнее-Ленском, Центрально-Якутском и Яно-Индигирском). В Центральной Якутии ковыльные степи в основном распространенны на южных склонах коренных берегов р. Лены, на надпойменных террасах встречаются очень редко [4].
Цель работы: исследование эколого-биологических особенностей S. Krylovii в Центральной Якутии.
Материал был собран в течение 20082010 гг. на лугостепных сообществах среднего течения р. Лены, относящихся к ассоциации Stipetum krylovii typicum Mirk. et al.1985, класса
Болдырева Елена Андреевна, младший научный сотрудник. E-mail: [email protected]
Cleistogenetea squarrosae [3]. Анализ исследованных 14 сообществ со &ира кгу1оуп по экологическим факторам увлажнения и богатства-засоленности почв [9] показал, что по фактору увлажнения исследованные сообщества занимают амплитуду от среднестепного до сухолу-гового увлажнения (40- 63 ступени), а по богатству-засоленности почв занимают ступени довольно богатых почв (10-13 ступени) (рис. 1).
8 * 4 S
Ч> и .э . 15 12 *
5
2
11.6 —■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■— 40 42 44 46 48 50 52 54 58
Рис. 1. Ординация сообществ со Бйра кгу1от в Центральной Якутии
Онтогенетический спектр изучали методом учетных площадок 1 м2. Описание онтогенетических спектров проводили по методике Т.А. Работнова [12], А. А. Уранова [14]. Оценка виталитета ценопопуляций проведена с использованием двух методов: определения критерия Q [7] и коэффициента ГVC [8]. Координация ценопопуляций (ЦП) по градиенту комплексного фактора благоприятности условий и оценка характера изменения показателя морфологической целостности растения на экок-лине позволили определить тип онтогенетической стратегии & Кгу1огп. Исследования показали, что базовый спектр ЦП & Кгу1о\п представлен двухвершинной кривой характеризующийся накоплением молодых растений прегенеративного периода с максимумом на имматурном и среднегенеративном периоде (рис. 2).
Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 13, №1(4), 2011
Рис. 2. Базовый спектр ценопопуляций БИра кгу1вуп в Центральной Якутии
Определенный вклад в повышении доли участия прегенеративных особей, в частности, имматурных и виргинильных ососбей, в онтогенетическом спектре может вносить, предположительно, задержка развития растений на этапе подготовки к формированию генеративного побега, связанная со значительными
«репродуктивными тратами» [12]. Причина повышения доли среднегенеративных растений возможно состоит в том что, в данном состоянии дерновина ковыля легко партикулиру-ет. При оценке виталитетного типа ЦП (табл. 1, рис. 3) установлено, что ЦП с 1 по 7, 9, 10, 12 и 14 - процветающие. Небольшая доля ослабленных растений, высокое значение частот особей первого класса (ЦП 3 и ЦП 5), максимальное число особей средней жизненности в ЦП 1, 2, 4, 6, 7, 9, 10, 12, 13, 14 свидетельствует о наиболее оптимальной эколого-фитоцено-тической обстановке, влияющей на рост и развитие особей. ЦП 8 и 11 имеют низкую вариабельность коэффициента виталитетности (0,37 и 0,12) и, соответственно, имеют наибольшее количество особей низшего класса жизненности, что показывает депрессивный характер ЦП.
Таблица 1. Оценка виталитетных типов исследованных ЦП БИра кгу1вуп
№ ЦП Тип фитоценоза 0 1УС Тип ЦП
1 холоднополынная- житняковая степь 0,5 1,05 процветающая
2 житняково-ковыльно-холоднополынная степь 0,45 0,96 процветающая
3 типчаково-прострелово-ковыльная степь 0,5 1,07 процветающая
4 холоднополынная - прострелово-ковыльная степь 0,38 0,92 процветающая
5 холодноплынная - ковыльная степь 0,48 1,19 процветающая
6 замещающеполынная-ковыльно-осочковая степь со змеевкой 0,4 1,04 процветающая
7 осочково-ковыльная степь 0,43 0,99 процветающая
8 ломкоколосниково-ковыльно-холоднополынная степь (скальный берег) 0,37 0,86 депрессивная
9 холодноплынная- ковыльная степь 0,38 0,99 процветающая
10 прострелово-горноколосниковая луговая степь 0,5 1,04 процветающая
11 осочково-полынозамещающая - ковыльная степь 0,12 0,8 депрессивная
12 типчаково-ковыльно замещающеполынная степь со змеевкой 0,48 0,98 процветающая
13 прострелово-полынозамещающая ковыльная степь 0,33 0,87 равновесная
14 вильчатолапчатковая-ковыльная степь 0,55 0,92 процветающая
Рис. 3. Виталитетные спектры ЦП БИра кгу1вуп
Таким образом, из 14 исследованных ЦП Б. Кгу1вуп наибольшее значение критерия ви-талитета р имеют ЦП 1, ЦП 3, ЦП 10 и ЦП 14, а наименьшее ЦП 8 и ЦП 11. Соответственно оценка жизненности по индексу виталитета ЦП 1УС и установление экоклина (Ишбирдин) подтверждают, что в наиболее благоприятных условиях находятся особи произрастающие в ЦП 1, 3 и 5, в наименее благоприятных условиях (1УС=0,8) находятся растения ЦП 11.
Оценка стратегий выживания растений по характеру изменения на экоклине показателя
морфологической целостности (коэффициент детерминации признака), определяющих состояние особи и популяции [8], выявила комбинированный тип онтогенетической стратегии S. Krylovii (рис. 4).
0.20 -----
0.М
о.аг —■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■—■— 0,7 0,8 0,8 1.0 1.1 1,2 1.3
Рис. 4. Тренд онтогенетической стратегии Stipa ЬуЬШ
Стрессовая составляющая проявляется при усилении стресса до умеренного уровня (при этом значения 1УС близки к 1, т.е. растения имеют средний габитус). Дальнейшее усиление стресса включает защитные механизмы регуляции взаимообусловленности развития органов растений. Подобная стратегия характерна для стресс-толерантов ввиду того, что защитная составляющая в онтогенетической стратегии в условиях стресса есть проявление патиентности вида.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Биокомплексная характеристика основных цено-озообразователей Центрального Казахстана. Ч.2. - Л.: Наука, 1969. 336 с.
2. Боголюбова, Е.В. Биоморфологические особенности и продуктивность дерновинных злаков центральной Тувы. Автореф. Дис. канд. биол. наук. -Новосибирск, 2006. 20 с.
3. Гоголева, П.А. Степи Центральной Якутии // Флора и растительность Якутии. - М., 1999. С. 100-111.
4. Гоголева, П.А. Конспект флоры высших сосудистых растений Центральной Якутии: Справочное пособие. - Якутск, 2003. 64 с.
5. Горшкова, А.А. Биология степных пастбищных растений Забайкалья. - М.: Наука, 1966. 274 с.
6. Горшкова, А.А. Экология степных сообществ Центральной Тувы. Степная растительность Сибири и некоторые черты ее экологии / А.А. Горшкова, Г.К. Зверева. - Новосибирск: Наука, 1982. С. 19-41.
7. Злобин, Ю.А. Принципы и методы изучения цено-тических популяций растений. - Казань, 1989. 145 с.
8. Ишбирдин, А.Р. Адаптивный морфогенез и эколо-го-ценотические стратегии выживания травянистых растений / А.Р. Ишбирдин, М.М. Ишмурато-ва // Методы популяционной биологии. Сборник материалов VII Всеросс. популяц. семинара (1621 февраля 2004). - Сыктывкар, 2004. Ч.2. С. 113120.
9. 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.
10. Персикова, З.Н. Формирование и жизненный цикл некоторых дерновинных злаков. Науч. докл. высш. школы. Биол. науки. 1959 б. № 3. С. 160163.
11. Пошкурлат, А.П. Строение и развитие дерновины чия //Ученые записки МГПИ им. В.И. Ленина, каф. бот. 1941. Вып.1. С. 101-151.
12. Работнов, Т.А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах / Т. А. Работнов // Тр. БИН АН СССР. Сер. 3. Геоботаника. 1950. Вып. 6. С. 7-204.
13. Степи Евразии. Совместная советско-монгольская экспедиция. - Л.: Наука, 1991. 145 с.
14. Уранов, А.А. Возрастной спектр фитоценопопуля-ции как функция времени и энергетических волновых процессов // Биол. Науки. 1975. № 2. С. 7-33.
STRUCTURE OF STIPA KRYLOVII ROSHEV. COENOPOPULATIONS
IN CENTRAL YAKUTIA
© 2011 E.A. Boldyreva Institute for Biological Problems of Cryolitozone SB RAS, Yakutsk
The state of Stipa krylovii Roshev coenopopulations under conditions of Central Yakutia has been studied, the basic features of ontogenetic and vitality structures have been described. Presence of certain types of ontogenetic and ecological-phytocoenotic strategies for S. krylovii has been revealed.
Key words: Stipa krylovii, ontogenetic structure, coenopopulation, vitality, ecological-phytocoenotic strategy
Elena Boldyreva, Minor Research Fellow. E-mail: [email protected]
