CC BY
58
УДК 574.32:633. 262 (282.256.65)
ВИТАЛИТЕТНАЯ СТРУКТУРА ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ BROMOPSISINERMIS (LEYSS.1 HOLUB В УСЛОВИЯХ ЛЕНО-ВИЛЮЙСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ
Изучена виталитетная структура ценопопуляций (Bromopsis А И Федорова inermis (Leys.) Holub.) в условиях Лено-Вилюйского междуречья. По
результатам исследования на эколого-ценотическом градиенте вы-Институтбиологических явлено три класса виталитета, в основном преобладают особи выс-
проблем криолитозоны СО шего и промежуточного класса.
РАН, 677007 г. Якутск,
Проспект Ленина 41
Ключевые слова: ценопопуляция, жизненность, виталитетный e-mail: [email protected] спектр, индекс виталитета IVC.
Введение
В настоящее время популяционные исследования ведутся в различных направлениях. Одной из главнейших диагностических характеристик популяционного уровня в оценке общего состояния популяций является жизненное состояние популяций, которое может оценено с опорой на комплекс количественных признаков, отражающих виталитет особей. Виталитетная разнокачественность особей в популяциях отражает различные условия реализации ростовых и продукционных процессов, эффективность использования ресурсов местообитания и устойчивость к воздействию стресса отдельных особей [1].
Анализ виталитетного состава ценопопуляций имеет широкие перспективы. Такой подход к составу популяций имеет целый ряд преимуществ: опирается на деформации ви-талитета особей, которые являются первичными по отношению к изменениям возраста или генотипа растений; в наибольшей степени пригоден для изучения роли эколого-ценотических факторов в жизни ценопопуляций, так как виталитет особей при сменах эколого-ценотического режима изменяется в первую очередь; позволяет исследовать состав ценопопуляций независимо от их разно- или одновозрастности [1].
Цель работы: Изучение особенностей виталитетной структуры ценопопуляций Bromopsis inermis (Leyss.) Holub в условиях Лено-Вилюйского междуречья.
Объект и методика исследования
(Bromopsis inermis (Leys.) Holub.) - мезофит, гемикриптофит, многолетний верховой рыхлокустовой корневищный злак, растет при средних условиях увлажнения. Представляет большую ценность для улучшения естественных и пойменных лугов, является наиболее продуктивным и самовозобновляемым видом, обладает высокой конкурентноспособностью [2].
Исследования проведены в Нюрбинском улусе в Вилюйской зоне Якутии. Изучены 7 ценопопуляций, которые отличаются по градиентам увлажнения, засоления, видовым составом и по степени антропогенного воздействия. Оценка увлажненности и засоленности почв по экологическим шкалам А.Ю. Корюлюка и др. представлена в (табл. 1).
Оценка виталитета особи рассчитывалась усреднением нормированных значений всех оцениваемых признаков растений по средним для всей выборки особей. Результаты ранжировались по трем классам: а - высокий виталитет, b - cредний, с - низкий. Оценку виталитетного типа ценопопуляций проводили с использованием критерия Q:
1. Q = V2 (а + b) > с - процветающие ценопопуляции;
2. Q = V2 (а + b) = с - равновесные ценопопуляции;
3. Q = V2 (а + b) < с - депрессивные ценопопуляции [1].
Для оценки степени процветания или депрессивности ценопопуляции использова-
ли отношение IQ = (а + b) / 2с. В этом случае значения > 1 будут соответствовать процве-
тающему состоянию, < 1 - депрессивному, а степень отклонения от 1, соответствующей равновесному состоянию, будут отражать степень процветания или депрессии.
Для оценки жизненности ценопопуляций А.Р. Ишбирдиным, М.М. Ишмурато-вой [3] был предложен популяционный индекс - индекс виталитета ценопопуляций (ІУС), рассчитываемый по размерным спектрам составляющих ценопопуляции особей генеративного состояния. Индекс рассчитывался с использованием выравнивания методом взвешивания средних:
N.
где XI - среднее значение 1-того признака в ценопопуляции, X - среднее значение 1-того признака для всех ценопопуляций, N - число признаков.
Таблица1
Характеристика мест произрастания ценопопуляций Bromopsis inermis (Leys.) Holub
ЦП Доминанты и содоми-нанты травяного покрова Увлажнение (балл ступень) Засоление (балл ступень) Степень антропогенной нагрузки Роль в сообществе
1. Бобоворазнотравный (вдоль дороги) Vicia crassa L., Trifolium pretense L., Galium verum L. 61,75 13,o9 сильная спутник
2. Злаковоразнотравный (настоящий луг) Elytrigia repens (L.) Nevski, Hordeum brevisubulatum (Tin) Link, Poa pratensis L., Alopecurus arundinaceus Poir. 62,54 12,83 слабая спутник
3. Злаковоразнотравный (сухой луг на аласе) Elytrigia repens (L.) Nevski, Poa pratensis L., Artemisia commutate Bess., Thalictrum simplex L. 52,34 1o,47 сильная содоми- нант
4. Разнотравье (кустарниковые заросли) Trifolium pretense L., Chamaenerion angustifolium (L.) Scop, Rosa acicularis Lindl., Thalictrum simplex L. 54,9 12 слабая содоми- нант
5 Злаковоразнотравный (коренной берег р. Вилюй) Elytrigia repens (L.), Hordeum revisubulatum (Tin) Link, Alopecurus arundinaceus Poir. 6o,5 12,76 слабая годомина нт
6. Разнотравье (опушка лиственничного леса) Geranium ptatense L., Trifolium pretense L., Veronica longifolia (L.) 61,33 11,95 слабая содоми- нант
7. Разнотравье (опушка смешанного леса) Equisetum pretense (L.), Trifolium pretense (L.), Elytrigia repens (L.), Galium verum (L.) 61,64 2,52 среднее спутник
Результаты и обсуждения исследований
Для построения размерного спектра были взяты следующие признаки: высота генеративного и вегетативного побега, количество узлов, число листьев, длина и ширина 1,2 и 3 листьев, длина влагалища 1, 2, и 3 листьев, длина соцветия, количество
колосков в соцветии, число веточек в соцветии, длина нижней веточки в соцветии,. В каждой ценопопуляции было проанализировано по 30 особей среднегенеративного состояния. Выбранные признаки хорошо раскрывают жизненные показатели растений и весьма удобны для измерения в полевых условиях, охватывают как вегетативные, так и генеративные признаки вида.
Жизненность изученных ценопопуляций Бготорвгв тегтгв несмотря на сходство возрастного состава ценопопуляций на различных ступенях градиента, виталитетная структура была неодинакова и варьировала от процветающей до депрессивной.
Анализ виталитетных спектров показал, что в различных эколого-ценотических условиях у Бготорвгв тегтгв формируется разная виталитетная структура ценопопуляций, и позволил выделить следующие типы ценопопуляций: к процветающим ЦП 1, ЦП
2, ЦП 4, ЦП 5, ЦП 6, к равновесным ЦП 7, к депрессивным ЦП 3 (табл.2).
Таблица 2
Оценка жизненности ценопопуляций Bromopsis inermis (Leyss.) Holub. (по критерию виталитета и размерного спектра)
№ ЦП Размерный спектр ТО/с) Индекс виталитета (IVC) Тип ценопопуляций
1 3,25 0,96 процветающая
2 3.25 0.QQ процветающая
3 0,65 0,87 депрессивная
4 7,5 1.04 процветающая
5 7 1,11 процветающая
6 7 0.QQ процветающая
7 1 0,99 равновесная
Как видно из рисунка наибольшая доля особей класса виталитета «а» отмечены в ценопопуляциях 1, 2, 4, 5. Эти ценопопуляции имеют левосторонний спектр витали-тетной гистограммы, обеспечивающие воспроизводство и в наибольшей степени трансформируют среду обитания, также имеют высокие показатели 1УС и Q.
Средний уровень жизненности ЦП 6 и ЦП 7 связан с высокой представленностью среднего класса виталитета «Ь» и небольшим числом представлены особи высшего «а» и низшего «с» классов. Эти ценопопуляции имеют центрированный спектр виталитетной гистограммы, обеспечивающие устойчивость популяции, и контроль за размерами реализованной экологической ниши.
Низший уровень жизненности ЦП 3, имеющий правосторонний виталитетный спектр, с высокой представленностью особей низшего класса, небольшим числом особи среднего класса и отсутствием высшего класса.
В ходе изучения жизненности ценопопуляций выяснено, что максимальной жизненностью отмечены ценопопуляции 5 и 4, произрастающие на коренном берегу и кустарниковых зарослях (1,11 и 1,04 соответственно). В наименее благоприятных условиях находится ЦП 3, описанная на сухом злаково-разнотравном лугу, где выявлен минимальный индекс виталитета (0,87) и достаточно низкий показатель критерия Q - 0,65.
В наших расчетах можно отметить, что в ЦП 2, ЦП 4, ЦП 5, ЦП 6 максимальным значениям виталитета соответствует максимальная выраженность процветания, в ЦП 3 минимальные значения виталитета соответствует минимально выраженные депрессивные состояния, а в ЦП 1 и ЦП 7 эти показатели расходятся.
Таким образом, наиболее оптимальные условия для роста и развития у Бготорвгв тегтгв, из исследованных ценопопуляций создаются в ценопопуляциях 2, 4, 5, 6. Конкуренция со стороны доминанта, неблагоприятное условие для реализации ростовых потенций вида отмечены в ЦП 1 и ЦП 7, повышенный антропогенный фактор (ежегодное сенокошение, тебеневка) и явно выраженное преобладание вегетативного возобновления в ЦП 3.
По результатам анализа в изучаемых сообществах Бготорвгв тегтгв предпочитает сообщества с более увлажненными (60 - 65 баллов по увлажнению) и менее засоленными (11 - 13 баллов по богатству почв - засолению). В ходе проведенных исследо-
ваний нами также показана возможность уточнения экологического оптимума вида популяционно-биологическими методами, которые могут дополнять геоботанические методы, проведенные в Якутии ранее [4].
Bromopsis inermis (Leyss) Holub
90
80 74
70 60 50 -40 -30 -20 -10 0
1313
ЦП 1
80
13
ЦП 2
57
63
58
43 42
31
66
27
ЦП 3 ЦП 4 ЦП 5 ЦП 6 ЦП 7
Рис. Виталитетные спектры ценопопуляций Бготорвгв тегтгв в % соотношениях (классы: а - высший, с - средний, Ь - низший)
7
6
6
Список литературы
1. Злобин Ю.А. Принципы и методы ценотических популяций растений. Казань, 1989. - 146 с.
2. Егорова В. Н. Диагнозы и ключи возрастных состояний луговых растений. М.; МГПИ. - 1980. Ч.1. - С. 38 - 41.
3. Ишбирдин А.Р., Ишмуратова М.М. Адаптивный морфогенез и эколого-ценотические стратегии выживания травянистых растений // Методы популяционной биологии. Сборник материалов VII Всеросс. популяц. семинара 16-21 февраля 2004. Сыктывкар, 2004. Ч. 2. - С. 113 - 120.
4. Королюк А.Ю., Троева Е.И., Черосов М.М., Захарова В.И, Гоголева П.А., Миронова С.И. Экологическая оценка флоры и растительности Центральной Якутии. -Якутск, 2005. - 108 с.
VITALITY STRUCTURE OF BROMOPSISRNERMISmSS.) HOLUB COENOPOPULATIONS UNDER CONDITIONS OF THE LENA-VILUY INTERFLUVE
A.I. Fedorova
Institutefor Biological Problems ofCryolithozone SB RAS,
677007 Yakutsk, 41 LeninAve
e-mail [email protected]
The vitality structure of Bromopsis Inermis (Leyss.) Holub coenopopulations under conditions of the Lena-Viluy interfluve has been studied along the ecological-coenotic gradient. For the studied ions three vitality classes have been revealed, individuals of higher and middle class being prevailed.
Key words: coenopopulation, vitality, vitality spectrum, vitality index IVC.
