Внутривидовая изменчивость популяций Pinus sibirica Du Tour, в бассейне Р. Ингода Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ВЕСТНИК ТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

№ 311

Июнь

2008

УДК 581.4

БИОЛОГИЯ

И.В. Горбунов, В.П. Макаров, А.А. Захаров

ВНУТРИВИДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОПУЛЯЦИЙ PINUS SIBIRICA DU TOUR.

В БАССЕЙНЕ р. ИНГОДА

Изучена популяционная структура Pinus sibirica Du Tour. - сосны кедровой сибирской (кедр сибирский) в бассейне р. Ингода. Исследованы морфологические признаки вегетативных и генеративных органов, внутривидовая и межпопуляционная изменчивость популяций кедра сибирского, а также экологические и географические условия их произрастания.

Уникальные темнохвойные леса с преобладанием кедра сибирского выполняют широкие природоохранные, средообразующие и экономические функции. Фрагментарны и разрозненны сведения о внутривидовой изменчивости кедра на восточной границе ареала в условиях сурового континентального климата Восточного Забайкалья.

Проведены экспедиции по бассейну р. Ингода в августе - сентябре 2007 г. в период плодоношения и се-меношения кедра сибирского.

В ходе экспедиций по данному маршруту проводился поиск популяций кедра, а также учёт модельных деревьев для последующего их изучения [1]. При этом исследовались:

- эколого-географические особенности найденных популяций кедра сибирского (местонахождение, географические координаты, высота над уровнем моря, рельеф);

- мощность, механический состав и степень увлажнения почв;

- тип леса и флористический состав фитоценозов;

- морфологические признаки вегетативных органов (высота, диаметр и качество ствола, протяженность живой кроны, ширина кроны, толщина сучьев, угол расхождения ветвей, длина хвои и др.) [2. С. 9-10, 162-165];

- морфологические признаки генеративных органов (длина, ширина, окраска, форма и масса шишек, число и масса семян в шишке, масса 1 000 семян, размеры, окраска и форма семян);

Осуществлялся также сбор гербарного материала (по 5-10 веточек с хвоей и шишки).

В результате проведенных исследований в бассейне р. Ингода изучено 4 популяции кедра сибирского - в районе пос. Ленинский, Аблатукан, Шехолан и Арей (табл. 1).

Т а б л и ц а 1

Характеристика местообитаний популяций кедра сибирского в бассейне р. Ингода

Номер популяции Местонахождение Географические координаты Высота над уровнем моря, м Экспо- зиция склона Крутизна склона, град. Мощность почвы Механический состав почвы Степень увлажнения местообитания

1 пос. Ленинский ^" $ о "z, w 1 357 северный 5 до 30 см пески связанные свежее

2 пос. Аблатукан N 51° 25'32,4"; Е 111° 58'27,8" 1 380 вершина склона - до 30 см пески связанные сухое

3 пос. Шехолан 3g 51 0 ° §5 2 N Е 1 285 северный 3 до 30 см пески связанные свежее

4 пос. Арей я 1 § О ° ° о ZÜ 51 N Е 1 386 южный - до 30 см пески связанные влажное

Эколого-географические условия местообитаний исследуемых природных популяций кедра сибирского в бассейне р. Ингода являются сходными.

При изучении морфологии вегетативных и генеративных органов природных популяций кедра обнаружена неоднородность по некоторым признакам. Эндогенная изменчивость вегетативных и генеративных органов в исследуемых популяциях кедра сибирского по бассейну р. Ингода находится на низ-

ком и очень низком уровнях, в среднем 8% (табл. 2) [3. С. 14-19, 36-50, 74-107, 122-182].

На индивидуальном уровне изменчивости наиболее варьирующими признаками вегетативной части являются форма кроны, ее протяженность и длина (рис. 1).

Среди наиболее варьирующих признаков генеративной части кедра можно отметить длину и форму шишки (табл. 3).

Т а б л и ц а 2

Эндогенная изменчивость морфологических признаков кедра сибирского в бассейне р. Ингода

Номер популяции Коэ( )фициенты вариации (CV), %

Длина хвои Длина шишки Ширина шишки Форма шишки Длина крупного семени Длина мелкого семени Ширина крупного семени Ширина мелкого семени Форма крупного семени Форма мелкого семени

1 3,02±0,24 5,49±0,65 3,66±0,32 5,63±0,74 2,55±0,35 4,15±0,46 5,20±0,74 6,56±1,00 4,10±0,63 4,68±0,78

2 4,65±0,33 7,78±3,04 2,06±1,14 8,10±3,70 - - - - - -

3 3,15±0,30 8,00±1,11 4,23±0,78 6,90±1,18 - - - - - -

4 3,19±0,22 2,22±0,65 2,89±0,80 3,32±0,77 5,13±0,50 4,33±0,51 5,42±0,29 7,00±0,81 6,24±0,31 9,40±1,13

Уровень изменчивости, %

30 -

25 --20 -15 10 5 0

Ленинск Аблатукан Шехолан Арей

Район произрастания

Оширина П длина Ппротяженностъ Пформа

Рис. 1. Индивидуальная изменчивость некоторых признаков вегетативных органов сосны кедровой сибирской в бассейне р. Ингода

Т а б л и ц а 3

Индивидуальная изменчивость морфологических признаков генеративных органов кедра сибирского в бассейне р. Ингода

Номер популяции Коэффициенты вариации (СУ), %

Длина шишки Ширина шишки Форма шишки Длина крупного семени Длина мелкого семени Ширина крупного семени Ширина мелкого семени Форма крупного семени Форма мелкого семени

1 14,99±1,90 9,88±1,10 14,26±1,74 2,63±0,50 2,32±0,62 3,05±0,66 3,87±0,86 2,63±0,50 3,60±0,57

2 14,56±5,47 4,15±1,65 14,37±5,70 - - - - - -

3 15,82±1,53 8,81±1,36 17,44±1,05 - - - - - -

4 7,55±2,23 7,29±1,17 9,57±1,66 3,02±0,15 2,91±0,64 5,01±0,42 6,96±1,86 5,67±0,49 8,35±2,17

По протяженности живой кроны повышенный уровень изменчивости имеет популяция кедра № 4 (пос. Арей). Коэффициент вариации составил 27%. У популяций № 1 (пос. Ленинский) и № 2 (пос. Аблатукан) в широких пределах варьирует ширина кроны. Коэффициент вариации в данном случае равен 20%, что соответствует среднему уровню изменчивости.

Кедр относится к деревьям второй величины по диаметру кроны 5-10 м, но в древесных куртинах с высокой полнотой встречаются кроны диаметром 2-5 м.

Форма кроны наследственна, но может меняться в различных условиях произрастания и с возрастом дерева.

Среди морфологических признаков генеративной сферы можно отметить средний уровень индивидуальной изменчивости формы шишки (17%) у популяции № 3 (пос. Шехолан) (рис. 2).

На межпопуляционном уровне изменчивости среди вегетативных органов в наибольшей степени варьируют ширина кроны и диаметр ствола, а среди генеративных -масса шишки, число и масса семян в шишке (табл. 4).

Уровень

изменчивости,

%

длина хвои ширина шишки длина шишки форма шишки

Признаки

□ Ленинск ЩАблатукан □ Шехолан ПАрей

Рис. 2. Индивидуальная изменчивость хвои и шишек сосны кедровой сибирской в бассейне р. Ингода

Межпопуляционная изменчивость морфологических признаков кедра сибирского в бассейне р. Ингода

Признак Коэффициент вариации (CV), %

Протяженность живой кроны 15,54±4,05

Ширина кроны 17,71±1,30

Высота ствола 10,14±0,66

Диаметр ствола 16,56±0,78

Длина хвои 14,15±1,84

Длина шишки 10,78±2,07

Ширина шишки 2,26±0,80

Форма шишки 10,97±1,27

Масса шишки 17,40±4,37

Число семян в шишке 19,67±9,86

Масса семян в шишке 25,43±6,40

Масса 1 000 семян 0

Длина крупного семени 1,05±0,02

Длина мелкого семени 0,98±0,03

Ширина крупного семени 4,03±0,98

Ширина мелкого семени 5,42±1,55

Форма крупного семени 3,95±1,73

Форма мелкого семени 5,98±2,38

Исходя из вышеизложенного можно сделать следующие выводы.

1. Популяционная структура изученных популяций Pinus sibirica Du Tour. в бассейне р. Ингода является в основном однородной по морфологии вегетативных и генеративных органов.

2. Изменчивость морфологических признаков кедра сибирского по бассейну р. Ингода проявляется в большей степени на индивидуальном уровне.

3. Среди наиболее варьируемых признаков вегетативных органов - протяженность живой кроны, ширина кроны и длина хвои, генеративных - форма шишки.

ЛИТЕРАТУРА

1.ЛавренкоЕ.М., КорчагинА.А. Полевая геоботаника. М.; Л.: Наука, 1964.

2.МатвееваР.Н., Буторова О.Ф., БратиловаН.П. Полезные свойства и методы размножения кедра сибирского. Красноярск: СибГТУ, 2003. 154 с.

3. Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений. М., 1973.

Статья представлена научной редакцией «Биология» 2 апреля 2008 г.