Изучение популяционной организации адониса весеннего на северной границе Балтасинского района

Размещено на http://www.allbest.ru/

XI-Межрегиональные юношеские научно-исследовательские чтения Каюма Насыри

Контрольная работа

Изучение популяционной организации Адониса весеннего на северной границе Балтасинского района

Ахмадуллина Лилия Илгизовна

Введение

Род адонис-горицвет, один из родов сосудистых растений, весьма интересных в систематическом, биологическом и эволюционном отношениях. Видовой состав рода представляет большой теоретический интерес по своему происхождению - от древнейших видов третичного периода до видов, формирующихся в настоящее время. Этот род имеет значительный практический интерес, т.к. все исследованные его виды содержат сердечные гликозиды и поэтому, даже с давних времен и по сей день используются в медицине для лечения органов кровообращения (Адольф, 1930).

Основная цель: изучение различных популяционных параметров для определения состояния ценопопуляций адониса на границе ареала.

В ходе проведения работы рассматривались следующие задачи:

1. Провести полевые исследования ценопопуляций Адониса весеннего в условиях лесной зоны на склонах разной экспозиции, на примере Балтасинского района РТ.

2. Определить возрастную структуру и построить возрастные спектры, изучаемых, ценопопуляций;

3. На основе популяционных параметров (численность, плотность, возрастная и пространственная структура) дать оценку состояния ценопопуляций адониса весеннего в разных условиях произрастания на северной границе ареала.

В Республике Татарстан были начаты работы по изучению Адониса весеннего на кафедре ботаники КГУ и КГПУ с 2003 и 2005 года. По данным М.Б. Фардеевой и Н.В. Бирючевской (2003) в течение ряда лет апробировался метод для изучения популяционной структуры Адониса весеннего на территории Татарстана. На основе общепринятых популяционных методов с 2010 г начали изучать адонис весенний в Балтасинском районе и исследовали 4 ценопопуляции, местоположение которых являются самыми северными точками произрастания адониса в РТ.

1. Объекты и методы исследования

Основным объектом наших исследований является адонис весенний (Adonis vernalis L.) - многолетний клонообразующий вид, гемикриптофит. Подземные органы представлены первоначально стержневым корнем, который сохраняется до 5-10 лет, затем у молодых генеративных экземпляров - коротким вертикальным гипогенным корневищем, которое образуется многолетними основаниями надземных побегов, при этом базальные междоузлия корневища укорочены и на их узлах находятся чешуевидные листья, различные по форме, размерам и времени образования. В пазухах 4-х верхних чешуй закладываются почки возобновления, из которых весной возобновляются однолетние надземные побеги с удлиненными междоузлиями. На нижних узлах надземных побегов в пазухах чешуевидных листьев формируются боковые побеги, разветвленные до осей 3-го порядка. Выше на главной оси расположены влагалищные листья, а на верхних узлах нормальные ассимиляционные. Цветки терминальные, образуются на осях 1-го и 2-го порядков (Пошкурлат, 2000).

Адонис весенний является моноцентрическим видом - плотнодерновинный многолетник, где дерновины разной формы представляют собой генеративные особи (G1, G2, G3). Поэтому для популяционных исследований нами была выбрана элементарная счетная единица популяции - особь, представленная вегетативными, генеративными побегами или клонами-дерновинами генеративного и постгенеративного онтогенетического состояния. Для исследования ценопопуляций адониса весеннего нами были выбраны участки, территория которых приурочена к лесной зоне на территории Балтасинского района РТ.

Адонис весенний - степной вид, поэтому ценопопуляции (ЦП) встречающиеся в лесной зоне, произрастают на участках экстразонального типа растительности. Как правило, эти участки представляют собой остепненные луговые сообщества, произрастающие на склонах южной экс позиции. Данные о местоположении ЦП представлены в таблице 1.

Для изучения ЦП адониса весеннего нами использовались следующие методы:

Общепринятые геоботанические методы для описания растительных сообществ (Воронов, 1973);

Популяционные методы выделения элементарной счетной единицы ЦП, возрастных онтогенетических состояний и определение возрастного спектра.

Определение численности и плотности ЦП;

Методы определения пространственной структуры ЦП на основе полного картирования описанной площади на миллиметровой бумаге.

Для изучения пространственной структуры использовался метод Грейга-Смита (1967):

2. Обсуждение результатов исследования

Нами использовался метод визуального выделения скоплений и полного картирования особей на площади определенного размера (100мІ). Для анализа состава, структуры и состояния ценопопуляций адониса весеннего нами анализировались следующие параметры: численность, плотность, возрастная и пространственная структуры.

2.1 Анализ видов растений по эколого-ценотическим группам

Первоначально мы провели геоботаническое описание, определили состав видов и выявили экололго-ценотические группы видов, представленные в таблицах 2 и 3.

В ходе исследования все видовое разнообразие растений распределили по эколого-ценотическим группам. На основе эколого-ценотического анализа было выявлено, что на склоне южной экспозиции лесостепных, степных и луговых видов отмечается больше чем на юго-западном. Доля сорных видов также преобладает на юго-западном (32%), так как здесь отмечается пастбищная дегрессия. Таким образом, более подходящие фитоценотические условия для произрастания Адониса отмечаются на южном склоне.

На основе эколого-ценотического анализа по южному и юго-западному склону у д. Карадуган был выявлено, что на данных склонах преобладают лесостепные и лесолуговые виды. Также отмечается высокая доля сорных видов, особенно на южном склоне (34%). Это объясняется тем, что это место стало зоной отдыха для людей, именно здесь периодически проходят культурные мероприятия (например, «Сабантуй»). Помимо антропогенного фактора, проводится выпас скота, что тоже отрицательно сказывается на произрастании популяции адониса. На юго-западном склоне также отмечаются сорные виды на их долю приходится 24%. Данный показатель немного ниже, это объясняется крутизной данного склона, поэтому пастбищная дегрессия здесь отсутствует.

2.2 Возрастной спектр возрастных групп

При анализе возрастной структуры мы изучали следующие параметры: численность и возрастной спектр. Данные представлены в таблицах (4; 5; 6; 7).

На основе анализа возрастной структуры можно отметить следующее: на южном склоне преобладают генеративные особи (60%), при этом высока доля проростков до 10%. На юго-западном - доля генеративных снижается до 15%, при этом высока доля виргинильных 35%, доля проростков низкая.

По-видимому, лучшие эколого-ценотические условия для развития популяции складываются на южных склонах. Это обусловлено высокой температурой, лучшей освещенностью, более ранним освобождением от снега на прогреваемых южных склонах. что хорошо влияет на развитие, рост, цветение и плодоношение. Это доказывается количеством проростков. Тем не менее, сообщества по видовому составу схожие, таким образом, на состояние влияет абиотические и антропогенные факторы. так, например, крутизна южного склона не позволяет использовать его как пастбище.

Особое внимание хотелось бы обратить на то, что южный и юго-западный склонов у д. Карадуган находятся на охраняемой территории, но картина здесь совершенно другая. На данных склонах отсутствуют молодые прегенеративные группы, преобладают генеративные около (73%), на долю вергинильных приходится 14% и 11%. Возрастная структура неполночленная, семенное размножение нарушено. Следовательно, в результате вытаптывания, уплотняется почва и молодые прегенеративные группы не развиваются, остается только дерновина генеративных особей, такая жизненная форма устойчива к пастьбе скота и рекреации. В результате популяция стареет, т.к. нет молодого прироста. Чтобы поддержать популяцию необходимо не только вегетативное размножение, но и семенное. Поэтому оби ценопопуляции у д. Карадуван - неполночленные, старые, регрессивные.

Анализ численности показал, на участках ЦП в окрестностях д. Нижняя Кня численность высокая: южный склон - 176, юго-западный - 170 особей на 100 мІ. На участках ЦП в окрестностях д. Кордуган численность очень низкая: южный склон - 41, юго-западный - 42 особи на 100 мІ.

Дальнейшее использование участка в качестве зоны отдыха и выпаса скота в окрестностях д. Кардуван приведет к полному исчезновению популяции Адониса весеннего здесь. Поэтому необходимо прекратить все культурные мероприятия на данном участке, запретить выпас скота. Мы предлагаем создать памятник природы для сохранения популяций Адониса весеннего на северной границе распространения в окрестностях д. Нижняя Кня, т.к. популяция находиться в хорошем состоянии, полночленная, высокой численности до 170 особей на 100 мІ.

2.3 Анализ пространственной структуры

Для оценки характера размещения растений по площадкам использовали метод вычисления Грейг-Смита (1967): отношение дисперсии к среднему значению. С помощью метода Грейг - Смита вычисляется коэффициент дисперсии, основанный на зависимости между дисперсией, численностью и размером площадок. Формула выглядит таким образом: К_у = у² / M Если К_у > 1 - распределение групповое; К_у = 1 - случайное; К_у <1 - равномерное

Коэффициент дисперсии показывает тип пространственной структуры, а его изменение больше 1- степень группированности. Пространственная структура на склонах д. Нижняя Кня и Карадуван имеет контагиозный характер т.к. коэффициент дисперсии больше 1. Это связано с особенностями онтогенеза Адониса весеннего, когда в генеративном состоянии формируется дерновина - по сути, это агрегация или группировка.

На склонах д. Нижняя Кня экологические условия более благоприятные для произрастания и развития популяции адониса. Поэтому здесь численность дерновин высокая и отмечаются более крупные по размеру дерновины, очевидно это и влияет на степень сгрупированности особей, поэтому К_у выше (3,4-4), а встречаемость более 60%. Такая пространственная структура обусловлена биологическими особенностями вида и образования дерновины.

На склонах д. Карадуган условия для произрастания и развития популяции адониса неважные, особенно на южном склоне т.к. к биотическому фактору - пастьба скота прибавляется антропогенный фактор рекреация, поэтому дерновины имеют малые размеры, численность их небольшая, в целом оценка встречаемости адониса 32-40% - низкая. Коэффициент дисперсии - 1,12-1,4, что говорит о контагиозной пространственной структуре, однако К_у низкий, что обусловлено небольшими размерами дерновин и их небольшой численностью.

Выводы.

1. На основе эколого-ценотического анализа по склонам Д.Нижняя Кня было выявлено, что на склоне южной экспозиции лесостепных и степных видов отмечается больше, чем на юго-западном, а доля сорных (32%) преобладает на юго-западном, таким образом более подходящий фитоценоз для прорастания Адониса находится на южном склоне.

2. На основе эколого-ценотического анализа по склонам у д.Карадуван было выявлено, что на данных склонах преобладают лесостепные и лесолуговые виды. Однако отмечается высокая доля сорных видов на южном склоне 34%, что обусловлено интенсивной рекреацией и пастьбой скота.

3. Согласно оценки численности, больше число особей отмечается в окрестностях д. Нижняя Кня до 176 особей, в окрестностях д. Карадуган численность резко снижается до 40 особей

4. Возрастная структура в ЦП у д. Н. Кня - полночленная, здесь преобладают генеративные особи (60%), также высока доля проростков и ювенильных (10-15%), однако на юго-западном склоне проростков меньше, что обусловлено экспозицией склона, как менее прогреваемого и частично антропогенно нарушенного.

5. Возрастная структура ЦП у д. Карадуван, где отмечается интенсивная рекреация и пастьба скота, несмотря на то, что это ООПТ (заказник) - неполночленная, практически отсутствуют проростки и ювенильные особи, которые вытаптываются, семенное резко снижено, популяция стареет и становится регрессивной.

6. В целом состояние 2-х популяций отличается по ряду параметров, численность, плотность, возрастная структура - в окрестностях д.Н. Кня состояние популяции Адониса оптимальное, около д. Карадуван - критическое.

7. Пространственная структура на склонах д. Нижняя Кня и Карадуван имеет контагиозный характер т.к. коэффициент дисперсии больше 1. Это связано с особенностями онтогенеза Адониса весеннего.

Заключение

В целом популяционные параметры отражают общее состояние ценопопуляции, оказывается, что по ряду показателей (численность, плотность, возрастной спектр, доля генеративных и проростков т.д.) на склоне южной экспозиции (д.Нижняя Кня) состояние популяции лучше, чем на юго-западной экспозиции. На Склонах д.Карадуван популяции находится в плохом состоянии т.к. на это действуют как антропогенные так и биотические факторы. Поэтому мы хотим предложить организовать памятник природы для сохранения популяций Адониса весеннего в Балтасинском районе на северной границе распространения в условиях Татарстана около д. Нижняя Кня, так как условия для произрастания по ряду показателей здесь намного лучше.

Использованная литература

1. Адольф Н.А. - Многолетние виды рода Adonis Dill. СССР. Т. 23. вып.1. 1930.

2. Воронков А.Г. Геоботаника. Учеб. пособие для ун-тов и пед.инстов. Изд. 2-е, М., Высш. школа,1973-382с

3. «Диагнозы и ключи возрастных состояний луговых растений», ч. 2 и 3. / Под ред. Г. И. Серебрякова - М.; Изд. - во МГУ, 1983. - 74 с.

4. Жукова Л.А. - Популяционная жизнь луговых растений. - Йошкар-Ола: РИИК «Ланар», 1995. - 224с.

5. Злобин Ю.А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений. - Казань: Изд. - во КГУ, 1980. - 145с.

6. Любарский Е.Л. Структура ценопопуляций вегетативно - подвижных растений. - Казань: Изд. - во КГУ, 1984. - 138с.

7. Марков М.В. Растительность ТАССР-К.: Тавтгосиздат, 1948-128 с

8. Миркин Б.М. Теоретические основы современной фитоценологии. М.: Наука, 1985. - 136с.

9. Миркин Б.М., Розенберг Г.С. Толковый словарь современной фитоценологии. // М.: Наука, 1983. - 133с.

10. Одум Ю. Основы экологии. - М. 1975. - 740с.

11. Пошкурлат Н.П. - Горицвет: систематика, распространение, биология. М.: Наука, МАИК «Наука/Интерпериодика», 2000. - 199с.

12. Работнов Т.А. - Основные вопросы и методы изучения жизненного цикла многолетних травянистых растений и состава популяций. Научн. - метод, Зап. гл. упр. по заповедн., вып. 12, М.: 1949

13. Реймерс Н.Ф. Природопользование. М.: Мысль, 1990. - 630с.

14. Уранов А.А. Жизненное состояние вида в растительном сообществе. // Бюл. МОИП, отд. биолог. - 1960, вып. 3. 92с.

15. «Ценопопуляции растений» (основные понятия и структура) - М.: Наука, 1976. - 217с.

16. Цибанова Н.А. К биологии горицвета. - Труды Центрально - Черноземного Государственного заповедника им. проф. В.В. Алехина (выпуск 6 - 1960).

17. «Экология (особи, популяции и сообщества)»/ под ред. М. Бигон, Дж. Харпер, К. Таунсенд - М.: Мир, 1989, т.2. - 470с.

18. Грег-смит П. Количественная экология растений. - М.: Мир, 1967. - 359с.

Приложение

Таблица 1. Характеристика местоположения ЦП Адониса весеннего

Таблица 2. Распределение видов растений по эколого-ценотическим группам на южном и юго-западном склонах дер. Нижняя кня

Таблица 3. Распределение видов растений по эколого-ценотическим группам на южном и юго-западном склонах дер. Карадуван.

Таблица 4. Возрастная структура ЦП на южном склоне (д.Нижняя Кня).

Таблица 5. Возрастная структура ЦП на юго-западный склон, (д. Нижняя Кня)

Таблица 6. Возрастная структура ЦП на южном склоне (д.Карадуван)

Таблица 7. Возрастная структура ЦП на юго-западном склоне (д.Карадуван)

растение луговой адонис травянистый

Таблица 8. Коэффициент дисперсии и встречаемость

Таблица 9. Коэффициент дисперсии и встречаемость

Размещено на Allbest.ru