Оценка виталитета ценопопуляции Аsplenium ruta-muraria (aspleniaceae) в урочище "Воргольские скалы" заповедника "Галичья гора" Липецкой области

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

ФГБОУ ВО

Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева

Кафедра ботаники, физиологии и биохимии растений

Новопетровская средняя общеобразовательная школа, Свердловский район Орловской области

Оценка виталитета ценопопуляции Asplenium ruta-muraria (Aspleniaceae) в урочище «Воргольские скалы» заповедника «Галичья гора» Липецкой области

Н.М. Державина, д.б.н., доцент, профессор

С.В. Ковынева, домохозяйка

Т.Е. Горбачева, педагог-организатор

Аннотация

Исследован виталитет ценопопуляция петрофитного папоротника Asplenium ruta-muraria, внесённого в Красную книгу Липецкой области. Преобладание особей, относящихся к первому классу виталитета, указывает на благоприятные эколого-ценотические условия местообитания данного вида. В исследованном фитоценозе складывается комплекс условий и ресурсов, обеспечивающих её устойчивое существование благодаря споровому способу самоподдержания.

Ключевые слова: виталитет, петрофит, ценопопуляция, местообитание, урочище, заповедник

N.M. Derzhavina, S.V. Kovineva, T.E. Gorbachevа. Evaluation of the vitality of the coenopopulation asplenium ruta-muraria (aspleniaceae) in the «Vorgolsky rocks» tract of the «Galichya gora» reserve in the Lipetsk region

Summary. The vitality of the coenopopulation of the petrophytic fern of Asplenium ruta-muraria, introduced into the Red Book of the Lipetsk region, was studied. The predominance of individuals belonging to the first class of the vitality, indicates favorable ecologo-coenotic conditions of the habitat of this species. In the investigated phytocoenosis, a complex of conditions and resources is formed that ensure its stable existence through a spore method of self-maintenance.

Key words: vitality, petrophyte, cenopopulation, habitat, tract, reserve

Как известно, жизненное состояние популяций и составляющих их особей является одной из главнейших диагностических характеристик популяционного уровня [Злобин, 1989]. В качестве одного из критериев жизненного состояния вида выступает мощность развития его особей. Этот показатель зависит от множества факторов: обеспеченности почвы элементами минерального питания и влагой, структуры почвы, густоты травостоя, освещенности и др. Особую значимость приобретает оценка жизненности ценопопуляций охраняемых и находящихся на грани исчезновения растений. В этой связи целью нашей работы явилось изучение жизненности (виталитета) ценопопуляции (ЦП) спорофитов папоротника Asplenium ruta-muraria L., включенного в Красную книгу Липецкой области [2005]. Исследование проведено в урочище «Воргольские скалы» заповедника «Галичья гора» (Липецкая область) в целях прогнозирования перспектив развития ЦП и организации мониторинга за её состоянием.

Материал и методика

Asplenium ruta-murariа - голарктический горный вид со значительными дизъюнкциями в ареале. Он предпочитает селиться на известняках или на породах, содержащих хотя бы следы извести. Корни папоротника проникают в трещины скал и прочно удерживают растения на субстрате. Спорофиты могут расти почти при полном отсутствии гумуса, в экстремальных условиях водоснабжения и минерального питания и, вероятно, являются олиготрофами. В месте нашего исследования Asplenium ruta-muraria произрастает на скальных выходах Елецкого горизонта верхнедевонских известняков правого коренного берега реки Воргол на крутом, высотой около 70 м сильно прогреваемом склоне юго-западной экспозиции. В исследованном местообитании он предпочитает разные микробиотопы - плоские поверхности скал (карнизы, террасы), миниатюрные выступы, морозобойные трещины, щели разной глубины, ниши под глыбами горной породы и т.п., а также - отдельные камни у подножия склона. По жизненной форме этот папоротник представляет собой короткорневищный, восходящерозеточный, вечнозеленый, травянистый гемикриптофит, вегетативно слабо разрастающиеся (неявнополицентрический), неэффективно вегетативно размножающийся многолетник [Державина, Силантьева, 2003].

Для подсчета числа особей в исследованной ЦП мы воспользовались морфологической счетной единицей - единичной особью. Для определения численности и плотности ЦП были заложены трансекты, которые разбили на учетные площадки регулярным способом площадью 1 мІ. Проанализированы 5 локусов ЦП: верхняя часть слоистого известнякового склона с/з экспозиции; открытая циркоподобная выемка (пещера) с несколькими навесами, уменьшающимися к основанию; основание склона с моховым покровом; камень 1 у подножия склона (3мх2,5 м); камень 2 размером 3,5 м х 4 м.

Для определения жизненности особей воспользовались двумерным ранжированием [Злобин, 1989]. В качестве индикаторных признаков (морфометрических показателей) выступали высота вайи (с черешком) и ширина пластинки вайи. Анализировали только спороносящие (генеративные) особи, промеряя случайным методом по 20-25 особей в каждом локусе.

Для проведения ранжирования вычисляли среднее арифметическое по общей совокупности выборки и находили его доверительные интервалы:

х± t_0,05 s_х,

где t_0,05 - значение критерия Стьюдента, s_х - ошибка.

Все особи, виталитет которых ограничен интервалом от х + t_0,05 s_х до х-t_0,05 s_х, составляют второй класс (b). Особи со значениями индикаторного параметра > х ± t_0,05 s_х, войдут в первый (а) класс, а особи с интервалом < х ± t_0,05 s_х - в третий (с) класс.

Для оценки виталитета мы использовали индекс качества ЦП (Q), вычисляемый по формуле:

Q = a + b,

где а - встречаемость особей высшего класса виталитета, b - встречаемость особей промежуточного класса виталитета.

На основе индекса качества Ю.А. Злобин предложил выделять 3 виталитетных типа ЦП:

процветающие - характеризуются преобладанием особей первого (а) класса виталитета - Q = 1/2(а+в) > c;

равновесные - характеризуются равенством особей всех 3 классов виталитета - Q = 1/2(а+в) = c;

депрессивные - характеризуются преобладанием особей третьего (с) класса виталитета - Q = 1/2(а+в) < c.

Статистические расчеты произведены с помощью пакета STATISTICA в компьютерной программе MSEXEL 2007.

Результаты

Численность особей Asplenium ruta-muraria в ценопопуляционных скоплениях варьировала от 57 (камень 1) до 579 (камень 2).

Локус №1. Общее число проанализированных спорофитов - 227. Плотность особей в пределах трансекты составила 14,19 шт/мІ.

Двумерное ранжирование 20 спороносящих особей по классам виталитета дало следующие результаты: а (1 класс) - 6, b (2 класс) - 4, c (3 класс) - 10 особей. По полученным данным построен виталитетный спектр генеративных особей (Рисунок 1). Этот спектр характеризуется правосторонней асимметрией, т.е. в составе локуса преобладают особи с низкой жизненностью. Высокий процент особей, относящихся к третьему классу виталитета, указывает на неблагоприятные эколого-ценотические условия данного местообитания (верхняя часть слоистого известнякового склона) для вида.

Рисунок 1. Виталитетный (размерный) спектр генеративных особей в локусе №1

По соотношению значений индекса качества (Q) и встречаемости особей низшего класса (с) мы определили, что Q<с, следовательно, в локусе №1 ЦП является депрессивной.

Локус №2 (пещера). Общее число проанализированных спорофитов - 398. Плотность особей в пределах трансект составила 30,6 шт/мІ. Двумерное ранжирование 25 спороносящих особей по классам виталитета: а (1 класс) - 14, b (2 класс) - 4, c (3 класс) - 7

Виталитетный спектр генеративных особей ЦП (Рисунок 2) характеризуется левосторонней асимметрией, т.е. в составе локуса преобладают особи с высокой жизненностью. Высокий процент особей, относящихся к первому классу виталитета, указывает на благоприятные эколого-ценотические условия местообитания данного вида.

Рисунок 2 Виталитетный (размерный) спектр генеративных особей в локусе №2

По соотношению значений индекса качества (Q) и встречаемости особей низшего класса (с) мы определили, что Q>с, следовательно, ЦП в локусе №2 является процветающей.

Локус №3 (во мху). Общее число проанализированных спорофитов - 401. Плотность особей в пределах трансекты составила 33,4 шт/мІ.

Двумерное ранжирование 25 спороносящих особей по классам виталитета: а (1 класс) - 10, b (2 класс) - 9, c (3 класс) - 6.

Виталитетный спектр генеративных особей ЦП (Рисунок 3). характеризуется левосторонней асимметрией, т.е. в составе локуса преобладают особи с высокой жизненностью. Большой процент особей, относящихся к первому классу виталитета, указывает на благоприятные эколого-ценотические условия этого местообитания.

Рисунок 3 Виталитетный (размерный) спектр генеративных особей в локусе №3

экологический ценотический фитоценоз папоротник аsplenium

По соотношению значений индекса качества (Q) и встречаемости особей низшего класса (с) мы определили, что Q>с, следовательно, ЦП в локусе №3 является процветающей.

Локус №4 (камень 1). Общее число проанализированных спорофитов - 57. Плотность особей в пределах трансекты составила 19 шт/мІ.

Двумерное ранжирование 21 спороносящей особи по классам виталитета: а (1 класс) - 8, b (2 класс) - 6, c (3 класс) - 7.

Виталитетный спектр генеративных особей популяции (Рисунок 4) отличает правосторонняя асимметрия, т. е. в составе локуса преобладают особи с низкой жизненностью. Высокий процент особей, относящихся к третьему классу виталитета, указывает на не благоприятные эколого-ценотические условия исследованного местообитания.

Рисунок 4. Виталитетный (размерный) спектр генеративных особей в локусе №4

По соотношению значений индекса качества (Q) и встречаемости особей низшего класса (с) мы определили, что Q = с, следовательно, ЦП в этом локусе является равновесной.

Локус №5 (камень 2). Общее число проанализированных спорофитов - 579. Плотность особей в пределах трансекты составила 57,9 шт/мІ. Двумерное ранжирование 25 спороносящих особей по классам виталитета: а (1 класс) - 10, b (2 класс) - 8, c (3 класс) - 7.

Виталитетный спектр генеративных особей в локусе (Рисунок 5) имеет левостороннюю асимметрию, т. е. здесь преобладают особи с высокой жизненностью. Процент особей, относящихся к первому классу виталитета, указывает на благоприятные эколого-ценотические условия данного местообитания.

Рисунок 5 Виталитетный (размерный) спектр генеративных особей в локусе №5

По соотношению значений индекса качества (Q) и встречаемости особей низшего класса (с) мы определили, что Q>с, следовательно, популяция является процветающей.

Заключение

Суммарный анализ виталитета особей Asplenium ruta-muraria в 5 локусах ценопопуляции в урочище "Воргольские скалы" заповедника "Галичья гора" убеждает в том, в её составе доминируют особи с высокой жизненностью. Большой процент особей, относящихся к первому классу виталитета, указывает на благоприятные эколого-ценотические условия местообитания данного вида. Изученная ценопопуляция является нормальной, дефинитивной, полночленной и зрелой. Это позволяет заключить, что в исследованном фитоценозе складывается комплекс условий и ресурсов, обеспечивающих её устойчивое существование благодаря споровому способу самоподдержания.

Библиографический список

1. Державина Н.М., Силантьева Л.А. Некоторые анатомо-морфологические особенности видов рода Asplenium (Aspleniaceae) в связи с их экологией [Текст]: / Н.М. Державина, Л.А. Силантьева // Бот. журн. - 2003. - Т. 88, №12. - С. 46-59.

2. Злобин, Ю.А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений: учебно-методическое пособие / Злобин Ю.А. - Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1989. - 148 с.

3. Красная книга Липецкой области. / Под ред. В.С. Новикова. - М: КМК, 2005. - Т.1. - 510 с.

References

1. Derzhavina N.M., Silantieva L.A. Some anatomical and morphological features of species of the genus Asplenium (Aspleniaceae) in connection with their ecology [Теxt] / N.M. Derzhavina, Silantieva L.A. // Bot. j. - 2003. - V. 88, №12. - P. 46-59.

2. Zlobin, Yu.A. Principles and methods of studying coenotic populations of plants: textbook / Zlobin Y.A. - Kazan: publishing house of Kazan University, 1989. - 148 с.

3. Red book of the Lipetsk region. / Ed. V.S. Novikov. - M: KMK, 2005. - V. 1. - 510 p.

Размещено на allbest.ru