Морфометричні ознаки Oxycoccus palustris Pers. у болотних та лісоболотних фітоценозах Українського Полісся

Размещено на http://www.allbest.ru/

Морфометричні ознаки Oxycoccus palustris Pers. у болотних та лісоболотних фітоценозах Українського Полісся

Марина Шерстюк

Анотація

Охарактеризовано величини 14 статичних метричних та шести статичних алометричних морфопараметрів рослин Oxycoccus palustris Pers. у чотирьох фітоценозах Українського Полісся. Показано, що особини з різних рослинних угруповань статистично достовірно відрізняються між собою величинами майже всіх розмірних показників. Установлено, що значення більшості статичних метричних морфопараметрів у рослин Oxycoccus palustris зростають у такій послідовності екоряду фітоценозів: Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) vaccinioso (myrtilli)-sphagnosum (cuspidati) Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) eriophoroso (vaginati)-sphagnosum (cuspidati) Pinetum (sylvestris) sphagnosum (cuspidati) Sphagnetum (cuspidati) eriophorosum (vaginati). Доведено, що в кожному фітоценозі формуються особини зі специфічною морфоструктурою. Для досліджуваних угруповань визначено характерні морфоознаки рослин Oxycoccus palustris та побудовано їхні морофограми.

Ключові слова: Oxycoccus palustris Pers., автохтонні дендросозофіти, ценопопуляції, морфометричний аналіз, модельні особини, Українське Полісся.

Аннотация

Шерстюк Марина. Морфометрические признаки Oxycoccus palustris Pers. в болотных и лесоболотных фитоценозах Украинского Полесья. Охарактеризованы величины 14 статических метрических и шести статических алометричних морфопараметров растений Oxycoccus palustris Pers. в четырех фитоценозах Украинского Полесья. Показано, что особи из разных фитоценозов статистически достоверно отличаются между собой величинами практически всех размерных показателей. Установлено, что значения большинства статических метрических морфопараметров у растений Oxycoccus palustris увеличиваются в такой последовательности Экоряда фитоценозов: Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) vaccinioso (myrtilli)- sphagnosum (cuspidati) Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) eriophoroso (vaginati)-sphagnosum (cuspidati) Pinetum (sylvestris) sphagnosum (cuspidati) Sphagnetum (cuspidati) eriophorosum (vaginati). Доказано, что в каждом фитоценозе формируются особи со специфической морфоструктурой. Для исследуемых сообществ установлены характерные морфопризнаки растений Oxycoccus palustris и построены их морфограммы.

Ключевые слова: Oxycoccus palustris Pers., автохтонные дендросозофиты, ценопопуляции, морфометрический анализ, модельные особи, Украинское Полесье.

Summary

морфоознака рослина фіторізноманіття

Sherstuk Maryna. Morphometric Parameters Oxycoccus palustris Pers. in Palustre and Palustre Forest Phytocenoses of Ukrainian Polissya. Has been characterized the magnitude of the 14 static metric and six static alometric indices of morphological parameters of the plant Oxycoccus palustris Pers. in the four phytocenoses within Ukrainian Polissya. Has been shown that individuals from different phytocenoses significantly differ in the values of the absolute majority of size indicators. It is established that the value of static metric morphoparameters Oxycoccus palustris plants grow in the order an ecological series plant communities: Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) vaccinioso (myrtilli)-sphagnosum (cuspidati) Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) eriophoroso (vaginati)- sphagnosum (cuspidati) Pinetum (sylvestris) sphagnosum (cuspidati) Sphagnetum (cuspidati) eriophorosum (vaginati). Each phytocenosis formed individuals with a specific morphostructures. For the studied communities has been identified specific morfocharacters of Oxycoccus palustris plants and constructed their morfohrams.

Key words: Oxycoccus palustris Pers., autochthonous dendrosozofits, coenopopulations, morphometric analysis, model individuals, Ukrainian Polissya.

Постановка наукової проблеми та її значення. У сучасному світі проблема забезпечення збереження фіторізноманіття планети не втрачає своєї актуальності, про що наочно свідчить зміст оновленої версії Глобальної стратегії збереження рослин на 2011-2020 рр. [4]. Зі свого боку, існування рослин у тих чи інших екоумовах визначається за ступенем їхньої пристосованості до них, у тому числі завдяки реалізації здатності до морфоадаптацій [3, 8, 9, 16]. Прояв у зовнішній будові особин певних ознак, які сприяють виживанню та успішній життєдіяльності у відповідних місцезростаннях, особливо важливо для раритетних видів фіторізноманіття. В Українському Поліссі до таких рослин, зокрема, належать автохтонні дендросозофіти: види місцевої флори, які мають офіційний статус на різних рангах охорони (міжнародному, загальнодержавному або регіональному) [6]. Їхнім представником є Oxycoccus palustris Pers., яка включена до Списку рослин, що підлягають особливій охороні на території Хмельницької, Сумської й Чернігівської областей [1].

На сьогодні в науковій літературі накопичений значний обсяг інформації про поширення O. palustris [5] та її ресурсний потенціал в окремих регіонах [14], хімічний склад органів [13, 15], лікарські властивості [2, 18], можливість і перспективність штучного вирощування [11, 12], а також про певні аспекти господарського використання [17, 18]. Однак питання щодо прояву в цього виду морфоадаптацій і змін габітусу особин залежно від умов місцезростань залишається майже не дослідженим.

Мета й завдання статті. Мета досліджень - оцінити розмірні величини рослин O. palustris та визначити їхні морфометричні особливості в болотних і лісоболотних фітоценозах Українського Полісся.

Головні завдання статті - визначити величини провідних статичних метричних й алометричних морфопараметрів у рослин O. palustris у різних болотних та лісоболотних фітоценозах Українського Полісся; проаналізувати характер зміни значень морфопараметрів за досліджуваними угрупован - нями; для різних болотних і лісоболотних фітоценозах Українського Полісся визначити характерні морфоознаки рослин Oxycoccus palustris та розробити їхні морфограми.

Матеріал і методи досліджень. Дослідженнями охоплено ценопопуляції чотирьох типових для регіону фітоценозів: 1. Sphagnetum (cuspidati) eriophorosum (vaginati); 2. Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) eriophoroso (vaginati)-sphagnosum (cuspidati); 3. Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) vaccinioso (myrtilli)-sphagnosum (cuspidati); 4. Pinetum (sylvestris) sphagnosum (cuspidati). Вік лісоболотних деревостанів варіював у межах 75-80 років із повнотою 0,6.

У досліджуваних фітоценозах за випадковою схемою відбирали 30-50 рослин O. palustris, для яких оцінювали 20 морфометричних параметрів. Відповідно до загальноприйнятих підходів морфо - метричного аналізу [7, 19] з числа статичних метричних показників, зокрема, визначали довжину головного пагона (L), кількість листків (NL), генеративних органів (Ng), а також бічних пагонів першого (B1) і другого (B2) порядків, загальну масу рослини (W), а також стебла (Wst), усіх листків (WL) й одного листка (WL_1_L), загальну масу генеративних органів (Wg) та масу одного плода (Wg_1_g), загальну площу листкової поверхні (A).

Зі статичних алометричних показників оцінювали співвідношення між площею листкової поверхні та фітомасою рослин (LAR=A/W), фотосинтетичне зусилля (LWR=WL/W), відносний приріст головного пагона (HWR=L/W), кількість бічних пагонів першого порядку, що формуються на одиницю довжини головного пагона (B_L=B1/L), репродуктивне зусилля:

(RE1 = (Wg/W) х 100 %, RE2 = (Wg/A) х 100 %).

Для узагальнення та статистичного опрацювання отриманих даних використано точкове оцінювання й дисперсійний аналіз [10]. Результати морфометричного аналізу та точкового оцінювання статистичних рядів виступили базовою основою для розробки морфоструктурних моделей особин O palustris.

Виклад основного матеріалу й обґрунтування отриманих результатів дослідження. Результати оцінки розмірних величин у рослин O. palustris представлено в табл. 1. З'ясовано, що значення майже всіх морфопараметрів O. palustris, окрім фотосинтетичного зусилля, статистично достовірно (р < 0,05) змінюються відповідно до екотипу фітоценозу.

Установлено, що в кожному з фітоценозів формуються рослини O. palustris зі специфічною морфоструктурою (рис. 1). Загалом, особини з угруповання Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) eriophoroso (vaginati)-sphagnosum (cuspidati) і, особливо, Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) vaccinioso (myrtilli)-sphagnosum (cuspidati) є найменшими за величинами більшості статичних метричних морфопараметрів. Винятком є показник маси одного листка: в угрупованні Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) eriophoroso (vaginati)-sphagnosum (cuspidati) його значення, навпаки, є найбільшими (0,008+0,0004 г). Окрім загального здрібнення, особливістю формування габітусу рослини O. palustris в угрупованні Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) vaccinioso (myrtilli)-sphagnosum (cuspidati) є «спрямування» кожного грама органічної речовини на утворення якомога більшої листкової поверхні та якнайбільшої довжини головного пагона. Об'єктивним відображенням цього явища є те, що тут рослини вирізняються одними з найвищих значень таких показників, як співвідношення між площею листкової поверхні та фітомасою рослин (LAR = 26,3 + 2,48 см2/г), фотосинтетичне зусилля (LWR = 0,33 + 0,038 г/г), відносний приріст головного пагона (HWR =28,5 + 3,00 см/г). Зазначені тенденції щодо спрямованості органічної речовини на форму - вання листкової поверхні та головного пагона чіткіше проявляються в рослин O. palustris із фітоценозу Pinetum (sylvestris) sphagnosum (cuspidati). У них значення LAR, LWR та HWR, порівняно з особинами з усіх інших фітоценозів, є найбільшими та, відповідно, дорівнюють 30,8 + 1,86 см2/г, 0,38 + 0,019 г/г, 31,8 + 2,88 см/г.

Таблиця 1. Величини морфопараметрів рослин Oxycoccuspalustris у досліджених фітоценозах Українського Полісся

Примітка. значення довірчого рівня встановлено на основі використання дисперсійного аналізу; символом * позначено величини довірчого рівня, статистично достовірні на рівні 95 % і вище.

Рис. 1. Морфограми рослин Oxycoccus palustris на основі результатів оцінки величин статичних метричних морфопараметрів

Ценопопуляції O. palustris із фітоценозів:

Sphagnetum (cuspidati) eriophorosum (vaginati);

Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) eriophoroso (vaginati)-sphagnosum (cuspidati);

Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) vaccinioso (myrtilli)-sphagnosum (cuspidati);

Pinetum (sylvestris) sphagnosum (cuspidati).

Загалом рослини з угруповання Pinetum (sylvestris) sphagnosum (cuspidati) є достатньо великими за розмірами. Вони мають одні з найбільших значень майже всіх статичних метричних морфопара - метрів, а за довжиною головного пагона (L = 23,5 + 1,81 см) перевершують особини з інших досліджених фітоценозів. Водночас рослини з цього угруповання поступаються особинам із решти фітоценозів за показниками, котрі характеризують генеративну сферу. Вони утворюють найменшу кількість плодів (Ng = 1,0 +_0,05 шт.) та мають найнижчі показники репродуктивного зусилля (RE1 = 35,1 +2,66 %, RE2 = 1,32 +0,173 %).

Рослини O. palustris з угруповання Sphagnetum (cuspidati) eriophorosum (vaginati) виявилися найбільшими за розмірами. Вони мають найвищі значення майже всіх статичних метричних показників (окрім довжини головного пагона, кількості бічних пагонів другого порядку, маси одного листка) та репродуктивного зусилля (RE2 = 2,47 + 0,248 %).

Висновки та перспективи подальшого дослідження. На зміну умов місцезростань рослини O. palustris статистично достовірно реагують зміною розміру та архітектоніки. Це є об'єктивним свідченням реалізації ними здатності до морфоадаптацій.

Морфопараметри O. palustris проявляють досить різноманітний характер змін величин за угру - пованнями. Однак значення статичних метричних параметрів найчастіше зростають у такій послідовності екоряду фітоценозів: Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) vaccinioso (myrtilli)-sphagnosum (cuspidati) Betuleto (pubescentis)-Pinetum (sylvestris) eriophoroso (vaginati)-sphagnosum (cuspidati).

Pinetum (sylvestris) sphagnosum (cuspidati) Sphagnetum (cuspidati) eriophorosum (vaginati). Формування у двох перших угрупованнях рослин O. palustris, найменших за розмірами, указує на наближеність місцезростань до умов еколого-ценотичного стресу. Водночас представленість у Sphagnetum (cuspidati) eriophorosum (vaginati) великих особин, які вирізняються ще й найвищими значеннями низки показників, що характеризують генеративну сферу (Wg, Wg_1_g, Ng, RE1), указує на наближеність цього місцезростання до еколого-ценотичного оптимуму.

Перспективою подальших наукових досліджень є здійснення оцінки стану ценопопуляцій O. palustris на основі застосування комплексного популяційного аналізу. Він забезпечить установлення низки важливих кількісних (популяційної щільності) та якісних (онтогенетичної, розмірної, віта - літетної, просторової структури) характеристик ценопопуляцій цього виду. Зі свого боку, це дасть змогу більш чітко виокремити ознаки еколого-ценотичного оптимуму (стресу), оцінити ресурсний потенціал O. palustris та запропоновувати науково обґрунтовані підходи до раціонального користу - вання наявними запасами цінної лікарської сировини.

Джерела та література

1. Андрієнко Т.Л. Офіційні переліки регіонально рідкісних рослин адміністративних територій України: [довідкове вид.] / Т.Л. Андрієнко, М.М. Перегрим. - К.: Альтерпрес, 2012. - 148 с.

2. Борисенков М.Ф. Антиоксидантная активность водних экстрактов плодов клюквы обыкновенной (Vaccinium oxycoccos L.), произрастающей на территории Республики Коми / М.Ф. Борисенков, Л.А. Бакутова, А.В. Пещ // Химия растительного сырья. - 2013. - № 4. - С. 89-95.

3. Волоков И.В. Биоморфологические адаптации высокогорных растений: автореф. дис. ... д-ра биол. наук : 03.00.16 - «Экология» / Волков Игорь Вячеславович; Томский гос. пед. ун-т. - Новосибирск, 2008. - 35 с.

4. Глобальная стратегия сохранения растений и Конвенция о биологическом разнообразии [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.bgci.org/plants2020_ru/gspc-cbd/.

5. Вікіпедія [Электронный ресурс]. - Режим доступу: https://uk.wikipedia.org/wiki/Журавлина_болотна.

6. Дендросозологічний каталог природно-заповідного фонду Лісостепу України / [за ред. С.Ю. Поповича]. - К.: Аграр Медіа Груп, 2011. - 800 с.

7. Злобин Ю.А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений / Ю.А. Злобин. - Казань: Изд-во Казанского ун-та. - 1989. - 146 с.

8. Злобин Ю.А. Популяционная экология растений: современное состояние, точки роста / Ю.А. Злобин. - Сумы: Університет. кн., 2009. - 263 с.

9. Злобин Ю.А. Популяции редких видов растений: теоретические основы и методика изучения / Ю.А. Злобин, В.Г. Скляр, А.А. Клименко. - Сумы: Университет. кн., 2013. - 439 с.

10. Комп'ютерні методи в сільському господарстві та біології: [навч. посіб. для студ. агроном. спец.] / О.М. Царенко, Ю.А. Злобін, В.Г. Скляр, С.М. Панченко. - Суми: Університет. кн., 2000. - 203 с.

11. Корепанов Д.А. Выращивание Oxycoccus palustris Pers. с закрытой корневой системой в различных искусственных питательных средах / Д.А. Корепанов, Н.А. Акшикова, Д.Д. Корепанова // Вестник Удмуртского университета. Биология. Науки о земле. - 2013. - Вып. 4. - С. 175-178.

12. Корепанова Д.Д. Выращивание плантационной клюквы на минеральных и торфяных почвах в условиях Удмуртской республики / Д.Д. Корепанова, И.Л. Новиков // Вестник Удмуртского университета. Биология. Науки о земле. - 2011. - Вып. 3. - С. 43-46.

13. Лютикова М.Н. Компонентный состав свежих, мороженых и подснежных ягод клюквы (Oxycoccus palustris) /М.Н. Лютикова, Ю.П. Туров // Химия растительного сырья. - 2011. - № 4. - С. 231-237.

14. Мінарченко В.М. Лікарські судинні рослини України (медичне та ресурсне значення) / В.М. Мінарченко. - К.: Фітосоціоцентр, 2005. - 241 с.

15. Черкасов А.Ф. Клюква / А.Ф. Черкасов, В.Ф. Буткус, А.Б. Горбунов. - М.: Лесная пром-сть, 1981. - 214 с.

16. Чернова Н.М. Общая экология / Н.М. Чернова, А.М. Былова. - М.: Дрофа, 2004. - 416 с.

17. Юрчішина Л.М. Підвищення харчової та біологічної цінності напоїв з використанням водних екстрактів із вичавок журавлини / Л.М. Юрчішина, Г.М. Рибак // Науковий вісник Полтавського університету економіки і торгівлі. - № 1 (46). - 2010. - С. 109-112.

18. Яцюк К.М. Методи одержання і стандартизація субстанцій з журавлини болотної для застосування в урологічній практиці / К.М. Яцюк, М.І. Федоровська // Український медичний альманах. - 2014. - Т. 17, № 1. - С. 123.

19. Hunt R. Plant growth analysis / R. Hunt. - London: Arnold, 1978. - 67 p.

Размещено на Allbest.ru