Состояние ценопопуляции Астрагала австрийского (Astragalus austriacus Jasq.) в Сенгилеевском районе (с. Тушна) и Ульяновском районе (с. Арское)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Флора Ульяновской области планомерно изучается с 1946 года. К настоящему времени изучена флора региона, и выделены особо охраняемые территории разного статуса, так как в настоящее время проблема сохранения редких и исчезающих видов растений и сообществ стала крайне злободневной в общероссийском и международном масштабе (Благовещенский и др., 1997).

Формой приспособления вида к существованию в определенных условиях является ценотическая популяция (ценопопуляция). Ценопопуляции вида могут быть сильно удалены друг от друга в пределах занимаемого им ареала. Поэтому, даже если ареал и не очень большой, ценопопуляции (особенно находящиеся на его границах) испытывают различное влияние экологических факторов, сложный комплекс которых представляет среду обитания.

Сформировавшееся сообщество представляет собой не случайное сочетание растений, а динамично взаимосвязанную совокупность видов, которая складывалась в процессе эволюции веками и тысячелетиями, и в которой растения в значительной мере приспособлены к совместному произрастанию в естественных условиях. Очень важно не нарушать этого равновесия. Как уже отмечалось ранее, в Ульяновской области 329 видов отнесены к категории редких, исчезающих или имеющих тенденцию к сокращению численности (Благовещенский и др., 1989), а 45 видов уже исчезло бесследно (Благовещенский и др., 1981). Поэтому проблема сохранения генофонда дикорастущих растений, и в первую очередь, исчезающих, эндемичных и реликтовых, приобрела в наше время особую актуальность (Благовещенский, 1996).

Виды, имеющие узкие ареалы распространения, чаще других подвергаются опасности исчезновения. Некоторые из них имеют популяции очень небольших размеров (до нескольких сотен квадратных метров), и достаточно каких-нибудь двух-трех лет интенсивного воздействия человека - и популяция может не только очень сильно ослабнуть, но и исчезнуть. Существование каждого организма в природе не случайно, и извлечение его из природы ведет к необратимым последствиям: к нарушению равновесия в биоценозах. Поэтому, изучение уязвимых видов, входящих в состав сообществ, имеет не только большое теоретическое, но и практическое значение.

Актуальность работы заключается в том, что, несмотря на имеющиеся литературные данные по экологии и биологии популяций Астрагала австрийского важно ее более детальное изучение, так как данный вид является медоносным и кормовым растением; растет в местах выхода к поверхности мела, и изучая его, можно проследить трансформирующее антропогенное влияние на биологию и экологию изучаемого вида и прогнозировать дальнейшее развитие популяции при том или ином хозяйственном воздействии.

Цель работы - проведение ценопопуляционных исследований Астрагала австрийского, и выяснение основных тенденций развития его популяции. Для выполнения этой цели были решены следующие задачи:

1. Определена плотность ценопопуляция астрагала австрийского;

2. Определено обилие вида на изучаемых площадках и вмещающих их сообществах;

3. Определён возрастной состав популяции астрагала австрийского;

4. Определена экология вида в Сенгилеевском районе, в одном километре юго-западнее с. Тушна и близ с. Арское Ульяновского района.

Глава 1. Физико-географическая характеристика районов исследования

1.1 Характеристика Средне-Свияжского района

Средне-свияжский возвышенно-равнинный остепненный район расположен на севере-востоке Ульяновского Предволжья. Он занимает, в основном, бассейн среднего течения р. Свияги между г. Ульяновском и Буинском. Площадь района 8,0 тыс. кв. км (Физико-географическое районирование Среднего Поволжья, 1964).

Поверхность представляет собой возвышенную равнину, так называемого плато Приволжской возвышенности с абсолютными высотами 180-220 метров. Высшая абсолютная отметка 239,2 м находится на водоразделе между долинами рек Волги и Свияги, вблизи правого склона долины Волги. Низшая отметка представлена меженным урезом воды Куйбышевского водохранилища-43 м. Таким образом, амплитуда колебания высот составляет 196,2 м. Нижнее плато, в пределах которого расположен описываемый район, сложено преимущественно глинами верхней юры и нижнего мела. Прекрасные обнажения киммериджского, нижневолжского и верхневолжского ярусов верхней юры, а также валанжинского и готеривского ярусов нижнего мела имеются на правом коренном склоне долины р. Волги у с. Ундоры и Городище.

По рельефу район характеризуется сглаженностью и неглубокой расчлененностью. В основном, преобладающие глубины расчленения 75-100 м и только в узкой полосе Волжского правобережья глубина расчленения достигает 195 м (Физико-географическое районирование Среднего Поволжья, 1964).

Долины рек многочисленны. Большинство их имеет симметричные, пологие(3-4 градуса) склоны, широкое, хорошо разработанное дно. Склоны, обычно покрыты мощным чехлом четвертичных делювиальных суглинков.

Район богат полезными ископаемыми, из которых большое значение имеют горючие сланцы. В четвертичных отложениях встречаются месторождения минеральных красок - охра, умбра, мумия. Для строительных целей и дорожных работ применяются пески, галечник, гравий, которые добываются в долинах Свияги и других рек.

По климату район характеризуется как наиболее засушливый в лесостепной провинции Приволжской возвышенности. Средняя температура января-13,5 градусов, июля 19,6 градусов. Годовая сумма осадков составляет 390 мм, из них 250 мм выпадает в вегетационный период. Безморозный период продолжается 120-125 дней, а период со среднесуточной температурой выше 10 градусов длится 135 дней. Сумма интенсивных среднесуточных температур выше +10 градусов составляет 2 250 градусов. Весной заморозки прекращаются в среднем 9 мая, осенью начинаются 29 сентября. Наибольшая высота снежного покрова 42 см, а глубина промерзания почв по средним многолетним данным 80-90 см. Гидротермический коэффициент, показывающий степень влагообеспеченности растений довольно низкий, примерно 1,1. Баланс влаги в системе осадки - испаряемость слабо отрицательный. Обеспеченность подземными водами очень слабая. Мощная толща глин верхней юры и нижнего мела характеризуется малой водоносностью (Физико-географическое районирование Среднего Поволжья, 1964).

Почвы района черноземные (долинные, выщелоченные, карбонатные черноземы). Материнскими породами служат глины, поэтому механический состав почв глинистый (они содержат более 50% физической глины). По долинам рек всюду развиты плодородные долины черноземы, в широкой пойме Свияги - пойменные почвы. Лишь высокие части водораздела Волг и Свияги заняты серыми и темно - серыми оподзоленными почвами (Физико-географическое районирование Среднего Поволжья, 1964).

В растительном покрове остепненные пространства, полностью освоенные человеком, явно преобладают над лесными. Лесистость составляет всего 7 - 8 % территории. Лесные массивы (дубравы) сохранились в основном на Волжском склоне. Распаханность территории составляет 75% (Физико-географическое районирование Среднего Поволжья, 1964).

1.2 Характеристика Корсунско-Сенгилеевского района

Корсунско-Сенгилеевский возвышенно - водораздельный район с двухъярусным рельефом расположен на севере Ульяновского Предволжья в виде широкой полосы, протянувшейся от Суры до Волги. Он включает бассейн среднего и нижнего течения Барыша, часть бассейна Средней Свияги и примыкающий участок правобережья Волги от Сенгилея почти до Ульяновска. Площадь района 5,4 тыс. кв. км (Физико-географическое районирование Среднего Поволжья, 1964).

По устройству поверхности район представляет собой возвышенную равнину - плато с ясно выраженными двумя ступенями - высокой и низкой. Низкая ступень плато окаймляет высокую и имеет абсолютные отметки 180 -240 м, высокая ступень сохранилась в центральных частях междуречий в виде островных останцов, она имеет высоту 280 -320 м. Высшая точка района 336 м находится недалеко от г. Сенгилея. Низшая точка - урез Куйбышевского водохранилища - 42 м. Амплитуда высот рельефа 294 м (Физико-географическое районирование Среднего Поволжья, 1964).

Верхнее плато сложено палеогеном, представленными песками, песчаниками, опоками, диатомитами и трепелами. Почти все оно покрыто лесом.

На нижнем плато, которое сложено, главным образом, меловыми породами преобладают безлесные пространства.

Ценным полезным ископаемым района является белый писчий мел, запасы которого здесь практически неисчерпаемы (Физико-географическое районирование Среднего Поволжья, 1964).

Климат района теплый с достаточным увлажнением. На верхнем плато климат более прохладный и влажный, чем на нижнем. Средняя январская температура - 13 градусов, июльская +19,5 градусов. Безморозный период длится 130 - 135 дней, вегетационный (с средне суточной температурой выше +10 градусов) 135 - 140 дней. Сумма интенсивных среднесуточных температур ( свыше 10 градусов) составляет 2259 - 2300 градусов. Средняя дата последнего заморозка 20 мая, первого 18 сентября. По тем же данным, средняя высота снежного покрова (из наибольших декадных высот) 28 см. Глубина промерзания почвы (средняя многолетняя) 76 см. Средняя годовая сумма осадков 450мм, из них 250 мм выпадает в вегетационный период. Гидротермический коэффициент 1,1.

Почвенный покров довольно разнообразен. Нижнее плато повсюду занято выщелоченными черноземами и перегнойно - карбонатными почвами, обладающими ценными качествами. Материнскими породами здесь является белый писчий мел, мергелий, глины. Для верхнего плато характерны оподзоленные серые и светло-серые лесные почвы. Механический состав их песчаный, т.к. подпочвой служат в основном, песчаная порода (Физико-географическое районирование Среднего Поволжья, 1964).

По растительности район является типичным лесостепным. Сосновые и сосново-широколиственные леса сплошь покрывают высокое плато. На небольших пространствах здесь наблюдается закономерное чередование лесов на серых лесных оподзоленных почвах и безлесных пространств на черноземах, в настоящее время сплошь распаханных (Физико-географическое районирование Среднего Поволжья, 1964).

Глава 2. Программа и методика исследования

2.1 Геоботанические и флористические исследования

При исследовании ценопопуляции мы использовали полустационарный метод - метод закладки геоботанических площадок, где учитывались фенофазы и обилие видов, выявлялся флористический состав, давалось название сообществам.

Для изучения нами было взято 2 ценопопуляции, находящихся в различных условиях освещённости и антропогенного воздействия. Популяция 1 - в 1 км юго-западнее с. Тушна Сенгилеевского района. Популяции 2 - окресности с. Арское Ульяновского района.

За отчетный период по общепринятым методикам (Воронов, 1973; Вальтер, 1982; Ярошенко, 1969; Работнов, 1965; Уиттекер,1980) был заложен ряд новых геоботанических площадок, описание которых даются в таблице 1.

Обилие вида давалось по шкале Друде.

Ф.- обильно, явное преобладание по числу особей (очень много), растения смыкаются надземными частями (6).

Об 3 - очень обильно, (5).

Об 2 - обильно (4).

Об 1 - изредка, (3).

Изр. - редко (мало), (2).

Р. - единично (очень мало), (1),

Ед. - единичная особь, (0).

2.2 Определение характеристик ценопопуляции

2.2.1 Определение состояния и общая характеристика популяции

Популяции не могут рассматриваться как простая сумма особей.

В популяциях особи связаны между собой определенными закономерными взаимоотношениями. Популяции растений обладают системными свойствами, На основе системного подхода их следует рассматривать как подсистему фитоценоза.

Сами ценопопуляции в свою очередь могут подразделяться на подсистемы, что обуславливается структурной и функциональной неоднородностью их состава. Основными подсистемами ценопопуляции являются следующие группы: а) половые у двудомных растений, включающие в себя особи одного пола, б) возрастные - в состав которых входят особи одного возрастного состояния, в) виталитетные, объединяющие особи одинакового жизненного состояния. Подсистемы ценопопуляции связываются определенными функциональными отношениями, что и обеспечивает их сохраняемость в фитоценозах,

Ценопопуляции - это, безусловно, динамические системы. В них идут ежегодные изменения численности и плотности, осуществляются изменения, обусловленные сменами характера фитоценозов. В ответ на различные стрессовые воздействия меняется качество элементов ценопопуляции особей, вызывая цепную реакцию изменений виталитетного и возрастного состава популяций (Ценопопуляции растений, 1988).

По уровню организации ценопопуляции подразделяются на полночленные и неполночленные. Это подразделение, прежде всего, применяется при анализе возрастного состава популяций. Отсутствие в популяции какой-то хотя бы одной из ее групп является свидетельством неполноценности популяции.

Вопрос о границах популяций мало изучен. Существует мнение, что границы популяций совпадают с границами биогеоценозов (Ценопопуляции растений, 1988).

Популяция изучаемого вида локальная, то есть представляющая собой совокупность особей данного вида и занимающая определенную территорию. Поэтому вполне возможным оказалось определение примерной площади популяции и ее границ.

2.2.2 Определение плотности и возрастной структуры популяции

Плотность - важный популяционный параметр, который определяется многими факторами: количеством поступающих на популяционное поле диаспор, их сохраняемостью, наличием условий для прорастания, закрепляемостью всходов и выживаемостью особей. По отношению к каждой видовой популяции имеется максимальная для данных условий емкость местообитания, которая ограничивает верхний предел ее плотности.

Плотность оказывает значительное влияние на состояние популяций. Так, у многолетников под влиянием плотности резко уменьшается доля растений, переходящих к цветению, уменьшается вероятность образования генеративных побегов. Плотность влияет на скорость развития растений и, соответственно, на длительность жизни. Например, у многолетников в загущенных посевах развитие замедляется. Важное регуляторное значение имеет воздействие плотности на смертность особей в популяции. Зависимая от плотности смертность направлена против неограниченного роста популяции в условиях ограниченных ресурсов и стабилизирует численность популяций в некоторых пределах (Марков, 1956; Ценопопуляции растений, 1988). Плотность популяции определялась нами как число особей на 1 м².

При определении плотности популяции важным методическим вопросом является понятие о счетной единице. Выделяют две счетные единицы: во-первых, единица онтогенетического развития (морфологическая), во-вторых, единица воздействия на среду (фитоценотическая). Выделение элементов в ценопопуляциях связано с жизненной формой растений, поэтому при выборе счетной единицы целесообразно использовать классификацию биоморфпо типу пространственной структуры, то есть по характеру размещения структурных частей и степени их автономности. При таком подходе можно выделить три типа биоморф: 1) моноцентрический, 2) явнополицентрический, 3) неявнополицентрический.

Взрослые особи моноцентрических видов характеризуются тем, что корни, побеги (у одноосных биоморф только один побег) и почки возобновления сосредоточены в единственном центре, который является источником разрастания, то есть взрослая особь представляет собой элементарный источник фитогенного поля.

К типу моноцентрических биоморф относятся главным образом вегетативно неподвижные и малоподвижные виды: стержнекорневые, дерновинные, клубневые, луковичные травы, аэроксильные кустарники и большинство деревьев.

Взрослые особи явнополицентрических биоморф имеют несколько чётко выраженных центров сосредоточения корней, побегов и почек возобновления, соединённых между собой коммуникациями (гипогеогенными корневищами, столонами, плетями и др.). Они одновременно выступают, как центры разрастания особей и характеризуются относительной автономностью, то есть могут самостоятельно существовать и давать новые центры при естественном или искусственном отделении. К этому типу биоморф относятся длиннокорневищные, столонообразующие, наземноползучие травы, а также длиннокорневищные кустарнички, кустарники и деревья.

Взрослые особи неявнополицентрических биоморф имеют несколько слабо различимых центров сосредоточения корней, побегов и почек возобновления. К этому типу биоморф относятся короткокорневищные и кистекорневые травы, ряд древесных растений.

ценотический популяция астрагал растение

3. Основные морфологические, биологические и экологические особенности Астрагала австрийского

3.1 Систематическое положение

Отдел Покрытосеменные Magnoliophyta Angiospermae

Класс Двудольные Magnoliopsida

Семейство Бобовые Fabaceae

Род Астрагал Astragaius

Вид Австрийский albicaulis

3.2 Морфологическое описание

Семейство бобовых

Бобовые узнаются в природе по сложным листьям и характерному плоду, называемому бобом. По числу видов это семейство - «бронзовый призер», оно уступает только семейству орхидных и сложноцветных (астровых). Неудивительно, что бобовые распространены очень широко, только злаки превосходят их в этом отношении. Очень важна роль бобовых в создании различных растительных сообществ.

Способность бобовых растений фиксировать в симбиозе с клубеньковыми бактериями азот дает им возможность поселятся на тяжелых и неплодородных субстратах. Ежегодно бобовые, живущие в симбиозе с бактериями возвращают в почву не менее 100 - 140 кг на га азота. Некоторые бобовые обладают очень мощной корневой системой, позволяющей им добывать воду с больших глубин. Благодаря этому растения могут жить в чрезвычайно засушливых условиях.

Листья бобовых сложные, с прилистниками, нередко рано опадающими. Сравнительно редко встречаются листья вторичноупрощенные, у которых единственная пластинка представляет верхушечный нередуцированный листочек. Иногда верхние листочки или большая часть из них превращены в усики (как у гороха и вики). При основании черешка и черешочков часто имеются особые утолщения - подушечки, с помощью которых под влиянием изменения тургора приводятся в движение листья и листочки (все мимозовые, цезальпиниевые и около половины мотыльковых). Листья и листочки таких растений способны совершать разнообразные настические движения или в простейших случаях складываться на ночь.

Соцветия у бобовых могут быть как верхушечными, так и пазушными, чаще бокоцветными - кистью или метелкой, реже верхоцветными.

Для подавляющего большинства бобовых свойственна энтомофилия. Роль опылителей при перекрестном опылении выполняют разнообразные насекомые, причем механизм опыления бывает очень тонким. Самоопыление свойственно сравнительно немногим бобовым. Самоопыляются горох, чечевица, виды люпинов и астрагалов, некоторые вики. Иногда встречается клейстогамия, т.е. самоопыление внутри нераскрывшихся цветков. Ветроопыление известно у тропического рода хардвикия (Hardwickia) из подсемейства цезальпиниевых. В тропиках и изредка в умеренной зоне в опылении участвуют птицы и летучие мыши.

Цветки бобовых в большинстве случаев обоеполы, но однополые цветки у ряда представителей все же известны.

Чаще всего цветки бобовых имеют 10 тычинок, которые расположены в 2 круга. Иногда на ранних стадиях развития первичные бугорки, дающие начало тычинкам расщепляются и количество тычинок увеличивается во много раз. Расщепление особенно характерно для мимозовых, в цветках которых иногда насчитывается до несколько сотен тычинок. Тычинки мотыльковых, как правило, срастаются, но различным образом и это определяет ряд биологических особенностей цветка. Чаще всего срастающиеся тычинки образуют незамкнутую сверху трубку, и насекомые легко вводят свой хоботок, доставая нектар, который скапливается в ней. В замкнутую трубку хоботок ввести обычно не удается, и нектар либо скапливается вне трубки, либо вообще не образуется и главным привлекающим агентом будет обильная пыльца.

Гинецей бобовых большей частью состоит из одного плодолистика , однако известны несколько архаичных родов, в цветках которых находят от 2 до 16 свободных плодолистиков, обычно сидящих на особой подставке - гинофоре.

Число семязачатков в завязи варьирует от 2 до15-20, но представители некоторых родов имеют всего 1 семязачаток.

В подавляющем большинстве число лепестков 5, и лишь у некоторых представителей из разных подсемейств их меньше. Верхний лепесток (самый крупный) называют флагом (или парусом) 2 боковых - крыльями (или веслами), а два нижних, сросшихся - лодочкой, в ней заключены тычинки.

Флаг служит в основном для привлечения насекомых. На нем, особенно при основании, нередко замечаются дополнительные метки в виде ярких прожилок. Привлеченное ярким флагом или ярким цветком в целом, насекомое садится на край лодочки или чаще на одно из крыльев и стремится ввести хоботок к основанию тычиночных нитей к запасам нектара. При этом лепестки лодочки или крылья под тяжестью насекомого и его активных движений отгибаются, совершая одновременно колебательное движение в такт движений тела насекомого. Все лепестки начинают реагировать как единая система, поскольку они связаны посредствам ушек и горбиков, имеющихся у каждого из 4 лепестков. Под влиянием движений насекомого флаг отгибается назад, крылья отходят вниз и в стороны, а тычинки и гинецей в следствие известной упругости сохраняют горизонтальное положение и входят в соприкосновение с брюшком насекомого. Когда насекомое улетает, отогнутые лепестки, опять же в силу главным образом пружинящегося действия ушек, возвращаются в прежнее положение и тычинки и гинецей укрываются в лодочке.

Плод бобовых, называемый бобом, развивается из единственного плодолистика. Он очень разнообразен по морфологическим и анатомическим особенностям, которые носят часто приспособительный характер. Редко плод состоит из нескольких бобов (у представителей семейства с цветками, имеющими несколько плодолистиков). При созревании плодов часть семян абортируется, что зависит от ряда экологических факторов (недостаточность опылителей, засуха) и резко повышается при самоопылении. Бобы самых разных размеров. Рекорд величины боба, это одновременно и самый крупный плод в мире, принадлежит плодам Энтады лозящей, достигающим в длину иногда 1,5 м.

Семена бобовых без эндосперма или со скудным эндоспермом. Запасные питательные вещества откладываются непосредственно в семядолях. Снаружи семена покрыты плотной блестящей семенной кожурой, что в природных условиях позволяет семенам некоторых видов сохранять всхожесть в течение десятков лет.

У части видов бобовых семена прорастают, вынося семядоли над землей (надземное прорастание). Подземное прорастание считается более совершенным, так как обеспечивает семядолям защиту от поедания животными, вытаптывания, колебания температуры и т. д. Этот тип прорастания свойственен всем викам, некоторым фасолевым и другим родам.

Важнейшую роль в процессах расселения бобовых играют вода и ветер. Крыловидные выросты перикарпия, они известны у представителей нескольких десятков родов, позволяют иногда плодам планировать на десятки метров.

Бобовые распространены очень широко - от Арктики до антарктических островов. В большинстве стран тропического, умеренно теплого и бореального климатов бобовые составляют значительную часть местной флоры. Лишь в холодном климате доля их участия сравнительно невелика.

Общеизвестна выдающаяся роль бобовых в жизни человечества. По экономической значимости они уступают только злакам. Помимо весьма большой группы пищевых, среди бобовых много кормовых, технических, медоносных, лекарственных, декоративных, дающих ценную древесину представителей.

Семена бобовых исключительно богаты протеинами, причем одновременно содержат достаточное количество крахмала. Некоторые культивируемые виды накапливают в семенах много жирного масла (соя, арахис).

Астрагал австрийский

Астрагал, род растений семейства бобовых. Однолетние и многолетние травы, полукустарники, реже кустарнички и кустарники высотой до 2 м. Листья непарно или парноперистые с черешком, оканчивающимся вместо листочка колючкой. Цветки пурпурные, розовые, желтоватые или белые в пазушных кистевидных или гловчатых соцветиях; часто чашечка после отцветания сильно вздувается. Плод - боб. Около 2200 видов преимущественно в умеренных и субтропических областях северного полушария. В России не менее 200 видов (11 в Красной книге РСФСР). Некоторые астрагалы - кормовые и лекарственные растения.

3.3 Биологическая продуктивность

Определение продуктивности вида (потенциальная продуктивность)

135 - общее количество цветков;

127 - общее количество бутонов;

49 - общее количество плодов на 15 побегах, следовательно потенциальная плодовитость равна 21 плод на побег.

Определение семенной продуктивности

При разработке охранных мероприятий особую значимость приобретает вопрос оценки репродуктивной способности вида в конкретной экологической обстановке.

Важное значение для характеристики популяции имеет семенная продуктивность. Различают потенциальную и реальную семенную продуктивность.

Потенциальная семенная продуктивность определяется числом цветков на одно растение и показывает максимально возможное количество плодов и семян, которые могут образовываться у нормально развивающихся цветков.

Один из важнейших показателей репродуктивной способности цветковых растений - реальная семенная продуктивность, под которой понимается число семян в расчете на цветок, соцветие, ценопопуляцию.

Реальная семенная продуктивность - количество реально образующихся семян в плоде на растении.

Для Астрагала австрийского были установлены следующие показатели; реальная плодовитость растения - 112 плодов на 1 растении, потенциальная - 224 плода на 1 растении, реальное среднее количество семян - 2 в 1 бобе.

4. Изучение популяции Астрагала австрийского

4.1 Флористическое и геоботаническое изучение ценопопуляции

Ценопопуляционное изучение Астрагала австрийского проводилось в 2007г. Площадка №1 (1м х 1м) расположена в Сенгилеевском районе в 1 км юго-западнее с. Тушна. При ее изучении были получены следующие данные:

Характеристика:

Площадь: 1 кв. м.

Дата описания: 27.06.07.

Почва: суглинистая; чернозем

Рельеф: верх пологого склона юго-западной экспозиции

Антропогенное воздействие: весенний пожар

Проективное покрытие: 75%

Тип сообщества: Ковыльно-разнотравная степь.

Площадка №1А. Флористический список

Название вида	Обилие	Фенофаза
Ковыль волосатик Stipa capillata	Об 2	Вег 1
Мятлик узколистный Poa angustifolia	Изр	Пл 2
Астрагал австрийский Astragalus albicaulis	Об 1	Цв 2
Козелец прямой Scorzonera stricta	Р	Пл 1
Астрагал яйцеплодный Astragalus testiculatus	Р	Вег 2
Коровяк метельчатый Verbascum luchnitis	Изр	Вег 1
Лапчатка песчаная Potentila arenaria	Р	Вег 1
Подорожник средний Plantago media	Р	Цв 2
Люцерна серповидная Medicago falcata	Изр	Бут
Тысячелистник благородный Achillea nobilis	Р	Вег 1
Репешок волосистый Agrimonia pilosa	Р	Вег 1
Чистец прямой Strachys recta	Р	Вег 1
Резак обыкновенный Falcaria vulgaris	Р	Вег 1
Адонис весенний Adonis vernalis	Р	Вег 2
Осока ранняя Carex praecox	Р	Вег 2

Флористический состав сообществ, вмещающих первую ценопопуляцию, насчитывает 15 видов. Встречаются виды различных семейств и родов, то есть флористический состав ценопопуляций довольно разнообразен.

Площадка №2 (1м х 1м) была расположена в 1км северо-западнее с. Арское Ульяновского района. При ее изучении были получены следующие данные:

Площадка №1

Характеристика:

Площадь: 1 кв. м.

Дата описания: 20.08.07.

Почва: чернозем

Рельеф: ровный

Антропогенное воздействие: умеренный выпас, вытаптывание

Проективное покрытие: 95%

Тип сообщества: луговая ковыльно-разнотравная степь.

Площадка №1. Флористический список.

Название	Обилие	Фенофаза
Кострец береговой	Об 2	Вег 2
Люцерна серповидная	Изр 2	Ив 2
Астрагал австрийский	Изр	Цв 2Пл 1
Бедренец камнеломка	Ред	Цв 2
Василек скобиозный	Ред	Цв 2
Скобиоза желтая	Ред	Бут
Таволга обыкновенная	Изр	Вег 2
Клевер горный	Ред	Пл 2
Цикорий	Ед	Пл 2
Зубчатка средняя	Ред	Цв 2
Шалфей степной	Ред	Вег 2
Земляника зеленая	Ред	Вег 2
Лапчатка распростертая	Ред	Вег 2
Типчак	Изр	Вег 2
Хвощь полевой	Ред	Вег 2

Генеративные особи - 10

Вегетативные особи - 9

Ювенильные особи - 5

Плотность популяции - 24 особей на 1 кв. м.

Площадка №2

Характеристика:

Площадь: 1 кв. м.

Дата описания: 20.08.07.

Почва: чернозем

Рельеф: ровный

Антропогенное воздействие: умеренный выпас, вытаптывание

Проективное покрытие: 80%

Тип сообщества: луговая ковыльно-разнотравная степь.

Площадка №2. Флористический список.

Название	Обилие	Фенофаза
Кострец береговой	Об 1	Вег 2
Подмаренник русский	Изр	Вег 2
Астрагал австрийский	Изр Цв 2	Пл 1
Желтушник серый	Ред	Пл 2
Клевер луговой	Изр	Пл 2
Тысячелистник обыкновенный	Ред	Цв 2
Типчак	Ред	Вег 2
Люцерна серповидная	Изр	Цв 2
Мятлик узколистный	Изр	Вег 2
Бедренец камнеломка	Ред	Пл 2
Синеголовник плосколистный	Ред	Вег 2
Мордовник обыкновенный	Ред	Пл 2
Одуванчик лекарственный	Ред	Вег 2
Цикорий	Ред	Цв 2
Тимьян Маршалла	Ред	Вег 2
Полынь австрийская	Ред	Вег 1
Репешок волосистый	Ред	Пл 2
Астрагал яйцеплодный	Ред	Вег 2
Подмаренник русский	Ред	Вег 2

Генеративные особи - 8

Вегетативные особи - 0

Ювенильные особи - 0

Плотность популяции - 8 особей на 1 кв. м.

Площадка №3

Характеристика:

Площадь: 1 кв. м.

Дата описания: 20.08.07.

Почва: чернозем

Рельеф: ровный

Антропогенное воздействие: умеренный выпас, вытаптывание

Проективное покрытие: 85%

Тип сообщества: луговая ковыльно-разнотравная степь.

Площадка №3. Флористический список.

Название	Обилие	Фенофаза
Кострец береговой	Об 1	Вег 2
Тысячелистник обыкновенный	Изр	Пл 1
Мордовник обыкновенный	Изр	Цв 2
Астрагал австрийский	Изр Цв 2	Пл 1
Подорожник средний	Ред	Пл 1
Бедренец камнеломка	Изр	Цв 2
Скобиоза желтая	Ред	Пл 1
Люцерна серповидная	Изр	Цв 2
Пырей ползучий	Ред	Вег 2
Типчак	Изр	Вег
Девясил британский	Ред	Цв 2
Шалфей остепненный	Ред	Пл 1
Клевер луговой	Ред	Пл 1
Синеголовник плосколистный	Ред	Пл 2
Полынь австрийская	Изр	Вег 2
Крестовник Якова	Изр	Вег 1

Генеративные особи - 4

Вегетативные особи - 13

Ювенильные особи - 4

Плотность популяции - 21 особь на 1 кв. м.

Из приведённых выше таблиц видно, что обилие Астрагала австрийского в различных ценопопуляциях неодинаково. На площадках 1, 2 и 3 он встречается изредка.

4.2 Определение возрастной структуры ценопопуляции

Возрастной состав представляет собой один из существенных признаков популяций. В ценопопуляциях многолетних растений отчетливо проявляется возрастная неравноценность особей. Особи растений, находящиеся в одном абсолютном возрасте или одном возрастном состоянии, составляют возрастную группу. Т.А. Работнов (Работнов, 1983, цит. по Ю.А. Злобину, 1989), полагает, что расчленение особей по возрастным группам содействует устойчивости видов в фитоценозах, так как каждой такой группе свойственна своя экологическая ниша, свои специфические связи со средой обитания. Действительно, ценопопуляции многолетних травянистых растений нормального по возрастному составу типа отличаются большой устойчивостью. Если они одновозрастны или неполночленны, устойчивость их падает.

Биологическая оценка каждого из возрастных состояний имеет высокую информативную ценность. Она строится с опорой на жизненные формы растений. Переходы особей растений из одного возрастного состояния в другое определяются не только генетически обусловленной программой. Здесь очень важен размер особей. Именно он наряду с жизненным состоянием определяет их судьбу. Сочетание двух параметров - возрастного состояния особей и их виталитетного состояния - позволяет наиболее полно раскрывать сущность популяционных процессов.

Важной характеристикой разновозрастных популяций является возрастной спектр, который является результатом внутрипопуляционной классификации особей по возрастному состоянию. Однако, он не дает единственно исчерпывающей характеристики популяции: во-первых, сфера его разумного применения ограничена поликарпическими многолетними растениями, во-вторых, возрастная структура популяций является весьма неустойчивой характеристикой популяций, в-третьих, возрастные спектры популяций отражают в большей степени уже прошедший этап адаптированности состава популяции к среде обитания и в меньшей степени ценопопуляционную обстановку в момент исследования, в-четвертых, перестройка возрастного спектра популяций является следствием процессов, изменяющих жизнеспособность особей и виталитетный состав популяций.

Определить абсолютный возраст очень трудно. Есть специальные методики, отражающие особенности изучения многолетних растений (Стешенко, 1973). Мы же определяли возраст особей визуально (по числу старых и молодых побегов), по состоянию генеративной и вегетативной сферы растений, числу и характеру развития листьев на побегах. Нами отмечались следующие возрастные состояния:

ювенильные растения;

виргинильные растения;

генеративные растения;

субсенильные растения;

старческие (сенильные) растения.

Отмечалось также соотношение между различными возрастными группами, и, в зависимости от этого, делался вывод о стратегии и состоянии популяции.

Счетная единица ценопопуляции астрагала австрийского моноцентрическая особь, так как он имеет многолетний каудекс, от которого каждый год отрастают побеги, следовательно, счетной единицей всех возрастных состояний является отдельная особь или в сенильном состоянии старческая партикула.

Всего было заложено 4 площадки (1 м х 1 м), одна - в Тушне, три - в Арском, на основании изучения которых делались выводы о динамике семенной продуктивности, плотности, возрастных состояниях Астрагала австрийского.

Все данные о возрастных состояниях особей Астрагала австрийского и их динамика отражены в диаграмме.

Площадка №1 А

Площадка №1

Площадка №2

Площадка №3

Итак, каковы же перспективы у популяций Астрагала австрийского? Ф. Боденхеймер (1938, цит. по Ю.А. Злобину, 1989) выделял три основных типа возрастного состояния популяций:

1. Растущие, в которых преобладают молодые особи;

2. Стационарные, с естественным соотношением особей разных возрастных групп;

3. Сокращающиеся, со сдвигом господства в них на зрелые и старческие.

Тип 1 и 3 представляют собой, популяции неустойчивого состояния, тип 2 отвечает их нормальному состоянию.

По всей видимости, популяции в Тушне и в Арском, в которых закладывались площадки №1А , №1, №2 и №3 относятся к стационарным, так в них практически отсутствуют старческие особи.

Выводы

1. Согласно исследованиям плотность ценопопуляций астрагала австрийского в Тушне составляет в среднем 20 особей на 1 кв. м., а в Арском - в среднем 18 особей на 1 кв. м.

2. Флористическое и геоботаническое изучение степных сообществ, вмещающих ценопопуляции астрагала австрийского показало, что их биоразнообразие не слишком велико и в них в среднем отмечается по 15 видов.

3. Изучение возрастной структуры популяций показывает, что ценопопуляции и в Тушне, и в Арском стационарные.

4. Астрагал австрийский, по проведенным исследованиям, ведет себя в степях близ села Тушна и близ села Арское как вид-ценофил, так как встречается в достаточно сомкнутых сообществах (85% проективное покрытие), содержащих достаточно большое количество видов.

5. Так как Астрагал австрийский относится к растениям-медоносам и кормовым растениям, то необходимо ограничить влияние антропогенного фактора на ценопоуляции растение, уменьшить вытаптывание, так как уплотнение почвы отрицательно влияет на произрастание Астрагала австрийского.

Литература

1. Васильев и др., Ботаника: морфология и анатомия растений. - М.: Просвещение, 1988. - 480 с.

2. 3аугольнова Л.Б., Никитина С.В., Денисова Л.В. Типы функционирования популяций редких растений // Бюл. МОИП. - Отд. биол. -1992. - Т.97, вып. 3. - С. 80-85.

3. 3лобин Ю.А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений. - Казань, 1989. - 146 с.

4. Левина Р.Е. Репродуктивная биология семенных растений. - М., 1981. - 50 с.

5. Миркин Б.М., Розенберг Г.С., Наумова Л.Г. Словарь понятий и терминов современной фитоценологии. - М.,1989. - 223 с.

6. Полевая геоботаника. Л.: АН СССР, 1964. - т. 2, 3.

7. Особо охраняемые природные территории Ульяновской области / Под. ред. В.В. Благовещенского. - Ульяновск, 1997. - 182 с.

8. Природные условия Ульяновской области. Под. ред. А.П. Дедкова. Изд-во Казанского ун-та, 1978. - 327 с.

9. Работнов Т.А. Изучение ценотических популяций в целях выяснения «стратегии жизни» видов растений // Бюл. МОИП. Отдел биол. - 1995. - Т. 80. № 2, - С. 5-17.

10. Работнов Т.А. Экспериментальное изучение продуктивности и состава травянистых ценозов (II Экспериментальная геоботаника). - Казань, 1965.-324 с.

11. Работнов Т.А. О виолентах, патиентах и эксплерентах // Бюллетень МОИП. Отд. биол. -1993. - Т. 98, вып. 5.- С. 119-122.

12. Уиттекер Р. Сообщество и экосистемы. - М., 1980. - 282 с.

13. Физико-географическое районирование Среднего Поволжья / Под ред. А.В. Ступишина. - Казань: Издательство Казанского университета, 1964. -196 с.

14. Ценопопуляции растений. - М., 1988. - 183 с.

15. Ярошенко П.Д. Геоботаника. - М: Просвещение, 1969. - 200 с.

Размещено на Allbest.ru