Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ ALLIUM SZOVITSII REGEL НА ТЕРРИТОРИИ НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА «ПРИЭЛЬБРУСЬЕ»

Тхазаплижева Л.Х. Чадаева В.А.
Целью нашего исследования является изучение стратегий перспективного для использования в хозяйственной деятельности человека вида Allium szovitsii Regel в различных, в том числе стрессовых, условиях произрастания. Тип стратегии - обобщающая биологическая характеристика, представляющая набор свойств и признаков, благодаря которым вид занимает определенное место в сообществе, в частности трактуется как характеристика одного из его свойств, например репродуктивная стратегия (Ценопопуляции, 1988).

Allium szovitsii многолетнее, поликарпическое, корневищно-луковичное, рыхлокустовое весьма декоративное растение, образованное системой розеточных монокарпических монои неявнополициклических побегов. Формированию второй биоморфы способствует разреженность растительного покрова в фитоценозе.

Нами были исследованы три природные ценопопуляции (ЦП) A. szovitsii, произрастающие в различных эколого-ценотических условиях на территории Национального Парка «Приэльбрусье». В пределах ЦП учитывали по 15 и более биоморфологических параметров вегетативных и репродуктивных органов на 30 модельных растениях. Первичный материал обрабатывали с использованием пакетов программ BIOSTAT, EXCEL. При выделении возрастных состояний и изучении семенной продуктивности использовали общепринятые методики (Работнов, 1950а, 1960; Ходачек 1970; и др.). Анализ элементов семенного размножения проводили в ряду ухудшения условий роста, установленном по индексу жизненности ценопопуляций (IVC). Для определения стратегий выживания проводили анализ организменного и популяционного уровней адаптаций (Ишбирдин, Ишмуратова, 2004).

Оценка жизненности по размерному спектру особей показала, что в наиболее благоприятных условиях произрастают растения ЦП1 (2550-2625 м над у. м.), приуроченной к ненарушенному, хорошо освещенному склону юго-восточной экспозиции с умеренно задернованными, увлажнёнными, довольно богатыми почвами, в условиях слабой антропогенной нагрузки (IVC=1,185). В наименее благоприятных условиях (IVC=0,792) находятся растения ЦП3 (2550 м над у. м.), произрастающие на крутом открытом каменистом склоне южной экспозиции, испытывающие постоянное влияние сильных ветров и солнечной радиации. Подобные же условия произрастания характерны и для ЦП2 (2610 м над у.м.), подверженной также антропогенному воздействию. IVC в ней составляет 1,067. Индекс размерной пластичности в этой выборке ценопопуляций - 1,496.

Существование ЦП определяется прежде всего ее способностью к самоподдержанию, обеспечивающему хотя бы минимальный уровень численности вида. A. szovitsii размножается как семенным, так и вегетативным способами. Вегетативное размножение начинается уже в имматурном состоянии. Характерной чертой является образование в генеративном и постгенеративном периоде глубокоомоложенных, вплоть до ювенильного состояния, рамет, онтогенез которых, таким образом, приближается к полному. Интенсивность партикуляции возрастает в ходе индивидуального развития, достигая максимума в g2-g3состоянии. Для семян этого вида, по нашим наблюдениям, характерна многозародышевость, при которой нормальное развитие после проклевывания получают один, реже два проростка, а также эпигеальное прорастание в среднем через две недели после обсеменения.

В условиях Приэльбрусья у особей A. szovitsii наблюдается тенденция к увеличению ПСП на градиенте ухудшения условий (от 2098,12 до 3999,52 шт) - проявление защитной компоненты репродуктивной стратегии, в то время как РСП сначала понижается, а затем так же возрастает, составляя в конечном счете 1,5 от показателя в наилучших условиях произрастания (см. таблицу). Подобная смена стрессовой компоненты защитной составляющей стратегии характерна и для показателей урожая, рождаемости, реализации семенной продуктивности, приживаемости проростков и свидетельствует о наличии механизмов устойчивости вида к действию неблагоприятных факторов. Причем урожай семян, наименьший в ЦП2 (12168,43 шт/м2), в условиях индивидуального пессимума (ЦП3) превышает соответствующий показатель в ЦП1 (в 1,5 раз). Обратное чередование защитной и стрессовой компоненты характерно для лабораторной всхожести семян: в ряду ухудшения условий соотношение ее значений составляет - 0,5:1:0,2. Процент же завязывания семян, как и процент плодообразования, довольно высокий для данного вида (93,89-98,42 %), в неблагоприятных условиях несколько уменьшаются - проявление стрессовой составляющей стратегии.

Семенное размножение преобладает в самоподдержании ЦП в наиболее благоприятных условиях, о чем свидетельствует значительное повышение доли проростков (35,48 %) и относительно низкий уровень представленности остальной части прегенеративной фракции (25,87 %) в ЦП1. При ухудшении условий возрастает роль вегетативного размножения, преобладающего в ЦП2 с минимальной представленностью в возрастном спектре проростков (3,97 %) и максимальной долей j+im+v (47,4 %), далее (ЦП3) его значение несколько уменьшается (7,77 и 35,38 % соответственно).

Характеристика эколого-ценотической стратегии вида (по Раменскому-Грайму), таким образом, включает R и S составляющие. Черты эксплерентности (R) A. szovitsii проявляются в высокой.

Таблица 1. Семенная продуктивность Allium szovitsii Regel в Приэльбрусье

ЦП

ЦП1

ЦП2

ЦП3

Показатели

СП

Nцв, шт

19,05±6,28

21,25±6,03

27,5±9,81

Nпл, шт

18,75±6,16

20,35±6,39

25,82±8,99

Плодообразование, %

98,42

95,76

93,89

ПСП на плод, шт

111,9±36,54

122,1±38,36

154,9±53,97

РСП на плод, шт

92,5±31,1

83,05±28,83

98,14±45,99

ПСП, шт

2098,12

2484,73

3999,52

РСП, шт

1734,37

1690,06

2533,97

КПС,%

82,66

68,02

63,36

КПСср, %

71,35

IVC

1,185

1,067

0,792

Урожай, шт/м2

38387,39

12168,43

57774,52

Рождаемость, осб/м2

36,67

1,3

7,93

Реализация СП,%

0,095

0,011

0,014

Всхожесть, %

43

90

20

Прижив. всходов, %

528,76

33,08

63,32

римечание: Nцв и Nпл - среднее число цветков и плодов на побеге; ПСП - потенциальная семенная продуктивность; РСП - реальная семенная продуктивность; КПС - коэффициент продуктивности семян; IVC - индекс виталитета ценопопуляции численности и плотности особей (в ЦП1 и ЦП3 соответственно 70,14 осб/м2 и 2´262´672,2 осб; 67 осб/м2 и 28096,5 осб), уменьшении индекса генеративности (от 0,69 до 0,49) преимущественно за счет вегетативного размножения, интенсивном семенном самовозобновлении в благоприятных условиях, способности произрастать на сильно эродированных почвах (ЦП2 и ЦП3).

Черты экотопической патиентности (S появление защитных механизмов поддержания численности при стрессе) проявляются на организменном и популяционном уровнях. На организменном уровне: многолетнее травянистое растение, геофит, с аллокацией запасных веществ в луковице; длительный онтогенез и длительный прегенеративный период; активное вегетативное размножение и медленное разрастание; способность регуляции семенного размножения в зависимости от условий обитания. На популяционном уровне: возрастные спектры ЦП нормальные, полночленные; широкая зона базового спектра вида; особи представлены компактными клонами, формирующими групповую пространственную структуру; появление защитных механизмов поддержания численности при стрессе (повышение некоторых показателей семенного и вегетативного размножения); самоподдержание осуществляется смешанным путем; плотность зависит от абиотического стресса, так под действием неблагоприятных факторов плотность падает (в 2,5 раза), а затем несколько повышается (за счет усиления вегетативного размножения), поливариантность развития (размерная, морфологическая, динамическая, ритмологическая); в фитоценозах чаще занимают подчиненное положение.

Таким образом, вид обладает смешанным SRтипом стратегии с преобладанием черт патиентности (стресс-толерантности): в наиболее неблагоприятных условиях S-составляющая экологоценотической стратегии усиливается через увеличение семенного и вегетативного размножения и соответствует защитной компоненте в онтогенетической стратегии вида. При благоприятных условиях проявляются черты эксплерентности. Вероятно, именно наличие смешанного типа стратегии позволяет виду существовать длительное время в условиях постоянного стрессирующего экологического и антропогенного воздействия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Ишбирдин А.Р., Ишмуратова М.М. Адаптивный морфогенез и эколого-ценотические стратегии выживания травянистых растений // В сб.: Методы популяционной биологии. Сыктывкар, 2004. Часть II. - С. 113-120.
  2. Работнов Т.А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах // Труды БИН АН СССР. Л., 1950а. Сер. 3. Геоботаника. Вып. 6. С. 7-204 с.
  3. Работнов Т.А. Методы изучения семенного размножения травянистых растений в сообществах // В кн.:Полевая геоботаника. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1960. - Т.2.
  4. Ходачек Е.А. Семенная продуктивность семян растений в тундрах Западного Таймыра // Ботан. журн., 1970. - Т. 55, № 7. - С. 955-1007.
  5. Ценопопуляции растений (очерки популяционной биологии)/ Л.Б. Заугольнова, Л.А. Жукова и др. - М.: Наука, 1988. - 184 с.

Библиографическая ссылка

Тхазаплижева Л.Х., Чадаева В.А. ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ ALLIUM SZOVITSII REGEL НА ТЕРРИТОРИИ НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА «ПРИЭЛЬБРУСЬЕ» // Успехи современного естествознания. – 2009. – № 6. – С. 69-71;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=13898 (дата обращения: 24.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074