Отдых  ->  Хобби  | Автор: | Добавлено: 2015-03-23

Изучение фитоценопопуляций редких травянистых растений

Природная зона, где мы проводим исследования, давно утратила свой первоначальный облик. Степи распаханы и превращены в сельскохозяйственные угодья, на которых выращиваются сельскохозяйственные культуры. Естественная растительность лишь только по склонам речных долин и другим участкам - неудобных для использования. Но и там производится выпас скота, что отрицательно влияет на состав популяции растений, особенно редких. Поэтому цель нашей работы - выяснить, как влияет сенокошение и умеренный выпас на состояние популяции растений и по мере возможности увеличить численность редких растений родного края путём искусственного выращивания с последующим высаживанием в естественную среду обитания.

Лук Регелевский

Allium regelianum A. Beck.

Семейство: Луковые-Alliaceae

Статус. Категория 2а. Вид, сокращающийся в численности в результате изменения условий существования или разрушения местообитаний. РКР - А, L. Занесён в Красную книгу РФ .

Статус вида в сопредельных регионах. Занесён в Красную книгу Астраханской области .

Распространение. Южнопричерноморско-заволжский вид, эндем Нижней Волги, Среднего Дона, северо-западного Прикаспия и южного Причерноморья. В регионе известен на Ергенинской возвышенности, в поймах рр. Хопра, Медведицы и Дона (1-5). Встречается в Заволжье: лиман Пришиб (Савельева, 1987- герб. ВНИИОЗ). Отмечен в Республике Калмыкия, где также очень редок.

Описание. Многолетний луковичный поликарпик. Луковица одиночная, яйцевидная, 0,5 -2 см в диаметре, с наружными бурыми кожистыми оболочками. Дочерние луковички многочисленные, мелкие, коричневатые, матовые. Стебель бороздчатый, 20-60 см высотой, на 1/3 одет шероховатыми влагалищами листьев. Листья в числе 3-4 дудчатые, полуцилиндрические, шероховатые, редко гладкие, 2-3 мм шириной, короче стебля. Чехол в 2-3 раза короче зонтика, опадающий. Зонтик многоцветковый, с неравными цветоножками. Листочки яйцевидного околоцветника равные, кирпично-красные, с более тёмной жилкой, около 4 мм длиной, продолговато-ланцетные, туповатые. Нити тычинок немного превышают околоцветник (красноватые пыльники при этом выступают из околоцветника), наружные шиловидные, внутренние трёхраздельные. Столбик в цветущем состоянии превышает околоцветник.

Особенности экологии и биологии. Галофильно-лугово-степной вид, произрастающий на сухих солонцеватых и солончаковых лугах в поймах рек, по окраинам степных лиманов, на солонцеватых степных склонах. Ксеромезофит, галофит. По наблюдениям автора очерка, цветёт в конце июня - начале июля; размножение семенное и вегетативное с помощью дочерних луковичек. В условиях культуры всхожесть семян составляет 80-90% в первый год после созревания; позднее всхожесть снижается. Энтомофил, баллистохор.

Лимитирующие факторы. Разрушение местообитаний растения в ходе хозяйственной деятельности человека, прежде всего в результате перевыпаса скота, нерегламентированного сенокошения и т. д.

Численность и тенденции её изменения. По наблюдениям автора очерка, в 1999-2001 гг. в пойме р. Дон популяции вида находятся в стабильном состоянии. Однако при позднем (вторая половина июня) сенокошении наблюдается нарушение семенного возобновления. В классическом местонахождении близ Сарепты вид исчез.

Принятые и рекомендуемые меры охраны. Местонахождения на р. Хопер приурочены к территории природного парка <<Нижнехопёрский>>. В местах произрастания вида рекомендуется ограничение выпаса скота, сенокошения, запрет гидромелиоративной деятельности.

Сведения о возможности сохранения вида в условиях культуры. Культивируется в частных коллекциях, в Ботаническом саду ВГПУ.

I. Получение исходных данных для популяционного анализа

Для изучения популяций необходимо получить исходные данные.

Поскольку все растения одной популяции изучить нельзя, то используют так называемый выборочный метод: учитывается определенное количество растений, выбранных случайно, подряд - не нужно целенаправленно выбирать самые крупные или самые мелкие особи. Объем выборки, т. е. число учтенных растений, составляет 20-50 особей. Как правило, изучаемые особи срезают и, чтобы не допустить потери растениями воды, помещают в полиэтиленовый мешок. Все последующие измерения растений желательно провести в сыром виде, хотя можно их загербаризировать и анализировать в сухом состоянии. Но мы изучали популяцию редкого вида, и поэтому растения не срезали (не повреждали) и все измерения проводили в прижизненном состоянии. В этом случае вес растений учитывать не удается.

Для своего исследования мы взяли популяцию Лука Регелевского на пойменном лугу, на котором проводятся сенокошение и умеренный выпас.

Морфометрический анализ популяции

Количество параметров, которые учитывается, может быть различным. В нашем случае измерялось два основных морфометрических показателя. Это наиболее важные и легкодоступные для измерения показатели, характеризующие жизненное состояние, т. е. виталитет растений: высота и число листьев.

Для проведения анализа необходимо простое оборудование-это линейка. Все результаты измерения заносятся в таблицу исходных данных

Таблица 1

Морфометрия растений Лука Регелевского на участке пойменного луга (лето 2008; лето 2010)

№ растения 2008 г.

Высота, см

Число листьев, шт.

№ растения 2010 г.

Высота, см

Число листьев, шт.

После получения исходных данных выполняются их обработка и анализ с использованием простых статистических показателей. Для их расчета используются статистические программы, входящие в математическое обеспечение любого компьютера. Для характеристики популяции достаточно трех основных показателей.

Среднее арифметическое значение. Его рассчитывают по формуле x=∑xi /n

Где xi- значение отдельного признака, n- число растений в выборке.

Стандартное отклонение. Этот показатель отражает то, насколько особи, вошедшие в выборку, не похожи друг на друга по всем параметрам. Показатель рассчитывается по формуле

Коэффициент вариации. Поскольку полученные значения стандартного отклонения, отражающего несходство растений одной популяции по разным признакам, выражены в разных единицах (вес - в граммах, высота - в сантиметрах, число побегов - в штуках и т. д. ), сравнивать их абсолютные значения невозможно. Однако если разделить величину стандартного отклонения на среднее арифметическое значение и выразить это отношение в процентах, то получится показатель, удобный для сравнения вариации разных признаков. Этот показатель рассчитывается по формуле

ν =S/x. 100

В таблице 2 обобщены результаты расчета этих статистических параметров для изучаемой популяции.

Таблица 2

Основные статистические характеристики признаков Лука Регелевского на участке пойменного луга

Морфометрический параметр

Среднее арифметическое

Стандартное отклонение

Коэффициент вариации,%

Высота, см (2009 г)

Высота, см (2010г)

Число листьев, шт (2009 г)

Число листьев, шт (2010 г)

Полученные данные довольно полно характеризуют некоторую <<среднюю особь>> Овсяницы луговой. В результате статистической обработки создан обобщенный <<портрет>> растений Лука Регелевского на данном участке луга: он имеет около 2 листьев и высоту 21 см (2008 год); около 2 листьев и высоту 40 см (2010 год). Значение отдельных признаков от растения к растению, конечно, меняются. Характеристику этой изменчивости дает коэффициент вариации. Он показывает, в какой степени тот или иной признак обусловлен генетически, и в какой степени зависит от условий внешней среды.

Рассматриваемые нами морфологические признаки отражают взаимодействие генотипа и условий внешней среды. Для каждого признака есть норма реакции, т. е. определенная амплитуда изменчивости, за счет которой растение подстраивается под условия внешней среды и полнее использует ее ресурсы. Для разных признаков норма реакции разная, что и показывает коэффициент вариации.

У Лука Регелевского коэффициент вариации для изученных признаков составляет 21-30% (2008 год) и 21,5-35% (2010 год). Высота растения всегда оптимальна для конкретных условий. В луговом травостое растения Лука Регелевского входят в верхний ярус трав, хорошо освещены и поэтому оказываются примерно одинаковой высоты, что и отражается невысоким значением коэффициента вариации.

Для формирования самого растения в целом и таких его признаков, как число соцветий и листьев, нужен не только свет, но и элементы минерального питания, в луговых почвах распределенных неравномерно. Это связано с влиянием животных, которые пятнами <<удобряют>> почву своими экскрементами. Поэтому все другие морфологические признаки растения оказываются более изменчивыми, чем высота.

В целом морфометрический анализ растений отражает степень неоднородности популяции, что способствует более полному условию ресурсов среды и повышению устойчивости популяции.

II. Определение виталитета популяции.

Для оценки виталитета особи можно учитывать целый комплекс количественных признаков, но часто достаточно одного самого важного признака. Для лука диагностический признак виталитета - высота наземной части. Он характеризует успешность фотосинтетического процесса, активность роста и возможность эффективно конкурировать с соседями по фитоценозу за основные ресурсы.

При виталитетном анализе популяции ряд значений (у нас их 20) выбранного диагностического признака ранжируется по возрастанию значений. После этого выявляются крайние значения ряда - самое маленькое и самое большое значение.

Для популяции, которая была охарактеризована в таблице 2 и представляет совокупность растений, подвергающихся умеренному выпасу, ранжированный ряд меняется от 15 до 30 (2008 год) и от25 до 50 (2010 год).

В этом ранжированном ряду самые признаки - крупные, высокого виталитета особи (их называют класс А), а самые левые - мелкие, низкого виталитета (класс С). Между ними находятся растения промежуточного виталитета (класс В).

Для того чтобы определить, сколько растений лука в нашей выборке находится в каждом из трех классов, следует разбить ранжированный ряд особей на три равные части. Что бы это сделать, найдем общую амплитуду ряда: 30-15=15 (2008 г); 50-25=25 (2010 г). Разделим на три части: 15:3=5 (2008 г); 25:3=8 (2010 г). Тогда особи с размером меньше чем 5 см (8 см) будут принадлежать к классу С , особи размером больше 5 см (8 см) и меньше 10 см (16 см) - к промежуточному классу В, а растения более 10 см (16 см) - к классу А.

Ранжированный ряд с разбивкой на три части по виталитету особей выглядит так:

2008 год

А - 15;15;16;17;18;18;19;19;20;20;20;20;20;25;25;25;27;30;30;30;

2010 год

А - 25;30;30;30;30;33;34;35;35;40;40;45;48;48;49;50;50;50;50;50;

В составе выборки из 20 растений в классе А - 20 особей, в классе В - 0 и в классе С - 0 особей (2008 г и 2010 г)

Если три класса размера особей представлены примерно одинаково, то такую популяцию называют равновесной (нормальной).

Если в популяции преобладают особи крупного размера (класса А) популяция имеет высокий виталитет и называется процветающей, а если в ней больше мелких особей (класса С) - депрессивной.

Виталитетная структура популяции Лука Регелевского на участке пойменного луга с умеренным выпасом

III. Результат: а) Чтобы увеличить численность растений, необходимо было летом-2008 г собрать их семена, что и было сделано в количестве-100г. ; б) затем осенью-2008 г был произведён посев семян растений на учебно-опытном участке, а так же у учащихся дома; в) на протяжении всего вегетационного периода ребята ухаживали за растениями; г) летом-2009 г был произведен сбор семян этих растений в количестве 230 г. , а осенью этого же года произведен посев семян в естественную среду обитания; д) летом-2010 г было подсчитано количество растений, выращенных из семян, посеянных осенью-2009 года, их оказалось 38 шт.

Морфометрический анализ растений показал неоднородность популяции. Под влиянием умеренного выпаса и сенокошения в данной популяции преобладают особи крупного размера (класса А). Поэтому популяция имеет высокий виталитет и называется процветающей.

Нам удалось увеличить численность популяции Лука Регелевского на исследуемом участке почти в четыре раза.

Количество особей в 2008 году составляло 11 шт. , а в 2010 году их стало 49 шт.

В настоящее время многие редкие растения находятся на грани исчезновения из фитоценозов нашего края, а многие виды имеют статус редких, поэтому наша работа на этом не окончена, мы планируем и дальше регулярно изучать редкие растения, произрастающие в окрестностях х. Тернового, организовывать в летний период сбор семян. Закладывать на учебно-опытном участке опытные делянки для посева семян редких растений с последующим их высаживанием в окрестностях нашего хутора.

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)