Особенности онтогенетической и виталитетной структур ценопопуляций редкого вида Iris pseudacorus L. в зеленой зоне города Уфы
Автор: Кутлина Екатерина, ученица 9 класса МБОУ лицей № 000,
обучающаяся МБОУ ДОД «ДЭБЦ», объединение «В мире растений»
Руководитель: Морозова Ираида Михайловна, педагог ДО
По прогнозам ученых, через 50 лет четверть растительных видов нашей планеты может безвозвратно исчезнуть.
Одним из красиво цветущих растений, которому грозит исчезновение в Республике Башкортостан, является редкое растение Урала и Приуралья - ирис болотный. Этот вид занесен в региональную Красную книгу, имеет статус II, уязвимый вид. Включен в Красные книги Республики Татарстан, Удмуртской Республики, Свердловской обл., охраняется также еще в 12 регионах РФ (Курганская, Самарская обл. и др.)
Большая часть имеющихся в республике запасов растений ириса болотного сосредоточены в зеленой зоне города Уфы, санитарное состояние которой в настоящее время крайне неудовлетворительное, так как она подвержена сильному антропогенному прессингу, возникающему из-за технического загрязнения атмосферы и почвы, активного освоения территорий под строительство.
Цель наших исследований: изучить особенности онтогенетической и виталитетной структур ценопопуляций редкого вида ириса болотного в зеленой зоне г. Уфы.
Задачи: 1. Охарактеризовать растительные сообщества с участием Iris pseudacorus
2. Изучить биоморфологические особенности и оценить жизненное состояние популяции.
3. Изучить онтогенетическую структуру
4. Оценить семенную продуктивность
5. Разработать рекомендации по ее сохранению.
Исследования начаты в июне 2013 года, закончены в сентябре 2013.
Крупнейшим исследователем ирисов в России является Георгий Иванович Родионенко, ученый, доктор биологических наук, специалист с мировым именем, 65 лет из 100 посвятивший изучению ирисов. В его трудах обсуждаются структурные и биологические изменения, произошедшие в процессе длительной эволюции у различных групп ирисов. Показан путь их исторических миграций и образования серии новых биоморф. Продолжает исследования этой группы растений . Она проводит работы по изучению морфологии видов рода Iris L., а также по охране ирисов на территории России.
В Республике Башкортостан изучение биологических особенностей рода Iris L. проводилось сотрудниками Ботанического сада-института. Так, по исследованиям Рахимовой, Мироновой и Реут, начатого в 1996 году, объектами изучения являлись ирисы местной флоры и 21 дикорастущий вид инорайонной флоры.
Рахимовой и Мироновой также разработаны методы ускоренного проращивания семян ирисов. Выявлено, что максимальный выход проросших семян достигается путем удаления части эндосперма у семенного рубчика.
В природе Iris pseudacorus мало изучен. Распространение в республике Башкортостан ограничивается старицами рек Белой, реже – Демы и Б. Танып. Встречается в зеленой зоне г. Уфы и на о. Шамсутдин в Бирском районе, объявленном памятником природы. Необходимо дальнейшее изучение распространения вида в природе и состояния популяций (Красная книга, 2001).
Методики. В течение июня месяца 2013 года выполнено 15 геоботанических описаний растительных сообществ с участием ириса болотного на пробных площадках размером 3х3 м².
Изучение биоморфологии проводилось согласно методу .
Исследование виталитетной структуры ценопопуляций проводилось по методике (1989), оценивались особи среднегенеративного состояния
Онтогенетическую структуру ценопопуляций вида в разных эколого-фитоценотических условиях обитания изучали методом трансект (Ценопопуляции…, 1988). Построение онтогенетических спектров проводили по общепринятой методике (Уранов, 1975; Ценопопуляции…, 1976, 1988).
Результаты исследований
1. Нами исследованы 2 ценопопуляции ириса болотного в зеленой зоне города Уфы. Первая популяция находится возле д. Карпово на сыром лугу с редкими кустарниками ивы козьей в условиях достаточной влажности, бедных почв и местами слабого затенения. Вторая - на открытом участке, неподалеку от автотрассы Уфа-Алексеевка, в условиях достаточной, но меньшей чем в ЦП 1 влажности и бедных почв, сообщества не нарушены.
В популяциях ирис болотный занимает доминирующее положение. Наиболее благоприятные условия для ириса во 2 местообитании, где ослаблена конкуренция за свет и почву, а также минимально антропогенное воздействие.
2. Все морфологические признаки ириса имеют нормальную степень варьирования. Наибольшей изменчивостью и в 1 и во 2 популяциях обладают количество лопаток и количество генеративных побегов, а во 2 - еще и параметры ширины внутреннего верхнего лепестка, что связано с вариацией микроусловий местообитания, разницей в возрасте отдельных кустов ириса, а также с антропогенным воздействием на местообитания.
3. По диаметру куста 1 популяция относится к процветающему виталитетному типу, по длине побега – к депрессивному типу, что, возможно связано с бедностью почв и антропогенным воздействием. Вторая популяция по диаметру куста относится к депрессивному типу, по длине побега – к процветающему, что связано с возрастом популяции и богатством почв.
4. Нами проведены исследования возрастной структуры двух ценопопуляций. Проростки и ювенильные особи не обнаружены, а в Алексеевской популяции нет еще и имматурных особей. Это связано, по-видимому, с крайне засушливыми условиями вегетационного сезона 2012 года, в результате которого растения первых этапов онтогенеза выпадают. Поэтому в работе мы использовали только градации прегенеративного, генеративного и постгенеративного периодов онтогенеза. Процентное соотношение возрастности в ценопопуляциях представлены в диаграмме №5.
В обеих ценопопуляциях формируется центрированный спектр, где максимум приходится на генеративные особи, что отражает наличие неблагоприятных условий для возобновительного процесса. По-видимому, обе популяции находятся вне зоны своего экологического оптимума, возобновление также снижено вследствие высокой плотности травостоя, из-за чего прорастание семян затруднено.
Анализ результатов оценки онтогенетической структуры ЦП показал, что в возрастном спектре популяции ириса болотного максимум приходится на зрелое генеративные состояние особей, отсюда следует, что ценопопуляции стареющие, это связано с хорошим вегетативным возобновлением и быстрым переходом растений в генеративное состояние.
5. Реальная семенная продуктивность одного растения во 2 популяции равна 18,05 шт., потенциальная – 83,9 шт. Коэффициент продуктивности равен 0,215. Все параметры по морфометрии плодов имеют нормальную степень варьирования.
6. Проведенные исследования позволяют сказать, что состояние популяций ириса болотного в зеленой зоне города Уфы в настоящее время не вызывает значительных опасений при условии сведения антропогенного воздействия к минимуму. Популяции достаточно крупные, хорошо сохранившиеся, интенсивно разрастающиеся. Мониторинг и изучение популяций необходимо продолжить.
Список литературы:
1. Алексеева видов рода Iris (Iridaceae) на территории России // Ботанический журнал. 2003. Т. 88. № 12. С. 109.
2. Алексеева секция рода Iris (Iridaceae) и номенклатурные комбинации в ранге секции // Ботанический журнал. 2006. Т. 91. № 7. С. 1095-1096.
3. Алексеева Iris L. (Iridaceae) в России / Turczaninowia, 11(2), с.5-68, 2008.
4. Алексеева семян некоторых видов рода Iris ( Iridaceae) в связи с систематикой рода // Ботанический журнал. 2010. Т. 95. № 3. С. 345.
5. Алексеева виды рода Iris L. (Iridaceae) для флоры Монголии / Turczaninowia. 2011. Т. 14. № 1. С. 59-60.
6. Башкортостан. Краткая энциклопедия. Уфа, 1996. – С. 20, 24-25.
7. Вайнагий, И. В. О методике изучения семенной продуктивности // Бот. журн. 1974. Т.59, №6. С. 826-830.
8. Голубев, -биологические особенности травянистых растений и растительных сообществ лесостепи. М.: Наука, 19с.
9. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды РБ в 2012 году. Уфа, 2013. –С.67, 127.
10. , Смирнова структура ценопопуляций многолетних растений и ее динамика // Журнал общей биологии. 1978. Т. 39, № 6. С. 849–858.
11. А Принципы и методы изучения ценотических популяций растений. Казань, 19с.
12. Красная книга Республики Башкортостан. Том 1. Уфа, 2001.-С.5-9, 82-90
13. Красная книга Республики Башкортостан. Т.1. Растения и грибы. 2-е изд., доп. и перераб. Уфа: Медиапринт, 20с.
14. Кучеров экскурсии в Башкирии. Уфа: Баш. кн. изд-во., 1987. – С. 102-104.
15. Миркин о растительности. М., Изд-во «Гилем», 1998г. –С. 104.
16. Миркин Башкортостана, Уфа, 2004. –С. 121.
17. , . Итоги репродукции редких и исчезающих видов декоративных травянистых растений в республике Башкортостан// Автореферат - Уфа, 2008.
18. , , Калашник интродукции и кариологические исследования Iris pseudacorus L. – редкого вида флоры Республики Башкортостан // Вестник Оренбургского государственного университет. Проблемы экологии Южного Урала. Спец. вып. – 2007, № 75. – С. 225-228
19. Работнов, изучения семенного размножения травянистых растений в сообществах // Полевая геоботаника. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1960. Т.2. С. 20-40.
20. Рахимова и селекция ирисов в лесостепной зоне Южного Урала // Автореферат дисс. канд. биол. наук. – Уфа, 2000. – 16с.
21. Рахимова Флоры Башкортостана. // Флора и фауна РБ, проблемы их изучения и охраны. Сборник тр. научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения д. б.н. . Уфа, 1996. С. 154-158.
22. Резолюция, II Международного Симпозиума по роду Ирис "IRIS L. – 2011", (Ботанический сад МГУ, 14-17 июня 2011 г.)
23. О таксономической структуре Iris Pseudacorus S.I. (Iridaceae) // Ботанический журнал. 2003. Т. 88. № 5. С. 133
24. О систематике и филогении «Безбородых ирисов» (Iridaceae) // Ботанический журнал. 2008. Т. 93. № 2. С. 321-329.
25. Родионенко система рода Iris (Iridaceae) // Ботанический журнал. 2009. Т. 94. № 3. С. 423-435.
26. Серебряков вегетативных органов высших растений / М., 1952. – 391с.
27. Уранов спектр фитоценопопуляций как функция времени и энергетических волновых процессов // Биол. науки. 1975. № 2. С. 7–34.
28. Ценопопуляции растений: (основные понятия и структура). М., 19с.
29. Ценопопуляции растений: (очерки популяционной биологии) М., 19с.
30. , , Баянов растительных сообществ Республики Башкортостан. – Уфа: АН РБ, Гилем, 2012. – 100 с.
Интернет ресурсы
1. http://flower-iris. ru/irisy-rossii/
2. http://www. /content/introduktsiya-i-selektsiya-irisov-v-lesostepnoi-zone-yuzhnogo-urala#ixzz2fnhkMUDl
3. http://flower-iris. ru/lektsii-seminary-vystavki/5/
