Биологические науки/2. Структурная ботаника и биохимия растений.

Т.Н. Лыу, А.С. Очирова, А.В. Очир – Горяева, С.Б. Оспанова

Калмыцкий государственный университет, Россия

Пространственная структура и плотность ценопопуляций видов рода Tulipa в условиях Республики Калмыкия

Сохранение биологического разнообразия требует всестороннего изучения живой материи на разных уровнях, включая популяционный. Изучение популяционной биологии и экологии видов способствует выявлению механизмов, обеспечивающих устойчивое существование видовых популяций растений (Злобин, 1989). Представители семейства Лилейные (Liliaceae) являются одними из наиболее уязвимых видов цветковых растений во флоре Калмыкии в связи с антропогенным воздействием. Объектами нашего исследования являются два вида из данного семейства, занесенные в Красную книгу Республики Калмыкия (2014), эфемероиды, луковичные поликарпики - тюльпан двуцветковый (Tulipa biflora Pall.) и тюльпан Биберштейна (Tulipa biebersteiniana Schult. еt Schult.) с категорией редкости II – «виды, сокращающиеся в численности». В связи с этим целью нашей работы является характеристика пространственной структуры и плотности ценопопуляций этих двух видов Tulipa.

Из трех основных типов пространственная распределения особей в популяциях по Р. Рифлексу (1979) и Ю. Одуму (1986) в ценопопуляциях Tulipa biflora и T. biebersteiniana отмечали случайный тип распределения. Как и для многих других видов цветковых растений случайное распределение особей указывает на оптимальность условий данного растительного сообщества для произрастания исследуемых видов, к которым выработаны онтогенетические адаптации к условиям обитания. Случайный характер их распределения обусловлен также, на наш взгляд, способностью данных видов в аридных условиях в условиях Калмыкии преимущественно к семенному размножению и, соответственно, способами распространения семян.

Общую численность ценопопуляций Tulipa biflora и T. biebersteiniana определить сложно, поскольку большинство исследованных ценопопуляций произрастали на обширных площадях. В связи с этим при изучении величины популяции произведен анализ ее плотности. В связи с принадлежностью исследуемых видов к моноцентрической биоморфе, счетной единицей ценопопуляций трех видов служила особь семенного происхождения – отдельное растение. Для определения плотности популяций использовали наиболее принятый для растений способ - подсчет числа особей всех возрастных состояний на пробных площадках (Ценопопуляции растений, 1976, 1977).

В ценопопуляциях исследуемых видов плотность учитывали на участках площадью 0,5х0,5 кв.м. Производили подсчет числа особей всех возрастных состояний на десяти учетных площадках, расположенных по транссекте.

Учет плотности производили в двух естественных популяциях Tulipa biflora: ценопопуляции № 1 в пределах луковичномятликово-лерхополынного (Artemisia lerchеana - Poa bulbosa) сообщества, ценопопуляции № 2, произрастающей в пределах эфемерово-луковичномятликово-полынного (Artemisia - Poa bulbosa - Ephemerosa) сообщества; в двух естественных популяциях Tulipa biebersteiniana: ценопопуляции № 3 приуроченной к луковичномятликово-лерхополынному (Artemisia lerchеana - Poa bulbosa) сообществу, ценопопуляции № 4, отмеченную в пределах эфемерово-неравноцветниково-луковичномятликового (Poa bulbosa - Anisantha tectorum - Ephemerosa) сообщества. Все четыре исследуемые ценопопуляции обоих видов произрастали на бурых пустынно-степных солонцеватых суглинистых почвах.

В ценопопуляции Tulipa biflora № 1 в трехлетний период исследования частота особей на 0,25 кв.м. варьировала от 7 до 41 особей, составив в среднем в 2013 году 28,7 особи, в 2014 году - 21,3 особи, в 2015 году – 14,0 особи. Величина ценопопуляции № 2 по данному показателю в этот период изменялась от 3 до 45 особей, достигнув в среднем в 2013 году 26,0 особи, в 2014 году - 15,1 особи, в 2015 году – 10,6 особей (рис. 1).

Рис. 1. Динамика плотности (шт./на 0,25 м²) в ценопопуляциях Tulipa biflora в период с 2013 по 2015 годы.

При сравнительном анализе частоты встречаемости растений в двух исследованных ценопопуляций Tulipa biflora во все годы исследования у растений ценопопуляции № 1 значение показателя больше, чем в ценопопуляции № 2. Особенно значимо межпопуляционное различие в 2014 году, который характеризовался наиболее неблагоприятными для роста и развития растений T. biflora климатическими условиями (t_diff=2,42, при Р > 0,05).

В годы исследования в обеих исследованных ценопопуляциях Tulipa biflora наибольшее значение плотности отмечали в 2013 году, в ценопопуляции № 2 на следующий год значение показателя снизилось на 10,9 (t_diff=3,12, при Р<0,05) особей, в последний год исследования – на 15,4 (t_diff=4,10, при Р < 0,05) растений на 0,25 кв.м; в ценопопуляции № 1 в сравнении с 2013 годом эта разница была особенно существенна в 2015 году – 14,7 (t_diff=3,39, при Р < 0,05) особей.

В ценопопуляции Tulipa biebersteiniana № 3 Хулхута в период исследования плотность изменялась от 4 до 23 особей на 0,25 кв.м, достигнув в среднем в 2013 году 8,7, в 2014 году - 12,4, в 2015 году – 9,9 особей. Величина ценопопуляции № 4 по данному параметру варьировала от 2 до 25 особей, составив в среднем в 2013 году 8,6, в 2014 году - 12,1, в 2015 году - 9,6 особей (рис. 2).

Рис. 2. Динамика плотности (шт./на 0,25 м²) в ценопопуляциях Tulipa biebersteiniana в период с 2013 по 2015 годы.

При сравнительном анализе частоты встречаемости растений в двух исследованных ценопопуляций Tulipa biebersteiniana во все годы исследования у растений ценопопуляции № 3 значение показателя несколько больше, чем в ценопопуляции № 4. Более существенны в обеих исследованных ценопопуляциях Tulipa biebersteiniana различия плотности в разные годы исследования каждой ценопопуляции. Наибольшее значение плотности у данного вида отмечали в 2014 году: в ценопопуляции № 3 - 12,4, в ценопопуляции № 4 – 12,1 особи на 0,25 кв.м. На следующий год значение показателя снизилось в обеих ценопопуляциях на 2,5 особи на 0,25 кв.м. В сравнении с первым годом исследования различие с данными 2014 года составило в ценопопуляции № 3 - 3,7 (t_diff=2,54, при Р < 0,05), в ценопопуляции № 4 – 3,5 (t_diff=2,48, при Р < 0,05) особи на 0,25 кв.м.

В нашей работе был проведен также анализ данных температуры и уровня осадков в 2013-2015 годах. Выявлено, что на плотность ценопопуляций исследованных видов существенное влияние оказывает объем осадков, выпавших в период, примерно одного месяца, предшествующего активной вегетации вида. Для Tulipa biflora - это весь март месяц, для Tulipa biebersteiniana - период с середины марта до середины апреля.

Таким образом, ценопопуляции Tulipa biflora и T. biebersteiniana имели специфическую для условий данного растительного сообщества плотность. Однако на динамику данного показателя оказывают влияние и другие экологические факторы, в частности климатические условия года вегетации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Злобин Ю.А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений. - Казань: изд-во Казанского университета,1989. - 145 с.

2. Ценопопуляции растений (основные понятия и структура). М.: Наука, 1976. - 216 с.

3. Ценопопуляции растений / Отв. ред. Т.И. Серебрякова. М.: Наука, 1977. - 132с.

4. Красная книга Республики Калмыкия. – Элиста: ЗАО «НПП «Джангар», 2014. - Т.2. - 199 с.

5. Одум Ю. Экология: в 2 т. – М.: Мир, 1986. – Т. 1. – 328 с. – Т. 2. – 376 с.

6. Рифлекс Р. Основы общей экологии. – М.: Мир, 1979. – 419 с.