Работа проведена в два этапа: летом 2020 и 2021 годов. Проведено сравнение размерной структуры ценопопуляций полыни внутри двора 2021 года с данными морфологических параметров 2020 года.
В ходе исследования применены популяционно-онтогенетические и геоботанические методы. Полученные данные обработаны статистическими методами с использованием пакетов программы EXCEL.
В заключении выявлено и охарактеризовано 3 местообитания полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы; изучена размерная структура ценопопуляции данного вида в 3 местообитаниях; выявлены его средние морфометрические показатели; определен индекс виталитета 3 ценопопуляций (IVC); выявлены виталитетные спектры и типы 3 ценопопуляций данного вида; дана экологическая оценка состояния ценопопуляций полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы Амгинского улуса.
Ключевые слова: ценопопуляция полыни обыкновенной, индекс виталитета, полынь обыкновенная, IVC.
Введение. Цель исследования: Провести оценку состояния ценопопуляций Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы Амгинского улуса.
Задачи:
- Выявить и охарактеризовать различные местообитания Полыни обыкновенной.
- Измерить морфометрические показатели ценопопуляций вида.
- Изучить размерную структуру ЦП Полыни обыкновенной в различных местообитаниях.
- Определить индекс виталитета ЦП (IVC) Полыни обыкновенной.
- Выявить виталитетные спектры и типы ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы Амгинского улуса.
- Провести оценку состояния ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы Амгинского улуса.
Полынь обыкновенная в Якутии встречается почти повсеместно.
Географическая и климатическая характеристика района исследований:Село Бетюнцы расположено на юге-востоке Центральной Якутии, в среднем течении реки Амга на его левом берегу. Флористическое районирование: CYa — Центральноякутский. Геоботаническое районирование Якутии (по В. Н. Андрееву и др., 1987): Центральноякутская среднетаежная. Климат резко-континентальный. Особенности климата обусловлены влиянием сибирского антициклона в холодное время года и низким давлением в летние месяцы. Координаты 60.55,38.5,, с.ш. 132.09,01.8,, в. д.
I. Методика исследований, первичные материалы, экологическое описание сообществ
1.1. Методика исследований.Популяционно-онтогенетические, геоботанические и статистические методы (Работнов, 1950; Уранов, 1967; Жукова, 1995, 2013; Злобин, 1989; Ишбирдин, Ишмуратова, 2004; Миркин, Наумова, 1998). Экологическую характеристику местообитаний Полыни обыкновенной определяли с помощью материалов летней школы «Научное лето-онлайн» (лекция Е. И. Троевой «Где и как живут растения. Характеристика местообитаний»). Полученные данные обработаны статистическими методами с использованием пакетов программы EXCEL, предоставленной в рамках школы «Научное лето-онлайн» при изучении лекции «Алгоритм расчета популяционных данных» (С. Н. Андреева).
1.2 Исходные материалы, собранные в ходе исследования. Какие признаки измеряли?Измерили и собрали первичные данные морфологических параметров особей Полыни обыкновенной по следующим признакам: параметр 1 — высота растения, P1; параметр 2 — число репродуктивных побегов с куста, Р2; параметр 3 — число боковых соцветий с побега, Р3; параметр 4 — количество листьев с побега, Р4; параметры 5–6 — длина и ширина нижнего листа, Р5–6; параметры 7–8 — длина и ширина среднего листа, Р7–8; параметры 9–10 — длина и ширина верхнего листа, Р9–10.
Объем собранного материала:ЦП-1–30 особей полыни g1 и g2 репродуктивного возраста; ЦП-2–30 особей полыни g1 и g2 репродуктивного возраста; ЦП-3–30 особей полыни g2 и g3 репродуктивного возраста. Всего: 90 особей полыни репродуктивного возраста g1,g2 и g3.
Этапы работы.1 этап: лето 2020 года. Комплексный анализ двора (ЦП-1 и ЦП-2).
2 этап: лето 2021 года:
— измерение и сбор первичных данных морфологических параметров полыни обыкновенной (по 30 особей с трех сообществ, в прошлом году — по 5 особей с двух участков было);
— проводить расчеты и анализ числовых данных в программе Excel.
— оценить состояние ЦП Полыни обыкновенной в выбранных сообществах окрестностей села Бетюнцы.
Характеристика местности ЦП-1.Дата: 01.07.2021 г. Номер участка или ценопопуляции: Ценопопуляция № 1 (ЦП-1). Дополнительная информация: частный двор. Солнечное местоположение. Антропогенная нагрузка, сенокос.
Положение в рельефе: 1-я надпойменная терраса (см. рис. Положение в рельефе). Тип местообитания: грива террасы. Увлажнение: застойное. Источник — осадки. Почва: суглинистая.
Название фитоценоза: пырейный луг (антропогенный луг).
Характеристика местности ЦП-2.Дата: 01.07.2021 г. Номер участка или ценопопуляции: Ценопопуляция № 2 (ЦП-2). Дополнительная информация: частный двор. Тенистое местоположение.
Положение в рельефе: 1-я надпойменная терраса. Тип местообитания: грива террасы. Увлажнение: застойное. Источник — осадки. Почва: суглинистая.
Название фитоценоза: пырейно-разнотравный луг (антропогенный луг)
Характеристика местности ЦП-3.Дата: 20.08.2021 г. Номер участка или ценопопуляции: Ценопопуляция № 3 (ЦП-3). Положение в рельефе: высокая пойма реки. Дополнительная информация: антропогенная нагрузка — выпас скота.
Тип местообитания: грива террасы и межгривное понижение. Тип увлажнения: застойное, проточное. Источник — осадки, паводок. Почва: суглинистая.
Название фитоценоза: разнотравно-пырейный луг (естественный луг).
II. Изучение ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях с. Бетюнцы
2.1. Морфометрические показатели ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях с. Бетюнцы
Таблица 1
Сравнение размерной структуры ЦП по морфологическим параметрам (взяты средние значения параметров)
|
№ особи |
Значения данных морфологических параметров ценопопуляции полыни обыкновенной по средним значениям |
|||||||||
|
Параметр 1. Высота растения, см |
Параметр 2. Количество репродуктивных побегов с куста, шт. |
Параметр 3. Количество боковых соцветий с побега, шт |
Параметр 4. Количество листьев с побега, шт |
Параметр 5–6. Нижний лист |
Параметр 7–8. Средний лист |
Параметр 9–10. Верхний лист |
||||
|
Длина листа, см |
Ширина листа, см |
Длина листа, см |
Ширина листа, см |
Длина листа, см |
Ширина листа, см |
|||||
|
ЦП1 |
86,833 |
1,367 |
6,8 |
19,8 |
10,167 |
3,367 |
10,3 |
4,767 |
3,633 |
1,3 |
|
ЦП2 |
76,733 |
1,133 |
5,233 |
15 |
8,433 |
3,833 |
9,9 |
5,9 |
4,333 |
1,633 |
|
ЦП3 |
64,067 |
1,333 |
20,071 |
23,433 |
2,217 |
1,241 |
4,9 |
2,466 |
3,1 |
1,4 |
Вывод: Во дворе ЦП-1 и ЦП-2 размерные данные выше, чем на естественном лугу ЦП-3, значит, условия увлажнения во дворе лучше, чем на лугу, с преобладанием мезофитов и ксеромезофитов.
Сравнение размерной структуры ЦП внутри двора с данными морфологических параметров прошлого 2020-го года. Также провела сравнение размерной структуры ЦП внутри двора с данными морфологических параметров прошлого 2020-го года. В прошлом году измерила по 5 особей полыни с двух ценопопуляций. Вывод 2020 года: для наилучшего роста и развития растений необходимы определенные условия: полынь росла в высоту лучше на солнечной стороне, а листья более крупными были в тенистом месте. Данный вывод подтвердился расчетом наших популяционных данных по 30 особей с каждого ЦП.
2.2. Популяционные индексы ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях с. Бетюнцы
Индекс виталитета ЦП (IVC) Полыни обыкновенной. Для оценки виталитета Полыни использован индекс виталитета особи (IVC). Определили индекс виталитета ценопопуляции по размерному спектру (Ишбирдин, Ишмуратова, 2002, 2004).
Таблица 2
Индекс виталитета Полыни обыкновенной в ценопопуляциях
|
№ особи |
Значения данных морфологических параметров ценопопуляции полыни обыкновенной |
||||||||||
|
Параметр 1. Высота растения, см |
Параметр 2. Количество репродуктивных побегов с куста, шт. |
Параметр 3. Количество боковых соцветий с побега, шт |
Параметр 4. Количество листьев с побега, шт |
Параметр 5–6. Нижний лист |
Параметр 7–8. Средний лист |
Параметр 9–10. Верхний лист |
|||||
|
Длина листа, см |
Ширина листа, см |
Длина листа, см |
Ширина листа, см |
Длина листа, см |
Ширина листа, см |
||||||
|
ЦП1 |
86,833 |
1,367 |
6,8 |
19,8 |
10,167 |
3,367 |
10,3 |
4,767 |
3,633 |
1,3 |
|
|
ЦП2 |
76,733 |
1,133 |
5,233 |
15 |
8,433 |
3,833 |
9,9 |
5,9 |
4,333 |
1,633 |
|
|
ЦП3 |
64,067 |
1,333 |
20,071 |
23,433 |
2,217 |
1,241 |
4,9 |
2,466 |
3,1 |
1,4 |
|
|
средн |
75,878 |
1,278 |
10,702 |
19,411 |
6,939 |
2,814 |
8,367 |
4,378 |
3,689 |
1,444 |
|
|
IVC |
|||||||||||
|
ЦП1 |
1,144 |
1,070 |
0,635 |
1,020 |
1,465 |
1,196 |
1,231 |
1,089 |
0,985 |
0,9 |
1,07359 |
|
ЦП2 |
1,011 |
0,887 |
0,489 |
0,773 |
1,215 |
1,362 |
1,183 |
1,348 |
1,175 |
1,131 |
1,05742 |
|
ЦП3 |
0,844 |
1,043 |
1,876 |
1,207 |
0,319 |
0,441 |
0,586 |
0,563 |
0,840 |
0,969 |
0,86899 |
Вычислили индекс виталитета (IVC) ЦП-1, ЦП-2, ЦП-3 полыни обыкновенной.
Вывод: индекс виталитета Полыни обыкновенной в ценопопуляциях:
Индекс ЦП-1 = 1, 07359 (больше 1).
Индекс ЦП-2 = 1, 05742 (больше 1).
Индекс ЦП-3 = 0, 86899 (меньше 1).
Виталитетные спектры и типы ЦП Полыни обыкновенной. Вычислили IVC особей (виталитет особей) и границу классов особей (А, В, С). Значение границ классов особей (А, В, С): средняя — 0,999884; стандарт. отклонение — 0,254089; верхняя — 1,508061; нижняя — 0,491707; интервал — 0,338785.
Значения ранжирования ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы: А — 1,508061; В — 1,169276 и 0,830492; С — 0,491707.
Ранжированные по индексу IVC ряды особей Полыни разбиты на 3 класса: А — высший (мощные, хорошо развитые особи). В — средний (средние по размерам особи). С — низший (слабые, мелкие особи) (Ю. А. Злобин, 1989, А. Р. Ишбирдин с соавт., 2005).
Вывод: Значение класса А — 1,508061, класса В — от 0,830492 до 1,169276, класса С — 0,491707.
2.3 Экологическое состояние ЦП Полыни обыкновенной.
Для оценки степени процветания или депрессивности ценопопуляций используется отношение I Q = (А+В) / 2С (Ишбирдин и др., 2005). Значения больше 1 — соответствуют процветающему состоянию ценопопуляций, меньше 1 — депрессивному.
Таблица 3
Оценка состояния ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы (индекс степени процветания ценопопуляции)
|
A |
B |
C |
I Q |
Экологическое состояние ЦП |
|
|
ЦП1 |
5 |
22 |
3 |
4,5 |
процветающее |
|
ЦП2 |
6 |
18 |
6 |
2 |
процветающее |
|
ЦП3 |
1 |
16 |
13 |
0,653846 |
депрессивное |
Вывод: Индекс степени процветания ЦП-1: 4,5; Индекс степени процветания ЦП-2: 2;
Индекс степени процветания (депрессивности) ЦП-3: 0,653846.
Оценка экологического состояния ценопопуляций полыни обыкновенной:
Тип ЦП-1 — процветающее состояние; Тип ЦП-2 — процветающее состояние; Тип ЦП-3 — депрессивное состояние. Можно предполагать, что депрессивное состояние ЦП-3 связано с влиянием пастбищной дегрессии.
Заключение
- Выявлено и охарактеризовано 3 местообитания Полыни обыкновенной.
- Изучена размерная структура ЦП Полыни обыкновенной в 3 местообитаниях.
- Выявлены средние морфометрические показатели изучаемого вида.
- Определен индекс виталитетатрех ЦП (IVC) Полыни обыкновенной.
- Выявлены виталитетные спектры и типы трех ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села.
- Дана экологическая оценка состояния ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы Амгинского улуса.
Литература:
- Гоголева П. А. Конспект флоры высших сосудистых растений Центральной Якутии: Справочное пособие. — Якутск,2003. — 64с.
- Конспект флоры Якутии: Сосудистые растения / сост. Л. В. Кузнецова, В. И. Захарова. — Новосибирск: Наука, 2012. — 272 с.
- Методы изучения ценопопуляций цветковых растений: учебно-методическое пособие для магистров биологического факультета / Сост. А. С. Кашин, Т. А. Крицкая, Н. А. Петрова, И. В. Шилова. — Саратов, 2015. — 127 с.
- Жукова Л. А. Популяционная жизнь луговых растений. Йошкар-Ола: РИИК «Лакар», 1995. 225 с.
- Онтогенетический атлас растений: научное издание. Том VII / Мар. гос. ун-т; отв. и науч. ред. проф. Л. А. Жукова. — Йошкар-Ола, 2013. — 364 с.
- Злобин Ю. А. Принципы и методы ценотических популяций растений. Казань, 1989. 146 с.
- Ишбирдин А. Р., Ишмуратова М. М. Адаптивный морфогенез и эколого-ценотические стратегии выживания травянистых растений // Методы популяционной биологии. Сборник материалов VII Всеросс. популяц. семинара (16–21 февраля 2004). — Сыктывкар, 2004. Ч. 2. С. 113–120.
- Миркин Б. Н., Наумова Л. Г. Наука о растительности (история и современное состояние основных концепций). Уфа: Гилем, 1998. 413с.
- Королюк А. Ю., Троева Е. И., Черосов М. М. и др. Экологическая оценка флоры и растительности Центральной Якутии. Якутск, 2005. 108 с.
- Работнов Т. А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах / Т. А. Работнов // Тр. БИН АН СССР. Сер. 3. Геоботаника. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1950. Вып. 6. С. 7–204.
- Уранов А. А. Онтогенез и возрастной состав популяций // Онтогенез и возрастной состав популяций цветковых растений. М.: Наука, 1967. С. 3–8.
