Экологическая характеристика полезных растений Западного Прибайкалья

На территории Западного Прибайкалья произрастают сотни видов ценных лекарственных, пищевых, витаминоносных, медоносных растений, а также видов, относящихся к другим сырьевым группам полезных растений. Местообитание каждого вида приурочено к определенным экологическими условиями и характеризуется увлажнением почв, богатством почв минеральными веществами, уровнем кислотности почв, освещенностью и рядом других признаков.

При обработке геоботанических исследований использовали экологические шкалы российских и зарубежных ученых: Л. Г. Раменского (1956), И. А. Цацен-кина (1967, 1970), И. А. Цаценкина, А. И. Касач (1970), Э. Ландольта (1977), Д. Н. Цыганова (1983), Г. Элленберга (1991), А. Ю. Королюк, Е. И. Троевой, М. М. Черосова и др. (2005), а также методику анализа экологического разнообразия растений Л. А. Жуковой, Н. А. Дороговой, Н. В. Турмухаметовой и др. (Жукова и др., 2010).

Целью исследований являлось проведение экологической оценки полезных растений в условиях Западного Прибайкалья по четырем шкалам: увлажнению почв, солевому режим почв, кислотности почв, освещенности-затенению.

Задача исследований — на основании обработки, выполненных геоботанических описаний, получить экологические характеристики 6 видов полезных растений по почвенному фактору и освещенности.

Объекты и методы. Объекты исследования — Achillea asiatica Serg ., Adonis sibirica Patrin ex Ledeb ., Bergenia crassifolia (L.) Fritch, Chamaenerion angustifolium (L.) Scop., Fragaria orientalis Losinsk., Fragaria vesca L., произрастающие в природных ценопопуляциях Западного Прибайкалья.

В исследованных ценопопуляциях определяли увлажнение почв, солевой режим почв, кислотность почв и освещенность. Полученные данные по почвенному фактору и освещенности согласовывали с экологическими шкалами И. А. Цаценкина (1967, 1970, 1978) и Д. Н. Цыганова (1983).

Результаты и их обсуждения. Пределы экологических диапазонов исследованных видов приведены в таблице. Результаты исследований показали, что модельные виды полезных растений можно отнести к различным фракциям потенциальной валентности. Например, Achillea asiatica, Adonis sibirica, Bergenia crassifolia и Fragaria orientalis по шкалам увлажнения и солевого режима относятся к стеновалентным и гемистеновалентным видам. Bergenia crassifolia, Chamaenerion angustifolium, Fragaria orientalis по шкале кислотности почв — к мезовалентам. Эвривалентами по шкале освещенности являются 3 изученных вида: Bergenia crassifolia, Chamaenerion angustifolium и Fragaria vesca.

Увлажнение и солевой режим являются основными факторами, ограничивающими распространение видов. В тоже время, популяции изученных видов полезных растений в условиях Прибайкалья могут произрастать в достаточно широком диапазоне кислотности почв и освещенности.

Значения экологической валентности ценопопуляций полезных растений варьируют по всем изученным шкалам, значения реализованной экологической валентности видов колеблются от 0,08 до 0,34. Исследованные ценопопуляции, в большинстве случаев, обитают в очень узком диапазоне экологических условий.

Результаты полученных значений потенциальной и реализованной валентности видов, по почвенному фактору и освещенности, отражены на диаграммах (рис. 1), построенных с использованием потенциальной и реализованной валентности изученных видов (Уиттекер, 1980; Пианка, 1981; Жукова, Дорогова, Тур-мухаметова, 2010).

Коэффициент экологической эффективности представляет собой эффективность освоения экологического пространства вида конкретными ценопопуляция-ми по определенному фактору (Жукова, Дорогова, Турмухаметова, 2010). Так, потенциальные возможности по почвенному фактору реализуют большинство изученных популяций, например, высокий показатель коэффициента экологической эффективности по увлажнению почвы отмечен у Adonis sibirica — 68,2% и у Fragaria orientalis — 52,9%. Высокий коэффициент экологической эффективности по солевому режиму выявлен у нескольких видов: Bergenia crassifolia — 80,8%, Adonis sibirica — 53,3%, Achillea asiatica — 50%, Fragaria orientalis — 52,4%. Максимальный коэффициент экологической эффективности по кислотности почвы — у Fragaria orientalis — 54,3%, Adonis sibirica — 50% и Bergenia crassifolia — 50%.

ВЕСТНИК БУРЯТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

БИОЛОГИЯ, ГЕОГРАФИЯ

2018. № 4

Fragaria orientalis

Fragaria vesca

Рис. 1. Валентность видов: PEV — потенциальная валентность, REV — реализованная валентность

Экологическая характеристика полезных растений

Таблица 1

Вид

Жизненная форма

Шкала

Проективное обилие вида

П Д mi n-m ax

P E V

Фр акция

R E V

K ec .eff.

It

m

c 1

n 1

p 1

s

РД min-max

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Achillea asiatica Serg .

Длинно-корневищный, гемикриптофит

Hd (1 23)

eq rH rH rH

о

04

40

<Л 40

ю, 40

o'

ГС В

o'

oo

It по чв.= 0,5 0

Tr (1 19)

00

04

о

40

* 40

o'

СВ

40 o"

o^ o" <л

Rс (1 13)

04 об

04

о 40

-А

О o'

ЭВ

o"

Lс (1 9)

eq гН

m

гч

<п

«-

40

МВ

oo o"

cn

-

Adonis sibirica Patrin ex Ledeb .

Коротко-корневищный, криптофит

Hd (1 23)

1

eq гН 04

04

1

04

o'

СВ

o"

oo 40

It по чв.= 0,2 5

Tr (1 19)

1

1

о 00

1

* * 04

o'

СВ

ОО о

Rс (1 13)

о ^ А

А

ОО о

ГС В

04 о

о o'

Lс (1 9)

гч

*

о

ГС В

о

40 ОО

-

Bergenia crassifolia (L.) Fritch

Длинно-корневищный, гемикриптофит

Hd (1 23)

1

А

А

А

о

ГС В

о

40 А

I tпо чв. = 0,4 1

Tr (1 19)

1

сА

сА

*

о

СВ

о

ОО o' ОО

Rс (1 13)

1

О

О А

* А

й о

МВ

о

о o'

Lс (1 9)

1

А

04

ЭВ

о

о

-

Chamaene rion angustifoli um (L.) Scop.

Корнеот-прыско-вый, с длинным ползучим корневищем, гемикрип-тофит

Hd (1 23)

1

m

о

А

ОО

й о

МВ

о

04 40

I tпо чв. = 0,5 1

Tr (1 19)

1

А

4

* 04

о

МВ

о о

40

Rс (1 13)

1

А

А

*

о

МВ

ОО о

m

Lс (1 9)

1

А

* 40

40 о

ЭВ

о

ОО

-

Fragaria orientalis Losinsk.

Надземностолонный поликар-пик, гемикрип-тофит

Hd (1 23)

СП

о

СВ

04 о

04 Й

It по чв.= 0,2 8

Tr (1 19)

А

А

ОО

ОО

о

СВ

о

Й

Rс (1 13)

1

00 А

ОО

1

* 04

40 о

МВ

о

Й

ВЕСТНИК БУРЯТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Примечание: Hd — увлажнение почвы, Tr — солевой режим почв; Rс — кислотность почвы; Lс — освещенность-затенение; m — массовое обилие (более 8 %), c — обильно (2,5-8 %), n — умеренно обильно (0,3-2,5 %), p — мало (0,1-0,2 %), s — единично (менее 0,1%) по Раменскому; РД — реальный диапазон; ПД — потенциальный диапазон; PEV — потенциальная валентность; REV — реализованная валентность; K ec.eff. — коэффициент экологической эффективности; It — индекс толерантности; СВ — стеновалентные, ГСВ — гемистеновалентные, МВ — мезовалентные, ГЭВ — гемиэвривалентные, ЭВ — эвривалентные; * — ПД по Цыганову; ** — ПД изученных видов в условия Прибайкалья; жирным шрифтом выделен эколого-ценотический оптимум.

Особенно большие пределы коэффициента экологической эффективности выявлены в ценопопуляциях Bergenia crassifolia (от 17,0 до 80,8 %).

В зависимости от показателя индекса толерантности все виды были разделены на группы. Максимальный индекс толерантности по почвенному фактору обнаружен у Fagaria vesca (It = 0,57). Chamaenerion angustifolium (It = 0,51) и Achillea asia tica (It = 0,50) отнесены к мезобионтной группе. Bergenia crassifolia (It =0,41), Fragaria orientalis (It =0,28) и Adonis sibirica (It =0,24) — стенобионтам и гемистенобионтам.

На основе ценопопуляций, отличающихся максимальными морфологическими и продуктивными параметрами (высотой, обилием, надземной массой, урожайностью и др.) был выявлен эколого-ценотический оптимум видов. Например, луговые ценопопуляции являются эколого-ценотическим оптимумом для Adonis sibirica (рис.), который относится к стеновалентам по шкале увлажнения и солевого режима и к гемистеновалентам (по шкале кислотности почв и освещенности-затенению). Максимальные параметры Adonis sibirica , такие как обилие вида и продуктивность сырья зафиксированы на световых-разреженнолесных пространствах, приуроченных к довольно богатым или богатым нейтрально-слабощелочным почвам, отличающимся влажно-степным — влажнолуговым типом увлажнения.

Амплитуда экологического пространства ценопопуляций изученных видов в условиях Западного Прибайкалья обычно не выходит за пределы диапазонов экологического ареала шкал Д.Н. Цыганова (1983).

Заключение

В результате исследований , приведена экологическая характеристика изученных видов по почвенному фактору (по трем шкалам: увлажнению почв, солевому режим почв, кислотности почв) и освещенности (по шкале освещенность-затенение). Используя показатели потенциальных и реализованных экологических валентностей видов построены модельные диаграммы 6 изученных видов. В условиях Прибайкалья уточнены и дополнены потенциальные диапазоны экологических факторов для Achillea asiatica ( Rс (3-12), Lс (1-5) ), Adonis sibirica (Hd (9-13), Tr (7-9), Rс (7-11), Lс (2-4) ) и Fragaria orientalis (Hd (11-14), Tr (5-8), Rс (4-9), Lс (1-5) ).