Оценка виталитетного состава ценопопуляции Hordeum brevisubulatum (Trin.) Link в условиях Лено-Вилюйского междуречья

Важной частью общей проблемы охраны природы является восстановление и рациональное использование природных растительных ресурсов. В этом плане большой интерес представляет популяционные исследования. Популяционные исследования дают надежную основу для прогнозирования продуктивности растительных сообществ, диагностирования их состояния, характера и степени изменений.

Цель работы: на основе морфологических показателей рассматреть жизненное состояние и виталитетные типы ценопопуляций (далее ЦП) Нordeum brevisubulatum (Trin.) Link в условиях Лено-Вилюйского междуречья Центральной Якутии.

Исследования проведены в Вилюйской зоны Якутии, исследовано 9 ЦП Нordeum brevisubulatum, которые отличаются по градиентам увлажнения, богатством почвы, видовым составом и по степени антропогенного воздействия. Из изученных 9 ЦП Ноrdeum brevisubula-tum доминирует в 2-х сообществах (проективное покрытие вида 35 % и выше), в 4-х сообществах содоминант (ПП вида 20-35%), в 3-х является сопутствующим видом (ПП вида 5-15%). Распространение изучаемых ЦП по сообществам, оценка фитоценозов по экологическим шкалам А.Ю. Королюка и др. [1] представлена в табл.1.

Жизненность (виталитет) – это усредненный уровень процветания или угнетения ЦП растений в зависимости от условия обитания. Жизненность не всегда связана с массой ЦП, так как есть виды, для которых оптимальным является доминирование, но есть виды, которые лучше себя чувствуют при рассеянном произрастании в сообществе. В работе [3] есть раздел, написанный И.М. Ермаковой, которая для ряда видов привела морфологические параметры, позволяющие оценивать их жизненность. Методика

оценки виталитетного состава основана на дифференциации растений одного онтогенетического состояния на классы виталитета, выделяемые по определенным морфометрическим показателям, с вычислением среднего арифметического значения, разности между средним арифметическим выборки и генеральной совокупности, установлением интервала ранжировки. В качестве объектов виталитетного анализа используются растения того онтогенетического состояния, которое в наибольшей степени влияет на самопод-держание ценопопуляции, а факторный и корреляционный анализы позволяют выделить среди различных биометрических показателей детерминирующий комплекс признаков. Для обработки полученных данных составляют витали-тетные типы, отражающие соотношения растений высшего класса Q=1/2 (a+b)≥с , промежуточного класса Q=1/2 (a+b)=с и низшего класса Q=1/2 (a+b)≤с , а также определяют индекс качества ЦП Q=1/2(a+b) [4].

Для оценки жизненности ЦП в [5] был предложен популяционный индекс – индекс ви-талитета ЦП (IVC), рассчитываемый по размерным спектрам составляющих ЦП особей генеративного состояния. Индекс рассчитывался с использованием выравнивания методом взвешивания средних:

N

2 XIX.

IVS = ^1-----,

N где X – среднее значение -того признака в ЦП, X – среднее значение -того признака для всех ЦП, N – число признаков.

По градиенту ухудшения условий роста выстраивали ряд ЦП по убыванию значения индексов виталитета. Наибольшее значение индекса соответствует наибольшим условиям реализации ростовых потенций, наименьшее – худшим условиям [5]. Для построения размерного спектра были взяты следующие признаки: высота генеративного побега, длина соцветия, количество узлов, количество колосков в соцветии, длина и ширина 1, 2 и 3 листьев. В каждой ЦП было проанализировано по 30 особей среднегенеративного состояния. Выбранные признаки хорошо раскрывают жизненные показатели растений и весьма удобны для измерения в полевых условиях, охватывают как вегетативные, так и генеративные признаки вида.

Таблица 1. Экологическая оценка ценопопуляций Hordeum brevisubulatum

* - названия синтаксонов по работе П.А. Гоголевой [2].

Результат анализа оценка жизненности ЦП Hordeum brevisubulatum по размерному спектру особей показал, что в наиболее благоприятных условиях находятся растения в сообществах ассоциации Artemisio commutatae - Hordeеtum bre-visubulatum (ячменный сухой, остепненный луг) IVC=1,22, в наименее благоприятных условиях находятся растения в фитоценозах ассоциации Alopecuretum arundinacei (лисохвостный, влажный луг) – IVC=0,85. Максимальное значение индекса виталитета особи составляет 1,22, среднее – 0,95, минимальное – 0,85. Индекс размерной пластичности (ISP), рассчитанный, как отношение максимального индекса виталитета по размерному спектру (1,22) к минимальному (0,85), составил 1,37 (рис. 1). Несмотря на сходство возрастного состава ЦП на различных ступенях градиента, виталитетная структура была неодинакова и варьировала от процветающей до депрессивной.

Жизненность изученных ЦП Hordeum bre-visubulatum по размерному спектру и индексу виталитета близки. В наших расчетах можно отметить, что минимальным значениям витали-тета соответствует минимально выраженные депрессивные состояния, а максимальному виталитету – максимальная выраженность процветания. Процветающие ЦП растений высокой жизненностью наблюдаются в ЦП 4, 7, 8, 9. Депрессивные ценопопуляции с низкой жизненностью наблюдаются в ЦП 2, 3, 5, 6. Равновесной отмечена ЦП 1 (табл. 2). Изучение вита-литетного состава показала, что в большинстве ЦП преобладают особи высшего и промежуточного класса (рис. 2), что также подтверждает вывод о хорошем состоянии ЦП Hordeum bre-visubulatum (Trin.) Link в исследованных ЦП. К процветающим относится 23,33%, к равновесной – 48,88%, к депрессивной – 27,77%.

Рис. 1. Тренд онтогенетической стратегии Н. brevisubulatum: по оси абсцисс – IVC, по оси ор-динат– коэффициент детерминации (R² m )

По результатам анализа наиболее благоприятные эколого-ценотические условия для произрастания Нordeum brevisubulatum в регионе создаются в настоящих и остепненных ячменных лугах, где отмечаются высокие показатели жизненности. В изучаемых сообществах ячмень предпочитает сообщества с более сухими условиями увлажнения (60-65 баллов по увлажнению) и менее засоленными (12-13 баллов по богатству почв – засолению).

Выводы: в ходе проведенных исследований нами также показана возможность уточнения экологического оптимума вида популяционно-биологическими методами, которые могут дополнять геоботанические методы, проведенные в Якутии ранее [1].

Таблица 2. Оценка жизненности ЦП Hordeum brevisubulatum (Trin.) Link по критерию виталитета и размерного спектра

Рис. 2. Размерный спектр жизненности ЦП Hordeum brevisubulatum в процентных соотношениях: (а – высший, b – промежуточный, с – низший)