Охрана природных популяций видов рода Hedysarum L. на территории Волгоградской области

Большое количество редких видов растений, имеющих онтогенетические диапазоны популяций в изменяющихся критериях среды, отличаются в климаксовых ценозах. Изменения связаны с действием на растительный покров антропогенных факторов. Работы всевозможных исследователей говорят о формировании «характерных» онтогенетических спектров популяций [4]; собственно, что обосновано биологией определенного вида.

В зависимости от метода самоподдержания ценотической популяции в любом из таких типов выделяют различные варианты спектров. Инвазионные популяции представлены прегенеративными и часто молодыми генеративными особями. Регрессивная популяция состоит только из постгенеративных особей. Фрагментарный диапазон характеризуется наличием одной или же нескольких онтогенетических групп особей.

Наиболее полную и объективную оценку состояния ценопопуляций редких видов растений представляет комплексный подход, который применяется на организменном, ценотическом и популяционном. Данные методы имеют большое значение для решения проблем биологии вида, т. к. позволяют получить информацию по репродуктивной деятельности, жизненных форм в ходе онтогенеза. Комплексное использование методов изучения популяций редких видов растений, дает объективную оценку состояния вида и определить степень угрозы его существования в ценопопуляциях, выявить адаптационные свойства вида, дающие исследователю право на дальнейшую разработку мер охраны уникальных природных компонентов природы, исходя из индивидуальных особенностей исследуемых видов.

Оценка состояния ценопопуляций редких видов растений имеет возможность представить комплексный подход, который используется на всевозможных уровнях – организменном, ценотическом и популяционном [4]. Онтоморфогенетические способы имеют большой смысл для заключения задач биологии вида, т. к. дают возможность получить информацию о репродуктивной работе, онтоморфогенезу, постичь все разнообразие актуальных форм и закономерности изменения макро- и микроструктуры видов в ходе онтогенеза. Популяционный анализ показывает состояние ценопопуляций, ее функ ционирование и саморегулирование. Внедрение всевозможных способов имеет возможность показать состояние вида и квалифицировать уровень опасности его существования в ценопопуляциях, обнаружить адаптационные качества вида, дающие исследователю право на последующую разработку, мер охраны оригинальных природных компонентов среды, исходя из индивидуальностей исследуемых видов.

Меловые обнажения Волгоградской области характеризуются распространением специфических растительных сообществ с господством полукустарничков кальцефилов, многие из которых являются ценозообразователями.

В Красную книгу Волгоградской области занесены 3 вида рода Hedysarum: H. grandiflorum Pall., H. cretaceum Fisch. и H. rasoumovianum Fisch. Et Helm. Ex DC. [7–8]. Сохранения вида определяется его эколого-генетическими и биологическими особенностями и анализом причин, которые привели данный вид на грань редкости нахождения в природе и хозяйственная деятельность человека (неумеренный выпас скота, разработка мела, распашка склонов), что и влияет на возможность репродукции видов [5, 9].

Периодичность пастьбы и число выпасаемых животных для разных ценопопуляций этих видов варьируют в широких пределах. При чрезмерной пастбищной нагрузке наблюдается стравливание и засорение степного травостоя, на плато и пологих склонах почва уплотняется, нарушается ее структура. Основным способом для сохранения видов Hedysarum является сохранение их локальных популяций.

Установлено, что ценопопуляции редких видов рода Hedysarum в условиях экологического оптимума длительно существуют при умеренном выпасе и лишь в случае чрезмерной пасквальной нагрузки и эрозионного разрушения поверхности их способность к самоподдержанию утрачивается [6, 10]; что подтверждается нашими данными по структуре ценопопуляций копеечников в Волгоградской области. В связи с тем, что в пределах Волгоградской области H. cretaceum и H. grandiforum распространены достаточно широко, занимая почти все меловые обнажения в долинах рек региона, сохранение каждой такой ценопопуляции не имеет значения для выживания видов в целом. Известные ценопопу-ляции следует учитывать, но контроль и мониторинг вести только в тех, которые обладают устойчивой возрастной структурой и высоким морфологическим и генетическим разнообразием.

Популяции Hedysarum grandiflorum на территории Волгоградской области чаще всего взрослые неполночленные с прерывающимся одновершинным центрированным диапазоном с максимумом на взрослых генеративных особях (46%). Ценопопуляции Hedysarum grandiflorum чаще всего встречаются в верхних частях склонов (68%) и склонов балок и оврагов, реже – в средних (19,2%) и в нижних (8,9%) частях, редко - у подножья склона (5,1%). Крутизна склонов, где распространен H. grandiflorum , сильно вариабельна и находится в пределах от 0 до 45°, экспозиция чаще юговосточная (53,9%) и южная (27,6%), реже – юго-западная (8,5%) и восточная (12,5%), редко – северовосточная (3,0%) и северная (2,1%). Основными формами влияния на популяции, являются нерегла-ментированный выпас скота и степные пожоги.

У Hedysarum cretaceum в оптимуме популяции взрослые, неполночленные с прерывающимся одновершинным центрированным диапазоном с максимумом на зрелой генеративной фракции (58%). При значимой антропогенной нагрузке они стареющие обычные неполночленные с прерывающимся одновершинным правосторонним диапазоном с максимумом на старовозрастных генеративных особях (32%). Часто в популяциях можно обнаружить отсутствие проростков и сенильных особей. Понижение количества особей в популяциях и изменение структуры популяций вызывают выпас, степные палы или же добыча мела.

Природная популяция Hedysarum rasoumovianum характеризуется полночленной с одновершинным центрированным диапазоном с максимумом на взрослых генеративных растениях (45%). Приблизительно однообразные позиции занимают виргинильные, молодые генеративные и старовозрастные генеративные особи (15–20%). Генеративная фракция составляет в пределах 76%. В стрессовых ситуациях популяции копеечника Разумовского неполночленные с прерывающимся одновершинным правосторонним диапазоном с максимумом на старовозрастных генеративных экземплярах (39%). Отсутствуют проростки, ювенильные и имматурные растения. Генеративное ядро популяции представлено 66% зарегистрированных особей. Доля растений сенильного периода онтогенеза – 20%.

Копеечник Разумовского не размножается вегетативным путем и способ самоподдержания только семенной. У видов, обладающих твердосемянностью и гетерокарпией, лишь часть семян прорастают относительно быстро. Семена видов Hedysarum способны длительное время храниться в почве. Всходы появляются периодически за счет семян нового урожая и запаса их в почве.

В результате интродукционных исследований нами установлено, что H. rasoumovianum в условиях культивирования проходят неполный онтогенез (нет постгенеративного периода): вегетируют, цветут, плодоносят и отмирают на генеративной стадии развития, как правило, уже в конце первого года.

Популяции копеечника крупноцветкового и копеечника мелового на территории области, многочисленны и полночленны. Отмечаются практически во всех пунктах, где наблюдаются выходы карбонатных пород. На территории области состояние этих видов, не вызывает опасений. Копеечник разумовского характеризуется низкой конкурентностью и узкой экологической амплитудой. Единственная популяция на территории области характеризуется малой площадью особей, которая расположена на территории регионального ООПТ.

Полученные нами данные по возрастной и генетической структуре популяций H. grandiforum свидетельствуют об устойчивом положении вида во всех изученных природных местообитаниях Волгоградской области, несмотря на их островной характер и ограниченный расстоянием поток генов между ними. Исследования природных популяций - носителей генетической информации имеет огромное значение.

Установлено, что у большинства изученных популяций H. grandiforum на территории Волгоградской области при возрастании антропогенного воздействия на их места произрастания, происходит смещение онтогенетических спектров вправо, увеличении доли генеративных и сенильных особей, почти полном отсутствии особей начальных периодов онтогенеза в связи с их гибелью. В основном существование популяций обусловлено не стабильностью, или способностью к самовосстановлению, а лишь длительностью существования генеративных экземпляров [1, 2, 3, 7].

В ходе исследований структуры ценопопуляций видов рода Hedysarum на территории Волгоградской области было выявлено, что главная причина разного уровня жизненности особей в этих ЦП – межвидовая конкуренция, влияющая на условия среды обитания. Уменьшение численности особей в популяциях в первую очередь объясняется сокращением количества местообитаний. Кроме того, на сохранившихся до настоящего времени степных каменистых участках не регламентируются выпас и сенокошение [8, 10].

Выявленные эталонные популяции вида, характеризующиеся высокой жизненностью и полноч-ленностью спектров, должны охраняться в составе ООПТ.