Онтогенетическая структура ценопопуляции Medicago falcata в условиях Центральной Якутии
Автор: Атласова Л.Г.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Биологические ресурсы: флора
Статья в выпуске: 1-3 т.12, 2010 года.
Бесплатный доступ
В статье представлены результаты изучения структуры ценопопуляций Medicago falcatа в естественных условиях обитания. При этом установлено, что изученные ценопопуляции являются нормальными, невысокие индексы восстановления и замещения показывают на затруднение процессов самоподдержания. Для Medicago falcatа установлена защитно-стрессовая онтогенетическая стратегия. При нарастании стресса происходит сначала усиление, затем ослабление координации развития растений.
Структура, ценопопуляция, возрастная, индексы, развитие
Короткий адрес: https://sciup.org/148199003
IDR: 148199003
Текст научной статьи Онтогенетическая структура ценопопуляции Medicago falcata в условиях Центральной Якутии
Изучение структуры ценопопуляций (ЦП) Medicago falcata в естественных условиях обитания и оценка их состояния являются необходимым этапом в работе направленной на использование этого вида как ценный высокобелковый корм для животных. Medicago falcata – многолетнее растение с мощной развитой корневой системой. Встречаются стержнекорневые, корневищные и корнеотпрысковые формы в зависимости от условий обитания вида. Стебли многочисленные, восходящие, прямые или простертые, (20) 40-80 (150) см высоты, слабо волосистые или голые. Листочки различной формы и размеров; обратно яйцевидные, продолговато ланцетные, ланцетные, линейно ланцетные, овальные или округло яйцевидные, (2) 5-22 (30) мм длины и (1) 2-6 (10) мм ширины. Цветочные кисти овальные, головчатые, густо цветковые, на коротких ножках. Венчики желтые с оранжевым оттенком. Бобы сравнительно мелкие, серповидные реже лунные до прямых, но не густо опушенные, (6) 8-12 (15) мм длины и (2) 2,5-3,5 мм ширины. Цветение – июль-август, массовое созревание бобов – сентябрь-октябрь. Перекре-стник. 2n = 16, 32. Ареал распространения – встречается по всему Северному полушарию, исключение составляют арктические районы. На территории Якутии в естественных условиях растет в долине реки Лена. До 1901 г. встречалась только до г. Олекминска. За последние 90 лет успела распространиться до левобережья р. Лена – севернее г. Якутска и чуть ниже устья р. Алдан. Экология – растет на остепненных лугах, приречных редких ивняках. Не переносит заболачивания, кислые почвы, так как они угнетающе действуют на клубеньковую азотфиксирую-щую флору.
В изучении ЦП Medicago falcata использовались популяционно-онтогенетические методики
(Работнов, 1969; Уранов, 1975, Жукова, 1995; Злобин, 1984; Ишбирдин, Ишмуратова, 2004). Результаты исследований возрастной структуры ЦП Medicago falcata L даны в табл. 1, рис. 1, 2. Плотность особей ЦП M. Falcata изменяется от 31 (ЦП 1) до 89 (ЦП 4) шт на 1 м2. У всех ЦП отмечены малые значения индексов восстановления и замещения, которые указывают на затруднения процессов самоподдержания. ЦП 1 и 3 – правосторонние с преобладанием генеративных особей. Они произрастают в условиях сильного антропогенного воздействия (выпас, сенокошение), поэтому семенное возобновление не наблюдается. Все исследованные ценопопуля-ции Medicago falcata были зрелыми, нормальными, неполночленымит, так как абсолютные максимумы находились на группе особей в генеративном периоде.
Таким образом, в результате проведенных исследований выявлено, что возрастные состояния ЦП M. Falcata характеризуются следующими особенностями (табл. 2): все изученные ЦП являются нормальными, неполноценными; невысокие индексы восстановления и замещения показывают на затруднение процессов самоподдержания. наилучшим развитием организменных (1,7) и популяционных (2,8) признаков характеризуется ЦП 2. Самый высокий показатель организменных признаков у ЦП 4 (1,8), но показатель популяционных признаков невысокий (1,9). Низкий показатель организменных признаков (1,5) характерен для ЦП 1, то же время показатель популяционных признаков (2,3), общий.
В целом по комплексу организменных и популяционных признаков (общий средний балл) в лучшем состоянии находится ЦП 2 (2,8), который характеризуется большой площадью круговой диаграммы (рис. 3). В стабильном состоянии находятся ЦП 1; ЦП 3; ЦП 4, о чем свидетельствует отсутствие разрывов в диаграммах.
Таблица 1. Возрастная структура ЦП M. Falcata
|
№ ЦП |
Возрастная структура,% |
Плотность |
Ib |
g/p+j+i m+v+g |
|||||
|
j |
im |
v |
g 1 |
g 2 |
g 3 |
||||
|
ЦП 1 |
8,5105 |
14,8935 |
29,7873 |
27,6596 |
12,4666 |
6,383 |
31,3331 |
1,1363 |
0,4681 |
|
ЦП 2 |
16,6666 |
25,4902 |
23,5294 |
15,6862 |
18,6274 |
0 |
34,0000 |
1,9144 |
0,3431 |
|
ЦП 3 |
8,0882 |
10,2941 |
27,9411 |
23,5294 |
21,3235 |
8,8235 |
45,3333 |
0,8630 |
0,5637 |
|
ЦП 4 |
12,6394 |
12,6394 |
46,0749 |
34,6463 |
0 |
0 |
89,6667 |
1,8702 |
0,3486 |
Рис. 2. Возрастной спектр M. Falcata
Таблица 2. Балловые оценки организменных и популяционных признаков ЦП Medicago falcata в Центральной Якутии
|
Признак |
Номер ЦП |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
организменные: |
||||
|
высота растений, см |
1 |
2 |
2 |
2 |
|
диаметр стебля, мм |
2 |
1 |
2 |
2 |
|
число листьев, шт |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
длина листа, мм |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
ширина листа, мм |
3 |
2 |
1 |
1 |
|
длина черешков листьев, мм |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
длина черешков листочков, мм |
2 |
1 |
2 |
2 |
|
длина цветоносов, см |
2 |
2 |
1 |
1 |
|
длина кисти, мм |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
длина цветка, мм |
2 |
2 |
3 |
3 |
|
количество цветков, шт. |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
диаметр корня, мм |
1 |
2 |
1 |
1 |
|
длина корня, см |
1 |
2 |
2 |
2 |
|
средний балл организменных признаков |
1,5 |
1,7 |
1,8 |
1,8 |
|
популяционные: |
||||
|
средняя плотность |
2 |
3 |
2 |
2 |
|
доля генеративных особей от общего числа взрослых особей (g/v+g) |
2 |
3 |
2 |
2 |
|
доля генеративных особей от общего числа (g/p+j+im+v+g) |
2 |
3 |
2 |
3 |
|
индекс восстановления - Ib |
4 |
4 |
2 |
2 |
|
доля молодых особей (j+im), % |
2 |
2 |
2 |
1 |
|
доля взрослых особей (v+g), % |
2 |
2 |
3 |
2 |
|
средний балл популяционных признаков |
2,3 |
2,8 |
2,2 |
2 |
|
общий средний балл |
1,9 |
2,3 |
2 |
1,9 |
Рис. 3. Круговые диаграммы организменных и популяционных показателей Medicago falcata в исследованных ЦП
Для M. Falcata установлена защитнострессовая онтогенетическая стратегия (рис. 4). Коэффициент детерминации имеет максимальное значение у ЦП 2 (0,21), затем снижается до минимальных значений ЦП 1 (0,15). В онтогенетической стратегии вида можно наблюдать сочетание защитной (возрастание интеграции составляющих) и стрессовой (снижение уровня морфологической интеграции в развитии растений). При повышении стресса происходит
усиление, а потом ослабление координации развития растений.
Выводы: все изученные ЦП являются нормальными; невысокие индексы восстановления и замещения показывают на затруднение процессов самоподдержания; в целом по комплексу организменных и популяционных признаков (общий средний балл) в лучшем состоянии находится ЦП 2 (2,8), который характеризуется большой площадью круговой диаграммы. В стабильном состоянии находятся ЦП 1; ЦП 3;
ЦП 4, о чем свидетельствует отсутствие разрывов в диаграммах. Для M. Falcata установлена защитно-стрессовая онтогенетическая стратегия. При нарастании стресса сначала происходит усиление, а затем ослабление координации развития растений.
Рис. 4. Тренд онтогенетической стратегии ЦП M. Falcata:
по си абсцисс – индекс виталитета ЦП IVC, по оси ординат – морфологическая целостность (коэффициент детерминации R2)
Список литературы Онтогенетическая структура ценопопуляции Medicago falcata в условиях Центральной Якутии
- Жукова, Л.А. Популяционная жизнь луговых растений. -Йошкар-Ола, 1995. -223 с.
- Злобин, Ю.А. Ценопопуляционный анализ в фитоценологии. -Владивосток, 1984б. -60 с.
- Ишбирдин, А.Р. Адаптивный морфогенез и эколого-ценотические стратегии выживания травянистых растений/А.Р. Ишбирдин, М.М. Ишмуратова//Методы популяционной биологии. Сборник материаллов VII Всеросс. Популяционного семинара. -Сыктывкар, 2004. -Ч. 2. -С. 113-120.
- Работнов, Т.А. Некоторые вопросы изучения ценотических популяций//Бюлл. МОИП. Отд. Биол. -1969. -Т. 74, №1. -141-149.
- Уранов, А.А. Возрастной спектр фитоценопопуляций как функции времени и энергетических волновых процессов//Биологические науки. -1975. -№2. -С. 7-34.
