Современное состояние популяций редкого эндема лилии Кессельринга в Рицинском реликтовом национальном парке (Республика Абхазия)

Автор: Тания Инга Васильевна, Абрамова Лариса Михайловна, Мустафина Альфия Науфалевна

Журнал: Природные системы и ресурсы @ns-jvolsu

Рубрика: Биология и биотехнология

Статья в выпуске: 3 (17), 2016 года.

Бесплатный доступ

Приводятся результаты изучения редкого эндема Кавказа Lilium kesselringianum Miscz. (лилия Кессельринга) из семейства Liliaceae, включенного в Красную книгу РФ, на территории Рицинского реликтового национального парка (Республика Абхазия). Исследования биологии Lilium kesselringianum проводились в 2012-15 гг., в пределах двух лесничеств (Черкесско-Полянском и Ауадхарском) национального парка. Выявлены девять локалитетов вида. Проведена оценка межпопуляционной изменчивости морфометрических параметров вида с использованием однофакторного дисперсионного анализа и виталитетного типа популяций. По большинству морфометрических параметров, как вегетативной, так и генеративной сфер лидируют популяции Агапста и Аджарра 4, минимальные значения по всем параметрам отмечены в депрессивной популяции Аджарра 2. Жизненное состояние популяций L. kesselringianum меняется в разных экотопах. В популяциях Агапста, Мзымна и Аджарра 4 отмечено преобладание особей высшего класса, и они отнесены к категории процветающих, индекс качества здесь максимален и составляет 0,36-0,5. Остальные популяции отнесены к депрессивным. В популяции Аджарра 2 отмечено полное отсутствие особей с высоким виталитетом. Общее состояние популяций лилии Кессельринга вызывает тревогу, в связи с крайней малочисленностью этого эндемичного растения и антропогенной нагрузкой (выпас и рекреация). Для сохранения вида необходимо ограничить антропогенную нагрузку в местах произрастания, запретить и контролировать сбор лилии населением, осуществлять постоянный мониторинг над состоянием популяций в Рицинском реликтовом национальном парке.

Еще

Республика абхазия, популяция, эндем, редкий вид, морфометрические параметры, виталитетная структура

Короткий адрес: https://sciup.org/149131401

IDR: 149131401   |   DOI: 10.15688/jvolsu11.2016.3.1

Текст обзорной статьи Современное состояние популяций редкого эндема лилии Кессельринга в Рицинском реликтовом национальном парке (Республика Абхазия)

DOI:

Явление редкости в мире растений – это серьезный эколого-биологический феномен. Он не является автономным и изолированным. Редкость определенных видов растений и процесс их вымирания выступает как один из механизмов и одновременно как индикатор снижения биоразнообразия в биосфере планеты и ухудшения качества природной среды. В этой связи изучение и охрана редких видов растений приобрели не только научную актуальность – они стали одним из научных направлений, которое поддерживается на государственном и международном уровнях [5].

Природа Кавказа особенно богата редкими эндемичными растениями. Так, в составе флоры Абхазии насчитывается 319 колхидских эндемичных видов, в том числе около 130 абхазских [6]. Из них 74 эндемичных вида произрастает на территории Рицинского реликтового национального парка (РРНП), который представляет собой уникальный природный комплекс, расположенный в горной части Абхазии, на южном склоне Главного Кавказского хребта [10; 11].

Парк основан в 1996 г. на базе Рицинско-го заповедника. В РРНП, площадь которого составляет менее 5 % территории Абхазии, сосредоточено 70 % флоры сосудистых растений республики, что составляет около 900 видов (по данным гербария ИБ АНА). Сильная диффе- ренциация рельефа создаёт богатый спектр экологических условий, благоприятных для произрастания многих редких видов растений. Их изучение становится все более необходимой мерой для их дальнейшего сохранения в естественных условиях произрастания [12–15; 17–19; 21–25]. К редким видам РРНП относится Lilium kesselringianum Miscz. (лилия Кессельринга) из семейства Liliaceae, ставшая объектом наших исследований.

Целью исследований был поиск новых локалитетов лилии Кессельринга на территории РРНП и изучение биологических особенностей данного эндемичного вида в природных местообитаниях.

Материал и методы

Род Lilium L. – древний, средиземногорный, лесной, с наиболее крупным центром видообразования в восточной Азии. Четыре вида кавказских лилий являются эндемичными. Две из них – лилия однобратственная и лилия Кессельринга – колхидские эндемы. Lilium kesselringianum – редкое растение Кавказа, включена в Красную книгу РФ [7]. Охраняется на территории Сочинского национального парка, Кавказского и Тебер-динского заповедников [20].

Лилия Кессельринга описана впервые в 1914 г. профессором П.И. Мищенко. Образцы собраны в окрестностях г. Сухум и выращены в Петербургском ботаническом саду. На- звание вида было дано в честь известного интродуктора и владельца торгового цветочного питомника в Петербурге Вильгельма Кессельринга, который ввел ее в культуру [9].

Lilium kesselringianum – луковичный травянистый поликарпик. Высота растения – до 1 м и выше. Луковицы яйцевидно- или шаровидно-овальные, до 6 см в диаметре, беловато-желтые, с узкими клиновидно-продолговатыми чешуйками. Стебли гладкие. Листья продолговато- или линейно-ланцетные, тонко шероховатые, до 12 см длиной и около 1,5– 2 см шириной. Цветков в кисти либо до 7 штук, либо одиночные, отклоненные или поникающие. Листочки околоцветника узколинейноланцетные, длинно-суженные к основанию и верхушке, до 10 см длиной и около 1,5 см шириной, светло-соломенно-желтые, обычно с мелкими пурпурными крапинками. Рыльце фиолетовое. Пыльники фиолетовые, темные. Цветет в июне – июле. Семена созревают в августе. Размножается семенами. Энтомо-фил. Мезофит, сциогелиофит, криптофит. Встречается в светлых лесах, на полянах, среди высокотравья, на лугах, предпочитает неглубокие карстовые воронки [20]. Весьма декоративное растение, перспективное для селекционных целей.

Исследования биологии Lilium kesselringianum на территории парка проводились в 2012– 2015 гг., в пределах Черкесско-Полянского (подножье горы Агапста) и Ауадхарского лесничеств (урочища Пыв, Аджарра, Ацытаку, Ку-тихуг). До проведения наших исследований вид на территории РРНП был известен из двух местонахождений: на горе Пшахушьха (1991 г., коллектор С.М. Читанава) и на хребте Кутихуг у оз. Мзымна (2005 г., коллектор З.И. Адзин-ба) – по материалам ИБ АНА. Нами было выявлены местообитания в районе оз. Мзымна, Аджаррских водопадов, Ацытакуского хребта и вдоль дороги к урочищу Пыв [16].

Изучение морфометрии L. kesselringianum в природных условиях в 9 популяциях вида проводилось согласно методу В.Н. Голубева [1] на 25 среднегенеративных особях (в отдельных случаях на менее, чем 10 экземплярах, когда генеративных растений было мало). Наблюдения и измерения проводились в фазе цветения, при этом учитывались следующие параметры: высота генеративного побега, см – h; диаметр стебля, см – d; число листьев на одном генеративном побеге, шт. – Nl; длина нижнего листа, см – Lbl; ширина нижнего листа, см – Sbl; длина среднего листа, см – Lml; ширина среднего листа, см – Sml; длина верхнего листа, см – Lhl; ширина верхнего листа, см – Shl; число цветков на один побег, см – Nfl; диаметр цветка, см – dfl; длина лепестка, см – Lp; ширина лепестка, см – Sp. Для оценки влияния основных экологических факторов (комплекса эдафо-климатичес-ких условий года вегетации) на морфометрические параметры L. kesselringianum использовали однофакторный дисперсионный анализ. Уровень факторизации (сила влияния факторов) для морфометрических параметров растений оценивался по Снедекору [8]. Статический анализ провели в MS Excel 2010 при помощи пакета статистических программ Statistica 6,0 c использованием стандартных показателей [2; 3].

Методика оценки виталитетного состава была основана на дифференциации растений одного онтогенетического состояния на классы виталитета. В качестве объектов ви-талитетного анализа использовались растения средневозрастного генеративного онтогенетического состояния, которое в наибольшей степени влияет на самоподдержание ценопопу-ляции. Предварительно были проведены факторный и корреляционный анализы, которые позволили выделить среди биометрических показателей детерминирующий комплекс признаков. Для обработки полученных данных были составлены виталитетные спектры, отражающие соотношения растений высшего ( а ), промежуточного ( b ) и низшего ( с ) классов виталитета [4], а также определен индекс качества ценопопуляции и виталитетные типы: процветающие, равновесные, депрессивные.

Обсуждение результатов

Для изучения биологических особенностей редкого вида Lilium kesselringianum в пределах Черкесско-Полянского лесничества у подножия горы Агапста и в пределах Ауадхарского лесничества нами выявлены ло-калитеты вида в долине р. Ауадхара, р. Лаш-псы, р. Мзымна, в урочищах Пыв, Кутихуг, Аджарра, Ацтаку. Местообитания данного вида располагалось на склонах, водно-ледниковых отложениях, пастбищах. Охвачены вы- соты от 1 700 м до 2 300 м над уровнем моря. Общая площадь охваченной обследованием территории составила около 46 км2.

Характеристика местообитаний вида и основных параметров ценопопуляций представлена в таблице 1.

При изучении состояния ценопопуляций редких видов важное значение имеет анализ изменчивости качественных и количествен- ных признаков. Измерения морфометрических параметров проводились в фазе цветения вида. Средние значения морфометрических параметров L. kesselringianum, их изменчивость и дисперсионный анализ влияния условий местообитания на морфометрические признаки представлены в таблице 2.

По большинству параметров как вегетативной, так и генеративной сфер лидирует

Таблица 1

Некоторые характеристики природных популяций L. kesselringianum

Название ЦП

Координаты

Число измеренных генеративных особей

Высота над уровнем моря, м

Местообитание

1

Агапста

43°31' 55"

040° 26'25"

25

1 700

Юго-западный склон, верхняя опушка леса

2

Пыв

43°28'90" 040°42'20"

10

2 002

Юго-западный склон

3

Пыв

43°28'85" 040°41'32"

23

2 040

Северо-западный склон, среди каменно-глыбовых – обломочных пород

4

Мзымна

43°31'18" 040°34'40"

25

2 055

Правый берег озера Мзымна, среди каменно-глыбовых обломочных пород

5

Аджарра 1

43°32'31"

040°38'14"

25

1 800

Вдоль тропы в зарослях желтого рододендрона

6

Аджарра 2

43°32'62"

040°38'82"

8

1 847

Южный склон горы Кутихуг до первого водопада

7

Аджарра 3

43°32'63"

040°39'23"

7

1 878

На склоне речной террассы

8

Аджарра 4

43°32'57"

040°38'23"

10

1 905

Склон горы

9

Чха

43°28'46" 040°41'32"

8

2 240

По тропе, северо-восточный склон горы Чха

Таблица 2

Оценка влияния условий местообитания на морфометрические параметры

L. kesselringianum в ценопопуляциях

№ ЦП

Средние значения морфометрических параметров

h

d

Nl

Lbl

Sbl

Lml

Sml

Lhl

Shl

Nfl

dfl

Lp

Sp

Сила влияния фактора

0,37

0,60

0,40

0,53

0,11

0,52

0,22

0,57

0,05

0,48

0,48

0,12

0,12

1

126,2±

1,6±

145,7±

13,6±

2,3±

14,9±

1,6±

11,6±

1,4±

3,8±

12,8±

10,1±

2,3±

3,28

0,07

7,04

0,50

0,11

0,46

0,06

0,33

0,05

0,15

0,24

0,41

0,07

C v ,%

13,0

21,4

24,2

18,3

22,5

15,6

20,3

14,1

16,3

20,1

9,4

20,3

14,7

2

76,1±

0,7±

73,8±

7,5±

2,1±

9,1±

1,1±

6,8±

1,1±

1,8±

10,4±

8,6±

2,2±

2,38

0,02

2,93

0,26

0,08

0,26

0,06

0,23

0,07

0,17

0,31

0,24

0,06

C v ,%

15,7

17,8

19,8

17,2

19,2

14,2

27,3

16,6

30,4

46,2

15,2

14,0

14,5

3

96,1±

1,0±

100,9±

8,8±

2,0±

10,2±

1,3±

8,3±

1,3±

2,8±

8,5±

9,2±

2,4±

4,29

0,05

5,90

0,45

0,09

0,46

0,04

0,30

0,04

0,37

0,26

0,17

0,23

C v ,%

22,3

24,5

29,2

25,7

23,5

22,5

16,2

18,0

17,0

64,2

15,0

9,1

46,7

4

97,6±

1,1±

117,2±

9,3±

2,3±

11,6±

1,5±

8,9±

1,3±

3,7±

11,9±

9,3±

2,2±

4,66

0,08

7,56

0,50

0,11

0,48

0,06

0,42

0,06

0,46

0,43

0,18

0,07

C v ,%

23,9

33,3

32,3

27,1

23,4

20,7

21,6

23,6

22,6

62,1

18,1

10,0

15,5

5

94,0±

0,8±

95,1±

8,5±

1,9±

10,2±

1,2±

7,9±

1,3±

1,6±

8,9±

10,1±

2,2±

3,24

0,04

5,35

0,44

0,09

0,43

0,06

0,27

0,08

0,14

0,27

0,18

0,06

C v ,%

17,2

25,6

28,2

25,6

23,5

21,1

25,0

17,0

31,1

42,7

15,0

8,7

12,5

6

73,2±

0,7±

73,5±

5,8±

1,8±

8,3±

1,1±

6,2±

1,1±

1,0±

8,9±

9,3±

2,1±

1,29

0,01

2,96

0,18

0,05

0,32

0,01

0,44

0,03

0,00

0,31

0,14

0,02

C v ,%

8,8

10,5

20,2

15,8

15,0

19,1

6,7

35,5

15,7

0,0

17,6

7,4

5,6

Окончание таблицы 2

№ ЦП

Средние значения морфометрических параметров

h

d

Nl

Lbl

Sbl

Lml

Sml

Lhl

Shl

Nfl

dfl

Lp

Sp

Сила влияния фактора

0,37

0,60

0,40

0,53

0,11

0,52

0,22

0,57

0,05

0,48

0,48

0,12

0,12

7

80,8±

0,9±

94,8±

7,9±

2,2±

9,8±

1,2±

8,0±

1,3±

1,8±

8,1±

9,6±

2,1±

4,57

0,05

6,78

0,40

0,10

0,27

0,06

0,18

0,06

0,12

0,24

0,11

0,03

C v ,%

28,3

26,1

35,7

25,7

23,1

14,1

25,1

11,6

22,7

33,9

14,7

5,8

6,3

8

104,3±

1,3±

103,5±

11,9±

2,1±

14,2±

1,5±

11,7±

1,3±

4,6±

10,0±

9,7±

1,7±

5,72

0,05

5,17

0,44

0,11

0,63

0,06

0,34

0,07

0,35

0,53

0,22

0,07

C v ,%

27,4

20,7

25,0

18,4

26,9

22,2

20,7

14,6

28,3

38,0

26,5

11,2

20,8

9

97,5±

0,8±

77,7±

8,7±

2,1±

9,5±

1,2±

7,8±

1,3±

1,5±

9,3±

9,7±

2,3±

5,44

0,04

3,12

0,60

0,08

0,42

0,10

0,33

0,12

0,17

0,17

0,29

0,05

C v ,%

27,9

22,0

20,1

34,2

18,6

22,1

40,5

21,1

47,5

58,9

9,3

14,8

10,5

ЦП 1, находящаяся на склоне, на опушке леса, где, по-видимому, формируются наиболее благоприятные условия произрастания растений. Высокие значения некоторых параметров имеет ЦП 8, также произрастающая на склоне. Минимальные значения по всем параметрам отмечены в ЦП 6, расположенной на южном склоне в густом травостое.

По шкале степени варьирования коэффициента вариации большинство признаков обладает нормальной степенью варьирования. Значительное варьирование имеют показатели ширины верхнего листа (47,5 %) и числа цветков на одном побеге (46,2–64,2 %).

Оценка межпопуляционных различий методом дисперсионного анализа показала статистически значимое влияние условий экотопа конкретной ЦП на все изученные признаки растений (при уровне значимости p < 0,001). Уровень факторизации составляет от 5 % до 60 %. В целом показатель силы влияния исследуемого фактора не очень высок, что свидетельствует о схожести условий местообитания вида. Изучаемый фактор в наибольшей степени оказывает влияние на диаметр стебля и длину листьев.

Виталитетный анализ популяций L. kesselringianum (табл. 3) показал, что изученные ЦП неоднородны по своему составу. Виталитетный тип их изменяется от процветающего до депрессивного.

Жизненное состояние ЦП L. kesselringianum меняется в разных экотопах. В ЦП 1, 4, 8 отмечено преобладание особей высшего класса, и они отнесены к категории процветающих. Индекс качества ЦП здесь максимален и составляет 0,36–0,5. В условиях умеренных нарушений в этих ценопопуляциях сохраняется высокий уровень жизненности отдельных особей. Остальные ценопопуляции отнесены к депрессивным, качество популяций составляет 0,14–0,24. На фоне общего эколого-ценоти-ческого стресса процессы роста особей L. kesselringianum в данных ЦП значительно подавляются. В ЦП 6 отмечено полное отсутствие особей с высоким виталитетом.

Заключение

Таким образом, результаты проведенных исследований редкого вида Lilium

Таблица 3

Распределение особей L. kesselringianum по классам виталитета

№ ЦП

Относительная частота размерных классов

Качество популяции, Q

Виталитетный тип ЦП

с

b

a

1

0

0,04

0,96

0,50

Процветающая

8

0,08

0,12

0,80

0,46

«

4

0,28

0,12

0,60

0,36

«

3

0,52

0,16

0,32

0,24

Депрессивная

9

0,76

0,12

0,12

0,24

«

7

0,56

0,32

0,12

0,22

«

5

0,60

0,28

0,12

0,20

«

2

0,72

0,24

0,04

0,14

«

6

1

0

0

0

«

kesselringianum показали, что вид на территории РРНП представлен 9 малочисленными ценопопуляциями (в общей сложности не более 200 экземпляров), единичные экземпляры вида описаны в урочищах Кутихуг и Пыв. Общее состояние популяций лилии Кесельрин-га вызывает тревогу в связи с крайней малочисленностью этого эндемичного растения и антропогенной нагрузкой (выпас и рекреация). С конца июня туристы направляются к интересным гидрологическим памятникам природы, а сама межгорная долина р. Ауадхара является местом для отдыха местного населения. Из-за красивых цветков Lilium kesselringianum нередко собирают для составления букетов. Кроме того, на данную территорию перегоняется скот для выпаса, эти высокогорные пастбища используются с глубокой древности. Таким образом, растительность данных урочищ испытывает сильную рекреационную и пастбищную нагрузку.

Популярность лилии Кессельринга и ее привлекательность, интенсивные темпы сбора цветов и выкапывания луковиц, ограниченный ареал распространения, усиливающееся рекреационное освоение территории РРНП делают вид особенно уязвимым. В связи с этим лилия Кессельринга нуждается в принятии радикальных охранных мероприятий для ее защиты. Для сохранения вида необходимо ограничить антропогенную нагрузку в местах произрастания, запретить и контролировать сбор лилии населением, осуществлять постоянный мониторинг над состоянием популяций в РРНП.

Список литературы Современное состояние популяций редкого эндема лилии Кессельринга в Рицинском реликтовом национальном парке (Республика Абхазия)

  • Голубев, В. Н. Основы биоморфологии травянистых растений центральной лесостепи/В. Н. Голубев//Труды Центрально-черноземного заповедника им. В. В. Алехина. -Воронеж, 1962. -Вып. 7. -602 с.
  • Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований)/Б. А. Доспехов. -М.: Агропромиздат, 1985. -351 с.
  • Зайцев, Г. Н. Математика в экспериментальной биологии/Г. Н. Зайцев. -М.: Наука, 1990. -296 с.
  • Злобин, Ю. А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений/Ю. А. Злобин. -Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1989. -146 с.
  • Злобин, Ю. А. Популяции редких видов растений: монография/Ю. А. Злобин, В. Г. Скляр, А. А. Клименко. -Сумы: Университетская книга, 2013. -439 с.
Статья обзорная