Территория Белгородской области, располагающаяся на юго-западе Среднерусской возвышенности, находится в зоне интенсивной антропогенной нагрузки. Это связано не только с длительным хозяйственным освоением, но и с расположением горнообогатительных комбинатов, особенно на территория Губкинского, Старооскольского, Яковлевского районов. Негативные формы антропогенного воздействия прямым и косвенным путем влияют на существование растительных ценопопуляций. Этот факт следует учитывать. Особенно этому подвержены степные виды лесостепной зоны с низким диапазоном выживаемости в изменяющихся условиях их естественного местообитания. Основные причины, приводящие к сокращению численности травянистых растений: распашка земельных угодий, выжигание травянистого покрова. Соответственно достаточно актуально проведении подробных эколого-популяционных исследований на территории Белгородской области. Одним из важнейшей признаков, характеризующих состояние ценопопуляции, является онтогенетическая структура. Индикаторами онтогенетического состояния являлись некоторые биологические свойства вида. Это продолжительность жизненного цикла, особенности размножения, длительность онтогенеза не только популяции в целом, но и отдельных особей [5, 6].
Соотношение количества особей разного возрастного состояния позволяет определить жизнеспособность ценопопуляций. Поэтому в цель нашего исследования входила комплексная ценотическая оценка ценопопуляций Adonis vernalis L., расположенных на территории Белгородской области. Данный вид обладает высокими декоративными качествами. Это один из наиболее ярких представителей южно-русской лесостепи. Он обладает определенными биологическими особенностями; у него короткий латентный период, низкая всхожесть семян [2, 3]. Поэтому изучение особенностей произрастания, жизненного цикла Adonis vernalis L. являлись важнейшими задачами нашего исследования.
Материалы и методы исследований
Исследования проводились в пределах Белгородской области с второй половины апреля по первую половину мая 2013 года. Объектами исследований были выбраны 10 ценопопуляций A.vernalis L. Белгородский район:
1) участок в окрестностях поселка Таврово, расположенный на юго-западном склоне балки, с злаково-разнотравным сообществом, c доминированием Poa angustifolia (L.) Karsten, Elytrigia intermedia, Festuca pratensis Huds., Elytrigia repens;
2) плакорный участок поселка Дубового, c доминированием Poa angustifolia (L.), Thalictrum flexuosum Bernh. ex Reichenb., Bromopsis inermis (Leyss.);
3) остепненный склон балки южной экспозиции Ботанического сада НИУ БелГУ, с доминированием Poa angustifolia (L.) Karsten., Festuca pratensis Huds., Salvia nutans, Elytrígia répens. Новооскольский район:;
4) село Слоновка, склон юго-восточной экспозиции, с доминированием: A. vernalis, Festuca valesiaca, Dáctylis glomeráta L., Fragaria vesca L., Vincetoxicum hirundinaria Medik.;
5) село Богорадово, склон балки юго-западной экспозиции, лугово-разнотравное сообщество, с доминированием A.vernalis, Stipa capillata L,Viola odorata L., Achillea submilefolium, Festuca valesiaca;
6) село Богорадово, овражно-балочная система южной экспозиции с лугово-разнотравным сообществом, где доминировали A.vernalis, Stipa capillata L., Poa angustifolia (L.) Karsten, Plantago major, Stipa capillata L. Губкинский район;
7) юго-восточный склон вблизи села Веселый Хутор, в окрестностях города Губкина, с восстановленной площадью южно-русской степи, с доминированием Bromopsis inermis (Leyss.), Salvia nutans, Elytrigia repens;
8) остепненная опушка леса юго-западной экспозиции, возле урочища Дегтярное, с доминированием Festuca pratensis Huds., Galium verum, Fragaria vesca L.;
9) с. Корочка, склон юго-восточной экспозиции, с восстановленным участком степной растительности, с доминированием: Dáctylis glomeráta L., Phleum pratense L., Fragaria vesca L.;
10) остепененный склон южной экспозиции в окрестностях села Чапкино, с доминированием Phleum phleoides (L.) Karsten., Salvia nutans, Taraxacum officinale Wigg.
Для упрощения восприятия материала все популяции были пронумерованы. В дальнейшем будет указываться цифровое обозначение ценопопуляций.
В основном использовался маршрутный метод. Для изучения закладывались пробные площади размером 100 м². Онтогенетическое описание определяли по методике Заугольновой [4]. Некоторые эколого- биологические особенности описывали по Жуковой [3].
При исследовании использовалась всеобщая классификация возрастного состояния популяции: р – особи находящиеся в состоянии проростков, j – ювенильные особи, Im – имматурные особи, v – виргинильные особи, g – генеративные побеги, ss – субсенильные особи [1,2].Содержание гумуса определяли по Тюрину [7]. Содержание нитратов и определение РНс, проводили по агрохимическому практикуму [7].
Результаты исследования и их обсуждение
По результатам проведенных исследований была дана комплексная оценка жизненного состояния ценопопуляций A.vernalis L.
Большинство исследуемых ценопопуляций принадлежат к мятликово-разнотравной растительной ассосиации. Доминантами в растительном покрове являлись: Poa angustifolia (L.) Karsten., Elytrígia répens, Salvia nutans, Fragaria vesca L. Дана оценка жизненности ценопопуляции A.vernalis L. по шкале Воронцова, которая показала, что A.vernalis L. во всех исследуемых ценопопуляциях нормально цветет и плодоносит (есть особи всех возрастных групп).
Взрослые особи достигают нормальной для данного вида высоты надземной части. Только в ценопопуляциях № 1, 2, 9, 10 жизненность растений была удолетворительная, что выражается в отсутствии семенного возобновления. Возможно, это связано с тем, что присутствует близость населенного пункта, наличие автотранспорта, так как территория обладает благоприятными условиями для отдыха населения. Вполне вероятно, что осуществлялся сбор красиво цветущих растений, к которым относится A.vernalis L.
Ценопопуляция № 2. По полученным данным можно сказать, что раньше эта территория принадлежала частному владению, возможно, A.vernalis L. выращивался в культуре, так как было малое количество особей. Семенное возобновление отсутствует, так как присутствуют взрослые генеративные особи. Также было сделано геоботаническое описание ценопопуляций A.vernalis L., результаты которого представлены в табл. 1.
Ценопопуляция № 9. Растительный покров образуют: Dáctylis glomeráta L., Phleum pratense L. Данная ценопопуляция находится в стадии становления, так как присутствуют молодые генеративные особи.
Оценивая обилие особей по Друде, можно сказать, что наибольшее количество особей в ценопопуляциях № 4, 5, 6. Участие A.vernals L. в травостое составляет 75-80 %. Наименьшее 10–40 % в ценопопуляциях № 1, 2, 3, 7, 8, 10 (табл. 1).
Показатели pH в ценопопуляциях № 2, 3, 6, 7, 8, 9 определили слабощелочную реакцию почвы. В ценопопуляции № 1 слабокислая реакция почвы, что особенно благоприятно для произрастания интересуемого вида. В ценопопуляциях № 4, 5, 10 нейтральная реакция почвы. Наибольшее количество нитратов было отмечено в ценопопуляциях № 1, 4, 40,7; 26,9 мг/кг соответственно. Наибольшее содержание гумуса отмечено в почвенных образцах ценопопуляций № 1, 4 (табл. 2).
Таблица 1
Результаты геоботанического описания ценопопуляций A.vernalis L.
|
№ п/п |
Ассоциация |
Ярус (по Серебрякову) |
Обилие (по Друде) |
Фенофаза |
Проективное покрытие, % |
Индекс жизненности (по Воронцову) |
|
1 |
Мятликово-разнотравная |
С |
Sp |
цветение |
20 |
II |
|
2 |
Мятликово-разнотравная |
С |
Sp |
цветение |
10 |
II |
|
3 |
Мятликово-овсянницево-разнотравная |
С |
Sp |
цветение |
40 |
I |
|
4 |
Овсянницево-разнотравная |
С |
cop1 |
цветение |
75 |
I |
|
5 |
Овсянницево-разнотравная |
С |
cop2 |
цветение |
80 |
I |
|
6 |
Мятликово-разнотравная |
С |
cop2 |
цветение |
80 |
I |
|
7 |
Костерово-шалфеево-разнотравная |
С |
sp |
цветение |
30 |
I |
|
8 |
Подмаренниково-земляничная |
С |
Sol |
цветение |
20 |
I |
|
9 |
Землянично-разнотравная |
С |
cop1 |
цветение |
70 |
II |
|
10 |
Шалфеево-разнотравная |
С |
Sol |
цветение |
20 |
II |
Таблица 2
Результаты геохимического анализа почвенных образцов
|
№ п/п |
pHс |
N–NO3, мг/кг |
Общий гумус по Тюрину, % |
|
1 |
6,65 |
26,9 |
7,08 |
|
2 |
7,11 |
20,04 |
5,54 |
|
3 |
7,13 |
24 |
5,43 |
|
4 |
6,8 |
40,7 |
11,92 |
|
5 |
7 |
6,2 |
6,12 |
|
6 |
7,18 |
25,7 |
5,43 |
|
7 |
7,02 |
24 |
5,59 |
|
8 |
7,22 |
12 |
5,33 |
|
9 |
7,33 |
25,1 |
5,59 |
|
10 |
6,87 |
37,2 |
9,55 |
Была проведена оценка возрастной структуры ценопопуляций, которая выражается в соотношении всех онтогенетических групп. Анализ показал, что в ценопопуляциях присутствует наибольшее количество взрослых генеративных особей.
В ценопопуляции № 1, 2, 7, 8 отсутствовали ювенильные всходы, что, возможно, связано с задернованностью травянистого покрова, так–как в растительном покрове доминировали виды относящиеся к семейству (Poaceae). Обычно виды, относящиеся к данному семейству, формируют затенение и из-за высокой плотности сосредоточенности корневища препятствуют прорастанию семян A.vernalis L.
В ценопопуляциях № 3, 4,5, 6, 9, 10 высокое количество взрослых генеративных особей, что, возможно, свидетельствует об устойчивости ценопопуляций к внешним факторам окружающей среды.
Несмотря на то, что в некоторых ценопопуляциях отсутствуют проростки, популяция все равно полночленная, так как период проростков достаточно короткий, и это объясняет ограниченные способности к семенному размножению вида в связи с медленным их произрастанием. Зато присутствуют ювенильные, зрелые генеративные онтогенетические состояния. Это означает, что данная ценопопуляция прошла достаточно долгий период развития. Это говорит о ее устойчивости к стрессовым воздействиям и сформированности.
Заключение
При комплексной ценотической характеристике 10 ценопопуляций A. vernalis L. выявлено, что практически все ценопопуляции интересуемого вида в онтогенетическом составе полночленные. Преобладают взрослые генеративные особи, практически отсутствуют ювенильные всходы. В геоботаническом спектре преобладает злаковая растительность, что характерно для степных формаций. Однако это факт влияет на развитие ювенильных всходов A. vernalis L. Это связано с низкой всхожестью семян, так как этому способствует задернованность подстилающей поверхности. Обычно задернованность формируют длиннокорневищные злаки. Это одна из форм фитоценотической межвидовой конкуренция. На проростание семян A. vernalis L. влияют и биологические особенности, короткий латентный период. Однако установлено, что высота надземной части растений пропорциональна расстоянию распределения семян. Особенности химического состава почвы благоприятны для произрастания A. vernalis L.
Рецензенты:
Батлуцкая И.В., д.б.н., профессор, заведующая кафедрой биотехнологии и микробиологии биолого-химического факультета, ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород;
Корнилов А.Г., д.г.н., профессор, заведующий кафедрой географии и геоэкологии, ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород.
Работа поступила в редакцию 17.01.2014.