CC BY
46
УДК 633.31.(571).56 -191.2. ОНТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЦЕНОПОПУЛЯЦИИ МЕБ1СЛОО ЕЛЬСЛТЛ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ
© 2010 Л.Г. Атласова
Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск
Поступила в редакцию 11.05.2010
В статье представлены результаты изучения структуры ценопопуляций Medicago £а1са!а в естественных условиях обитания. При этом установлено, что изученные ценопопуляции являются нормальными, невысокие индексы восстановления и замещения показывают на затруднение процессов самоподдержания. Для Medicago £а1са!а установлена защитно-стрессовая онтогенетическая стратегия. При нарастании стресса происходит сначала усиление, затем ослабление координации развития растений.
Ключевые слова: структура, ценопопуляция, возрастная, индексы, развитие
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. Перекрестник. 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
Атласова Людмила Григорьевна, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник. E-mail: [email protected]
(Работнов, 1969; Уранов, 1975, Жукова, 1995; Злобин, 1984; Ишбирдин, Ишмуратова, 2004). Результаты исследований возрастной структуры ЦП Medicago fa1cata Ь даны в табл. 1, рис. 1, 2. Плотность особей ЦП М. Fa1cata 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 ценопопуляции Medicago fa1cata 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 М. Fa1cata 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 организмен-ных 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 1Ь Ш+У+Ц
.1 т V й 1 й 2 й 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. 1. Возрастная структура ЦП M. Falcata
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 - Ш 4 4 2 2
доля молодых особей (]+т), % 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 защитно -стрессовая 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 М. Ра1еа1а установлена защитно-стрессовая онтогенетическая стратегия. При нарастании стресса сначала происходит усиление, а затем ослабление координации развития растений.
0,88 0,90 0,92 0,94 0,96 0,98 1,00 1,02 1,04 1,06 1,08 1,10 IVC
Рис. 4. Тренд онтогенетической стратегии ЦП М. Ра1са1а:
по си абсцисс - индекс виталитета ЦП 1УС, по оси ординат - морфологическая целостность (коэффициент детерминации Я2)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Жукова, Л.А. Популяционная жизнь луговых растений. - Йошкар-Ола, 1995. - 223 с.
2. Злобин, Ю.А. Ценопопуляционный анализ в фитоценологии. - Владивосток, 1984б. - 60 с.
3. Ишбирдин, А.Р. Адаптивный морфогенез и эко-лого-ценотические стратегии выживания травянистых растений / А.Р. Ишбирдин, М.М. Ишму-ратова // Методы популяционной биологии. Сборник материаллов VII Всеросс. Популяцион-ного семинара. - Сыктывкар, 2004. - Ч. 2. - С. 113-120.
4. Работнов, Т.А. Некоторые вопросы изучения ценотических популяций // Бюлл. МОИП. Отд. Биол. - 1969. - Т. 74, №1. - 141-149.
5. Уранов, А.А. Возрастной спектр фитоценопопу-ляций как функции времени и энергетических волновых процессов // Биологические науки. -1975. - №2. - С. 7-34.
ONTOGENETIC STRUCTURE OF COENOPOPULATION MEDICAGO FALCATA IN CONDITIONS OF CENTRAL YAKUTIA
© 2010 L.G. Atlasova Institute of Biological Problems of Cryolithozone SB RAS, Yakutsk
In article results of studying the structure of coenopopulations Medicago falcatа in natural conditions of inga-bitance are presented. Thus it is established, that studied coenopopulations are normal, low indexes of restoration and replacement show on difficulty of self-maintenance processes. For Medicago falcatа protectively-stressful ontogenetical strategy is established. At increase of stress there is all over again a magnification, then attenuation of development of plants coordination.
Key words: structure, coenopopulation, age, indexes, development
Lyudmila Atlasova, Candidate of Agriculture, Research Fellow. E-mail: [email protected]
