CC BY
71
Лесина С.А., Коротеева Е.В.
Ильменский государственный заповедник УрО РАН Е-mail: [email protected], [email protected]
ОНТОГЕНЕЗ И ЭКОЛОГИЯ ПРОИЗРАСТАНИЯ SCORZONERA GLABRA
В ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ
Даны экологические особенности, биометрические показатели и характеристики онтогенетических состояний редкого вида Scorzonera glabra Rupr., произрастающего в Челябинской области. Ключевые слова: редкий вид, Scorzonera glabra Rupr., онтогенез, экология произрастания.
Интенсивное воздействие человека на растительных покров нередко вызывает сокращение и раздробление ареалов ранее более или менее широко распространенных видов растений. Наиболее уязвимыми являются реликтовые виды растений. Важным аспектом в решении проблемы сохранения биоразнообразия становится изучение, оценка состояния и охрана изолированных популяций редких видов.
Scorzonera glabra Rupr. (5. ruprechtiana Lipsch. et Krasch.) - козелец гладкий, семейство Asteraceae, редкий вид, плестоценовый реликт, занесенный почти во все Красные книги Урала. Распространен от р. Иляч на Севере (Республика Коми) до хребтов Крака и Крыкты на юге (республика Башкортостан) [1, 2, 3]. В Челябинской области распространен главным образом по восточному склону Южного Урала в окрестностях гг. Кыштым, Карабаш, Миасс (Вишневые и Потанины Горы, горы Его-зинская и Сугомак, хр. Ильменский и др.), на юге достигает верхнего течения р. Уй (п. Пичугинс-кий). Редкие местонахождения отмечены в западных районах области (хр. Бакты (Катав-Ивановс-кий р-н); п. Покосный Ашинского р-на. Помимо Урала встречается на северо-востоке Русской равнины (в бассейнах рек Сев. Двина, Онега, Мезень и др.), в южных районах Восточной Сибири, в Северной Монголии и Северном Китае.
Произрастает в горных каменистых степях, на скалистых остепненных склонах, в каменистых сосновых борах, преимущественно на основных и ультраосновных породах. На Среднем и Северном Урале произрастает также на известняковых скалах по берегам рек и в каменистых горных тундрах, но на Южном Урале в подобных местообитаниях не встречается [1, 2, 3].
Материал и методика
Работы проведены в 2007-2011 г. в импактной зоне Карабашского медеплавильного комбината (КМК) и вне зоны техногенного воздействия (Ильменский заповедник и сопредельные территории). Рельеф района исследований представлен низкогорным и предгорным типами ландшафта. Климат прохладный и избыточно-влажный. Среднегодовое
количество осадков - 440 мм; влажность воздуха колеблется в пределах от 64 до 84%.
В основу работы положен метод маршрутных учетов и флористических описаний пробных площадей. Ценопопуляционные исследования выполнены с использованием стандартных методов [4]. Изучение морфологии наземных и подземных органов на всех этапах онтогенеза проводилось в полевых условиях и на гербарном материале. При характеристике онтогенетических стадий развития козельца гладкого выделяли: семя - проростки - ювенильные
- имматурные - взрослые вегетативные - генеративные - сенильные растения. Для описания каждого состояния использовалось не менее 10 особей.
Результаты и обсуждения
Произрастает S. glabra на вершине гор и на сухих, каменистых склонах южной экспозиции (N 55.33074°, E 060.19627°), в сообществе полынноразнотравной степи, где встречается с обилием sol. В сообществе доминируют Artemisia frigida, Alyssum obovatum, Centauea sibirica - cop1. Остальные виды имеют меньшее обилие: sp. - Artemisia commutata, Echinops ruthenicus, Festuca valesiaca, Helictotrichon desertorum, Seseli ledebourii, sol. -Allium rubens, Calamagrostis epigeios, Campanula sibirica, Elytrigia lolioides, Galium verum, Sanguisorba officinalis, Silene repens, Stipa pennata, Thalictrum foetidum, T. minus, Thesium arvense, Veronica spicata. Плотность ценопопуляции составляет 12.4 особей на м2. В данной ценопопуляции преобладают сенильные растения (78%), доля генеративных особей невысокая (20%), прегенеративных - 2%.
S. glabra местами заходит под полог сосноволиственничного редколесья (проективное покрытие древесного яруса 50%) в середине и в верхней трети склона южной экспозиции (Ильменский заповедник, N 55о 08.191’, E 060о13.968’), где встречается с обилием sol. В травянно-кустарничковом ярусе доминируют: Calamagrostis epigeios, Carex digitata-cop1. С меньшим обилием встречаются: Artemisia frigida, A. commutata, A. sericea, Brachypodium pinnatum, Helictotrichon desertorum, Galium verum, Polygonatum odoratum, Seseli ledebourii, Vincetoxicum
albowianum - sp., Centauea sibirica, Galium boreale, Inula aspera, Lupinaster pentaphylus, Sanguisorba officinalis, Silene repens, Thalictrumfoetidum, T. minus, Vaccinium vitis-idaea, Viscaria viscosa, Veronica spicata
- sol. В этом сообществе S. glabra образует местами скопления, с плотностью до 21 растения на м2. В цено-популяции преобладают вегетативно-разросшиеся виргинильные растения, доля генеративных растений 8%, ювенильных и имматурных - не более 1-2%.
В импактной зоне КМК на верхних двух третях хребта (чаще юго-западной экспозиции (N 55.48052°, E 060.24397; N 55.47657°, E 060.24066о), формируются монодоминантные или олигодоминантные не сомкнутые сообщества и растительные группировки с участием Scorzonera glabra (проективное покрытие - 2-6%). Группировки образованы травянистыми растениями (Carex supina, Cirsium setosum, Chamaenerion angustifolium, Eremogone micradenia, Euphorbia virgata, Helictotrichon desertorum, Lactuca tatarica, Sanguisorba officinalis, Scorzoneraglabra, Seseli libanotis, Silene repens, Sonchus arvensis) или с участием древесных и кустарниковых видов (Betula pendula, Salix cinerea, Calamagrostis epigeios, Eremogone micradenia, Elytrigia lolioides, E. repens, Sanguisorba officinalis, Scorzonera glabra, Silene repens). Плотность ценопопуляции составляет 14 особей на м2. В данной ценопопуляции преобладают сенильные (40%) и генеративные (54%) растения, доля прегенеративных растений не превышает 6%.
Онтогенез
S. glabra - стержнекорневой каудексообразу-ющий травянистый многолетник, ксеромезофит. Размножается семенами. В течение жизненного цикла каждая особь козельца постепенно проходит все стадии развития от протокорма до генеративного растения (рис. 1).
Латентный период. Плод у S. glabra, как у всех представителей сем. Compositae - семянка. Семянки продолговатые, ребристые, бежевые, крупные (до 2±0,24 см в длину, и 0,2±0,1 см в ширину), со светлым хохолком.
Прорастание и появление проростков (pl) в ценопопуляциях чаще происходит в начале вегетационного сезона (конец мая, начало июня). На начальном этапе формирования особи, проростки имеют семядольные листья 0,3 см длиной и 0,15 см шириной, они рано высыхают и отмирают. Растение в этом состоянии - стержнекорневое, од-нопобеговое.
Ювенильныерастения (j) - стержнекорневые, однопобеговые, небольшие, 2,3±0,1 см высотой. Листовая пластинка ланцетной формы. Главный корень тонкий, его диаметр 0,2±0,1 см. В этом возрастном состоянии и в последующих прегене-ративном и постгенеративном, высота особи определяется размером самого длинного листа, занимающего вертикальное положение.
Имматурныерастения (im) - стержнекорневые, однопобеговые, небольшие. Главный побег представлен 1 листом длиной 6,2±0,2 см и шириной 0,4±0,1 см. Нарастание побега моноподиаль-ное, начинает формироваться каудекс. Диаметр главного корня 0,4±0,2 см.
Виргинильные растения (v) - стержнекорневые, двухпобеговые. На этой стадии особи имеют 2 вегетативных, розеточных побега. Листья ланцетные длиной 14,2±1,2 см, шириной 2,4±0,3 см. Диаметр главного корня 0,6±0,1 см. Продолжается формирование новых осей каудекса.
Генеративные растения (g) достигают набольшего развития и имеет многоглавый каудекс, с диаметром каудикул 2,8±0,6 см. На каждой кау-дикуле сохраняются остатки листьев и генератив-
Возрастные стадии: р1 - проростки , ] - ювенильные, т - имматурные, V - виргинильные, g - генеративные, 8* - сенильные растения (партикула)
Рисунок 1. Онтогенез Scorzonera glabra
Проблемы экологии Южного Урала
и отмерших побегов. В ценопопуляциях вида преобладают генеративные и сенильные растения из-за большой продолжительности этих стадий в онтогенезе. Молодые растения в ценопопуляциях встречаются очень редко, несмотря на хорошее семенное возобновление.
В импактной зоне КМК S.glabra формирует моно-доминантные сообщества, при отсутствии техногенных нагрузок проективное покрытие вида в сообществе незначительное. В окрестностях КМК в ценопопуляциях козельца гладкого преобладают генеративные растения, доля пре-генеративных растений в несколько раз больше, чем в типичных местообитаниях. Все это свидетельствует о том, что данный вид, несмотря на свою реликтовую природу, имеет высокие адаптивные возможности, позволяющие ему успешно произрастать в условиях техногенно-нарушенных местообитаний.
15.12.2011
Список литературы:
1. Красная книга Челябинской области: Животные, растения, грибы. - Екатеринбург: изд-во Урал. гос. ун-та, 2005. - 450 с.
2. Красная книга Республики Коми. - Сыктывкар: изд-во ООО «Коми республик. Типография», 2009. - 791 с.
3. Красная книга Среднего Урала (Свердловская и Пермская области). - Екатеринбург: изд-во Урал. гос. ун-та, 1996. - 279 с.
4. Ценопопуляция растений (основные понятия и структура). - М.: Наука, 1976. - 216 с.
Сведения об авторах:
Лесина Светлана Адамовна, инженер Ильменского государственного заповедника УрО РАН, биологический отдел, е-mail: [email protected] Коротеева Елена Викторовна, научный сотрудник Ильменского государственного заповедника УрО РАН, биологический отдел, кандидат биологических наук, е-mail: [email protected] 456317 г. Миасс, Челябинская обл. Ильменский заповедник, тел. (3513) 590312
Работа выполнена при поддержке Программы Президиума РАН № 4, 09-П-5-1015 «Тренды изменения растительного покрова Южного Урала под воздействием природных и антропогенных факторов: системный фитомониторинг»
UDC 581.412+58.01+470.55 Lesina S.A., Koroteeva E.V.
THE ONTOGENETIC AND THE ECOLOGICAL SCORZONERA GLABRA IN THELYABINSK STATE
Ecological and biometrical parameters, figures and characteristics of the ontogenetic are given for rare species Scorzonera glabra Rupr., growing in Chelyabinsk state.
Key words: rare species, Scorzonera glabra Rupr., the ontogenetic, the ecological
Bibliography:
1. The red book of the Chelyabinsk area: Animals, plants, mushrooms. - Ekaterinburg: Ural. State Un., 2005. - 450 pp.
2. The red book of Republic Komi. - Syktyvkar: Open Company publishing house «Komi of republics. Printing house», 2009. -791 pp.
3. The red book of Average Ural Mountains (Sverdlovsk and Perm areas). - Ekaterinburg: Ural. State Un., 1996. - 279 pp.
4. Cenopopulation plants (the basic concepts and structure). - М: Nauka, 1976. - 216 pp.
ных побегов прошлых лет, а также формируются розеточные вегетативные побеги с листьями взрослого типа (длиной 15,6±0,8 см, шириной 2,5±0,4 см) и один генеративный побег высотой до 30 см. Главный корень достигает наибольшей толщины до 3,2±0,3 см, его длина превышает 1,5 м.
Сенильные растения (s) не имеют генеративных побегов. Они образуют 2-4 побега, с малочисленными ланцетными листьями (2-4) имматурно-го-виргинильного типа (длина листа 12,4±1,3 см, ширина 2,3±0,4 см). Каудекс многоглавый, с многочисленными остатками отмерших листьев, диаметр каудикул 4,5±0,9 см. Частично главный корень разрушается. В данной стадии наблюдается частичная старческая партикуляция.
Определение возрастных стадий у S. glabra возможно по морфологическим признакам надземного побега. Основным признаком служит число и диаметр каудикул и количество живых
