Тема: «Популяционная структура I. humilis в Окинском районе (Восточный Саян)»

X Республиканская открытая олимпиада

«Созвездие» научно-исследовательских и учебно-исследовательских проектов детей и молодежи по проблемам защиты окружающей среды

«Человек – Земля - Космос»

/Программа «Одаренные дети»/

Направление «Флора и фауна»

Тема: «Популяционная структура I. humilis в Окинском районе (Восточный Саян)»

c. Орлик

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Материалы и методы 4

2/ Общая характеристика Irishumilis………………………………………5

1. Практическая часть 7

   1. Фитоценотическая приуроченность Irishumilis

   2. Популяционная структура Irishumilis

Заключение 12

Литература 13

Введение

В настоящее время популяционные исследования становятся незаменимыми при решении практических задач охраны редких и хозяйственно значимых видов растений, а также при рациональном использовании и восстановлении естественных и создании искусственных сообществ. Именно знание биологии видов и структуры их популяции является основой, с помощью которой можно прогнозировать как дальнейшее развитие популяции, так и реакцию растений на неблагоприятные воздействия среды обитания.

Наши исследования посвящены IrishumilisGeorgi(I. humilis)– вид рода IrisL., который достаточно широко распространен в Восточной и Западной Сибири. Но при этом данный вид занесен в Красные книги Омской и Тюменской областей как редкий, встречающийся в немногих местах. Многие популяции находятся под защитой 7 заповедников (Азас, Байкало-Ленский, Байкальский, Баргузинский, Сохондинский, Убсунурский, Стрижамент).

Кроме того имеются лишь отрывочные сведения об онтогенезе I. humilis, которые не дают полного представления об особенностях развития данного вида. Исследований по эколого-ценотической приуроченности и структуры ценопопуляций вида в естественных условиях высокогорья Восточных Саян ранее не проводилось.

I МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Ценопопуляционое изучение I. humilis проводилось в Восточных Саянах, Окинского района, местность Синцын Тала, левобережье р. Синца с 12 по 17 июня 2012г. Для выявления фитоценотической приуроченности проводились стандартные геоботанические описания, для этого закладывались площадки размером 10 м². Учет обилия видов на площадках проводился с использованием шкалы Браун – Бланке.

Нами были изучены следующие сообщества с участиемI. humilis:

- Плотнодерновинная злаковая ирисовая степь.

- Овсецово-ирисовая степь

- Злаково-ирисовая степь

- Осоково-ирисовая петрофитная степь

-Полыннохолодная - ирисовая степь

Цель: изучить популяционную структуру I. humilisв Окинском районе

Задачи:

1. Дать характеристику I. humilis

2. Выявить фитоценотическую приуроченность

3. Изучить популяционную структуру

IIОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА IRISHUMILIS

Отдел Покрытосеменные

Порядок Однодольные

Семейство Ирисовые

Род Ирис

ПодродIris

Секция Psammiris

Серия humilis

Вид Ihumilis

Ирис низкий относится к секции Псаммирис (Psammiris), которая обязана своим названием греческому слову psammos - песчаный. Помимо Irishumilis в секцию входят Ирис Блудова (I.bloudowii) и Ирис Потанина (I.potaninii). Эти короткостебельные карликовые ирисы могут быть использованы для гибридизации с целью придания карликовым бородатым ирисам высокой холодостойкости. Хороши они и для альпийских горок.

I. humilis- многолетнее корневищное растение Стебли листьев 5-20 см выс.Прикорневые листья 5-30 см дл,3-10 мм шир., сизовато-зеленые,при основании одеты немногочисленными отмершими буроватыми влагалищами, расщепленными на грубые волокна и бахромки. Листочки обверток 2-4 см дл,продолговатые,притупленные,разные цветоножками с завязью и трубкой; при плодах становятся пергаментовидными до половины или выше закрывают коробочку.Цветки обычно в числе 2,светло-желтые.Трубки околоцветников в1.5-2 раза короче отгибов. Наружные листочки околоцветников ок. 4см дл,1,5-2 см шир, пластинки их обратнояйцевидные,постепенно суженные в ноготок,на верхушке закругленные. Коробочки 3-5 см дл, эллиптические,к обоим концам заостренные 2n=28

Произрастают по степным,нередко каменистым склонам, в борах, на лесных полянах и прибрежных лугах (Флора Сибири, 1987

Евразиатский вид. Встречается в Западной и Восточной Сибирь, Европе, на юге советского Дальнего Востока, Монголии, Северо - Западном Китае и Японии(Флора Центральной Сибири, 1979). Один из самых холодостойких бородатых ирисов, дальше других заходит на север Сибири. Редкий вид.)

Рис.1 Ареал Iris humilis

Физико-географическое месторасположение района исследования

Окинский район – самый западный район Республики Бурятия, расположен в предгорьях Восточных Саян, на юге-востоке граничит с Монголией; на севере и северо-востоке – с Иркутской областью; на юге – с Тункинским районом; на западе – с Республикой Тыва. Район является одним из самых отдалённых районов республики (расстояние до г. Улан-Удэ – 800 км) и занимает центральное плоскогорье Восточных Саян. Основная населённая часть занята плоскогорьем, которая с юга и севера ограничена 4 горами Восточных Саян.

Удаленность от океанов, и большая абсолютная высота местности над уровнем моря, обуславливают резко континентальный климат Восточного Саяна, типичный для высокогорных районов. (Жуков, 1965).

Общей характерной чертой климата района является его суровость, по сравнению с равнинным или низкогорным рельефом, находящимися на одной широте. Районы с подобной среднегодовой температурой встречаются (следуя по меридиану) лишь в 700-800 км севернее. Естественно, что в районе почти повсеместно распространенна многолетняя мерзлота (Помус и др., 1965).

Для Окинского района, характерна суровая малоснежная зима (средняя температура января – 27,1) и тёплое облачное лето (средняя температура июля + 13,8. Среднегодовая температура – 5,6.

По площади (26926 кв.км.) Окинский район – один из крупнейших районов республики, что составляет 8% от территории Бурятии. Природно-географическая специфика и суровые климатические условия повлияли на заселение и расселённость района, где самая низкая плотность населения (6 человек на 1 кв.км.), что в 5-6 раз меньше, чем в среднем по Бурятии. Из-за отдаленности в районе незначительно влияние мигрантов и миграционных последствий. Район приравнен к районам Крайнего Севера, с плохой внутрирайонной дорожной структурой, с труднодоступными участками с радиусом обслуживания 180-200 км.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

а) Фитоценотическая приуроченность IrishumilisGeorgi

I. humilis был описан И. Георги (Georgi, 1775) из Прибайкалья и соответствует описанному из Забайкалья I. flavissimaPall., что впервые установил Е.Г. Бобров (1960), В.И. Грубов (1970:33).(Алексеева, 2007)

Ценопопуляционое изучение I. humilis проводилось в Окинском районе, местность Синцын Тала, левобережье р. Синца с 12 по 17 июня 2012г.

Рис.2

Для выявления фитоценотической приуроченности проводились стандартные геоботанические описания, для этого закладывались площадки размером 10 м². Учет обилия видов на площадках проводился с использованием шкалы Браун – Бланке.

Нами были изучены следующие сообщества с участиемI. humilis:

- Плотнодерновинная злаковая ирисовая степь.

- Овсецово-ирисовая степь

- Злаково-ирисовая степь

- Осоково-ирисовая петрофитная степь

-Полыннохолодная - ирисовая степь

Флористический состав ценопопуляцииIrishumilis,

Как видно из таблицы во всех изученных сообществах I. humilisявляется доминантом с обилием 4-5 баллов по шкале Браун - Бланке. Видами, определяющими сообщество №1 являютсяAvenulaschelliana, Agrostis и Achnatherumsibiricum, для овсецово-ирисового сообщества, так же является Avenulaschelliana. Carexpediformisпроизрастает во всех сообществах, но наиболее обильна в сообществе №4. Artemisiafrigidaтак же произрастает во всех сообществах и является видом – эдификатором только доя сообщества №4.

Как видно из таблицы №1, сообщества с участием I.humilis обладают бедным видовым разнообразием, максимальное количество видов составляет 15 в овсецово-ирисовом и злаково-ирисовом сообществах. Это, возможно, объясняется неблагоприятными условиями обитания: низким атмосферным увлажнением, расположением на южных щебнистых склонах, регулярным выпасом скота. При этом проективное покрытие для всех описанных сообществах составляет 40-50%

К видам-доминантам и эдификаторам, определяющим возможность произрастания ириса низкого в данных популяциях относятся Avenulaschelliana, Agrostis и Achnatherumsibiricum, Artemisiafrigidа, Artemisiacommutata, Achnatherumsibiricum.

Сходные экологические требования к условиям местообитания приводят к тому, что вместе с I.humilis произрастают Potentillaacaulis, Pulsatillaturchaninovii, Bupleurumscorzonerifolium, EremogoneMeyer,которые встречаются во всех ценопопуляциях.

Таким образом, в условиях высокогорья Восточных Саян I.humilisявляется одним из видов – доминантов,произрастающим в степях совместно с видами злак и полыней.

б) ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРАIRISHUMILISL

Изучение популяционной структуры ценопопуляций (ЦП) ирисов проводилось по общепринятым методам Уранова А.А. (1978), Л.Б. Заугольновой (1988), Злобина (1989). Для изучения определения онтогенетических состояний закладывалась площадки 1м² на каждый тритий шаг. На которых проводился подсчет особей всех возрастов. Для определения возрастных состояний использовались работы Работнова (1960), Заугольновой Л.Б, Безделевой Т.А. (2010). При изучении возрастного состава в качестве счетной единицы использовался парциальный куст.

Популяционная структураI. humilisизучалась в трехпопуляциях, характеристика которых приводится ниже.

ЦП 1 располагается в плотнодерновинной злаковой степи. Местность Синцын Тала, левобережье р. Синца, склон южной экспозиции с крутизной 5º. Популяция неполночленная, где наибольший процент приходится на виргинильные особи (55,5%), далее следуют молодые генеративные особи (26,7%), имматурные( 18,5%) и проростки (12,3%), менее 5 % насчитывается особей среднего и старого генеративного состояния.(Приложение 1)

ЦП 2 находится овсецово - ирисовой степи. Там же,на равнинной части между западинами. ЦП полночленная, характеризуется значительным количеством виргинильных особей (55,3%). Количество молодых генеративных особей составило 20%, остальные возрастные группы представлены незначительно и не превышают 10%.

ЦП 3 располагалась в злаково-ирисовой степи на склоне южной экспозиции пойменной террасы р. Сенца, крутизна склона 10 º, каменистость 10-20%. Ценопопуляция также неполночленная, отличается достаточно большим количеством виргинильных (36,9%) и молодых генеративных особей (35.3%).

Все изученные ценопопуляции (ЦП) ириса низкого являются нормальными. ЦП 2 является полночленной поскольку в ней присутствуют все возрастные состояния, в ЦП 1 и ЦП 3 отсутствуют особи имматурного, субсенильного, сенильного возрастных состояний. Онтогенетические спектры изученных ценопопуляций имеют левосторонний характер, что связано с преобладанием в них особей виргинильных и молодых генеративных состояний. Значительное преобладание виргнильных особей во всех сообществах, возможно, объяснить особенностями онтогенеза вида. Поскольку для ирисов характерно возобновление за счет вегетативного размножения, то происходит распадение материнской особи на отдельные части, дающие начало новым особям.

Незначительное же количество проростков и имматурных растений связано с низким процентом завязывания семян, что характерно для большинства видов ирисов, т.к. преимущественно ирисы размножаются с помощью корневищ, нежели чем семенами. (Алексеева,2003)

Заключение

Как показали наши исследования I. humilisв условиях Восточного Саяна является одним из видов, слагающих высокогорные степи наряду с видами злаков (Avenulaschelliana, Agrostis и Achnatherumsibiricum) и полыней (Artemisiafrigidа, Artemisiacommutata).

Изучение популяционной структуры показало, что популяции I. humilisнормальные как полночленные (ЦП 2), так и неполночленные (ЦП1, 3) с левосторонним онтогенетическим спектром. Левосторонний характер спектра, при котором значительная часть приходится на особи виргинального состояния, значительная часть которых увеличивается за счет вегетативного размножения.

Литература

1. Алексеева Н.Б. Охрана видов рода Iris(Iridaceae) на территории России / В.М. Доронькин // Бот журнал. – 2003. – Т.88. - №12. - С 109-118

2. Алексеева Н.Б.. Критические заметки о некоторых видах рода Iris(Iridaceae) в Сибири и на Дальнем Востоке России / Н.Б. Алексеева, Л.НМиронова // Бот.журн., 2007. – Т. 92, № 6.

3. Безделева Т.А Особенности структурной организации некоторых видов рода Iris. / Т.А. Безделева, Л.Н Миронова, Р.ВДудкин // Электронный журнал Ботанического сада-института ДВО РАН. – 2010. – вып. №5. - C.21-25.

4. Заугольнова Л.Б. Типы возрастных спектров нормальных ценопопуляций растений // Ценопопуляции растений (основные понятия и структура). М.: Наука, 1976. С. 14–44.

5. Заугольнова Л.Б. Ценопопуляции растений (очерки популяционной биологии) / Л.Б. Заугольнова, А.А. Жукова, А.С. Комарова и др. – М: Наука, 1988 – 183с

6. Злобин Ю.А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений: учебно - методическое пособие./ Ю.А. Злобин. – Казань: Издательство Казанского университета, 1989. – 146с

7. Определитель растений Бурятии / Аненхонов О.А., Пыхалова Т.Д., Осипов К.И и др. – Улан – Удэ, 2001 – 672с

8. Флора Сибири. Araceae - Orchidaceae.Т4 / Сост. Н.В. Власов, Доронькин В. М, Золотухин Н.М. и пр. – Новосибирск: Наука, 1987. -216с

9. Флора Сибири. Araceae - Orchidaceae.Т4 / Сост. Н.В. Власов, Доронькин В. М, Золотухин Н.М. и пр. – Новосибирск: Наука, 1987. -216с

10. Флора Центральной Сибири / под ред. Л.И. Малышева, Г. А. Пешковой. – Новосибирск: Наука, 1979. – в 2х

В
озрастной состав ценопопуляций I. hmilis

18