Особенности произрастания и состояние ценопопуляций Oxytropis spicata (Pall.) O. et B. Fedsch. на северной границе распространения (Свердловская область) | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2017. № 37. DOI: 10.17223/19988591/37/4

Особенности произрастания и состояние ценопопуляций Oxytropis spicata (Pall.) O. et B. Fedsch. на северной границе распространения (Свердловская область)

Oxytropis spicata (Pall.) O. et B. Fedsch. - горно-степной эндемик Южного Урала, едва заходящий на Средний Урал. В Свердловской области находятся самые северные местообитания вида - в настоящий момент он известен из 5 пунктов, включен в Красную книгу Свердловской области. Ранее специальных исследований состояния популяций остролодочника колосистого на Урале не проводилось. Изучены 3 ценопопуляции вида в Свердловской области, две из них расположены в лесостепной зоне, одна - в подзоне южной тайги. Выявлено, что в самых северных местонахождениях степной вид O. spicata меняет ценотическую приуроченность и встречается под пологом остепненных сосновых лесов с разреженным травяным покровом. Ценопопуляция вида, исследованная в пределах бореальной зоны, отличается от ценопопуляций лесостепной зоны низкими значениями основных демографических параметров, таких как численность, плотность, индексы виталитета и жизненности, а также контагиозным распределением особей в сообществе. На индивидуальном уровне в наиболее северном местообитании O. spicata имеет значимо меньшее число генеративных и вегетативных побегов, цветков в соцветии.

Vegetation features and cenopopulation condition of Oxytropis spicata (Pall.) O. et B. Fedsch at the northern bor.pdf Введение Редкие, эндемичные и охраняемые растения определяют специфику регионального фиторазнообразия [1, 2], их присутствие рассматривается как основа для создания особо охраняемых природных территорий [3-5]. Изучение распространения и состояния популяций, в том числе их генетического разнообразия, особенно актуально для видов, имеющих небольшое количество локальных местонахождений с низкой численностью [6, 7]. На территории Свердловской области ряд эндемичных и реликтовых видов находится на границе распространения, зачастую в отрыве от своего основного ареала, и представлен малым числом популяций [8, 9]. Oxytropis spicata (Pall.) O. et B. Fedsch. - горно-степной эндемик Южного Урала, едва заходящий на Средний Урал. В Свердловской области известен из 5 пунктов и внесен в Красную книгу [8] как уязвимый вид (II категория). Специальных исследований состояния популяций остролодочника колосистого на территории Урала не проводилось. Основные работы посвящены изучению его систематического положения, хорологии [10], морфологических и кариологических характеристик [11, 12] и семенной продуктивности с целью дальнейшей интродукции и реинтродукции [13]. Цель наших исследований - изучить ценотическую приуроченность, возрастную структуру и выявить закономерности изменений морфометри-ческих признаков в периферийных популяциях Oxytropis spicata на Урале. Материалы и методики исследования Oxytropis spicata - стержнекорневой каудексообразующий травянистый многолетний поликарпик высотой 20-40 см. Листья перистые 15-20 см длиной. Листочки продолговато-ланцетные острые, сверху скудно, снизу более обильно опушенные. Прилистники овально-ланцетные, приросшие к черешку, белоопушенные. Цветоносы 20-50 см высотой, крепкие, бороздчатые, густо опушены короткими полуоттопыренными белыми волосками. Соцветие колосовидное, узкое и длинное, плотное, при плодах не разрыхляется, состоит из 30-60 цветков. Прицветники яйцевидные или широкоовальные, в 2-3 раза короче трубки чашечки, густо опушенные. Чашечка трубчато-ко-локольчатая, длиной 5-8 мм, мохнато белоопушенная. Треугольные зубцы чашечки в 4 раза короче трубки. Цветки ярко-розовые или голубовато-розовые, при сушке становятся голубыми. Флаг длиной 15-18 мм, слегка выемчатый на верхушке. Крылья длиной 12-13 мм, выемчатые, сильно расширенные кверху. Лодочка почти равна крыльям, с остроконечием около 1 мм. Бобы широкояйцевидные, скученные, очень плотно прижатые друг к другу. Цветет в июне-июле, плодоносит в июле-августе. Опыляется насекомыми. Размножается исключительно семенами [9, 10]. 2n = 16 [11]. Остролодочник колосистый произрастает в лесостепной зоне, большая часть ареала вида расположена в пределах Республики Башкортостан и Челябинской области между 55°50' и 52°00'N [9, 14] (рис. 1). В пределах основного ареала наиболее северные местонахождения вида известны в Предуралье (Месягутовская лесостепь) и по восточному макросклону Урала (хр. Потанины Горы близ г. Кыштым) [10, 14, 15]. Восточная граница ареала вида в основном совпадает с границей Зауральского пенеплена и Западно-Сибирской равнины. Западная граница ареала проходит в Башкирском Предуралье. В Оренбургской области известны единичные местонахождения типичного O. spicata близ границы с Башкирией на южном пределе распространения вида [14, 16]. Растения, которые распространены в Среднем Поволжье и Заволжье - в Республике Татарстан, Самарской, Ульяновской и Саратовской областях, а также в западных районах Оренбургской области, ранее относили к O. spicata. Однако они существенно отличаются от уральских и выделены в особый вид - остролодочник татарский (O. tatarica Knjasev) [10, 14]. Растения из центральных районов Оренбургской области (в пределах степной зоны), промежуточные по своим признакам между O. spicata s. str. и O. tatarica, также описаны в качестве особого вида - остролодочник казацкий (O. kasakorum Knjasev) [10, 14]. Распространение видов из родства O. spicata на Урале и в Среднем Поволжье подробно изучено М.С. Князевым [10, 14]. На территории Свердловской области известны наиболее северные местонахождения вида, значительно удаленные от основного ареала: на Александровских сопках у г. Красноуфимск (лесостепная зона); по р. Реж на скалах Коровий Камень выше с. Першино, на левобережных скалах выше с. Голендухино, на правобережных скалах «Сычёвские яры» выше д. Луговая (подзона южной тайги) [8, 9, 14]. 48° 00' 54° 00' 60° 00' 48° 00' 54° 00' 60° 00' Рис. 1. Распространение трех викарирующих рас Oxytropis spicata s.l. [14]. Ценопопуляции: B - Большая, O - Остренькая, R - Режевская [Fig. 1. Distribution of three vicarious races of Oxytropis spicata s.l. [14]. Cenopopulations: B - Bol'shaya, O - Ostren'kaya, R - Rezhevskaya] Нами исследованы три местонахождения вида на территории Свердловской области: на Александровских сопках (Большая и Остренькая) и по р. Реж на скалах Коровий Камень (рис. 1). В каждом местонахождении определена ценотическая приуроченность вида, а также изучена его наиболее многочисленная ценопопуляция (ЦП). Основные экотопические и фитоце-нотические параметры местонахождений представлены в табл. 1. Для выявления экологических характеристик типичных местонахождений вида в центральной части ареала исследованы фитоценозы с его участием на горе Турпай (у с. Равилово Абзелиловского района Республики Башкортостан, 53°12'N 58°34'E). Во всех исследованных местонахождениях Oxytropis spicata редок, число фитоценозов с его участием невелико, вид не имел высокого проективного покрытия (не более 3%), играя в сообществе роль ассектатора. На Александровских сопках выявлено семь фитоценозов, включающих остролодочник колосистый, на Коровьем Камне - только один. В центральной части ареала (на горе Турпай) вид произрастает в разнотравно-злаковых и злаково-разнотравных степях с высоким участием петрофитов и доминированием Helictotrichon desertorum (Less.) Nevski, Poa transbaicalica Roshev., Stipa zalesskii Wilensky; на Александровских сопках - в составе петрофитных степных фитоценозов по каменистым вершинам и юго-западным склонам, встречаясь в основном в типчаковых и мордовниково-типчаковых степях. В своих наиболее северных местонахождениях по р. Реж остролодочник отмечен на крутых южных склонах под пологом соснового леса с разреженным травяным покровом [15]. Т а б л и ц а 1 [Table 1] Основные экотопические и фитоценотические параметры местонахождений ценопопуляций Oxytropis spicata на территории Свердловской области [Basic ecotopic and phytocenotic parameters of localities of the studied Oxytropis spicata cenopopulations in Sverdlovsk region] Параметры [Parameters] Ценопопуляции [Cenopopulations Большая [Bol'shaya] Остренькая [Ostren'kaya] Режевская [Rezhevskaya] Координаты [Coordinates] 56°43'N 57°47'E 56°43'N 57°47'E 57°25'N 61°29'E Крутизна склона, град. [Slope angle, degree] 14 16 32 Экспозиция, град. [Exposure, degree] 210 135 180 Каменистость субстрата, % [Substrate stoniness, %] 10 10 45 Увлажнение / богатство-засоленность [Humidification / Richness-salinity] 52,6 / 12,5 52,9 / 12,5 55,8 / 12,3 Проективное покрытие травяно-кустарничкового / кустарникового яруса, % / сомкнутость полога деревьев [Projective cover of grass-undershrub layer / shrub layer, % / crown density] 50 / 0 / 0 55 / 35 /0 15 / 0/ 0,5 Видовое богатство / количество видов степного и лесостепного флористического комплекса [Species richness / number of steppe and forest-steppe species in floristic complex] 41 / 29 57 / 38 30 / 12 Проективное покрытие Oxytropis spicata, % [Projective cover of Oxytropis spicata, %] 3 1

Ключевые слова

эндемик, периферийные популяции, ценотическая приуроченность, морфометрические признаки, демографические параметры, Endemic, periphery populations, coenotic confinement, morphometric features, demographic parameters

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Подгаевская Елена НиколаевнаИнститут экологии растений и животных УрО РАНканд. биол. наук, с.н.с. лаборатории биоразнообразия растительного мира и микобиотыenp@ipae.uran.ru
Золотарева Наталья ВалерьевнаИнститут экологии растений и животных УрО РАНканд. биол. наук, с.н.с. лаборатории биоразнообразия растительного мира и микобиотыnvp@ipae.uran.ru
Всего: 2

Ссылки

Casazza G., Barberis G., Minuto L. Ecological characteristics and rarity of endemic plants of the Italian Maritime Alps // Biological Conservation. 2005. Vol. 123, is. 3. PP. 361-371. doi: 10.1016/j.biocon.2004.12.005
Золотарева Н.В., Подгаевская Е.Н. Современное состояние горных степей Свердловской области // Экология. 2012. № 5. С. 331-339.
Князев М.С., Мамаев С.А., Власенко В.Э. Реликтовые сообщества и популяции петрофильных видов растений на территории северных районов Свердловской области и вопросы их охраны // Экология. 2007. № 5. С. 343-349.
Дёгтева С.В., Полетаева И.И., Пыстина Т.Н. Роль системы особо охраняемых природных территорий Республики Коми в сохранении редких видов // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2011. № 8. С. 35-41.
Олонова М.В., Чжанг Д., Бекет У. Материалы к выделению ключевых ботанических территорий Алтайской горной страны // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2013. № 1 (21). С. 59-73.
Minuto L., Grassi F., Casazza G. Ecogeographic and genetic evaluation of endemic species in the Maritime Alps: the case of Moehringia lebrunii and M. sedoides (Caryophyllaceae) // Plant Biosystems. 2006. Vol. 140, № 2. PP. 146-155. doi: 10.1080/11263500600756348
Walisch T.J., Colling G., Bodenseh M., Matthies D. Divergent selection along climatic gradients in a rare central European endemic species, Saxifraga sponhemica // Annals of Botany. 2015. Vol. 115, Issue 7. PP. 1177-1190. doi: 10.1093/aob/mcv040
Красная книга Свердловской области: животные, растения, грибы / отв. ред. Н.С. Корытин. Екатеринбург : Баско, 2008. 256 с.
Куликов П.В., Золотарёва Н.В., Подгаевская Е.Н. Эндемичные растения Урала во флоре Свердловской области. Екатеринбург : Гощицкий, 2013. 612 с.
Князев М.С. Заметки по систематике и хорологии видов рода Oxytropis (Fabaceae) на Урале. IV. Виды родства Oxytropis songorica // Ботанический журнал. 2001. Т. 86, № 4. С. 140-148.
Филиппов Е.Г., Куликов П.В., Князев М.С. Числа хромосом видов рода Oxytropis (Fabaceae) на Урале // Ботанический журнал. 1998. Т. 83, № 6. C. 138-139.
Арсланова Л.Р. Морфологическая и кариологическая изменчивость редких южноуральских видов рода Oxytropis DC. : дис.. канд. биол. наук. Уфа, 2015. 248 с.
Елизарьева О.А., Кунакасова Г.Г. Качество семян Оxytropis spicata (Fall.) (Pall.) O. et B. Fedsch. (Fabaceae) из природных популяций // Бюллетень Ботанического сада Саратовского государственного университета. 2013. № 11. С. 62-66.
Князев М.С. Бобовые (Fabaceae Lindl.) Урала : видообразование, географическое распространение, историко-экологические свиты : дис.. д-ра биол. наук. СПб., 2015. 607 с.
Куликов П.В. Конспект флоры Челябинской области (сосудистые растения). Екатеринбург ; Миасс : Геотур, 2005. 537 с.
Рябинина З.Н., Князев М.С. Определитель сосудистых растений Оренбургской области. М. : Товарищество научных изданий КМК, 2009. 758 с.
Королюк А.Ю. Экологические оптимумы растений юга Сибири // Ботанические исследования Сибири и Казахстана. 2006. № 12. С. 3-38.
Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере семейства Pinaceae на Урале). М. : Наука, 1972. 282 с.
Работнов Т.А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах // Труды Ботанического института Академии наук СССР. Сер. 3. Геоботаника. М. ; Л., 1950. Вып. 6. С. 7-204.
Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценопопуляции как функция времени и энергетических волновых процессов // Биологические науки. 1975. № 2. С. 7-33.
Ценопопуляции растений (основные понятия и структура) / отв. ред. А.А. Уранов, Т.И. Серебрякова. М. : Наука, 1976. С. 217.
Ценопопуляции растений (очерки популяционной биологии) / отв. ред. Т.И. Серебрякова, Т.Г. Соколова. М. : Наука, 1988. С. 184.
Животовский Л.А. Онтогенетические состояния, эффективная плотность и классификация популяций растений // Экология. 2001. № 1. С. 3-7.
Ишбирдин А.Р., Ишмуратова М.М. К оценке виталитета ценопопуляций Rhodiola iremelica Boriss. по размерному спектру // Фундаментальные и прикладные проблемы популяционной биологии. Учен. зап. НТГСПА : матер. VI Всероссийского популяционного семинара. Нижний Тагил, 2004. С. 80-85.
Жукова Л.А. Популяционная жизнь луговых растений. Йошкар-Ола : Ланар, 1995. 224 с.
Глотов Н.В. Об оценке параметров возрастной структуры популяций растений // Жизнь популяций в гетерогенной среде. Йошкар-Ола, 1998. С. 146-149.
Злобин Ю.А. Теория и практика оценки виталитетного состава ценопопуляций растений // Ботанический журнал. 1989. Т. 74, № 6. С. 769-781.
Злобин Ю.А. Популяционная экология растений : современное состояние, точки роста. Сумы : Университетская книга, 2009. 263 с.
Культиасов И.М. Экология растений. М. : Изд-во Московского университета, 1982. 384 с.
Подгаевская Е.Н., ЗолотареваН.В. Особенности произрастания и состояние популяций Stipa pennata L. на северной границе распространения (Свердловская область) // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2015. № 3 (31). С. 40-53. doi: 10.17223/19988591/31/4
Мартыненко В.А., Полетаева И.И., Тетерюк Б.Ю., Тетерюк Л.В. Биология и экология редких видов растений Республики Коми. Екатеринбург : УрО РАН, 2003. 183 с.
Флора северо-востока европейской части СССР. Семейства Cyperасеае -Caryophyllaeeae / ред. А.И. Толмачев. Л. : Наука. Ленингр. отделение, 1976. Т. 2. 314 с.
Горышина Т.К. Экология растений. М. : Высшая школа, 1979. 368 с.
Золотарева Н.В., Подгаевская Е.Н., Золотарев М.П. Находки редких видов высших растений в Свердловской области // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический. 2015. Т. 120, вып. 6. С. 81-83.
Баландин С.В., Ладыгин И.В. Состояние популяции узколокального уральского эндемика Astragalus kungurensis (Fabaceae) // Ботанический журнал. 2008. Т. 93, № 11. С. 1715-1724.
Молчанов А.А. Влияние леса на окружающую среду. М. : Наука, 1973. 359 с.
Рахманов В.В. Гидроклиматическая роль лесов. М. : Лесная промышленность, 1984. 240 с.
Заугольнова Л.Б., Денисова Л.В., Никитина C.B. Подходы к оценке состояния ценопопуляций растений // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический. 1993. Т. 98, вып. 5. С. 100-106.
Клименко А.А., Злобин Ю.А. Устойчивость и динамика популяций редких видов растений на охраняемых природных территориях // Успехи современной биологии. 2014. Т. 134, № 2. С. 181-191.
 Особенности произрастания и состояние ценопопуляций <i>Oxytropis spicata</i> (Pall.) O. et B. Fedsch. на северной границе распространения (Свердловская область) | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2017. №  37. DOI: 10.17223/19988591/37/4

Особенности произрастания и состояние ценопопуляций Oxytropis spicata (Pall.) O. et B. Fedsch. на северной границе распространения (Свердловская область) | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2017. № 37. DOI: 10.17223/19988591/37/4