Vaccinium myrtillus L. in Kirov region (southern taiga subzone): phytocoenotic confinement and ecological preferences
Vaccinium myrtillus L. is an important component for forming phyto-environment in boreal forest ecosystems, in which it develops various consortium connections. Being a mycorrhizal species, V. myrtillus improves nutrition and stimulates the growth of plants of all layers, supporting inter- and intra-specific connections of different layers of forest communities. In order to estimate the environment-forming role of V. myrtillus in ecosystems it is essential to acquire data on quantitative presence of the species in plant communities composition and on ecological-phytocoenotic peculiarities within its range. The aim of the study is to define phytocoenotic parameters and ecological conditions of V. myrtillus habitats within the southern taiga part of its range (Kirov region). We collected the material during the growing seasons of 2009-2015 and made 110 geobotanical descriptions according to common geobotanical methods (Methods of studies..., 2002). Ecological conditions were estimated based on species compositions in communities using 10 ecological scales by Dmitry Tsyganov (1983). The ecological discomfort index was determined for each habitat (Klimenko, 2012). Common methods of soil analyses were used for different biotopes of the studied species (Arinushkina, 1962). Hemeroby was determined by the species composition in plant communities, in which every species has individual human impact tolerance spectre (Frank and Klotz, 1990). V. myrtillus acts as a dominant or codominant of the herbaceous-shrub synfolium of boreal coniferous and mixed forest communities with 30-70% cover. It is accompanied by the following species: Vaccinium vitis-idaea L., Rubus saxatilis L., Juncus filiformis L., Calamagrostis epigeios (L.) Roth., Thelypteris palustris Schot, Melampyrum sylvaticum L., and Majanthemum bifolium (L.) F. Schmidt. The species is found on gley and gleyic podzolic soils, mostly sabulous, rarely-sandy; and on peaty-gley and sod-podzolic soils (See Table 1). Bilberry is common on high acidity soils with pH varying from 2.54 to 4.93. The concentration of organic carbon in bilberry forest litter varies from 5.71 to 69.2% (See Fig. 1). V myrtillus is a mesobiont species whose average ecologic valency coefficient reaches 55%. In the investigated coenopopulations, the species achieves 8.15 to 50.10% of its potential capabilities regarding the studied factors. V. myrtillus is a hemieurybiont by climatic factors (0.58 points). It achieves its maximum on ombroclimatic scale (44.5%). According to climatic scales, ecological conditions of the studied habitats occupy the central position of all possible. The generalized spectrum of soil scales shows the species as a mesobiont (It-0.45). This allows widening V. myrtillus soil humidity scale 1.27 point left and soil moisture variability scale 0.80 points right. On other scales, the environmental position of the studied coenopopulations are within the data given by Dmitry Tsyganov for the species (See Table 2 and Fig. 2). The discomfort index is also given to estimate habitat ecological conditions. Based on phytoindication data and according to the discomfort index, we defined that the most favorable conditions of edapho- and climatopes for V. myrtillus are formed in sphagnum phytocoenoses. The least favorable conditions were noted in bilberry pine and bilberry-pleurocarpous moss pine-spruce forest types. The study of hemeroby showed that oligo-mesohemerob species (highly sensitive to anthropogenic factors) prevail in all V. myrtillus coenopopulations, i.e. 41%. A-hemerob, a-euhemerob and polyhemerob species were not noted in any of the studied CPs (See Table 3 and Fig. 3). This proves that the species is of low resistance to anthropogenic influence and can survive moderate intensity human impact. The studied plant communities with V. myrtillus are low-hemerobic. The paper contains 3 Figures, 3 Tables and 46 References. The Authors declare no conflict of interest.
Keywords
bilberry,
coenopopulation,
ecologic valence,
phytoindication,
discomfort index,
hemerobyAuthors
Egorova Natalya Yu. | Russian Research Institute of Game Management and Fur Farming | n_chirkova@mail.ru |
Egoshina Tatiana L. | Russian Research Institute of Game Management and Fur Farming | etl@inbox.ru |
Yaroslavtsev Artem V. | Russian Research Institute of Game Management and Fur Farming | mr.artemya@gmail.com |
Всего: 3
References
Ritchie J.C. Biological flora of the British Isles: Vaccinium myrtillus L. // Journal of ecology. 1956. Vol. 42, No. 1. PR 291-299.
Hulten E., Fries M. Atlas of North European Vascular Plants, North of the Tropic of Cancer. Konigstein, 1986. Vol. 1-3. 1172 p.
Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР М. : ГУГК, 1976. 340 с.
Шабарова С.И. Ценотические особенности черники и ее роль в повышении устойчивости сосняков Полесья УССР // Дикорастущие ягодные растения СССР : тез. докл. на Всесоюз. совещ. «Изучение, заготовка и охрана лесных дикорастущих ягодников». Петрозаводск, 1980. С. 155-156.
Шубин В.И. Макромицеты лесных фитоценозов таежной зоны и их использование. Л. : Наука, 1990. 197 с.
Mallik A.U., Pellissier F. Effects of Vaccinium myrtillus on spruce regeneration: testing the notion of revolutionary significance of allelopathy // Journal of Chemical Ecology. 2000. Vol. 26. PR. 2197-2209.
Karczewski J. Znaszenie borowki czernicy (Vaccinium myrtillus L.) dla entomoceenozy lesnej // Folia foreestalia Polonic. 1962. Ser. A, Z. 9. PR 172-195.
Nestby R., Percival D., Martinussen I., Opstad N., Rohloff J. The European Bluebeerry (Vaccinium myrtillus L.) and the Potential for Cultivation. A Review // The European Journal of Plant Science and Biotechnology 5 (Special Issue 1). 2011. PR 5-16.
Нечаев В.А., Нечаев А.А. Дикорастущие ягодные растения и птицы-карпофаги в таежной зоне юга Дальнего Востока России // Сибирский экологический журнал. 2012. No. 1. С. 97-106. doi: 10.1134/S1995425512010092
Егошина Т.Л., Егорова Н.Ю., Лугинина Е.А., Оботнин С.И., Ярославцев А.В., Гудовских Ю.В., Кислицына А.В., Капустина Н.В., Сулейманова В.Н. Значение дикорастущих ягодников в питании охотничьих животных // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2017. Т. 19, No. 2-2. С. 255-260.
Государственная фармакопея СССР: Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье / МЗ СССР. 11-е изд., доп. М. : Медицина, 1990. 400 с.
Государственный реестр лекарственных средств. Официальное издание по состоянию на 1 апреля 2009 года : в 2 т. М. : Медицинский совет, 2009. Т. 1. 1359 с.
European Pharmacopoeia. 6-th Ed. Rockville : United States Pharmacopoeial Convention. Inc., 2008. PE 738-739.
Burdulis D., Ivanauskas L., Dirse V., Kazlauskas S., Razukas A. Study of diversity of anthocyanin composition in bilberry (Vaccinium myrtillus L.) fruits // Meedicina (Kaunas). 2007. Vol. 43, No. 12. PR 971-979.
Basu A., Rhone M., Lyons T.J. Berries: emerging impact on cardiovascular health // Nutrition Reviews. 2010. Vol. 14 (3). PR 168-177. doi: 10.1111/j.1753-4887. 2010. 00273
Рязанова Т.К., Куркин В.А. Новые подходы к комплексному использованию плодов и побегов черники обыкновенной // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т 14, No 5(3). С. 754-757.
Habanova M., Haban M., Kobidova R., Schwarzova Gato J. Analysis of biologically active substances in bilberry (Vaccinium myrtillus L.) in selected natural localities of Slovak republic // Journal of Central European Agriculture. 2013. Vol. 68, No. 3. PR 1210-1219. doi: 10.5513/JCEA01/14.3.1328
Kunz S. Uptake and bioavailability of antocyanins and phenolic acids from grape / blueberry juice and smoothie in vitro and in vivo // British Journal of Nutrition. 2015. Vol. 113, No. 7. PR 1044-1055. doi: 10.1017/ S0007114515000161
Rohloff J., Uleberg E., Nes A., Krogstad T., Nestby R., Martinussen I. Nutritional composition of bilberries (Vaccinium myrtillus L.) of forest fields in Norway-Effects of geographic origin, fertilization and soil properties // Journal of Applied Botany and Food Quality. 2015. Vol. 88. PR 274-287. doi: 105073/JABFQ.2015.088/040
Riihinen K., Jaakola L., Karenlampi S., Hohtola A. Organ-specific distribution of phenolic compounds in bilberry (Vaccinium myrtillus) and northblue blueberry (Vaccinium corymbosum x V. angustifolium) // Food Chemistry. 2008. Vol. 110. PR 156-160. doi: 10.1016/j.foodchem.2008.01.057
Егошина Т.Л. Недревесные растительные ресурсы и их значение для населения России // Пищевые ресурсы дикой природы и экологическая безопасность населения: материалы Междунар. конф. (16-18 ноября 2004 г.). Киров, 2004. С. 14-16.
Егошина Т.Л., Лугинина Е.А., Егорова Н.Ю., Гудовских Ю.В., Капустина Н.В., Кислицына А.В., Оботнин С.И. Динамика биологического запаса плодов черники в России в 2000-2015 гг // Современные проблемы природопользования, охотоведения и звероводства : материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 95-летию ВНИИОЗ им. проф. Б.М. Житкова (22-25 мая 2017 г.). Киров : ВНИИОЗ им. проф. Б.М. Житкова, 2017. С. 489-492.
Егошина Т.Л., Колупаева К.Г., Раус Л.К. Анализ особенностей плодоношения и ресурсов Vaccinium myrtillus (Ericaceae) в Кировской области (1961-2004) // Растительные ресурсы. 2006. Т. 42, No. 1. С. 57-66.
Мазная Е.А., Лянгузова И.В. Эколого-популяционный мониторинг ягодных кустарничков при аэротехногенном загрязнении. СПб. : BBM, 2010. 195 c.
Петров Н.В. Сравнительная оценка запасов ягод Vaccinium myrtillus и V vitis-idaea (Ericaceae) в коренных и производных типах леса среднетаежных ландшафтов Карелии // Растительные ресурсы. 2019. Т 55, No. 1. С. 23-35. doi: 10.1134/S0033994619010102
Баландина Т.П., Вахрамеева М.Г. Черника обыкновенная // Биологическая флора Московской области. М. : Изд-во МГУ, 1980. Вып. 5. С. 132-146.
Timoshok E.E. The ecology of bilberry (Vaccinium myrtillus L.) and cowberry (Vaccinium vitisidaea L.) in Western Siberia // Russian Journal of Ecology. 2000. Vol. 31, No. 1. PR. 8-13. doi: 10.1007/BF02799719
Полянская Т.А. Экологические особенности, онтогенетическая структура и продуктивность ценопопуляций Vaccinium myrtillus (Ericaceae) в национальном парке «Марий Чодра» (Республика Марий Эл) // Растительные ресурсы. 2008. Т. 44, No. 2. С. 40-49.
Егорова Н.Ю., Сулейманова В.Н., Егошина Т.Л. Экологические предпочтения некоторых доминантов травяно-кустарничкового яруса таежных фитоценозов // Сохранение лесных экосистем: проблемы и пути их решения : материалы Всерос. науч.-практ. конф. (15-19 апреля 2017 г.). Киров : Радуга-ПРЕСС, 2017. С. 218-221.
Coudun C., Gegout J.-C. Quantitative prediction of the distribution and abundance of Vaccinium myrtillus with climatic and edaphic factors // Journal of Vegetation Science. 2007. Vol. 18. PR 517-524.
Nestby R., Hykkerud A.L. Martinussen I. Review of botanical characterization, growth preferences, climatic adaptation and human health effects of Ericaceae and Empetraceae wild dwarf shrub berries in boreal, alpine and arctic areas // Journal of Berry Research. 2019. Vol. 9. PR. 515-547. doi: 10.3233/JBR-190390
Методы изучения лесных сообществ / под ред. В.Т. Ярмишко, И.В. Лянгузовой. СПб. : НИИ Химии СПбГУ, 2002. 240 с.
The Plant List (TPL). URL: http://www.theplantlist.org/ (дата обращения: 15.06.2020)
Цыганов Д.Н. Фитоиндикация режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. М. : Наука, 1983. 198 с.
Компьютерная обработка геоботанических описаний по экологическим шкалам с помощью программы EcoScaleWin : учеб. пособие / Е.В. Зубкова, Л.Г. Ханина, Т.И. Грохлина, Ю.А. Дорогова. Йошкар-Ола, 2008. 96 с.
Жукова Л.А., Дорогова Ю.А., Турмухаметова Н.В., Гаврилова М.Н., Полянская Т.А. Экологические шкалы и методы анализа экологического разнообразия растений. Йошкар-Ола : Марийск. гос. ун-т, 2010. 368 с.
Клименко Г.О. Особливості екологічних умов у місцезростаннях рідкісних видів рослин // Рослинний світ у Червоній книзі Украіни: впровадження глобально! стратегі! збереження рослин : ІІ Міжнар. наук. конф., 9-12 жовтня 2012 р. (Національний дендрологічний парк «Софіівка» НАН Украіни) : матеріали конф. Умань, 2012. С. 107-110.
Frank D. Klotz S. Biologisch-okologische Daten zur Flora der DDR. Halle ; Wittenberg : Martin-Luter-Universitat, 1990. B. 32. 167 s.
Ишбирдина Л.М., Ишбирдин А.Р. Урбанизация как фактор антропогенной эволюции флоры и растительности // Журнал общей биологии. 1992. Т 53, No. 2. С. 211-224.
Jakoviak B. Atlas roslin naczyniowych w Poznaniu. Poznan : Uniwersytet im. Adama Mickiewicza Publ., 1993. 409 p.
Ишмуратова М.М., Ишбирдин А.Р, Суюндуков И.В. Использование показателя гемеробии для оценки уязвимости некоторых видов орхидей Южного Урала и устойчивости растительных сообществ // Биологический вестник. 2003. Т 7, No. 1-2. С. 33-35.
Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М. : Изд-во МГУ, 1970. 487 с.
Классификация и диагностика почв России. Смоленск : Ойкумена, 2004. 342 с.
Егорова Н.Ю. Особенности экологических предпочтений ягодных растений сем. Vacciniaceaea Lindl. в лесных фитоценозах южной тайги // Бореальные леса: состояние, динамика, экосистемные услуги : тез. докл. Всерос. науч. конф. с междунар. участием, посвящ. 60-летию Ин-та леса Карел. науч. центра РАН (Петрозаводск, 11-15 сентября 2017 года). Петрозаводск : Карельский научный центр РАН, 2017. С. 102-104.
Чиркова Н.Ю. Оценка устойчивости сообществ с Vaccinium vitis-idaea L. к антропогенным факторам // Лесные биологически активные ресурсы : материалы третьей междунар. конф. (25-27 сентября 2007 г.). Хабаровск : ФГУ «ДальНИИЛХ», 2007. С. 116-118.
Сулейманова В.Н., Егорова Н.Ю. Пределы устойчивости к антропогенному воздействию видов эдификаторов травяно-кустарничкового яруса лесных экосистем // Устойчивое развитие территорий: теория и практика : материалы IX Всерос. науч.-практ. конф. (24-26 мая 2018 г. г. Сибай). Сибай : Сибайский информационный центр - филиал ГУП РБ Издательский дом «Республика Башкортостан», 2018. С. 267-269.