Название: Экосистемы, их оптимизация и охрана Выпуск 5 (24) - Научный журнал

Жанр: Экология

Рейтинг:

Просмотров: 1135

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 |



ЭКОЛОГО-ЦЕНОТИЧЕСКИЕ    ОСОБЕННОСТИ AMBROSIA ARTEMISIIFOLIA В УСЛОВИЯХ ПРЕДГОРНОГО КРЫМА

Жалдак С. Н.

Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского, Симферополь, galdak@ukr.net

Изучены эколого-ценотические особенности Ambrosia artemisiifolia L. в условиях Предгорного Крыма. Инвазионный вид – амброзия полыннолистная характеризуется стабильным жизненным циклом, соответствующему ритму климатических условий, прохождением всех фаз фенологического развития и высокой семенной продуктивностью.

Ключевые слова: Ambrosia artemisiifolia, ценопопуляция, относительная скорость роста, процент семенификации.

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных концепций теоретической биологии является признание принципа системной организации живой материи. Современное представление о популяции растений, как системе организмов одного вида, сформировалось благодаря разносторонним исследованиям различных биологических наук – генетики, систематики, фитоценологии и других. Все это способствовало развитию представлений о структурной и функциональной организации популяции растений. Различные аспекты ее жизнедеятельности нашли отражение в многочисленных научных работах [3, 10–12]. Однако, до сих пор остаются актуальными вопросы, рассматривающие структуру, состав, динамику и адаптационные возможности популяций растений. Особенно это касается популяций инвазионных видов растений, зона инвазии которых увеличивается от года к году [7]. Нарушая целостность местных экосистем, инвазионные виды так же наносят урон сельскому и лесному хозяйству. В настоящее время, особую опасность представляет Ambrosia artemisiifolia L. (амброзия полыннолистная), внесенная в список карантинных сорных растений Украины [5]. В промышленных областях Украины A. artemisiifolia является эдификатором ценозов всех техногенных  экотопов [9]. В степных регионах, при возделывании зерновых культур, данный вид проявляет себя как типичный эксплерент [6, 7, 9]. Размещая популяции в нижнем ярусе агрофитоценоза, A. artemisiifolia ускоряет свое развитие к моменту уборки урожая и захватывает все большие территории. Кроме того, пыльца A. artemisiifolia способна вызвать у людей тяжелое аллергическое заболевание – поллиноз (сенная лихорадка). В Крыму A. artemisiifolia впервые была обнаружена в 1954 году только на территории Симферопольского района на площади всего 0,5 га, в последнее время распространилась практически по всему Крымскому полуострову.

Грамотное и эффективное осуществление карантинных мероприятий возможно лишь на основе познания эколого-биологических особенностей растения, условий развития и существования его популяций.

© 2011 Ekosistemy, ikh Optimizatziya i Okhrana, 5: 66–70.

Published by V. I. Vernadskiy Taurida National University, Simferopol, Ukraine.

 

Цель данной работы изучить особенности морфологического строения, фенологического    развития,    динамики    роста    и    семенной    продуктивности

artemisiifolia в условиях Предгорного Крыма.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

artemisiifolia (амброзия полыннолистная) – однолетнее растение, относящееся к семейству Asteraceae, с североамериканским типом ареала [5].

Исследование проводили в окрестностях города Симферополя в течение двух вегетационных периодов A. artemisiifolia в 2009 и 2010 годах. По стандартной методике изучения растительных сообществ, были выбраны три ценопопуляции

A. artemisiifolia в которых были заложены заложены учетные площадки [3]. Проективное покрытие в среднем по ценопопуляциям составило 40–50%. В течение всего периода вегетации вида (июль–октябрь), с периодичностью раз в 2 недели на учетных площадках у растений фиксировались морфометрические параметры (высота растений (h), длина и ширина листовой пластинки), стадии фенологического развития, относительная скорость роста по высоте RGRcp.(h) и особенности формирования генеративных органов [3, 4]. Фенологические наблюдения проводили по методике Бейдеман [1].

Изучение жизненного цикла ценопопуляции невозможно без характеристики их репродуктивной биологии. Для анализа семенной продуктивности фиксировались потенциальная (ПСП), реальная семенная продуктивность (РСП) и процент семенификации (ПС) на растение по общепринятым методикам [11].

Полученные результаты обрабатывались стандартными методами математической статистики [8].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В условиях Предгорного Крыма A. artemisiifolia, развивает побеги, высота которых варьирует в диапазоне от 24,2±0,9 см до 99,5±0,3 см. Листья длиной 11,6±1,2 см, шириной 7,7±0,6 см опушенные, верхние – очередные, нижние – супротивные, дважды перисторассеченные. Цветки A. artemisiifolia раздельнополые. Тычиночные цветки с желтым околоцветником, пятизубчатые, собраны в корзинки по 5–9 шт в колосовидное соцветие. Пестичные цветки одиночные, заключены по одному в сросшуюся обертку и располагаются в пазухах верхних листьев. Ряд авторов, указывает на наличие в тычиночных цветках гинецея с неразвитой завязью [5]. В ходе нашего исследования было установлено, что во всех трех популяций

A. artemisiifolia у растений в колосовидных соцветиях помимо корзинок с мужскими цветками, образуются корзинки с обоеполыми цветками, которые по окончании срока вегетации вида  образуют семена.  После созревания в  пестичных цветках семена, располагаются внутри сросшейся обертки, длиной 4,80±0,05 мм по форме трехгранные, зеленовато-коричневые. Образующиеся семена в обоеполых цветках более мелкого размера, их длина не превышает 2,63±0,01 мм.

Согласно литературным данным всходы A. artemisiifolia в популяциях могут появляться в течение всего периода вегетации вида [2, 6, 7]. Данная закономерность

 

так же была нами зафиксирована в исследуемых ценопопуляциях A. artemisiifolia. Анализ данных по высоте особей вида на 14 день вегетации в ценопопуляциях позволил выделить 2 группы растений, достоверно (р≤0,05) отличающихся друг от друга по средним показателям этого параметра. Так, высота растений первой группы к периоду формирования генеративной сферы (первая декада сентября) в среднем составила 903,9±4,9 мм (табл. 1).

 

 

Динамика морфометрических параметров Ambrosia аrtemisiifolia

в течение периода вегетации (ценопопуляция №3)

Таблица 1

 

 Примечание к таблице:  h1 –  высота  растений  A.  artemisiifolia  (первая  когорта  всходов); h2 – высота растений A. artemisiifolia (вторая когорта всходов); RGRср.(h1) – относительная скорость роста особей первой когорты всходов; RGRср.(h2) – относительная скорость роста особей второй когорты всходов.

Высота растений второй группы в среднем составила 333,2±11,8 мм за этот же период вегетации. В ценопопуляциях достоверное (р≤0,05) различие между двумя группами растений проявилось и по длине листовой пластинки. К концу вегетации растений длина листа первой группы составила в среднем 69,3±9,1 мм, ширина– 50,2±3,1 мм. У второй группы – длина 47,1±6,0 мм, ширина 35,2±2,4 мм соответственно. Это указывает на наличие во всех исследуемых ценопопуляциях

A. artemisiifolia второй когорты всходов.

Сроки и ритм прохождения основных фенофаз достаточно четко характеризует адаптацию  растений  к  климатическим  условиям  произрастания  и  жизненность

популяции  [1].  Фенологические  исследования  в  ценопопуляциях  A. artemisiifolia

позволили выделить у растений 5 фенологических фаз развития: вегетация; бутонизация; цветение; плодоношение и отмирание. Все особи в трех популяциях

синхронно  начали  вегетацию  в  начале  июля  и  вегетативный  рост  составил  в

среднем 25–30 дней. Фаза цветения началась в начале августа и длилась около 28

дней.  Массовое  отмирание  растений  наблюдалось  после  образования  семян  во

 

второй декаде октября и продолжилось до первых чисел ноября. Общий вегетационный период A. artemisiifolia в условиях Предгорного Крыма в 2009 году составил 87–101 день и 85–99 дней в 2010 году. Однако, общий период вегетации у второй когорты всходов уменьшается до 75 дней. При поздних всходах особи в своем развитии сокращают фазу вегетативного роста в среднем на 10 дней. В фазу цветения A. artemisiifolia все особи двух когорт всходов вступили одновременно, сформировав в итоге семена. При этом растения второй когорты всходов характеризовались активным ростом, о чем свидетельствуют высокие показатели относительной скорости роста за этот период ((RGRcp.(h2)=0,362) (табл. 1). Наличие в ценопопуляциях A. artemisiifolia второй когорты всходов свидетельствует о высокой адаптивной стратегии однолетнего растения и позволяет рассматривать данный вид в качестве истинного эксплерента в условиях Предгорного Крыма. У

artemisiifolia образуется два типа семян – крупные, составляющие одну третью часть от общего количества на особь, и мелкие. В начале сезона прорастают крупные семена, которые формируют основу популяции. Более мелкие семена, обеспечивающие резервный фонд популяции, прорастают позже, по-видимому, обеспечивая существование A. artemisiifolia на данной территории, на случай гибели более ранних когорт всходов, если условия среды окажутся мало благоприятны для вида в начале июля.

Реализация репродуктивного потенциала популяции однолетнего растения контролируется в первую очередь формированием из семязачатков полноценных семян, а уже потом образованием жизнеспособных всходов [10]. Все изучаемые ценопопуляции A. artemisiifolia отличались высоким процентом семенификации (ПС=64,2%). В 2009 году потенциальная семенная продуктивность в среднем по ценопопуляциям составила 594,3±18,4 шт. на особь, показатель реальной семенной продуктивности был незначительно ниже  (РСП=371,4±10,1 шт.). Полученные данные свидетельствует об успешной адаптации вида к новым эдафо- климатическим условиям.

ВЫВОДЫ

В условиях Предгорного Крыма A. artemisiifolia является полигамным андромоноэцичным растением, которое характеризуется стабильным жизненным циклом, соответствующему ритму климатических условий и прохождением всех фаз фенологического развития;

Для ценопопуляций A. artemisiifolia характерно появление второй когорты всходов,  определяющих  высокую  адаптивную  стратегию  однолетнего  вида  в

данных условиях произрастания;

Ценопопуляции A. artemisiifolia отличаются высокой семенной продуктивностью, что является показателем высокого процента ее возобновления и

позволяет отнести этот вид по степени натурализации к эпекофитам.

Благодарности. За помощь в сборе материала при выполнении данной научной работы выражаю благодарность студентке 5 курса биологического факультета Таврического национального университета им. В. И. Вернадского А. С. Перевозниковой.

 

Список литературы

Бейдеман И. Н., Методика фенологических наблюдений при геоботанических исследованиях /

И. Н. Бейдеман – М.–Л.: Издание АН СССР, 1954. – 130 с.

Есипиенко Л. П. Роль амброзиевого листоеда  Zygogramma  suturalis  (F.)  (Coloeoptera, Chrysomelidae) в подавлении амброзии полыннолистной в приморском крае / Л. П. Есипиенко // Чтения памяти Куренцова А. И.– 1996.– Вып. 7.– С. 135–142.

Злобин Ю. А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений / Ю. А. Злобин. –

К.: Наука, 1989. – 145 с.

Карманова И. В. Математические методы изучения роста и продуктивности растений / И. В. Карманова.– М.: Наука, 1976. – 223 с.

Ковалев О. В. Расселение адвентивных растений трибы амброзиевых в Евразии и разработка

биологической борьбы с сорняками рода Ambrosia L. (Ambrosia, Asteraceae) / О. В. Ковалев //

Труды ЗИН АН СССР. – 1980. – № 7. – С. 23–27.

Косолап Н. Как обуздать амрозию / Н. Косолап // Земледелие. – 2008. – № 6. – С. 25–31.

Мар´юшкіна  В.  Я.  Оцінка  стратегії  Ambrosia  artemisiifolia  методом  статистичного  аналізу ценоклину / В. Я. Мар’юшкіна // Укр. ботан. журн. – 1987. – Т. 44, № 2. – С. 24–26.

Плохинский Н. А. Биометрия / Н.А. Плохинский.– М.: МГУ, 1970. – 368 с.

Резник  С.  Я.  Факторы,  определяющие  границы  ареалов  и  плотность  популяции  Амброзии полыннолистной Ambrosia artemisiifolia L. (Asteraceae) и амброзиевого листоеда Zygogramma

suturalis F. (Coloeoptera, Chrysomelidae) / С. Я. Резник / Вестник защиты растений. – 2009. –

Вып. 2. – С. 20–28.

Скользнева  Л.  Н.  Популяционная  экология  растений  /  Л.  Н.  Скользнева,  А.  И.  Кирик, В. А. Агафонов. – Воронеж: ВГУ, 2006. – 91 с.

Заугольнова  Л.  Б.  Ценопопуляции  растений  /  Очерки  популяционной  биологии  /  [Л.  Б.

Заугольнова, Ф. Ф. Жукова, Ф. С. Комарова, О. В. Смирнова]. – М.: Наука, 1988. – 181 с.

Harper J. L. Population biology of plants / J. L. Harper. – N. Y.: Acad. Press, 1977. – 892 p.

Жалдак С. М. Еколого-ценотичниі особливості Ambrosia artemisiifolia в умовах передгірного Криму // Екосистеми, їх оптимізація та охорона. Сімферополь: ТНУ, 2011. Вип. 5. С. 66–70.

Вивчено еколого-ценотичні особливості Ambrosia artemisiifolia L. в умовах передгірного Криму.

Інвазійний вид – Ambrosia artemisiifolia характеризується стабільним життєвим циклом, що відповідає ритму кліматичних умов та проходить усі фази фенологічного розвитку з високою насіннєвою продуктивністю.

Ключові  слова:  Ambrosia  artemisiifolia,  ценопопуляція,  відносна  швидкість  росту,  відсоток семеніфікації.

Zhaldak S. M. Ecologo-coenotic peculiarities of Ambrosia artemisiifolia in the conditions of premountain’s of the Crimea // Optimization and Protection of Ecosystems. Simferopol: TNU, 2011. Iss. 5. P. 66–70.

Eco-coenotic peculiarities of Ambrosia artemisiifolia L. in the conditions of premountain’s of Crimea were studied. In these conditions the increasing of invasive species, Ambrosia artemisiifolia, is characterized

by  stable  life-cycle,  corresponding  to  the  rhythm  of  climatic  conditions,  all  phases  of  phenological

development and high seed productivity.

Key words: Ambrosia artemisiifolia, coenopopulations, relative growth rate, the percentage of seed.

Поступила в редакцию 30.09.2011 г.

Экосистемы, их оптимизация и охрана. 2011. Вып. 5. С. 71–78.

УДК 575:581.144.2:581.133.8:582.683.2



Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 |

Оцените книгу: 1 2 3 4 5

Добавление комментария: