Ценопопуляционная характеристика Fritillaria ruthenica на Южном Урале

СОДЕРЖАНИЕ

          Введение ………………………………………………………………..….3

Глава I. Общая характеристика Fritillaria ruthenica Wikstr.

                      1.1. Географическое расположение …...………………………......5

            1.2. Экология и фитоценология ………………………………..…6

            1.3. Морфологическое описание, жизненная форма ……………7

            1.4. Онтогенез .………………………………………………….....9

            1.5. Охрана, значение и применение ………………………...….11

Глава II. Характеристика района исследования, объект и методы   

исследования.

                       2.1. Краткая характеристика района исследования ...……….…12

                 2.1.1. Климат ………..………………………………...…...…..14

                 2.1.2. Рельеф ………...…………………………………............17

                 2.1.3. Почвы …...….……………..……………………….….....24

                 2.1.4. Растительность …………..……………………….…......29

              2.2. Методы исследования ….……………………………...…...32

              2.3. Объект исследования …………………………………..…..34

Глава III. Характеристика ценопопуляции Fritillaria ruthenica

                        3.1. Эколого – фитоценотическая приуроченность ………...…36

              3.3. Демографические характеристики ценопопуляций ……...39

              3.2. Изменчивость морфологических признаков вегетативных     и генеративных органов…………………………………………...…..….42

                        3.4.Структура изменчивости морфологических признаков и

           генеративных органов .……………………………………………..…....45

                        3.5. Онтогенетические тактики и стратегии ……………..……48

              3.6. Показатели гемеробии для оценки уязвимости Fritillaria ruthenica, устойчивости растительных сообществ ……………….........56

          Выводы ……………………………………………………………………58

          Литература ………………………………………………………………..59

          Приложение …………………………………………………….……..….60

Введение

Род Fritillaria Wikstr. насчитывает свыше 100 видов. Виды рода Fritillaria связаны преимущественно с горными и достаточно засушливыми местообитаниями.

Дикорастущие виды рода Fritillaria относятся к редким, сокращающим свой ареал и нуждающимся в охране растениям Республики Башкортостан, распространение которых изучено недостаточно (Кучеров, Зубаиров, Галеева, 1982). Введение их в культуру как декоративных растений способствует сохранению этих биологически ценных видов (Ротов, 1972).

Дикорастущие виды рода Fritillaria представляют практическую ценность как декоративные ранневесенние растения (Глотова, 1984).

 Рябчик русский (Fritillaria ruthenica) - очаровательный цветок семейства лилейных. Это многолетнее луковичное растение, которое растет на склонах оврагов, на опушках сосновых и лиственных лесов, на меловых склонах. Но больше предпочитает рябчик русский плодородные почвы, с немаленьким содержанием гумуса. Размножается луковицами и семенами. Зацветает в мае - на нем распускаются несколько больших цветков, которые, на манер колокольчиков, свешивают свои бутоны вниз. Опыляется рябчик русский ветром. Данный нежный цветок на поверку оказывается немаленьким хитрецом - чтобы придать себе устойчивости под весом бутонов и завязавшихся плодов-коробочек, он тонкими усиками цепляется за стебли соседних растений.

Рябчик русский редок повсеместно (Кучеров, 1978). Включен в Красную книгу Республики Башкортостан (2001г), с III категории редкости – уязвимый вид.

В связи с этим, целью нашей работы является изучение некоторых характеристик ценопопуляций Fritillaria ruthenica на Южном Урале.

 

 

 

 

Исходя из цели, поставлены следующие задачи:

1. Изучить демографические характеристики: плотность, численность,

     характеристики возрастного состава;

2. Изучить экологические характеристики местообитания;

3. Исследовать индивидуальную изменчивость органов растений ;

4. Исследовать структуры изменчивости морфологических признаков,

    генеративных и вегетативных органов;

5. Изучить онтогенетические тактики и стратегии выживания Fritillaria

    ruthenica.

 

Научная новизна: В данной научной работе были исследованы новые ценопопуляции Fritillaria  ruthenica на Южном Урале Республики Башкортостан.

Практическая значимость: Вид, находящийся под угрозой исчезновения – вид, численность которого достигла критического уровня или же его места обитания претерпели столь коренные изменения, что в ближайшее время, видимо, исчезнут. Выживание таких видов возможно только при принятии срочных мер по улучшению условий их обитания. Занесен в «Красную книгу РСФСР» (1988) (категория 3 (CSR) – редкие виды) [1], в «Красную книгу РБ». Ценопопуляционные исследования редких видов является основой для их сохранения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава I. Общая характеристика Fritillaria ruthenica Wikstr.

 

1.1 Географическое распространение

      Fritillaria ruthenica встречается в Европейской части бывшего СССР: Волжско-Донской, Верхне-Днепровский, Причерноморский, Нижнее-Донской, Заволжский, Нижне-Волжский флористический район; в Западной Сибири: Верхне-Табольский флористический район: в Средней Азии: Арало-Каспийский (северная часть), Прибалхаский, Тянь-Шанский, Сыр-Дарьинский подгорный флористические районы (Флора СССР, 1935). Европейский лугово-степной вид, эндемик Европейской части СССР и Северного Казахстана (Редкие, 1983).

Рис.1.Ареал рода Fritillaria в Европе и Азии (Баранова, 1999)

       В Республике Башкортостан рябчик русский встречаются в Башкирском Предуралье (Альшеевский, Бижбулякский, Давлекановский районы), на Южном Урале (Кугарчинский, Зианчуринские районы) и в Башкирском Зауралье (Хайбуллинский, Баймакский районы). Чаще всего этот вид отмечается в западных предгорьях Южного Урала в пределах Зианчуринского района (Минина, 1999).

1.2. Экология и фитоценология

 

        Рябчик русский – лугово-степное растение. В природных местообитаниях, произрастает в разнотравных - ковыльных степях и в зарослях степных кустарников в сообществах со следующими видами: Stipa sareptana A. Beck., Hieracium virosum Pall., Artemisia latifolia hedeb., Caragana frutex (L.) C. Koch., Centaurea ruthenica ham. Galium boreale L., Festuca pseudovina hack. Ex wiesb., Poa stepposa (Kryl.) Roshev., Campanula wolgensis P. Smirm., Salvia stepposa Shost., Inula hirta L., Veronica incana L., Filipendula vulgaris Moench, Artemisia pontica L., Taraxacum officinale wigg., Falcaria vulgaris Bernch и др.(Минина, 1999).

       Рябчик русский – ксеромезофит, встречается обычно в относительно увлажненных местообитаниях: по склонам  и днищам балок и оврагов, в микропонижениях. В основном он использует атмосферную влагу, практически не получая капиллярно-поднимающуюся почвенную влагу. Это связано с тем, что его луковица с придаточными корнями находятся в самом верхнем горизонте (Голубев, 1965).

       Обычно рябчик встречается на хорошо прогреваемых, но затененных участках: опушках, под отдельно стоящими деревьями, среди зарослей степных кустарников. И.К. Пачовский (1915) относил рябчик русский даже к теневым растениям. Умеренное затенение оказывает благоприятное воздействие на рост и развитие рябчика. В лесных сообществах рябчик заметно выше, чем в степных (остепненных лугах), у него больше число зеленых листьев, и обычно больше число цветков и размеры их крупнее (Работнов, 1974,1976).

 

 

 

 

 

 

1.3. Морфологическое описание, жизненная форма

 

Морфологическое описание вида приводиться в следующих  работах: Флора СССР (1935), В.Н. Голубев (1962), П.Я. Горчаковский, Е.А. Шурова (1982).

Рябчик русский –  многолетнее травянистое растение короткой вегетации, весеннего цикла  цветения. Относиться к кистекорневым  луковичным растениям, геоэфемероид. Репродуктивный побег один 15-50 см высотой. Луковица составляет из двух мясистых чешуй, сросшихся между собой у основания. Листья слегка линейные, острые; нижние мутовчатые или супротивные, средние очередные, верхние нитевидные, сближенные по 2-3, со спирально закрученными концами. Цветков 1-5 в редкой кисти на верхушке стебля в пазухах верхних листьев. Цветоножки изогнутые. Околоцветник колокольчатый, темно красный, с более темным неясным шахматным рисунком, внутри желтоватый с зеленоватой полоской. Наружные доли околоцветника узкоовальные, внутренние – обратнояйцевидные. Нектарники неглубокие, округлоовальные, резко выдающиеся наружу в виде бугорков. Плод – крылатая шестигранная коробочка (Головкин, 1965; Декоративные …, 1985).

        Fritillaria ruthenica является геоэфемероидом с длительным периодом покоя, ранневесенним сроком пробуждения и цветения. Начало вегетации рябчиков приходится на третью декаду апреля. Заканчивается вегетация после созревания плодов в конце июня – начале июля, листья желтеют, побеги засыхают. Вегетация в генеративный период в среднем длится у рябчика русского 71-75 дней. Вегетация, находящихся в прегенеративном периоде длится меньше 38-60 дней. Фаза бутонизации наступает в начале мая. Фаза цветения начинается в конце первой декады мая и длится 10-15 дней. Плодоношение видов начинается в первой декаде июня (Клобукова - Алисова, 1960).

 

     

Рис.2. Fritillaria ruthenica в фазе цветения

 

      Довольно сильно оказывается на сезонном ритме развития видов метеорологические условия. Стремительная и теплая весна приводит к раннему наступлению отдельных фенофаз, ускоряет сроки их прохождения, сокращает длительность фенофаз увеличивается (Минина,2000).

        Виды рода Fritillaria являются гемикриптофитами, хорошо зимующими в условиях Башкирского Предуралья (Минина,2000).

 

 

 

 

1.4 Онтогенез

 

       Онтогенез Fritillaria ruthenica представлен по работе Н.Н. Мининой (2000).

Прегенераптивный  период.

Проростки. Тип прорастания семян — надземный. Всходы появляются через 12-14 дней после посева. Образуется один семядольный лист длиной 6 - 7 см, шириной 2-3 мм, являющийся единственным ассимилирующим органом в течение первого года жизни. Вегетация длится в течение 38 – 40 дней. Затем лист отмирает, в почве (на глубине 1 - 1.5 см) остается одночешуйная луковичка диаметром 2.5 мм, высотой 2.7 мм.

         Ювенильное состояние. В данное состояние растения вступают

на второй год жизни. Формируется двучешуйная луковица, с единственным

ассимилирующим наземным листом. Его  особенностью является наличие

длинного, расположенного в почве черешка, переходящего в пластинку длиной 6-7 см, шириной 6-10 мм. Диаметр луковицы 4-5 мм, высота 5-6 мм. Луковица находится в почве на глубине 2-3 см. Длительность состояния 40-50 дней.

        Имматурное состояние. В данное состояние растения вступают

на третий год жизни. Образуется ассимиляционный побег высотой 10-15 см, несущий 3-4 листа: 2 нижних обычно супротивные, 1-2 верхних —

очередные. Листья линейные с заостренной  верхушкой. В почве на глубине 3-

3.5 см находится луковица диаметром 6-7 мм, высотой 7-8 мм. Длительность имматурного состояния 33-50 дня.

         Виргинильное состояние. Растения вступают на 3-4 год жизни. Виргинилъные растения имеют один ассимиляционный побег, несущий 4-5 листьев. На каждом побеге можно выделить две формации листьев: нижние — супротивные, верхние — очередные. Луковица имеет диаметр 13 — 1.4 см, высоту 0.9 - 1 см. Длительность виргинильного состояния 30 - 60 дня.

 

 

 

Генеративный  период

         Вступают в генеративный период на 3 - 4 год развития. Генеративные растения имеют один репродуктивный побег высотой 23 - 45 см. Луковица беловатая, округлая, залегает на глубине 4-5 см. Луковица состоит из двух мясистых чешуи, сросшихся между собой у основания. От донца отходит 50-60 придаточных корней, простирающихся горизонтально или дугообразно вниз в верхнем слое почвы. Корни белые, очень нежные и ломкие, не ветвящиеся, однолетние, отмирающие в конце мая '- начале июня. Поперечник корней 0.6 - 0.8 см, глубина проникновения 14 -16 см, ширина простирания 20 см. Листья слегка стеблеобъемлющие, линейные, острые. Можно выделить 3 формации листьев: нижние мутовчатые или супротивные (в числе 2-3 шт.), средние очередные (4-5 шт.), верхние – нитевидные (2-3 шт), сближенные, спирально закрученные. Цветков 1-3 в редкой кисти на верхушке стебля. В природных условиях растения обеих популяций образуют луковицы почти равных длины и диаметра.

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5. Охрана, значение и применение

 

        Дикорастущие виды рода рябчик (Fritillaria) произрастают в умеренной зоне северного полушария. По имеющимся данным их насчитывается от 50 (Декоративные…, 1960; Справочник…, 1971) до 100 видов (Grunert, 1960; Декоративные.., 1985; Евтюхова, 1968), в культуре используется около 35 (Кудрявцева, 1976; Головкин и др., 1986). Во флоре России встречаются 13 видов (Диев, 1995). Дикорастущие виды рода Fritillaria представляют практическую ценность как декоративные ранневесенние растения (Глотова, 1984).

         Рябчик русский – ценное декоративное засухоустойчивое раннецветущее растение, его хорошо высаживать на каменистых участках. На одном месте без пересадки растет несколько лет. Его с успехом можно применять как раннецветущее растение в розариях (Кучеров, Зубаирова, 1982; Евтюхова, 1968; Справочник…, 1971;1996).

         Можно также высаживать по опушкам в парках, на рабатках, группами (Клабукова-Алисова, 1960). Рябчик быстро отцветает, поэтому его хорошо высаживать вместе с другими декоративными растениями, сменяющие его позднее по цветению (Губанов и др.,1976). Отдельные посадки проводить нецелесообразно (Кучеров, Мулдашев, Галеева, 1987; Интродукция…, 1979).

        Численность и ареал рябчика  в последние годы значительно сократились, главным образом за счет изменения или разрушения мест его обитания. Сбор рябчика как декоративного растения вызывает сокращение численности его вида (Ротов, 1974).

         Рябчик русский занесен в «Красную книгу РБ» (2001) и в «Красную книгу РСФСР» (1988). Охраняется В Башкирском государственном заповеднике, а также в некоторых памятников природы – южный берег оз.Асли-Куль в Давлекановском районе и на хребте Шайтан-тау в Хайбуллинском районе (Кучеров, Кудрянов, Масютов, 1974).