Ценопопуляционная характеристика Fritillaria ruthenica на Южном Урале

Примечание:  Экологическая характеристика местообитаний Fritillaria ruthenica проведена с использованием экологических шкал Раменского.

  

      Исследования показали, что все изученные ценопопуляции Fritillaria ruthenica произрастают в условиях сухих и свежих лугов и лесов (53-63 ступень по шкале Раменского). По фактору богатства и засоленности почвы, ЦП 1, 2, 3, 4 произрастают на довольно богатых почвах (10 ступень шкалы), лишь ЦП 5 - на небогатых (мезотрофных) почвах (8-10 ступень шкалы). Реакция почвы в пределах от слабо кислой до нейтральной: рН=6,0-7,5. Почвы луговые, лесостепные, суглинки, выщелоченные черноземы. Местообитания ЦП 4 подвержены влиянию умеренного и слабого выпаса (3 и 5 ступени).

Таблица 2

Экологические условия местообитаний ЦП Fritillaria ruthenica Wikstr

ЦП, №	Освещенность	Температура	Увлажнение	Реакция почвы	Богатство почвы
1	6,8	5,7	4,0	6,5	4,1
2	7,1	6,3	3,7	5,8	4,8
3	7,0	6,3	3,7	5,4	4,1
4	7,2	5,8	4,4	7,3	3,6
5	7,0	5,7	4,9	7,0	5,2

Примечание:  Экологическая характеристика местообитаний Fritillaria ruthenica проведена с использованием экологических шкал Элленберга.

 

      Оценка условий местообитания также проведена (табл.2) по составу видов в сообществах с использованием экологических шкал Элленберга (Ellenberg, 1979).

       Изучение экологических характеристик Fritillaria ruthenica на Южном Урале показало, что ЦП характеризуются довольно широкой экологической амплитудой: произрастают в условиях от полутени до полусвета (6,8 – 7,2), являются индикаторами умеренного тепла (5,7 – 6,3). Встречаются на сухих местообитаний и свежих почв (3,7 – 4,9), при реакции среды от умеренно кислых почв (5,4 – 7,3). Почвы являются умеренно богатыми (4,1 – 5,2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Демографические характеристики ценопопуляций

Fritillaria ruthenica

  

     Возрастная структура является одной из важнейших характеристик ценопопуляций. Соотношение возрастных групп дает представление об общем жизненном состоянии ЦП, ее способности к самовоспроизведению и перспективах развития (Миногина Е.Н). 

      Генеративные особи, по мнению Т.А. Работного (1950), и А.А. Уранова (1960) занимают особое положение в составе популяций, ибо они обеспечивают нарастание биомассы и, в конечном счете, определяют устойчивость вида. 

       ЦП 1 (Баймакский район, 2008г) занимает 500 м², численность составляет около 4000 особей. Плотность ЦП – 9шт.на м²(табл.3). Возрастной спектр ЦП (p:j:im:v:g) – 0:6,9:4,6:37,2:51(Рис.4)

        ЦП 2 занимает 700 кв.м. Численность составляет около 6000 особей, плотность – 10шт. на м². Возрастной спектр ЦП (p:j:im:v:g) – 0:6,12:4,08:26,5:63,2.

        ЦП 3 произрастает на закустаренной горной степи. Численность ЦП составляет около 7000 особей, плотность – 11шт. м². Возрастной спектр (p:j:im:v:g) – 0:4,0:8,0:32,0:56,0.

        ЦП 4 (Зианчуринский район, 2009г) занимает 380 кв.м, численность составляет около 4000 особей. Плотность – 12шт на м². Возрастной спектр (p:j:im:v:g) – 0:10,9:18,2:29,1:42,0.

       ЦП 5 занимает 405 кв.м, численность составляет около 7000 особей. Плотность – 16 шт. на м2. Возрастной спектр ЦП (p:j:im:v:g) – 0:11,7:18,2:31,2:35,1.

 

 

 

 

 

Таблица 3

Ценопопуляционные характеристики ЦП Fritillaria ruthenica

ЦП	Фитоценоз	Площадь ЦП	Возрастные состояния, (p:j:im:v:g:s)	Средняя плотность, шт.на кв.м.	Характер антропогенного характера
1	Степь горная	500 кв.м	0;6,9;4,6;37,2;51,2.	9	Вытаптывание, сбор на букеты
2	Степь горная	700 кв.м	0;6,12;4,08;26,5;63,2.	10	Вытаптывание
3	Закустаренная горная степь	750 кв.м	0;4,0;8,0;32,0;56,0	11	Вытаптывание
4	Сосновый лес	380 кв.м	0;10,9;18,2;29,1;42,0.	12	Вытаптывание,
5	Закустаренная горная степь	405 кв.м	0;11,7;18,2;31,2;35,1.	16	Массовый сбор на букеты, вытаптывание

 

 

      Таким  образом, возрастные спектры ЦП неполночленные и левосторонние, одновершинные (ЦП 1, ЦП 2). Максимумы приходятся на ювенильные и генеративные особи. Отсутствие проростков можно объяснить малой длительностью этих возрастных состояний. Накопление взрослых вегетативных растений, по-видимому, вызвано большой длительностью этого возрастного состояния, меньшая доля имматурных растений указывает на быстрые темпы превращения их во взрослые.

 

 

Рис.4. Возрастные спектры ценопопуляции Fritillaria ruthenica

Примечание: р-проростки, j-ювенильные, im-имматурное, v-виргинильные, g-генеративные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3. Изменчивость морфологических признаков вегетативных и генеративных органов

 

        В качестве общей изменчивости признаков рассматривали коэффициент вариации(CV, %).

        Анализ внутрипопуляционной изменчивости  морфологических признаков вегетативных  и генеративных органов Fritillaria ruthenica  в исследованных ЦП представлен в таблице 4.

Анализ изменчивости морфометрических параметров показал, что для большинства признаков Fritillaria ruthenica характерны высокие и средние уровни изменчивости (Рис. 5).

 

Рис.5. Изменчивость морфометрических параметров ценопопуляции Fritillaria ruthenica на Южном Урале

 

 

Таблица 4

Морфометрические параметры  растений Fritillaria ruthenica на Южном Урале

Признаки	Ценопопуляции
	ЦП1	ЦП2	ЦП3	ЦП4	ЦП5
Высота растений	25,6±1,1 23,6	20,4±0,9 23,5	22±1,7 31,2	30,6±0,3 6,5	29,4±0,4 7,5
	Листья нижней формации
Длина   Ширина	5,3±0,15 15,4   0,47±0,02 23,1	4,6±0,17 20,3   0,42±0,01 16,8	5,02±0,25 19,5   0,4±0,02 24,7	7,46±0,21 15,4   0,7±0,02 15,7	6,22±0,22 17,6   0,5±0,03 32,1
	Листья средней формации
длина   ширина	5,3±0,2 18,8   0,3±0,01 27,3	4,8±0,26 29,3   0,31±0,01 27,6	5,2±0,3 22,2   0,3±0,02 25,3	5,8±0,2 18,5   0,5±0,02 29,8	5,4±0,17 15,5   0,4±0,01 22,2
Длина усиков	4,25±0,17 22,5	3,6±0,16 25,2	4,7±0,2 17,2	5,3±0,25 25,7	4,9±0,14 15,7
	Внешние доли околоцветника
Длина   Ширина	2,4±0,06 13,7   0,6±0,02 20,1	2,5±0,03 7,5   0,53±0,02 25,4	2,57±0,07 10,4   0,64±0,02 16,7	2,5±0,02 5,2   0,7±0,04 30,3	2,6±0,08 17,9   0,7±0,06 48,1
	Внутренние доли околоцветника
Длина   ширина	2,32±0,07 17,5   0,8±0,02 20,8	2,3±0,08 18,7   0,8±0,02 17,3	2,4±0,05 8,7   0,9±0,02 10,2	2,5±0,08 19,4   0,9±0,04 23,2	2,7±0,06 12,8   0,8±0,01 10,2

 

      

 

 

    Высокий коэффициент изменчивости наблюдается для следующих признаков: высота генеративного побега у особей в ЦП 1, 2, 3 (СV=23,5-31,2), число усиков ЦП 1, 2, 4 (СV=27,7-23,3), ширина листьев нижней формации ЦП 1, 3 (СV=27,5-25,5), длина листьев средней формации ЦП 2, 3 (CV=29,3-22,1), ширина листьев средней формации ЦП 1, 2, 3, 4 (СV=33,3-23,3), ширина внешней доли околоцветника ЦП 1, 2, 4 (СV=30,3-21,6).

      Средний коэффициент изменчивости наблюдается для следующих признаков: длина листьев нижней формации ЦП 1, 2, 3 (СV=19,5-15,4), длина внутренней доли околоцветника (СV=19,4-17,4), ширина внутренней доли околоцветника (СV=23,2-18,7).

      Низкий коэффициент изменчивости наблюдается для следующих признаков: длина внешней доли околоцветника ЦП (СV=13,7-8), длина внутренней доли околоцветника (СV=19,1-8,7 %).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.3.4. Структура изменчивости морфологических признаков

   

     Для анализа структуры изменчивости признака и групп признаков Н.В.Ростова (2002), предлагает оценивать соотношение общей и согласованной изменчивости.

        Нами для анализа структуры  изменчивости были взяты морфологические  признаки вегетативных и генеративных  органов Fritillaria ruthenica (рис.6.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.6 Структура изменчивости морфологических признаков вегетативных и генеративных органов  Fritillaria ruthenica.

По оси абсцисс – согласованная  изменчивость (R²_ch), по оси ординат – общая изменчивость (CV, %)

Примечание: 1.-высота растений; 2.- Длина листьев нижней формации; 3.- ширина листьев нижней формации; 4.- длина листьев средней формации; 5.- ширина листьев средней формации; 6.- длина усиков; 7.- длина внешней доли околоцветника; 8.- ширина внешней доли околоцветника; 9.- длина внутренней доли околоцветника; 10.- ширина внутренней доли околоцветника.

        В группе генотипических индикаторов относятся такие параметры, как длина внешней доли околоцветника, длина внутренней доли околоцветника и ширина внутренней доли околоцветника. Они являются наименее детерминированными и наименее изменчивыми признаками.

         Сильно варьирующим признаками с высоким уровнем детерминации относятся такие признаки, как ширина листьев нижней формации, длина листьев средней формации, ширина листьев средней формации и длина усиков. Они являются эколого-биологическим индикаторами, адаптивной изменчивости органов, т.е. признаки, отражающие согласованную изменчивость особей в неоднородней среде.

        Такие признаки, как высота растений и длина листьев нижней формации имеют высокую согласованную изменчивость при низкой согласованной изменчивости. Они являются биологическими индикатороми, изменения которых определяет общее состояния системы.

         В группе экологических индикаторов относятся такие признаки, как ширина внешней доли околоцветника. Для этих признаков характерно высокая общая изменчивость и низкая согласованная изменчивость.

Таблица 5

Общая и согласованная  изменчивость морфологических признаков  вегетативных и генеративных органов Fritillaria ruthenica.

Признаки	Коэфф. вариации (CV,%)					CV,% общ.	Коэфф. детерминации (R2сh)					R2ch общ.
	ЦП1	ЦП2	ЦП3	ЦП4	ЦП5		ЦП 1	ЦП 2	ЦП 3	ЦП 4	ЦП 5
Высота растений	23,6	23,8	31,3	6,5	7,5	18,5	0,21	0,08	0,08	0,06	0,05	0,09
Дл.л.ниж.формац.	15,2	20,3	19,5	15,4	17,6	17,6	0,20	0,07	0,08	0,06	0,04	0,09
Шир.л. ниж.формации	23,1	16,8	24,7	15,7	32,1	22,4	0,19	0,06	0,08	0,05	0,04	0,08
Дл.л.сред.формац.	18,8	29,2	22,2	18,5	15,5	20,8	0,20	0,07	0,08	0,05	0,04	0,08
Шир.л.ср.формац.	27,3	27,6	25,3	29,8	22,2	26,4	0,18	0,05	0,08	0,04	0,05	0,08
Длина усиков	22,5	25,2	17,1	25,6	15,7	21,2	0,20	0,04	0,07	0,03	0,04	0,07
Дл. внеш доли околоцв.	13,8	7,4	10,4	5,1	17,9	10,9	0,18	0,03	0,07	0,02	0,04	0,06
Шир.вн. доли околоцв.	20,1	25,4	16,7	30,2	48,1	28,1	0,14	0,03	0,08	0,02	0,04	0,06
Дл.внутр доли околоцв.	17,5	18,7	8,6	19,4	12,8	15,4	0,16	0,04	0,07	0,03	0,03	0,06
Шир.вн. доли ок.	20,8	17,3	10,2	23,2	10,2	16,3	0,05	0,05	0,07	0,05	0,05	0,05