Сравнительный анализ трех популяций Convolvulus arvensis

Карасова Гузель Шамсетдиновна1, Наумова Лениза Гумеровна2
1 – магистрант ФГБОУ ВПО БГПУ им. М. Акмуллы, г. Уфа, Россия
2 – профессор БГПУ им. М. Акмуллы, к.б.н.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТРЕХ ПОПУЛЯЦИЙ CONVOLVULUS
ARVENSIS L. ИЗ РАЗНЫХ МЕСТООБИТАНИЙ
Актуальность исследования. Популяционные исследования
растений являются развитым современным направлением экологической
ботаники [5, 8]. Особый интерес представляет изучение популяций
синантропных видов, которые распространились в связи с хозяйственной
деятельностью человека [1]. В связи с этим актуально изучение
популяционной экологии Convolvulus arvensis L., который широко
распространен в Башкортостане в составе сегетальных, рудеральных и
даже луговых сообществ. Convolvulus arvensis является эвритопным видом
с R-стратегией [2, 3, 4].
Цель исследования: охарактеризовать биоморфологические
особенности Convolvulus arvensis в трех популяциях и оценить виталитет
этих популяций.
Задачи исследования:
– охарактеризовать биоморфологические параметры особей трех
популяций, существенные для оценки их жизненности;
– установить виталитет этих популяций;
– экологически интерпретировать полученные результаты.
Методика исследования
Исследование было выполнено на территории села Сабырово
Зилаирского района РБ в июле-августе 2014 г. Исследовались три
популяций из разных местообитаний: огород овощных культур (популяция
I), картофельное поле (популяция II); молодая залежь на месте
картофельного поля (популяция III).
В каждой из трех популяций в случайном порядке было отобрано по
25 растений. Измерялись три биоморфологических параметра, которые
информативно отражают уровень жизненности растений [4, 7]:
– суммарная длина всех побегов;
– длина самого большого побега;
– число листьев на самом большом побеге.
Была проведена статистическая обработка материала: рассчитаны
средние
арифметические
значения,
ошибки
выборочности
и
коэффициенты вариации.
2
Определение виталитета популяций проводилось по методике
Ю.А. Злобина [4, 6]: определяется амплитуда варьирования признака,
которая делится на три равные части; устанавливается число дат в каждой
части; по соотношению представленности растений в этих частях
оценивается виталитет популяции. При преобладании мелких растений
популяция оценивается как регрессивная, при преобладании крупных
растений – как процветающая. Если преобладают растения среднего
размера, популяция называется равновесной.
Результаты исследования и их обсуждение
Длина самого большого побега (табл. 1). Величина этого параметра
для популяции 2 (53,7 см) достоверно выше, чем для популяций 1 (39,1 см)
и популяции 3 (42,8 см). Это свидетельствует о том, что условия для
произрастания вьюнка на картофельном поле оказались наиболее
благоприятными.
Таблица 1
Длина самого большого побега в трех популяциях вьюнка полевого
Статистические параметры
Среднее арифметическое (см)
Ошибка выборочности (см)
Коэффициент вариации (%)
Минимальное и максимальное значения (см)
Эмпирический интервал вариационного ряда (см)
1
39,1
3,6
46,1
17; 80
63
Популяция
2
53,7
4,6
42,6
15; 107
92
3
42,8
4,1
47,9
14; 106
92
Уровень вариабельности растений по этому параметру во всех трех
популяциях сходный и достаточно высокий – более 40%. Об этом же
свидетельствуют и высокие значения эмпирических интервалов
вариационных рядов (соответственно, 63, 92 и 92 см).
Число листьев на самом большом побеге (табл. 2). По значениям
средних арифметических этот параметр оценивается как устойчивый:
различия между этими значениями (соответственно,15,8 см, 17,8 см и 17,5
см) недостоверны. Это свидетельствует о том, что среднее число листьев
на побеге не зависит от различий условий местообитаний трех изученных
популяций.
Таблица 2
Число листьев на самом большом побеге в трех популяциях
вьюнка полевого
Статистические параметры
Среднее арифметическое (см)
Ошибка выборочности (см)
1
15,8
6,5
Популяция
2
17,8
1,4
3
17,5
1,8
3
Коэффициент вариации (%)
Минимальное и максимальное значения (см)
Эмпирический интервал вариационного ряда (см)
32,3
8; 27
19
40,4
8; 41
33
52,0
5; 41
36
Тем не менее, по величине коэффициента вариации популяции
различаются – соответственно 32,3%, 40,4% и 52,0%. Аналогичный ряд
составляют и значения эмпирических интервалов вариационных рядов –
соответственно 19, 33 и 36 см. Причины более высокого значения
коэффициента вариации в популяции 3 неясны.
Суммарная длина всех побегов (табл. 3). Этот параметр по
значениям средних меняется так же, как и длина самого большого побега:
в популяции 2 это значение (531 см) достоверно выше, чем в популяциях 1
(370 см) и 3 (261 см). Сходно поведение значений коэффициента вариации
–
от популяции к популяции он изменяется несущественно
(соответственно, 67,9%, 61,6% и 59,0%).
Таблица 3
Суммарная длина всех побегов на растениях в трех популяциях
вьюнка полевого
Статистические параметры
Среднее арифметическое (см)
Ошибка выборочности (см)
Коэффициент вариации (%)
Минимальное и максимальное значения (см)
Эмпирический интервал вариационного ряда (см)
1
123,8
16,6
67,9
28; 398
370
Популяция
2
223,2
27,5
61,6
41; 572
531
3
141,5
16,7
59,0
24; 285
261
В целом уровень вариабельности этого параметра значительно выше,
чем длины самого большого побега и числа листьев на нем. Это
свидетельствует о том, что суммарная длина побегов особей вьюнка
полевого более чутко реагирует на микровариацию условий среды.
Эмпирический интервал вариационного ряда для сравниваемых популяций
составляет, соответственно, 370, 531 и 261 см.
Виталитет изученных популяций. Виталитет популяций
оценивался по параметру «суммарная длина всех побегов на растении» как
информативно отражающему их состояние. В табл. 4 показаны
распределения особей популяций по классам размерности этого параметра.
Таблица 4
Виталитет трех популяций Convolvulus arvensis
Популяция
I
II
III
Классы размерности особей (шт.)
мелкие
средние
крупные
15
7
3
11
10
4
7
8
10
Тип популяции
по виталитету
депрессивная
депрессивная
процветающая
4
Из таблицы очевидно, что в местообитаниях, испытывающих
регулярное воздействие человека (огород, картофельное поле),
сформировались депрессивные популяции, а на залежи сформировалась
процветающая популяция Convolvulus arvensis. Таким образом, можно
сделать вывод, что изученный вид тяготеет не к сегетальным, а к
рудеральным сообществам.
Заключение
Выполненные исследования подтвердили данные литературы о том,
что Convolvulus arvensis является пластичным рудеральным видом,
который распространен в широком спектре местообитаний – сегетальных и
рудеральных.
В трех изученных популяциях Convolvulus arvensis характеризовался
достаточно высокими значениями биоморфологических параметров (длина
самого большого побега и число листьев на нем, общая длина всех
побегов), что свидетельствует о пластичности этого вида, позволяющей
ему в разных условиях проявлять высокую жизненность. Однако при
определении виталитета популяций выявились различия отношения вида к
разным местообитаниям. В сегетальных сообществах (огород,
картофельное поле) у вида формируются депрессивные популяции с
преобладанием мелких особей. В рудеральном сообществе залежи по
виталитету популяция вида была процветающей (преобладали крупные
особи).
Полученные результаты имеют значение
для классификации
синантропных сообществ. Они могут быть использованы в учебных курсах
«Популяционная экология растений», «Наука о растительности» и
«Синэкология растений».
Исследование выполнено на кафедре биоэкологии и биологического
образования БГПУ им. М. Акмуллы.
Литература
1. Абрамова Л.М. Адвентизация растительности Башкортостана // В кн.:
Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Современное состояние основных концепций
науки о растительности – Уфа: АН РБ, Гилем, 2012. – С. 298-303.
2. Жиляев Г.Г. Жизнеспособность популяций растений. – Львов, 2005. –
304 с.
3. Злобин Ю.А. Структура фитопопуляций // Успехи современной
биологии. – 1996. Т. 116. № 2. – С. 133-146.
5
4. Злобин Ю.А. Популяционная экология растений: современное
состояние, точки роста. – Сумы: Университетская книга, 2009. – 263 с.
5. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Современное состояние основных
концепций науки о растительности – Уфа: АН РБ, Гилем, 2012. – 488 с.
6. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Краткий энциклопедический словарь науки
о растительности. – Уфа: Гилем, Башк. энцикл., 2014. – 288 с.
7. Наумова Л.Г., Злобин Ю.А. Основы популяционной экологии растений.
– Уфа: Изд-во БГПУ, 2009. – 88 с.
8. Работнов Т.А. Фитоценология. 3-е изд. – М.: Изд-во Моск. гос. ун-та,
1992. – 350 с.