Особенности возрастной, онтогенетической и виталитетной структур ценопопуляций редкого вида Ря́бчик ру́сский /Fritillária ruthénica/ на южном склоне озера Аслыкуль Автор: ученица 8 класса лицея № 123; объединение «В мире растений» МБОУ ДОД «ДЭБЦ» Кутлина Екатерина Руководитель: педагог ДО Морозова И.М. Апрель 2012 года Май 2011 года Июнь 2009 года Даты исследований: 10 июня, 24-30 июня 2009 г. 5 мая 2011г., 27 апреля 2012 г. Апрель 2012 года 1 склон 2 склон 3 склон • Цель исследований 2012 года: Особенности возрастной, онтогенетической и виталитетной структур ценопопуляций редкого вида Ря́бчик ру́сский /Fritillária ruthénica/ на южном склоне озера Аслы-куль. • Задачи: • 1. Провести геоботанические описания выявленных фрагментов популяции Fritillária ruthénica • 2. Установить биоморфологическую характеристику Fritillária ruthénica и определить виталитет. • 3. Изучить возрастную структуру и онтогенез Fritillária ruthénica • 4. Разработать рекомендации по сохранению популяции • • • • • Актуальность. К настоящему времени изучены онтогенезы чуть более 0,4% от общего числа высших растений. Эти исследования расширяют представления о биологических, экологических, морфо - физиологических особенностях изучаемых видов. Теоретическая значимость. Расширены представления о численности популяции, биологии и экологии Fritillária ruthénica . Практическая значимость : рябчик является видом-индикатором степных фитоценозов, изучение позволит разработать эффективные способы охраны, результаты могут быть востребованы при планировании рационального использования степных экосистем. Данные наших исследований могут быть использованы студентами, школьниками, воспитанниками УДО, учителями и педагогами при изучении курса биологии, экологии, географии, при проведении полевых практик воспитанников по «Экологии растений» и «Общей экологии» в ДЭБЦ и школах района. Личное участие автора заключается в сборе полевого материала 2009, 2011, 2012 гг., камеральной обработке, обобщении, интерпретации результатов, подготовке и оформлении текста и презентации работы. Расположение популяции рябчика Объект исследования: Ря́бчик ру́сский (лат. Fritillária ruthénica) Статус 111 категория, редкий вид. • • • • • Систематика вида: Царство: Растения; Отдел: Цветковые; Класс: Однодольные; Порядок: Лилиецветные; • Семейство: Лилейные; • Род: Рябчик • Вид: Рябчик русский /Fritillária ruthénica/ Методы исследований • Метод геоботанических описаний (Миркин, 1985).: 10 июня на склоне № 2 к востоку от родника, по стандартной методике через каждые 20 метров, вдоль горы, мы заложили 10 пробных площадок 1х1 м. и сделали геоботанические описания. 7-балльная шкала Браун-Бланке. 5 баллов – обилие вида свыше 75 %; 4 балла – обилие вида от 50 до 75 %; 3 балла – обилие вида от 25 до 50 %; 2 балла – обилие вида от 5 до 25 %; 1 балл – обилие вида от 1 до 5 %; + - вид встречается несколько раз; r – вид встречается единично. Метод анализа биоморфологических показателей онтогенетического состояния. (В.Н. Голубев,1962. Измеряются все параметры на 30 растениях: длина, ширина листьев, коробочек, высота растения, кол-во цветов, листьев. Статистическая обработка материала проводилась с помощью программных пакетов Microsoft Excel 2007. При статистическом анализе количественных показателей рассчитывали средние арифметические значения, среднеквадратичное отклонение σ, коэффициенты вариации (Зайцев, 1990; Лакин, 1990 • Определение виталитета популяций Выбрав признак, который отражает виталитет (вес растения, число побегов, высота и т.п.), получили выборку из 30 результатов измерений, которую ранжировали от минимума к максимуму и поделили на три части крупные, промежуточные и мелкие особи. По формуле вычислили виталитет. Q= 1/2(А+В)*С (Злобин, 1989, Миркин, 1989) РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Каменистая, петрофитная степь Ковыль опушеннолистный Stipa dasyphylla (Lindem.) Trautv. Ковыль перистый / Stipa pennata Луговая степь КОВЫЛЬ КРАСИВЕЙШИЙ Stipa pulcherrima C.Koch Раки́тник ру́сский / Chamaecýtisus ruthénicus Адо́нис весе́нний / Adonis vernalis Простре́л раскры́тый, или Со́н-трава́ / Pulsatílla pátens Флористическая характеристика сообщества Таблица № 2. в местообитании № 1 (оз. Аслы - куль, апрель 2012 г.) Площадь, кв.м. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Проективное покрытие, % 40 45 40 30 40 30 60 50 50 50 Средняя высота, см 25 20 30 20 20 20 30 40 40 30 Максимальная высота, см 45 30 30 36 25 36 40 80 80 40 Число видов 2 1 2 2 2 2 2 4 3 3 № описания 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 + 1 1 + 1 2 2 1 1 Рябчик русский Fritillaria ruthenica + 1 2 . Горицвет весенний Adonis vernalis r + 3 . Прострел раскрытый Pulsatílla pátens 4 . Ракитник русский Chamaecýtisus ruthénicus 5 . Ветреница лесная Anemóne sylvéstris 6 . Дрок красильный Genísta tinctória + + + + + + 1 + + + + + 1 + + + + + Биоморфологическая характеристика Fritillária ruthénica Диаграмма 1. Биоморфологическая характеристика рябчика русского в 3 фрагментах популяции ширина короб. длина короб. к-во короб ширина вер.л. ширина ср.л. ширина н.л. L верхних Lсредних Lнижних л. верхних л. средних л. к-во ниж.л. толщина побега h побега 0 5 10 15 1 20 2 3 25 30 35 Растения с разным количеством цветков Виталитет популяции • Виталитет, жизненность, определенный по высоте растений во всех фрагментах выявил, что популяция является процветающей. Количество крупных и средних особей, деленное пополам, значительно превышает количество мелких особей. Примеры расчетов: • 1 фрагмент, Q =1/2 (16+11)>3; • 2 фрагмент Q =1/2 (14+11)>5; • 3 фрагмент Q =1/2 (24+3)>3. Возрастная структура популяции и онтогенез Диаграмма 2. Возрастной спектр рябчика русского № 1 2 3 30 25 20 15 10 5 0 14 12 12 p 26 21 20 16 22 14 15 14 кол-во на 1 im v кол-во на 2 14 9 11 46 68 j p j im v G1 G2 14 22 16 14 11 26 12 15 21 8 6 14 12 14 20 6 4 9 g1 g2 кол-во на 3 Онтогенез в популяции представлен предгенеративным (p,j,im,v) и генеративным (G1, G2) этапами. Диаграмма 3. Отногенетическая характеристика популяций 80 60 40 20 0 66 56 52 13 0 0 0 1 эмбриональный 20 37 0 2 прегенеративный генеративный 0 0 3 постгенеративный Этапы онтогенеза Ювенильные растения Коробочки с семенами Имматурные растения Виргинильные растения Генеративные растения G1 G2 Выводы и рекомендации • • • • • 1. По результатам исследований 2009, 2011 годов и геоботанических описаний в апреле 2012 года, мы установили, что рябчик русский входит в сообщество собственно луговых степей, имеющие в своем составе много видов из разнотравья, кроме злаков и бобовых. Рябчик русский в апреле месяце занимает доминирующее положение. Популяция состоит из 3 фрагментов, расположенных на восточных склонах западной экспозиции. Редко в сообществе встречаются горицвет весенний, прострел раскрытый, дрок красильный в фенофазе цветения. 2. Средняя высота растений в популяции от 30.1 до 32,1 см, толщина побега 2,5 мм, Количество нижних листьев – 1, средних – 5,7 – 6,5; верхних – 4,8-6,6 шт., длина нижних листьев – от 6 до 6,5 см; средних – от 7 до 7,2см; верхних – от 5 до 5,3 см. Ширина нижних листьев 5,4-5,5; средних – 4,1-4,3мм; верхних 1-1,3 мм. Количество коробочек 1, 2, 3,5. Размеры коробочек 1,5х1,7см. Биоморфологические параметры рябчика в фрагментах отличаются незначительно. Наибольшие параметры имеют растения во 2 фрагменте. Возможно, это объясняется географическим положением: 1 и 2 фрагменты находятся на крутосклонах, где верхний слой почвы смывается дождями и ливнями, а 2 фрагмент – на пологом склоне оврага глубиной не более 1,5 м. 3. Виталитет, определенный по высоте растений, выявил, что все три фрагмента популяции являются процветающими. 4. Возрастной спектр в фрагментах различен, в 1 фрагменте преобладают генеративные особи, значит, интенсивно идут процессы размножения. В фрагментах 2 и 3 преобладают ювенильные и имматурные особи, популяция находится в стадии развития, рассвета эти фрагменты достигнут через несколько лет. Онтогенез в популяции представлен предгенеративным (p,j,im,v) и генеративным (G1, G2)этапами . 5. Антропогенное воздействие на популяцию минимально в связи с ранним цветением, крутизной и труднодоступностью склонов. Во время цветения рябчика активны клещи – до 15 штук через каждые 10-15 метров, что тоже не привлекает посетителей. В целях сохранения популяции рябчика необходимо придерживаться основных правил поведения на природе: не рвать цветы, не вытаптывать склон. Спасибо за внимание! Выражаю благодарность своему руководителю Морозовой Ираиде Михайловне и своей маме Кутлиной Юлие Валерьевне за оказанную помощь в проведении исследований.