Особенности онтогенетической и виталитетной структур ценопопуляций

редкого вида Iris Pseudacorus L в зеленой зоне г.Уфы

Автор: Кутлина Екатерина,ученица 9 класса лицея № 123; объединение

«В мире растений» МБОУ ДОД «ДЭБЦ» Руководитель: Морозова И.М., педагог ДО

Объект исследования: Ирис Болотный

(Iris pseudacorus L.)  Статус  II категория, уязвимый

вид.• Царство:Растения• Отдел:Покрытосеменные• Класс:Однодольные• Порядок:Спаржецветные• Семейство:Ирисовые• Род:Ирис• Подрод:LimnirisВид:• Вид Ирис болотный

(ложноаировый)

Рис.1 Ирис Болотный

• Цель исследований : Изучить особенности онтогенетической и виталитетной структур ценопопуляций редкого вида Iris Pseudacorus L. в зеленой зоне города Уфы

• Задачи: • 1. Охарактеризовать растительные сообщества с участием Iris

pseudacorus • 2. Изучить биоморфологические особенности и оценить

жизненное состояние популяции.• 3. Изучить онтогенетическую структуру• 4. Оценить семенную продуктивность • 5. Разработать рекомендации по сохранению ценопопуляций

Рис.2,3. Ирис болотный в разных популяциях

• Практическая значимость: • Практическая значимость исследования популяции ириса

болотного, являющегося видом-индикатором болотных фитоценозов, заключается в разработке эффективных способов охраны, результаты могут быть востребованы при планировании рационального использования болотных экосистем. Данные наших исследований могут быть включены в централизованный информационный ресурс общего доступа, о создании которого принята резолюция на международном симпозиуме "IRIS L. – 2011".

• Исследования начаты в июне 2013 года, закончены в сентябре 2013 Рис.4-6.Полевые исследования

Создатель Иридария Георгий Иванович Родионенко,

65 лет из 100 посвятивший изучению ирисов /http://flower-iris.ru/irisy-rossii/

• . Им опубликовано свыше 120 статей и 10 книг, многие из которых переведены на английский, французский и итальянский языки. Он является автором более 20 сортов ирисов. Его достижения отмечeны в Англии медалью М. Фостера, в США ученому присуждена медаль Варбуртона. Георгий Иванович награжден двумя орденами - "Красной Звезды" и "Знаком Почета", медалями и почетными грамотами

Метод геоботанических описаний В течение июня месяца 2013 года выполнено 15 геоботанических

описаний растительных сообществ с участием ириса болотного на пробных площадках площадью 3х3 м² . Обилие видов

оценивалось по шкале Ж. Браун-Бланке

Методики исследований

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.Изучение биоморфологии проводилось согласно методу В.Н. Голубева. На 20-ти средневозрастных генеративных растениях каждой из ценопопуляций отмечались 15 параметров. Рис.7-8. Измерение

параметров ириса

Рис.9. Измерение параметров семян

Метод определения виталитетаИсследование виталитетной структуры ценопопуляций

проводилось по методике Ю.А. Злобина (1989),

• Определение семенной продуктивности • Определяли 25 июля, 25 августа по общепринятой методике

Работнова. Учитывали число плодов на одном растении, измеряли длину и ширину плода. В плодах подсчитывали число семян и семяпочек. Путем пересчета оценивалась реальная и потенциальная семенная продуктивность, коэффициент продуктивности.

• Онтогенетическую структуру ценопопуляций вида в разных эколого-фитоценотических условиях обитания изучали методом трансект (Ценопопуляции, 1988). Построение онтогенетических спектров проводили по общепринятой методике (Уранов, 1975; Ценопопуляции…, 1988). Рис.10.Коробочки с семенами

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Рис.11. Карта-схема района исследований

Характеристика растительных сообществ с участием Ириса болотного

Рис.12. Учеты в первой субпопуляции

В популяциях ирис болотный занимает доминирующее положение. Наиболее благоприятные условия для ириса во 2 местообитании, где ослаблена конкуренция за свет и почву, а также минимально антропогенное воздействие.

Морфологические особенности ириса болотногоПараметры Среднее арифм. Ошибка среднего

арифметическогоКоэффициент вариации

1 2 1 2 1 2

D куста 37,15 46,05 6,8 7,29 0,18 0,16Кол-во лопаток 5,5 12,5 2,37 4,38 0,43 0,35Кол-во листьев в лопатке 6,15 6,75 0,93 1,02 0,15 0,15Длина листа 83,2 79,2 6,11 8,34 0,07 0,11Ширина листа 2,295 2,195 0,37 0,43 0,16 0,19Кол-во генер. побегов 1,2 1,7 0,41 0,66 0,34 0,39Длина ген. побегов 96,05 89,5 11,87 6,05 0,12 0,07Кол-во цветков 8,2 10,3 0,616 1,49 0,08 0,14Диаметр цветка 7,565 8,39 0,95 0,84 0,13 0,10Диаметр стебля 1,495 1,45 0,09 0,13 0,06 0,09Кол-во междоузлиев 6,3 6,65 0,47 0,49 0,07 0,07Длина нижнего наружного околоцветника лепестка

5,02 5,315 0,35 0,42 0,07 0,08

Ширина нижнего наружноголепестка

3,22 3,25 0,64 0,27 0,2 0,08

Длина внутреннего верхнеголепестка

2,11 2,35 0,35 0,24 0,16 0,10

Ширина внутреннего верхнего лепестка

0,43 0,7 0,06 0,43 0,13 0,88

Таблица 1.

Диаграмма 1.Распределение особей по классам виталитета (диаметр куста) в 1

популяции10%

50%40%

а-крупные b - промежуточные с-мелкие

Диаграмма 2.Распределение особей по классам виталитета (диаметр куста) во 2

популяции

50%

25%

25%

а-крупные b - промежуточные с-мелкиеДиаграмма 3. Распределение особей по классам виталитета (длина побега) в 1

популяции

50%

25%

25%

а-крупные b -промежуточные с-мелкие

Диаграмма 4. Распределение особей по классам виталитета (диаметр куста) во 2

популяции15%

55%30%

а-крупные b - промежуточные с-мелкие

Виталитет ценопопуляций

Возрастная структура популяции и онтогенезФормируется центрированный спектр, где максимум приходится на

генеративные особи, что отражает наличие неблагоприятных условий для возобновительного процесса. По-видимому, обе популяции

находятся вне зоны своего экологического оптимума, возобновление также снижено вследствие высокой плотности травостоя, из-за чего

прорастание семян затруднено.

Семенная продуктивность

Морфологическая характеристика семян ириса болотного

Параметры Среднее

арифметическое

Ошибка среднего

арифметического

Коэффициент вариации

1 2 1 2 1 2

Длина плода 7,29 7,18 1,11 1,43 0,15 0,2Ширина плода 1,52 1,56 0,19 0,21 0,12 0,14Кол-во семян 80,3 65,85 33,92 30,48 0,42 0,46Кол-во семяпочек 18,05 11,69 0,65

Реальная семенная продуктивность одного растения

во 2 популяции равна 18,05 шт., потенциальная – 83,9 шт.

Коэффициент продуктивности равен 21,5 %.

Рис.13. Семена ириса

Таблица 2.

Выводы• 1. Нами исследованы 2 ценопопуляции ириса болотного в зеленой зоне города Уфы.

Первая популяция находится возле д. Карпово на сыром лугу с редкими кустарниками ивы козьей в условиях достаточной влажности, бедных почв и местами слабого затенения. Вторая - на открытом участке, неподалеку от автотрассы Уфа-Алексеевка, в условиях достаточной, но меньшей чем в ЦП 1 влажности и бедных почв, сообщества не нарушены.

• В популяциях ирис болотный занимает доминирующее положение. Наиболее благоприятные условия для ириса во 2 местообитании, где ослаблена конкуренция за свет и почву, а также минимально антропогенное воздействие.

• 2. Все морфологические признаки ириса имеют нормальную степень варьирования. Наибольшей изменчивостью и в 1 и во 2 популяциях обладают количество лопаток и количество генеративных побегов, а во 2 - еще и параметры ширины внутреннего верхнего лепестка, что связано с вариацией микроусловий местообитания, разницей в возрасте отдельных кустов ириса, а также с антропогенным воздействием на местообитания.

• 3. По диаметру куста 1 популяция относится к процветающему виталитетному типу, по длине побега – к депрессивному типу, что, возможно связано с бедностью почв и антропогенным воздействием. Вторая популяция по диаметру куста относится к депрессивному типу, по длине побега – к процветающему, что связано с возрастом популяции и богатством почв.

• 4. Анализ результатов оценки онтогенетической структуры ЦП показал, что в возрастном спектре популяции ириса болотного максимум приходится на зрелое генеративные состояние особей, отсюда следует, что ценопопуляции стареющие, это связано с хорошим вегетативным возобновлением и быстрым переходом растений в генеративное состояние.

• 5. Реальная семенная продуктивность одного растения во 2 популяции равна 18,05 шт потенциальная – 83,9 шт. Коэффициент продуктивности равен 21,5%. Все параметры по морфометрии плодов имеют нормальную степень варьирования.

Спасибо за внимание!

Автор работы выражает благодарность сотруднику Ботанического сада – института УНЦ РАН, зав. лабораторией дикорастущих растений,

д.б.н., проф. Абрамовой Л.М., руководителю Морозовой Ираиде Михайловне и своей маме Юлии Валерьевне за оказанную помощь в

проведении летних исследований и консультации при оформлении результатов.