Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЪЕКТ, ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 8
1.1. Объект исследования - Vaccinium vitis-idaea L 8
1.1.1. Систематическое положение и представления о происхождении и распространении вида 8
1.1.2. Морфолого-биологические особенности 12
1.1.3. Особенности размножения и распространения 17
1.1.4. Географический ареал и фитоценотическая приуроченность 18
1.1.5. Химический состав 23
1.1.6. Пищевая, лекарственная ценность и хозяйственное значение 27
1.2. Физико-географическая характеристика района исследования 28
1.2.1. Рельеф 28
1.2.2. Климат 29
1.2.3. Почвы 30
1.2.4. Растительность 31
1.3. Методы и методики исследований 34
1.3.1. Эколого-фитоценотические и ресурсные методы 34
1.3.2. Ценопопуляционные методы 35
1.3.3. Онтогенетический метод 38
1.3.4. Сравнительно-морфологический метод 39
1.3.5. Химические методы 40
1.3.6. Статистические методы 40
ГЛАВА 2. ЭКОЛОГО-ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ VACCINIUM VITIS-IDAEA L. И ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВ МЕСТООБИТАНИЙ 41
2.1. Фитоценотические и экологические характеристики местообитаний 41
2.1.1. Фитоценотическая характеристика 41
2.1.2. Экологический ареал и экологическая валентность 50
2.2. Химическая характеристика почв местообитаний 57
2.3. Оценка устойчивости сообществ с Vaccinium vitis — idaea к антропогенному воздействию 60
Заключение 63
ГЛАВА 3. ЦЕНОПОПУЛЯЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ VACCINIUM VITIS-IDAEA L 65
3.1. Демографические характеристики ценопопуляций 65
3.1.1. Плотность ценопопуляций 65
3.1.2. Возрастная структура ценопопуляций 68
3.2. Особенности плодоношения 72
3.2.1. Особенности фенологии 73
3.2.2. Характеристика компонентов формирования урожая 76
3.2.3. Урожайность ценопопуляций 81
Заключение 84
ГЛАВА 4. ПЛАСТИЧНОСТЬ, ТАКТИКИ И СТРАТЕГИИ ВЫЖИВАНИЯ VACCINIUMVITIS-IDAEAL 85
4.1. Структура изменчивости морфологических признаков 85
4.2. Онтогенетические тактики и стратегии 90
4.3. Стратегии выживания на организменном и популяционном уровнях 96
Заключение 99
ГЛАВА 5. ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРЦИАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ VACCINUM VITIS-IDAEA L 101
5.1. Одноосные парциальные образования 101
5.2. Двухосные вегетативные и вегетативно-генеративные парциальные образования 109
5.3. Трехосные вегетативные и вегетативно-генеративные парциальные образования 116
5.4. Четырехосные вегетативные и вегетативно-генеративные парциальные образования 118
5.5. Пятиосные вегетативные и вегетативно-генеративные парциальные образования 120
5.6. Шестиосные вегетативные и вегетативно-генеративные парциальные образования 122
5.7. Развитие парциальных образований 124
Заключение 127
ГЛАВА 6. ПРОДУКТИВНОСТЬ И РЕСУРСЫ VACCINIUM VITIS - IDAEAL 129
6.1. Продуктивность надземной фитомассы 129
6.2. Ягодная продуктивность 134
Заключение 138
ВЫВОДЫ 139
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 141
ПРИЛОЖЕНИЕ 167
Введение к работе
Актуальность темы. Сохранение биоразнообразия на всех уровнях организации живой материи требует всестороннего изучения популяционной биологии видов. При этом особое значение приобретает изучение структуры ценопопуляций. Важнейшей задачей исследования ценопопуляций является выявление популяционных адаптации к существующим экологическим и ценотическим условиям на основе определения демографических параметров (плотность, возрастная структура) и их динамики в различных эколого-ценотических условиях, способов самоподдержания и стратегий выживания видов. Данный подход является особенно актуальным для экологически ориентированного рационального использования и охраны наиболее ценных дикорастущих ягодных и лекарственных растений в связи с интенсивными антропогенными нарушениями природных популяций.
Vaccinium vitis - idaea L. — важный составляющий компонент, часто доминант, травяно-кустарничкового яруса лесных сообществ, ценнейшее дикорастущее ягодное и лекарственное растение. Изучению особенностей биологии вида посвящено значительное число работ. Большей частью они касаются распространения, экологии, полезных свойств, продуктивности, ресурсов. Исследования, посвященные изучению ценопопуляций V. vitis — idaea в свете современных ценопопуляционных концепций, немногочисленны (Мазная, Лянгузова, 1997; Тимошок, 1998; Прокопьева, 2006; Ефимова, 2007; Bozenna, 1986; Eriksson, Froberg, 1996). В Кировской области проводилось лишь изучение урожайности и ресурсов V. vitis — idaea (Колупаева, 1975; Егошина и др., 2005). Вопросы комплексной характеристики популяционной биологии вида, способов самоподдержания, тактик и стратегий выживания, устойчивости сообществ с V. vitis — idaea к антропогенному воздействию, позволяющие расширить представления об адаптивных способностях вида на южнотаежном фрагменте ареала остаются не изученными.
Цель и задачи исследования. Цель работы - исследование эколого-биологических и ресурсных характеристик V. vitis-idaea в условиях южнотаежных лесов Кировской области.
Для достижения этой цели решали следующие задачи:
1. Установить эколого-фитоценотическую приуроченность и экологическую валентность вида.
2. Провести оценку устойчивости сообществ с V. vitis-idaea к антропогенному воздействию.
3. Исследовать ценопопуляционные характеристики вида: возрастной состав, плотность, особенности плодоношения.
4. Выявить онтогенетические тактики и стратегии выживания V. vitis-idaea в различных условиях обитания.
5. Изучить особенности развития парциальных образований V. vitis-idaea в условиях южной тайги.
6. Оценить ресурсы V. vitis-idaea в модельном районе (Слободской район Кировской области).
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Базовый онтогенетический спектр ценопопуляций V. vitis - idaea в условиях южнотаежных лесов Кировской области нормальный неполночленный, двухвершинный, левостороннего типа, с преобладанием особей в виргинильном и субсенильном состоянии.
2. Для V, vitis-idaea характерна смешанная конкурентно-рудерально-стресс-толерантная (CSR) стратегия. Наиболее типична для вида позиция патиента.
3. Поливариантность развития парциальных образований V. vitis-idaea является одним из механизмов приспособления вида к жизни в условиях травяно-кустарничкового яруса хвойных лесов.
Научная новизна. Впервые в Кировской области проведено комплексное исследование V. vitis-idaea, включающее изучение эколого фитоценотической приуроченности, ценопопуляционных характеристик, общей и согласованной изменчивости признаков. Дана оценка устойчивости сообществ с V. vitis-idaea к антропогенному воздействию, определены индекс толерантности V. vitis-idaea, диапазон экологических условий местообитаний вида, региональные характеристики экологического пространства изученных ценопопуляций. Установлены онтогенетические тактики и стратегии V. vitis-idaea. Впервые детально изучено развитие парциальных образований V. vitis-idaea.
Теоретическая и практическая значимость. Расширены представления о биологии и экологии V. vitis-idaea, механизмах адаптации растений к среде обитания. Результаты работы могут быть дополнением в фундаментальные теоретические разделы ботаники: учение о структурно-морфологических особенностях биоморф, ценопопуляций растений. Основные результаты исследования используются: при чтении лекций по экологии, ботанике и ботаническому ресурсоведению ВГСХА; при разработке критериев и методов сохранения биоразнообразия Управлением охраны окружающей среды и природопользования Кировской области.
Личное участие автора заключается в сборе полевого материала, камеральной обработке, обобщении, интерпретации результатов, подготовке диссертации.
Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Исследования проведены в рамках плана научно-исследовательской работы аспирантов ВГСХА и отдела экологии и ресурсоведения растений ГНУ ВНИИОЗ им. проф. Б.М. Житкова РАСХН.
Апробация работы. Результаты исследований представлены и обсуждены: на Международной конференции, посвященной 75-летию ВИЛАР (Москва, 2006); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 50-летию Костромской лесной опытной станции ВНИИЛМ (Кострома, 2006); III Международной конференции «Лесные биологически активные ресурсы» (Хабаровск, 2007); школе-конференции «Проблемы современной ботаники в азиатской России» (г. Барнаул, 2007); Международной научной конференции, посвященной 75-летию института ботаники и фитоинтродукции МОН РК (г. Алматы, 2007); V Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров, 2007); Межрегиональной конференции, посвященной 140-летию со дня рождения П.В. Сюзева «Флора Урала в пределах бывшей Пермской губернии и ее охрана» (Пермь, 2007); заседаниях кафедры ботаники, физиологии растений и микробиологии ВГСХА (г. Киров).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе две в рецензируемых изданиях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, библиографического списка использованной литературы, приложений. Работа изложена на 166 страницах машинописного текста (имеет приложения на 52 страницах), содержит 18 таблиц, 47 рисунков. Список используемой литературы состоит из 295 источников, в том числе 50 -на иностранных языках.
Благодарности. Выражаю большую признательность научному руководителю Егошиной Татьяне Леонидовне за помощь при работе над диссертацией.
Огромная благодарность д.б.н., проф. Савиных Наталье Павловне за консультации при анализе парциальных образований V. vitis-idaea, чуткое и внимательное отношение, ценные советы и замечания.
Автор благодарит д. с-х н., проф. Шихову Людмилу Николаевну за помощь при описании и определении почв местообитаний V. vitis-idaea.
Отдельную благодарность выражаю к.б.н. В.Н. Сулеймановой за ценные консультации, поддержку и участие.
