Введение к работе
Актуальность темы. Интенсификация хозяйственной деятельности чело-ека ведет к трансформации естественных природных комплексов, в резуль-ате чего многие виды флоры и фауны становятся редкими, либо вообще ис-езают. В целях обеспечения устойчивости природных экосистем к антропо-энным воздействиям, важное значение приобретают исследования популя-ионной экологии наиболее уязвимых и редких видов растений. К таким видам астений, в силу своих эколого-биологических и ценотических особенностей, тносятся представители сем. Орхидных. Данные виды чутко реагируют на нтропогенные воздействия и одними из первых выпадают из состава расти-ельных сообществ.
Территория Татарстана в промышленном и сельскохозяйственном отно-ієнии освоена интенсивно и проблемы охраны естественных природных ком-лексов, редких видов растений здесь очень актуальны. На данной террито-ии отмечено 27 видов орхидных; все они занесены в Красную книгу Респуб-іики Татарстан (Рогова, Фардеева, 1995).
Выработать методы и критерии оценки состояния популяций орхидных, онять механизмы их устойчивости возможно только при комплексном изуче-іии морфологических и анатомических особенностей каждого вида, экологи-еской приуроченности, структуры и динамики ценопопуляций (ЦП), взаимовязи видов с другими компонентами экосистем. Всестороннее изучение ор-идных позволяет выявить особенности их распространения на территории іеспублики, прогнозировать тенденции развития видов и отдельных популя-іий, а также разработать систему контроля за состоянием популяций и эффективные меры их охраны, в том числе путем создания сети особо охраняе-іьіх природных территорий (ООПТ).
Цель и задачи исследования. Целью работы было изучение особенно-тей распространения орхидных на территории Татарстана, изучение динами-и и оценка состояния их популяций. В ходе выполнения работы решались :ледующие задачи: 1. Выяснить особенности распространения орхидных на ерритории Татарстана за текущее столетие; 2. Подготовить инвентаризаци-інньїе видовые карты-схемы распространения орхидных на территории Та-арстана для последующей организации сети ООПТ и целенаправленного юиска новых мест их произрастания; 3. На основе морфометрических показа-елей надземных побегов и их сравнительной анатомической характеристики >азработать методику определения возрастных состояний орхидей в полевых словиях; 4. Выработать критерии и методы оценки состояния ЦП орхидных а основе возрастной и пространственной структуры и выявить механизмы опуляционной устойчивости ЦП в различных по степени нарушенное ме-
2 стообитаниях; 5. Оценить состояние ЦП с предложениями мер по их охране; 6. На основе биолого-экологических и ценотических особенностей видов конкретизировать категории редкости и уязвимости орхидных Татарстана.
Научная новизна. Впервые для территории Татарстана дана биолого-экологическая и ценотическая характеристика дикорастущих орхидей. Проведена инвентаризация мест их произрастания за текущее столетие. Построены карты-схемы распространения орхидных на территории Татарстана трех типов: инвентаризационные, оценочные и прогнозные. Выявлены особенности динамики и тенденции в распространении отдельных видов орхидей. Для всех орхидных Татарстана проведен анализ угрозы исчезновения, конкретизированы категории редкости и уязвимости видов по уточненным шкалам М. Найара (Nayar,1984), П.А. Серегина (1986) и С.А. Литвинской (1987) и выявлены виды, требующие неотлагательных мер охраны.
Модифицирована общепринятая методика определения возрастного онтогенетического состояния растений, что позволяет определять возрастное состояние орхидей на основе морфометрических параметров только надземных побегов, без выкапывания этих редких растений, и сохранять целостность их популяций. Проведено изучение анатомической структуры надземных побегов орхидных, ее изменение в процессе онтогенеза и выявлены анатомические информативные показатели возрастных состояний. Дана оценка состояния ЦП орхидей Татарстана; разработаны рекомендации по мерам охрань конкретных ЦП.
Практическая значимость. Характеристики биолого-экологических и цено тических особенностей видов орхидных и инвентаризационные карты-схемь были использованы при. составлении "Красной книги Республики Татарстан (1995). Данные о состоянии популяций орхидных, их местообитаний послужилі для обоснования и организации семи памятников природы в Казанском регионе.
Природоохранные оценочные карты-схемы и прогнозная карта-схема дл$ орхидных-кальцефилов, созданные для территории Казанского региона, могу быть использованы как методический материал для подобных работ на всеі территории республики. Модифицированная методика определения возрас тного состояния орхидей на основе показателей морфо- и анатомоструктур и: надземных побегов может быть использована для создания диагнозов и клю чей определения онтогенетического возраста особей для 9-ти видов орхид ных. Опробованные методы контроля и оценки состояния орхидных, их попу ляций и местообитаний могут использоваться для ведения соответствующег раздела Красной книги Республики Татарстан, послужить основой для разрг ботки системы регионального мониторинга за состоянием популяций другі' редких видов растений.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях ^'Региональные проблемы экологии" (Казань, 1985), "Популяционная экология растений" (Пущино, 1987), на 1-ой и ІІ-ой республиканских конференциях "Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан" (Казань, 1993, 1995), "Особо охраняемые территории республики Татарстан" (Казань, 1994), "Флористические исследования в Центральной России" (Москва, 1995), "Экологические проблемы Поволжья" (Набережные Челны, 1996), "Популяции и сообщества растений: экология, биоразнообразие, мониторинг" (Кострома, 1996), а также на итоговых научных конференциях Казанского государственного университета и Казанского государственного педагогического университета. По теме диссертации опубликовано 14 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы ( 247 наименований, в т.ч. 34 иностранных авторов) и приложения. Содержит 26 таблиц, 40 карт и 70 рисунков.
ГЛАВА 1. ПОПУЛЯЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ ОРХИДНЫХ И ВОПРОСЫ ИХ ОХРАНЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
Орхидные относятся к числу тех растений, которые особенно чутко реагируют на различные антропогенные воздействия. Это обусловлено, с одной стороны, их декоративными свойствами, с другой - особенностями их биологии и популяционнои структуры (Вахрамеева, Денисова, 1983). Как указывают авторы, важно выявить вовремя тот критический момент существования вида, когда при малейшем изменении условий существования популяция редкого или исчезающего вида растений может исчезнуть. При определении мер охраны вида учитывают не только численность, плотность и жизненность популяции, но и возрастную структуру и характер внешнего воздействия (Заугольнова, 1974, 1976; Воронцова, Заугольнова, 1978; Вахрамеева, Денисова, 1977, 1983, 1988 и др.).
В настоящее время популяционный подход к изучению редких и исчезающих видов орхидей получает все большее признание (Вахрамеева, Денисова, 1980, 1983, 1987, 1988; Вахрамеева,1991; Блинова, 1991; Бурдыгина, 1994; Пояркова, 1987, 1996; Смирнова, 1986, 1990; Татаренко, 1991, 1994 и др.). Особенно важны многолетние наблюдения за популяциями редких видов растений на постоянных пробных площадях, когда исследования динамики численности, плотности и возрастного состава популяций позволяют прогнозировать существование вида на соответствующей территории (Заугольнова, Денисова, Никитина, 1990, 1991; Заугольнова, 1982, 1994; Популяционная экология растений, 1987; Популяции и сообщества растений, 1996 и др.).