Введение к работе
Актуальность работы. Несомненно, что в результате деятельности человека наряду с глобальными изменениями окружающей среды происходит катастрофическое обеднение природной флоры. Поэтому проблема сохранения генофонда дикорастущих растений, и в первую очередь, исчезающих, эндемичных и реликтовых видов, приобрела в наше время особую актуальность. В связи с этим в мире на разных уровнях принимаются законы и реализуются различные программы по охране биоразнообразия (Национальная стратегия по сохранению биоразнообразия России,…, 2001; Глобальная стратегия по охране растений, 2002; Стратегия сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных, растений и грибов, 2004; Стратегия ботанических садов России по сохранению биоразнообразия растений, 2003).
Необходимость охраны редких видов растений на территории Ульяновской области возрастает и из-за того, что более трети из них находятся на границах своих ареалов и встречаются только в отдельных, порою очень удаленных друг от друга местообитаниях. Эндемичные виды, имеющие узкие ареалы распространения, чаще других подвергаются опасности исчезновения. Поэтому, в рамках реализации глобальной цели сохранения биоразнообразия Земли, актуальным является вопрос популяционных исследований таких видов-эндемиков. Прикладное же значение популяционных исследований как раз и состоит в том, что они представляют собой биологическую основу для разработки способов рационального использования естественных растительных ресурсов и их охраны (Динамика ценопопуляций…, 1985; Злобин, 2011).
В качестве объекта исследований выбран эндемичный вид Среднего Поволжья Dianthus volgicus Juz. – гвоздика волжская, представитель семейства Caryophyllaceae, охраняемая в нескольких областях и республиках Среднего Поволжья.
Изучение биологии и экологии D. volgicus позволит не только сохранить это ценное для науки растение, но и глубже познать его адаптационные возможности, прогнозировать перспективы его интродукции и введения в культуру. Кроме того, важнейшим условием сохранения редких видов является охрана существующих ценозов, в состав которых они входят. Поэтому изучение D. volgicus и ее местообитаний представляется важной задачей, как в теоретическом, так и практическом отношении.
Цель и задачи исследования. Цель работы – изучение эколого-биологических особенностей, ценопопуляционных характеристик, тактики и стратегии выживания эндемичного вида Среднего Поволжья Dianthus volgicus для разработки путей его охраны на территории ареала как типичного вида песчаных степей.
При выполнении исследования ставились следующие задачи:
- детально изучить жизненную форму, периодизацию онтогенеза и на их основе исследовать возрастную структуру, жизненную стратегию популяций D.volgicus и конкурентноспособность вида в условиях Среднего Поволжья;
- выявить половую структуру и ее динамику в конкретных популяциях вида;
- оценить потенциальную обеспеченность опыления у D.volgicus и его разнообразие исходя из характера половой структуры популяций и флорального соотношения полов; исследовать антэкологические характеристики вида;
- изучить фитоценотическую и экотопическую приуроченность вида;
- определить природоохранную ценность исследуемого вида, возможность его интродукции и введения в культуру.
Научная новизна работы. Впервые проведено многолетнее комплексное эколого-биологическое исследование эндемичного вида Среднего Поволжья D. volgicus на территории Ульяновской и Самарской областей. Определена фитоценотическая приуроченность вида и его антэкологические особенности. Изучены некоторые аспекты семенной продуктивности вида. Рассмотрены закономерности изменения возрастного спектра и половой структуры популяций, установлены их численные характеристики. Впервые проведены опыты по интродукции вида и даны рекомендации по введению его в культуру.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследований являются основой для дальнейшего мониторинга состояния популяций D.volgicus, необходимого для эффективной охраны этого редкого эндемичного вида, а также могут быть использованы для уточнения экологического состояния популяций вида, отражаемого в региональных Красных книгах, определителях и конспектах растений Среднего Поволжья, а также для решения проблемы таксономического положения вида.
Результаты работы являются вкладом в фундаментальные теоретические разделы ботаники: учение о жизненных формах и онтогенезе растений; современные исследования половой структуры вида углубляют и дополняют представления о половом полиморфизме у цветковых растений. Данные о характере цветения и семенной продуктивности разных половых форм могут найти применение в работах по интродукции и селекции растений.
Растение может быть рекомендовано для культуры благодаря своим высоким декоративным качествам, обильному и продолжительному цветению.
Биоматериал, собранный в результате полевых работ, пополнил фонды научного гербария кафедры ботаники Ульяновского государственного педагогического университета (UPSU).
Научные положения, выносимые на защиту.
1. Dianthus volgicus – вид с полным онтогенезом, относящийся к группе ксерофитных облигатных подушковидных поликарпических растений Silene turgida-типа.
2. В условиях Среднего Поволжья для Dianthus volgicus характерны популяции, находящиеся в дефинитивном состоянии, зрелые, нормальные неполночленные, имеющие константные демографические признаки вида, с большой долей генеративных особей и с высокой жизнеспособностью особей разных возрастных групп.
3. Существуют достаточно устойчивые в пространстве и во времени половые признаки популяций Dianthus volgicus, подтверждающие положение о том, что половая структура вида является постоянной во времени и в пространстве и слабо подвержена влиянию условий окружающей среды.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на международной научно-практической конференции «Наука в современных условиях: от идеи до внедрения» (Димитровград, 2008, 2009); Х межрегиональной научно-практической конференции «Естественнонаучные исследования в Симбирском – Ульяновском крае» (Ульяновск, 2008); научной конференции «Раритеты флоры Волжского бассейна» (Тольятти, 2009); конференции «Любищевские чтения. Современные проблемы эволюции» (Ульяновск, 2010, 2011); V международной научно-практической конференции «Проблемы современной биологии» (Москва, 2012).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе – 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Личное участие автора. Автором лично осуществлен весь комплекс полевых и камеральных работ, проведен анализ полученных материалов, включая статистическую обработку полученных данных.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы и 4 приложений. Работа изложена на 192 страницах (включая 4 страницы приложений), содержит 40 рисунков, 33 таблицы. Список литературы состоит из 217 источников, в том числе 22 иностранных.
