Введение к работе
Актуальность темы. Проблема сохранения биоразнообразия приобрела немаловажное значение в жизнедеятельности человека, так как антропогенное воздействие на биосферу достигло масштабных размеров. По причине катастрофически быстрого обеднения видового состава, проблема его сохранения признана одной из наиболее важных в последнем десятилетии (Салохин, 2007). Её решение требует длительного эколого-популяционного мониторинга как в особо охраняемых территориях, так и в антропогенно нарушенных экосистемах (Быченко, 2008).
Интенсивному изучению орхидных способствует необходимость принятия срочных мер по охране этого семейства, поскольку численность и ареал многих видов заметно сократились, а некоторые виды оказались на грани полного исчезновения (Вахрамеева и др., 2004).
Из 136 произрастающих на территории России видов орхидных, 66 включены в приказ «Об утверждении перечней …» от 25 октября 2005 г. №289. В Красную книгу Тюменской области занесены 27 видов сем. Orchidaceae, из них 26 видов отнесены к I-III категориям редкости, а один вид – Platanthera bifolia (L.) Rich. – включен в дополнительный список и отнесен к IV категории редкости, как вид с неопределенным статусом (Красная книга Тюменской области, 2004; Хозяинова и др., 2004).
Градация растений, включенных в Красные книги, обычно проводится лишь по двум признакам: степени их редкости и приуроченности к определенному региону. Углубленный анализ экологии и популяционной биологии растений необходим для дальнейшего ведения Красной книги, изучения реальной ситуации в природных популяциях редких видов, оценки их состояния, перспектив существования, организации мониторинга и предложения конкретных мер охраны (Заугольнова и др., 1992; Михеева и др., 2006).
Цель работы: исследование особенностей биологии, экологии, микоризообразования и оценка состояния и структуры ценопопуляций Platanthera bifolia (L.) Rich. и Dactylorhiza hebridensis (Wilmott.) Aver. на юге Тюменской области.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
рассмотреть распространение и эколого-фитоценотическую приуроченность Platanthera bifolia и Dactylorhiza hebridensis;
исследовать онтогенез Platanthera bifolia и Dactylorhiza hebridensis;
изучить поливариантность развития особей Platanthera bifolia в различных эколого-ценотических условиях;
оценить возрастную, пространственную структуру и состояние популяций Platanthera bifolia и Dactylorhiza hebridensis;
выявить онтогенетические тактики и стратегии Platanthera bifolia;
изучить особенности микоризообразования у растений Platanthera bifolia и Dactylorhiza hebridensis.
Научная новизна результатов исследования. Впервые в условиях административного юга Тюменской области проведено комплексное исследование природных популяций Platanthera bifolia и Dactylorhiza hebridensis. Изучены местообитания, эколого-фитоценотическая приуроченность, изменчивость морфологических признаков на разных этапах онтогенеза, численность, плотность, структура и состояние ценопопуляций, а также особенности микоризообразования (интенсивность, частота встречаемости, степень микотрофности и однородности микоризной инфекции). Исследованы онтогенетические тактики и стратегии P. bifolia.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Реакция особей P. bifolia, произрастающих в различных сообществах, на меняющиеся факторы среды выражается на организменном уровне в морфологической поливариантности онтогенеза, на популяционном уровне – в различной возрастности ценопопуляций и особенностях размещения растений.
-
Объективная оценка состояния ценопопуляций редких видов и прогнозирование их дальнейшего развития могут быть достигнуты на основе использования комплексных методов изучения.
-
Колебания микотрофности P. bifolia и D. hebridensis в разные периоды вегетации находятся в зависимости от возрастного состояния растения и степени развития микосимбионта в придаточных корнях и окончаниях стеблекорневых тубероидов текущего и следующего года.
Практическая значимость работы. Результаты исследований могут быть использованы при разработке природоохранных мероприятий в Тюменской области и сопредельных территориях, проведении мониторинговых исследований при составлении и ведении Красных книг. Основные результаты исследований используются на практических занятиях по дисциплинам «Онтогенез покрытосеменных растений» и «Изучение растений на разных этапах онтогенеза» на кафедре ботаники и биотехнологии растений ТюмГУ.
Личное участие автора заключается в разработке программы исследований, сборе полевого материала, проведении лабораторного анализа (исследование микоризообразования), камеральной обработке фактического материала, обобщении, интерпретации результатов и написании текста.
Апробация работы. Материалы диссертации апробированы на I Международной конференции «Экологические проблемы Зауралья» (г. Ишим, 2007), заочной электронной конференции «Теория и методы изучения охраны окружающей среды» (г. Москва, 2008), XII делегатском съезде Русского ботанического общества "Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века" (г. Петрозаводск, 2008), 59 и 60 внутривузовских научных студенческих конференциях (г. Тюмень, 2008, 2009), VI Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти А.А. Дунина-Горкавича «Тобольск – научный 2009» (г. Тобольск, 2009), II Международной научно-практической конференции «Экологический мониторинг и биоразнообразие» (г. Ишим, 2010), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы сохранения биоразнообразия на охраняемых и иных территориях» (г. Сибай, 2010). Результаты исследований изложены в научных отчетах (2006-2009 гг.) и представлены на заседаниях кафедры ботаники и биотехнологии растений Тюменского госуниверситета.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано девять научных работ, из них две статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 285 страницах, состоит из введения, 8 глав, выводов, списка литературы и 14 приложений. В тексте приводится 33 таблицы и 43 рисунка. Список литературы включает 300 источников, в том числе 72 иностранных авторов.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю д.с.-х.н., профессору Н.А. Боме и к.б.н., доценту Н.А. Алексеевой за научные консультации и конструктивные замечания при написании и оформлении работы, к.б.н., главному инженеру отдела Охраны окружающей природной среды ООО «ТюменНИИгипрогаз» Н.В. Хозяиновой за помощь в сборе полевого материала, а также всем преподавателям и сотрудникам кафедры ботаники и биотехнологии растений ТюмГУ за ценные указания и замечания по отдельным вопросам.
