Введение к работе
Актуальность исследования. Популяпионная экология - синтетическая дисциплина, направленная на изучение механизмов, управляющих ростом и репродукцией особей и популяций с целью предсказания их будущего состояния в нормальных и отклоняющихся условиях среды (Солбриг, 1976). В последние годы возросла актуальность проблемы сохранения биоразнообразия и изучения биологических систем различного уровня сложности. В плане решения этих проблем, результаты популяционных исследований, позволяющие выявить размеры популяций исследуемых видов, их структуру и устойчивость, внутрипопуляпионные взаимоотношения, представляют теоретический и практический интерес. Изучение структуры популяций растений как целостных биологических систем является одной из актуальных проблем популяционной ботаники. Исследования в этой области в нашей стране довольно многочисленны (Марков, 1976-1994; Юрцев, 1976, 1986, 1988; Воронцова, Заугольнова, 1978; Злобин, 1980-1996; Миркин, 1981-2001; Заугольнова, 1985).
Одним из относительно малоисследованных объектов популяционной экологии растений являются малолетники. Наиболее перспективна и интересна в этом плане группа однолетних растений, как наиболее пластичная жизненная форма, замыкающая редукционные ряды жизненных форм в различных таксонах. Большинство работ, посвященных популяционной экологии дикорастущих однолетников, касается сорных растений, в первую очередь, сегетальных сорняков (Марков, 1976-1994). Однолетники природных сообществ изучены гораздо меньше. Это относится и к однолетникам-псаммофитам, которые, вместе с тем, являются постоянными и характерными компонентами природных группировок на голых песках и серопесках в степной зоне (Клоков, 1980). Интерес к этой проблеме обусловлен также возможностью использования полученных данных для мониторинга состояния популяций растений, произрастающих на территориях со сложными экологическими условиями, каковыми и являются песчаные массивы, характеризующиеся олиготрофностью, подвижностью, резкими колебаниями температурного и водного режима.
Цель и задачи работы.
Цель настоящей работы - изучение эколого-морфологических особенностей популяционной структуры псаммофитных однолетников нижнедонской флоры.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
Дать экобиоморфологическую характеристику псаммофитных однолетников.
Выявить морфологические особенности побеговой структуры, присущие как отдельным особям, так и популяциям в целом, для каждого из изучаемых видов.
Проанализировать особенности кривых роста главного побега особей, их связь с экологическими условиями произрастания.
Оценить жизненность исследуемых популяций и выявить взаимосвязи между их виталитетным статусом и экологическими условиями произрастания видов. Научная новизна работы. В Ростовской области исследования в области
популяционной экологии псаммофитных малолетников ранее не проводились. В работе впервые проведено комплексное эколого-морфологическое изучение 15 видов псаммофитных однолетников бассейна Нижнего Дона в 19 популяциях, выявлено разнообразие типов архитектурных моделей, характерных для данной экологической группы. Выделена архитектурная модель «простратные безрозеточные растения с
симподиальным типом нарастания» (Tribulus terrestris). Впервые был проведен анализ виталитетного статуса популяций псаммофитных однолетников в зависимости от экологических условий произрастания.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Для яровых летнецветущих псаммофитных однолетников бассейна Нижнего
Дона характерны 4 типа архитектурных моделей (типов побегообразования):
длиннопобеговые (безрозеточные) моноподиально нарастающие растения;
растения с симподиальным типом нарастания, с главной осью побега,
заканчивающейся терминальным соцветием; розеточные растения с
вертикальным ритмическим чередованием брахиморфных и долихоморфных
структур и простратные безрозеточные растения с симподиальным типом
нарастания побегов.
2. Степень вариабельности строения побегов и побеговых систем псаммофитных
однолетников бассейна Нижнего Дона определяются экологическими
условиями произрастания видов.
3. Соотношение в популяции особей разного уровня виталитета характеризует
жизнеспособность популяции в конкретных экологических условиях
местообитания.
Теоретическое значение работы. Данные, полученные в результате изучения популяционной изменчивости признаков побеговой структуры 15 модельных видов псаммофитных однолетников, существенно дополняют и расширяют представления об их эколого-биоморфологических особенностях. Полученные результаты позволяют уточнить закономерности формирования побеговых систем у однолетников.
Практическое значение работы. Проведенные исследования вносят вклад в изучение эколого-морфологических параметров популяций псаммофитных однолетников и важны при решении проблем охраны видов, в т. ч. редких и исчезающих. Их результаты могут быть применены в популяционных исследованиях однолетников других экологических групп. Материалы диссертации используются в спецкурсах, читаемых на кафедре ботаники Южного федерального университета.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на всероссийских и международных конференциях: (I (IX) Международной конференции молодых ботаников (Санкт-Петербург, 21-26 мая 2006 года), Международной конференции молодых ученых ботаников «Актуальные проблемы ботаники, экологии и биотехнологии» (Киев, Украина, 27-30 сентября 2006 года), III Международной конференции молодых ученых «Биоразнообразие. Экология. Адаптация. Эволюция», посвященная 100-летию со дня рождения известного украинского лихенолога М.Ф. Макаревич (г. Одесса, 15-18 мая 2007 г.), Международной конференции, посвященной 75-летию Ботанического сада РГУ (Ростов-на-Дону 2002 г.), XI Международной Школы по теоретической морфологии растений «Меристемы, модули, побеги в разных царствах живых организмов» (г. Тверь, 10-16 ноября 2008 г.), Всероссийской заочной научной конференции «Биоразнообразие: результаты и перспективы исследований» (г. Тамбов, 11 ноября 2009 г.) и пр., а также в рамках «недель науки» на кафедре ботаники ЮФУ
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, объемом 1,7 п.л., в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Доля участия автора в публикациях составляет 100% (1,7 п.л.).
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, библиографического списка использованной литературы и приложения.
Работа изложена на 160 страницах, содержит 36 таблиц и 69 рисунков. Список литературы содержит 202 источника, в том числе 36 иностранных.
