Библиотечный каталог авторефератов Украины

Рис. 7. Динаміка вікової структури ценопопуляції Festuca valesiaca в асоціації Festucetum (valesiacae) stiposum (lessingianae) (Донецький ботанічний сад НАН України)

В цілому щільність інтродукційних популяцій степових видів не поступається щільності природних, що обумовлено підтриманням практично на одному рівні внутрішньовидової і міжвидової конкуренціï. Аналіз динаміки щільності особин показав, що щільність найбільш мінлива в групах особин ранніх вікових станів і змінюється незначною мірою протягом сезону і щорічно.

Коливання щільності особин відбилися на значенні індексу віковості ценопопуляцій, який свідчить про те, що вікова структура багатьох ценопопуляцій модельних видів зазнає невеликих змін, які виражаються у чергуванні процесів омолодження і старіння. Старіння трохи посилюється в період після посухи (літо 2002 р.). Невелике омолодження за рахунок появи ювенільних особин відмічено у червні – липні 2003 р. після опадів.

Віковий розвиток протікає повільними темпами і виражається у переході молодих рослин у наступний віковий стан.

Найбільш чутливим індикатором змін еколого-фітоценотичних умов є генеративні особини, пригнічення яких послаблює популяцію, і тільки завдяки раціональному розміщенню особин у просторі у вигляді компактних груп і різкого збільшення внаслідок цього в них напруженості фітогенного поля, популяціï здатні витримувати конкуренцію з іншими видами. Наявність досить великої кількості генеративних рослин у складі більшості ценопопуляцій дає їм можливість швидко збільшити щільність у випадку поліпшення умов існування, що сприятиме зміцненню позицій виду у фітоценозах і посиленню його впливу на середовище.

Віталітетний склад ценопопуляцій більш чітко відображає найменші зміни еколого-ценотичноï обстановки, ніж віковий спектр, який залишається майже незмінним. Так, у 2003 р. був відмічений перехід деяких популяцій із процвітаючого до депресивного стану (рис. 8), зниження їх віталітету внаслідок накопичення рослин третього віталітетного класу. Перехід на більш низький рівень життєвості відображається у зменшенні їх габітуальних розмірів і, відповідно, фітомаси.

В цілому реакціï популяцій на погіршення умов виявляються в зменшенні ïх функціональноï фітоценотичноï ролі і ведуть до значного зменшення енергетичних витрат на самопідтримання, що сприяє ïх сталості. Перехід на більш низькі рівні життєвості може збільшувати тривалість знаходження особин в окремих вікових станах.

Рис. 8. Динаміка віталітетних спектрів ценопопуляцій Festuca valesiaca в асоціації Festucetum (valesiacae) stiposum (lessingianae); W – трапляння, с – нижчий клас, b – середній клас, а – вищий клас (Донецький ботанічний сад НАН України)

Відмічений стан досліджених популяцій може бути не тільки результатом прояву особливостей онтогенетичного розвитку, але і того, що більшість з них знаходяться у дефінітивному стані.

Таким чином, інтродукційні популяціï степових видів займають стале положення у сформованих штучних рослинних угрупованнях, набули риси саморегулюючих систем, максимально наблизились до природних, що підтверджує перспективність застосування методу відновлення степових фітоценозів не тільки для забезпечення біологічноï різноманітності, але і для швидкого відновлення природноï рослинності у порушених екотопах.

ВИСНОВКИ

Проведено дослідження структури ценопопуляцій едифікаторів і асектаторів, що складають фітоценози справжніх степів. Визначено зміни у віковій, віталітетній, просторовій структурах ценопопуляцій модельних степових видів. Проаналізовано деякі параметри інтродукційних популяцій, що дозволило порівняти їх із природними ценопопуляціями і виявити схожість між ними.

1.  В результаті вивчення ценопопуляцій тридцяти степових видів, які належать до різних біоморф, установлено, що вони відіграють неоднакову роль у житті фітоценозів (едифікаторів – 8, асектаторів – 22), характеризуються широкою екологічною амплітудою, різними типами онтогенетичного розвитку, різним ступенем омолодження вегетативного потомства, що відбивається на структурі ценопопуляцій і забезпечує їх сталість.

2.  З'ясовано, що структура ценопопуляцій степових видів стала у широкому діапазоні еколого-фітоценотичних умов, більшість із них займає стійке положення у фітоценозах (Festuca rupicola, F. valesiaca, Koeleria cristata, Stipa capillata). На різних стадіях дигресії домінують нормальні неповночленні (відсутні субсенільні і сенільні особини) ценопопуляції. У віковому складі переважають зрілі, або молоді генеративні, рідше віргінільні особини. Глибокі зміни вікової структури мають місце під час значних антропогенних навантажень: відбувається переміщення максимуму у віковому спектрі внаслідок омолодження ценопопуляцій едифікаторів, відмирання особин зрілої і старої генеративної груп.

3.  Серед ценопопуляцій видів-асектаторів в антропогенно трансформованих угрупованнях було відзначено ценопопуляції із перевагою вегетативних молодих особин, що особливо є характерним для ценопопуляцій видів, які здатні до вегетативного активного розмноження. Значний антропогенний тиск зменшує активність вегетативного розмноження і зменшує щільність ценопопуляцій вегетативно рухливих видів (Thаlictrum minus).

4.  Установлено, що у резерватах ценопопуляціям степових видів, у першу чергу едифікаторів із родів Festuca i Stipa, притаманні висока щільність, повночленний віковий спектр, який часто носить правосторонній характер. Вікова структура характеризується перевагою найбільш функціональних зрілих генеративних особин.

5.  Відзначено, що за умов тривалого підтримання абсолютно заповідного режиму (заповідник "Хомутовський степ") відбуваються суттєві зміни у віковій структурі ценопопуляцій степових видів, часто негативні за рахунок відсутності ефективної інспермації. Ценопопуляції Adonis vernalis, Veronica sclerophylla, Festuca valesiaca старі, неповночленні (відсутні групи молодих рослин), знаходяться на межі переходу у регресивний стан і займають дуже хитке положення у фітоценозах. У частини більш мезофітних видів, що здатні до вегетативного розмноження (Galium ruthenicum, Fragaria viridis, Filipendula vulgaris), ценопопуляції є нормальними зрілими, повночленними з правостороннім віковим спектром і займають більш стале положення в угрупованнях.

6.  В степових угрупованнях, які відновлюються, відмічено ценопопуляції видів від інвазійних до нормальних, що залежить від стадії демутації. Здійснюються процеси, що спрямовані на зміцнення їх положення у фітоценозах: зі збільшенням відновлення угруповання ценопопуляції типово степових видів характеризуються зростанням щільності, ускладненням вікового складу (появою вікових груп, які були відсутні раніше). Ценопопуляції едифікаторів стають нормальними повночленними лише на останніх стадіях відновлення.

7.  Відмічено зв'язок віталітетної структури ценопопуляцій як едифікаторів, так і асектаторів зі ступенем антропогенної трансформації фітоценозів: депресивні ценопопуляції степових видів переважають у порушених угрупованнях. За умов слабкого антропогенного навантаження і сприятливих еколого-ценотичних факторів збільшується частка процвітаючих або урівноважених ценопопуляцій, що у першу чергу стосується ценопопуляцій домінантів-едифікаторів. У резерватах переважають ценопопуляції ценозоутворювачів процвітаючого віталітетного типу, було виявлено також депресивні ценопопуляції, як правило, асектаторів, що є наслідком погіршення еколого-ценотичних умов  і зміцнення конкуренції. За умови абсолютного заповідання (заповідник "Хомутовський степ") серед ценопопуляцій більш мезофітних видів переважають процвітаючі внаслідок більшої відповідності умов зростання вимогам даних видів. У фітоценозах на різних стадіях демутації було відмічено ценопопуляції степових видів процвітаючого типу.

8. Просторова структура ценопопуляцій модельних степових видів у антропогенно трансформованих фітоценозах має свої особливості: особини ценопопуляцій і едифікаторів, і асектаторів розташовані контагіозно, лише при слабких навантаженнях відмічено формування випадкового та регулярного типів розміщення рослин у просторі (Festuca valesiaca, Stipa capillata). У резерватах особини ценопопуляцій едифікаторів степових фітоценозів розміщені, як правило, регулярно або випадково на відміну від особин ценопопуляцій асектаторів (контагіозний тип розміщення). Це є наслідком прояву сильних едифікаторних властивостей даних видів і наближення умов існування до екологічної норми. Особини більшості ценопопуляцій Galium ruthenicum, Fragaria viridis, Filipendula vulgaris розташовані випадково або регулярно (заповідник "Хомутовський степ"), що є ознакою більш сталого положення в угрупованнях. У фітоценозах на різних стадіях демутації було відзначено формування контагіозного типу розміщення особин.

9.  Для збереження біорізноманітності степових видів необхідним є постійний моніторинг стану їх ценопопуляцій, що може відобразити напрямок перетворень, які здійснюються у фітоценозах, їх глибину, особливо це стосується ценопопуляцій щільнодерновинних едифікаторів (види родів Festuca, Stipa), – зміни, що відбуваються в їх структурі, є найбільш показовими і віддзеркалюють не тільки стан самих ценопопуляцій, але і фітоценозу в цілому.

10.  Вивчені інтродукційні популяції степових видів у штучних фітоценозах у своій більшості належать до молодих нормальних неповночленних, особини яких розташовані контагіозно. Динамічні процеси в їх популяційній структурі носять, як правило, флуктуаційний характер, що проявляється у незначних сезонних і річних коливаннях щільності, у переміщенні максимуму у вікових спектрах у межах груп молодої його частини внаслідок поповнення складу молодими особинами і чергування процесів омолодження і старіння, річних змінах характеру віталітетних спектрів, і не викликають змін типів ценопопуляцій і самих угруповань. Досліджені ценопопуляції модельних степових видів займають стале положення у сформованих штучних угрупованнях, набули рис саморегульованих систем, максимально наблизились до природних, що підтверджує перспективність застосування методу відновлення рослинних угруповань не тільки для збереження біологічної різноманітності, але і для відновлення природної рослинності у порушених екотопах.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА МАТЕРІАЛАМИ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Ибатулина Ю.В. Возрастная структура ценопопуляций Festuca valesiaca Gaudin и Festuca rupicola Heuff. в искусственных степных фитоценозах // Промышленная ботаника. – 2003. – Вып. 3. – С. 59 – 64.
2. Ібатуліна Ю.В. Життєвий стан ценопопуляцій Galium ruthenicum Willd. i Filipendula vulgaris Moench. у штучних степових фітоценозах Донецького ботанічного саду в умовах південного сходу України // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. – 2003. – Вып. 3. – С. 52 – 54.
3. Ібатуліна Ю.В. Життєвий стан ценопопуляцій Linum nervosum Waldst. et Kit. у штучних степових фітоценозах в умовах південного сходу України // Укр. ботан. журн. – 2004. – 64, № 5. – С. 74 – 78.
4. Ибатулина Ю.В. Современное состояние ценопопуляций Festuca valesiaca Gaudin в зависимости от режима использования // Промышленная ботаника. – 2004. – Вып. 4. – С. 140 – 146.
5. Ібатуліна Ю.В. Сучасний стан ценопопуляцій деяких степових видів у різних умовах існування // Й.К. Пачоський та сучасна ботаніка. – Херсон: Айлант, 2004. – С. 105 – 111.
6. Ибатулина Ю.В. Возрастная структура популяций в искусственных степных фитоценозах // Матер. ІI Міжнарод. наук. конф. "Відновлення порушених природних екосистем" (24 – 27 вересня 2002 р., м. Донецьк). – Донецьк: ТОВ "Лебідь", 2002. – С. 165 – 166.
7. Ибатулина Ю.В. Возрастной состав ценопопуляций Filipendula vulgaris Moench. в связи с его онтогенезом в искусственных фитоценозах в условиях юго-востока Украины // Матер. III Міжнарод. конф. молодих дослідників "Теоретичні та прикладні аспекти інтродукції рослин і зеленого будівництва" (26 – 29 травня 2003 р., м. Біла Церква). – Біла Церква, 2003. – С. 61 – 62.
8. Ибатулина Ю.В. Состояние ценопопуляций Festuca valesiaca Gaudin. в искусственных степных фитоценозах в Донецком ботаническом саду НАН Украины // Тез. доп. наук.-практ. конф. студентів, аспірантів та молодих вчених "Екологія. Людина. Суспільство." (14 – 17 травня 2003 р., м. Київ). – К., 2003. – С. 34 – 35.
9. Ибатулина Ю.В. Состояние ценопопуляций Veronica sclerophylla Dubovik как показатель устойчивости степных фитоценозов, созданных в Донецком ботаническом саду НАН Украины // Матер. ІV Міжнарод. наук. конф. "Промислова ботаніка: стан та перспективи розвитку" (17 – 19 вересня 2003 р., м. Донецьк). – Донецьк: ТОВ "Лебідь", 2003. – С. 190 – 192.
10. Ибатулина Ю.В. Пространственная структура ценопопуляций Festuca valesiaca Gaudin в степных фитоценозах // Матер. конф. молодих учених-ботаніків "Актуальні проблеми ботаніки та екології" (7 – 10 вересня 2004 р., Канівський природний заповідник). – Канів, 2004. – С. 106 – 108.
11. Ибатулина Ю.В. Динамика структуры интродукционных популяций видов-эдификаторов в степных искусственных фитоценозах // Матер. наук.-практ. конф. "Збереження біорізноманітності на південному сході України" (14 вересня 2004 р., м. Донецьк). – Донецьк: ТОВ "Лебідь", 2004. – С. 27 – 28.
12. Ібатуліна Ю.В. Вікова структура фітопопуляцій деяких видів у антропогенно трансформованих степових фітоценозах на південному сході України // Тези ІІ Міжнарод. конф. "Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти." (18 – 21 серпня 2004 р., Львів). – Львів: Вид-во "СПОЛОМ", 2004. – С. 320.

АНОТАЦІЇ

Ібатуліна Ю.В. Структура ценопопуляцій степових видів на південному сході України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.05 – ботаніка. Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України, Київ, 2005.

Проведено комплексні дослідження на популяційному рівні, які дозволили визначити сучасний стан степових модельних видів, що належать до різних біоморф. На територіях різного режиму землекористування досліджено структуру (вікова, віталітетна, просторова) ценопопуляцій, їх щільність. Загалом ценопопуляції степових видів зберегли різноманітність вікового складу. Суттєві зміни вікової структури відзначено тільки за умови сильного господарського впливу. Більш вразливою щодо антропогенного навантаження є віталітетна структура: відзначено перевагу депресивних ценопопуляцій у антропогенно трансформованих фітоценозах, в угрупованнях на різних стадіях демутації і в резерватах домінують процвітаючі ценопопуляції типово степових видів, особливо едифікаторів. Що стосується просторової структури, то виявлено формування контагіозного типу розміщення особин у фітоценозах, що зазнають антропогенного тиску, як і у фітоценозах на різних стадіях демутації. У резерватах відзначено формування регулярного типу розміщення рослин переважно едифікаторів. Проведено дослідження сезонної і річної динаміки  структури інтродукційних популяцій у штучних степових фітоценозах, які розвиваються більш тридцяти років, що дозволило встановити  схожість їх параметрів з показниками природних ценопопуляцій. Результати досліджень може бути використано під час розробки конкретних науково обгрунтованих рекомендацій щодо їх охорони.

Ключові слова: едифікатори, асектатори, ценопопуляції, вікова структура, віталітетна структура, просторова структура, деградація, демутація, резервати. 

Ибатулина Ю.В. Структура ценопопуляций степных видов на юго-востоке Украины. – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.05 – ботаника.  Национальний ботанический сад им. Н.Н. Гришко НАН Украины, Киев, 2005.

Проведены комплексные исследования на популяционном уровне, которые позволили определить современное состояние модельних степных видов, принадлежащих к разным биоморфам. На территориях разного режима землепользования исследована структура (возрастная, виталитетная, пространственная) ценопопуляций, их плотность. В целом ценопопуляции степных видов сохраняли разнообразие возрастного состава при различной степени антропогенной нагрузки. Существенные изменения возрастной  структуры были отмечены только при сильном хозяйственном воздействии. Менее сильное антропогенное давление не вызвало существенных изменений возрастного спектра. Более чувствительным показателем происходящих изменений является плотность особей. Значительное снижение плотности ценопопуляций произошло в фитоценозах, подверженных более сильному хозяйственному использованию, особенно в ценопопуляциях S. capillata. Отмеченные изменения популяционной структуры при данном антропогенном давлении ещё не являются катастрофическими и обратимы при уменьшении степени воздействия со стороны человека. Восприимчивой к антропогенной нагрузке является виталитетная структура: отмечено преобладание депрессивных ценопопуляций в антропогенно трансформированных фитоценозах, в восстанавливающихся сообществах и резерватах господствуют процветающие ценопопуляции типично степных видов, особенно эдификаторов. Что касается пространственной структуры, то отмечено формирование контагиозного типа размещения особей в фитоценозах, подвергаемых антропогенной нагрузке,  как и в фитоценозах на разных стадиях демутации. В резерватах отмечено формирование регулярного типа размещения особей преимущественно эдификаторов. Проведены исследования сезонной и погодичной динамики структуры интродукционных популяций модельних видов в искусственных степных фитоценозах, развивающихся более тридцати лет, что позволило установить сходство их параметров с показателями природных ценопопуляций. Результаты исследований могут быть использованы при разработке конкретных научно-обоснованных рекомендаций по их охране.

Ключевые слова: эдификаторы, ассектаторы, ценопопуляция, возрастная структура, виталитетная структура, пространственная структура, деградация, демутация, резерваты.

Ibatulina Yu.V. Structure of cenopopulations of steppe species in the south-cast of Ukraine. – Manuscript.

Thesis for a candidate’s degree in Biological science on the specialty 05.00.05 – botany. Grishko National Botanical Garden, Nat. Acad. Sci. of Ukraine, Kyiv, 2005

Complex investigations are conducted on the populational level enabled define present-day state of model steppe species belonging to the different biomorphs. An various botanical-geographical regions and in the territories with different land use regimen, structure of cenopopulations (age, vitality and spatial structure) has been investigated as well as cenopopulation density. On the whole, age composition diversity remained in steppe cenopopulations under different extent of anthropogenic pressure. Considerable changes of age structure were registered only under significal agricultural impact. Vitality structure is more susceptible to anthropogenic pressure: depressive cenopopulations were found to be predominant in anthropogenically transformed phytocenoses. In renewing communities and reserves, prosperous cenopopulations of typically steppe species are prevailing, especially cenopopulations of edificators. An respect of spatial structure, there is observed a formation of contagions type of species distribution in phytocenoses exposed to anthropogenic pressure as well as in phytocenoses in different stages of demutation. Forming of regular type of species distribution, mainly edificators, is observed in reserves. Investigations of seasonal and year-after-year dynamics of structure of introductional populations have been conducted in artificial steppe phytocenoses developing for more than 30 years, which enabled to determine similarity between their parameters and indices of natural cenopopulations. The results obtained can be used in development of concrete scientifically grounded recommendations on cenopopulations conservations.

Key words: edificators, assectators, cenopopulation, age structure, vitality structure, spatial structure, degradation, demutation, reserves.

Подписано к печати  17.10.2005. Формат 60x84 1/16.

Усл. печ. л. 0,9. Печать лазерная. Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии ООО “Норд Компьютер”

на цифровых лазерных издательских комплексах

Rank Xerox DocuTech 135 и DocuColor 2060.

Адрес: г. Донецк, ул. Университетская, 112

тел.: (062)386-35-76