Реферат: Морфометрические параметры и возрастные спектры ромашки полярной в поселениях Анабарского района ( с. Саскылах и п. Юрюнг-Хая)

Министерство образования Республики Саха (Якутия)

Управление образования Анабарского улуса

Морфометрические параметры и возрастные спектры ромашки полярной 

(Tripleurospermum subpolare) 
в поселениях Анабарского района

( с. Саскылах и п. Юрюнг-Хая )

Авторы:Елисеева Л.Д., учитель географии

МБОУ «Саскылахская СОШ»,

Игнатьева Елена, ученица 11 класса

МБОУ «Анабарская улусная гимназия»

Анабарского улуса Республики Саха (Якутия)

Научный консультант: Черосов М.М., д.б.н.,

ведущий научный сотрудник Института биологических

проблем криолитозоны Сибирского отделения РАН

Саскылах 2012

Содержание:

Введение_______________________________________________________3

Глава 1. Морфометрические параметры ромашки полярной_____________5

Глава 2. Выявление типа жизненной стратегии и определениевозрастных спектров ромашки полярной. ______________________________________8

Заключение_____________________________________________________18

Литература _____________________________________________________19

Приложение_____________________________________________________20

Введение

Актуальность исследования: Наблюдающееся в ХХ веке глобальное потепление проявляется во всех регионах мира. Данные метеорологических станций показывают, что на Севере в последние десятилетия отчетливо проявляется потепление климата.

Также последнее время антропогенные воздействия охватывают почти все типы естественного растительного покрова. С 2010 г. проводятся исследования тундр Северо-Востока России для изучения живых организмов, выявление их реакции на изменения климатических показателей и антропогенный пресс.

В связи с этим большую ценность приобретают работы, посвященные всестороннему изучению того или иного вида растения.

Работы по изучению популяционных параметров ромашки полярной в Анабарском улусе отсутствуют, а в Якутии работ по популяционной биологии растений достаточно мало.

Цель работы –выявление морфологических параметров ромашки полярной в окрестностях села Саскылах и п. Юрюнг-Хая, выявление типа жизненной стратегии, определить возрастные спектры.

Задачи:

Изучение литературных данных по виду.

Измерение морфометрических параметров одного из активных синантропных видов региона в различных сообществах и нарушенных типах тундр.

Выявление жизненной стратегии и онтогенетических тактик вида в сообществах южных субарктических тундр.

Научная новизна - впервые проведены исследования ценопопуляций ромашки полярной в Анабарском улусе. Ранее сведения по данному виду отсутствовали по Якутии в целом и по району. Изучена популяционно-биологическая характеристика.

Выявлены их стратегии жизни, комплекс показателей (популяционные индексы), на основе которых получены первые сведения о поведении изучаемых популяций в регионе.

Практическая значимость - изучена популяционно-биологическая характеристика и жизненное состояние популяций изучаемого вида, дана их оценка.

Методы исследования:В данной работе представлены результаты исследования за 2 полевых сезона 2010г. и 2011 г. – 17 ЦП.В каждой из 17 ЦП было измерено по 17 параметров у 30 растений – всего сделано 4590 промеров.

Ход исследования:

Изучение литературы по теме, методики морфометрии растений

Выбор конкретных сообществ, где необходимо изучать ценопопуляции

Сбор первичных данных

Организация данных в программе Excel

Обработка данных

Анализ данных и получение выводов

Глава 1. Морфометрические параметры ромашки полярной

Объект исследования: Ромашка полярная (Tripleurospermum subpolare) - Однолетнее растение из семейства астровых, или сложноцветных, высотой 10 - 50 см, с сильным своеобразным ароматом. Стебли прямостоячие, сильно ветвистые. Как у всех сложноцветных, цветки ромашки собраны в соцветия-корзинки, расположенные поодиночке на длинных цветоносах. Распространена довольно широко во многих субарктических районах России. Поселяется в населенных пунктах на пустырях, свалках и других мусорных местообитаниях, встречается у жилья, вдоль дорог.

Первичные материалы: Ромашка полярная – 17 ценопопуляций (30 особей), 510 особей*9 признаков = 4590 морфологических измерений.

Летом 2010 г. нами были проведены полевое обследование 14 ценопопуляций (далее ЦП) ромашки полярной в селе Саскылах Анабарского района. В каждой ЦП измерялось по 30 особей, в каждой особи было измерено 14 признаков:

Высота побега (в см)

Кол-во всего листьев (в шт.)

длина любого среднего листа на (в см)

ширина любого среднего листа на стебле (в см)

Кол-во узлов до соцветия (в шт.)

Диаметр общего цветка (в см)

Кол-во язычковых цветков (в шт.)

длина любого язычкового цветка ( в см)

ширина любого язычкового цветка (в см)

В дальнейшем в ходе изучения ЦП ромашки полярной в программе Excel были подсчитаны средние параметры растений по вышеуказанным признакам в 14 ЦП на территории села Саскылах Анабарского улуса (табл.1 - 2). В таблице 1 приведены количество признаков растения, которые в ЦП являются максимальными (входят в тройку максимальных), средними (не являются максимальными и минимальными), минимальными (входят в тройку минимальных). Если у ЦП признаки входят в группу максимальных (т.е. являются своеобразными лидерами), то она характеризуется по морфометрическим признакам хорошим состоянием, если же признаки у ЦП входят в группу минимальных, то она характеризуется плохим состоянием.

В таблице 2 представлены результаты расчета IVC (индекса виталитета ценопопуляции), который показывает лучшие, средние и худшие ценопопуляции по морфометрическим параметрам растений. Индекс виталитета ценопопуляции по размерному спектру (IVC) (Ишбирдин, Ишмуратова, 2002, 2004) это интегрированный показатель, который показывает насколько хорошо чувствует себя ценопопуляция в своем сообществе. Чем больше IVC, тем лучше морфологические показатели у особей, тем лучше условия обитания для произрастания. Индекс вычисляется в программе Excel.

IVC =

где Xi - среднее значение i-того признака в ценопопуляции;

X i - среднее значение i-того признака для всех ценопопуляций;

N - число признаков.

В результате проведенных исследований лучшие морфометрические параметры у особей ЦП 8,6,9,5 (IVC выше 1,1), которые отмечены в условиях достаточного, даже немного избыточного увлажнения, средней антропогенной нагрузки, образуя своеобразные газоны села.

Плохое состояние по морфологическим параметрам (ниже 0,9 IVC) у ценопопуляций, которые отмечаются в более сильно антропогенно нарушенных условиях (свалка, около мусорного бака, на песку, сухих местах, на каменистом субстрате, около дорог), т.е. ромашка полярная, несмотря на антропогенную приуроченность к поселениям человека не выдерживает его сильную нагрузку.

Средние показатели (1,0 – 0,9 IVC) у ромашки полярной в условиях средних между вышеописанными, отмечены в канаве, около домов, подвергаются большему прессу, чем в местообитаниях благоприятных ЦП.

По условиям увлажнения ЦП приурочены как к влажным местам, так и более сухим, и во всех условиях есть как процветающие, так и депрессивные ценопопуляции, т.е. в любых условиях по увлажнению растения могут себя чуствовать по – разному.

Глава 2. Выявление типа жизненной стратегии и определение возрастных спектров ромашки полярной.

Летом 2011г. нами были проведено полевое обследование 3 ценопопуляций ромашки полярной в п.Юрюнг-Хая Анабарского района. Выявлены жизненные стратегии и онтогенетические тактики вида в сообществах субарктических тундр. Растительность Анабарского полигона относится к подзоне типичных тундр (северной части субарктических тундр).

Изученные популяционные (демографические) показатели:

Индекс восстановления (I_в)

Индекс возрастности (∆) (Уранов, 1977)

Индекс эффективности (ω) (Животовский, 2001),

Типы ценопопуляций по классификации «дельта-омега» по Л.А.Животовскому (2001).

Жизненная стратегия растения.

Тип виталитета ценопопуляций.

Методика исследования

Популяционно-онтогенетические, геоботанические и статистические методы (Работнов, 1950; Уранов, 1975; Жукова, 1987, 1995; Злобин, 1989; Ишбирдин, Ишмуратова, 2002, 2004; Миркин, Наумова, 1998 ).

Полученные данные обработаны вариационно-статистическими методами с использованием пакетов программ EXCEL и STATISTICA.

Жизненные стратегии растений по Раменскому-Грайму:

Л.Г.Раменский (1938) разделил все виды на три ценобиотических типа (в это время термин «стратегия» еще не вошел в обиход экологов): виолентов, патиентов и эксплерентов. Эти ценобиотические типы он определил следующим образом.

Виоленты(«львы») - это «конкурентно мощные растения, энергично развиваясь, они захватывают территорию и удержи­вают ее за собой, подавляя, заглушая соперников энергией жизнедеятельности и полнотой использования среды».

Патиенты(«верблюды») «в борьбе за существование бе­рут не энергией жизнеспособности и роста, а своей выносли­востью к крайне суровым условиям, постоянным или времен­ным».

Эксплеренты(«шакалы») «имеют очень низкую конку­рентную мощность, но зато способны очень быстро захватывать освобождающиеся территории, заполняя промежутки между более сильными растениями; так же легко они вытесняются по­следними».

С(от англ. competitor - конкурент) - виолент,силовик, «лев». Это мощные растения, чаще деревья, кустарники или высокие травы, которые произрастают в благоприятных условиях (полное обеспечение водой, теплый климат) при отсутствии нарушений. Они имеют распростертую крону, за счет которой держат под контролем условия среды и полностью (или почти полностью) используют обиль­ные ресурсы таких местообитаний.

Виоленты всегда абсолютно доминируют в фитоценозах, примесь других видов незначительна. У виолентов реализованная и фундаментальная ниши совпадают, так как эти растения настолько сильны, что всегда выходят победителями при конкуренции с другими претенден­тами на это экологическое пространство.

Виоленты могут процветать только при наличии значитель­ных ресурсов ЭМП, воды и света. При ухудшении условий (просыхание почвы, засоление и т.д.) или нарушениях (рубка леса, высокие рекреационные на­грузки, пожары, воздействие техники и т.д.) «львы» раститель­ного мира погибают, поскольку не приспособлены для выжива­ния под воздействием этих факторов.

Чистый виолент - редкость, в природе чаще встречаются вто­ричные типы, переходные от виолента к другим типам стратегий.

S(от англ. stress-tolerant - устойчивый к стрессу) - патиент,выносливец, «верблюд». Эти разнообразные растения оби­тают в неблагоприятных условиях (засуха, засоление, дефицит света или ресурсов ЭМП, холодный климат и т.д.) и пережива­ют стресс с помощью специальных адаптации. Фитоценозы патиентов разомкнуты и состоят из небольшого числа видов. При этом каждый вид выживает по-своему, и конкуренции практи­чески нет. Сообщества, по существу, представляют собой про­сто сумму популяций.

R (от лат. ruderalis - сорный) - эксплерент,рудерал, «ша­кал». Эти растения замещают виоленты при сильных нарушени­ях местообитаний или используют ресурсы в стабильных ме­стообитаниях, но в период, когда они оказываются невостребо­ванными доминантами. Большинство эксплерентов - однолет­ники (реже - малолетники) с высоким репродуктивным усилием. Они способны формировать банк семян в почве (например, виды родов Artemi­sia,Chenopodium,Atriplex) или имеют приспособления для рас­пространения плодов и семян (например, летучки у видов ро­довTaraxacum,Cirsium или прицепки у Lappula и Arctium, пло­ды которых разносят животные и человек). Семена некоторых растений распространяются водой. К интенсивному семенному размножению нередко добавляется вегетативное, например корневищами и корневыми отпрысками у видов родаSonchus.

Таким образом, рудералы первыми начинают восстанавливать растительность при нарушениях: семена одних видов уже имеются в почвенном банке, семена других быстро доставляются на место нарушения ветром или другими агентами. Эту важную для экоси­стем группу растений можно сравнить с «ремонтной бригадой» и «легкой кавалерией природы», которая, как живица на поранен­ном стволе сосны, залечивает нанесенные природе раны.

Схема анализа жизненной стратегий растений

1. Делается виталитетный спектр

2. Строится график стратегии

3. Отмечается на графике тип по виталитету

4. Находится точка перехода графика, где находятся равновесные ЦП, обычно находятся посередине графика

5. Если равновесные ЦП имеют высокий показатели r2, чем депрессивные и процветающие, тогда стратегия будет защитно-стрессовая.

6. Если равновесные ЦП имеют низкие показатели r2, чем депрессивные и процветающие, тогда стратегия будет стрессово-защитная.

7. Если линия параллельна оси Х, тогда экологические условия не различаются.

8. Наверх усиливается защитная составляющая, вниз – стрессовая составляющая стратегии.

Тип жизненной стратегии вида
(по вегетативным признакам) R, шакал

Тип жизненной стратегии вида
(по генеративным признакам) R, шакал

Тип жизненной стратегии вида
(по всем признакам) R, шакал

По типу жизненной стратегии вида ромашка полярная является R-стратегом, «шакалом», экслерентом, что характерно для сорных растений.

Вид в дальнейшем будет продолжать такое же место в природе – быть сорняком и занимать нарушаемые местообитания в районе.

Определение возрастных состояний растений

Определяем возрастное состояние в учетной площадке 1м², считаем количество групп по возрастному состоянию.

Критерии выделения возрастных состояний.Использование наиболее общих, преимущественно качественных, признаков позволяет дать, краткую характеристику возрастных состояний для семенных растений.

pl – смешанное питание за счет веществ семени и ассимиляции первых листьев, наличие зародышевых структур: семядолей, первичного (зародышевого) побега и корня.

j – простота организации, несформированность признаков и свойств, присущих взрослой особи: наличие листьев иной формы и расположения. Чем у взрослых растений, иной тип нарастания и ветвления (или отсутствие ветвления побегов), возможное усложнение типа корневой системы, сохранение некоторых зародышевых структур (корня, побега): потеря связи с семенем, как правило, отсутствие семядолей;

im – наличие свойств и признаков переходного состояния от ювенильных растений к взрослым: развитие листьев, побеговой и корневой системы переходного полувзрослого типа, появление отдельных взрослых черт в структуре побегов (смена типов нарастания, начало ветвления, появление плагиотропных побегов и др.), сохранение отдельных элементов первичных (зародышевых ) структур;

v – преобладание взрослых черт в структуре особи: развитие характерных для вида взрослых листьев, побеговой и корневой системы;

g1 – дальнейшее развитие взрослых структур: появление генеративных побегов, усиление процессов роста и формообразования в побеговой и корневой системах, отсутствие либо слабое проявление процессов отмирания;

g2 – окончательное становление жизненной формы: наибольшая степень развития побеговой и корневой систем особи вследствие высокой интенсивности ростовых процессов, относительный максимум числа генеративных побегов; уравновешенность процессов новообразования и отмирания;

g3 – упрощение жизненной формы: резкое снижение доли генеративных побегов, ослабление процессов роста и формообразования в побеговой и корневой системах; потеря способности к разрастанию, преобладание процессов отмирания над процессами новообразования;

ss – дальнейшее упрощение жизненной формы: отсутствие генеративных побегов, смена способов нарастания, потеря способности к ветвлению, вторичное появление из спящих почек побегов переходного (имматурного) типа; значительное преобладание процессов отмирания над процессами новообразования;

s – предельное упрощение жизненной формы: накопленеи отмерших частей растения, вторичное появление некоторых детских черт в структуре особи (ювенильных листьев), потеря способности к ветвлению побегов и иногда – к формированию почек возобновления;

sc – отсутствие живых побегов: преобладание отмерших частей растений, наличие единичных жизнеспособных спящих почек.

Онтогенетические спектры ромашки полярной в п. Юрюнг-Хая

По возрастному спектру преобладают генеративные особи, тип спектра центрированный, по типу возрастности популяции отмолодых до зрелых, старых популяций нет.

Графики онтогенетических спектров ЦП ромашки полярной в п. Юрюнг-Хая

Демографические показатели ромашки полярной в п. Юрюнг-Хая

Заключение

Ромашка полярная хорошо чувствует себя в населенных пунктах района. Сильный уровень антропогенного пресса пагубно влияет на морфологические показатели вида.

Изучено 17 ценопопуляций в с. Саскылах и п. Юрюнг-Хая. Выявлены морфометрические параметры вида в районе. К северу района жизненность вида по вегетативным признакам уменьшается, а по генеративным повышается. Это объясняется тем, что вид к северу начинает все свои ресурсы переносить на создание семян, продолжение рода.

По возрастному спектру преобладают генеративные особи, тип спектра центрированный, по типу возрастности популяции отмолодых до зрелых, старых популяций нет.

По типу жизненной стратегии вида являетсяR-стратегом, «шакалом», экслерентом, что характерно для сорных растений.

Вид в дальнейшем будет продолжать такое же место в природе – быть сорняком и занимать нарушаемые местообитания в районе.

Проведенные исследования впервые освещают морфометрические параметры изучаемого вида, в целом, так как нами не найдены работы по популяционной биологии ромашки полярной.

Литература

Алексеев Ю.Е. Энциклопедия растений России. Растения тундры.-М.:Классикс Стиль, 2001.-108с.

Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломещ А.И. Современная наука о растительности. - М.: Логос, 2002. – 264 с.

Черосов М.М. Синантропная растительность Якутии. Якутск: ЯФ изд-ва СО РАН, 2005. 156 с.

Сайты по Флоре Сибири:

Электронный атлас «Флора Сибири» - флора всех растений Сибири

www-sbras.nsc.ru/win/elbib/atlas/flora

Ромашка полярная

Приложения

Таблица 1. Местонахождение ценопопуляций:

Таблица 2. Морфометрические параметры ромашки полярной в с. Саскылах и п. Юрюнг-Хая

Таблица 3. IVC и r2 ЦП ромашки полярной

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/196539-referat-morfometricheskie-parametry-i-vozrast