ГЛАВА 3. Особенности ценопопуляций древесных и травянистых растений в окрестности АБС «Зеленое»

    Согласно определению А.В. Яблокова (1987) популяция – «минимальная самовоспроизводящаяся группа особей одного вида, населяющая на протяжении эволюционно длительного времени определенное пространство, образующая самостоятельную генетическую систему и формирующая собственное экологическое гиперпространство».

Изучение любой популяции в природе связано с установлением популяционных границ. Под границей следует понимать переходную полосу типа экотона, характеризующуюся относительно быстрым по сравнению с соседними частями ареала изменением феногенетических параметров. Основными критериями, определяющими объемы и границы популяции, признаны: набор хромосом, набор фенов, состав белков и т.п. Однако на практике пользоваться данными критериями трудно. Границы популяции в природе можно выделить, когда есть четкие физические барьеры. Отсюда следует, что целесообразнее будет воспользоваться термином ценопопуляция.

Ценопопуляция – это фрагмент популяции, приуроченный к определенному ценозу. Следует отметить, что при выделении ценотической популяции в пределах ценоза в качестве таксономической единицы следует рассматривать ассоциацию, которая соответствует элементарному ландшафту.

3.1 Особенности ценопопуляции ели европейской в окрестностях АБС «Зеленое»

Основным объектом нашего исследования являлось изучение ценопопуляции ели европейской, а именно различных ее фенов, отличающихся большим разнообразием.

Необходимо отметить, что среди древесных видов Беларуси ель обыкновенная отличается высокой полиморфностью. Выделяют следующие ее вариации:

 - По строению коры: гладкокорая, чешуйчатокорая, пластинчатокорая и трещиноватокорая (ольховиднокорая). Они различаются экологически, что заметно проявляется в особенностях их распространения. Наиболее часто встречаемым нами феном являлась гладкокорая ель. Это объясняется тем, что исследуемая местность характеризовалась наиболее благоприятными почвенно – грунтовыми условиями. На склоне моренной гряды в ельнике кисличном, а в последствии и на опушке лесного массива был отмечен одиночный экземпляр ели гладкокорой с красновато – коричневой окраской коры, в понижении между холмами обнаружен одиночный старый экземпляр ели мелкотрещиноватой плакучей. В низине ельника черничного зафиксирован одиночный представитель ели крупнотрещиноватой.

1. 2.

3.                                                                 4.

Рисунок 5. Дискретные вариации ели обыкновенной по строению коры:

1 –чешуйчатая; 2 – гладкокорая; 3 – пластинчатокорая;

4 – мелкотрещеноватокорая.

 - По типу ветвления кроны выделяют следующие фены:

а) гребенчатая - ветви первого порядка расположены обычно под углом 80-90º, а ветви второго порядка свисают вертикально вниз в виде гребенки;

б) компактная – ветви первого порядка расположены примерно горизонтально, ветви второго порядка растут в разные стороны, образуя плотную густую крону;

в) плоская – ветви первого и последующих порядков располагаются в одной горизонтальной плоскости;

г) плакучая – ветви свисают вдоль ствола.

Наиболее характерным феном по типу ветвления кроны являлись ель гребенчатая и компактная. На суходольном лугу вдоль дороги встречались щитковидная гладкокорая ель, имеющая ветви первого порядка, расположенные под прямым углом и направленные вверх, не затеняя друг друга, а также гребенчатая чешуйчатокорая ель, у которой ветви первого порядка располагались параллельно земле, а ветви второго порядка имели загнутые концы и свисали в виде гирлянд. Также нами были отмечены одиночные экземпляры ели плакучей. Один из представителей наблюдался нами у подножия склона, подстилаемого мореной в сосняке вересковом, другой - в ельнике кисличном в понижении между холмами.

Стоит отметить, что нами был зафиксирован уникальный фенотип ели (у подножия склона вдоль дороги в ельнике разнотравном), у которого ветви первого порядка располагались в мутовках и были изогнуты, а ветви второго порядка свисали вдоль ствола. Там же отмечен вид ели европейской змеевидной.

- По окраске женских стробилов выделяют красношишечную, промежуточную и зеленошишечную.

- По срокам сезонного развития: очень ранняя, ранняя, средняя, поздняя и очень поздняя.

Таким образом, в ходе прохождения практики мы познакомились с фрагментом ценопопуляции ели европейской и убедились в том, что ельники отличаются большим разнообразием. В ельнике кисличном в окрестностях АБС «Зеленое» наиболее часто встречаемым феном по строению коры являлась гладкокорая ель (36), чешуйчатокорых (22), пластинчатокорых (10).Реже встречаласьтрещеноватокорая (5).

Рисунок 6. Диаграмма ели обыкновенной по строению коры:

1 – гладкокорая; 2 – чешуйчатокорая; 3 – пластинчатокорая;

4 – мелкотрещеноватокорая.

Кроме этого, при исследовании особенностей ценопопуляции ели европейской в окрестностях АБС «Зеленое» в соответствующих ценозах нами были отмечены редкие и охраняемые виды растений: лилия саранка (сарматско - понтический вид) в ельнике вейниково – разнотравном, медуница мягкая (горный западно – европейский вид) в осиннике разнотравно – злаковом, буквица лекарственная на опушке ельника разнотравного.

Состав ценопопуляции ели европейской по коре с учетом среднего диаметра.

 Изучение ценопопуляции ели европейской происходило на АБС «Зеленое». Конкретная ценопопуляция была изучена в ельнике кисличном. Для изучения нами была выбрана пробная площадь 50×20 м². Путем пересчета всех деревьев по строению коры, с помощью специальной линейки для измерения диаметра деревьев, нами были выделены следующие: 

Рисунок 7. Состав ценопопуляции ели обыкновенной по составу коры:

1 — гладкокорая, 2 — чешуйчатокорая, 3 — пластинчатокорая,

4 — мелкотрещиноватокорая.

3.2 Возрастная структура ценопопуляции ели европейской(Piceaabies)

Возрастная структура определяется соотношением различных возрастных групп особей в популяции.

Этапы онтогенеза у разных видов у разных видов имеет разное соотношение. Основные возрастные группы растений:

1. латентный период (семена),

2. всходы (растение питается за счет семени – эндосперм)

3. ювенильные растения (листья еще не достигли нормы)

4. имматурные растения (лист достиг нормы, хорошо развиты оси)

5. виргинильные растения (взрослые, но не вступают в фазу генеративного развития)

6. генеративная фаза

7. субсенильные (плодоношение незначительное)

8. сенильные (плодоношение практически отсутствует)

9. отмирающие (начинается отмирание)

Рисунок 8. Возрастные состояния ели обыкновенной (по Ю.Э. Романовскому, 2001):

J –ювенильное, im – имматурное, v –виргинильное, g – генеративное.

Типы популяций по возрастной структуре:

В зависимости от того, какой состав возрастной группы в популяции, их принято разделять на:

1. Инвазивные популяции (внедрение, преобладают молодые (прегенеративные) особи).

2. Нормальная (включает все (или почти все) возрастные группы организмов)

3. Регрессивные (характеризуются преобладанием постгенеративных возрастных групп особей)

Возрастные структуры популяций выражаются в виде возрастных спектров, отражающих распределение особей популяции по возрастным состояниям.

Базовый возрастной спектр выступает в качестве эталонного, с которым сравниваются возрастные состояния изучаемых популяций данного вида. Он рассматривается как один из биологических показателей вида, а отклонения отражают состояние конкретной ценопопуляции. Различают четыре вида базовых спектров (рисунок 9):

Ø Левосторонний спектр отражает преобладание в популяции особей прегенеративного периода или одной из его возрастных групп.

Ø Одновершинный симметричный спектр отражает наличие в популяции особей всех возрастных состояний с преобладанием зрелых генеративных особей, что обычно выражено у видов со слабым старением.

Ø Правосторонний спектр характеризуется максимумом старых генеративных или сенильных особей. Накопление старых особей чаще всего связано с большой продолжительностью соответствующих возрастных состояний.

Ø Бимодальный (двувершинный) спектр насчитывает два максимума: 1 – в молодой части, 2 – в составе зрелых генеративных растений.

Рисунок 9. Типы базовых спектров ценопопуляций (средние показатели) (из Л.Б. Заугольновой, Л.А. Жуковой, А.С. Комаровой, О.В. Смирновой, 1988):

а – левосторонной (таволги вязолистной); б – одновершинный симметричный (овсяницы валисской); в – правосторонний (овсяницы луговой); г – двувершинный (ковыля перистого).

Общая характеристика пробной площадки ельника кисличного:

Ø Рельеф – равнинный

Ø Границы – с южной стороны ельник кисличный переходит к ельнику чернично-разнотравному; с северной стороны ельник кисличный ограничен дорогой; с запада – в ельник сосново-черничный; с востока – в ельник сосново-кисличный.

Ø Пространственная структура:

I ярус – ель обыкновенная, II ярус – подрост ели, рябина, крушина ломкая,III ярус – черничник, брусничник,IV ярус – травы (кислица, подмаренник пахучий, ястребинка волосистая, ландыш майский, зеленчук желтый, герань лесная, майник двулистный, земляника лесная, вейник тростниковый, мхи – PleuroziumSchreberi, Hylocomiumproliferum).

В ходе практики была проведена оценка возрастной структуры ели обыкновенной в составе ельника черничного и ельника кисличного методом заложения трансекты. Также было проведено изучение подроста с помощью закладки раункиеров или пробной площадки. В результате проведенной оценки были получены следующие данные (таблица 2; 3; 4; 5), которые представили в виде диаграммы (рисунок10; 11).

Таблица 2

Возрастная структура ели обыкновенной в окне ельника кисличного

Таблица 3

 Возрастная структура популяции ели обыкновенной в ельникекисличном