Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ОРХИДНЫЕ РЕСПУБЛИКИ АЛТАЙ (ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИС ОСОБЕННОСТИ, СТРУКТУРА ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ, ВОПРОСЫ ОХРАНЫ)

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "ОРХИДНЫЕ РЕСПУБЛИКИ АЛТАЙ (ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИС ОСОБЕННОСТИ, СТРУКТУРА ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ, ВОПРОСЫ ОХРАНЫ)"



На правах рукописи УДК 582.594.2:502,75(571.151)

ГЕРАСИМОВИЧ Людмила Владимировна

Орхидные Республики Алтай

(эколого-биологическис особенности, структура ценопопуляций, вопросы охраны)

03.00.05 - «Ботаника»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск - 2004

Работа выполнена на кафедре ботаники и фитофизиологии ГорноАлтайского государственного университета.

Научный руководитель - доктор биологических наук,

профессор Красноборов Иван Моисеевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, проф.

Пленник Розита Яковлевна; кандидат биологических наук, до цент Мастинская Рахиль Анатольевна

Ведущая организация: Главный ботанический сад РАН.

Защита состоится « » 2004 г. в ^чзеов на

заседании диссертационного совета Д 003.058.01 при Центральном сибирском ботаническом саде СО РАН по адресу: ул. 3олотодолинская, 101,г Новоснбирск-90, 630090. Факс: (383-2) 30-19-86

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Центрального сибирского ботанического сада СО РАН.

Автореферат разослан « у7 » 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических паук

Ершова Э. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсификация деятельности человека ведет к трансформации естественных природных комплексов, в результате чего многие виды флоры и фауны становятся редкими либо вообще исчезают. В целях обеспечения устойчивости природных экосистем к антропогенным воздействиям важное значение приобретают исследования популяционной экологии наиболее уязвимых и редких видов растений. К таким видам растений, в силу их э коло го-б иол о гич ее ких и иенотичес-ких особенностей, относятся представители сем. орхидные, которые чутко реагируют на антропогенные воздействия и одними из первых выпадают из состава растительных сообществ.

Повышенное внимание к проблемам охраны естественных природных комплексов в Республике Алтай обусловлено развитием здесь туризма, лесозаготовительной отрасли и сельского хозяйства. Также нельзя не учитывать природные катаклизмы, в частности пожары, которые в большинстве случаев вызваны самим человеком ("О состоянии окружающей природной среды Республики Алтай в 1998", 1999). В настоящее время из 30 видов сем. ОгсЫс1асеае, произрастающих в республике - 11 занесены в Красную книгу Республики Алтай (1996).

Цели н задачи исследования. Цель исследования-изучить особенности орхидных в Республике Алтай в связи с вопросами охраны.

В ходе выполнения работы решались следующие задачи:

1. Составить конспект орхидных Республики Алтай. На основе видовых карт-схсм выяснить особенности их распространения и определить центры повышенной видовой насыщенности в целях охраны,

2. Дать характеристику эколош-биологических особенностей видов семейства орхидные,

3. Уточнить особенности возрастных состояний у модельных видов орхидных с разными жизненными формами в условии Республики Алтай.

4. На основе изучения возрастной и пространственной структуры, семенной продуктивности и вегетативного размножения оценить состояние ценопопуляций модельных видов орхидных разных жизненных форм.

5. Уточнить категории редкости и уязвимости видов орхидных Республики Алтай и предложить меры по охране.

Научная новизна. Впервые для территории Республики Алтай составлены карты-схемы распространения орхидных и выявлены места,

С ВЫСОКОЙ ВИДОВОЙ НаСЫЩеННОСТЬЮ. ? ГТ.л.,1

*, Цтий 3 ..........¡«^ч»"* • *

Для местных условий уточнена общепринятая методика определения возрастного онтогенетического состояния растений с учетом эколо-го-морфологических особенностей на основе морфометрических параметров только надземных побегов без выкапывания этих редких растений и сохранения целостности их ценопопуляций. Дана оценка состояния ценополуляций модельных видов орхидей Республики Алтай с разными жизненными формами. Уточнены категории редкости и уязвимости и разработаны рекомендации по мерам охраны.

Практическая значимость. Характеристика и оценка ценопопуляций видов орхидных и инвентаризационные карты-схемы можно использовать для пополнения объектами сети особо охраняемых территорий и Красной книги Республики Алтай.

Защищаемые положения.

1. Расположение Республики Алтай с Циркумбореальной области вблизи границы с Ирано-Туранской, разнообразие ланшафтно-климати-ческих условий данной территории определяют значительное видовое разнообразие (30 видов) к богатый биологический спектр орхидных (13 жизненных форм).

2. Тип возрастного спектра зависит от способа самоподдержания. Низше у СурпресИшп шасгатЬоп или отсутствующее у Оаоу1огЫга (ис!^!! вегетат|[вное размножение определяет правосторонний тип возрастного спектра. Сочетание семенного и вегетативного размножения уОоо£1уега гереш и Негтшшт топогсЫх определяет левосторонний характер возрастного спектра.

Апробация работы. Основные положения работы представлены или доложены на следующих конференциях: «Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока (Красноярск, 2001), «Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов» (Томск, 2001), «Исследования молодых ботаников Сибири» (Новосибирск, 2001), «Леса Евразии в третьем тысячелетии».(Москва, 200)), ((Алтай: экология д природопользование» (Бийск, 2002), «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» (Барнаул, 2003).

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, восьми глав, выводов, списка литературы (150 наименований, в том числе 8 на иностранных языках) и двух приложений, содержит 25 таблиц, 31 карту и 16 рисунков.

Выражаю глубокую признательность научному руководителю д.б.н., проф. И.М. Красноборову за неоценимую помощь и поддержку в работе. Считаю своим долгом поблагодарить зав. кафедрой «Ботаники и фитофизиологии» Горно-Алтайского государственного университета д.б.н. Е.Ф. Ким, всех работников кафедры, особенно И.Р. Хмелеву, Польни-кову и со груд нн ко в лабораторий Гербарий и Систематики высших сосудистых растений и флорогенетики ЦСБС СО РАН за оказанную помощь и поддержку. Особенно выражаю благодарность Леониду Владимировичу Аверьянову сотруднику БИН РАН за оказанную помощь в определение представителей рода Dactylorhiza. Благодарю сотрудников Управления Министерства по налогам и сборам Российской Федерации по Республике Алтай, в частности Владимира Ильича Сакпачагава, Надежду Васильевну Герасимович и Ольгу Михайловну Подоляк за помощь в проведении полевых исследований.

ГЛАВА 1. Природные условия района исследования

Республика Алтай - горная страна, расположенная на юго-востоке Западной Сибири между 48 и 53" ели. и 82 и 90° в,д.

На западе Алтай граничит с районами Казахского мел косо почника. С юго-востока к Алтаю примыкает Монгольский Алтай. Восточный Алтай граничит с горным районом Тувы, на северо-востоке соседствует с Горной Шорией л Западным Саяном.

Разнообразие климатических условий на территории Алтая обусловлено его положением почти в центре Азиатского континента на стыке двух климатических областей и сложным горно-котловинным характером рельефа.

Занимая переходное географическое положение между Северной Монголией и Западно-Сибирской равниной, Алтай характеризуется континентальным климатом.

В иотанико-географическом отношении Республика Алтай находится в пределах Алтае-Саянской провинции и занимает ее западную часть (Куминова, 1960).

Флора Алтая характеризуется большим многообразием. В ней насчитывается около 2000 видов (данные «Флоры Сибири»), относящихся к 15 экологическим группам (Куминова, 1960). Такое многообразие объясняется особенностями рельефа, климата, почвенного покрова, деятельностью людей и другими факторами.

ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования

Полевые исследования проводились с 2000 по 2002 гг. на не охраняемых территориях с разной степенью рекреации.

Проведена инвентаризация доступных мост произрастания всех вилок сем. Orchidaceae, отмеченных в Республике Алтай, и составлены карты-схемы распространения каждого вида. Для этой цели использовались маршрутные исследования, гербарные материалы БИН РАН (Санкт-Петербург), ЦСБС СО РАН (Новосибирск), ГАГУ (Горно-Алтайск) и литературные источники. В основу изучения состояния ценопопуляций легли «Программа и методика наблюдений за ценопопуляциями видов растеши! Красной книги СССР» (1986) vi «Изучение структуры и взаимоотношения ценопопуляций» (1986).

Объектами изучения стало сем. Orchidaceae в Республике Алтай, а для изучения ценопопуляций выбраны модельные виды разных жизненных форм (но И.В. Татаренко, 1996): Cypripedium macraiitimn, Daclylorhiza fuchsii, Epipogium apbyUum, Goodyera repens, Hermmium monorchis, Neottia camtschatea.

Работа состояла в определении площади ценопопуляций, изучении видового состава этого участка фитоценоза. После этого изучалась структура це но популяции: общая численность и плотность ценопопуляций, численность II плотность каждого возрастного состояния, определялся возрастной спектр. Семенная продуктивность определялась по методикам предложенным И.В, Вайнагни (1974) и В.В. Назаровым (1989). В качестве математических характеристик це но популяции взяты следующие показатели: индекс возрастности по A.A. Уранову (1975), индекс эффективности и эффективная экологическая плотность по Л.А. Живо-товскому (2001), индекс восстановления и скорость развития по Т. И. Серебряковой и др. (1986).

Тип ценопопуляций определялся по классификации «дельта-омега» JIA. Животовского (2001).

Придерживаясь «Программы и методики наблюдений за ценопопуляциями...» (1986) мы разделили ценополуляшш на малочисленные (до IÖÖ особей), средней численности (от 100 до 500 особей) и многочисленные (свыше 500 особей).

В ценопопупяциях закладывались пробные площадки. Количество и размеры пробных площадок зависели от пространственного размещения особей. Общая площадь ценопопуляций это сумма площадей пробных площадок. На каждой площадке проводился подсчет всех особен с учетом их онтогенетического возраста.

За счетную единицу мы брали особь (Оас1у1ог111ка (исИзн, Негпшшт топогсЫ5), парциальный куст (Сурпре(1шт шасгагКЬоп, КеоШа саш15сЬа!еа, Ep¡pogium арЬу1!шп), парциальный побег (Ооос1уега герепз) (Денисова, Никитина, Заугольнова, 1986; Заугольнова, 1982).

В зависимости от пространственного размещения ценопопуляции е фитоценозе нами выделены три их типа: локальный - ценопопуляции, в которых можно наблюдать компактное скопление особей; диффузно-группами - особи в ценопопуляции рассеяны небольшими фуппами в пределах экотоиа определенного фитоценоза; диффузный - особи размешены по фитоценозу, не образуя скоплений (одиночно).

По численности особей в ценопопуляции и численности местонахождений в Республики Алтай предложены следующие категории редкости вида: I — вид очень редкий, 2 - вил редкий, уязвимый, 3 - вид рассеяно встречающийся, уязвимый, 4 - вид рассеяно встречающийся, малоуязвимый.

Метод определения возрастных состояний у орхидей основан на анализе метрических данных надземных органов. Анализировались надземные органы, т.к. выкапывание растений данного семейства нецелесообразно из-за редкости.

Критериями, определяющими принадлежность особи к тому или иному возрастному состоянию, стали: высота растения, число листьев, длина листа (средней формалин), ширина листа (средней формации), число жилок листа (средней формации). У бесхлорофилльных орхидей (Кгеоп1а сат&сЬасеа, Ер1ро«шт арЬуНит) отмечали только цветущие особи.

Взяв за основу, предложенное Т.А. Работновым (1950) н школой А. А, Уранова (Ценопопуляции растений, 1976) разделение на возрастные состояния, мы придерживаемся для в вдов сем. ОгсЫ<1асеае следующих возрастных состояний: ювенильные нмматурные - ип; вирги-нильные -- у; генеративныесен ильные - б.

Выделены следующие типы спектров: левосторонний, правосторонний, двухвершинный. По представленности в ценопопуляциях возрастных групп возрастная структура определяется как полночленная или не-полночленная (Ценопопуляции растений, 1988).

Динамика возрастной структуры и плотности ценопопуляций представлены в работе в виде диаграмм.

По полученным результатам исследования ценопопуляшш, при сравнении возрастного спектра с «базовым спектром» вида (Заугольнова, Смирнова, 1978), определено состояние ценопопуляции (дефинитивное, сукцесснвное). При дефинитивном состоянии ценопопуляния находится

в динамическом равновесии с экотопом, возрастной спектр совпадает с базовым, при сукцессивном возрастной спектр ненопопуляции не совпадает с базовым (Цснопонуляшш растений...,1976).

ГЛАВА 3. Общая характеристика орхидных Республики Алтай

Глава посвящена общему морфологическому описанию вегетативных и генеративных органов, особенностей опыления, размножения, онтогенеза. Даны оригинальные схематичные рисунки и размеры семян некоторых видов орхидных Алтая.

ГЛАВА 4. Конспект семейства Orchidaceae Республики Алтай

Дана краткая характеристика каждого вида по следующим критериям: 1. Номенклатура, систематическое положение (по АЛ. Тахтаджяну, 1987), категория угрожаемого состояния; 2. Морфология, соматическое число хромосом; 3. Фитоненотнческая приуроченность и характеристика местообитаний; 4. Распространение (со схематичной картой).

Описание видов проводилось на основе гербарных и живых образцов с использованием следующих флор: «Флора Западной Сибири» (Крылов, 1929), «Флоры СССР» (Невский, 1935), «Флора Сибири» (Иванова, 1987), при этом за основу взяты экю лого-морфологические особенности (морфометрическне показатели надземных органов) растений произрастающих на территории Республики Алтай.

Распространение видов дано согласно нашим исследованиям в природе и по 1-ербарным материалам БИН СО РАН (LE), ДСБС СО РАН (NS), Горно-Алтайского государственного университета.

4.L Анализ распространения орхидных

Анализ видовых карг-схем указывает на то, что орхидные встречаются на всей территории республики во всех высотных поясах, вплоть до высокогорий (около 2700 м над уровнем моря), кроме сухих степных и пустынно-степных участков.

Большее число местообитаний концентрируется на ссверс и постепенно сокращается к юго-востоку, где преобладают высокогорные степи и тундры. Размещение их, главным образом, приурочено к местообитаниям с повышенной влажностью.

Концентрация и сохранность видового разнообразия орхидных па северо-востоке (только в Алтайском государственном заповеднике зарегистрировано 25 ввдов) обусловлено преобладанием здесь среднегорно-го рельефа, серых лесных и бурых неоподзоленных почв, гумидным климатом, развитием темнохвойиых, сосновых и березовых лесов.

В результате проведенных исследований выявлено, вне границ заповедников, 22 центра повышенной видовой насыщенности сем. ОгсШасеае (от4 до 12 видов).

Исследование общего географического распространения показало, что по типу ареала в республике преобладают евразиатскне орхидеи -36,6%, далее идут голарктические и европейско-сибирские - по 20%, си бирс ко-дал ьневосточ н ые - 10%, азиатские - 6,6 %, восточноевро-пейско-снбирско-дальневосточные и европейско-малоазштско-сибирскне орхидеи-по 3,3%. Из выше изложенного видно, что на территории республики произрастают виды орхидей, широко пстречаюшиеся в Европе, Азии, Сибири и на Дальнем Востоке.

В сопредельных с Республикой Алтай районах произрастает следующей количество видов орхидных: Тыва - 18 видов, Хакасия - 20, Алтайский край - 22 (Иванова, 1987), Кемеровская область - 27 (Красников, 2001) я Внешняя Монголия - 28 видов (Губанов, 1996).

На территории Республики Алтай произрастает 30 видов сем. орхидные из 45, произрастающих в Сибири (Флора Сибири, 1987), Такое видовое разнообразие обусловлено климатическими, фнтоценотнческимн и, конечно, историческими причинами.

ГЛАВА 5. Эколого-биологические особенности семейства орхидные Ресиублики Алтай

Многие виды орхидных на протяжении своего ареала встречаются в нескольких типах фитоценозов, реже отмечается узкая приуроченность вида к какому-либо одному типу.

По приуроченное™ к типам фитоценозов орхидные можно распределись на лесные (11 видов), лесные бриофилы (3 вида), лугово-лесные (7 видов), луговые (I вид), лугово-болотные (5 видов), лесоболотные (1 вид), л с со-лу гово-болотные (1 вид) и тундрово-болотные (1 вид).

Отмечено 13 жизненных форм (в соответствии с классификацией Татаренко, 1996), 15 видов отнесены к жизненной форме вегетативных однолетников со стеблекорневыми тубероидами, 8 к короткокорневищ-ным и длинно корн ев ищнт-ш жизненным формам, 5 к бссхлорофиллъной жизненной форме и др.

Число видов

Экологические окэлы

Рис. ¡. Распределение орхидных Республики Алтай по отношению к освещенности, влажности. реакции почвы; I, 2. 3, 4, 5 ступени экологических шкал (но Е. Ьаш1о11, 1977). Ь (освещенность): 1 - в очень затененных местах (менее 3 % от полной освещен мости). 2 — в затененных (обычно до 10% от полной освещенности), 3 - в полутени (более )0%), редко при полном освещении, 4-главным образом при полном освещении, 5-только на полном свету. Г (влажность): 1 - растения растут главным образом па очень сухих почвах, 2 - на сред-несухих почвах, избегая очень сухие и очень влажные, 3 - на почвах от средне сухих до влажных, А — на почвах от влажных до сырых, 5 - на влажной пропитанной водой почве. К (реакция почвы): I - наочень кислых почвах, 2-накислых, 3 - на слабокислых. 4 - чаше на щелочных, 5 - только на щелочных, (Амплитуда экологической шкалы одного вида может охватывать несколько ступеней.)

Характеристика местообитаний орхидных Республики Алтай описана по критериям предложенным М.Г. Вахрамеевой, И.В, Татаренко и Т.М. Быченко (1994). Для характеристики экологических особенностей отдельных видов орхидных использовалось описание ступеней экологических факторов по Е. ЬапйоН (1977). Учитывалась региональная специфика в приуроченности видов орхидных Республики Алтай к определенным растительным сообществам.

Изучено распределение видов орхидных но ступеням экологических шкал (рис. I). Установлен широкий диапазон изменчивости видов по отношению к освещенности. Они предпочитают почвы от среднесухих до сырых. По кислотности почв больше половины их видов предпочитают слабокислые почвы.

Такой широкий диапазон экологических групп растений обусловлен разнообразием природных условий Республики Алтай.

ГЛАВА 6. Эколого-морфологичсскис особенности надземных побегов у возрастных групп модельных видов орхидных в условиях Республики Алтай

Определение возрастных состояний орхидных по морфометрнчес-ким параметрам растений обычно основано на анализе данных, полученных при измерении морфологических структур надземных и подземных органов (Вахрамеева, Денисова, 1983). Придерживаясь методики изучения ценопопуляций видов, занесенных в Красную книгу СССР, мы исключили выкапывание растений, так как это приводит к сокращению численности особей (Денисова, Никитина, Заугольнова, 1986).

На основе статистической обработки данных измерений морфологических показателей нами были выделены возрастные состояния (юве-нильные (]'), имматурные (im), виргинильные (v), молодые генеративные (g,), зрелые генеративные (gj, солильные (s)) и уточнены их особенности (Таблица 1). Установлено что, каждый признак в отдельности не гарантирует точную принадлежность особи к тому или иному возрастному состоянию, но существенными признаками для определения возрастного состояния являются число жилок, длина и ширина листа.

Существенными показателями для разделения генеративных особей^,, g2) являются характеристики репродуктивных органов: длина кисти, число цветков и плодов. У молодых генеративных особей длина кисти и число цветков меньше по сравнению со зрелыми генеративными особями.

Определение возрастных состояний у таких орхидей как Epipogium aptiiltum и Neottia camtschatea затруднено, т.к. визуально обнаружить можно только цветущие особи, особи других возрастных состояний ведут подземный образ жизни.

Таблица /

Морфометрические параметры возрастных состоянии изучаемых орхидей Республики Алтай

вид Ч * & 1 Г5 О п и о о ¡С и й я О X и Е а 5> » Й Число листьев чГ 5 £ «5 Ч % 3 Ч Я £ II Число жилок 1 7 У 5 * £ г § а ^ я 8 3> о е Ей а о ^ и к 3*

Сурп реШит тасгапкт 1 10-11 1-2 3-4,2 0,8- 1,1 3-5 -

II» 10- 12 3 4,8-7 1,8-2,1 4-7 - -

V 21-26 4 9,5-12,5 5-6 т - -

8 31-56 4-6 10- [4 6-7 9- И - !

Озе1у1о!'Ьга ШСЬЙП ] 7 1 5 0,3-0,5 2-4 - -

¡т 10 -■ 13 2 6-9 1 - и 6 -

V 10-17 3-4 7-13 1,3-2 8-_Ю_, - -

Й! 1(1-85 5-6 7- 10,5 1-4 10 3,5-6 9-15

81 16-85 5-6 7-10,5 1-4 10 6- 17 14-33

£ 15-20 4 6-П 0,9 - 1,5 11-12 - -

Негтшит глопогсЫг ] 1-3 1 1-3 0,3-0,5 1 -3

¡т 3-6 2 3-5 0,5-0,7 3-5 -

V 7-9 2 4-5 0,8-1 11-13 - -

£] 9-25 2 3-6 0,8-1,5 13- 16 2,5-4,9 9-18

8| 9-25 2 3-6 0,8-1,5 13-16 5-7,7 19-35

Ер^ро^шт арНуПит 8 8-19 1 -Э 0,6 - 0,8 0.2-0,3 1-6 1-5

1\'еота еат(5сЬз(еа 15-22 5 3-3,5 0,6-0,7 3 7-16 8-20

Сюоёуега герепз 1 1 -2 1-3 0,3-0,5 0,2-0,3 1-2 „ -

¡т 2-3 3-5 0,5-1 0,3-0,5 3 - -

V 3-5 6 1-1,4 0,4-0.7 3 - -

% 11-26 2-3 1,5-2,7 0,7-1,1 6 1.5-7 4-26

Полученные результаты указывают на необходимость продолжшъ изучение морфологических показателей растений из разных регионов России, что позволит найти экологические оптимумы исследуемых видов.

ГЛАВА 7. Особенности структуры и состояние ценопопуляций изучаемых орхидей Республики Алтай

Исследования проводились в период 2000 - 2002 гг. Были изучены девять ценопопуляций (одна в Турочакском, две в Майминском, его три в Онгудайском и Улаганском районах). Методы и критерии, по которым проводилось определение состояния ценопопуляций орхидных, изложены во второй главе.

Особенности структуры и состояния ценопопуляций шести видов орхидных рассматриваются с учетом условий их местообитаний и степени антропогенной нагрузки. Изучение ценопопуляций проводилось на неохраняемых территориях в окрестностях населенных пунктов и зон отдыха.

Местообитания с антропогенной нагрузкой были разделены на три группы:

1. Местообитания с относительно минимальной степенью антропогенной нарушенное™ - характеризуются случайными антропогенными нагрузками. Такие местообитания изолированы горами, реками, болотами.

2. Местообитания со средней степенью антропогенной нарушеннос-ти - характеризуются нечастыми антропогенными нагрузками, такими как не регулярное сенокошение, забредание скота, редко используемые или неиспользуемые проселочные дороги и т.д.

3. Местообитания с высокой степенью антропогенной нарушеннос-ти-характеризуются постоянным или критическим рекреационным воздействием; постоянные сенокошение и выпас скота, вырубка леса, пожары.

Основные показатели исследованных ценопопуляций орхидных, определяющие особенности их структуры и состояния, даны в таблицах и отражены графически.

Определен видовой состав соответствующих фитоценозов.

Описание каждой ценопопуляций проводилось аналогично приведенному ниже описанию ценопопуляций СурпресПцт шасгапиюл.

Цен о популяция Сурпрейшт тасгаШЬол

Исследуемая ценопопуляция СурпресШт тасгапШоп находится в светлом, разреженном осиново-сосновом лесу со злаково-разнотрав-ным покровом к северу от оз. Манжерок. По антропогенной нарушенно-сти местообитание относится к третьей группе.

Таблица 2

Распределение особей Cypripedium macranthon по возрастным состояниям в ЦП 1

Возрастная Абсолютная численность Экологическая плотность

группа /% (1м1)

2000 г. 2001 г. 2002 г. 2000 г. 2001 г. 2002 г.

J 3/4 3/3 0/0 0,015 0,015 0

in 9/12 6/7 5/10 0,045 0,03 0,025

V 27/35 30/37 21 /41 0,135 0,15 0,105

s 38/49 44/53 25/49 0,19 0,22 0,125

всего 77 83 51 0,38 0,415 0,255

Ценопопуняция Cypripedium macranthon малочисленная, полночленная (кроме 2002 года, когда отсутствовали ювснильные особи), тип возрастного спектра правосторонний (g). Тип пространственной структуры диффузно-группами. Устойчивость ценопопуляции достигается за счет неравномерного распределения особей и высокой семенной продуктивностью. Фактическая семенная продуктивность на цветок составляет от 8000 до 12000 семян, при низком проценте завязывания плодов (всего 30%). Вид может размножаться вегетативно, но очень медленно (Крю-гер, Шардакова, 19S0). По Д.Л. Врищ(1983) вегетативное размножение Cypripedium macranthon происходит разделением корневищ.

Для определения состояния ценопопуляций исследуемых видов сравнили возрастные спектры с «базовыми спектрами» (Татаренко, 1996). Состояние шести исследуемых ценопопуляций оценивается как оптимальное (ценопопуляции находятся в дефинитивном состоянии) к трех ценопопуляций - пессимально (ценопопуляций находятся в сукцессивном состоянии), ценопопуляций с критическим состоянием нет.

Оптимальное состояние ценопопуляции характеризуется полночлен-ностью и совпадением возрастнотч) спектра ценопопуляций с «базовым». Пессимальное состояние ценопопуляции характеризуется либо неполноч-ленностью, либо не совпадением возрастного спектра с «базовым». Оптимальному состоянию соответствует локальное или диффузное — группами пространственное размещение. В данном случае неравномерная пространственная структура указывает на устойчивость ценопопуляции (Фардеева, 1997). Пессимальному состоянию - диффузное. Здесь особи

находятся далеко друг от друга, их опыление затруднено и как следствие этого снижается семенное размножение. Это ведет к сокращению численности ценонопуляции. Особенно губительно такое пространственное размещение для видов, у которых практически отсутствует вегетативное размножение (Оас1у1огЫ;га Й1сЬ£п>.

Все исследованные нами ценопопуляции с нормальным типом возрастной структуры (Ценопопуляции растении, 1976). Все они находятся в дефинитивном состоянии, полночленпы. Цснопопуляция Негттшт топогсЫз за 2002 г. имеет двувершинный возрастной спектр с максимальными показаниями на V и gг состояниях (Ценопопуляции растений, 1988). Цепопо пуля пия СурпресИит тасгапИюп за 2002 г. не полночленна - отсутствуют ювенилыше особй.

По классификации «Дельта - омега» (Животовсккй, 2001) ценопопуляции СурпресИит тасгапШоп и Оас1у1огЫга ГисЬэн являются зреющими, а вооЛуега герик я Негтшшт топогсЫз - молодыми.

В исследованных ценопопуляциях эколого-морфологические особенности генеративных особей определены в динамике с 2000 по 2002 годы и получены данные по семенной продуктивности.

ГЛАВА 8. Стратегии охраны орхидных в Республике Алтай

Первоначальные, действенные меры для охраны редких растений — это проведение инвентаризации местонахождений, оценка состояния ценопоттуляций я конкретных местообитаниях и изучение их биологии (Семенова, Иванова, 1988). Выполненное исследование позволяет более конкретно подойти к решению вопроса охраны местообитаний и видового разнообразия сем. ОгсЫдасеае. Выявление центров с относительно высокой видовой насыщенностью изучаемого семейства, дает возможность более эффективно охранять их в Республике Алтай.

Большое разнообразие антропогенных воздействий на территории Республики Алтай, наблюдаемое в настоящее время, можно подразделить на три группы: 1 - воздействие непосредственно на сами растения (выкапывание н сбор на букеты); 2—воздействие на среду обитания (рубка леса, высыхание болот и сырых лугов); 3 - смешанные - это воздействия, которые одновременно влияют, и на растения и на среду их обитания (выпас ската, сенокошение, вытаптывание, палы лугов, пожары).

В зависимости от типа фитоценозов, к которым приурочен конкретный вид орхидей, для сохранения их ценопопуляций мы предлагаем следующее. Для луговых фитоценозов - ограждение территории выпаса

домашшЕх животных, рекомендуем первое сенокошение проводить с середины июля. Для лесник фиюне!юзов - необходимо контролировать вырубку леса, как населением, так и коммерческими организациями, соблюдать санитарный режим.

В качестве общих мер можно рекомендовать установку информационных щитов для оповещения населения о растениях, нуждающихся в охране.

В результате проведенного аналнза состояния ценопопуляцпй и числа местонахождений установлено, что: очень редких видов - 16, редких, уязвимых - 6, рассеяно встречающихся, уязвимых - 1, рассеяно встречающихся, малоуязвимых - 7 видов. По категориям редкости, критерии которых приняты в Красной книге Международного союза охраны природы (МСОП) и в Красной книге РСФСР орхидные Республики Алтай распределены нами следующим образом: виды, находящиеся под угрозой исчезновения (Е) - 19, уязвимые виды (V) - 4, редкие виды (Я) - 7.

Выводы

1. На территории Республики Алтай произрастает 30 видов сем. орхидные, что составляет 66,6% от их общего числа в Сибири (45 видов). Большинство видов орхидных Республики Алтай имеет широкое распространение и характеризуется евразиатск^ч, голарктическим и др. типами ареалов. Эндемнчные для Республики Алтай виды отсутствуют.

2. На территории Республики Алтай выделено 22 центра повышенной видовой насыщенности орхидных. Значительное число видов орхидных сосредоточено на севере республики, в районах с повышенной гу-мидностью климата. Их число постепенно сокращается с повышением ариднзации климата в направлении на юго-восток, где преобладают высокогорные степи и тундры.

3. В фитоценотическом отношении преобладают лесные, лугово-лес-ные, лесоболотные и лугово-болотные виды (около 80%). По отношению к увлажнежпо почвы 16 видов отнесены к гигрофитам, 14 - к мезофитам, По отношению к кислотности почвы 8 видов отнесены к кальце-филам, 9 видов - к ацидофзшам и 10 видов приурочены к нейтральным почвам.

4. В спектре жизненных форм преобладают вегетативные однолетники со стеблекорневымитубероидами (15 видов), корогкокорневищные и длнн но корневищные жизненные формы (8 видов), 5 видов представлены бесхлорофллльной жизненной формой.

5. Почти 76,6% всех видов орхидных Республики Алтай очень редкие и редкие уязвимые виды. 25 видов орхидных находятся под защитой на территории государственных заповедников.

6. Установлено, что морфометрические параметры надземных побегов, характеризующие возрастные состояния, у модельных видов в условиях Республики Алтай отличаются от таковых в других районах России.

7. У четырех модельных видов орхидных Республики Алтай установлены типы возрастных спектров (йоо(1уега герепэ, Неггшпшт топогсЫз, СурпресПит шасгатЬоп, Оас1у1огЫга ГисЬБн). Выявлено, что оптимальными типами пространственного размещения особей в цено-популяциях являются днффуз;го-групповой и локальный.

8. Состояние шести исследованных ценопопуляций характеризуется как оптимальное и трех - как пессимальное. Устойчивость и постоянная доля возрастных состояний в ценопопуляциях орхидных обеспечена сочетанием семенного и вегетативного размножения, перехода особей в состояний временного не цветения. Сочетание вегетативного и семенного размножения влияет также на тип возрастного спектра. Не смотря на подавленное шш отсутствующее вегетативное размножение и преобладание семенного у С)рпресПит шасгапЛоп и Оайу!огЫ;га ШсЪян, их це-нопопуляции имеют правосторонний тип возрастного спектра, такой тин спектра возможен благодаря длительной жизни генеративных особей. Преобладание вегетативного способа размножения у ОоосЗуега герелз и Негтнпит топогсЫэ определяет левосторонний характер возрастного спектра

Список опубликованных работ по теме диссертации

Герасимович Л. В. Структура, состояние популяций и проблема охраны орхидных в республики Алтай. // Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока. Материалы III Российской конференции, - Красноярск, 2001.-С. 122-123.

Герасимович Л.В. Орхидные Республики Алтай и их охрана. Н Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов. Тезисы докладов V Международной научной конференции.-Томск, 2001. - С. 35.

Герасимович Л, В. Сохранение видового разнообразия семейства орхидных в лесах Горного Алтая. // Леса Евразии в третьем тысячелетии. Материалы Международной конференции молодых ученых.-Москва, 2001.-Т.2.-С. 4-5.

Герасимович Л. В. Характеристика цепопопуяяшш некоторых пред-

ставителей сем, ОгсЫ<1асеае в Горном Алтае. // Алтай: экология и природопользование. Материалы I Российско-Монгольской конференции молодых ученых и студентов. - Бийск: БГ1ГУ им. В. М. Шукшина, 2002, -С.101-105.

Герасимович Л. В. Семейство ОгсЫс1асеае в Республике Алтай. Материалы Второй Международной научно-практической конференции. Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. Барнаул: издательство «АзБука», 2003. С. 18-24,

Подписано в печать 19.01.2004. Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. - 1,25. Заказ X® 14. Тираж 100 экз.

Типография Горно-Алтайского государственного университета, 649000 г. Горно-Алтайск, ул. Ленкнна, 1

-2915