Ценопопуляционные исследования земляники зеленой в Шигонском районе

Введение………………………………………….…………………………3
Глава 1. Обзор литературы……………………………………..…………5
1.1 Понятие ценотической популяции…………………………...……………5
1.2 Эколого-морфологическая характеристика наземно-ползучих видов……………………………………………………………………………………….…8
1.3 Способы освоения пространства наземно-ползучим видами…...…14
1.4 Способы самоподдержання популяций наземно-ползучих видов….17
1.5 Гетерогенность ценопопуляций наземно-ползучих растений…...…20
Глава 2. Физико-географические условия Шигонского района Самарской области…………………………………………………………………..…..30
Глава 3. Характеристика объекта исследований. Описание семейства, рода, вида…………………………………………………………………………….……43
3.1. Особенности биологии земляники лесной………………………...……43
Глава 4. Материалы и методика…………………………………………….…53
4.1 Методика выделения возрастных состояний…………………………53
4.2 Методика изучения возрастной структуры и динамики численности особей ценопопуляции …………………………………………………54
4.3 Методика изучения количественных признаков ………………...……57
4.4 Статистические методы …………………………………………...……57
Глава 5. Результаты и обсуждение……………………………………………58
5.1 Онтогенез земляники лесной………………………………………………58
5.2 Экологическая морфология……………………………………………..…76
5.2.1 Изменчивость надземных вегетативных органов…………….……76
5.2.2 Изменчивость подземных вегетативных органов…………………84
5.3 Динамика численности ценопопуляции………………………………93
5.4 Возрастная структура ценопопуляции………………………………95
Заключение………………………………………………………………………100
Список использованных источников………………………………….……102

Введение

В настоящее время популяционный метод исследований в ботанике и экологии завоевывает все большее признание, так как он базируется не только на визуальных методах, но и учитывает большое количество разнообразных показателей, характеризующих развитие вида в условиях конкретного сообщества. В основе направления лежит концепция дискретного описания онтогенеза модельных видов растений. Однако, все большую популярность приобретают комплексные исследования модельных видов, их популяций и фитоценозов с их участием.
Изучение структуры природных популяций вида позволяет изучить «повседневную» жизнь популяции в составе конкретных экосистем. Такой подход включает изучение функций популяции и механизмов, определяющих их устойчивость в изменяющихся условиях среды. Исследование популяций и их поведения во времени и пространстве в пределах ареала вида и в границах фитоценоза позволяет выявить биологические особенности и приспособительные возможности вида.
...

1.1 Понятие ценотической популяции

Ценотическая популяция растений (фитоценопопуляция) – это совокупность особей одного вида в составе (в границах) одного растительного сообщества (фитоценоза). Ценопопуляция как любая система находится в развитии. Ее динамика определяется влиянием абиотических и биотических факторов среды. Часто естественный ход динамических процессов нарушается хозяйственной деятельностью человека.
Специфика популяций растений, в отличие от популяций животных, заключается в том, что они состоят из прикреплённых форм. С одной стороны, это обусловливает относительно чёткое пространственное разграничение элементов популяций, которые легко обнаруживаются, но с другой, возникают затруднения в выделении внутрипопуляционных единиц.
...

1.2 Эколого-морфологическая характеристика наземно-ползучих видов

Популяция как единица популяционного уровня организации характеризуется численностью (плотностью), уровнями рождаемости и смертности, половым и возрастным составом, пространственной структурой и др. Эти параметры важны для популяций растений и животных, хотя растительные организмы существенно отличаются от животных. В первую очередь это касается модульной структуры растений и их способности к длительному вегетативному возобновлению и размножению, в результате чего происходит образование новых аналогичных модулей, которые либо продолжают свое существование, являясь составной частью более сложного материнского организма, либо переходят к самостоятельному существованию.
...

1.3 Способы освоения пространства наземно-ползучим видами

Для каждой популяции характерна пространственная структура, которая выражается характером размещения особей и их группировок по отношению к определенным элементам ландшафта и к друг другу и отражает свойственный виду тип использования территории (Шилов, 1998.) Пространственная структура в значительной степени определяется особенностями биологии вида и способствует наиболее эффективному использованию ресурсов среды, уменьшению конкурентных отношений между особями популяции.
У наземно-ползучих растений начальный этап освоения пространства возможен с одного единственного модуля, довольно часто семенного происхождения (Herber at а1, 1994). Дальнейшее расселение, в основном, осуществляется при помощи вегетативных зачатков. В результате вегетативного размножения осуществляется не только захват близлежащих участков, но и размножение генотипов, наиболее приспособленных к данным условиям.
...

1.4 Способы самоподдержання популяций наземно-ползучих видов

Характерная черта наземно-ползучих растений - хорошо выраженный процесс вегетативного размножения. Он определяет их роль в самоподдержании ценопопуляци в различных растительных сообществах. Способность к неограниченно длительному вегетативному возобновлению проявляется как приспособление, когда оно оказывается единственные возможным способом самоподдержании ценопопуляции (Серебряков, 1952). Так, у земляники лесной небольшие размеры зародыша обусловливают слабую дифференцировку его тканей, что влияет на характер прорастания и развития проростков. По сравнению с проростками других двудольных, проростки земляники растут и развиваются медленно, поэтому вегетативное размножение имеет большое адаптивное значение (Павлова, 1969).
...

1.5 Гетерогенность ценопопуляций наземно-ползучих растений

Для ценопопуляций характерна неоднородность образующих их особей. Во-первых, различия между особями, прежде всего, особями разных ценопопуляций, определяются эколого-фитоценотической неоднородностью, что накладывает отпечаток на морфоструктуру и уровень физиологических процессов. «Когда мы говорим, что особи какой-либо популяции находятся в одинаковых природных условиях, мы невольно прибегаем к некоторому обобщению, подразумевая в данном случае то общее в окружающей среде (климат, топографические и фитоценотические условия), что одинаково сказывается на всех особях. Но, помимо этого, имеются тысячи всевозможных деталей природной обстановки (микроклимат, микрорельеф, условия освещения, гидрология и т. п.)‚ которые влияют в каждом отдельном случае на исход борьбы за существование и, следовательно, на естественный отбор» (Васильев, 1963, с. 344).
...

3.1 Особенности биологии земляники лесной

Домен: Эукариоты
Царство: Растения
Отдел: Цветковые
Класс: Двудольные
Порядок: Розоцветные
Семейство: Розовые
Род: Земляника
Вид: Земляника лесная Fragaria vesca L.
Семейство Розовые Rosaceae
Семейство включает около 100 родов и 3000 видов, распространенных почти во всех областях земного шара, от субтропиков до Арктики. Но основная их часть сконцентрирована в умеренной и субтропических зонах северного полушария. Представители семейства встречаются в самых разнообразных растительных сообществах. Розоцветные не играют большой роли в образовании естественной древесной растительности, они принимают участие в образовании второго яруса и подлеска в лесах и в кустарниковых зарослях. Однако это семейство необыкновенно ценно для человека. Плодоводство основано главным образом на различных видах именно этого семейства.
...

4.1 Методика выделения возрастных состояний

Выделение возрастных состояний проводилось на основе морфологических признаков свежевыкопанных или гербаризированных растений. Для этого в каждом местообитании было заложено 10 временных площадок размером 1х1 м2. Описание проростков проводились по растениям, выращенным в лабораторных условиях, поскольку в природе проростки земляники лесной встречаются крайне редко.
Отнесение растений к тому или иному возрастному состоянию производилось с учетом ряда качественных признаков (Работнов, 1950а, 19506; Уранов, 1975; Жукова, 1995). У земляники при выделении возрастных состояний учитывали развитие надземных и подземных вегетативных органов, генеративных органов:
1. Строение листа (наличие зародышевых, простых, лопастных листьев, степень опушения листовой пластинки и черешка, форма среднего листочка, количество зубцов на листочках, наличие листьев взрослой структуры).
2.
...

4.2 Методика изучения возрастной структуры и динамики численности особей ценопопуляции

Изучение возрастной структуры и динамики численности особей в ценопопуляции проводились на постоянных трансектах размером 15*0,5 м, которые на Вырубке, Просеке, Сосняке были заложены летом 2010 года. Трансекта представляла собой 20 последовательно расположенных площадок размером 0‚5х0‚5 м. Минимальный размер площадки, как принято в ценопопуляционных исследованиях, определялся размером фитогенных полей растений наиболее крупных взрослых особей. Количество площадок определялось исходя из того, что при средней плотности растений от 4 до 8 на площадку достаточно уже 10-20 площадок, чтобы иметь представление о характере возрастного спектра ценопопуляции (Уранов, 1975; Изучение структуры и взаимоотношения...‚ 1986). Вдоль трансекты через каждые 0,5 м вбивали деревянные колышки, для разграничения последовательных площадок друг от друга.
...

4.3 Методика изучения количественных признаков

Количественные признаки учитывали у маркированных растений на трансекте и у 20 растений каждого возрастного состояния, выкопанных от трансскты на расстоянии не ближе 2 м. Измерения проводились в конце июня - начале июля, когда листья весенне-летней генерации имели окончательно сформированную листовую пластинку. У всех растений учитывали следующие признаки: число листьев; длину черешка, которая соответствует высоте растения, поскольку листовая пластинка у земляники располагается параллельно поверхности почвы; площадь среднего листочка; количество генеративных побегов; количество цветков на них. В подземной сфере измеряли длину корневища, ширину его проксимального и дистального участка. У многорозеточных растений на вырубке учитывали число побегов возобновления и отдельно для каждого их них производили подсчет числа надземных столонов, рамет на каждом столоне, число генеративных побегов.
...

5.1 Онтогенез земляники лесной

Онтогенез - индивидуальное развитие организма, в ходе которого происходит его рост и дифференциация, в определенной последовательности совершаются морфологические изменения, связанные с анатомическими, физиологическими, биохимическими процессами. Учение об онтогенезе растений получило широкое распространение благодаря работам Т.А. Работнова и А.А. Уранова. Т.А. Работнов (1950а‚ 19506) предложил подробную периодизацию онтогенеза растений, которая была дополнена и детализирована А.А. Урановым (1967‚ 1975) и его учениками. К настоящему времени в различных фитоценозах умеренного климата изучены онтогенезы более 400 видов растений (Жукова, Шестакова, 1997).
Описание последовательных этапов морфогенеза особей земляники лесной семенного происхождения проведено рядом авторов (Серебряков, 1952; Соколова- Доманская, 1963; Павлова, 1969; Коровкин, Цапро, 1993). Подробное описание онтогенеза земляники зеленой (растения аналогичной жизненной формы) было проведено Н.
...

5.2.1 Изменчивость надземных вегетативных органов

Изменения роста, развития и морфологической структуры растения под влиянием совокупности внешних факторов обеспечивает адаптацию особей и популяции к условиям обитания (Серебряков, 1952, 1959, 1962, 1964; Серебряков, Серебрякова, 1967, 1972; Голубев, 1957, 1959, 1962а‚б, 1965, 1973; Шенников, 1964; Любарский 1967; Горышнна, 1979).
Нами в природной популяции земляники вежа была выявлена изменчивость надземных и подземных органов, благодаря которым вид успешно распространился на значительной территории, занимая иногда местообитания, не тряпичные для лесного вида.
Т.С. Фадеева (1975) отмечала, что при общей оценке природных форм земляники лесной поражает, что все они по основным структурным признакам очень сходны. Природные формы земляники лесной по диагностическим качественным признакам вида имели сходный морфо-биологичсскнй тип. Все растения - розеточные, с тройчатосложными листьями, белоцветковые, с окрашенным плодом – фрагой.
...

Первые 10 из 217

1. Абрамов Н.В. Конспект флоры Республики Марий Эл. Йошкар-Ола: МарГУ, 1995,- 192 с.
2. Агроклиматические ресурсы Марийской АССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1972.- 107 с.
3. Акулова Е.А. , Малкина И.С. , Хазанов B.C., Цельникер Ю.Л., Шишов Д.М. О методике изучения светового режима в лесу // Бот. журн. 1966. - Т. 51, № 5,- С. 681-687.
4. Артюшенко З.Г., Федоров Ал. А. Атлас по описанию морфологии высших растений. Плод. Л.: Наука, 1986. - 392с.
5. Бабаназаров Б.К. Генотипический и фенотипический анализ мутантов земляники (Fragaria vesca L.), не образующих побеги усы.: Автореф. дис. .канд. биол. наук.- Л., 1978.- 24 с.
6. Банникова И.А. К вопросу о взаимоотношениях растений в сложных борах //Бюлл. МОИП. 1962.-Т. 62, Вып. 2. - С. 128-133.
7. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества: В 2-х т. Т.1. М.: Мир, 1989,- 667 с.
8. Бологова В.Л., Гатцук Л.Е. Модулярная структура растительного организма и ее значение для популяционной биологии // Экология популяций. Ч.1.-М.: ИНИОН АН СССР, 1988,-С.11-13.
9. Былова A.M., Григорьева Н.М. Биологические особенности, возрастная и пространственная структура ценопопуляций земляники зеленой (Fragaria viridis Duch.) и щавеля густого (Rumex confertus Will) II Популяционная экология растений.-М., 1987,- С. 59-65.
10. Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г., Серебрякова Т.И. Ботаника: Анатомия и морфология растений. М.: Просвещение, 1978. - 480 с.