Состояние ценопопуляций Artemisia vulgaris в окрестностях села Бетюнцы Амгинского улуса



Работа проведена в два этапа: летом 2020 и 2021 годов. Проведено сравнение размерной структуры ценопопуляций полыни внутри двора 2021 года с данными морфологических параметров 2020 года.

В ходе исследования применены популяционно-онтогенетические и геоботанические методы. Полученные данные обработаны статистическими методами с использованием пакетов программы EXCEL.

В заключении выявлено и охарактеризовано 3 местообитания полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы; изучена размерная структура ценопопуляции данного вида в 3 местообитаниях; выявлены его средние морфометрические показатели; определен индекс виталитета 3 ценопопуляций (IVC); выявлены виталитетные спектры и типы 3 ценопопуляций данного вида; дана экологическая оценка состояния ценопопуляций полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы Амгинского улуса.

Ключевые слова: ценопопуляция полыни обыкновенной, индекс виталитета, полынь обыкновенная, IVC.

Введение. Цель исследования: Провести оценку состояния ценопопуляций Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы Амгинского улуса.

Задачи:

1. Выявить и охарактеризовать различные местообитания Полыни обыкновенной.
2. Измерить морфометрические показатели ценопопуляций вида.
3. Изучить размерную структуру ЦП Полыни обыкновенной в различных местообитаниях.
4. Определить индекс виталитета ЦП (IVC) Полыни обыкновенной.
5. Выявить виталитетные спектры и типы ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы Амгинского улуса.
6. Провести оценку состояния ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы Амгинского улуса.

Полынь обыкновенная в Якутии встречается почти повсеместно.

Географическая и климатическая характеристика района исследований:Село Бетюнцы расположено на юге-востоке Центральной Якутии, в среднем течении реки Амга на его левом берегу. Флористическое районирование: CYa — Центральноякутский. Геоботаническое районирование Якутии (по В. Н. Андрееву и др., 1987): Центральноякутская среднетаежная. Климат резко-континентальный. Особенности климата обусловлены влиянием сибирского антициклона в холодное время года и низким давлением в летние месяцы. Координаты 60.55,38.5,, с.ш. 132.09,01.8,, в. д.

I. Методика исследований, первичные материалы, экологическое описание сообществ

1.1. Методика исследований.Популяционно-онтогенетические, геоботанические и статистические методы (Работнов, 1950; Уранов, 1967; Жукова, 1995, 2013; Злобин, 1989; Ишбирдин, Ишмуратова, 2004; Миркин, Наумова, 1998). Экологическую характеристику местообитаний Полыни обыкновенной определяли с помощью материалов летней школы «Научное лето-онлайн» (лекция Е. И. Троевой «Где и как живут растения. Характеристика местообитаний»). Полученные данные обработаны статистическими методами с использованием пакетов программы EXCEL, предоставленной в рамках школы «Научное лето-онлайн» при изучении лекции «Алгоритм расчета популяционных данных» (С. Н. Андреева).

1.2 Исходные материалы, собранные в ходе исследования. Какие признаки измеряли?Измерили и собрали первичные данные морфологических параметров особей Полыни обыкновенной по следующим признакам: параметр 1 — высота растения, P1; параметр 2 — число репродуктивных побегов с куста, Р2; параметр 3 — число боковых соцветий с побега, Р3; параметр 4 — количество листьев с побега, Р4; параметры 5–6 — длина и ширина нижнего листа, Р5–6; параметры 7–8 — длина и ширина среднего листа, Р7–8; параметры 9–10 — длина и ширина верхнего листа, Р9–10.

Объем собранного материала:ЦП-1–30 особей полыни g1 и g2 репродуктивного возраста; ЦП-2–30 особей полыни g1 и g2 репродуктивного возраста; ЦП-3–30 особей полыни g2 и g3 репродуктивного возраста. Всего: 90 особей полыни репродуктивного возраста g1,g2 и g3.

Этапы работы.1 этап: лето 2020 года. Комплексный анализ двора (ЦП-1 и ЦП-2).

2 этап: лето 2021 года:

— измерение и сбор первичных данных морфологических параметров полыни обыкновенной (по 30 особей с трех сообществ, в прошлом году — по 5 особей с двух участков было);

— проводить расчеты и анализ числовых данных в программе Excel.

— оценить состояние ЦП Полыни обыкновенной в выбранных сообществах окрестностей села Бетюнцы.

1.3 Экологическое описание сообществ

Характеристика местности ЦП-1.Дата: 01.07.2021 г. Номер участка или ценопопуляции: Ценопопуляция № 1 (ЦП-1). Дополнительная информация: частный двор. Солнечное местоположение. Антропогенная нагрузка, сенокос.

Положение в рельефе: 1-я надпойменная терраса (см. рис. Положение в рельефе). Тип местообитания: грива террасы. Увлажнение: застойное. Источник — осадки. Почва: суглинистая.

Название фитоценоза: пырейный луг (антропогенный луг).

Характеристика местности ЦП-2.Дата: 01.07.2021 г. Номер участка или ценопопуляции: Ценопопуляция № 2 (ЦП-2). Дополнительная информация: частный двор. Тенистое местоположение.

Положение в рельефе: 1-я надпойменная терраса. Тип местообитания: грива террасы. Увлажнение: застойное. Источник — осадки. Почва: суглинистая.

Название фитоценоза: пырейно-разнотравный луг (антропогенный луг)

Характеристика местности ЦП-3.Дата: 20.08.2021 г. Номер участка или ценопопуляции: Ценопопуляция № 3 (ЦП-3). Положение в рельефе: высокая пойма реки. Дополнительная информация: антропогенная нагрузка — выпас скота.

Тип местообитания: грива террасы и межгривное понижение. Тип увлажнения: застойное, проточное. Источник — осадки, паводок. Почва: суглинистая.

Название фитоценоза: разнотравно-пырейный луг (естественный луг).

II. Изучение ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях с. Бетюнцы

2.1. Морфометрические показатели ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях с. Бетюнцы

Таблица 1

Сравнение размерной структуры ЦП по морфологическим параметрам (взяты средние значения параметров)

№ особи	Значения данных морфологических параметров ценопопуляции полыни обыкновенной по средним значениям
	Параметр 1. Высота растения, см	Параметр 2. Количество репродуктивных побегов с куста, шт.	Параметр 3. Количество боковых соцветий с побега, шт	Параметр 4. Количество листьев с побега, шт	Параметр 5–6. Нижний лист		Параметр 7–8. Средний лист		Параметр 9–10. Верхний лист
					Длина листа, см	Ширина листа, см	Длина листа, см	Ширина листа, см	Длина листа, см	Ширина листа, см
ЦП1	86,833	1,367	6,8	19,8	10,167	3,367	10,3	4,767	3,633	1,3
ЦП2	76,733	1,133	5,233	15	8,433	3,833	9,9	5,9	4,333	1,633
ЦП3	64,067	1,333	20,071	23,433	2,217	1,241	4,9	2,466	3,1	1,4

Вывод: Во дворе ЦП-1 и ЦП-2 размерные данные выше, чем на естественном лугу ЦП-3, значит, условия увлажнения во дворе лучше, чем на лугу, с преобладанием мезофитов и ксеромезофитов.

Сравнение размерной структуры ЦП внутри двора с данными морфологических параметров прошлого 2020-го года. Также провела сравнение размерной структуры ЦП внутри двора с данными морфологических параметров прошлого 2020-го года. В прошлом году измерила по 5 особей полыни с двух ценопопуляций. Вывод 2020 года: для наилучшего роста и развития растений необходимы определенные условия: полынь росла в высоту лучше на солнечной стороне, а листья более крупными были в тенистом месте. Данный вывод подтвердился расчетом наших популяционных данных по 30 особей с каждого ЦП.

2.2. Популяционные индексы ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях с. Бетюнцы

Индекс виталитета ЦП (IVC) Полыни обыкновенной. Для оценки виталитета Полыни использован индекс виталитета особи (IVC). Определили индекс виталитета ценопопуляции по размерному спектру (Ишбирдин, Ишмуратова, 2002, 2004).

Таблица 2

Индекс виталитета Полыни обыкновенной в ценопопуляциях

№ особи	Значения данных морфологических параметров ценопопуляции полыни обыкновенной
	Параметр 1. Высота растения, см	Параметр 2. Количество репродуктивных побегов с куста, шт.	Параметр 3. Количество боковых соцветий с побега, шт	Параметр 4. Количество листьев с побега, шт	Параметр 5–6. Нижний лист		Параметр 7–8. Средний лист		Параметр 9–10. Верхний лист
					Длина листа, см	Ширина листа, см	Длина листа, см	Ширина листа, см	Длина листа, см	Ширина листа, см
ЦП1	86,833	1,367	6,8	19,8	10,167	3,367	10,3	4,767	3,633	1,3
ЦП2	76,733	1,133	5,233	15	8,433	3,833	9,9	5,9	4,333	1,633
ЦП3	64,067	1,333	20,071	23,433	2,217	1,241	4,9	2,466	3,1	1,4
средн	75,878	1,278	10,702	19,411	6,939	2,814	8,367	4,378	3,689	1,444
											IVC
ЦП1	1,144	1,070	0,635	1,020	1,465	1,196	1,231	1,089	0,985	0,9	1,07359
ЦП2	1,011	0,887	0,489	0,773	1,215	1,362	1,183	1,348	1,175	1,131	1,05742
ЦП3	0,844	1,043	1,876	1,207	0,319	0,441	0,586	0,563	0,840	0,969	0,86899

Вычислили индекс виталитета (IVC) ЦП-1, ЦП-2, ЦП-3 полыни обыкновенной.

Вывод: индекс виталитета Полыни обыкновенной в ценопопуляциях:

Индекс ЦП-1 = 1, 07359 (больше 1).

Индекс ЦП-2 = 1, 05742 (больше 1).

Индекс ЦП-3 = 0, 86899 (меньше 1).

Виталитетные спектры и типы ЦП Полыни обыкновенной. Вычислили IVC особей (виталитет особей) и границу классов особей (А, В, С). Значение границ классов особей (А, В, С): средняя — 0,999884; стандарт. отклонение — 0,254089; верхняя — 1,508061; нижняя — 0,491707; интервал — 0,338785.

Значения ранжирования ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы: А — 1,508061; В — 1,169276 и 0,830492; С — 0,491707.

Ранжированные по индексу IVC ряды особей Полыни разбиты на 3 класса: А — высший (мощные, хорошо развитые особи). В — средний (средние по размерам особи). С — низший (слабые, мелкие особи) (Ю. А. Злобин, 1989, А. Р. Ишбирдин с соавт., 2005).

Вывод: Значение класса А — 1,508061, класса В — от 0,830492 до 1,169276, класса С — 0,491707.

2.3 Экологическое состояние ЦП Полыни обыкновенной.

Для оценки степени процветания или депрессивности ценопопуляций используется отношение I _{Q = (А+В) / 2С} (Ишбирдин и др., 2005). Значения больше 1 — соответствуют процветающему состоянию ценопопуляций, меньше 1 — депрессивному.

Таблица 3

Оценка состояния ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы (индекс степени процветания ценопопуляции)

	A	B	C	I Q	Экологическое состояние ЦП
ЦП1	5	22	3	4,5	процветающее
ЦП2	6	18	6	2	процветающее
ЦП3	1	16	13	0,653846	депрессивное

Вывод: Индекс степени процветания ЦП-1: 4,5; Индекс степени процветания ЦП-2: 2;

Индекс степени процветания (депрессивности) ЦП-3: 0,653846.

Оценка экологического состояния ценопопуляций полыни обыкновенной:

Тип ЦП-1 — процветающее состояние; Тип ЦП-2 — процветающее состояние; Тип ЦП-3 — депрессивное состояние. Можно предполагать, что депрессивное состояние ЦП-3 связано с влиянием пастбищной дегрессии.

Заключение

1. Выявлено и охарактеризовано 3 местообитания Полыни обыкновенной.
2. Изучена размерная структура ЦП Полыни обыкновенной в 3 местообитаниях.
3. Выявлены средние морфометрические показатели изучаемого вида.
4. Определен индекс виталитетатрех ЦП (IVC) Полыни обыкновенной.
5. Выявлены виталитетные спектры и типы трех ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села.
6. Дана экологическая оценка состояния ЦП Полыни обыкновенной в окрестностях села Бетюнцы Амгинского улуса.

Литература:

1. Гоголева П. А. Конспект флоры высших сосудистых растений Центральной Якутии: Справочное пособие. — Якутск,2003. — 64с.
2. Конспект флоры Якутии: Сосудистые растения / сост. Л. В. Кузнецова, В. И. Захарова. — Новосибирск: Наука, 2012. — 272 с.
3. Методы изучения ценопопуляций цветковых растений: учебно-методическое пособие для магистров биологического факультета / Сост. А. С. Кашин, Т. А. Крицкая, Н. А. Петрова, И. В. Шилова. — Саратов, 2015. — 127 с.
4. Жукова Л. А. Популяционная жизнь луговых растений. Йошкар-Ола: РИИК «Лакар», 1995. 225 с.
5. Онтогенетический атлас растений: научное издание. Том VII / Мар. гос. ун-т; отв. и науч. ред. проф. Л. А. Жукова. — Йошкар-Ола, 2013. — 364 с.
6. Злобин Ю. А. Принципы и методы ценотических популяций растений. Казань, 1989. 146 с.
7. Ишбирдин А. Р., Ишмуратова М. М. Адаптивный морфогенез и эколого-ценотические стратегии выживания травянистых растений // Методы популяционной биологии. Сборник материалов VII Всеросс. популяц. семинара (16–21 февраля 2004). — Сыктывкар, 2004. Ч. 2. С. 113–120.
8. Миркин Б. Н., Наумова Л. Г. Наука о растительности (история и современное состояние основных концепций). Уфа: Гилем, 1998. 413с.
9. Королюк А. Ю., Троева Е. И., Черосов М. М. и др. Экологическая оценка флоры и растительности Центральной Якутии. Якутск, 2005. 108 с.
10. Работнов Т. А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах / Т. А. Работнов // Тр. БИН АН СССР. Сер. 3. Геоботаника. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1950. Вып. 6. С. 7–204.
11. Уранов А. А. Онтогенез и возрастной состав популяций // Онтогенез и возрастной состав популяций цветковых растений. М.: Наука, 1967. С. 3–8.