Эколого-биологический анализ флоры меловых обнажений бассейна р. Полной (ростовская область) и вопросы ее охраны
Скачать 0.59 Mb.
|
На правах рукописи Слугинова Ирина Сергеевна ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФЛОРЫ МЕЛОВЫХ ОБНАЖЕНИЙ БАССЕЙНА Р. ПОЛНОЙ (РОСТОВСКАЯ ОБЛАСТЬ) И ВОПРОСЫ ЕЕ ОХРАНЫ 03.00.16 – экология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Ростов-на-Дону – 2009 Работа выполнена на кафедре ботаники Южного федерального университета Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент Федяева Валентина Васильевна Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Акатов Валерий Владимирович кандидат биологических наук, доцент Пелипенко Ольга Федоровна Ведущая организация: Южный научный центр РАН, г. Ростов-на-Дону Защита диссертации состоится 20 ноября 2009 г. в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.32 по биологическим наукам при Южном федеральном университете (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Б.Садовая, 105, ЮФУ, ауд. 304, e-mail: denisova777@inbox.ru, факс: (863)2638723). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южного федерального университета (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148) и на сайте Южного федерального университета по адресу: www.sfedu.ru. Автореферат разослан 19 октября 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Т.В. Денисова ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. Проблема изучения и эффективного сохранения биоразнообразия является одной из самых актуальных на современном этапе развития общества. В связи с этим несомненный интерес вызывает исследование уникального растительного мира меловых обнажений, который характеризуется целым рядом эндемичных, редких и исчезающих видов. Бассейн р. Полной (Ростовская область) изобилует выходами коренных пород мела на дневную поверхность и является одним из центров повышенной концентрации растений меловых «иссопников» – своеобразных южнорусских нагорных ксерофитов, в составе которых основная роль принадлежит полукустарничкам, в своей экологии тесно связанным с меловыми субстратами (Абрамова, Голицын, Григорьевская, 1969). Изучение флоры и растительности меловых обнажений бассейна р. Полной проводилось (Абрамова, 1966, 1968, 1969) достаточно давно и в неполном охвате, в частности, флора меловых обнажений среднего и верхнего течения рек Нагольной и Полной не обследовалась. До настоящего времени не опубликован перечень видов растений меловых обнажений бассейна р. Полной. Остаются не до конца выясненными вопросы об экологической приуроченности типичных растений мелов, крайне мало сведений об особенностях их семенной биологии. Вместе с тем, только комплексное изучение и анализ экологической и биологической специфики растений, состояния популяций и семенного размножения наиболее ценных видов, их активности и приуроченности к различному типу мелового субстрата позволит решить проблему сохранения самобытных растительных комплексов меловых обнажений. Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является изучение эколого-биологических особенностей растений флоры меловых обнажений бассейна р. Полной (Ростовская область) и оценка современного состояния популяций редких и исчезающих видов на данной территории. Для достижения поставленной цели нами решались следующие задачи:
Положения, выносимые на защиту:
Научная новизна работы. В результате проведенных исследований впервые в полном географическом охвате проведены инвентаризация флоры меловых обнажений бассейна р. Полной и ее систематический и типологический анализ. Впервые на экологических профилях проведен статистический анализ приуроченности 96 видов растений к разным по степени раздробленности типам мелового субстрата и изучена их экотопологическая активность. Выявлено взаимное влияние экспозиции склонов и типа мелового субстрата на размещение петрофитов. Уточнено распространение и выявлены новые местонахождения охраняемых видов (Artemisia hololeuca, Bellevalia sarmatica, Bulbocodium versicolor, Crataegus ambigua, Delhpinium puniceum, Eremurus spectabilis, Koeleria talievii, Matthiola fragrans, Paeonia tenuifolia, Stipa zalesskii и др). Проанализировано состояние популяций 16 редких и исчезающих видов растений (численность, размещение, площадь), включенных в Красную книгу РФ и Красную книгу Ростовской области. Впервые изучена семенная продуктивность 14 видов (20 популяций) растений пионерных и переходных группировок на обнажениях мела данной территории. Теоретическая и практическая значимость работы. Исследования вносят вклад в познание эколого-биологической специфики меловой флоры в пределах степной зоны, дополняют сведения о распространении и экологической приуроченности видов флоры Ростовской области. Данные о распространении и состоянии популяций редких и исчезающих видов растений меловых обнажений бассейна р. Полной использованы в рамках проекта «Ведение Красной книги Ростовской области», они могут быть применены при подготовке её новых изданий и разработке региональных стратегий охраны видов и природоохранного кадастра. С учетом выделенных 4-х участков повышенной концентрации редких и исчезающих растений даны рекомендации по корректировке и расширению границ памятника природы областного значения «Меловые обнажения на р. Полной». Результаты работы могут использоваться в практике преподавания курсов по экологии растений и охране растительного мира (фитосозологии). Апробация работы. Результаты исследований были представлены на следующих научно-практических конференциях: II научно-практической конференции «Музей-запповедник: экология и культура» (ст. Вешенская, 2006); международной конференции «Биоморфологические исследования в современной ботанике» (Владивосток, 2007); I (III) Всероссийской молодежной научно–практической конференции ботаников «Перспективы развития и проблемы современной ботаники» (Новосибирск, 2007); международной научной конференции «Проблемы биоэкологии и пути их решения (Вторые Ржавитинские чтения)» (Саранск, 2008); международной научной конференции, посвященной 135-летию со дня рождения И.И. Спрыгина «Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения» (Пенза, 2008); международной конференции, посвященной памяти Р.Е. Левиной «Современные проблемы морфологии и репродуктивной биологии семенных растений» (Ульяновск, 2008); семинаре «Структурная организация растений» (Владивосток, 2008), заседаниях Ростовского отделения РБО и кафедры ботаники ЮФУ. Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, объемом 3,62 п.л., в том числе 1 статья – в журнале, входящем в перечень ВАК. Доля участия автора в публикациях составляет 87,5% (3,17 п.л.). Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка использованной литературы и 7 приложений. Работа изложена на 290 страницах машинописного текста, включая 122 страницы приложений, содержит 34 таблицы и 36 рисунков. В списке литературных источников 259 наименований, в том числе 39 – на иностранных языках. Благодарности. Автор выражает признательность за оказанную помощь и консультации сотрудникам кафедры ботаники Южного федерального университета Паршину В.Г., Середе М.М., сотрудникам Ботанического сада ЮФУ Шмараевой А.Н. и Шишловой Ж.Н. Особая благодарность за творческую и консультативную помощь доценту кафедры ботаники ЮФУ Т.И. Абрамовой, а также ст.н.с. Ботанического сада ЮФУ Н.В. Мироновой за определение видов рода Rosa L. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. История изучения флоры и растительности меловых обнажений В главе представлен краткий обзор литературных источников по изучению флоры и растительности меловых обнажений, начиная с конца XVIII столетия (Паллас, 1772–1773; Falk, 1785–1787; Гюльденштедт, 1787–1791), касающихся вопросов анализа флоры, динамики становления растительности на обнажениях мела, специфики мела, как субстрата экологической приуроченности растений-меловиков, охраны растений меловой флоры. Рассматривается вопрос о происхождении своеобразной флоры мелов (Козо-Полянский, 1931; Котов, 1947, 1953; Лавренко, 1928, 1954; Литвинов, 1891, 1927; Талиев, 1896, 1905, 1907 и др.). Детальный анализ динамики растительных сообществ, экологических особенностей растений меловых обнажений приводится в работах более поздних исследователей (Благовещенский, 1952; Семенова-Тян-Шанская, 1951, 1954; Доронин, 1960, 1970; Абрамова, 1968, 1973; Матяшенко, 1970, 1978, Григорьевская, 1993; Щербина, 1959, 1961 и др.). Изучению флоры и растительности меловых обнажений Украины, Казахстана, Воронежской и Волгоградской областей посвящены работы целого ряда ученых (Голицын, Виноградов, 1950, 1963; Горелова, 1987; Григорьевская, Бережнова, Двуреченский, 2000; Володина, 1978, 1982; Дарбаева, 1995, 2003; Доронин, 1970, 1983; Морозюк, 1970, 1976; Хмелев, Кунаева, 1999 и др.). Показана необходимость детального изучения редких растений и уязвимых растительных группировок меловых обнажений. Существенный вклад в изучение флоры и растительности меловых обнажений р. Дон в его нижнем течении на территории Ростовской и Волгоградской областей внесла Т.И. Абрамова (1966, 1968, 1973, 1983 и др.). Глава 2. Физико-географические условия бассейна р. Полной На основе литературных данных (Вальков, 2002; Вальков, Казеев, Колесников, Кутровский, 2007; Гаврилюк, Вальков, Клименко, 1986; Горбачев, 1974; Залесский, 1918; Зайцев, 2000; Зозулин, 1992; Кутилин, Смагина, 1994; Лавренко, 1980; Лавренко, Карамышева, Никулина, 1991; Молодкин, 1980; Нагайцев, 1971; Федяева, 2002; Хрусталев, Василенко, Свисюк, Панов, Ларионов 2002 и др.) охарактеризованы географическое положение, рельеф, геология, климат, почвенный и растительный покров района исследований. Глава 3. Материал и методика работы Изучение видового состава растительного покрова меловых обнажений проводилось маршрутным методом в сочетании с методом выборочных проб флоры (Юрцев, Камелин, 1987) в 2000–2007 гг. Общая площадь территории, охваченной исследованиями, составляет около 42,5 тыс. га (рис. 1).  Р  ис. 1. Схема размещения меловых обнажений в бассейне р. ПолнойУсловные обозначения: 1–расположение обнажений мела по данным Т.И. Абрамовой, С.В. Голицына, А.Я. Григорьевской (1969); 2–дополнительно выявленные участки меловых обнажений; 3–граница с Украиной. Типологический анализ флоры по методике Б.А. Юрцева и Р.В. Камелина (1987) проводился по 6 категориям признаков: фитоценотип (по Дубовик, 1963), экологическая группа (гигроморфа) (по Шенникову, 1950; Новосаду, 1992), ритмика сезонного развития листовой поверхности (по Новосаду, 1992), типы жизненной формы по классификациям К. Раункиера и И.Г. Серебрякова (1962), тип ареала и геоэлемент (по Дубовик, 1963; Кондратюк, Остапко, 1990), категория статуса редкости (по Красной книге Ростовской области, 2004). Изучение приуроченности видов к разным по характеру раздробленности и наличию мелкозема типам мелового субстрата проведено на 14 экологических профилях, на которых заложено 420 метровых пробных площадок, где были учтены и закартированы особи всех видов растений. По полученным данным вычислялись абсолютная и относительная частоты встречаемости видов на каждом из типов мелового субстрата и коэффициент сходства видового состава растений на разных типах мелового субстрата (Василевич, 1969). Изучение влияния экспозиции склона (южная, восточная и юго-восточная – фактор А) и типа мелового субстрата (коренная меловая порода, чистый меловой щебень и меловой щебень с мелкоземом – фактор В), а также воздействия сочетаний обоих факторов (АВ) и их суммарного действия (Х) на встречаемость к эврипетрофитов, облигатных и факультативных меловиков проводилось с помощью двухфакторного дисперсионного анализа (Плохинский, 1978). Определение экотопологической активности видов проводилось по схеме разработанной Б.А. Юрцевым (1968). Семенная продуктивность изучалась по методике И.В. Вайнагия (1973, 1974). Встречаемость редких и исчезающих видов оценивалась по комбинированной шкале И. Абромайта. Глава 4. Анализ флоры меловых обнажений бассейна р. Полной 4.1. Систематическая структура Флора меловых обнажений бассейна р. Полной включает 270 видов сосудистых растений из 158 родов и 43 семейств и характеризуется почти абсолютным преобладанием видов отдела покрытосеменных или Magnoliophyta (268 видов, 156 родов и 41 семейство); только 2 вида из 2-х родов и 2-х семейств принадлежат к отделу голосеменных или Pinophyta (0,74 %, 1,27 % и 4,65 % соответствующих таксонов). Ведущие семейства в изучаемой флоре (табл. 1) в совокупности охватывают Таблица 1 Число видов и родов в ведущих семействах флоры меловых обнажений бассейна р. Полной
73,7 % всех видов, что в 1,4 раза выше, чем в региональных флорах Нижнего Дона (Зозулин, Федяева, 1985) и в 1,2 раза – юго-востока Украины (Бурда, 1991) – 51,5 % и 59,7 % соответственно. Три первых семейства содержат суммарно 38,15 % от общей численности меловой флоры (28,8 % и 28,9 % во флорах Нижнего Дона и юго-востока Украины). Головная часть спектра ведущих семейств (Asteraceaе–Rosaceae–Poaceae–Fabaceae–Lamiaceae) заметно отличается от названных выше региональных флор (Asteraceaе–Poaceae–Brassicaceae–Fabaceae–Caryophyllaceae). Высокий ранг семейства Rosaceae – наиболее существенное отличие от названных региональных флор, где оно занимает шестое место (Федяева, Шишлова, Шмараева, 2005), что связано с произрастанием на мелах изучаемой территории 20 видов рода Rosa, имеющего на каменистых обнажениях в Причерноморье один из крупных центров своего полиморфизма (Дубовик, 1975) и крупнейшего рода нижнедонской флоры в целом. В спектре ведущих семейств изучаемой флоры ранг семейств Fabaceae, Lamiaceae, Scrophulariaceae выше, чем во флорах Бореальной области (Толмачев, 1974), что указывает на наличие существенной связи флоры меловых обнажений с флорами средиземноморского типа. Связь между спектрами ведущих семействах флоры меловых обнажений бассейнов р. Северского Донца и Полной достаточно высока: коэффициент ранговой корреляции Спирмена Ρs равен 0,76. В изучаемой флоре 7 ведущих родов (4,43 %) включают в себя 22,59 % видов. Роды, имеющие в своем составе 3–4 вида, составляют 8,86 % от их общего количества и охватывают 17,18 % видов. Роды с 1–2 видами составляют в изучаемой флоре большую часть (86,71 %) и включают 59,63 % видового состава. 4.2. Формационная структура Растительный покров меловых обнажений образуют растения, относящиеся к 10 фитоценотическим группам. Наиболее многочисленной по видовому составу является группа степных видов (30,37 %), в совокупности с песчано-степными (9,26 %) и лугово-степными (5,55 %) – 45,18 % (122 вида), что объясняется положением меловых обнажений бассейна Полной в пределах степной зоны. Однако основными в образовании фитомассы меловой растительности являются эврипетрофиты, облигатные и факультативные меловики (89 видов). Среди них главенствуют эврипетрофиты (58 видов, или 21,48 %). Менее многочисленные группы облигатных (18 видов, 6,67 %) и факультативных меловиков (13 видов, 4,81 %) имеют наибольшую фитосозологическую значимость. Опушечно-лесные (31 вид) и лесные (1 вид) в совокупности составляют 11,35 % видов флоры, луговые – 2,96 % (8 видов). Степень антропогенной нарушенности флоры слабая, доля видов сорной экологии (19 видов, 7,04 %) более чем вдвое ниже для меловой флоры степной части донского бассейна в целом (15,9 %). 4.3. Экологическая структура Спектр гигротипов растений меловых обнажений бассейна Полной в целом показывает преобладание ксерофилов: отношение числа ксерофилов в широком смысле (ксерофилы и мезоксерофилы) к числу мезофилов (ксеромезофилы и мезофилы) составляет 1,76 : 1. Наиболее ярко ксерофильность растений мелов выражена в группе собственно петрофитов (51,72 % ксерофилов среди эврипетрофитов, 100 % – среди облигатных и 69,23 % – среди факультативных меловиков). Наибольшее число мезофилов и ксеромезофилов отмечается в не свойственных для типичной меловой растительности фитоценотических группах (опушечно-лесной, лесной, луговой и пр.), где доля мезофилов в широком смысле колеблется от 100 % в фитоценотических группах луговых и лесных, 89,48 % – сорных и 80,64 % – опушечно-лесных растений до 40 % – у лугово-степных. 4.4. Биоморфологическая структура В спектре типов жизненных форм по К. Раункиеру наблюдается преобладание гемикриптофитов (143 видов, 52,96 %). Доли остальных типов жизненных форм сопоставимы: хамефитов (34 вида, 12,59 %), фанерофитов (33 вида, 12,22 %), терофитов (31 вид, 11,48 %) и геофитов (29 видов, 10,74 %). В спектре типов жизненных форм по системе И.Г. Серебрякова доминируют травянистые растения (208 видов, 77,04 %), древесные растения представлены 34 видами (12,59 %) (деревья – 4 вида, 1,48 %, кустарники – 29 видов, 10,74 % и кустарнички – 1, 0,37 %), полудревесные – 28 видами (10,37 %) (полукустарнички – 27 видов, 10,00 %, полукустарники – 1 вид, 0,37 %). Среди трав преобладают поликарпики (157 видов, 58,15 %), в т.ч.: стержнекорневые (65 видов, 24,07 %), короткокорневищные (25 видов, 9,26 %), длиннокорневищные(16 видов, 5,93 %), плотнокустовые (12 видов, 4.44 %), корнеотпрысковые (11 видов,4,07 %), рыхлокустовые (8 видов, 2,96 %), клубнеобразующие и луковичные (по 6 видов, 2,22 %), кистекорневые (4 вида, 1,48 %), ползучие (2 вида, 0,74 %), паразиты и полупаразиты (по 1 виду, по 0,37 %). Монокарпические травы немногочисленны (51 вид, 18,89 %): однолетники (27 видов, 10,00 %), двулетники (20 видов, 7,41 %), полупаразиты (3 вида, 1,11 %), паразиты (1 вид, 0,37 %). 4.5. Ритмологическая структура При анализе флоры меловых обнажений исследованного района по ритмике сезонного развития листовой поверхности было выявлено резкое преобладание летнезеленых растений (161 вид, 59,63 %) что обусловлено бореальным типом климата. Значительно также участие летне-зимнезеленых растений (75 видов, 27,78 %), свойственных средиземноморскому типу вегетации. Виды, относящиеся к эфемерам (18 видов, 6,67 %), эфемероидам (14 видов, 5,18 %) и вечнозеленым растениям (2 вида, 0,74 %), в количественном отношении большого места не занимают(34 вида, или 12,59 %). Для облигатных и факультативных меловиков, представляющих наиболее специфический компонент меловой флоры, в еще большей степени, чем для флоры в целом, свойственен бореальный тип вегетации. Летнезеленые растения составляют среди облигатных 77,78 % и 69,23 % среди факультативных меловиков, летне-зимнезеленых по – 22,22% и 23,08 % соответственно. 4.6. Географическая структура Особенностью флоры степей Причерноморской (Понтической) провинции Евразийской степной области является ярко выраженный понтический эндемизм (Лавренко, 1980). Спектр типов ареала видов меловой флоры бассейна р. Полной приведен на рис. 2.  Рис. 2. Спектр типов ареала видов меловой флоры бассейна р. Полной Группа причерноморских растений в изученной флоре является самой многочисленной и включает в себя 100 видов (37,04 %). В эту группу объединены виды с различными ареалами, из них наиболее обширные имеют причерноморско-прикаспийские (16 видов, 5,93 %). Среди собственно причерноморских эндемиков лидируют восточнопричерноморские –33 вида (12,22 %). Спектр типов ареала и геоэлементов факультативных и облигатных меловиков беднее, чем меловой флоры в целом. Все облигатные и 76,92 % факультативных меловиков принадлежат к причерноморскому типу ареала и основная их часть к восточнопричерноморскому геоэлементу (83,33 % видов облигатных и 53,84 % – факультативных меловиков). А также 15,39 % видов к центральноевразиатскому и 7,69 % к палеарктическому типам ареала среди факультативных меловиков. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | «Эколого-просветительские проекты учащихся на основе изучения флоры... «современные тенденции в обслуживании читателей. Непрерывное образование библиотекарей» | | Ветеран Великой Отечественной войны Адрес образовательного учреждения с индексом: 346000, Ростовская область, Чертковский район, п. Чертково, ул. Комсомольская 23 Домашний... |
| Экологическое образование школьников в Республике Дагестан Координатором эколого-образовательной работы с детьми в республике является Республиканский эколого-биологический центр Минобрнауки... | | Образовательная программа Государственного автономного образовательного... Государственного автономного образовательного учреждения дополнительного образования детей «Брянский областной эколого-биологический... |
| Состав, структура и динамика адвентивной флоры ульяновской области Защита диссертации состоится «20» апреля 2012 г в 1230 часов на заседании диссертационного совета д 002. 251. 01 при Институте экологии... | | 1 Областная открытая научно-практическая конференция «Молодые исследователи... Конференция проводится в соответствии с Календарем массовых мероприятий гаоу ао дод «Эколого- биологический центр» и Планом совместной... |
| Программа работы объединения «Умелые руки» Государственное автономное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Брянский областной эколого-биологический... | | Года: «Здоровье человека и экология» Городской детский эколого-биологический центр проводит экологический форум учащихся младших и средних классов «Зилантенок» |
| Методические рекомендации: Оборудование для бассейна «Проведение занятий с детьми по водному поло в условиях пляжа, бассейна. Техника безопасности на воде» |  | Естественные радионуклиды в донных отложениях р. Обь (лесная и лесостепная зоны) Алтай. Остальная часть бассейна представляет собой плоскую, в центральной части сильно заболоченную равнину. Верхняя часть бассейна... |
| Эколого-биологический практикум (учебная программа для учащихся 5-8... | | Эколого-биологический турнир Рекомендуется Учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию вузов России в качестве учебника для... |
| Эколого-фаунистическая характеристика земноводных урбанизированных... Защита диссертации состоится «30» марта 2012 г в 10 часов на заседании диссертационного совета д 002. 251. 01 при Институте экологии... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Мбоу малозападенская сош веселовский район, Ростовская область Х. Малая Западенка |
| Отчет по Дополнительному соглашению №2 к Государственному контракту... «Разработка проекта скиово бассейна реки Нарва и рек бассейна Псковско-Чудского озера» (С-10-01) | | Российская Федерация Ростовская область Мартыновский район муниципальное... Об утверждении административного регламента по предоставлению муниципальной услуги «Предоставление библиотечных услуг» |
