Оценка состояния популяций и их сравнительный анализ

В окрестностях г. Удомли обнаружены 2 популяции пальчатокоренника мясо-красного: одна - в окрестностях д. Дерягино, другая - на территории завода ЖБИиК.

Сравнив средние значения выборок этих двух популяций, используя методику статистической обработки данных, предложенную Т.Я. Ашихминой, мы статистически подтвердили достоверность различий между выборками.

(«Школьный экологический мониторинг»). По формуле t == |М1 — М2|/νm²1 — m²2 где М - среднее арифметическое; m - погрешность, была вычислена величина t, полученное значение сравнили с данными таблицы (приложение 12). Данные за 2001 год:

t = |38, 2- 19,5|/ν (6,7) ²— (0,61) ² = 18,7/6,67 = 2,8

Согласно таблице, для 11—14 измерений t должно равняться 2,2. Полученная в результате подсчетов величина оказалась больше табличной, что свидетельствует о достоверности различий между выборками.

Подсчитав величину t за 2002 год  (t ⁼⁼ 7,1) и сравнив с табличным значением (2,3 - 2,2), мы убедились, что различия между выборками сохранились и даже увеличились.

Таким образом, согласно вышеприведенным данным (раздел 4.2 и 4.3) видно, что популяция пальчатокоренника д. Дерягино отличается от популяции пальчатокоренника ЖБИиК большими значениями морфометрических показателей.

Внимательно проанализировав все данные, мы нашли несколько объяснений различия между двумя популяциями пальчатокоренника.

Одной из причин отличий может быть разная плотность популяций. Так, плотность популяции пальчатокоренника мясо-красного д. Дерягино - 3,84 м²/особь, а популяция пальчатокоренника ЖБИиКа - 1,27 м²/особь. В популяции с большей плотностью растения имеют меньшие значения морфометрических показателей. Это может быть связано с тем, что растения, произрастающие близко друг к другу, испытывают большую конкуренцию за воду и элементы минерального питания, что отражается на их размерах. При более тесном произрастании может усиливаться отрицательное аллелопатическое влияние особей друг на друга, что также внешне проявляется в уменьшении размеров.

Другая причина в различии морфометрических показателей может быть связана с различием условий произрастания. Из описания биотопов, зная экологические предпочтения сопутствующих видов к условиям произрастания, можно определить условия произрастания изучаемых популяций. Поскольку пальчатокоренник мясо-красный возле д. Дерягино растет среди овсянницы луговой, пырея ползучего, клевера лугового, сабельника болотного, таволги вязолистной, подорожника ланцетолистного, герани луговой и горошка мышиного, то можно предположить, что почвы на этом участке слабокислые, мезотрофные, характеризуются достаточным и даже избыточным увлажнением. Сам пальчатокоренник мясо-красный предпочитает влажные, олиготрофные, не

просыхающие, нейтральные или слабокислые почвы. Следовательно, возле д. Дерягино условия произрастания приближены к оптимуму для пальчатокоренника и поэтому в этих условиях он чувствует себя хорошо. На лугу возле ЖБИиК вместе с пальчатокоренником растут клевер луговой, одуванчик лекарственный, мать-и-мачеха, тимофеевка луговая, донник белый, хвощ лесной. Это говорит о том, что почвы здесь слабокислые, мезотрофные, со средним содержанием влаги. Сравнив почвенные условия произрастания, мы видим, что два участка (д. Дерягино и ЖБИиК) отличаются главным образом по влажности почвы. Следовательно, лимитирующим фактором, который мог привести к низкорослости и малочисленности, является недостаточное содержание влаги в почве.

Поскольку во 2-м месте (ЖБИиК) много тропинок, то можно было бы предположить, что лимитирующим фактором является уплотненная почва, а именно недостаточное содержание в ней кислорода. Но, приняв во внимание, что пальчатокоренник, согласно экологическим шкалам Г. Элленберга, произрастает на сырых, часто плохо аэрируемых почвах, мы исключили фактор недостатка кислорода как лимитирующий. Первая площадка отличается большим увлажнением почвы, характеризуется близким залеганием грунтовых вод, а вторая (ЖБИиК) характеризуется средними условиями увлажнения. Поскольку пальчатокоренник мясо-красный предпочитает сырые и влажные, не просыхающие почвы, можно сказать, что лимитирующим фактором для него будет именно недостаток влаги почвы. Поэтому мы считаем, что недостаток влаги повлиял на то, что растения возле ЖБИиК отличаются низкорослостью.

Статистический анализ данных показал, что между длиной надземного побега и числом жилок листа корреляционная зависимость отсутствует. Число жилок остается постоянной при разной длине побега. Известно, что с возрастом (от стадии проростка до генеративного состояния) количество жилок увеличивается. Следовательно, число жилок - надежный показатель для определения возрастного состояния растений. Из данных (раздел 4.2) видно, что генеративные особи популяции д. Дерягино имеют больше жилок в листовой пластинке, чем генеративные особи популяции ЖБИиК. Это может указывать на то, что особи пальчатокоренника д. Дерягино имеют больший возраст и относятся, по-видимому, к средне генеративным растениям, а генеративные особи популяции ЖБИиК более молодые и являются молодыми генеративными растениями. Мы полагаем, что меньшие значения морфометрических данных особей пальчатокоренника ЖБИиК связаны также с их более молодым возрастным состоянием (по сравнению с пальчатокоренником д. Дерягино).

Обе популяции пальчатокоренника различаются не только по морфометрическим показателям, но и численностью. Малочисленность популяции возле ЖБИиК можно объяснить, во-первых, ее молодостью, во-вторых, травмированием надземных побегов растений людьми, сбором их соцветий в букеты. Еще одно объяснение, которое нам удалось найти, заключается в том, что лето 2001 и 2002 годов были в Тверской области очень

сухими и пожароопасными. В сухое лето почва на территории завода ЖБИиК содержала мало влаги, вероятно, даже меньше среднего увлажнения. В эти неблагоприятные годы, у части особей пальчатокоренника, предпочитающего сырые почвы, мог наступить период покоя, т.е. они в эти годы перешли в подземную покоящуюся форму существования, поэтому численность популяции могла стать меньше.

К неблагоприятным факторам, воздействующим на популяцию пальчатокоренника мясо-красного возле ЖБИиК и д. Дерягино, следует отнести также следующие:

1. Проезд транспорта. Машины с бетоном, проезжающие по автодороге
на территории завода, зачастую разбрызгивают бетон, поэтому можно
было увидеть некоторые особи, забрызганные бетоном и грязью.

2. Выпас и прогон скота.

Продолжив свои исследования, занявшись мониторингом состояния этих популяций, мы сможем подтвердить или опровергнуть наши предположения и более точно выявить лимитирующие факторы.

В литературе по изучению Орхидных нашей области (Пелгонен, 1983; Белышева, 1984, 1989; Сорокин, 1984, 1988; Блинова, 1989; Дементьева, 1985, 1989, 1991; Пажетнова, Минаева, 1995; Пушай, 2000, 2002; Пушай и др., 2002) мы нашли сведения о численности популяций пальчатокоренника в Тверской области. Так, Пушай Е.С. (2002) обнаружила популяцию, содержащую меньше 15 особей, являющихся по возрастному состоянию среднегенеративными. Она описывает состояние этой популяции в целом как удовлетворительное, но указывает, что близость людей (вытаптывание, сбор в букеты) может в дальнейшем привести к ее уничтожению. Популяция пальчатокоренника, выявленная нами возле ЖБИиК, находится в сходных условиях. Во-первых, она малочисленна, во-вторых, подвергается вытаптыванию людьми и обламыванию соцветий на букеты и, в-третьих, что не отмечено у Пушай Е.С., находится в целом в неблагоприятных почвенных условиях существования. Последний фактор, при взаимодействии с двумя первыми, может привести к уничтожению популяции. Поскольку популяция пальчатокоренника возле ЖБИиК произрастает в неблагоприятных почвенных условиях, то для того, чтобы ее сохранить, необходимо, по возможности, оградить ее от воздействия человека.

Состояние популяции пальчатокоренника мясо-красного возле д. Дерягино можно оценить как удовлетворительное, т.к. численность популяции не превышает критического уровня (Королева, 1989). Популяция имеет достаточную численность, что соотносится с данными Дементьевой С.М. (1989), кроме того, произрастает в благоприятных условиях.

Таким образом, можно сказать, что популяция пальчатокоренника мясо-красного в окрестностях д. Дерягино находится в более благоприятном состоянии, чем популяция пальчатокоренника возле ЖБИиК.

Тревогу в обоих случаях у нас вызывает неполночленность популяций, т.е. отсутствие имматурных, синильных, малая численность виргинильных особей. По данным Вахрамеевой М.Г. и др. (1989) в норме в популяции орхидных

должны присутствовать особи всех возрастных состояний, хотя генеративные и будут преобладать (60—70 %). Это привело нас к мысли о необходимости проведения дальнейших мониторинговых исследований, чтобы выявить все неблагоприятные факторы, спрогнозировать состояние популяций и предложить действенные меры для их охраны.

В лучшем положении оказалась популяция дремлика болотного, также произрастающего на территории завода ЖБИиК. Популяция данного вида на площадках №1 и № 2 имеет достаточное количество генеративных и имматурных особей, что говорит об ее устойчивости: на площадке № 1- 13 особей, из них 4 виргинильные; на площадке № 2 - 12 особей, из них 3 виргинильные.

Сравнительная характеристика по длине листа дремлика болотного, произрастающего на площадках №1 и №2

 

Показатели	площадка № 1	площадка № 2
Кол-во измерений	13 особей	12 особей
Среднее арифметическое (см)	6,8	5,5
Погрешность	0,9	0,5
Среднеквадратическое отклонение	1,4	0,77

На основе вышеуказанной таблицы были проведены подсчеты по выявлению достоверности различия средних значений. Табличное значение t для 11—14 измерений равно 2,2. Т.к. вычисленное значение t (1,27) меньше табличного, различие между площадками не считается достоверным, значит, растения на площадке № 1 и № 2 находятся в одинаковых условиях. Кроме того, сходство между особями площадок может также свидетельствовать о том, что это особи одной популяции, разделенные в результате хозяйственной деятельности человека.

Продолжив исследования в 2003 году, мы обнаружили, что численность обоих популяций пальчатокоренника мясо-красного, впрочем, как и популяции дремлика болотного, резко сократилась. На наш взгляд, это вызвано в первую очередь тем, что в зиму с 2002 на 2003 г. сильные морозы чередовались с оттепелями, что вызвало таяние снега и более глубокое промерзание почвы и переход большинства особей в состояние покоя, а возможно и гибель отдельных растений.

Обнаруженная в 2003 году на территории завода ЖБИиК популяция пальчатокоренника пятнистого еще недостаточно нами изучена, однако уже сейчас можно сказать, что она довольно малочисленна. В то же время данная популяция располагается вблизи железобетонного забора, за которым, вполне вероятно, могут находиться другие особи пальчатокоренника пятнистого (фото 9).

.В целом же данная популяция находится в не очень благоприятных условиях: располагаясь вблизи проезжей части, растения постоянно испытывают на себе высокую антропогенную нагрузку (в частности, пыль, выхлопные газы, брызги грязи и т.д.).

Наблюдение за данной популяцией должно быть продолжено в целях выявления ее лимитирующих факторов и более лучшего ее изучения.

 

 

                                                                                         

 

Выводы

Изучив популяции пальчатокоренника мясо-красного, дремлика болотного и пальчатокоренника пятнистого, мы пришли к следующим выводам:

1. Популяция пальчатокоренника мясо-красного вблизи д. Дерягино
находится в более выгодных условиях, чем популяция вблизи завода
ЖБИиК.

2. Численность популяций пальчатокоренника мясо-красного в 2002 г.
практически не изменилась, следовательно, можно сказать, что они
довольно устойчивы. Плотность популяции вблизи завода ЖБИиК
гораздо выше, чем в окрестностях д. Дерягино, но площадь
произрастания и численность намного меньше.

В 2002 г. вблизи завода ЖБИиК был обнаружен дремлик болотный. Плотность этой популяции довольно высока, хотя площадь произрастания пока незначительна.

В 2003 г. численность исследуемых популяций резко сократилась. Главной причиной, на наш взгляд, являлись плохие погодные условия в предшествующую зиму.

3. В 2003 г. нами была обнаружена довольно малочисленная популяция
пальчатокоренника пятнистого, а также тайник яйцевидный к
единственном экземпляре.

4. Выработанные рекомендации по   охране данных представителей
семейства орхидных прилагаются.

 

РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании вышеизложенного следует, что в целях сохранения популяции пальчатокоренника мясо-красного, дремлика болотного и пальчатокоренника пятнистого в окрестностях г. Удомли, необходимо выполнение следующих рекомендаций но их охране:

1. Запретить выпас и прогон скота в местах массового произрастания
орхидных.

2. На территории ЖБИиК в местах, где растут орхидные, поставить
знаки на дорогах, запрещающие проезд транспорта.

3. Среди населения д. Дерягино и работников ЖБИиК провести
разъяснительную беседу по сохранению этих редких растений.

4. Организовать постоянный контроль за состоянием популяций
пальчатокоренника мясо-красного, дремлика  болотного и
пальчатокоренника пятнистого.

5. С целью сохранения этих орхидных необходимо в окрестностях д.
Дерягино и завода ЖБИиК организовать ботанический Памятник
природы, так как дремлик болотный включен в Красную книгу
Тверской области, статус 2, вид с сокращающейся численностью;
пальчатокореннику мясо-красному определен статус 3-я категория,
редкий вид.

6. Данные рекомендации направить руководителям завода ЖБИиК,
колхоза «Расцвет», администрацию Удомельского района.

7. Вести поиск новых местонахождений представителей орхидных.

8. Сообщить в ТГУ на кафедру биологии об обнаружении новой
популяции дремлика болотного, находящейся за северной границей
распространения вида по области.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Белышева Т.Н. О распространении орхидных по растительным сообществам в районе озера Селигер// Взаимоотношение компонентов биогеоценозов в южно-таежных ландшафтах. Калинин: КГУ, 1984.С. 144-145.

2. Белышева Т.Н. Охраняемые природные объекты Селигерского края и их флористическое исследование // Флора и растительность южной тайги. Тверь: ТвГУ, 1989. С. 100-104.

3. Блинова И.В. К экологии и биологии некоторых орхидных Вышневолоцко-Новоторжского вала // Флора и растительность южной тайги. Тверь: ТвГУ, 1989. С. 105-112.

4. Ботаника. Книга для учителя. Часть 1. М.: «Академия педагогических наук РСФСР», 1954.

5. Быков Б.А. Геоботаника. Алма-Ата: «Наука», 1878. 288с.

6. Василевич В.И. Статистические методы в геоботанике. Л.: Изд-во «Наука». Ленингр. Отд.,1969. 232с.

7. Вахрамеева М.Г., Денисова Л.В., Никитина С.В., Самсонов С.К.. Орхидеи нашей страны. М: Наука, 1991, 224 с.

8. Вахрамеева М.Г.,Варлыгина Т.И., Баталов А.Е., Тимченко И.А., Богомолова Т.И. Род Дремлик // Биологическая Флора Московской области /под редакцией проф. В.Н.Павлова. Вып. 13. М: Полиэкс, 1997. С.50-87.

9. География Удомельского района: Монография. Тверь: Тверской госуниверситет, 1999. 358 с.

10. Губанов И.А., Киселева К.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н.; Иллюстрированный определитель растений Средней России. Том I. Папоротники, хвощи, плауны, голосеменные, покрытосеменные (однодольные). Москва: Тов-во научных изданий КМК, ин-т технологических исследований, 2002. 526 с.

11. Дементьева С.М. Венерин башмачок Cypripedium calceolus L.в лесных экосистемах Верхневолжья // Взаимоотношение компонентов биогеоценозов в южной тайге. Калинин: КГУ, 1985. С. 36-46.

12. Дементьева С.М. Особенности распространения видов растений семейства Орхидные в районе Вышневолоцко-Новоторжского вала // Флора и растительность южной тайги. Тверь: ТвГУ, 1989. С.6-13

13. Дементьева С.М. Особенности распространения некоторых редких и охраняемых видов растений на территории Вышневолоцко-Новоторжского вала // Флора и растительность южной тайги. Тверь: ТвГУ, 1989. С.40-43

14. Королева А.Е. Орхидные Полесской низменности // Флора и растительность южной тайги. Тверь: ТвГУ, 1989. С.53-58.

15. Красная книга РСФСР: Растения. М.: Агропромиздат.1998г.

16. Красная книга Тверской области / Ред. А.С. Сорокин. – Тверь: ООО «Вече Твери», ООО «Издательство АНТЭК», 2002. 256 с.

17. Максимова Т.А. Морфометрические показатели Dactylorhiza maculata (L.) Soo в южной Карелии (Россия) // Труды Международной конференции по анатомии и морфологии растений. СПб.: БИН им. В.Л.Комарова, 1997. С. 286-287.

18. Марков М.В. Редкие и нуждающиеся в охране сосудистые растения Тверской области: материалы к красной книге Тверской области. Тверь: ТИЭП, 2001. 160 с.

19. Методы геоботанических исследований. М.: Ассоциация «Экосистема», 1996. 21 с.

20. Невский М.Л. Флора Калининской области: В 2 т. Т.1. Калинин: Обл. кн., 1947. 308 с.

21. Новиков В.С., Губанов И.А. Школьный атлас – определитель высших растений: кн. для учащихся. М.: Просвещение, 1991. 240 с.

22. Определитель сосудистых растений центра Европейской России // Под ред. И.А. Губанова, М: «Аргус», 1995.

23. Пажетнова Л.В., Минаева Т.Ю. Редкие растения Тверской области. Центрально-лесной заповедник. Нелидово, 1995. 9 с.

24. Пелгонен И. М. Распространение орхидных в некоторых типах леса Нелидовского р-на // Взаимоотношение компонентов биогеоценозов в южно-таежных ландшафтах. Калинин: КГУ, 1983.С. 96-102.

25. Пушай Е.С. О видовом составе, распространении и охране орхидных в Тверской области // Бюл. ГБС. Т.179. 2000. С.59-68.

26. Пушай Е.С. Возрастная структура популяций ятрышника шлемоносного (Orchis militaris L.) в Тверской области // Ботанические исследования в Тверском регионе. Тверь: ТвГУ, 2002.

27. Пушай Е.С., Дементьева С.М., Рождественская И.В. Новые данные распространения Орхидных в Тверской области // Ботанические исследования в Тверском регионе. Тверь: ТвГУ, 2002.

28. Сорокин А.С. Растения Калининской области, нуждающиеся в особой охране // Взаимоотношение компонентов биогеоценозов в южно-таежных ландшафтах. Калинин: КГУ, 1984. С. 41-48.

29. Сорокин А.С. Распространение и охрана редких и исчезающих видов флоры Калининской области // Флора и растительность южной тайги. Калинин: КГУ, 1988. С. 106-112.

30. Школьный экологический мониторинг. Учебное методическое пособие / под ред. Т.Я. Ашихминой. М.: АГАР, 2000.