У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Биоморфологические особенности и структура ценопопуляций Festuca pseudovina Hackel ек Wiesb. в Хакасии
Количество страниц 145
ВУЗ МГИУ
Год сдачи 2010
Бесплатно Скачать 24454.doc 
Содержание Введение ' 4

Глава 1. Объект изучения, методы и климат района интродукции. 8

1.1. Объект исследования. 8

1.2. Характеристика природных мест произрастания и

климата района интродукции. 12

1.3. Методика проведения исследований. 31 Глава 2. Онтогенез и возрастная структура ценопопуляций Festuca pseudovina в природных условиях.

2.1. Онтогенез. 35

2.2. Возрастной состав и численность особей Festuca pseudovina в природных популяциях. 46

2.3. Сравнительная характеристика ценопопуляций Festuca pseudovina в естественных местах произрастания. 68 Глава 3.Биология развития Festuca pseudovina в условиях

культуры. 81

3.1. Онто- и морфогенез Festuca pseudovina в интродук-ционном питомнике. 81

3.2. Характеристика интродукционных популяций Festuca pseudovina по морфологическим параметрам и продуктивности. , 91 Глава 4. Биология цветения и семенная продуктивность Festuca pseudovina.

4. ЬБиология цветения. 103

4.2. Семенная продуктивность Festuca pseudovina. 116

Глава 5. Биология прорастания семян.

5.1. Морфология семян. 128

5.2. Изучение условий проращивания семян. 133 Практические рекомендации по выращиванию Festuca pseudovina

в культуре. 142

Общие выводы 143

Список литературы 145

Введение



Введение

Экологический кризис биосферы, ставящий под угрозу не только благополучие, но и само существование человечества как части биосферы, ранее всего и особенно резко проявился на территории степной зоны (Система мер..., 1991). В республике представлены все высотные растительные пояса: от каменистых степей до высокогорных тундр. Но ее своеобразие составляют степные просторы, где издревле человек выпасал домашний скот. В Хакасии степи занимают 26,4% (Растит, покров..., 1976). Формировавшиеся 10 млн. лет, они являются носителем уникального генофонда.

В настоящее время негативное воздействие человека на природные местообитания диких растений столь велико, что некоторые ценные полезные растения существуют на грани исчезновения, многие значительно сократили и продолжают сокращать свое распространение в природе.

На современном этапе возникает проблема сохранения природных ресурсов и их рациональное использование. Широкое освоение целинных земель и увеличение животноводческой базы в 80 -е годы привело к резкому сокращению естественных кормовых угодий в степных районах Хакасии. В настоящее время происходит постепенное самовосстановление степей, однако, остается большое количество залежных земель, которые нуждаются в постепенном и желательно ускоренном восстановлении. По данным государственного комитета по землеустройству за 2004 г. по республике, только у сельскохозяйственных предприятий в залежах числится 38,5 тыс. га земель. Площадь нарушенных земель, на 2002 г. по республике составила 7766 га, из которых на разработку полезных ископаемых (уголь, золото) приходится 7246 га (93,3%). Поэтому важным является поиск и изучение биологических особенностей наиболее перспективных и устойчивых к засухе и засолению растений, для дальнейшего их использования по данной проблеме.

Для более полного изучения видов, необходим перенос ценных растений в культуру. Дикорастущие растения - крупный резерв увеличения производства белка для народного хозяйства (Полезные растения..., 1989).

Изучение биологии привлеченных к интродукции дикорастущих растений позволяет шире использовать тот или иной вид в хозяйственной деятельности человека. Festuca pseudovina является одним из важнейших пастбищных растений Хакасии, т.к. характеризуется высокой засухоустойчивостью, хорошими кормовыми качествами, а также может выдерживать небольшое засоление. Поскольку этот вид устойчив, его можно использовать в переводе залежных земель в пастбища. Периодичность семеношения позволяет создать (в смеси с другими видами трав) долголетние растительные сообщества на угольных отвалах. Тем не менее, современное состояние ценопопуляций этого вида в Хакасии остается малоизученным как в природных условиях, так и в культуре.

Цель работы: оценить состояние популяций Festuca pseudovina в природе и при интродукции в степной зоне Хакасии.

Задачи:

1. Изучить возрастной состав, численность и онтогенез Festuca pseudovina в естественных местах произрастания.

2. Исследовать изменчивость морфологических признаков, продуктивность и онтогенез Festuca pseudovina в условиях культуры.

3. Изучить особенности антэкологии у Festuca pseudovina в условиях культуры.

4. Охарактеризовать питательную ценность Festuca pseudovina в условиях культуры.

5. Исследовать семенную продуктивность интродукционных популяций Festuca pseudovina.

6. Изучить влияние различных температурных режимов на прорастание семян Festuca pseudovina.

Научная новизна и теоретическая значимость.

При изучении природных ценопопуляций Festuca pseudovina установлено, что базовый возрастной спектр имеет максимум численности на среднегенера-тивном состоянии. Большинство ценопопуляций естественных мест произрастания относятся по классификации «дельта-омега» Л.А. Животовского (2001) - к переходным. В результате проведенных исследований в онтогенезе Festuca pseudovina делены 4 периода и 8 возрастных состояний. Впервые в условиях интродукции сухостепной зоны Хакасии изучены необходимые условия для цветения овсяницы ложноовечьей. Определена значительная межпопуляцион-ная изменчивость по признаку потенциальной и реальной семенной продуктивности во всех изучаемых интродукционных популяциях Festuca pseudovina. При изучении их питательности установлено, что максимальное количество сырого и переваримого протеина оказалось в фазу выметывание соцветий. Определены оптимальные условия для прорастания семян Festuca pseudovina.

Практическая значимость работы.

Выделены конкретные ценопопуляций с высокими показателями продуктивности и питательности, перспективные для дальнейшего введения в культуру. Итогом исследований биологических особенностей Festuca pseudovina явилось написание рекомендаций по выращиванию данного вида в условиях культуры.

Защищаемые положения.

1. При интродукции в условия сухостепной зоны юга Средней Сибири Festuca pseudovina характеризуется малой и средней степенью изменчивости основных фенофаз и по срокам цветения относится к утренним злакам.

2. На основе высоких показателей морфологических и ценотических признаков природных ценопопуляций Festuca pseudovina выделена биджинская ценопопуляция, а в условиях интродукции - ширинская и бородинская ценопопуляций степной зоны республики.

Апробация работы.

Материалы диссертации доложены на двух российских конференциях, одной межрегиональной, трех международных конференциях, в том числе II Российской конференции по проблеме изучения растительного покрова Сибири (Томск, 2000), на II Всероссиской научной конференции студентов и молодых ученых (Красноярск, 2000), на межрегиональной конференции по сохранению биологического разнообразия Приенисейской Сибири (Красноярск, 2000), на международной конференции по биоразнообразию и динамике экосистем в Северной Евразии (Новосибирск, 2001), на Первой международной научно-практической конференции «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» (Барнаул, 2002), на XI съезде Русского ботанического общества (Барнаул, 2003), на международной научной конференции «Роль ботанических садов в сохранении и обогащении биологического разнообразия видов» (Калининград, 2004), в «Сибирский экологический журнал» (Новосибирск, 2004).

Научные публикации.

Материалы диссертации опубликованы в 10 печатных изданиях, в том числе - рекомендации по выращиванию Festuca pseudovina в культуре.

Структура и объем диссертации.

Диссертация общим объемом в 158 страниц состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы (173 источника, в том числе 11 иностранных авторов), с приложением рекомендаций по выращиванию изучаемого вида. Работа включает в 35 таблиц и 33 рисунка.

Глава 1. Объект изучения, методы и климат района интродукции

1.1. Объект изучения

Среди прочих семейств цветковых растений Злаки (Роасеае) занимают особое место. Они распространены по всему земному шару и доминируют на огромных пространствах, будучи основными компонентами растительного покрова саванн, прерий, степей, пампасов, лугов, бамбуковых зарослей, а также культурных фитоценозов — полей и плантаций (Серебрякова, 1971). По числу видов и массовости это одно из самых больших семейств.

Наиболее ранние представители злаков, по Г. Л. Стеббинсу (1956), были ветроопыляемы, но происходили от насекомоопыляемых предков. Они существовали в середине мела и обитали в областях с тропическим и субтропическим климатом. От этой примитивной, ныне вымершей, группы произошла серия линий, адаптировавшихся к разным условиям обитания по способу типичной «адаптивной радиации».

Г.Л. Стеббинс описывает семь таких линий, из которых мощно развились три. Одна из них - фестукоидная линия развивалась в умеренных широтах. Специализация у фестукоидов выразилась в упрощении листового эпидермиса, в уменьшении зерновки, зародыша и в строении проростка.

В систематическом плане Festuca pseudovina Hackel ex Wiesb. отнесена к классу - Monocotyledones, подклассу - Poaidae, к трибе — Poatae (Hitch.) Avdu-lov., к роду - Festuca L., к секции - Festuca.

Овсяница (Festuca L.) — один из наиболее крупных и сложных родов злаковой трибы Festuceae.

Festuca — в основном мезофильный лугово-лесной голарктический род, имеющий, однако, в своем составе большую группу достаточно ксерофильных видов (Рожевиц, 1937; Лавренко, 1942). Экологически овсяницы очень неоднородны. Многие виды овсяницы являются массовыми растениями. Доминантами и содоминантами тех или иных фитоценозов и имеют большое хозяйственное

значение в качестве кормовых. Festuca pratensis - один из важнейших компонентов травостоя заливных и отчасти материковых лугов Европы и Сибири, ин-тродуцирована в Северной Америке и Австралии. Еще больше широко распространена в природе и культуре Festuca rubra s.l.. Для степей и полупустынь Евразии чрезвычайно характерен и важен как пастбищное растение типчак (Festuca sulcata), играющий в степном травостое вторую после ковылей роль (Лав-ренко, 1942), а в кормовом отношении - первую (Кормовые растения ..., 1950).

Э. Хаккель (1882) выявил в роде Festuca определенную тенденцию в эволюции видов - ксерофилизацию. По совокупности признаков наиболее древними являются мезофильные лесные группы овсяниц, а наиболее молодыми, продвинутыми в эволюционном плане - ксероморфные, степные и криофильные (Антипов, 1971).

По Э. Хаккелю, род Festuca делится на шесть секций, из которых секции Variae и Ovinae являются самыми обширными и неоднородными. Секция Ovi-пае, как считал Э. Хаккель, - самая молодая из секций. Своими корнями она выходит из группы Bovinae. Промежуточной формой между широколистными Bovinae и узколистными ксероморфными Ovinae intravaginales он считает очень лабильную группу Ovinae extravaginales.

Представители секции Ovinae распространены во всех частях света, включая Южную Америку, Австралию и Новую Зеландию (Ценопопуляции ..., 1976).

Объем видов секции Ovinae является наиболее спорным, различия между мелкими видами часто выражены неясно. Например, типчак Festuca sulcata s. 1. представляет очень полиморфный вид, объемлющий таксоны более низкого ранга (экотипы, географические расы), нередко рассматриваемые в качестве самостоятельных видов (например, F. Beckeri Hack., F. pseudovina Hack., F.taurica Kern., F.wolgensis P. Smirn., F. vallesiaca и др.). Систематика, экология, география и цитология всего этого круга форм изучены недостаточно, а номенклатура очень запутана (Пономарев, Русакова, 1968).

Особенно спорным оказался вопрос о Festuca pseudovina Hack.. Этот вид первоначально признавался вполне самостоятельным и очень характерным для степей Южной Сибири и Казахстана (Крылов, 1928; Кречетович и Бобров, 1934; Лавренко. 1940 и др.). Позднее П.А. Смирнов (1945) категорично, хотя без должной аргументации, считал выделение Festuca pseudovina в качестве вида чистейшим недоразумением. Эта точка зрения, получив всеобщее признание, совершенно дезориентировала ботаников. П. А. Смирнов характеризовал Festuca sulcata как очень постоянный, мало варьирующий вид. Однако, наблюдения в природе сразу же показали, что в рамках полиморфного вида Festuca sulcata s. 1. существует форма, идентичная с Festuca pseudovina Hack.. Положительное решение вопроса о реальности и видовой самостоятельности этого вида первоначально было получено с позиций антэкологии, а затем подтверждено морфологически и цитологически (Пономарев, Русакова, 1968).

Festuca pseudovina относится к группе Ovinae intravaginales наиболее ксерофильных и криофильных овсяниц. Это ярко выраженные светолюбы. Она имеет широкий евро-азиатский ареал (рис. 1).

Рис. 1. Распространенность Festuca pseudovina (по «Флора Сибири»,

1990).

ю

В Хакасии данный вид является эдификатором мелкодерновинных степей, широко распространенных в республике (Ревердатто, 1947). Как пастбищное растение стоит на первом месте среди типчаков. Это типичный ксерофит, выдерживающий слабо солонцеватые почвы (рН 7,5-8).

В систематическом отношении исследуемый вид отнесен к классу Monocotyledones, подклассу Poaidae, к порядку Poales, семейству Роасеае, подсемейству Poaideae, к трибе Poatae (Hitch.) Avdulov., роду Festuca L., к секции Festuca, к виду Festuca pseudovina Hackel ex Wiesb. (по Тахтаджян, 1987; Флора Сибири, 1990).

Festuca pseudovina является полурозеточным плотнодерновинным травянистым поликарпиком, с периодом летнего полупокоя. Листья щетиновидно свернуты в узкую трубочку. В основании каждого ортотропного монокарпиче-ского надземного побега образуется зона укороченных междоузлий с расположенными на ней почками возобновления и стеблеродными корнями. Симподи-альная система таких укороченных оснований монокарпических побегов образует многолетнюю часть плотнодерновинного растения, расположенную на поверхности почвы и определяет очень высокую степень засухоустойчивости и морозостойкости вида.

п

1.2. Характеристика природных мест произрастания и климата района интродукции

Перенос Festuca pseudovina в условия интродукциоиного питомника происходил семенным путем. При этом проводились исследования природных мест произрастания. Популяции Festuca pseudovina были изучены в пяти районах республики в 10 местопроизрастаниях. Исследования проводились в таких районах, как, (с севера на юг): Ширинский, Боградский, Усть-Абаканский, Алтайский и Аскизский (рис.2). Ниже приводится их краткая характеристика.

Рис. 2. Административные районы Хакасии: Т - Орджоникидзевский; II - Ширинский; III - Боградский; IV - Усть-Абаканский; V - Алтайский; VI - Бейский; VII — Аскизский; VIII - Таштыпский.

• - обследованные ценопопуляции Festuca pseudovina.

12

Ширинский район. Район расположен в северной части Хакасии. Общая площадь территории района 680,8 тыс. га. Ширинский район характеризуется разнообразием форм рельефа - от равнинно-степного и холмисто-сопочного Минусинской котловины до низкогорного, среднегорного и высокогорного рельефа Кузнецкого Алатау.

Гидрографическая сеть развита слабо. В районе много озер, в основном соленых. Самые крупные из озер - Шира, Беле, Иткуль, Черное. Пониженная степная часть района имеет резко континентальный климат с жарким коротким летом и холодной малоснежной зимой. Продолжительность периода с температурой выше 10° в степной части 108-117 дней, а в горах 91-57 дней.

Годовая сумма осадков колеблется от 280 до 350 мм. Максимум осадков в течение теплого периода приходится на июль - август, а в мае - июне осадков меньше.

Почвы в котловине в основном черноземы, значительно меньше каштановых и каштановых солонцеватых почв. Почвы лугового комплекса представлены лугово-черноземными, луговыми и лугово-болотными. В поймах и надпойменных террасах рек, у озер - солончаковые и солонцовые почвы. Широко распространены малоразвитые щебнистые почвы, которые расположены по крутым склонам степных сопок. Неоднородность рельефа, различия климатических условий и пестрота почв определяют разнообразие растительного покрова.

Леса сосредоточены в западной части района по склонам хребтов Кузнецкого Алатау. В лесостепном поясе по северным склонам встречаются участки березового порослевого мелколесья и березовых лесов. В лесном поясе значительную площадь занимают лиственничные, сосновые, пихтовые и кедровые леса. Естественные кормовые угодья в районе занимают площадь 154,2 тыс. га, или 22,6% общей площади. Пастбищные угодья занимают 134,7 тыс. га. Они разделяются на степные, лесные, луговые и залежные. По площади степные па-

13

стбища преобладают. По составу травостоя большая часть степных пастбищ хорошего и среднего качества. Травостой составляют ценные в кормовом отношении злаки.

Боградский район. Район расположен в северо-восточной части республики. Природные условия его неоднородны. По центральной его части проходит Батеневский кряж, разделяющий две степные котловины: Чулымо-Енисейскую и Сыдино-Ербинскую. Степные котловины характеризуются резко континентальным климатом с коротким жарким летом и холодной продолжительной зимой. Безморозный период здесь 95-102 дней, годовая сумма осадков 300-350 мм. В подтаежных районах климат умеренно континентальный, более теплая зима, но холодное лето. Безморозный период короче, а количество осадков больше - 350 - 450 мм.

Почвенный покров характеризуется преобладанием черноземов. Основные площади степей располагаются на обыкновенных черноземах. Реже встречаются южные, солонцеватые, выщелоченные и карбонатные черноземы. Значительная расчлененность рельефа и его неоднородность в пределах района определяет неоднородность и комплексность почвенного и растительного покрова.

Степи — основной тип растительности района, они покрывают 29,5% всей площади. Широко распространены мелкодерновинные злаковые и осочко-вые степи, а также крупнодерновинные ковыльные, овсецовые и мятликовые. В подтаежных районах развиты ирисовые, разнотравные, злаковые луговые степи. К вершинам гор и южным крутым склонам приурочены сообщества каменистых степей.

Около 20% площади района покрыто лесами: смешанными, березовыми, лиственничными и сосновыми. Леса сильно нарушены рубками, имеют хорошо развитый травостой. Луговая растительность представлена долинными, низин-

14

ными, настоящими, лесными лугами и вырубками. От общей площади района луга занимают 7,2%. Очень небольшое развитие имеют болота - 0,4%.

Около 60% площади района занято естественной растительностью. Основные пастбищные угодья составляют степи: они занимают 82% всей площади пастбищ. Около 9% площади пастбищ расположены по лугам и 7% по лесам.

Усть-Абаканский район. Район расположен в центральной части Хакасии, пересекая ее с востока на запад. С востока естественной границей служит р. Енисей, на юго-востоке р. Абакан. Общая площадь района 903,4 тыс. га. Территория района принадлежит к двум природным районам — Минусинской котловине, Батеневского кряжа и Абаканского хребта. На территории района хорошо выражены природные пояса: степной, лесостепной, подтаежный, таежный и высокогорный.

Степная часть подразделяется на равнинно-холмистую Уйбатскую степь с рекой Уйбат и долинно- равнинную Абаканскую. Центральная часть занята солеными озерами, самыми большими из которых являются: Улух-Коль, Красное, Юсь-Коль, Чаргыс-Коль, все они соленые. Климат горной части характеризуется продолжительной зимой (8 мес.) и прохладным коротким летом. Климат степной части района резко континентальный с холодной сравнительно продолжительной зимой (5 мес), коротким жарким летом и продолжительной сухой ветреной весной. Для него характерны резкие колебания температуры и осадков. Амплитуда среднемесячныхтемператур от 36,1 до 40,9°. Годовое количество осадков 250 - 300 мм. Снеговой покров незначительный, почва сильно промерзает. Весенние сильные ветры вызывают пыльные бури, развивающие эрозионный процесс. Почвы подразделяются на степные и лесные. В степном районе наибольшее распространение получают южные черноземы различной мощности и типы каштановых почв на желто-бурых и красно-бурых суглинках и глинах, часто каменистых и щебнистых.

Растительный покров также различен. В степной части района господствуют ковыльные степи, несколько меньше мелкодерновинных. Каменистых и

15

значительно меньше луговых степей, приуроченных к лесостепному поясу. Солонцеватые степи с пикульником и чием встречаются по берегам рек, в понижениях. Остепненные и суходольные, а также лесные луга распространены в лесостепном и лесном поясе, перемежаясь с березовыми и березово-лиственичными и лиственичными лесами. В тайге распространены пихтовые, кедровые и кедрово-пихтовые леса. В высокогорье - кедровое редколесье. Субальпийские луга и горная тундра. Болота составляют 1% растительности района. В степной части сравнительно много залежей. Пастбища занимают площадь 154 тыс. га, или 84,6% от естественных кормовых угодий. Среди них имеются как мелко, так и крупнодерновинные пастбища. Спецификой степной части района является жаркое сухое лето, отсутствие в центральной части естественных источников водоснабжения, высокую засоленность почв. Подверженность распаханной территории ветровой и водной эрозии.

Алтайский район. Район расположен в юго-восточной части республики. Естественной восточной границей служит Енисей, северной и западной - р. Абакан, на юге земли Бейского района. Вся территория Алтайского района расположена в пределах Минусинской котловины, в Койбальской степи. Койбаль-ская степь (около 300 - 350 м аб. высоты) представляет собой холмисто-увалистую местность с чередованием пологих возвышенностей, бугристых песков, небольших замкнутых котловин, занятых бессточными озерами. Гидрографическая сеть района развита слабо. Основные водные артерии - реки Абакан и Енисей. Также для района характерно большое скопление соленых озер -Куринка, Трехозерка, Бугаево.

Климат района резко континентальный, с холодной зимой и жарким летом. Для него характерны резкие колебания температуры и осадков. Амплитуда средних месячных температур 38 - 40°, а абсолютных - 60°. Продолжительность безморозного периода (117 - 119 дней) наибольшая в Хакасии. Годовая сумма осадков колеблется от 295 до414 мм. Большая часть осадков (до 80-85%) выпадает в летние месяцы. На территории Алтайского района отмечается наиболь-

шее в Хакасии среднее количество дней в году с пыльными бурями, из них больше половины приходится на весенне-летний период.

Почвообразующие породы представлены лессами, песками и легкими суглинками. Среди черноземов преобладают мало гумусные, маломощные и среднемощные разности. Встречаются солонцы и солонцеватые почвы. В поймах Абакана и Енисея развиты лугово-болотные пойменные почвы, темно-бурые пойменные, пойменные слоистые.

Имеется луговая растительность, на которой располагаются основные площади сенокосов, относящиеся к долине р. Абакан. Наиболее распространены злаковый полидоминантный луг, косторовый долинный луг и пырейный долинный луг. Пастбища занимают 63,8 тыс. га. В качестве пастбища используют участки степей, лугов, леса и залежи. Степные пастбища занимают более половины площади всех пастбищ. Преобладают мелкодерновинные степные пастбища (60%), крупнодерновинные (ковыльные) и пастбища на солонцеватых степях. На втором месте стоят пастбища по залежам. Основные типы - пырей-ная, полынная и вострецовая залежи. В качестве луговых пастбищ используются участки долинных и низинных незаселенных и засоленных лугов, участки остепненных и настоящих суходольных лугов. К пастбищам в лесу относятся редкий тополевый лес в пойме Абакана и Енисея.

Аскизский район. Район расположен в юго-западной части Хакасии. Территория его характеризуется сложностью геологического строения, разнообразием форм рельефа и входит в два крупных природных района: восточная пониженная часть представляет собой окраину Минусинской котловины, западная - отроги и горную часть Абаканского хребта.

Гидрографическая сеть развита хорошо. Большинство рек принадлежит бассейну Абакана и частично (на западе) бассейну Томи.

Климат отличается разнообразием и изменяется от климата степей до климата пояса лесов. Вся территория района характеризуется резко континентальным климатом с коротким жарким летом и холодной зимой. Амплитуда

Список литературы
Цена, в рублях:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 1425
Скачать бесплатно 24454.doc 





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.