Kapitel 6 Hämning av negativa åldersrelaterade förändringar Det viktigaste ämnet är hämning av negativa åldersrelaterade förändringar. Vet, vänner: om ni inte vill förändras negativt under åren, kan ni inte förändras negativt under åren. Du kan behålla ungdomens tillstånd

RUDN Journal of Agronomy and Animal Industries Vestnik RUDN. Serie: AGRONOMI OCH BOSKAD

2017 Vol. 12 nr 1 66-75

http://journals.rudn.ru/agronomy

DOI: 10.22363/2312-797Х-2017-12-1-66-75

ÅLDERSSPEKTRUM AV CENOPOPULATIONER

SOM INDIKATOR PÅ ARTSTRATEGI UNDER ANTROPOGEN STRESS (som exempel på sällsynta och skyddade arter i den naturliga och historiska parken "Bitsevsky Forest")

I.I. Istomina, M.E. Pavlova, A.A. Terekhin

Folkets vänskapsuniversitet i Ryssland Miklukho-Maklaya, 8/2, Moskva, Ryssland, 117198

Författarna till artikeln genomförde en studie av strukturen för populationer av sällsynta och skyddade arter som ingår i Röda boken i Moskva och Moskva-regionen, i samband med påverkan av en ökande antropogen belastning på dem i skogsparkens zon i staden. av Moskva. För första gången i Bitsevsky-skogsparken, baserat på egenskaperna hos ontomorfogenesen av sådana arter som europeisk planta (Sanícula europaea L.), majlilja i dalen (Convallaria majalis L.), flerblommig kupena (Polygonatum mul- tflorum (L.) All.), intermediär corydalis (Coridalis intermedia (L.) Merat) beskrev och analyserade ålderssammansättningen av deras cenopopulationer. Genom att jämföra strukturen av cenopopulationer av skyddade arter, visade författarna att det finns olika strategier för dessa arter under förhållanden av antropogen stress.

Nyckelord: antropogen stress, artstrategi, majliljekonvalj, Kupena multiflora, europeisk undervegetation, corydalis intermediate, sällsynta arter, ontogeni, cenopopulation, åldersstruktur för cenopopulation, åldersspektrum

Introduktion. Ett utmärkande drag för Moskva från andra stora städer är närvaron av relativt välbevarade naturskogar i parkdelen av staden. I dessa urbana skogsparker växer ett stort antal skogsväxtarter, bland vilka det finns sällsynta och hotade arter som behöver skydd. Utifrån tillståndet för populationer av sällsynta eller minskande arter kan man bedöma graden av rekreationstryck på skogsparksmiljön och formulera krav på förutsättningarna för skyddet av dessa arter och samhället som helhet.

Under förhållandena i en stor stad är indikatorerna för sådana miljöfaktorer som belysning, luftfuktighet, jordsammansättning och dränering helt klart långt ifrån idealiska för växter. Till exempel, på grund av rök, är belysningsegenskaperna i Moskva 10-20% lägre än i Moskva-regionen. I detta avseende minskar trädens tillväxthastighet, örtartade växter förändrar populationernas antal och struktur. Dessa indikatorer påverkas också av bristen på naturligt jordtäcke i staden.

Ekologisk-koenotiska strategier för arter (typ av beteende) är den mest generaliserade och informativa egenskapen hos en art, vilket gör det möjligt att förklara dess reaktion på stress orsakad av abiotiska och biotiska faktorer, störningar och, som ett resultat, dess plats i växtsamhällen.

Bestämning av artstrategier avslöjar växternas beteende i ett växtsamhälle. För arten är denna egenskap inte konstant, den kan ändras från ekologiskt optimum till pessimum, såväl som från mitten av intervallet till dess periferi. För sällsynta arter är strategianalys en ytterligare metod som kan användas för att utveckla olika kompensationsprogram för deras skydd för att implementera sina huvudstrategier. L.G. Ramensky 1935 och P. Grime 1979 beskrev oberoende av varandra ett system av strategityper som återspeglar växtarters reaktion på gynnsamma miljöförhållanden och intensiteten av störningar. Tre primära typer av strategier, kallade våldsamma (konkurrenter), patienter (toleranter) och explerenter (ruderals), är sammankopplade av sekundära övergångsstrategier. Arter har egenskapen plasticitet av strategier, vilket gör att de, beroende på miljöförhållanden, kan uppvisa egenskaperna konkurrenskraft eller tolerans.

Under senare år har ett ontogenetiskt tillvägagångssätt använts vid bedömningen av ekologiska och fytocenotiska strategier.

En viktig egenskap hos växtpopulationer är det ontogenetiska spektrumet, eftersom det är förknippat med artens biologiska egenskaper. När vi konstruerade de ontogenetiska spektra av modellarter, förlitade vi oss på idéer om de viktigaste stadierna av ontogeni och de grundläggande typerna av spektra.

Syftet med studien är att studera egenskaperna hos åldersstrukturen för ceno-populationer av några sällsynta och skyddade arter i den naturliga och historiska parken "Bitsevsky Forest" som en indikator på strategin för artens beteende under förhållanden av antropogent tryck av varierande grad.

Forskningsobjekt och metoder. På territoriet för den floristiskt rika skogsparken Bitsevsky är majliljekonvaljen (Convallaria majalis L.) en massiv (både tidigare och nutid) lokal skogsart. På samma plats, men mycket mindre ofta, finns en flerblommig kupena (Polygonatum multiflorum (L.) All.), europeisk undervegetation (Sanicula europaea L.) och mellanliggande corydalis (Co-ridalis intermedia (L.) Merat) - Fleråriga örtarter som är karakteristiska för nemorala skogar och som växer i bredbladiga fytocenoser i parken i små cenopopulationsloci.

Alla modellarter ingår i gruppen av sårbara arter (kategori 3), det vill säga arter vars förekomst i Moskva under påverkan av specifika faktorer i stadsmiljön kan reduceras avsevärt på kort tid.

Målen för studien inkluderade en beskrivning av åldersstrukturen för populationerna av ovanstående arter och en jämförande analys av deras biologiska egenskaper,

gör det möjligt att bestämma artens strategi under förhållanden av antropogen stress.

Forskningen utfördes från maj 2011 till augusti 2016 i den naturliga och historiska parken "Bitsevsky Forest".

Bitsevsky Forest Natural Park har varit ett skyddat område sedan 1992 och, som ett föremål för naturligt, historiskt och kulturellt arv, tjänar den till att bevara den biologiska mångfalden, upprätthålla de arter som representeras i den i ett tillstånd nära naturligt; restaurering av biogeocenoser som störs till följd av antropogena effekter, som inkluderar närheten till bostadsområden, påverkan av vägtransporter, atmosfäriska utsläpp från värmekraftverk och andra företag, etc. . Frekvent närvaro av parken av de omgivande invånarna leder oundvikligen till en förändring i strukturen för både fytocenoser i allmänhet och enskilda populationer av växtarter.

Studiet av strukturen för cenopopulationer av skyddade arter av bredbladiga fytocenoser i Bitsevsky-skogsparken är av stort intresse på grund av det skärpta antropogena trycket som upplevs av alla representanter för floran, men särskilt sällsynta och prydnadsväxtarter med stora blomställningar och attraktiva blommor , såsom maj liljekonvalj och Kupena multiflora.

För att identifiera och beskriva de individuella stadierna av ontogeni hos de studerade arterna användes kriterierna för åldersförhållanden för örtartade växter, som beskrivs i detalj i många källor.

Kriterierna som ofta används för studiet av växtontogenes användes i arbetet, och metoden för redovisningsplatser användes för att studera åldersstrukturen för cenopopulationer. Separata stadier av ontogenesen av ovanstående arter identifierades och analyserades, liksom individer i olika ålderstillstånd räknades på provytorna och åldersspektra sammanställdes för cenopopulationen som helhet.

Slutsatserna av studien baserades på ståndpunkten att växternas svar på yttre påverkan, både naturliga och antropogena, manifesterar sig i en förändring i karaktären av individers tillväxt, deras livs- och åldersstatus, vilket direkt påverkar förändringen i artens strategi.

Resultat och diskussion. Vid beräkning av ålderssammansättningen av cenopopulationer av majlilja i dalen (Convallaria majalis L.) i Bitsevsky-skogen visade det sig att jungfruliga partiella skott som utvecklas från en grenad, lång rhizom dominerar i cenopopulationer. Fröplantor och ungar saknas. Detta är bevis på undertryckt fröreproduktion, även om närvaron av ett litet antal omogna skott återspeglar närvaron av vegetativ reproduktion av cenopopulationen. Ett tillräckligt antal generativa skott indikerar goda utsikter för fröns reproduktion, men tyvärr realiseras inte dessa förmågor av arten på grund av konstant antropogent tryck (Fig. 1).

åldersuppgifter Fig. Fig. 1. Ålderssammansättningen av cenopopulationen av majlilja i dalen i Bitsevsky Forest Park

Sålunda, under påverkan av rekreationsbelastning, modifierades åldersspektrumet för liljekonvalj-cenopopulationer i jämförelse med basspektrumet: antalet individer i unga åldersstater reducerades avsevärt, det finns praktiskt taget ingen fröförnyelse, underutvecklad jungfrulig och generativ individer dominerar, och antalet växande rhizomer minskar. Dessutom minskar tillväxthastigheten och andelen blommande skott, därför förändras dynamiken i liljekonvaljblomningen gradvis - intervallen mellan år av massblomning blir längre, d.v.s. cenopopulation av maj liljekonvalj övergår i kategorin regressiva sådana.

Under optimala förhållanden är majliljekonvalj en konkurrenstolerant vegetativt rörlig art. Men under förhållandena i Bitsevsky-skogsparken, under påverkan av den antropogena faktorn, störs den systemiska organisationen av liljekonvaljpopulationer, vilket är det viktigaste villkoret för deras stabilitet.

Majliljekonvalj bildar ofullständiga cenopopulationer, med en övervikt av jungfruliga individer, kännetecknad av minskad vitalitet av ovanjordiska delskott, låg täthet av snår och låg fröproduktivitet. Men även i denna situation kan denna art, på grund av vegetativ rörlighet, hålla kvar det ockuperade territoriet under lång tid och därmed klara av det antropogena trycket. Denna position för majlilja i dalen i Bitsevsky-skogsparken indikerar att strategin för denna art tillhör gruppen stresstoleranter. Den ontogenetiska strategin för de studerade arterna är att minska antalet fröindivider och öka antalet individer av vegetativt ursprung, vilket fördröjer individernas övergång till det generativa tillståndet så länge som möjligt.

En flerårig örtartad polykarpisk art med kort rhizom - den flerblommiga kupena (Polygonatum multiflorum (L.) All.) - bildar cenopopulationer, där individen är centrum för påverkan på miljön. Studiet av vissa aspekter av reproduktionsbiologin och identifieringen av livsstrategin för Polygonatum multiflorum karakteriserar denna art som lätt sårbar, kapabel till bosättning

under ganska snäva miljöförhållanden. På grund av de biologiska egenskaperna hos fröreproduktion är reproduktionen av kupena i naturen ganska långsam, vilket kräver särskild uppmärksamhet för bevarandet av denna art.

På grund av kränkningen av naturliga livsmiljöer och den växande populariteten som en blommande växt utrotas den flerblommiga kupenan intensivt, särskilt i skogsområdena i städerna, så det finns ett verkligt hot om en minskning av antalet av denna art. I Bitsevsky Park finns denna art i separata små svagt diffusa cenopopulationsloci, vars ålderssammansättning har beräknats noggrant. Platsen för coenopopulation loci av de köpta arterna på Bitsevsky Parks territorium är spridd, vilket kan förklaras av införandet av frön med hjälp av fåglar och deras oavsiktliga överlevnad. I alla fall finns kupena multiflora endast i ek-lindens fytocenoser i Bitsevsky-skogen, omgiven av breda gräs.

Åldersstrukturen för cenopopulation loci av multiflorous kupena är nästan full-medlem, jungfruliga och generativa individer dominerar, vilket troligen beror på dominansen av vegetativ reproduktion av kupena över frö (Fig. 2). Närvaron av nästan alla ontogenetiska tillstånd i kupenas åldersspektrum indikerar den dynamiska stabiliteten hos cenopopulationen av denna art i det studerade samhället.

Ris. Fig. 2. Ålderssammansättning av cenopopulationen av den köpta multifloran i Bitsevsky Forest Park

Således kan sampopulationen av den köpta multifloran karakteriseras som normal, fullmedlem. Övervikten av jungfruliga och unga generativa individer är ett tecken på utsikterna för utvecklingen av dessa cenopopulation loci inom en överskådlig framtid. Som en sällsynt art som tillhör den tredje kategorin känns multifloran som köpts i Bitsevsky-skogsparken relativt bra.

Baserat på strukturen för cenopopulationen av kupena och bidraget från individuella ontogenetiska stadier, är det möjligt att bestämma kupena multiflora som en art som kännetecknas av en konkurrenstolerant typ av livsstrategi med inslag av stresstolerant.

Europeisk undervegetation (Sanicula europaea L.) är en pre-glacial relik, mesofyt, växer i lövskogar, blandade och mer sällan barrskogar, förökar sig främst med frön. Denna skyddade art finns på Bitsevsky-skogsparkens territorium i form av små cenopopulationsloci, som huvudsakligen är belägna längs vägnätet, vilket förklaras av specificiteten hos reproduktionen av undervegetationen (exozoochory). De sfäriska delarna av dess fraktionerade frukt (3,5-4,5 mm långa och nästan samma bredd) - mericarps - är täckta med små krokiga taggar. Undervegetationen är väl regenererad av frön, eftersom plantor, unga växter och omogna individer finns i nästan alla studerade cenopopulation loci av denna art. Undervegetationen spirar ovan jord, på platser med stört jordtäcke och outtryckt strö, fria från andra växter. Åldersspektra för undervegetationen i de bredbladiga fytocenoserna i Bitsevsky-skogen är nästan kompletta spektra med ett maximum på omogna exemplar.

Skiftet till vänster indikerar ungdomen av coenopopulation loci av undervegetationen. I populationslägen som ligger närmare skogsvägar uppträder subsenila och senila individer på ljusare platser (fig. 3).

Ris. Fig. 3. Åldersintervall för den europeiska undervegetationen i Bitsevsky Forest Park

Det allmänna åldersspektrumet för underskogsbefolkningen (fig. 3) visar att åldersstrukturen för populationerna av denna art är vänsterhänt, den domineras av individer i pregenerativa stadier, nämligen omogna, juvenila och plantor. En sådan struktur av cenopopulationer är karakteristisk för arter som är benägna att r-strategin, ruderals (explerents). Och faktiskt, i de observerade sampopulationerna av undervegetationen, växte plantor, unga och omogna växter på de mest störda platserna i grässkiktet - mullvadshögar, mushålor, kala jordområden.

Således indikerar närvaron av alla åldersstater i underskogens spektrum dess stabilitet, och övervikten av unga stadier av ontogeni indikerar utsikterna för utvecklingen av dessa cenopopulationsloci inom överskådlig framtid. Det vill säga, som en sällsynt art som tillhör den tredje kategorin upplever den europeiska undervegetationen ett relativt svagt antropogent tryck i Bitsevsky-skogsparken. Stabiliteten hos populationen av denna art säkerställs genom dess r-strategi och begränsning till störda livsmiljöer. Den strategiska svagheten hos undervegetationen i Bitsevsky Forest Park manifesteras i det faktum att den inte kan konkurrera med starkare ruderala arter, och i det här fallet kan den klassificeras som en sekundär övergångsstrategi för att stressa ruderaler. Under förhållanden med optimala ekologiska och cenotiska förhållanden kan denna art hänföras till konkurrenskraftiga ruderalarter.

Corydalis intermediate, eller medium (Corydalis intermedia (L.) Merat), är en flerårig polykarpisk örtväxt 8-15 cm hög, tillhör gruppen vårephemeroider och tillhör kategorin "sällsynta" arter i Moskva.

Denna art förökar sig med frö, vegetativ reproduktion är nästan helt frånvarande.

I det generaliserade åldersspektrumet för populationen av Corydalis intermediate observeras två överflödsmaxima: i den unga delen av spektrumet (plantor - omogna individer) och för generativa individer, d.v.s. det kan hänföras till den normala, fullmedlemstypen av populationer (Fig. 4). Närvaron av individer av alla åldersstater i åldersspektrumet indikerar stabiliteten och välståndet hos befolkningen av denna art. Åldersspektrumet för denna art är komplett med en liten förskjutning mot unga individer. Maximum i den generativa delen av spektrumet indikerar att individer av Corydalis intermediate är i detta tillstånd under en lång del av sin livscykel. Ökningen av antalet individer i den senila delen av spektrumet förklaras av de senila partiklarna som förekommer i Corydalis.

p \ 1m V d h ålderstillstånd

Ris. Fig. 4. Åldersspektrum för Corydalis intermediate i Bitsevsky Forest Park

Dessa egenskaper hos åldersstrukturen för coenopopulationen av Corydalis intermediate tillåter oss att dra slutsatsen att i den studerade livsmiljön i Bitsevsky-skogsparken finns det ganska goda förutsättningar för existensen av denna art. Cenopopulationen av Corydalis intermediate, trots det täta vägnätet på denna plats, är välmående och har en optimal täthet, och växer också, eftersom dess yta har ökat med flera kvadratmeter under de senaste tio åren. I fytocenosen existerar Corydalis intermediate endast i synusia av efemeroider, och i denna synusia kan typen av dess beteendestrategi hänföras till konkurrens-tolerant.

Baserat på det föregående, när man jämför åldersstrukturen för cenopopulationer av fyra skyddade arter, kan man se deras olika svar på antropogent tryck, vilket kan förklaras av olika typer av strategier för beteendet hos dessa arter under stress.

Under påverkan av rekreationsbelastning och antropogent tryck ändras åldersspektrumet för cenopopulationer av majliljekonvaljen, tillståndet för den flerblommiga kupen stabiliseras, antalet unga befolkningslokaler i europeisk undervegetation ökar och cenopopulationen av Corydalis intermediate svarar praktiskt taget inte på det. Dessa förändringar är förknippade med olika typer av strategier för beteendet hos dessa arter i fytokenosen.

Corydalis intermediate verkar vara en ganska stark konkurrenstolerant art bland efemeroider, dess sampopulationslokus ökar, trots tillväxten och packningen av vägnätet.

Undervegetationen, som ett resultat av sin ruderala strategi, upptar nya livsmiljöer och förlorar eventuellt gamla. Kupena behåller små populationslokaler som ett resultat av tolerant beteende, och reagerar lite på förändringar i antropogen belastning. Och liljekonvaljen går från en konkurrenskraftig strategi under påverkan av antropogen stress till stresstolerant beteende.

Med hänsyn till dessa egenskaper och med förbehåll för vissa bevarandeåtgärder, ibland ganska obetydliga, endast relaterade till miljöutbildning, är det möjligt att inte bara bevara utan också öka antalet av dessa arter i Bitsevsky Forest Natural and Historical Park.

© I.I. Istomina, M.E. Pavlova, A.A. Terekhin, 2017

REFERENSER

1. Grime, J.P. Växtstrategier och vegetationsprocesser, och ekosystemegenskaper. 2:a uppl.

Chichester, Wiley, 2001.

2. Ramensky L.G. Introduktion till komplex jord-geobotanisk forskning av landområden.

Moskva: Selkhozgiz, 1938.

3. Plantcenopopulationer: grundläggande begrepp och struktur. Moskva: Nauka, 1976.

4. Cenopopulationer av växter (konturer av populationsbiologi). Moskva: Nauka, 1988.

5. Smirnova O.V. Strukturen av grästäcket av lövskogar. M., Nauka, 1987.

6. Röda boken om staden Moskva. Moskvas regering. Institutionen för naturförvaltning och miljöskydd i staden Moskva / Ed. ed. B.L. Samoilov, G.V. Morozov. 2:a uppl., reviderad. och ytterligare M., 2011.

7. Röda boken i Moskva-regionen / Ed. ed. T.I. Varlygin, V.A. Zubakin, N.A. Sobolev. M., 2008.

8. Nasimovich Yu.A., Romanova V.A. Värdefulla naturliga föremål i Moskva och dess skyddsbälte för skogsparken. M., Dep. i VINITI AS USSR 21.11.1991. N 4378-B91, 1991.

9. Polyakova G.A., Gutnikova V.A. Moskvas parker: ekologi och floristiska egenskaper. M.: GEOS, 2000.

10. Zaugolnova L.B. Strukturen hos fröväxtpopulationer och problemen med deras övervakning: Ph.D. dis. ... Dr. Biol. Vetenskaper. SPb., 1994.

11. Pianka, E.R. På r- och K-Selection // The American Naturalist. 1970 vol. 104, nr 940. s. 592-597.

DOI: 10.22363/2312-797X-2017-12-1-66-75

ONTOGENISKT SPEKTRUM AV SAMMENOPULATIONER SOM INDIKATOR PÅ ARTSTRATEGI

UNDER ANTROPOGEN STRESS (exempelvis sällsynta och skyddade växter i den naturliga och historiska parken "Bitsevsky-skogen")

I.I. Istomina, M.E. Pavlova, A.A. Terechin

Peoples" Friendship University of Russia (RUDN University)

Miklukho-Maklaya st., 6, Moskva, Ryssland, 117198

abstrakt. Författarna undersöker strukturen hos populationer av sällsynta och skyddade arter som ingår i den röda boken i Moskva och Moskva-regionen, i samband med påverkan av ökande antropogena belastningar i skogszonen i staden Moskva. För första gången i Bitsa-skogsparken baserat på egenskaperna hos ontomorfogenes av arter som Sanicula europaea L., Convallaria majalis L., Polygonatum multiflorum (L.) All., Coridalis intermedia (L.) Merat. beskrev och analyserade åldersstrukturen för deras befolkningar. Genom att jämföra strukturen hos populationer av skyddade arter visade författarna förekomsten av olika strategier för dessa arter under förhållanden av antropogen stress.

Nyckelord: antropogen stress, strategityp, Sanicula europaea L., Convallaria majalis L., Polygonatum multiflorum (L.) All., Coridalis intermedia (L.) Merat., en sällsynt art, ontogenes, coeno-population, åldersstruktur för cenopopulationen, åldersintervall

1. Grime, J.P. Växtstrategier och vegetationsprocesser, och ekosystemegenskaper. 2:a uppl. Chichester, Wiley, 2001.

2. Ramenskiy L.G. Introduktion till komplex jord-geobotanisk undersökning av marker. Moskva, Selkhozgiz, 1938.

3. Sampopulationer av växter: Grundläggande begrepp och struktur. Moskva: Nauka, 1976.

4. Sampopulationer av växter (uppsatser om populationsbiologi). Moskva: Nauka, 1988.

5. Smirnova O.V. Strukturen av lövskogarnas örtartade täckning. Moskva: Nauka, 1987.

6. Röda boken i Moskva. Moskvas regering. Institutionen för naturresurser och miljöskydd i staden Moskva. Ed. av B.L. Samoilov, G.V. Morozov. 2 uppl., rev. och ytterligare. Moskva, 2011.

7. Den röda boken i Moskva-regionen. Resp. ed. T.I. Varlygina, V.A. Zubakin, N.A. Sobolev. Moskva, 2008.

8. Nasimovich Yu.A., Romanov V.A. Värdefulla naturliga föremål i Moskva och dess gröna bälte. Moskva, DEP. i VINITI, USSR Academy den 21/11/1991. N 4378-B91, 1991.

9. Polyakova A.G., Gutnikov V.A. Parker: Ekologi och floristiska egenskaper. Moskva: GEOS, 2000.

10. Zaugolnova L.B. Struktur för populationer av fröväxter och problemen med deras övervakning: författare. dis. ... Dr. biol. vetenskaper. St. Petersburg, 1994.

11. Pianka E.R. På r- och K-val. Den amerikanska naturforskaren. 1970 vol. 104. Nr 940. S. 592-597.