Эколого-биологические особенности некоторых видов рода pulsatilla mill. В условиях удмуртской республики >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 01 ботаника



Скачать 433.17 Kb.
страница1/3
Дата05.02.2013
Размер433.17 Kb.
ТипАвтореферат
  1   2   3
На правах рукописи
Яговкина Ольга Владимировна
ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РОДА PULSATILLA MILL. В УСЛОВИЯХ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
03.02.08 – экология (биология)

03.02.01 – ботаника
АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук


Пермь – 2010
Работа выполнена на кафедре ботаники и экологии растений

ГОУ ВПО «Удмуртский государственный университет»
Научный руководитель: Доктор биологических наук, профессор

Баранова Ольга Германовна

Официальные оппоненты: Доктор биологических наук, профессор

Овеснов Сергей Александрович
Доктор биологических наук, профессор

Рогова Татьяна Владимировна

Ведущая организация: Ботанический сад Уральского

отделения РАН


Защита диссертации состоится 2010 года в____часов на заседании диссертационного совета Д 212.189.02 при Пермском государственном университете по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15.

Адрес сайта: http//www.psu.ru

e-mail: novoselova@psu.ru

факс: 8 (342) 237-16-11

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета.
Автореферат разослан «___» ноября 2010 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.189.02

доктор биологических наук, Л.В. Новоселова

доцент

Введение

Актуальность темы. Проблема сохранения редких видов растений становится все более актуальной вследствие усиления антропогенного воздействия на окружающую среду. Одной из задач современной экологии является разработка подходов к рациональному использованию биоразнообразия, сохранение которого требует в первую очередь всестороннего изучения популяционной биологии видов (Гиляров, 1990; Куликова, 1992; Ишбирдин, Ишмуратова, 2004, 2008). Важнейшей задачей исследования ценопопуляций редких видов растений является выявление лимитирующих факторов, популяционных адаптаций к существующим экологическим и ценотическим условиям, определение демографических параметров (плотность, возрастная и виталитетная структура и др.), а также способов самоподдержания и стратегий видов (Ишбирдин, Ишмуратова, 2004, 2008).

Однако, при все усиливающемся антропогенном влиянии обеспечение охраны биоресурсов только в природных условиях становится невыполнимой задачей. При этом большее значение приобретает возделывание редких и исчезающих видов в ботанических садах, которые располагают необходимыми условиями для сохранения данной группы растений ex situ, а также создание генного банка in vitro (Тихонова, 1982; Стратегия…, 1994; Международная…, 2000; Виноградова, 2005; Горбунов, 2007).


Комплексное исследование редких видов растений, как в природных местообитаниях, так и в условиях интродукции необходимо и для разработки научных основ их сохранения. На базе Ботанического сада Удмуртского государственного университета с 2006 года проводятся работы по исследованию редких и исчезающих видов растений, в том числе и видов рода Pulsatilla Mill. (Баранова, 2006; Дедюхина, 2006; Дедюхина, Баранова, 2006; Баранова и др., 2007; Дедюхина, 2008).

Широкое практическое использование видов рода Pulsatilla привело к тому, что многие из них стали редкими и исчезающими, и нуждаются не только в охране, но и во всестороннем изучении. Исследования, посвященные отдельным видам данного рода ex situ и in situ немногочисленны (Павлова, 1990; Список…, 2007; Красная …, 2008; Kalliovirta et al., 2007).

Для Удмуртской Республики исследование видов рода Pulsatilla являлось весьма актуальным, так как имелись данные лишь об их распространении (Баранова, 2000; 2002), тогда как вопросы биологии, возможности интродукции и сохранения ex situ не только местных видов, но и видов из других географических областей оставались малоизученными. Поэтому нами в качестве объектов исследования были выбраны два представителя местной флоры Удмуртии: Pulsatilla patens (L.) Mill. и Pulsatilla uralensis (Zãmels) Tzvel. и один интродуцент – Pulsatilla vulgaris Mill.

Цель и задачи исследования. Цель исследования – изучить эколого-биологические особенности трех видов рода Pulsatilla Mill. in situ и ex situ на организменном и популяционном уровнях, а также оценить возможность их сохранения, поддержания и возобновления ех situ.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

  1. Определить эколого-фитоценотическую приуроченность и экологическую валентность аборигенных видов рода Pulsatilla, а также экологическую валентность Pulsatilla vulgaris;

  2. Изучить демографические параметры ценопопуляций местных видов рода Pulsatilla; выявить онтогенетические тактики и стратегии выживания Pulsatilla uralensis в различных условиях обитания;

  3. Выявить сезонный ритм развития и динамику ростовых процессов в условиях ex situ трех видов рода Pulsatilla;

  4. Изучить особенности семенной продуктивности трех видов рода Pulsatilla ex situ; оценить качество семян, собранных ex situ, а также разработать оптимальный способ посева семян видов рода Pulsatilla;

  5. Провести подбор эксплантов для введения в культуру ткани, разработать оптимальную схему стерилизации эксплантов, а также исследовать начальные этапы онтогенеза в культуре in vitro;

  6. Выявить особенности онтогенеза особей трех видов рода Pulsatilla ex situ;

  7. Определить интродукционную устойчивость трех видов рода Pulsatilla в условиях Удмуртской Республики.

  8. Предложить схему мероприятий по сохранению видов рода Pulsatilla в условиях ex situ на территории Удмуртской Республики.

Основные положения, выносимые на защиту.

  1. Исследуемые виды рода Pulsatilla характеризуются небольшой амплитудой экологического ареала: наименьший индекс толерантности отмечен для Pulsatilla uralensis (стенобионт), тогда как Pulsatilla patens и Pulsatilla vulgaris по отношению к комплексу факторов окружающей среды являются гемистенобионтами. В пределах исследуемого ареала амплитуда экологического пространства Pulsatilla uralensis и Pulsatilla patens не выходит за пределы экологического ареала видов.

  2. Базовый онтогенетический спектр Pulsatilla uralensis в условиях Удмуртской Республики является левосторонним, полночленным; его абсолютный максимум приходится на виргинильные особи. Для Pulsatilla uralensis характерна смешанная конкурентно-стресс-толерантная (СS) стратегия; наиболее типичной является позиция патиента.

  3. Комплексная оценка видов рода Pulsatilla в условиях Удмуртской Республики с учетом эколого-морфологических особенностей, семенной продуктивности, ритмов роста и развития, в том числе устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды, свидетельствует о возможности их сохранения и поддержания ex situ.

Научная новизна. Впервые в условиях Удмуртской Республики проведено комплексное исследование трех видов рода Pulsatilla на организменном и популяционном уровнях: определены эколого-фитоценотическая приуроченность и ценопопуляционные характеристики местных видов; детально изучены онтогенез, сезонный ритм роста и развития, исследованы особенности цветения и плодоношения трех видов рода Pulsatilla, определены семенная продуктивность и качество семян, собранных ex situ. Разработан лабораторный метод введения в культуру in vitro. Проведена оценка интродукционной устойчивости и возможности сохранения ex situ трех видов рода Pulsatilla.

Практическая значимость. Расширены представления об экологии и биологии трех видов рода Pulsatilla, а также механизмах их адаптаций к среде обитания. Полученные результаты могут быть использованы при разработке научных мероприятий по охране редких и исчезающих видов рода Pulsatilla как в Удмуртии, так и в других регионах. Разработана технология интродукции и возделывания видов рода Pulsatilla в условиях Удмуртской Республики. Полученные данные свидетельствуют о возможности получения семенного материала, а также рассады для реинтродукции. Материалы диссертационной работы используются при проведении летних полевых практик у студентов биолого-химического факультета, а также при ведении курсов «Пришкольный участок», «Биотехнология растений и микроорганизмов». Полученные данные могут быть использованы в общеобразовательных школах в рамках изучения регионального компонента учебного плана. В Ботаническом саду Удмуртского государственного университета собран коллекционный фонд, насчитывающий 13 видов рода Pulsatilla.

Личное участие автора заключается в сборе полевого материала in situ; создании семенного и полевого генных банков для 13 видов рода Pulsatilla ex situ, а также маточной плантации с целью получения семян для последующих научно-исследовательских работ, в том числе реинтродукционных; разработке агротехнических рекомендаций по размножению и возделыванию трех видов рода Pulsatilla ex situ; проведении агрохимического анализа почвенных образцов; обработке полученных результатов и подготовке рукописи диссертации.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Работа выполнена при финансовой поддержке № РНП. 2.2.3.1. 3997 ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006–2008 годы)» и № РНП 2.2.3.1/3578 ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009–2010 годы)», научно-исследовательской работы «Оценка состояния редких и исчезающих видов растений и животных с созданием локальной сети особо охраняемых природных территорий в Удмуртской Республике (2005–2009 годы)» (Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды УР).

Апробация работы. Результаты исследований представлены и обсуждены: на Международной конференции «Биологическое разнообразие. Интродукция растений» (Санкт-Петербург, 2007); Международной конференции «Теоретические и прикладные аспекты интродукции растений как перспективного направления развития науки и народного хозяйства» (Минск, 2007); Международной конференции «Биоразнообразие: проблемы и перспективы сохранения» (Пенза, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Научный потенциал – современному АПК» (Ижевск, 2009); Всероссийском популяционном семинаре «Современное состояние и пути развития популяционной биологии» (Ижевск, 2008); Международной конференции «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» (Барнаул, 2009); Международной конференции «Декоративное садоводство Сибири» (Барнаул, 2010); заседаниях Удмуртского отделения Русского Ботанического общества (Ижевск, 2009, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, из них 3 – в периодических изданиях, входящих в Перечень ВАК РФ.

Структура и объем работы. Текст диссертации состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, библиографического списка и приложений. Общий объем работы 186 страниц (имеет приложения на 26 страницах). В тексте диссертации приведены 37 таблиц, 22 рисунка. Библиографический список включает 257 источников, из них 44 иностранных.

Благодарности. Выражаю глубокую благодарность научному руководителю Ольге Германовне Барановой за помощь в проведении исследований и подготовке рукописи диссертации, а также Дедюхиным Сергею Викторовичу и Ольге Николаевне за ценные советы и помощь в сборе интродукционного материала. Моим родным и близким, которые поддерживали меня на протяжении выполнения всей работы.
Содержание работы

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРЕДМЕТА ИССЛЕДОВАНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

По литературным данным представлена характеристика объектов исследования – Pulsatilla uralensis (Zãmels) Tzvel., Pulsatilla patens (L.) Mill.) и Pulsatilla vulgaris Mill.: морфологическое описание, географический ареал, а также эколого-фитоценотическая характеристика местообитаний исследованных видов (Никитина и др., 1978; Зиман, 1985; Николаева и др. 1999; Цвелев, 2001; Баранова, 2000, 2002; Кадастр…, 2001; Красная…, 2001; Красная…, 2008; Uotila, 1969; Clapham et al., 1990; Bojnansky, Fargasova, 1998; Rodwell, 1998; Aniśko, 2008). Обсуждаются вопросы систематического положения рода Pulsatilla Mill. Отмечается различие взглядов разных авторов на систематику секции Patentes (Юзепчук, 1937; Попов, 1957; Павлова, 1990; Черепанов, 1995; Цвелев, 2001; Crellin et al., 1990; Flora Europaea…, 1993; Simpson, 2006). Рассматриваются методы популяционного исследования растений, а также онтогенетические и эколого-ценотические тактики и стратегии выживания растений (Марков, 1986; Ценопопуляции растений..., 1988; Злобин, 1989; Миркин, Наумова, 1998; Ишбирдин, Ишмуратова, 2004).

Охарактеризованы эдафо-климатическе условия, а также растительные ресурсы района исследования (Удмуртская Республика) (Пермяков, 1972; Агроклиматические …, 1974; Кузнецов, 1994; Удмуртская…, 2000; Баранова, 2002, 2009; Ковриго, 2004; Рысин, 2009).
ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Описания исследованных растительных сообществ проводили согласно общепринятым геоботаническим методам (Александрова, 1969; Миркин, Наумова, 1998; Braun-Blanqet, 1964). Экологический ареал был изучен с использованием экологических шкал Д. Н. Цыганова (1983). Экологическая валентность и степень выраженности стено-эврибинтности исследуемых видов определена по методике Л. А. Жуковой (2004). Всего исследовано 5 ценопопуляций Pulsatilla uralensis и 1 ценопопуляция P. patens (табл.1).
Таблица 1

Местонахождение исследованных ценопопуляций (ЦП)

аборигенных видов рода Pulsatilla

ЦП

Местонахождение

1

Якшур-Бодьинский р-н, окрестности пос. Селычка

2

Воткинский р-н, пос. Волковский, Нац. парк «Нечкинский»

3

Селтинский район, республиканский памятник природы

Торфяное болото «Мало-Болминское»

4

Сюмсинский район, республиканский памятник природы

Торфяное болото «Вишорское»

5

Сюмсинский район, в 2 км к северу от пос. Кильмезь.

6

Каракулинский р-н, республиканский природный парк «Усть-Бельск», окрестности д. Быргында


Агрохимические показатели (гумус, S, K2O, P2O5, H, HKCL) определены по соответствующим ГОСТам. В ходе работы использованы методические рекомендации, изложенные в работах В. Н. Голубева (1978), Ю. А. Злобина (1989), А. Р. Ишбирдина, М. М. Ишмуратовой (2004) и монографиях «Ценопопуляции растений…» (1977, 1988). Для оценки степени интегрированности развития структур организма определен индекс детерминации R²m, который рассчитывается как усредненнный по всей матрице квадрат коэффициента корреляции (Ростова, 2000, 2002). Жизненную стратегию вида охарактеризована на основе классификации Раменского-Грайма (Миркин, Наумова, 1998).

Интродукционное исследование проводилось на территории Ботанического сада Удмуртского государственного университета в 2006–2009 гг. Растения выращивались в условиях открытого культурного комплекса. Для наблюдения за развитием особей были заложены линейные гряды шириной 1 м. Фенологические наблюдения проведены по «Методике фенологических наблюдений в ботанических садах» (1975) и методике И. Н. Бейдеман (1960, 1974). При изучении суточного ритма цветения использована методика, А. Н. Пономарева (1960). Учет семенной продуктивности проведен в соответствии с методиками, предложенными в работах И. В. Вайнагий (1974, 1990), Е. А Ходачек (2007). Изучение динамики ростовых процессов проведено путем замера длины побегов через каждые 10 дней. Декоративные качества изучали в соответствии с методиками В. Н. Былова (1971), В. Н. Былова и Р. А. Карписоновой (1978). Для оценки интродукционной устойчивости видов использована шкала Н. В. Трулевич (1991). Периодизация возрастных стадий онтогенеза проведена в соответствии с общепринятыми методическими разработками И. Г. Серебрякова (1952), Т. А. Работнова (1960), А. А. Уранова (1975), Л. Б. Заугольновой и др. (Ценопопуляции растений…, 1988).

Работа в асептических условиях, приготовление и стерилизацию питательных сред проведена согласно имеющимся в литературе рекомендациям (Бутенко, 1975; Катаева, Бутенко, 1983; Биотехнология…, 1989; Murashige, Scoog, 1962; Smith, 2000; Chawla, 2002).

При анализе количественных показателей проведена стандартная статистическая обработка данных в соответствии с общепринятыми методами и использованием пакета программ «STATISTICA 6.0» и «MS EXCEL» (Боровиков, 2001; Макарова, Трофимец, 2002).
  1   2   3

Похожие:

Эколого-биологические особенности некоторых видов рода pulsatilla mill. В условиях удмуртской республики >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 01 ботаника iconОсобенности обмена веществ различных органов видов рода ива в условиях действия
Зольность и показатели среды клеток листьев и стеблей видов рода ива в фоновых условиях произрастания 12
Эколого-биологические особенности некоторых видов рода pulsatilla mill. В условиях удмуртской республики >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 01 ботаника iconБиоморфологические особенности цветения некоторых видов Campanula L. в культуре
Со ран (Новосибирск) за период 1996 – 2000 г г изучены биологические особенности 4-х видов колокольчика: к персиколистного C. persicifolia...
Эколого-биологические особенности некоторых видов рода pulsatilla mill. В условиях удмуртской республики >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 01 ботаника iconНа территории Удмуртской Республики обитает 281 вид диких животных, в т ч. 62 вида зверей и 219 птиц. Из них к охотничьим ресурсам относятся 59 видов, в т ч. 26 видов зверей и 33 птиц
Удмуртской Республики, а также осуществляющим координацию деятельности в этой области других исполнительных органов государственной...
Эколого-биологические особенности некоторых видов рода pulsatilla mill. В условиях удмуртской республики >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 01 ботаника iconЭколого-биологические особенности vitex agnus castus L. (Verbenaceae) в условиях северо-западного кавказа

Эколого-биологические особенности некоторых видов рода pulsatilla mill. В условиях удмуртской республики >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 01 ботаника iconЭколого-биологические особенности platanthera bifolia (L.) Rich и calypso bulbosa (L.) Oakes в восточном забайкалье 03. 00. 05 Ботаника
Работа выполнена в Забайкальском государственном гуманитарно-педагогическом университете им. Н. Г. Чернышевского на кафедре Биологии...
Эколого-биологические особенности некоторых видов рода pulsatilla mill. В условиях удмуртской республики >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 01 ботаника iconРаздаточный материал Биология
Биологические науки: зоология, ботаника, анатомия, гистология, эмбриология, физиология и др
Эколого-биологические особенности некоторых видов рода pulsatilla mill. В условиях удмуртской республики >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 01 ботаника iconЗакона Удмуртской Республики «О государственных языках Удмуртской Республики и иных языках народов Удмуртской Республики»
Республики и иных языках народов Удмуртской Республики 01 ноября 2012 года состоялся II межрегиональный этнокультурный форум, посвящённый...
Эколого-биологические особенности некоторых видов рода pulsatilla mill. В условиях удмуртской республики >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 01 ботаника iconЗакон удмуртской республики о реализации полномочий удмуртской республики в сфере образования принят
Законодательство Удмуртской Республики в сфере образования включает в себя Конституцию Удмуртской Республики, настоящий Закон, другие...
Эколого-биологические особенности некоторых видов рода pulsatilla mill. В условиях удмуртской республики >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 01 ботаника iconРезультаты III научной молодежной республиканской выставки "Шаг в будущее Карелии"
Рост и развитие интродуцированных видов Picea Dieter и видов Abis Mill в условиях Карелии
Эколого-биологические особенности некоторых видов рода pulsatilla mill. В условиях удмуртской республики >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 01 ботаника iconМинистр природных ресурсов и охраны окружающей среды Удмуртской Республики
...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org