Работа

Динамика популяций некоторых редких видов растений Нюксенского района

Авторы: учащиеся 7-11 классов Бобровской,
Красавинской, Левашской школ
Нюксенского района Вологодской
области , члены районного экологического лагеря

Научные руководители: Федотовская Надежда Алексеевна, учитель географии Левашской школы,
Полуянова Марина Анатольевна, учитель биологии Красавинской школы,
Попова Татьяна Вениаминовна, учитель
биологии Бобровской школы.

с. Бобровское Нюксенского района
Вологодской области

1.ВВЕДЕНИЕ

В 1998-2000 годах при изучении карстовых форм рельефа на востоке Нюксенского района мы обнаружили большое количество редких охраняемых растений. Данный регион изучен крайне недостаточно, что подтверждается отсутствием информации в краеведческой литературе. Поэтому, во время школьных экологических экспедиций решали следующие задачи:

1. Флористическое обследование территории бассейнов малых рек Б.Бобровки и Леваша на предмет выявления редких видов растений.

2. Дополнение и расширение списка редких видов растений Нюксенского района, составленного кафедрой ботаники ВГПУ в 1995 году.

3. Изучение биологических особенностей, выявление динамики популяций некоторых наиболее редких видов растений.

4. Сбор гербарных материалов, проведение фото и видеосъемки.

Для этого вели флористические наблюдения за видовым разнообразием в окрестностях д.Бобровское, п.Леваш . При мониторинговых исследованиях популяций использовали методы маршрутной глазомерной съемки и закладки пробных площадок, на которых производили подсчет особей по разным возрастным группам.

2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ

Изучаемые нами природные объекты находятся в восточной части Нюксенского района Вологодской области, в 40-50 км к северо-востоку от районного центра с.Нюксеница. Квадрат расположения имеет географические координаты: 60⁰ 28'- 31' с.ш. и 44⁰ 45'-50' в.д.Территория, на которой расположены изучаемые нами растения, относится к Сухоно-Лузско-Северодвинскому геоморфологическому району. Преобладающим типом рельефа является полого-холмистая равнина с колебаниями относительных высот до 2-5, реже до 10 метров. Горные породы, слагающие изучаемую территорию, представлены моренными суглинками, водно-ледниковыми песками и супесями, карбонатными моренными суглинками. На них сформировались типичные подзолистые, дерново-подзолистые, болотно-подзолистые почвы. Преобладающим типом почв (45 %) являются подзолистые на моренных суглинках. По механическому составу наибольшее распространение имеют супесчаные, суглинистые почвы.

Район относится к влажной лесной зоне с умеренно-континентальным климатом, с умеренно-холодной зимой, короткой весной с неустойчивыми тепературами, умеренно-теплым коротким летом, продолжительной холодной осенью. Средняя месячная (дневная) температура самого холодного месяца января в д.Бобровское -13⁰, самого теплого месяца июля +18⁰. Абсолютная минимальная температура возду

ха -50⁰ , зафиксирована в Бобровском 13.12.78 г., абсолютная максимальная температура воздуха + 36⁰ - 30.06.91. Средняя дата образования устойчивого снежного покрова устанавливается 12 ноября, средняя дата схода снежного покрова - 23 апреля. Продолжительность зимы 165-170 дней. Средняя высота снежного покрова 53 см. Глубина промерзания почвы 50-60 см. Характер погоды неустойчив, что связано с вторжением на территорию атлантических воздушных масс. Ветры не постоянны по направлению, преобладают юго-западные. Осадков выпадает больше, чем испаряется. Большая часть осадков приходится на теплое время года. Данная территория относится к зоне избыточного увлажнения.

Территория входит в Нижне-Сухонский геоботанический район среднетаежной подзоны лесной зоны. Растительный покров здесь разнообразен, что обусловлено природными условиями, а также различной степенью и формами воздействия человека. Преобладающий тип растительности - леса. Они занимают 75 % территории. Леса в основном еловые с примесью березы, осины, сосны, ольхи, рябины, черемухи. Высота деревьев 15-26 м., толщина 22-28 см., расстояние между деревьями 2-4 м., кроны сомкнутые. В чистых ельниках подлесок отсутствует. Кустарниковый ярус представлен малиной,смородиной, ивой, шиповником, калиной. Травянисто-кустарничковый покров под лесом беден. На освещенных участках он представлен папоротником, кислицей, хвощем, черникой, брусникой, костяникой, земляникой. Среди хвойных лесов встречаются островки мелколиственных лесов: березняки, ольшанники, осинники, а также участки кустарников (ивняки и др.). Мохово-лишайниковый ярус представлен различными мхами: кукушкиным льном, сфагновыми, лишайниками.

3. ВИДОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ РЕДКИХ РАСТЕНИЙ В РАЙОНЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

Флора редких растений района исследований довольно богата редкими видами. В результате обследования нами выявлено 23 редких вида дополнительно к 24-м, обнаруженным студентами ВГПУ в экспедиции 1995 года. Таким образом, список редких видов достиг 47 (26 семейств), что составляет 42 % от всех редких видов, имеющихся на территории Нюксенского района. Анализ редких видов показывает, что найденны виды всех 5 категорий редкости: 3 растения из "Красной книги" РСФСР, 9-подлежащих охране, 5 - очень редких, 11 - редких и

19 довольно редких. Из "краснокнижников" (все из семейства орхидных) два обнаружены впервые нами - башмачок настоящий (Венерин) и калипсо луковичная, а пальчатокоренник Траунштейнера - студентами ВГПУ.

С целью выявления популяционной динамики мы поставили на мониторинг популяции - башмачка настоящего (C calcolus), калипсо луковичной (Calypso buldasa) и адониса сибирского (Adonis sibirica). Последний относится ко второй группе категории редкости (подлежит охране) и произрастает за пределами своего основного ареала распространения.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОТОПА

Данные растения были обнаружены в одном местообитании, 0,8 км. западнее п.Леваш на правом берегу реки Леваш. Берег средней крутизны, южной экспозиции.

Климатические показатели типичные для региона. Почвы в биотопе дерново-подзолистые, карбонатные. В почвенном разрезе на глубине 10-15 см видны известковые включения, которые в результате действия раствором соляной кислоты вскипают. Характеристика почвенных горизонтов приведена в таблице 1.

В структуре и составе фитоценоза общей площадью 315 кв.м. определены три яруса:

1). древесный, 2). кустарниковый, 3). травяно-кустарниковый. Состав первого яруса отвечает формуле 6Е3Б1С: 20 взрослых стволов ели, 10-березы , 4- сосны . Средний возраст деревьев разный: у ели -30-40 лет, березы - 50-60 лет, сосны - 20-30 лет. В состав второго яруса входят: малина обыкновенная, рябина обыкновенная, смородина черная и красная. В состав третьего яруса входят: кустарнички брусники, вероника дубравная, седмичник европейский - единично, фиалка собачья, звездчатка дубравная, майник двулистный, грушанка круглолистная, лапчатка прямостоячая, княжик сибирский - рассеяно. Из мхов имеются сфагнум и кукушкин лен, из лишайников - кладония, пармелия вздутая, уснея бородатая. Фон составляют - кислица обыкновенная и зеленый мох кукушкин лен. Таким образом, при описании местообитания было определено следующее:

1. Тип фитоценоза - ельник - березняк кислично - зеленомощный.

2. Условия данного фитоценоза благоприятны для произрастания орхидных и адониса сибирского, т.к. подстилка и гумус, образовавшиеся при перегнивании, обладают высокой влагоемкостью, а нахождение их на склоне южной экспозиции способствует быстрому таянию снега и прогреванию почвы. Все это дает толчок для ранней всхожести растений и цветения в начале июня.

3. Тип почв - дерново-подзолистые, карбонатные, доказывает, что калипсо луковичная, венерин башмачок и адонис сибирский являются индикаторами почв,

богатых известью.

Следующий этап изучения заключался в определении типа ценопопуляции -совокупности особей одного вида в конкретном фитоценозе. Для более подробного определения возрастных групп мы проводили исследования во время цветения особей в начале июня 1999 и 2000 года на одних и тех же пробных площадках.

5. ДИНАМИКА ПОПУЛЯЦИИ КАЛИПСО ЛУКОВИЧНОЙ ( Calypso bulbosa)

Калипсо луковичная - растение "Красной книги России". Это чрезвычайно редкая северная орхидея. Она одна из самых холодостойких и встречается даже на границе с лесотундрой. Калипсо своеобразно красива. Это многолетнее небольшое 8-15 см высотой травянистое растение. Прикорневой лист один, цветочная стрелка с одним сиренево-розовым цветком. Цветок похож на поникшую голову, увенчанную короной, губа желтовая, не вздута пузыревидно, с плоским отгибом. "Венец"создают 5 листочков околоцветника узколанцетных и острых. Плод коробочка (1). На территории нашей области обнаружена лишь в двух районах Вожегодском и Великоустюгском (предположительно) (4). А сейчас установлено местонахождение и в Нюксенском районе. Для изучения онтогонеза калипсо луковичной мы заложили 6 пробных площадок общей площадью 0,24 кв.м.:

S = 20 х 20 х 6 = 0,24 кв.м. На этой площади в 1999 г. обнаружили 18, в 2000 г -38 особей разных возрастов. что отражено в дневнике наблюдений (таблица 2 ).

Сделали описание возрастных групп:

1. Проростки (р) - находятся в почве в виде протокорма

2. Ювенильные (j) - имеют один зеленый лист ланцетной формы с тремя

жилками, длиной 6-7 мм, шириной - 3 мм.

3. Имматурные (im) - имеют один зеленый лист ланцетной формы, с 5-8 жилками,

длиной 1 - 1,5 см, шириной 5-7 мм.

4. Виргинильные (v) - имеют один зеленый лист ланцентой формы, 8-11 жилок,

длина 1,5-2 см, ширина - 1 см.

5.Генеративные особи (q) - имеют один зеленый лист ланцетной формы, 11 и

более жилок, длиной 3 см, шириной 1,5 см.

При сравнении абсолютной численности(таблица 4) выяснили, что увеличилось количество растений, находящихся в ювинильном периоде с 1 до 4 , в имматурном-с 3 до 11, в вергинильном - с 4 до 11, в генеративном с 10 до 12 экземпляров.

Как видно из диаграммы 1, тип спектра ценопопуляции правосторонний, max q.

Тип ценопопуляции- нормальная, зрелая, полночленная. Она устойчивая, т.к. присутствуют особи всех возрастных групп и обеспечивается регулярное поступление семян. Плотность особей на 1 кв.м. увеличилась с 75 в 1999 г до 158 в 2000 г, значит ценнопопуляция прогрессирует. Она стала менее уязвимой так как процент завязавшихся коробочек с семенами увиличился с 33 до 80 %.

Количество цветущих особей увеличилось с 6 до 10.

Увеличилась площадь ,занимаемая популяцией , поэтому мы можем уже с уверенностью сделать вывод, что ценопопуляция калипсо луковичной действительно устойчивая. Были обнаружены рядом с заложеными в прошлом году площадками еще 14 особей, а в 150 метрах южнее в ельнике - еще 36 растений. Общее число всех найденных особей составило 88 , из них цветущих 40. В августе мы обнаружили 16 коробочек с семенами.Для дальнейшего изучения на следующий год нужно будет закладывать большее количество площадок для более детального исследования возрастных групп .

6. ДИНАМИКА ПОПУЛЯЦИИ БАШМАЧКА НАСТОЯЩЕГО ( C ealcolus )

Это была первая орхидея во флоре умеренного пояса, взятая под охрану. В

Швейцарии она охраняется с 1878 года, а в настоящее время - во всех странах

Европы. Вид занесен в Красную книгу Международного союза охраны природы.

Башмачок настоящий - многолетнее корненвищное растение высотой 25 -30 см. Стебель несет 3-4 элиптических листа, цветки в числе 2-3 или одиночные, очень декоративные: губа ярко-желтая, иногда с красноватыми крапинками, остальные листочки околоцветника красновато-бурые. Длина губы около 3 см, длина боковых листочков околоцветника до 6 см. Плод - коробочка - по форме несколько напоминает огурец и содержит несколько тысяч семян.

Семенное размножение затруднено, от прорастания семени до цветения проходит 15-17 лет. В благоприятных условиях башмачок настоящий может зацвести и раньше - к 8 годам. Цветет он в конце мая начале июня, цветение продолжается около 2 недель. Отдельный цветок сохраняет свежесть до трех дней, а если не произойдет опыление - до трех недель. После отцветания растение продолжает вегетировать, накапливая питательные вещества в корневище. (1,4)

На изучаемой нами территории заложили три пробных площадки общей площадью 0,27 кв.м.: S = 30 х30 х 3 = 0,27 кв.м. Н а них в 1999 г обнаружили 13, в 2000 г. -16 особей, что отражено в дневнике наблюдений (таблица 3 )

Сделаи описание возрастных групп

1. Ювенильные (j) - один лист очень маленький с тремя жилками.

2. Имматурные (im) - растения с 2-3 листами, 10-12 жилок.

3. Виргинильные (v) - 3-4 листа, 10-15 жилок.

4. Генеративные (q) - 4-5 листьев, более 15 жилок, цветущие и временно

нецветущие растения. При сравнении абсолютной численности (таблица 4 ) выяснили ,что уменьшилось количество растений, находящихся в ювинильном периоде с 3 до1, осталось на одном уровне в вергинильном -3, увеличилось в имматурном с 1 до 3, в генеративном - с6 до 9 экземпляров.

Как видно из диаграммы 2, тип спектра - правосторонний, max q. Тип ценопопуляции нормальная, зрелая, полночленная. Она устойчивая, т.к. присутствуют особи всех возрастных групп и обеспечивается регулярное поступление семян. Ценопопуляция прогрессирует, так как плотность особей на 1 кв.м. увеличилась с 49 до 59. Число цветущих растений увеличилось с 6 до 8. Процент завязавшихся коробочек с семенами увеличился с 16 % до25 %., значит ценопопуляция стала менее уязвимой.

В июне 2000 года, во время изучения карстовых озер Левашской группы,мы обнаружили еще одну небольшую популяцию венериного башмачка.На расстоянии около 3-4 метров от озера №5 в негустом затененном ельнике находилось 5 цветущих , 3 временно нецветущих и 4 имматурных растений. При повторном посещении в августе не было обнаружено ни одной коробочки с семенами.Этого и следовало ожидать, т.к. влажное и плохо освещенное месторасположение растений не привлекает насекомых-опылителей. Семена сюда возможно были занесены птицами. Наблюдения за этими растениями будем продолжать.

7. ДИНАМИКИА ПОПУЛЯЦИИ АДОНИСА СИБИРСКОГО ( Adonis sibirica )

Адонис сибирский - многолетнее растение с многоглавым корневищем, развивающим несколько ветвистых стеблей. Они густолистные и лишь в нижней части - голые. Чем старше растение, тем больше у него стеблей, тем пышнее и наряднее кустики. Цветет адонис весной, одновременно с появлением листьев. Цветки золотисто-желтые, одиночные, крупные 4-5,5 см в поперечнике, правильные, по одному на конце стебля. Чашечка состоит из 5 прижатых к венчику яйцевидных чашелистиков. Лепестки в числе 12-15 горизонтально отклоненные, золотисто-желтые, продольно-овальные, на конце суженные. Тычинки и пестики многочисленные. Надземные части адониса срывать путем вы-

дергивания нельзя, т.к. при этом повреждаются почки на корневище, что ведет к уменьшению числа особей. Новые растения из семян вырастают очень медленно и зацветают лишь на пятый-шестой год. (2,4 )

При исследовании площади , занимаемой адонисом сибирским, мы сделали

следующие выводы. Произошло численное увеличение адониса с 42 в 1999 году (31 цветущее) до 120 особей в 2000 году (60 цветущих). При анализе мы выяснили,что количество ювенильных растений уменьшилось с 19% до 4,1%,имматурных с 23,9% до 12,5%,виргинильных с 21,4% до 20%,а генеративных растений увеличилось с 35,7% до 63.4%, что свидетельствует об увеличении плодоносящих особей. Адонис сибирский требует более детального изучения,т.к.

ареал распостранения не характерен для нашей территории.Но микроклимат данной местности,его почвы благоприятно влияют на произрастание данного растения. Мы не сделали описания адониса сибирского по возрастным периодам ,т.к .сомневаемся в определении возрастных групп растения.

8. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В настоящее время наблюдается начальная стадия дигрессии фитоценоза под воздействием рекреационной нагрузки. Рядом с популяциями проложена пешеходная тропа, по которой местные жители ходят в лес за ягодами, грибами. Происходит частичное вытаптывание растительности. Многочисленные упавшие деревья, сушняк и валежник захламляют территорию. В непосредственной близости осуществляется выпас домашних животных. Некоторые жители поселка башмачок настоящий выкапывают и переносят на клумбы. Даже на первый взгляд можно сделать вывод, что эта популяция башмачка настоящего является уязвимой. Она может погибнуть при любых неблагоприятных условиях, так как завязалось коробочек с семенами очень мало: в 1999 г -1,в 2000 г -2. Прогрессивное развитие всех трех изучаемых популяций объясняется уменьшением влияния хозяйственной деятельности человека на данной территории (нет выпаса мелкого рогатого скота) и более благоприятными климатическими условиями сезона 2000 года. Средняя температура зимних месяцев составила -7,3 ⁰ , что несколько меньше обычного. сильных морозов не было. Снег сошел рано - 25 апреля. Растения произрастают на склоне южной экспозиции, поэтому ранний прогрев почвы вызвал дружный рост побегов.

Растения семейства орхидных привлекают внимание специалистов по охране растительного мира, потому что не только внешний вид, но и биологические особенности орхидей не совсем обычны. Они производят огромное количество семян, но вес каждого семени ничтожен: миллионные доли грамма. В семенах практически нет запаса питательных веществ , а зародыш развит очень слабо. В почве семена могут произрастать исключительно в присутствии грибов. Симбиоз с мицелием гриба обеспечивает и развитие проростка в первые годы. Грибы же могут существовать только при определенном режиме кислотности и влажности почвы, поэтому и орхидеи так чувствительны к почвенному режиму. Мелиорация, интенсивная вырубка лесов, использование минеральных удобрений, выкапывание корневищ- все эти факторы, связанные с хозяйственной деятельностью человека, вызывают сокращение численности орхидей в природе .

Поэтому мы предлагаем территорию, где произрастают в комплексе одновременно несколько видов редких растений, взять под охрану, создать микрозаказник или ботанический памятник природы, с дальнейшим изучением данных растений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Красная книга РСФСР (растения ) -Москва , Росагропромиздат.1988 г.

2. Орлова Н.И.” Определитель высших растений Вологодской области” – Вологда “Русь” 1997 г.

3. Паланов В.А. Отчет о научно-исследовательской работе по теме “ Исследование распространения и запасов лекарственных и охраняемых растений в Нюксенском районе” - Вологда, ВГПУ, 1996 г

4. Суслова Т.А., Антонова В.И. “ Редкие и охраняемые растения Вологодской области.” Вологда, ВГПИ 1991г.

таблица 1

ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ