Изучение степени влияния климатических факторов на состояние популяций видов Венериного башмачка (Cypripedium) в окрестностях г. Миасса, Челябинской области.

XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Изучение степени влияния климатических факторов на состояние популяций видов Венериного башмачка (Cypripedium) в окрестностях г. Миасса, Челябинской области.

Козловская Д.С. 1
1МАОУ "ОЦ"
Гумелевская Е.В. 1
1МАОУ "ОЦ"
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Сохранение биоразнообразия − важнейшая проблема современности. Семейство орхидных заслуживает особого внимания, его представители - виды рода Венерин башмачок (Cypripedium) занесены в список редких растений Урала, в Красную книгу Челябинской области, Красную книгу РФ. [2, 6]. Для сохранения орхидных необходимы сведения о состоянии, структуре численности их популяций, поведении отдельных видов в зависимости от экологических факторов [1]. Этим обусловлена актуальность темы. В научной литературе указываются причины исчезновения венериных башмачков: уничтожение мест их обитания, неконтролируемый сбор на букеты, климатические факторы и биологические особенности вида (позднее начало цветения и семенного размножения и низкая способность к конкуренции в сообществах).

Гипотеза исследования: климатический фактор является определяющим фактором, влияющим на состояние популяции редких видов орхидных.

Цель работы: изучить степень влияния климатических факторов на состояние и численность видов Венериного башмачка в окрестностях г. Миасса. (Памятник природы «Хамитовские болота»).

Задачи:

  1. Провести эколого-фитоценотическую оценку местообитаний исследуемых видов орхидных.

  2. Изучить влияние климатических факторов на ценопопуляции видов рода Венерин башмачок.

  3. Выявить пространственную структуру ценопопуляций, выполнив картирование особей.

  4. Определить численность и возрастную структуру ценопопуляций орхидных.

  5. Дать оценку морфометрических параметров особей в ценопопуляциях.

Изученность темы: Рассматривая проблему орхидных, выяснили, что классификацией и изучением их особенностей начали заниматься со второй половины XVIII века. К. Линней в «Species plantarum» привел описания 69 видов из 8 родов, которые впоследствии были причислены к семейству орхидных. В дальнейшем ученые совершенствовали классификацию и морфологию этих растений. Первой крупной работой, посвященной орхидным России, является сводка F. Kraenzlin (1913) «Orchidaceae Sibiriac». Работ посвященных орхидным Урала, немного. Большой вклад в изучение распространения видов орхидей в Уральском регионе внес П.В. Куликов [8], С.А. Мамаев [4]. Изучением структуры популяций орхидных на территории Ильменского заповедника и изучением реакций на климатические воздействия занималась С.А. Лесина [3], [9].

Влияние климатических факторов на состояние популяций территорий, сопредельных с городом Миассом, мало изучено. В научной литературе такие данные отсутствуют. Этим обусловлена новизна данной темы.

Методы исследования: аналитический, визуально-оценочный, регистрационно-измерительный, пробных площадей, учетных площадок.

Практическая значимость: результаты работы могут быть использованы при проведении и планировании природоохранных мероприятий и последующего мониторинга редких видов Венериного башмачка, внесённых в Красную книгу Челябинской области.

Работа выполнена при поддержке

«Фонда поддержки гражданских инициатив»,

грантовый проект «Сохраним дикие орхидеи»

(Грантыгубернатора74//).

1. Литературный обзор

    1. Краткая характеристика объектов

Венерин башмачок настоящий (Cypripedium calceolus Sw.) Вид подсемейства Cypripedoideae lindl. Цветки одиночные или по 2-3. Один из листочков околоцветника (губа) мешковидно вздутый, светло-жёлтой окраски, её размеры от 2,5 до 3,5 см. Остальные листочки околоцветника обычно красновато-бурые, до 6 см. Цветёт в июне. Высота до 50 см. Корневище относительно толстое, ползучее, корни – тонкие, длинные, извилистые. На стебле по 3-5 эллиптических листьев. (Приложение 1). Предпочитает увлажнённые местообитания с богатой кальцием, магнием, гумусом почвой в разреженных лесах различного состава. Распространён по всей лесной зоне Урала. В оптимальных условиях размножается семенным путём.

Венерин башмачок крапчатый (Cypripedium guttatum). Цветки одиночные. Боковые листы околоцветника и губа, белые с фиолетово-розовыми пятнами (Приложение 1). Цветет, в июне. Запах цветка схож с запахом гниющих органических остатков. Размеры до 30 см., на стебле всегда 2 сближенных листа, корневище длинное тонкое с расставленными узлами [4]. Встречается в сосново-березовых и березовых разнотравных лесах, в районе озёр Б. Миассово, Ильменское. Малотребователен к составу почв. Холодостоек. В списке редких растений Урала, Красной книге Челябинской области.

Венерин башмачок крупноцветковый (Cypripedium macranthos). Цветки крупные, 1 - 2 (до 10 см в диаметре), цвет от розового до тёмно-красного и чисто белого, источают приятный аромат, напоминающий ваниль. Губа до 7 см, сильно вздутая. Стебли 25 - 50 см высотой. Листья эллиптические, стеблеобъемлющие, длиной 8 - 16 см и шириной 4 - 8 см. Мезофит. Лесной суббореальный вид. Внесен в Красные книги РФ Челябинской, Курганской областей, Башкирии. Лекарственный, декоративный. (Приложение 1). На Урале около 100 местонахождений вида, но многие известны по старым находкам, вероятно, часть уже утрачена [4]. Произрастает в сосновых и березовых лесах различного состава, на эвтрофных и осоково-гипновых болотах [8]. Условия, произрастания близки к условиям башмачка настоящего, виды нередко встречаются совместно.

Венерин башмачок вздутый (Cypripedium ventricosum). Вид гибридного происхождения (C. calceolus L. и C. macranthon Sw.). Соцветие 1-2 цветковое. Листочки околоцветника (кроме губы) коричнево-бордовых или буровато-розовых тонов. Боковые лепестки узколанцетные, часто с сильно волнисто загибающимся краем. Губа обратнояйцевидная или продолговато эллиптическая, по длине короче боковых лепестков, с более светлыми буровато-розовыми или желтыми пятнами. Стебли 15 - 60 см. Листья 6 - 20 см длиной, 4 - 10 см шириной, эллиптические или широкоэллиптические. Корневище укороченное, ветвящееся, с многочисленными жесткими корнями. Растет в смешанных лесах, березняках, зарослях кустарников. (Приложение 1).

В онтогенезе данных видов наблюдаются стадии: ювенильная, имматурная, виргинильная, генеративная

По типу стратегии орхидные относятся к группам фитоценотических патиентов (короткокорневищные виды) и эксплерентов (виды со стеблекорневыми тубероидами). Устойчивость на биогеоценотическом уровне обеспечивается их контактом с микоризообразующими грибами, длительной коэволюцией с насекомыми - опылителями, преимущественно патиентным типом жизненной стратегии орхидных. [2].

    1. Описание территории исследования

Исследования проводились в окрестностях г. Миасс, на территории Хамитовских болот. Территория находится в восточных предгорьях Южного Урала. В геоботаническом отношении относится к южно-таёжной лесной зоне, к подзоне сосново-берёзовых лесов. Климат умеренно континентальный, влажный. Погода нестабильна, лето бывает сухим или дождливым, зима морозной и малоснежной или мягкой и многоснежной. Хамитовские болота расположены в окрестностях поселка Нижний Атлян Миасского городского округа Челябинской области. В Атласе Челябинской области отмечены следующие: Большое (самое южное), Хамиат (южнее автотрассы М5 и озера Песочного) и Атлянское (у поселка Нижний Атлян). Все три болота расположены вблизи памятника природы «Река Атлян». (Приложение 2). С декабря 2017 года территории присвоен статус Памятника природы, до этого периода использовалась для лесозаготовительных работ, охоты.

    1. Методики исследования

Виды орхидных рода Венерин башмачок (В.Б.) изучали в ходе многолетних (2018-2023г.) полевых работ и стационарных исследований. В основе метод маршрутных учетов и пробных площадей. Составлена карта.

Пробные площади (ПП) закладывались в местах произрастания видов из рода Венерин башмачок. Заложены 3 постоянных ПП размером 10×10м. для изучения структуры популяций. В последующем это территории для дальнейшего мониторинга. Описание растительного сообщества, где произрастают виды Венериного башмачка, производилось по общепринятой геоботанической методике описания и классификации растительности [2]. Выполнено 3 описания, т.к. сообщества Хамитовских болот, с видами Венериного башмачка одинаковы по видовому составу и в последующие годы он не менялся (сообщества климаксовые, реликтовые).

Во время маршрутных учетов проводился сбор гербария, собрано 14 гербарных листов, хранятся в школе. Определение растений проводилось с помощью «Определителя сосудистых растений Челябинской области». [7]. В процессе определения видов консультировались с научным сотрудником Ильменского заповедника. Возрастное состояние определялось по внешним признакам. [5]. Выделяли молодые, не цветущие растения (вегетативные или предгенеративные) и взрослые цветущие (генеративные). По соотношению этих групп определяли состояние популяции.

Данные об изменении климатических показателей в Миасском городском округе взяты с сайта Климатический мониторинг. [11].

2. Влияние климатических факторов на состояние популяций видов рода Венериного башмачка (Cypripedium)

    1. Оценка климатических условий произрастания видов Венериного башмачка в окрестностях г. Миасса

Климатический фактор – один из самых важных факторов, влияющих на состояние популяций редких видов орхидных. Мы проанализировали изменение климатических характеристик: температуры и влажности с 2018 по 2023 гг. (Приложение 3).

Результаты исследования:

Средние месячные температуры воздуха в Миассе

Вывод: Температурные показатели и суммарное количество осадков 2018-2020 гг. характеризуются стабильностью. Начиная с 2021 года, наблюдается резкое повышение температуры в летний период на фоне сниженного количества осадков, что приводит к высыханию мелких водоемов и повышает риск потери редких видов орхидных. По нашим данным уровень грунтовых вод на Хамитовских болотах в 2018 году составлял 17-18 см, а в 2023 году грунтовых вод не наблюдалось, болота пересохли.

2.2 Эколого-фитоценотическая оценка местообитаний исследуемых видов орхидных

Ход исследования: Нами были выбраны 3 площадки на территории Хамитовских болот, где обнаружены охраняемые виды орхидных, для которых составлено геоботаническое описание (Приложение 4).

Описание сообщества Хамитовских болот (ПП № 1, 2, 3)

Сосновый разнотравный лес с включением берёзы

Дата описания: 27.06.2023 г. (первое описание). Местоположение: Нижний Атлян, Хамитовские болота: сухой остров, покрытый сосновым лесом. Окружение: осоковое болотное сообщество. Рельефность: рельеф грядово-волнистый. Почва: темно-серая лесная. Площадь описания: 100 м2. Древесный ярус: сомкнутость крон 60 %. 8С 2Б. Кустарниковый ярус: не сомкнут, средняя высота от 1 до 1,5 м. Травяной ярус: средняя высота от 30 до 40 см, проекционное покрытие 70 %. Моховой ярус: проективное покрытие 60 %. Число древесных, кустарниковых видов: 8, Число видов травяно-кустарничкового яруса: 34, Видов мхов: 2. (Приложение 5).

Сообщество Хамитовских болот характеризуются часто растущими соснами (диаметр до 25 см) (Приложение 4). Моховой ярус хорошо развит на болотах, в силу меньшей конкуренции с травяно-кустарничковым ярусом, что способствует лучшему прорастанию семян и сохранению редких видов Венериного башмачка. В этом сообществе встречается 4 вида: Венерин башмачок (В.Б.) настоящий (C. calceolus), В.Б. крупноцветковый (C. macranthos), В.Б. вздутый (C. ventricosum) и В.Б. крапчатый (C. Guttatum).

Вывод: На территории Хамитовских болот конкуренция между видами снижена, это и обеспечивает комфортное существование всем видам Венериных башмачков. Все виды Венериных башмачков, произрастающих на островной части болот, являются мезофитами. В данном сообществе за последние три года наблюдается снижение проективного покрытия доминирующих видов в связи с засушливыми климатическими условиями.

2.3 Влияние климатических факторов на цветение видов Венериного башмачка

Цветение – время максимального развития ценопопуляций. Поэтому исследование орхидных принято проводить в период их массового цветения, эта фаза напрямую зависит от температурных показателей в период май-июнь. Успешному опылению видов Венериных башмачков помогает длительность цветения. (Приложение 10). У большинства видов цветки в ожидании опылителей не увядают несколько недель или месяц. Нередко цветки распускаются поочередно, и цветение растягивается на еще более длительный срок. Опылённые цветки увядают на 2-3 день, семена вызревают и высыпаются через 2,5-3 месяца.

Таблица № 1.1

Сроки начала массового цветения Венериного башмачка

Вид Венериного башмачка (В.Б.)

Начало массового цветения

2018г.

2019г.

2020г.

2021г.

2022г.

2023г.

В.Б. настоящий

17.06.

15.06.

30.05.

6.06.

18.06.

03.06.

В.Б. вздутый

17.06.

18.06.

7.06.

14.06.

18.06.

11.06.

В.Б. крупноцветковый

17.06.

18.06.

7.06.

14.06.

18.06.

11.06.

В.Б. крапчатый

19.06.

18.06.

9.06.

14.06.

20.06.

11.06.

Таблица № 1.2

Сроки начала массового цветения Венериного башмачка

Вид Венериного башмачка (В.Б.)

Окончание массового цветения

2018г.

2019г.

2020г.

2021г.

2022г.

2023г.

В.Б. настоящий

1.07.

30.06.

22.06.

28.06.

2.07.

26.06.

В.Б. вздутый

1.07.

2.07.

26.06.

1.07.

2.07.

30.06.

В.Б. крупноцветковый

1.07.

2.07.

26.06.

1.07.

2.07.

30.06.

В.Б. крапчатый

1.07.

2.07.

28.06.

1.07.

2.07.

26.06.

Обычные сроки цветения Венериных башмачков в нашей местности – первая декада июня. Наши исследования показали: с 2018, 2019, 2021, 2022 г. сроки массового цветения изучаемых видов сдвинулись на 2 недели, т.к. весенние и ранние июньские температуры были низкими. В 2020, 2023г г. начало цветения соответствовало видовым особенностям и срокам, характерным для орхидных Южного Урала.

Вывод: Развитие раннецветущих видов рода венериных башмачков зависит от погодных условий (температуры) в весенний период. При более низких температурах все виды Венериных башмачков зацветают практически одновременно, при более высоких температурах мая В.Б. настоящий раньше, остальные виды примерно на 7 дней позже. Если виды зацветают в июне, то продолжительность цветения сокращается до 1 недели. Если популяция многочисленная, цветение может продлиться до 1 месяца.

2.4 Характеристика пространственной структуры ценопопуляций

Исследование проводилось ежегодно в июне в периоды массового цветения Венериного башмачка. Маршрутным методом регистрировались популяции орхидных, определяли видовую принадлежность растений. В местах произрастания изучаемых видов заложены 3 пробных площадки, затем выделены группы близко расположенных побегов – куртины, далее на схеме отмечались куртины с указанием типа и местоположения побегов.

Результаты исследования:

Расположение пробных площадей на территории Хамитовских болот

2018-2019гг.

2023г.

   

На пробных площадках сообщества Хамитовских болот очень сильно сократилось количество куртин В.Б. крупноцветкового, В.Б. настоящего, уменьшилось количество В.Б. вздутого, немногочисленные куртины В.Б крапчатого остались. (Приложение 13).

Вывод: по данным исследований за последние 3 года (2021-2023) количество особей в ценопопуляциях Венериных башмачков резко сократилось, исчезли около 70% куртин. Это связано с засушливым периодом с повышенными температурами. Вероятно из-за ухудшения климатических факторов, недостатка влаги, виды орхидных впали в состояние покоя. Необходим дальнейший мониторинг за развитием редких видов данного сообщества.

Характеристика плотности популяции

Средняя плотность побегов рассчитывалась как отношение

Результаты:

Таблица № 2

Плотность побегов (генеративных) в популяциях Венериного башмачка

Вид Венериного Башмачка

2018 г.

2020 г.

2022 г.

2023 г.

Венерин башмачок настоящий

169

153

72

54

Венерин башмачок крупноцветковый

118

106

33

25

Венерин башмачок вздутый

62

63

37

28

Венерин башмачок крапчатый

15

16

9

8

В 2018, 2019 гг. плотность Венериных башмачков настоящего и вздутого на территории Хамитовских болот достаточно высока. В.Б. крупноцветковый отличался высокой численностью и плотностью побегов, что объясняется оптимальными условиями для этого вида на Хамитовских болотах. В.Б. крапчатый практически не изменил своей численности, но почти все побеги перешли в виргинильное состояние.

Вывод: сухие климатические условия, последних лет сократили численность видов В.Б. в 2-3 раза. Самым устойчивым к данному стрессовому фактору оказался вид Венерин башмачок настоящий, острее всего прореагировал Венерин башмачок крупноцветковый (численность сократилась примерно на 75%), а этот вид является самым редким на территории Челябинской области. Вид Венерин башмачок крапчатый в экстремальных условиях изменил стратегию существования. Популяци Венериных башмачков в 2023 г из-за засухи – неполночленные, малочисленные. В данной популяции были отмечены белоцветковые формы В.Б. вздутого, которые вегетировали каждый год, в том числе и в засушливых экстримальных условиях.

2.5 Изучение возрастной структуры популяций

Возрастное состояние Венериных башмачков настоящего определялось по внешним признакам [2]. Выделяли молодые, не цветущие растения - вегетативные (предгенеративные) и взрослые, цветущие - генеративные. В зависимости от преобладания особей той или иной стадии популяция определяется, как: молодая, взрослая или стареющая. (Приложение 6).

Вывод: анализ возрастных спектров показал: в засушливый экстремальный период (2021 г. – минимальное количесто осадков за год) резко сократилось (практически исчезли) количество вегетативных особей видов Венериного башмачка: настоящего, крупноцветкового, вздутого, в популяциях преобладали генеративные особи. (Приложение 7, 8). Короткокорневищные виды – Венерины башмачки настоящий, крупноцветковый, вздутый прореагировали на изменеия климатических факторов сокращением доли молодых (предгенеративных) особей (не превышает 10% в 2023 г.). У вида В.Б. крапчатого – (длиннокорневищный вид) другая стратегия, он в экстремальных условиях переходит в виргинильное состояние, перестаёт цвести.

2.6 Оценка морфологической структуры популяций

Морфометрические данные (размерные показатели) растений – высота побега, площадь листа могут служить для определения состояния вида в различных условиях. Для орхидей принято измерять 2-ой лист и высоту побега (Бурдыгина И.В.,1995). (Приложение 6). Характеристика размеров (высота) растений Венериного башмачка показала: в куртинахпробных площадей сообщества в условиях достаточной увлажненности (2018, 2020 гг.) средняя высота генеративных особей 32,6 - 37,2 см, размеры листьев соответствуют средним показателям, характерным для данного вида в регионе. (Приложение 9). У всех растений близкие показатели высоты побега, а показатели длины и ширины листа колеблются,что объясняется отсутствием фактора межвидовой конкуренции. В условиях засушливого периода снижается высота побегов и поверхность листовых пластинок, в большей степени это характерно для вида В.Б крапчатый. (Приложение 9, 14).

Вывод: снижение количества осадков, высокие температуры приводят к уменьшению морфометрических показателей, сказывается нехватка ресурсов.

2.7 Характеристика семенного фонда

В ходе исследования проводился учет коробочек видов В.Б. в разные годы с частичным сбором экземпляров. Подсчет семян проводили по методике В.В. Назарова [12]. Определяли количество семян и выполненность (наличие зародыша) под световым микроскопом Микромед-2. (Приложение 9, 10, 14).

Результаты: Подсчет семян в коробочках разных лет показал: количество семян у Венериных башмачков настоящего, вздутого и крупноцветкового колеблется от 900 до 1100 штук (у В.Б. настоящего). Зародыши представлены всего несколькими клетками, семяпочки имеют один интегумент, небольшие отличия заметны в размерах зародыша В.Б. крупноцветкового (несколько мельче). (Приложение 11, 12).

Выводы: Изученные корневищные виды орхидных имеют относительно крупные семена с мелким зародышем. Семена разных лет не отличались строением, количеством эндосперма. Таким образом, засушливость климата не сказалась на количестве и качестве семян. Анализ данных учетов разных лет о количестве коробочек в куртинах (Приложение 10) показал: в засушливый период у В.Б. настоящего повышается количество сформировавшихся коробочек до 50%, тогда как в достаточно увлажненный период (2018-2019 гг.) количество коробочек не превышает 10%. В.Б. настоящий - самый устойчивый вид, в экстремальных условиях у него увеличивается количество семян, повышается способность образовывать плоды. В.Б. крупноцветковый – самый неустойчивый, острее всех реагирующий на стрессовую ситуацию. В.Б. крапчатый принимает стратегию «патиента», перходя в состояние виргинильных побегов, способен долго находиться в сообществах в таком виде. Репродукция В.Б. вздутого зависит от состояния двух других видов, т.к. он образует семена благодаря «родительским» видам (C. calceolus L. и C. macranthon).

3. Заключение

1. В ходе проделанной работы изучена литература по теме, определены места произрастания, произведено картирование, дана оценка состояния популяций видов Венериного башмачка (Cupripedium) на территории Хамитовских болот (окрестности г. Миасса) в связи с действием климатических факторов.

2. Температурные показатели и суммарное количество осадков 2018-2020 гг. стабильны. Начиная с 2021 года, наблюдается резкое повышение температуры в летний период на фоне сниженного количества осадков, что приводит к высыханию мелких водоемов и повышает риск потери редких видов орхидных.

3. Исследуемые сообщества находятся в сосновом разнотравном лесу, моховой ярус хорошо развит, что способствует лучшему прорастанию семян и сохранению редких видов Венериного башмачка. В сообществе встречается 4 вида (мезофиты): Венерин башмачок настоящий (Cypripedium calceolus), Венерин башмачок крупноцветковый (Cypripedium macranthos), Венерин башмачок вздутый (Cypripedium ventricosum) и Венерин башмачок крапчатый (Cypripedium guttatum). Рассмотренные сообщества отличались видовым разнообразием. На ПП Хамитовских болот в 2023 г. в условиях засухи наблюдали снижение проективного покрытия доминирующих видов и численности Венериных башмачков в связи с климатическими условиями.

4. Развитие раннецветущих видов венериных башмачков зависит от температуры в весенний период. При низких температурах все виды зацветают практически одновременно, при более высоких температурах мая В.Б. настоящий - раньше, остальные примерно на 7 дней позже. Если цветение начинается в июне, то его продолжительность сокращается до 1 недели. Если популяция многочисленная, цветение может продлиться до 1 месяца.

5. В условиях засушливого периода снижается высота побегов и поверхность листовых пластинок, сказывается нехватка ресурсов.

6. Сухие климатические условия, последних лет сократили численность видов В.Б. в 2-3 раза. В экстремальных условиях виды В.Б. проявляют различные стратегии существования: Фитоценотические патиенты: Венерины башмачки - настоящий, крупноцветковый, вздутый (короткокорневищные) сократили долю молодых (предгенеративных) особей (она не превышает 10% в 2023 г.). Вид В.Б. крапчатый (длиннокорневищный вид) в экстремальных условиях изменил стратегию существования, в засушливых, жарких условиях он переходит в виргинильное состояние, перестаёт цвести. В засушливый период у вида В.Б. настоящего увеличивается количество сформировавшихся коробочек и семян в них. Семена разных лет не отличались строением, количеством эндосперма. Т.о., по данным исследования климатический фактор оказывает не менее серьёзное влияние на популяции чем антропогенные факторы.

Прогноз: по данным исследования можно дать предварительный прогноз на состояние популяций растений рода Венерин башмачок (Cypripedium) и дальнейшее их развитие: можно ожидать, что популяции на территории Хамитовских болот могут исчезнуть, при продолжительном засушливом летнем периоде (более 10 лет). Самым уязвимым видом является В.Б. крупноцветковый. Рекомендуется создать план для дальнейшего мониторинга редких видов орхидных.

Программа действий

1. Продолжить дальнейший мониторинг популяций рода Венериного башмачка (Cypripedium). Включить территории окрестностей г. Миасса, где произрастают орхидные, занесённые в Красную книгу, в ежегодные маршруты обхода школьников.

2. Организовать экологический комитет школы, в сотрудничестве с ФНЦ МиГ УрО РАН для наблюдения за редкими растениями и пропаганды их охраны.

3. Массовая пропаганда редких видов растений, для предотвращения варварского истребления орхидных рода CypripediumSw. на букеты в городских СМИ, на школьных классных часах и на школьном сайте, установка предупредительных щитов в местах произрастания растений.

Благодарности: Выражаем огромную благодарность администрации Ильменского заповедника, сотруднику ФНЦ МиГ УрО РАН к.б.н. Лесиной Светлане Адамовне за помощь в проведении исследовательской работы.

4. Список используемой литературы

  1. Горчаковский, П.Л., Игошева, Н.И. Мониторинг популяции орхидных в уникальном месте их скопления на Среднем Урале [Текст] / П.Л. Горчаковский, Н.И. Игошева // Экология, 2003. № 6, С. 403-409.

  2. Ишбирдин А.Р., Ишмуратова М.М. Об онтогенетических тактиках Rhodiola iremelica // Фундаментальные и прикладные проблемы популяционной биологии: Сб. тез. докл. VI Всерос. популяц. семинара (2–6 декабря 2002). Нижний Тагил, 2002. С. 76–78

  3. Лесина, С.А. Особенности популяций CYPRIPEDIUM CALCEOLUS в естественных и антропогенно-трансформированных местообитаниях [Текст] / С.А. Лесина // Мониторинг и оценка состояния растительного мира: материалы междунар. науч. конф. Минск, 2008. C. 411–414.

  4. Мамаев, С.А. Орхидные Урала: систематика, биология, охрана [Текст] / С.А. Мамаев и др. – Екатеринбург, 2004 – с. 124

  5. Работнов, Т. А. Жизненный цикл растений луговых ценозов [Текст]/ Т.А. Работнов // Геоботаника. 1950. Вып. 6. С. 7–204.

  6. Снитько, В.П. Красная книга Челябинской области: проблемы, итоги [Текст]/ В.П. Снитько // Вестн. Оренбург.гос. ун., 2009. № 1. С. 120–125.

  7. Куликов, П.В. Определитель сосудистых растений Челябинской области [Текст]/ П.В. Куликов. - Екатеринбург: УрО РАН, 2010 – с. 968

  8. Куликов, П. В., Вейсберг, Е. И. Флора и растительность [Текст] / П.В. Куликов, Е.И. Вейсберг// Материалы комплексного экологического обследования проектируемой ООПТ регионального значения «Хамитовские болота» с присоединением к ней части существующей ООПТ регионального значения «Река Атлян» (Миасский городской округ Челябинской области). Златоуст: НП «Таганай», 2012. С. 90–116.

  9. Лесина, С.А. Многолетняя динамика и состояние видов из семейства орхидные в Ильменском заповеднике [Текст]/ С.А. Лесина // Материалы IV международной науч. конф. - Минск: БелИСА, 2013. - С. 327-330.

  10. Челябинская область. Атлас. Масштаб 1:100000. - Екатеринбург: Уралаэрогеодезия, 2010. 234 с.

интернет-источники

  1. Погода и климат. [Электронный ресурс]

/ http://www.pogodaiklimat.ru/history (дата обращения: 11.12.2023).

  1. Кривошеев, М. М. Экология репродукции некоторых видов орхидных (Orchidaceae juss.) Южного Урала. [Электронный ресурс]

https://bashedu.ru//krivosheev_m.m._ekologiya_reprodukcii_nekotoryh_vidov_orhidnyh_orchidaceae_juss._yuzhnogo_urala (дата обращения: 12.12.2023).

Приложение 1

Венерин башмачок настоящий (Cypripedium calceolus)

Венерин башмачок крапчатый (Cypripedium guttatum Sw.)

Виды рода Cypripedium А – Cypripedium macranthos; В– C. хventricosum; С – белоцветковая форма C. хventricosum.

А.

В

С.

Приложение 2

Карта мест произрастания Венериного башмачка

Местоположение пробных площадок ПП № 1, ПП № 2 и ПП № 3на топографической карте Челябинской области

Приложение 3

Климатические показатели 2018-2023 г.г.

Приложение 4

Сообщество Хамитовских болот

Приложение 5

Геоботаническое описание сообщества на Хамитовских болот

Видовой состав

Подъярус

Сосна обыкновенная, Береза повислая.

Древесный

Боярышник, Черемуха, Шиповник, Калина, Ракитник русский, Рябина

Кустарниковый

Брусника, Коротконожка перистая, Бубенчик лилиелистный, Вейник тростниковидный, Венерин башмачок настоящий(Cypripedium calceolus),Венерин башмачок крупноцветковый(Cypripedium macranthos), Венерин башмачок вздутый (Cypripedium ventricosum Sw.), Венерин башмачок крапчатый (Cypripedium guttatum Sw.), Герань лесная, Грушанка средняя, Жабрица Крылова, Земляника, Какалия копьевидная, Клевер средний, Кошачья лапка, Колокольчик сборный, Костяника, Кровохлёбка лекарственная, Купена лекарственная, Лилия мартагон, Любка 2 листная, Люпен пятилистный, Майник двулистный, Медуница неясная,, Ортилия секунда, Одуванчик лекарственный, Первоцвет Крупночашечный, Подмаренник северный, Прострел желтеющий, Смолка обыкновенная, Фиалка коротковолосистая, Фиалка удивительная, Чина весенняя, Чина гороховидная, Ястребинка зонтичная.

Травяно-кустарничковый

Гилокомиум блестящий, Плевроциум Шребера

Мохово-лишайниковый

Приложение 6

Описание стадий развития.

Ювинильные растения имеют два листа длиной 3 см, шириной 0.9 см, с 3 жилками. Длина стебля- 3 см. С появлением зеленых листьев корневище становиться симподиальным. Имматурные растения имеют 2 листа с длиной 1-го – 5.5 и шириной 2 см.; длина 2 листа - 7.2, ширина 2.4. Количество жилок – 5-7. Длина стебля 5.7 см. Корневище становиться толще, растет число междоузлий, причем каждое несет корень, растение углубляется в нижние горизонты почвы. Виргинильные растения представлены побегом с 3, реже 4 листьями длиной 12, шириной 5 см. длина 2 листа 9.8 ширина 3.3 см. Хорошо заметны 5-7 жилок. Высота стебля – 10-11 см. Наблюдается довольно интенсивная гуттация. Корневище ветвистое. Генеративные растения. Стебель с эллиптическими или широкоэллиптическими заостренными листьями. Цветки d - 60-80 мм с листовидным ланцетным прицветником дл/ 5.5 и шир/ 2см. Молодое – высота стебля 22см. с 1 цветком. Количество листьев 3, длина1-го листа – 8,5, а ширина – 2,5см; длина 2-го – 13,0,а ширина 3,5см. Жилок – 7. Длина корневища до 5см. Средневозрастное – высота стебля до 35см. с1-2 цветками. Количество листьев - 4. Длина 1-го листа – 13,0, а ширина – 6,0см. Длина 2-го – 14,5, а ширина 6,5см. Жилок 8-9. Длина корневища до 6,5см.

Приложение 7

Сравнительная характеристика возрастного состава Венериного башмачка в исследуемом сообществе

Вид Венериного башмачка (В.Б.)

2018

2020

2022 г.

2023

вегетативные

генеративные

вегетативные

генеративные

вегетативные

генеративные

вегетативные

генеративные

В.Б. настоящий

(C. calceolus)

91

78

82

71

9

63

4

50

В.Б. крупноцветковый

(C. macranthos)

72

46

61

45

5

28

2

23

В.Б. вздутый

(C. ventricosum)

38

24

41

22

7

30

2

26

В.Б. крапчатый (C.guttatum)

11

4

11

5

5

4

6

2

Приложение 8

Возрастной состав Венериного башмачка настоящего (C. calceolus) в сообществах

Возрастной состав Венериного башмачка крупноцветкового

(C. Macranthos)в сообществах

Возрастной состав Венериного башмачка вздутого (C. ventricosum) в сообществах

Возрастной состав Венериного башмачка крапчатого (C.guttatum) в сообществах

Приложение 9

Размерные показатели особей Венериного башмачка на

ПП № 1, 2, 3 (Хамитовские болота), среднее значение 2018 г.

Вид Венериного башмачка (В.Б.)

Высота побега, см

Количество цветков

Длина 2-го листа снизу, см

Ширина 2-го листа снизу, см

В.Б. настоящий

32,6

1,16

15,2

7,3

В.Б. вздутый (красноцветковые формы)

30,2

0,7

15

8

В.Б. вздутый (белоцветковые формы)

35,6

1,25

15

7,9

В.Б. крупноцветковый

28,3

1

10,6

5,7

В.Б. крапчатый

25,3

1

9,7

6,3

Размерные показатели особей Венериного башмачка на

ПП № 1, 2, 3 (Хамитовские болота), среднее значение 2020 г.

Вид Венериного башмачка (В.Б.)

Высота побега, см

Количество цветков

Длина 2-го листа снизу, см

Ширина 2-го листа снизу, см

В.Б. настоящий

38,9

1,54

15,7

9,54

В.Б. вздутый (красноцветковые формы)

37,9

1

18,1

11

В.Б. вздутый (белоцветковые формы)

38,1

1

18,23

10,75

В.Б. крупноцветковый

37,05

1

16,25

9,94

В.Б. крапчатый

20,3

1

11,1

6,7

Размерные показатели особей Венериного башмачка на

ПП № 1, 2, 3 (Хамитовские болота), среднее значение 2021г.

Вид Венериного башмачка (В.Б.)

Высота побега, см

Количество цветков

Длина 2-го листа снизу, см

Ширина 2-го листа снизу, см

В.Б. настоящий

37

1,7

14,5

6,6

В.Б. вздутый (красноцветковые формы)

29,3

1,3

14,8

6,7

В.Б. вздутый (белоцветковые формы)

35

2

17

7,5

В.Б. крупноцветковый

35,2

1,3

12,3

6,9

В.Б. крапчатый

14,2

1

10,3

6,1

Размерные показатели особей Венериного башмачка на

ПП № 1, 2, 3 (Хамитовские болота), среднее значение 2023 г.

Вид Венериного башмачка (В.Б.)

Высота побега, см

Количество цветков

Длина 2-го листа снизу, см

Ширина 2-го листа снизу, см

В.Б. настоящий

34,8

1,6

14,5

6,5

В.Б. вздутый (красноцветковые формы)

34,1

1,3

14,4

6,5

В.Б. вздутый (белоцветковые формы)

36,2

1

14,6

7,4

В.Б. крупноцветковый

31,3

1

11,1

6,1

В.Б. крапчатый

7

1

8,3

3,9

Приложение 10

Опылители

Приложения 11

Коробочки с семенами

Подсчет семян

Приложение 12

Сравнительная характеристика семян

Вид Венериного башмачка

Год

Общий вид семян

(Увеличение x10)

Зародыш семени

(Увеличение x40)

Венерин башмачок настоящий

2023

   

Венерин башмачок вздутый (белоцветковые формы)

2022

   

Венерин башмачок крупноцветковый

2018

   

Венерин башмачок крупноцветковый

2023

   

Приложение 13

Фото с исследования

Приложение № 14

Хамитовские болота. 27.06.18. Т = 27оС.

Пробная площадка №1

Куртина №1 Венерин башмачок вздутый (белоцветковая форма)

п/п

Высота побега, см

Количество цветков

2-ой лист

Длина, см

Ширина, см

1

37

1

15,8

8

2

35

1

15,4

6,6

3

33,5

1

14,6

7

4

37

2

14,2

8

Среднее

значение

35,6

1,25

15

7,9

+ 1 с коробочкой с семенами.

Куртина №2Венерин башмачок настоящий

п/п

Высота побега, см

Количество цветков

2-ой лист

Длина, см

Ширина, см

1

43

1

16,9

7,8

2

38

1

15,5

7,5

3

34

2

17

8

4

36

2

16

8,2

5

38

2

16,3

8

6

34

1

18

8

Среднее

значение

37,2

1,5

16,6

7,9

+ 2 виргинильных особи и 2 с коробочкой с семенами.

Куртина №3Венерин башмачок настоящий

п/п

Высота побега, см

Количество цветков

2-ой лист

Длина, см

Ширина, см

1

36

1

17,1

9

2

38

2

16,4

7,3

3

35

1

13

6

4

36

1

14

6,6

5

34

1

14,8

6,4

6

33

1

14

6,5

7

34

1

14

6

8

38

2

16

8,5

9

39

1

16

9

Среднее

значение

35,9

1,2

15

7,3

+ 3 с коробочкой с семенами.

Куртина №4Венерин башмачок настоящий

п/п

Высота побега, см

Количество цветков

2-ой лист

Длина, см

Ширина, см

1

37

1

16

7,5

2

36

2

15

5

3

34

1

15

4,5

4

38

1

16

7,5

5

22

-

11

6,5

Среднее

значение

33,4

1,25

14,6

6,2

Куртина №5Венерин башмачок настоящий

п/п

Высота побега, см

Количество цветков

2-ой лист

Длина, см

Ширина, см

1

34

1

17

10

2

35

1

17

9

3

34

1

14,5

9,2

Среднее

значение

34,3

1

16,2

9,4

+ 1 с коробочкой с семенами.

Куртина №6Венерин башмачок вздутый

п/п

Высота побега, см

Количество цветков

2-ой лист

Длина, см

Ширина, см

1

38

1

19

9

2

36

1

17

7,5

3

37

1

15

10

4

33

1

14

7

5

26

1

12

5,5

6

31

1

14

7

7

32

1

16

7

8

23

1

15

8

9

22

-

16

11

10

24

-

12

7,5

11

 

-

   

12

 

-

   

Среднее

значение

30,2

0,7

15

8

+ 2 иматурных особи.

Куртина №7Венерин башмачок настоящий

п/п

Высота побега, см

Количество цветков

2-ой лист

Длина, см

Ширина, см

1

21

1(бутон)

13,5

5

2

27

1

13

6

Среднее

значение

24

1

13,25

5,5

Куртина №8Венерин башмачок настоящий

п/п

Высота побега, см

Количество цветков

2-ой лист

Длина, см

Ширина, см

1

40

1

17

8,5

2

22

1

14

5

3

25

1

15,5

7,5

4

27

1

15

7,5

5

26

1

14,6

7

6

32

1

15,4

7,6

7

36

1

16

8

8

37

1

15,5

7,4

Среднее

значение

30,6

1

15,4

7,3

Пробная площадка № 2Рельеф кочкарный

Венерин башмачок крупноцветковый

п/п

Высота побега, см

Количество цветков

2-ой лист

Длина, см

Ширина, см

1

29

1

12,3

7,5

2

33

1

13,5

5,5

3

25

1

8,3

5

4

28

1

10,5

5,5

5

26

1

9

5

6

28

1

9,7

5,8

7

31

1

11

6

8

30

1

12,3

6,2

9

26

1

10

5,5

10

27

1

9

5

Среднее

значение

28,3

1

10,6

5,7

31.07.20. Хамитовские болота.

S №1. Сосново-берёзовый лес

куртины

Вид Венериного башмачка

g

v

im

j

Количество коробочек

1

В.Б. вздутый (белоцветковая)

2

3

1

-

-

2

В.Б. вздутый (белоцветковая)

8

-

1

-

4 этого года.

3

В.Б. настоящий

2

-

-

-

-

4

В.Б. настоящий

5

3

1

-

1 этого года

5

В.Б. крупноцветковый

2

2

-

-

1 этого года

6

В.Б. настоящий

4

-

-

-

1 этого года

7

В.Б. настоящий

1

-

-

-

-

8

В.Б. крупноцветковый

3

3

1

-

1 этого года, 1 прошлого

9

В.Б. настоящий

3

-

-

-

-

10

В.Б. настоящий

7

-

-

-

1 прошлого года

11

В.Б. настоящий

2

-

-

-

-

12

В.Б. настоящий

7

3

-

-

-

13

В.Б. настоящий

3

-

-

-

-

14

В.Б. крупноцветковый

4

1

-

-

1 этого года, 1 прошлого

15

В.Б. настоящий???

7

1

-

-

1 этого года, 1 прошлого

16

В.Б. настоящий

3

-

-

-

1 этого года,

17

В.Б. крупноцветковый

1

1

-

-

-

S №1. В.Б. вздутый (белоцветковая). Сосново-берёзовый лес Коробочек этого года всего –4.

куртины

Высота побега, см.

Длина 2-го листа, см.

Ширина 2-го листа, см.

1

34

18

10,2

2

39

19,5

11

3

34

18,5

11

4

38

19

11

5

34

19,2

11,2

6

34

19,5

11

7

45

17

10,2

8

40

17,6

10

9

38

18

11,4

10

35

16

10,5

Среднее

38,1

18,23

10,75

S №1. В.Б. настоящий. Сосново-берёзовый лес Коробочек прошлого года - 1. Коробочек этого – 2.

куртины

Количество цветков

Высота побега

(с 2-мя цветками), см.

Количество

листьев

Длина 2-го листа, см.

Ширина 2-го листа, см.

1

2

40

5

15,5

8,6

2

2

40

4

15,6

8,5

3

1

44

5

16

9

4

1

35

4

15

7,5

5

1

36

4

15,5

8

6

2

36

4

16

11

7

1

38

4

15

11,8

8

2

39

5

16

10

9

2

43

6

16,5

10

10

1

36

4

15,6

9,5

11

2

41

4

16

11

Среднее

1,54

38,9

4,45

15,7

9,54

S №1. В.Б. крупноцветковый. Сосново-берёзовый лес

куртины

Высота побега, см.

Длина 2-го листа, см.

Ширина 2-го листа, см.

1

38

17

9,8

2

33

14,5

7

3

43

17

11

4

44

18

11,2

5

30,5

15

8,2

6

43

17

10,2

7

37

18

11

8

36

17

11,5

9

33

14

8

10

33

15

11,5

Среднее

37,05

16,25

9,94

Коробочек прошлого года - 2. Коробочек этого года – 2.

S №2. Сосновый лес.

куртины

Вид Венериного башмачка

g

v

im

j

Количество коробочек

1

В.Б. крапчатый

5

11

-

-

-

куртины

Вид Венериного башмачка

g

v

im

j

Количество коробочек

1

В.Б. настоящий ?????

2

1

1

-

2 этого года,

2 прошлого года

2

В.Б. настоящий

2

3

-

-

-

В.Б. крапчатый.

куртины

Высота побега, см.

Длина 2-го листа, см.

Ширина 2-го листа, см.

1

20

10,2

6,5

2

25

11,2

7

3

24

10,5

6,5

4

18

11,5

6,8

5

19

10,2

6,6

6

16

11

6,8

Среднее

20,3

11,1

6,7

Коробочек – 0.

Просмотров работы: 53