VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Актуальность: Черепоплодник почтишерстистый (Приложение №1) – это древнейший реликт третичного периода, сохранившийся до нашего времени. Реликты – это организмы, сохранившиеся на Земле с древности, возраст которых насчитывает миллионы лет.  Реликтовые растения являются своеобразными памятниками природы. Это уязвимые виды растений и проявляют устойчивую тенденцию к сокращению численности или ареала. Реликтовые растения, как и эндемы, представляют большую научную ценность. Многие из них нуждаются в охране. Кроме того, черепоплодник почтишерстисты является эндемиком побережий Байкала, занесенный в Красную книгу Бурятии. Для данного вида ограничивающим развитие фактором является разрушение береговых прибойных валов и берегов оз. Байкал. Угрозу для данного вида представляет увеличение количества туристов на Байкале, особенно для популяции, расположенной недалеко от с. Турка в связи со строительством особой экономической «Байкальская гавань». В Красной Книге Бурятии рекомендуется вести контроль за состоянием популяций и участок дюнных песков побережья о. Байкал между селами Горячинск и Гремячинск объявить заповедной зоной – филиалом Забайкальского природного национального парка (Красная книга Бурятии, 2002).

Новизна исследования: Несмотря на проводившиеся популяционные исследования разных популяций черепоплодника на о. Байкал, их изученность остается недостаточным В июле 2018г.нами проведены исследования популяции популяции черепоплодника почтишерстистого в окрестностях лагеря «Ойкумена», результаты необходимы для дальнейшего мониторинга.

Цель: Изучить состояние популяции Черепоплодника почтишерстистого CraniospermumsubviolosumLehm. в окрестности лагеря «Ойкумена».

Задачи:

Овладеть методиками популяционных исследований

Выявить плотность, возрастной состав и семенную продуктивность популяции черепоплодника

Практическая значимость: овладение методами популяционных исследований видов, занесенных в Красную книгу, а также полученные результаты необходимы для дальнейшего мониторинга популяции черепоплодника и интродукции.

Методы исследования: При исследовании популяции черепоплодника использовались стационарный метод и метод трансект. Трансекта – это узкая длинная пробная площадка, вдоль которой изучаются количественные характеристики вида. Нами была заложена трансекта длиной 45 м, шириной 5 м (5м x 1м). Она пересекала участки, как с высоким, так и с низким обилием вида. На трансекте отличались количество особей на каждой площадке. Метод трансект позволяет определить плотность популяции.

Определение семенной продуктивности проводили по методике И.В, Вайнагий (1974). Пробы собирали в бумажные пакетики.

Качество семян определяют всхожестью и энергией прорастания. Проращивание семян температурном режиме 18-20⁰С. Пробы семян, были подвергнуты стратификации и скарификации. Стратификация - имитации зимнего холода для пробуждения. Скарификация – нарушение семенной оболочки. Семена черепоплодника имеют очень плотную оболочку, затрудняющую поступление влаги.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПОПУЛЯЦИИ ЧЕРЕПОПЛОДНИКА ПОЧТИШЕРСТИСТОГО

В июле 2018 г. на юго-восточном побережье озера Байкал, в Прибайкальском районе на базе экологического лагеря «Ойкумена» нами проводились исследования популяции Черепоплодника почтишерстистого (Craniospermum subviollosum Lehm.). (Рис.1)

Черепоплодник почтишерстистый Craniospermumsubviollosum (Приложение №1) относится к семейству Бурачниковых, к классу Двудольных растений. Это многолетнее травянистое растение, которое произрастает на песках и песчаных почвах. По внешнему виду это низкорослое густоопушенное растение, отчего листья приобретают серый цвет. Листья до 6-10 см длиной, ланцетные. Цветки сидят на невысоких цветоносах в виде головчатой кисти, фиолетово-розовые. Плоды (орешки) мелкие, продолговатые, серо-черные. Для лучшего закрепления в песке как и все псаммофиты, имеет толстый и вертикальный корень., образующее розетки. Произрастает чаще одиночными особями, реже небольшими группами. Цветет в июне. Размножение семенное.

Популяция расположена вблизи лагеря Ойкумен, находится от 200м от стационарной базы БГУ, в северном направлении. Берег оз. Байкал отдаленность от воды 2 метра. Антропогенная нагрузка большая т.к. рядом лагерь Ойкумена и дорога на берегу. Почва – крупнозернистый песок. Вместе с черепоплодником встречаются псаммофитные растения: кострец, горец узколистый, черепоплодник почтишерстистый, остролодочник.

Нами исследованы следующие параметры популяции: плотность популяции, возрастная структура, семенная продуктивность.

Плотность популяции

Плотность – это важный популяционный параметр, который зависит от количество семян, от условий произрастания, и от выживаемости растений. Плотность популяции – количество особей черепоплодника на одну площадку. Площадь популяции составляет около 225 кв.м. Выявлено всего 154 особи. В среднем плотность популяции небольшая, составляет 3-4 особи на площадку размером 5мх1м (5 кв.м.) или 0,6 – 0,8 особи на 1кв.м.. Это объясняется сложными условиями произрастания.

Возрастной состав.

Возрастной состав популяции определяется количественным соотношением возрастных групп особей и является важной характеристикой популяции.Особи в ходе большого жизненного цикла претерпевают ряд сложных физиологических и морфологических преобразований, каждое возрастное состояние в этой цепи изменений характеризует качественно и количественно узловые моменты развития (Ценопопуляции, 1988).

При анализе возрастного состава популяций могут быть полночленные и неполночленные. Отсутствие в популяции какой-то хотя бы одной из ее групп является свидетельством неполноценности популяции.

Кроме этой классификации используют более раннюю классификацию Боденхеймера (Боденхеймер, 1938 цит. по Злобину, 1989), в которой он опирался на преобладающую возрастную группу. Боденхеймер выделил 3 группы популяций:

Растущие, в которых преобладают молодые особи.

Стационарные, с естественным соотношением особей разных возрастных групп

Сокращающиеся, со сдвигом господства в них на зрелые и старческие.

Популяции типа 1 и 3 являются неустойчивыми, тип 2 отвечает нормальному

состоянию популяции.

При изучении возрастной структуры популяции черепоплодника почтишерстистого нами выделены следующие стадии: Семена (Sm), Проростки (P), Ювенильная (J), Имматурная (im), Виргинильная (V), Генеративная молодая (G1), Генеративная средняя (G2), Генеративная старая (G3), Сенильная (S). В качестве критерия выделения возрастных состояний взято количество листочков и количество генеративных побегов.

Краткая характеристика возрастных состояний для черепоплодника:

Ювенильные (J) – молодые – на растении меньше 4-5 листочков

Имматурные (Im) – молодые растения с 4-5 листочками

Виргинильные (V)– взрослые не цветущие, больше 5 листьев

Генеративные молодые (G1) – цветущие растения с 1 до 5 генеративных побегов с плодами

Генеративные средние (G2) - цветущие растения от 5 – 15 генеративных побегов с плодами

Генеративные старые (G3)– цветущие растения со свыше 15 генеративными побегами с плодами

Сенильные (S) – старое растение с отмирающими побегами

В результате нами выявлен возрастной состав популяции черепоплодника. Возрастной спектр популяции (Рис.2) полночленный с преобладанием виргинильных – взрослых не цветущих особей. Высокое число ювенильных указывает на семенное возобновление.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нами изучены основные параметры популяции. В среднем плотность популяции небольшая, составляет 3-4 особи на площадку размером 5мх1м (5 кв.м.) или 0,6 – 0,8 особи на 1кв.м. Это объясняется сложными условиями произрастания. Большой приток отдыхающих в летний период приводит к вытаптыванию и уничтожению растений.

При изучении возрастного состава популяции черепоплодника почтишерстистого нами выделены следующие стадии: Семена (Sm), Проростки (P), Ювенильная (J), Имматурная (im), Виргинильная (V), Генеративная молодая (G1), Генеративная средняя (G2), Генеративная старая (G3), Сенильная (S). Данная популяция является полночленной с преобладанием виргинильных – взрослых не цветущих особей. Для популяции характерно семенное возобновление, это объясняется наличием большого число ювенильных (молодых) особей.

При разработке охранных мероприятий особую значимость приобретает вопрос оценки репродуктивной способности вида в конкретной экологической обстановке, мы подсчитывали реальную семенную продуктивность, по количеству образовавшихся семян на растении. Среднее количество плодов на растении - 16. Среднее количество семян на растении - 26. Средняя количество семян на растении - 2.

В целях рационального использования, воспроизводства и сохранения природных ресурсов черепоплодника рекомендуется интродукция данного вида, а также необходимо установить мониторинг данной популяции, поместить информационные таблички.

ЛИТЕРАТУРА

Аненхонов О.А. и др., Пыхалова Т.Д., Осипов К. И. и др. Определитель растений Бурятии - Улан-Удэ, 2001. – 672 с.

Буянтуева Б.Ц. Некоторые особенности популяции Черепоплодника почтишерстистого в окрестностях с. Горячинск Прибайкальского района // Экология Южной Сибири и сопредельных территории. Выпуск 13, 2т. – Абакан, издательство Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова, 2009. – с. 11

Буянтуева Б.Ц. Популяция Craniospermumsubviollosum Lehm. на восточном побережье оз. Байкал // Материалы XLVIII Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс»: Биология, Новосибирский государственный университет. Новосибирск, 2010. – с. 76

Ценопопуляции растений. Развитие и взаимоотношение. – М.: Наука, 1977. – 134 с.

Ценопопуляции растений. (Очерки популяционной биологии). – М.: Наука, 1988. –182

Приложение 1

Реальная семенная продуктивность популяции черепоплодника почтишерстистого

N площадки	возрастное состояние	кол-во плодов	кол-во семян	среднее число семян на 1 плод
11		55	73	2
12		6	14	2
14
	g2	4	8	2
	g3	14	8	1
15
	g2	13	35	3
	g3	18	34	2
43
	g1	19	39	2
	g2	16	24	1
44
	g1	6	8	1
	g1	4	8	2
45
	g1	5	7	1
	g1	16	26	3
	g1	14	19	1
	g2	22	40	2
	g2	36	50	1