WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |

На правах рукописи




Каюкова Светлана Николаевна


ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

ВИДОВ РОДА OROSTACHYS FISCH.

В ВОСТОЧНОМ ЗАБАЙКАЛЬЕ


03.00.05 - ботаника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук




Улан-Удэ 2009

Работа выполнена в Забайкальском государственном гуманитарно-педагогическом университете им. Н.Г. Чернышевского

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор

Бэлла Иванова Дулепова

Официальные оппоненты:

Татьяна Петровна Анцупова,

доктор биологических наук

Людмила Капитоновна Бардонова,

кандидат биологических наук

Ведущее учреждение: Институт природных ресурсов экологии и криологии СО РАН

Защита состоится «31 марта» 2009 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д.212.022.03 при Бурятском государственном университете по адресу: 670000, г. Улан-Удэ ул. Смолина, 24а, конференц-зал.

Факс: (3012) 210588, e-mail: d21202203@mail.ru, kaukova@zabspu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Бурятского государственного университета

Автореферат разослан «27» февраля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат биол. наук Н.А. Шорноева



ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Природные условия Восточного Забайкалья, по сравнению с другими территориями, отличаются высоким уровнем инсоляции, резкой континентальностью и аридностью климата на протяжении большей части года, широким распространением каменистых почв и резкой вертикальной дифференциацией рельефа. В связи с этим диапазон местообитаний здесь варьирует от сухих равнинных степей и солончаков, до таежных лесов и мохово-лишайниковых тундр высокогорий. Разнообразие природных условий Восточного Забайкалья таких, как: недостаток увлажнения, значительные колебания температуры воздуха и почвы в течение суток, большая солнечная радиация и каменистый характер почв – обусловливает контрастность растительного покрова. Оригинальность флоре региона придает наличие в ней особой экологической группы растений – суккулентов, видов рода Orostachys Fisch. Суккулентность – это качественно новый уровень в эволюционном развитии ксероморфизма. В связи с этим изучение биоэкологических особенностей, на примере видов рода Orostachys, в условиях Восточного Забайкалья актуально и вносит вклад в познание путей адаптации растений к экстремальным условиям среды.

Род Orostachys представлен в Даурии тремя малоизученными видами – Orostachys spinosa (L.) C.A. Meyer, Orostachys malacophylla (Pallas) Fischer и Orostachys fimbriata (Turcz.) Berger. Кроме того, O. fimbriata – восточно-азиатский ксеропетрофит, представлен периферическими популяциями на западной границе ареала. Тема исследования согласована с комплексной программой «Суккулентная флора России и сопредельных территорий», проводимой сотрудниками БИН РАН (г. Санкт-Петербург).

Цель исследования – изучение эколого-биологических особенностей видов рода Orostachys в Восточном Забайкалье.

Основными задачами исследования являются:

  1. Выявить анатомо-морфологические особенности видов рода Orostachys;
  2. Исследовать особенности водного режима и динамику запасных питательных веществ (на примере O. spinosa);
  3. Изучить онтогенез и особенности развития видов рода Orostachys;
  4. Определить эколого-ценотическую приуроченность видов горноколосника и дать их классификацию.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное эколого-биологическое изучение суккулентов на примере видов рода Orostachys на территории Восточного Забайкалья. Изучено их анатомическое строение; выявлено, что лист изучаемых видов имеет характерную для большинства суккулентов структуру. Проведено исследование онтогенеза и изучено сезонное развитие горноколосников на территории региона. Получены данные об оводненности растений, которые показали, что суккуленты Восточного Забайкалья обладают достаточно стабильным водным режимом. Установлено, что половину общего запаса воды у растений видов рода Orostachys составляет связанная вода. Растворимые сахара являются основными запасными веществами. Проведен анализ их ценотической приуроченности.

Теоретическая и практическая значимость. Выполненная работа вносит существенный вклад в развитие концепции устойчивости растений, в изучение путей адаптации растений к экстремальным условиям среды. Представленные материалы могут послужить научной основой для проведения экологического мониторинга. Результаты исследований могут быть использованы для преподавания курсов экологии, анатомии и физиологии растений, а также при интродукции и использовании суккулентов в ландшафтном дизайне.

Защищаемые положения:

  1. Особенности анатомической структуры листа, водный режим и динамика запасных питательных веществ обусловливают адаптивные признаки суккулентов. При этом коронарная структура в анатомии листа и устойчивый водный режим с преобладанием связанной воды являются ключевыми в адаптивной стратегии видов рода Orostachys.
  2. Феноритмика и онтогенез видов – взаимообусловленные явления в историческом процессе филогенеза. Для популяций горноколосников Восточного Забайкалья характерна возрастная изменчивость биоморф: от розеточной до полурозеточной, а также поливариантность онтогенеза как с полным циклом развития, так и с развитием неполночленных ценопопуляций.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на международных и региональных научных и научно-практических конференциях:

  • научные сессии естественно-географического факультета ЗабГГПУ им. Н. Г. Чернышевского (2004, 2005, 2006, 2007, 2008);
  • «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований» (Чита, 2006);
  • «Флора, растительность и растительные ресурсы Забайкалья и сопредельных территорий» (Чита, 2005);
  • «Трансграничье в изменяющемся мире: Россия-Китай-Монголия» (Чита, 2006);
  • «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2006);
  • «Природоохранное сотрудничество Читинской области (Российская Федерация) и Автономного района Внутренняя Монголия (КНР) в трансграничных экологических районах» (Чита, 2007);
  • «Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии» (Барнаул, 2008).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 работ.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов, библиографического списка, включающего 171 источник. Текст иллюстрирован
7 таблицами и 28 рисунками.



ГЛАВА 1. СУККУЛЕНТЫ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГРУППА


Глава представляет обзор литературных данных (Борисова, 1969; Дулепова, 1993, 2004; Бялт, 1997, 1999, 2004; Гончарова, 1996, 2000, 2007; Огрызов, 1994; Хохряков, Синев, 1997; Левин, 2004а, 2004б и мн.др.) по теме исследования. Отсутствие четкого определения понятия «суккулент» является в настоящее время одной из сложнейших проблем. Мы придерживаемся мнения, что суккуленты – это растения с сочными тканями, способные накапливать и сохранять большое количество воды в ассимилирующих органах растения и проявляющие адаптации к ксерическим условиям. В отличие от мнения А.П. Хохрякова, И.Е. Синева (1997), мы считаем, что наличие «Crassulacean acid metabolism», или САМ-типа метаболизма не является основным критерием суккулентов. С точки зрения эволюционной ботаники, функциональную деятельность суккулентов можно рассматривать как результат адаптации растений к неблагоприятным условиям среды.



ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ
И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ


2.1. Природные условия района исследования

В параграфе приведен очерк природных условий Восточного Забайкалья. Показано своеобразие рельефа, климатических и эдафических условий Даурии, что отражается в разнообразии растительности, специфическом наборе жизненных форм и обусловливает наличие суккулентных растений, к которым относятся виды рода горноколосник (Orostachys Fisch.) во флоре региона.

2.2. Характеристика рода Orostachys Fisch. в Восточном Забайкалье

В разделе дан литературный обзор по вопросам классификации и истории изучения рода Orostachys. Объем рода до сих пор остается спорным, включающим в себя от 10–15 до 22 видов (Паланов, 1989; Гончарова, 2000; Бялт, 1999, 2003). Встречаются представители Orostachys в трех флористических областях: Циркумбореальной, Ирано-Туранской и Восточно-Азиатской, с наибольшим числом видов в последней.

Установлено, что O. spinosa характерен для открытых вершин гор, выпуклостей и крутых участков южных склонов с каменистыми малоразвитыми горностепными почвами. К наиболее обычным местообитаниям
O. spinosa относятся уступы в трещинах скал. O. fimbriata произрастает в равнинных и горных каменистых и песчаных степях, солонцеватых лугах и на побережьях соленых озер. O. malacophylla, в отличие от двух других видов, встречается в сухих сосняках, степях на песчаных почвах, береговых галечниках и на антропогенных местообитаниях, изредка поднимается до подгольцовых редколесий.

    1. Методы исследования

Исследования проводились в лесостепной зоне Восточного Забай-калья.

При проведении маршрутных и полустационарных исследований использовались общепринятые геоботанические методы (Воронов, 1973; Ярошенко, 1961; Полевая геоботаника…,1964 и др.). Проанализировано более 100 геоботанических описаний.

Описание фитоценозов производили с использованием пятибалльной шкалы обилия-покрытия Браун-Бланке (Дулепова, 1993).

Поясно-зональные группы выделены, согласно схеме Л.И. Малышева, Г.А. Пешковой (1984), Г.А. Пешковой (2001).

Для характеристики жизненных форм, онтогенеза использовали общепринятые методики биоморфологии (Серебряков, 1962, 1964; Серебрякова, 1976) и популяционной экологии растений (Работнов, 1950; 1975; 1983; 1987; Уранов, 1977; Ценопопуляции..., 1976; 1988).

Для классификации биоморф нами использованы системы К. Раункиера и И.Г. Серебрякова (1964).

Для изучения онтогенеза были выбраны модельные особи. По каждому виду сделано 5–35 описаний особей в различных возрастных состояниях.

При проведении наблюдений за сезонным развитием растений использовали фенологический метод И.Н. Бейдеман (1954; 1974).

Для анатомического исследования брали листья из средней части розеточного побега взрослого растения в фазе вегетации. Поперечные срезы делали вручную бритвенным лезвием на средних участках листа. Изучение проводилось при увеличении светового микроскопа 8Х10 и 40Х10, без окрашивания. Основные элементы анатомической структуры подсчитывали и измеряли на свежих срезах в 100 полях зрения микроскопа с помощью шкалы окуляр-микрометра при увеличении 40х10. Рисунки выполняли при помощи рисовального аппарата РА-6. Фото сделано камерами «DSC-S90» и «Samsung i100». Описание тканей выполнено по схемам, приведенных в работах К. Эзау (1980) и М.Г. Буиновой, Н.К. Бадмаевой, Л.К. Бардоновой (2002).

Определение фракционного состава воды проводили с использованием водоотнимающих средств по методике Г.А. Сулейманова (1964; 1972). Содержание воды и ее фракционный состав определяли в листьях и корнях растений. Расчет проводили на сырую массу растений.

Ассимиляционные и запасные вещества исследовали гистохимическим методом (Фурст, 1979).

Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel 2003.

ГЛАВА 3. ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ВИДОВ ГОРНОКОЛОСНИКОВ


    1. Анатомические особенности

Анатомическая структура растений является одним из доступных и признанных показателей выявления адаптационных возможностей в различных экологических условиях (Эзау, 1980; Гамалей, 1984; Горшкова, Зверева, 1988; Буинова, Бадмаева, Бардонова, 2002; Мункуева, 2002; Попова, 2005 и др.). Большинство исследователей (Василевская, 1954; Борисовская, 1960; Горышина, 1979; Гамалей, 1984; Горшкова, Зверева, 1988; Рейвн, Эверт, Айкхорн, 1990) отмечает для семейства Crassulaceae единое своеобразное анатомическое строение: лист гомогенного типа, паренхима не дифференцирована на столбчатую и губчатую. Наше исследование подтверждает это.

Анатомическая структура листа O. spinosa изучалась А.А. Горшковой и Г.К. Зверевой (1988) в условиях Центральной Тувы. В связи с этим анатомической структуре листа O. spinosa в условиях Восточного Забайкалья нами было уделено особое внимание.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»