WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Виды рода astragalus l. в фитоценозах смоленской области cпециальность

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Мартынов Николай Владимирович

Виды рода Astragalus L. в фитоценозах

смоленской области

Cпециальность 03.02.08 – Экология (биологические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Москва – 2011

Работа выполнена на кафедре ботаники и основ сельского хозяйства Московского государственного областного университета.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Немирова Евдокия Сергеевна
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Прудников Анатолий Дмитриевич
доктор биологических наук, профессор Поляков Алексей Васильевич
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Смоленский государственный университет»

Защита состоится «22» марта 2012 года в «____» часов ____ минут на заседании диссертационного совета Д.212.155.13. при Московском государственном областном университете по адресу 141014, Московская обл., г. Мытищи, ул. Веры Волошиной, д. 24.

E-mail: mgoubotanica2006@rambler.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного областного университета по адресу: 105005, Москва, ул. Радио, д. 10а.

Автореферат разослан «____» января 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук Т.А. Снисаренко

Актуальность темы. В настоящее время значительно увеличилась техногенная нагрузка на природные экосистемы Смоленской области. Территория области имеет уникальное физико-географическое положение. Здесь берут начало реки, относящиеся к бассейнам трех морей. В связи с этим особенно актуальны вопросы экологической безопасности территории и проблемы сохранения биологического разнообразия. Большое значение, как в теоретическом, так и в практическом аспекте, имеют исследования, касающиеся изучения места и роли представителей семейства Fabaceae Lindl. в сложении фитоценозов Смоленской области.

Бобовые давно вызывают повышенный интерес как продуценты ценного растительного белка. Одно из центральных мест в системе бобовых занимает род Astragalus L., морфологически и экологически чрезвычайно разнообразный. Виды рода Astragalus играют заметную роль в растительном покрове Смоленской области, участвуют в формировании характерных растительных сообществ. Среди видов астрагалов имеются кормовые, медоносные, декоративные и лекарственные растения. До настоящего времени исследования видов рода Astragalus на территории Смоленской области не проводились. В последние годы на исследуемой территории наблюдается сокращение площади лугов, обеднение их видового состава. Луга являются одним из типичных мест произрастания видов рода Astragalus. Актуальной является проблема определения адаптивных возможностей видов к воздействию неблагоприятных факторов среды и восстановления луговых сообществ с участием астрагалов.

Цель и задачи исследования. Комплексное эколого-фитоценотическое изучение видов рода Astragalus, на территории Смоленской области.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

  1. Обобщить сведения по истории изучения рода Astragalus в границах Смоленской области, включая сопредельные территории;
  2. Провести инвентаризацию видового состава рода;
  3. Выявить фитоценотическую приуроченность, условия обитания и экологические особенности видов рода Astragalus;
  4. Изучить адаптивную роль анатомо-морфологических признаков видов рода Astragalus Смоленской области;
  5. Провести оценку семенной продуктивности видов рода Astragalus, произрастающих на территории области;
  6. Обобщить сведения о перспективах использования астрагалов;
  7. Выявить редкие и нуждающиеся в охране виды рода Astragalus Смоленской области;
  8. Составить карты распространения видов рода Astragalus на территории области.

Научная новизна работы. Впервые уточнен видовой состав рода Astragalus для территории Смоленской области, выполнен обзор видов. Изучены анатомо-морфологические признаки астрагалов, определено их адаптивное значение. Дополнены сведения об анатомическом строении листьев, стеблей и корней в связи с адаптациями видов к различным экологическим условиям. Впервые обнаружены различные типы устьичного аппарата. С использованием электронного сканирующего микроскопа уточнены и дополнены сведения о строении спермодермы и пыльцевых зерен видов рода Astragalus. Впервые проведена оценка семенной продуктивности видов астрагалов на исследуемой территории.

Изучено распространение видов по территории Смоленской области. Для A. glycyphyllos выявлены новые места произрастания. Указания некоторых авторов (Борисова, 1946; Булохов, Величкин, 1998; Скворцов, 2000) на произрастание A. cicer в границах Смоленской области впервые подтверждены достоверными, авторскими гербарными сборами. Внесены некоторые изменения в существующее природное районирование территории Смоленской области (Погуляев, Шостьина, 1963; Шкаликов и др., 2001) в соответствии с современными данными о состоянии растительного покрова. Впервые составлены карты-схемы географического распространения видов рода на территории Смоленской области.



Определено значение видов рода Astragalus в фитоценозах Смоленской области, приведены сведения об их эколого-ценотической приуроченности, изучен видовой состав ассоциаций с участием исследуемых видов. Показана роль астрагалов в формировании луговых и лесных сообществ.

Теоретическая и практическая значимость. Проведенное исследование существенно дополняет сведения о видовом составе, условиях обитания и экологических особенностях видов рода Astragalus. Сведения, полученные в ходе исследования, могут найти применение при выполнении работ по борьбе с эрозией почв и восстановлению луговых сообществ с участием астрагалов.

Материалы исследований могут быть использованы при составлении региональных флор, «Красной книги Смоленской области». Данные по фитоценологии, экологии, анатомии и морфологии астрагалов могут применяться при чтении базовых курсов и дисциплин специализации на кафедре ботаники и основ с/х Московского государственного областного университета и кафедре ботаники и основ с/х Смоленского государственного университета.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Международной конференции «Актуальные проблемы биоэкологии» (Москва, 2008, 2010), Всероссийской научно-практической конференции «VIII Зыряновские чтения» (Курган, 9-10 декабря 2010 г.), региональных научно-практических конференциях «Университетская наука – региону» (Ставрополь, 2008, 2009) и научно-методических семинарах кафедры ботаники и основ сельского хозяйства Московского государственного областного университета (2007, 2008, 2009, 2010, 2011).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 9 статей из них 4 – в изданиях рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и 3 приложений. Список литературы включает 325 наименований, из которых 57 на иностранных языках.

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ РОДА Astragalus L.

    1. Анализ основных систематических обработок рода

В главе приводятся обобщенные сведения по истории изучения рода Astragalus на территории Евразии. Осуществлен анализ основных систематических обработок рода, которые выполнены различными авторами, начиная с 1753 года (Linnaeus, 1753; Marschall а Bieberstein, 1798, 1819; Pallas, 1800; De Candolle, 1802, 1825; Bunge, 1868, 1869; Trautvetter, 1883, 1884; Шмальгаузен, 1886; Липский, 1899; Гончаров, 1946; Гроссгейм, 1952; Камелин, 1981; Podlech, 1983, 1988; Белоус, 1990), а также работ, посвященных анатомо-морфологическим и экологическим особенностям видов рода Astragalus (Tournefor, 1717; Mohl, 1857; Pammel, 1899; Lutz, 1910; Leupin, 1932; Watari, 1934; Борисова 1938; Аствацатрян, Ярошенко, 1941, 1948; Baum, 1948; Панкова, 1956, 1963; Ищенко, 1960, 1964; Маркова, 1962, 1963; Никитин 1962; Пленник 1968; Дудик 1970; 1979).

    1. Изучение растительного покрова Смоленской области. Впервые проведен анализ литературных источников, посвященных изучению и накоплению сведений о растительном покрове Смоленской области, в том числе работ по изучению представителей рода Astragalus.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования явился род Astragalus территории Смоленской области. Изучены гербарные коллекции УРАН Ботанического института имени В.Л. Комарова РАН (LE), УРАН Главного ботанического сада имени Н.В. Цицина РАН (MHA), Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (МW), Московского государственного областного университета (МГОУ), Смоленского государственного университета (СмолГУ).

Полевые исследования проводились в весенне–летний период 2007–2011 гг. на территории 25 административных районов Смоленской области с применением маршрутного метода. Собран гербарий, насчитывающий более 300 листов.

Геоботанические исследования проводились по методу закладки пробных площадок (Raunkiaer, 1909; Алехин, 1925; Воронов, 1973).

Характеристика луговых фитоценозов осуществлялась по классификации П.Д. Ярошенко (1961) с небольшими изменениями. При описании лесных фитоценозов, использовалась классификация Г. Вальтера и В. Алехина (1936).

Изучение анатомо-морфологических признаков вегетативных и генеративных органов проводилось с использованием штангельциркуля «CМ-150-0,02» и микроскопа «МБС–10», при помощи окуляра с линейкой по методу Д.Б. Варда (Ward, 1974). Объем выборки составил 50 единиц (Плохинский, 1967). Исследование семян проводилось по методике В.Н. Доброхотова (1961). Результаты измерений по морфологическим признакам подвергались статистической обработке с помощью программы «Primer of Biostatistics» Version 4.03 for WINDOWS.

Изучение особенностей строения спермодермы семян и скульптуры пыльцевых зерен осуществлялось с использованием сканирующего электронного микроскопа JSM–6390 LA (БИН РАН, г. Санкт-Петербург).





Анатомические исследования выполнялись на живом и фиксированном в 76% спирте растительном материале. Приготовленные препараты изучались с помощью биологического микроскопа XSP–128Н, при увеличении: 40, 100, 400.

Репродуктивная способность растений изучалась по методике В. Тролля (Troll, 1964), определялась потенциальная, условно-реальная и реальная семенная продуктивность (Вайнагий, 1962, 1974; Работнов, 1950, 1960; Старикова, 1963; Левина, 1965; Ходачек, 1978).

Лабораторная всхожесть семян изучалась по «Методике естественных условий» (Фирсова, 1955). Семена подвергались воздействию отрицательных температур, затем выдерживались в течении 15 минут в 30% растворе серной кислоты (H2SO4), промывались, проращивались при постоянной и переменной температуре.

Проводился эксперимент по определению почвенных предпочтений проростков видов, а также интродукции и реинтродукции видов рода Astragalus.

Фотографии выполнялись фотокамерами «Canon–1000D» и «Canon Power Shot A640».

Латинские названия видов приводятся в соответствии со сводкой С.К. Черепанова (1995).

ГЛАВА 3. Физико-географическая характеристика территории Смоленской области

В главе 3. представлена характеристика территории Смоленской области, описаны: геологическое строение, рельеф, климат, реки и озера (Погуляев 1955; Гробштейн, Перлин, 1962; Маймусов, 1996; Шкаликов и др., 2001), почвенный покров (Шашко, 1967; Маймусов, 1997). Приводятся сведения по истории формирования растительного покрова Смоленской области и возможных путях проникновения видов рода Astragalus на данную территорию с привлечением данных палеогеографии (Алексеев, 1927, 1949; Вангенгейм, 1977; Величкевич, 1982; Криштофович, 1946, 1957, 1963; Лавренко, 1948, 1981; Нейштадт, 1957; Носова, 1973; Писарева, Шик, 1998, 2005; Писарева и др., 2006; Салов, 1958; Сукачев, 1938; Сытин, 2009; Шик, 2002). Представлено природное районирование территории Смоленской области (Погуляев, Шостьина, 1963; Шкаликов и др., 2001) с небольшими изменениями с учетом современных данных о состоянии растительного покрова.

ГЛАВА 4. Эколого-биологические особенности видов рода Astragalus L. и адаптивная роль анатомо-морфологических признаков

4.1. Обзор видов рода Astragalus L. Смоленской области

Согласно нашим исследованиям на территории области произрастает четыре вида, которые в соответствии с системой рода (Podlech, 1988), относятся к двум подродам и трем секциям. A. glycyphyllos L. (sect. Glycyphyllos Bunge), A. cicer L. и A. danicus Retz. (sect. Hypoglottidei DC. (sect. Euhypoglottis Bunge), являются представителями подрода Astragalus. A. arenarius L. (sect. Craccina (Steven) Bunge) – подрода Cercidothrix Bunge.

Опираясь на данные полевых исследований, изучение морфологических особенностей вегетативных и генеративных органов представлены описания видов и их экологических особенностей, карты распространения по территории Смоленской области.

Изучено строение пыльцевых зерен астрагалов. У всех видов пыльцевые зерна трехбороздно-оровые, в очертании с экватора продолговато-эллипсоидальные, с полюса округло-треугольные. У A. danicus редко встречаются пыльцевые зерна, имеющие в очертании с полюса округлую форму. Пыльцевые зерна изученных видов отличаются скульптурой экзины. У A. glycyphyllos поверхность экзины представлена бугорками, между которыми расположены ячеи округлой и неправильной формы. Поверхность экзины пыльцевых зерен A. danicus отличается большим количеством ячей, которые преимущественно имеют вытянутую форму. Ячеи по поверхности пыльцевых зерен расположены равномерно. Поверхность экзины пыльцевых зерен A. cicer и A. arenarius однотипна и представлена ячеями, имеющими многогранную форму, но у A. cicer ячеи пяти-, редко шестигранные, а у A. arenarius ячеи всегда шестигранные. Ячеи A. cicer и A. arenarius отличаются не только количеством граней, но и поверхностью их дна. На дне ячей у A. cicer имеются только отверстия. На дне ячей у A. arenarius имеются отверстия, через которые выступают крупные бугорки. Бугорки расположены как группами, так и одиночно.

Морфологические описания, исследованных видов сопровождаются авторскими рисунками, которые иллюстрируют морфологические особенности видов.

4.2. Морфологические признаки и их адаптивное значение.

Корень. По классификации жизненных форм И.Г. Серебрякова, все представители рода Astragalus, произрастающие в Смоленской области, являются наземными травянистыми поликарпиками с ассимилирующими побегами несуккулентного типа и относятся к разным подклассам: стержнекорневые (каудексовые) растения (A. glycyphyllos), стержне-кистекорневые растения (A. danicus, A. arenarius), короткокорневищные растения (A. cicer).

В процессе онтогенеза жизненная форма изменяется от стержнекорневой к каудекснокорневищной (A danicus и A. arenarius), или к каудекснокороткокорневищной (A. cicer) форме. У всех исследуемых видов установлены признаки партикуляции. Подтверждена зависимость между развитием корневой системы и особенностями почвенных условий мест произрастания данных видов.

Все исследованные виды произрастают на дерново-подзолистых почвах, которые формируются под травянисто-лесными фитоценозами на лессовидных суглинках, супесях и песках, в теплых и сухих условиях. В летний период дерново-подзолистые почвы мест произрастания астрагалов могут испытывать сильное иссушение. Хорошее дренирование обеспечивается их гранулометрическим составом, а также наличием крупных включений в почвенных горизонтах. Все исследованные виды по отношению к плодородию почвы относятся к группе мезотрофных растений.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.