WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Эколого-биологические особенности видов рода клен (acer l.) в лесостепи среднего поволжья (на примере г. самары)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Осипова Елена Александровна

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

ВИДОВ РОДА КЛЕН (ACER L.)

В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ (на примере г. Самары)

Специальность 03.00.16 Экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Тольятти 2009

Работа выполнена на кафедре экологии и охраны окружающей среды

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Самарский государственный областной университет (Наяновой)»

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: Доктор биологических наук, профессор Кавеленова Людмила Михайловна Доктор биологических наук, профессор Кулагин Алексей Юрьевич; Кандидат биологических наук, доцент Беляева Юлия Евдокимовна
ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН

 

Защита диссертации состоится 10 ноября 2009 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 002.251.01 при Институте экологии Волжского бассейна РАН по адресу: 445003, Самарская обл., г. Тольятти, ул. Комзина, 10. Тел. (848-2) 48-99-77, факс (848-2) 48-95-04, E-mail: ievbras2005@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института экологии Волжского бассейна РАН, с авторефератом – в сети Интернет на сайте ИЭВБ РАН по адресу: http://ievbran.ru

Автореферат разослан «____» сентября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук  А.Л. Маленев Общая характеристика работы Актуальность-0 А.Л. Маленев

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Территория Самарской области, примерно поровну распределяясь между лесостепью и степью, характеризуется умеренным континентальным климатом с присущими ему неблагоприятными условиями, которые оказывают негативное воздействие на произрастающие на данной территории растения. Большинство аборигенных видов, однако, обладает комплексом специфических и неспецифических защитных приспособлений, позволяющих им сохранять жизнеспособность даже при весьма значительных отклонениях условий от оптимума. Древесные растения как наиболее крупные и долговечные являются основой различных типов насаждений. В составе городских зеленых насаждений, подвергаясь воздействию суммы региональных природно-климатических условий, они одновременно несут на себе отпечаток микроусловий городской среды и специфики насаждения. В состав природных сообществ Самарской области входят два аборигенных вида кленов – остролистный и татарский, в настоящее время по распространенности к ним приблизился интродуцент клен ясенелистный. Проводимые в регионе интродукционные испытания видов рода клен, в разной мере перспективных в качестве компонентов искусственных насаждений, требуют дополнения информацией о структурно-функциональных особенностях этих растений в сравнении с местными видами.

Цель и задачи исследований. Целью исследования было комплексное изучение биоэкологических особенностей древесных растений рода Клен (Acer  (L.), интродуцированных в лесостепи Среднего Поволжья (г. Самара), в сравнении с таковыми местных видов.

Задачи исследования включали:

  1. Оценку жизненного состояния деревьев рода клен в различных модельных городских насаждениях г. Самары
  2. Изучение особенностей роста и сезонного развития деревьев рода клен
  3. Оценку различных экофизиологических показателей листьев растений рода клен (жаростойкости, параметров водного режима)
  4. Определение ведущих эколого-биохимических характеристик листовой массы (содержание фотосинтетических пигментов, свободных аминокислот, зольных элементов)

Научная новизна выполненного исследования заключается в том, что для 13 видов рода клен (2 местных и 11 интродуцентов) были изучены их структурно-функциональные особенности в лесостепи Среднего Поволжья, в условиях городских модельных насаждений. Получены сведения относительно морфологических особенностей, выполнено сравнение жаростойкости и особенностей водного режима листьев, определен ряд эколого-биохимических показателей листовой массы в сезонной динамике и для ряда различных вегетационных периодов.

Теоретическое значение. Представленные в работе данные о биологических особенностях древесных интродуцентов рода Клен могут быть использованы для развития представлений о механизмах реализации адаптивного потенциала высших растений в условиях, выходящих за пределы их экологического оптимумы



Практическое значение полученных результатов связано с возможностями использования деревьев рода Клен для создания различных типов насаждений и перспективами их использования как компонентов системы озеленения.

Апробация работы. Основные результаты исследования были представлены на международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ» (Новосибирск, 2005); российской студенческой научной конференции «Актуальные проблемы современной биологии» (Астрахань, 2005); всероссийской научной конференции «Ботанические исследования в Поволжье и на Урале» (Саратов, 2006); всероссийской конференции «Роль ботанических садов в сохранении биоразноообразия растительного мира азиатской России: настоящее и будущее» (Новосибирск, 2006); всероссийской конференции «Интродукция растений в ботанических садах» (Саратов, 2006); международной научно-практической конференции «Росилини та урбанiзацiя» (Днепропетровск, 2007); научно-технической конференции «Синергетика природных, технических и социально-экономических систем» (Тольятти, 2007); международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в России» (Кузнецк, 2007); международной конференции «Экологические проблемы бассейнов крупных рек» (Тольятти, 2008); международной научной конференции «Проблемы современной дендрологии» (Москва, 2009); международной конференции «Интродукция растений: Теоретические, методические и прикладные проблемы» (Йошкар-Ола, 2009).

Декларация личного участия автора. Автором в период 2004-2008 гг. лично проводились полевые исследования, включавшие фенологические наблюдения, определение особенностей роста и развития древесных растений рода клен в составе различных насаждениях на территории г. Самара. Лично автором проводился отбор проб растительного материала и дальнейшие лабораторные исследования, а также математическая обработка полученных данных и их интерпретация. Написание текста работы проводилось при согласовании с научным руководителем. Все опубликованные работы написаны лично автором или в соавторстве, в последнем случае доля личного участия автора в подготовке публикаций составляла 50-80%.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

  1. В городских насаждениях лесостепи Среднего Поволжья представители интродуцированных видов рода клен обнаруживают значительные различия жизненного состояния, которые соотносятся с особенностями формирования годичного прироста и в большинстве случаев – со снижением показателя высоты по сравнению с показателями в природных ареалах.
  2. Интродуценты рода клен в модельных городских насаждениях имеют выраженные различия по уровню жаростойкости листьев, а также показателям водного режима листьев и стабильности этих показателей в разные годы вегетации.
  3. Содержание фотосинтетических пигментов и накопление свободных аминокислот в листьях имеет видовые различия, что проявляется на фоне сезонной динамики и обнаруживает зависимость от года наблюдений.

Публикации. По материалам исследования опубликовано 18 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы, включающего 185 источников, в том числе 20 на иностранных языках. Общий объем работы 133 страницы. Работа содержит 35 рисунков, 10 таблиц.

Благодарности. Соискатель выражает искреннюю благодарность коллективу ботанического сада Самарского государственного университета, особо – директору Светлане Алексеевне Розно, за предоставленную возможность выполнения данной работы, помощь и консультации, а также благодарит сотрудников кафедры экологии, ботаники и охраны природы Самарского государственного университета за помощь в выполнении лабораторных исследований.

1. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ УСТОЙЧИВОСТИ ВИДОВ РОДА КЛЕН В РАЗЛИЧНЫХ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ

В главе рассматриваются основные вопросы устойчивости растений к комплексу условий произрастания (Генкель, 1975; Гродзинский, 1983; Крамер, Козловский, 1983; Лебедев, 1985; Жученко, 1988; Полевой, 1989; Медведев, 2004; Косулина, Луценко, Аксенова. 2007). Приведены сведения об эколого-биологических особенностях растений рода Клен (Acer L.), их распространении и биологических особенностях в природе (Расторгуев, 1960; Лучник, 1970; Кохно, 1972; Дендрология Узбекистана, 1973; Аксенова, 1975; Древесные растения ГБС АН СССР, 1975; Лысенко, 1976; Коропачинский, Встовская, 2002; Мамаев, Дорофеева, 2005).

2. ОБЪЕКТЫ УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами исследования являлись деревья - представители 13 видов рода Клен (Acer L.): клен остролистный (Acer platanoides L.), клен татарский (A. tataricum L.) (местные виды), клен ясенелистный (A. negundo), клен полевой (A. campestre L.), клен серебристый (A. saccharinum L.), клен завитой (A. circinatum Pursh.), клен голый (A. glabrum Torr.), клен Семенова (A. Semenovii Rgl. et Herd.), клен моно (A. mono Maxim.), клен гиннала (A. ginnala Maxim.), клен калинолистный (A. opalus Mill.), клен притупленный (A. opalus Mill. var. obtusatum), клен ложноплатановый (A. pseudoplatanus L.) (интродуценты различного географического происхождения). Изучавшиеся деревья размещались в дендрарии ботанического сада Самарского государственного университета (представлены все названные виды), а также в различных зеленых насаждениях г. Самара (парках, скверах, уличных посадках), в которых было заложено 15 пробных площадей по всей территории города (представлено от 2 до 4 видов кленов). Основным критерием выбора пробных площадей было наличие в них растений рода Acer L (среднего возраста, в генеративной стадии развития), при этом участки отличались по видовому составу другой растительности.





Программа исследований включала изучение особенностей роста и развития растений, проведение фенологических наблюдений, определение эколого-физиологических показателей листьев, в частности жаростойкости (лабораторным методом Мацкова) и водного режима (общей оводненности, водоудерживающей способности и суточных потерь влаги – методом повторных взвешиваний), определение содержания в тканях растений фотосинтетических пигментов (хлорофиллов А, В, суммы каротиноидов - спектрофотометрией ацетоновых экстрактов), свободных аминокислот (колориметрическим методом по Х.Н.Починку) и суммы зольных элементов (методом сухого озоления в муфельной печи при +400…+5000С). Математическую обработку данных проводили с использованием программы Microsoft Office Excel 2003.

3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРОИЗРАСТАНИЯ И СОСТОЯНИЯ МОДЕЛЬНЫХ НАСАЖДЕНИЙ

Почвенный покров изучавшихся площадок в 16 модельных насаждениях на территории г. Самара был представлен средне – и тяжелосуглинистыми малогумусными почвами, которые на большинстве участков имели слабощелочную реакцию (рН водной вытяжки 7,30-7,85, при крайних значениях 6,95 и 8,05). Для большинства участков было характерно незначительное содержание в водной вытяжке из почвы хлоридов (исключение - парки Металлург и Победы) и сульфатов, содержание кальция, напротив, было достаточно высоким (до десятых долей г/100 г почвы). Повышенный уровень рН вследствие защелачивания почвы ионами кальция, вымываемыми кислотными осадками из строительных материалов и дорожных покрытий, обычен для городских условий и в большинстве случаев сам по себе не вызывает угнетения растений.

Видовой состав травостоя в модельных участках насаждений отражал высокий уровень антропогенного воздействия на каждом из них, о чем свидетельствовало повсеместное присутствие рудеральных видов. Определенное сходство с условиями лесных массивов способствовало включению в травостой сильвантов, что относилось к наиболее крупным паркам. Сравнительно более высокое плодородие почвы либо повышенный уровень биогенного загрязнения (особенно азотсодержащими компонентами) благоприятствовали развитию нитрофила крапивы двудомной, что обнаружено для модельных участков травостоя дендрария и некоторых парков. Наиболее высокий уровень антропогенной нарушенности, при обеднении и высокой рудерализации травостоя, был характерен для модельных площадок 12 и 13, расположенных в уличных насаждениях, приуроченных к оживленным улицам и крупным автомагистралям.

Наибольшее распространение в модельных насаждениях г. Самары имел интродуцент клен ясенелистный. В меньшей степени, главным образом в составе парковых насаждений, были представлены клены остролистный и татарский (местные виды), из интродуцентов – клен гиннала. Из всех интродуцентов наилучшее жизненное состояние в модельных насаждениях г. Самары было характерно для кленов серебристого, полевого и моно. Хорошее жизненное состояние имели также интродуценты: клены гиннала, голый и Семенова. Клены калинолистный, завитой и явор были представлены экземплярами с пониженным жизненным состоянием. При интродукции в условиях лесостепи Среднего Поволжья большая часть изученных видов кленов сохранила свойственную им в природном ареале форму роста – дерево (клены полевой, ясенелистный, серебристый, завитой, голый, моно). Однако некоторые виды-интродуцента рода Клен в дендрарии ботанического сада не сохранили типичной для них в природе жизненной формы, произрастая в форме кустарника (клены калинолистный, притупленный и яворе, представленные небольшими кустарниками до 1-1,5 м высотой), что явилось следствием обмерзания в экстремально суровые зимы.

Высота кленов ясенелистного, остролистного, татарского, полевого и моно соответствует естественной норме данного показателя (рис.1).

 Клен серебристый в природных условиях может достигать несколько большей-2

Клен серебристый в природных условиях может достигать несколько большей высоты, но все же показатель для данного вида близок к норме (рис.1). Клены Семенова, завитой, голый и гиннала, произрастающие в ботаническом саду, не достигают высоты, свойственной для них в природном ареале. При этом клены Семенова, голый и гиннала представлены экземплярами с весьма хорошим жизненным состоянием, и, в целом, они достаточно успешно приспособились к местным условиям. «Недорастание» до высоты, свойственной им в естественных ареалах, является вполне типичной чертой интродуцентов.

Длина годичных побегов является важным показателем, характеризующим рост и развитие растений – процессы, в наибольшей степени реагирующие на воздействие неблагоприятных условий существования. Клены остролистный, татарский, гиннала и голый характеризовались более стабильным ростом, большинство образуемых годичных побегов имели более или менее одинаковую длину и лишь небольшая часть отклонялась от среднего значения (рис.2).



Pages:   || 2 | 3 |
 


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.