ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ IRIS APHYLLA L. И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЕГО ПРОИЗРАСТАНИЯ В ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
GEOGRAPHIC VARIABILITY OF IRIS APHYLLA L. AND ITS ECOLOGICAL CONDITIONS IN THE EUROPEAN PART OF RUSSIA
А.С. Кугушева1, М.В. Казакова1, Н.А. Соболев1,2
A.S. Kugusheva1, M.V. Kazakova1, N.A. Sobolev1,2
1 Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина (Россия, 390000, г. Рязань, ул. Свободы, 46)
2 Институт географии РАН (Россия, 119017 Москва, Старомонетный пер., 29)
1 Ryazan State University named for S. Yesenin (Russia, 390000, Ryazan, ulitsa Svobody 46)
2 Institute of Geography Russian Academy of Sciences (Russia, 119017, Moscow, Staromonetny pereulok 29)
e-mail: 1a.kugusheva@rsu.edu.ru; 1m.kazakova@rsu.edu.ru; 1ni.sobolev@rsu.edu.ru; 2sobolev_nikolas@igras.ru;
Длина и ширина листьев касатика безлистного (Iris aphylla L.), а также климатические и эдафические условия его произрастания изучались в Курской, Липецкой, Орловской, Пензенской, Рязанской, Тамбовской областях и Республике Мордовии. В изученных местах произрастания микроклиматические условия индицированы как оптимальные. Установлена корреляция морфологической изменчивости с субоптимальными эдафическими условиями.
Length and width of leaves of Iris aphylla L., as well as climate and soil parameters of its habitats were measured in the regions of Kursk, Lipetsk, Oriol, Penza, Ryazan, Tambov, and the Republic of Mordovia. Microclimatic conditions seem to be optimal. Correlation of morphological variability with suboptimal edaphic conditions is established.
Изучение географической изменчивости касатика безлистного (Iris aphylla L.) и условий его существования в европейской части России выполнено как часть многолетних исследований этого вида растений лабораторией по изучению и охране биоразнообразия (ЛИОБ) РГУ имени С.А. Есенина. Ранее по литературе и собственным данным проведена инвентаризация местонахождений I. aphylla в европейской части России [5], классифицированы типы местообитаний вида на Среднерусской возвышенности, в соответствии со шкалами Д.Н. Цыганова [8] проанализирован его экологический диапазон [3], показано отсутствие однозначной связи морфометрических показателей растений с географическим положением их популяций [4] и типом местообитания [6], отмечена тенденция к произрастанию в местообитаниях, несколько отличных по микроклиматическим условиям от региональных показателей [7]. В данном сообщении мы приводим результаты статистического анализа связи морфометрических данных с данными о географическом положении и экологических условиях произрастания изученных популяций I. aphylla в Центре Русской равнины.
Места сбора материала показаны на рисунке 1. Они расположены в лесостепной зоне [9], границы которой обозначены серой полужирной линией, и к северу от нее.
Рисунок 1 Места сбора материала. Пояснения в тексте
Материал собран в 2014 и 2015 гг. в период с 15 по 25 мая в следующих местонахождениях (обозначены на Рис. 1 цифрами): Стрелецкая степь в Центрально-Черноземном заповеднике им. В.В. Алехина (1); Балка Анохинская в окрестностях д. Александровка (2); Урочище Галичья гора одноименного заповедника (3); Балка Воронец на территории памятника природы (ПП) «Низовья реки Воронец» (4); Балка Кузилинская, впадающая слева в р. Олым к югу от ПП «Урочище Кузилинка» (5); Шаховская дубрава близ пос. Шаховский (6); Памятник археологии «Городище Гать» между с. Знаменка и д. Гать (7); Урочище Паников овраг в 5 км СЗ с. Скворечное (8); Новозубовская дубрава в 2 км С с. Новозубово (9); ПП «Балка Ковыльня» на северной окраине с. Кипчаково (10); Урочище Синие камни в заказнике «Милославская лесостепь» (11); Степной склон у д. Дивилки в заказнике «Милославская лесостепь» (12); ПП «Поярковская балка» (13); ПП «Завидовский долинный комплекс» в долине р. Протва (14); Долинный комплекс р. Протва у пос. Красная Звезда (15); ПП «Новобокинская дубрава» (16); Урочище Пески в Воронинском заповеднике (17); ПП «Осиновый овраг» (18); Долинный комплекс р. Парца в 1,5 км от д. Кажлодка (19); Древняя долина р. Парца в 2 км от с. Никольское (20). Координаты мест сбора материала приводятся в таблице 1. Более подробные описания – см. [6].
В качестве морфометрических показателей рассматриваются размеры листьев вегетативных парциальных побегов I. aphylla. Измеряли длину самого длинного листа на побеге и его ширину в средней части листовой пластинки. В зависимости от числа побегов в клоне, проводили от 5 до 15 измерений, стремясь к равномерному выбору измеряемых побегов в клоне. Для этого изучаемый клон визуально делили на соответствующее число секторов, после чего из середины каждого сектора выбирали побег для измерений. Статистическая обработка выполнена по руководству Г.Н. Зайцева [2] в программе MS Excel. Результаты измерений приведены в таблице 1.
Таблица 1 Местоположение и морфометрические показатели популяций I. aphylla
Во второй половине мая средняя длина самого крупного листа на побеге I. aphylla составляет в разных популяциях от 17 см до 38,2 см. Средняя ширина тех же листьев варьирует от 1,4 см до 2,7 см. Выявлена слабая отрицательная корреляция (r = –0,49, P > 0,95) между длиной листа и географической долготой. Средняя связь (r=0,52, P > 0,95) между длиной листа L (см) I. aphylla и географическим положением (долгота Long и широта Lat, выраженные в десятичных градусах) его популяции описывается уравнением множественной регрессии:
L = 44,101–1,334×Long+0,685×Lat, ошибка m=±6,030 см.
Иных связей морфометрических показателей I. aphylla и географического положения его популяций не выявлено.
Фитоиндикация микроклиматических и эдафических условий обитания популяций I. aphylla (табл. 2) проводилась методом регрессионного анализа [1] экологических диапазонов видов сосудистых растений, отмеченных на участках произрастания I. aphylla, с использованием экологических шкал Д.Н. Цыганова [8]: термоклиматической (TM), континентальности (KN), аридности — гумидности (OM), морозности климата (CR), увлажнения почвы (HD), трофности почв (TR), богатства почв азотом (NT), кислотности почв (RC), переменности увлажнения почв (FH).
Таблица 2 Экологические условия обитания популяций I. aphylla
Анализируя данные таблицы 2, мы сравнили фактически выявленные нами показатели с характеристикой экологического диапазона I. aphylla в соответствии со шкалами Д.Н. Цыганова [8] – см. таблицу 3.
Таблица 3 Сравнение экологического диапазона I. aphylla и выявленные условий его произрастания (пояснения в тексте)
По всем четырем климатическим показателям (TM, KN, OM, CR) и по показателю увлажнения почвы (HD) выявлена сходная картина: наблюдаемая амплитуда (НА) экологических условий в местах произрастания I. aphylla значительно уже амплитуды его толерантности (АТ), то есть потенциальной широты его экологического диапазона. Средние показатели (M) экологических условий в местах произрастания I. aphylla близки к рассчитанным по [8] значениям условно оптимального режима (УОР). По нашему мнению, это означает, что I. aphylla находит оптимальные для себя микроклиматические условия и условия увлажнения почвы по всему исследованному нами региону, как в границах лесостепной зоны, так и к северу от нее. Практически во всех местообитаниях I. aphylla индицированы микроклиматические условия неморального климата с мягкими зимами, хотя северная часть изученной территории относится к областям суббореального макроклимата и умеренных зим.
Во всех случаях индицирован показатель трофности почв (TR) за пределами экологического диапазона I. aphylla (небогатые почвы). При этом не выявлено связи между этим показателем и морфометрическими характеристиками I. aphylla.
Экологические диапазоны богатства почв азотом (NT), кислотности почв (RC) и переменности увлажнения почв (FH) для I. aphylla не установлены [8]. Показатели NT во всех случаях находятся в нижней части экологического диапазона – от безазотных почв до перехода к достаточно обеспеченным азотом почвам. Выявлена средней силы положительная корреляция между NT и длиной (0,54) и шириной (0,53) листьев I. aphylla (P > 0,95). По-видимому, именно недостаток азота в почве может быть в данном случае лимитирующим фактором для I. aphylla. Одной из причин недостатка азота может быть неполноценность зоокомпонента луговостепных сообществ как следствие истории природопользования. Наряду с этим выявлена средняя отрицательная корреляция между FH и шириной (–0,51) листьев I. aphylla (P > 0,95). Возможно, при высокой переменности увлажнения почв возрастает продолжительность засушливых периодов, из-за чего снижается доступность питательных веществ для растений.
Таким образом, методом фитоиндикации установлено наличие благоприятных микроклиматических условий обитания I. aphylla в лесостепной зоне и на юге лесной зоны в Центре Русской равнины. Выявлены также неблагоприятные эдафические факторы, возникшие в результате предыдущего природопользования. Показана корреляция этих факторов с морфологическими характеристиками I. aphylla.
Работа выполнена в рамках деятельности ЛИОБ РГУ имени С.А. Есенина и государственного задания ИГ РАН «Выявление биотических индикаторов устойчивого развития и оптимизации природопользования, создание биогеографических основ территориальной охраны природы».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: