Current status of  Cypripedium macranthon  Sw. (Orchidaceae) coenopopulation on Bering Islands (Komandorsky reserve)

Anzhelika Vasilyevna Mogileva; Могилева Анжелика Васильевна; Mikhail Vasilyevich Lavrentyev; Лаврентьев Михаил Васильевич; Nadezhda Andreevna Petrova; Петрова Надежда Андреевна

doi:10.17816/snv201983109

Current status of Cypripedium macranthon Sw. (Orchidaceae) coenopopulation on Bering Islands (Komandorsky reserve)

Authors: Mogileva A.V.¹, Lavrentyev M.V.², Petrova N.A.²
Affiliations:
1. Professor Zhitkov Russian Research Institute of Game Management and Fur Farming
2. Saratov State University
Issue: Vol 8, No 3 (2019)
Pages: 59-63
Section: General Biology
URL: https://snv63.ru/2309-4370/article/view/34353
DOI: https://doi.org/10.17816/snv201983109
ID: 34353

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The paper presents the results of Cypripedium macranthon Sw. monitoring on Bering Island (Kamchatka Krai) in 2012–2018. Cypripedium macranthon Sw is a rare Orchidaceae species enlisted in several regional Red Books and the Red Book of the Russian Federation. The species on Bering Island inhabits its north-eastern range border and is protected in Komandorsky State Biosphere Nature Reserve. 7 coenopoulations of C. macranthon are found on the island. The studied coenopopulation inhabits the polydominant mixed-herbs-gramineous meadow on coastal sandy dunes. The coenopopulation occupies 4,0 ha and consists of separate loci. The vital state of the plants was defined as normal (3 points). Adult vegetative and generative individuals prevail in the coenopopulation. According to our data the number of shoots was 8 to 16 individuals per sq. m. The average number of generative shoots in 2013, 2017 and 2018 was 9, 10 and 1,4 correspondingly. The maximum generativity index of 81,8% was marked in 2013 due to favorable conditions of the vegetative season. The quantitative data from different periods allow to assume that C. macranthon coenopopulation’s state is stable which if determined by the population dynamics and proportion of generative shoots.

Keywords

Cypripedium macranthon Sw, Orchidaceae, coenopopulation, test area, Red Book, monitoring, rare species, shoots dynamics, generativity dynamics, range border, coastal dunes, protected area, Komandorsky reserve, Kamchatka Krai, Commander Islands, Bering Island

Full Text

Введение

Значительная часть видов семейства Orhidaceae Juss. являются редкими и нуждающимися в охране, поэтому внесены в Красную книгу Российской Федерации [1]. На Командорских островах семейство Орхидные представлено 8 родами и 14 видами [2, с. 49–50].

Многолетние наблюдения за популяциями редких видов на особо охраняемых природных территориях являются одной из главных задач экологического мониторинга и имеют особое значение для сохранения вида. Популяция C. macranthon, произрастающая на о-ве Беринга (Камчатский край) вызывает особый интерес: здесь вид произрастает на северо-восточной границе своего ареала и представлен отдельными локусами.

Целью исследования является мониторинг состояния популяции Cypripedium macranthon на северо-восточной границе ареала (Командорские острова, о-в Беринга).

Объект исследования

Cypripedium macranthon Sw. – башмачок крупноцветковый – травянистое растение до 45 см высотой с укороченным толстым корневищем. Основания побегов с буроватыми влагалищами. Стебель прямой, с 3–5 очередными овальными листьями. Цветки (1, реже 2) розовые, с листовидным эллиптическим прицветником до 10 см длиной. Листочки околоцветника и губа нередко с более темными жилками. Губа до 7 см длиной, сильно вздутая (рис. 1). Размножение семенное и вегетативное. Вид с довольно обширным евроазиатским ареалом [3, с. 304; 4, с. 13–18]. В Камчатском крае встречается в южной и центральных частях п-ва Камчатка и на о-ве Беринга [5, с. 337]. В региональную Красную книгу C. macranthon включен как сокращающийся в численности вид (категория 2) [6, с. 44]. Внесен в Красные книги или охраняется на большей части субъектов РФ, где он встречается. Включен в Приложение II Международной конвенции СИТЕС [2].

Рисунок 1 – Cypripedium macranthon Sw.

Материалы и методика исследования

Командорские острова расположены в северной части Тихого океана и являются западной оконечностью Алеутской островной дуги, с юга ограничивающей Берингово море. Архипелаг включает в себя два крупных острова (о. Беринга и о. Медный) и многочисленные мелкие островки, камни и отдельно стоящие скалы. Общая площадь островов составляет 1854 км². Острова Беринга и Медный вытянуты с северо-запада на юго-восток и разделены проливом шириной 49 км. Высоты о-ва Беринга составляют 150–755 м над ур. м., наивысшая точка – гора Стеллера (755 м) [7, с. 18–20]. Длина острова около 90 км и площадь 1667 км² [8, с. 8]. Северная часть острова более пологая, южная гористая с узкими речными долинами.

Климат острова умеренный океанический и формируется под влиянием холодного арктического течения. Среднегодовая температура воздуха положительная и составляет 2,1°С. Годовая амплитуда невысокая – около 15°С, что обусловливает довольно суровый температурный режим в вегетационный период. Среднегодовое количество осадков составляет для о-ва Беринга 470 мм [9].

Всего на острове Беринга выявлено 7 мест произрастания вида (рис. 2): участок между рекой Ладыгинской и мысом Гаупта (Китовым), близ мыса Толстого, долина реки Передовой, верховье реки Гладковской, долина реки Казарма, верховье ручья Мальцевского и в бухте Бобровой [10, с. 399–405]. Участок между рекой Ладыгинской и мысом Гаупта (Китовым) – единственное место произрастания башмачка крупноцветкового в хозяйственной зоне заповедника и находится практически в окрестностях села Никольского.

Рисунок 2 – Местонахождение ценопопуляций C. macranthon на острове Беринга

Для долговременных работ по изучению динамики состояния ценопопуляции C. macranthon на приморском разнотравно-злаковом лугу в окрестностях р. Ладыгинской (рис. 3) в 2012 году была заложена постоянная геоботаническая площадь (ПП11, 55°14′656″ с.ш., 165°56′503″ в.д.) 10 × 10 м (рис. 4). Место под пробную площадь было выбрано на участке со средней плотностью побегов. В пределах ПП11 наблюдения проводились в 2012, 2013, 2017 и 2018 гг. Описание растительного сообщества проводилось согласно традиционным геоботаническим подходам и методикам [11; 12, с. 54–55]. Подсчет количества побегов проводился в пределах пробной площади на учетных площадках 1 м². Названия сосудистых растений даны по сводке С.К. Черепанова [13].

Рисунок 3 – Приморский разнотравно-злаковый луг в окрестностях р. Ладыгинской

Рисунок 4 – Постоянная геоботаническая площадь № 11 (ПП11) на разнотравно-злаковом лугу

Согласно сведениям Н.А. Татаренковой, на острове Беринга C. macranthon впервые собран в гербарий с.н.с. КИЭП ДВО РАН А.В. Ржавским в 1990 г., хотя был известен местным жителям, как минимум, с середины ХХ века [10]. В более ранних литературных сведениях [8; 14–18] в списках флоры вид не упоминался. Ценопопуляция, расположенная в хозяйственной зоне заповедника, впервые была обследована в 1996 г.

По материалам Н.А. Татаренковой [10, с. 401], площадь ценопопуляции C. macranthon в 1996 году на приморских дюнах в окрестностях р. Ладыгинской составляла 4,0 га. На этой площади тогда было зафиксировано 923 побега (из них генеративных 58%), средняя плотность составила около 1,3 экз/м². В 2010 году количество генеративных побегов на участке, занимаемом ценопопуляцией, составило около 9,5 тыс. [10, с. 403].

Результаты и обсуждение

Ценопопуляция располагается на приморских песчаных дюнах, которые образовались в результате абразионных процессов и ветровой эрозии, в настоящее время занимает площадь 4,0 га. На самих дюнах и между ними сохранились следы антропогенного воздействия конца прошлого века: старые зарастающие следы гусеничной техники и зарастающие тропы, образовавшиеся при выпасе крупного рогатого скота. В эколого-флористической классификации растительности Командорских островов данный фитоценоз относится к классу Salsoletea komarovii Ohba, Miyawaki et Tüxen 1973 [19, с. 1746–1747] и представлен приморским полидоминантным разнотравно-злаковым лугом. Почвы дерново-песчаные, слабо развитые. Микрорельеф бугристо-ямчатый. Общее проективное покрытие 90%. Основная масса травостоя сложена видами мезофильного лугового разнотравья [19, с. 1747]. Травостой состоит из 2 ярусов, в которых преобладают: Cypripedium macranthon Sw., Angelica gmelinii (DC.) M. Pimen., Heracleum lanatum Michx., Veratrum oxysepalum Turcz., Anemonastrum narcissiflorum (L.) Holub, Geranium erianthum DC, Plantago camtschatica Link, Leymus mollis (Trin.) Pilg., Lathyrus japonicus Willd., Parnassia palustris L., Hierochloe alpina (Sw.) Roem. & Schult., Artemisia opulenta Pamp., Bistorta vivipara (L.) S.F. Gray, Trollius riederianus Fisch. & C.A. Mey., Ligusticum scoticum L. и др. Проективное покрытие C. macranthon составляло от 10 до 13% в разные годы. В составе ценопопуляции преобладают взрослые вегетативные и генеративные особи. Жизненное состояние растений в ценопопуляции оценивалось как нормальное (3 балла). Основные количественные характеристики ценопопуляции представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Количественные характеристики ценопопуляции Cypripedium macranthon Sw. на ПП11

Год наблюдения	Площадь популяции	Обилие по Друде	Проективное покрытие, %	Жизненность, баллы	Среднее кол-во побегов на 1 м²	Число генеративных побегов	Коэффициент генеративности, %
2012	4,0 га	Sp	10	3а	8	–	–
2013	4,0 га	Sp	10	3а	11	9	81,8
2017	4,0 га	Сop1	13	3а	16	10	62,5
2018	4,0 га	Sp	10	3а	10,8	1,4	12,9

Примечание. «–» – данные отсутствуют.

Численность побегов в разные годы составляла от 8 до 16 особей на 1 м² (рис. 5). В 2012 году среднее количество побегов на 1 м² составило 8 особей. Количество цветущих побегов в этот год не учитывалось. В 2013 году среднее количество побегов немного увеличилось и составило 11 особей на 1 м². В 2017 году наблюдалось максимальное количество побегов за годы исследований – 16 особей на 1 м². В 2018 среднее количество побегов на 1 м² составило 10,8 особей. Среднее количество генеративных побегов в 2013, 2017, 2018 гг. составило 9, 10 и 1,4 особей соответственно (рис. 6). Генеративность ценопопуляции является одной из важнейших характеристик ее жизненного состояния. Величина этого показателя в годы наблюдений колебалась от 81,8% до 12,9%. Наивысший коэффициент генеративности отмечен в 2013 г. – 81,8%; наименьший в 2018 г. – 12,9%. Для 2017 г. показатель составил 62,5%. Вероятно, климатические условия на протяжении вегетационного сезона в 2013 г. были более благоприятным (более высокие температуры и достаточное увлажнение) в сравнении с 2012 и 2018 гг.

Рисунок 5 – Динамика численности C. macranthon на ПП11

Рисунок 6 – Динамика генеративности C. macranthon на ПП11

В 2012 г. обследована ценопопуляция C. macranthon на южном склоне мыса Толстый, жизненность которой оценена как нормальная (3 балла). Ценопопуляция расположена в охранной зоне заповедника и занимает участок площадью около 3,0 га. Растения распределены равномерно, проективное покрытие исследуемого вида составляло около 20%. Онтогенетический спектр полный. В ценопопуляции имелись всходы, взрослые вегетативные и генеративные растения. Возобновление вегетативное и семенное.

В долине р. Ладыгинской (вне площади, занимаемой ценопопуляцией) найдены также отдельные немногочисленные локусы C. macranthon (рис. 7), численность которых колеблется в пределах нескольких десятков особей [20, с. 286].

Заметных изменений под влиянием антропогенного воздействия (вытаптывание, обрывание частей растений) в пределах ценопопуляций не выявлено.

Рисунок 7 – Отдельный локус C. macranthon у подножья сопки в долине р. Ладыгинской

Заключение

Ценопопуляции C. macranthon на северо-восточной границе ареала (в условиях Командорских островов) имеют нормальную жизненность, площадь ценопопуляции существенно не меняется. Флуктуации числа вегетативных и генеративных побегов отражают погодные условия вегетационного сезона. Полученные результаты дают возможность охарактеризовать состояние ценопопуляции C. macranthon на о. Беринга как стабильное.

About the authors

Anzhelika Vasilyevna Mogileva

Professor Zhitkov Russian Research Institute of Game Management and Fur Farming

Author for correspondence.
Email: lika802@mail.ru

junior researcher of Ecology and Plant Resources Department

Russian Federation, Kirov

Mikhail Vasilyevich Lavrentyev

Saratov State University

Email: mihaillavrentev@yandex.ru

candidate of biological sciences, leading engineer, assistant of Chair of Botany and Ecology

Russian Federation, Saratov

Nadezhda Andreevna Petrova

Saratov State University

Email: nasch-1@yandex.ru

head of Flora and Vegetation Department at Education and Research Centre «Botanic Garden»

Saratov

References

Красная книга Российской Федерации (растения и грибы). М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. 855 с.
Мочалова О.А., Якубов В.В. Флора Командрских островов. Владивосток: Биолого-почвенный ин-т ДВО РАН, 2004. 120 с.
Сосудистые растения советского Дальнего Востока. Т. 8 / отв. ред. С.С. Харкевич. СПб.: Изд-во «Наука», 1996. 383 с.
Аверьянов Л.В. Род Башмачок – Cypripedium (Orchidaceae) на территории России // Turczaninowia. 1999. Т. 2, вып. 2. С. 5–40.
Рыбникова Н.К., Бурый В.В. Изучение состояния популяций венерина башмачка крупноцветкового Cypripedium macranthon и дремлика сосочкового Epipactis papilosa в природном парке «Налычево» (Природный парк «Вулканы Камчатки») // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей: тез. докл. XVI междунар. науч. конф. 18–19 ноября 2015 г., Петропавловск-Камчатский / отв. ред. А.М. Токранов. Петропавловск-Камчатский: КФ ТИГ ДВО РАН, 2015. С. 337–339.
Красная книга Камчатского края. Т. 2. Растения / отв. ред. О.А. Чернягина. Петропавловск-Камчатский: Изд-во «Камчатпресс», 2018. 388 с.
Пономарева Е.О., Исаченкова Л.Б. Общая физико-географическая характеристика Командорских островов // Природные ресурсы Командорских островов: запасы, состояние, вопросы охраны и использования / отв. ред. В.Е. Соколов. М.: МГУ, 1991. С. 17–29.
Васильев В.Н. Флора и палеогеография Командорских островов. М.–Л.: Изд-во АН СССР, 1957. 260 с.
Справочник по климату СССР. Вып. 27. Ч. 2, 4. Л.: Изд-во «Гидрометиздат», 1966.
Татаренкова Н.А. Популяция Cypripedium macranthon Sw. на Командорских островах (Камчатский край) // Охрана и культивирование орхидей: мат-лы IX междунар. науч. конф. 26–30 сентября 2011 г., г. Санкт-Петербург, Российская Федерация / отв. ред. И.И. Шамров. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2011. С. 399–405.
Лавренко Е.М., Корчагин А.А. Полевая геоботаника. Т. III. М.; Л.: Изд-во «Наука», 1964. 530 с.
Воронов А.Г. Геоботаника. Издание второе испр. и доп. М.: Изд-во «Высшая школа», 1973. 384 с.
Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб.: Изд-во «Мир и семья – 95», 1995. 992 с.
Fedtschenko B.A. Flore des iles du Commandeur. Cracovie, 1906. 128 p.
Степанова К.Д., Белая Г.А. К флоре и растительности Командорских островов // Вопросы ботаники на Дальнем Востоке. Владивосток: ДВФ АН СССР, 1969. С. 141–165.
Пономарева Е.О., Яницкая Т.О. Растительный покров Командорских островов // Природные ресурсы Командорских остров: запасы состояние, вопросы охраны и использования / отв. ред. В.Е. Соколов. М.: МГУ, 1991. С. 59–98.
Hulten E. Flora of Kamtchatka and adjacent islands. Stockholm, 1927. Band. 5. 216 p.
Hulten E. Flora of the Aleutian Islands and westernmost Alaska Penunsula with notes on the flora of the Commander Islands. 2 nd. ed. Weinheim, 1960. 400 p.
Крестов П.В. Растительный покров Командорских островов // Ботанический журнал. 2004. Т. 89, № 11. С. 1740–1762.
Могилева А.В. Заметки к флоре Командорских островов // Экология родного края: проблемы и пути их решения: мат-лы XIV всерос. науч.-практ. конф. с междунар. уч. 16–18 апреля 2019 г., г. Киров, Российская Федерация / отв. ред. Т.Я. Ашихмина. Киров: ВятГУ, 2019. С. 285–288.