Ecological features of some species of the Lily of the valley family (Convallariaceae) in the Kirov Region

Cover Page

Abstract


In connection with the anthropogenic load on the natural habitats of many medicinal plant species, it is relevant to assess the ecological conditions of growth in order to study the relationships between species and plant communities. The paper presents the analysis of ecological features of some species of the Lily of the valley family (Convallariaceae) in the Kirov Region. To identify the ecological-phytocoenotic association of the studied species in forest communities of the Kirov Region, 45 coenotic populations (CP) of Convallaria majalis , 10 CP of Polygonatum odoratum and 20 CP of Majanthemum bifolium were studied. When analyzing the ecological conditions of the species habitats, H. Ellenberg ecological scales were used. Geobotanical descriptions of plant communities were carried out according to generally accepted methods. It has been established that the amplitudes of the ecological spaces of the studied species in the Kirov Region practically do not fit into most ranges of ecological niches calculated on the basis of H. Ellenberg scales. The species have a wide range of adaptability to the studied environmental factors. All studied species are distributed on medium-moist soils (5th level of H. Ellenberg scale). The authors have shown that the studied species are similar in environmental factors such as moisture and soil richness with nitrogen. Convallaria majalis and Polygonatum odoratum - photophilous species, Majanthemum bifolium - shade-tolerant species are distinguished with respect to illumination. In the grass-shrub layer of the studied habitats of the species, 7 rare, small, narrowly araic species are listed in the Red Book of the Kirov Region ( Pulsatilia flavescens (Zuccar.) Juz., Potentilla humifusa Willd. ex Schlecht., Centaurea sumensis Kalen., Koeleria glauca (Spreng.) DC., Eryngium planum L., Geranium sanguineum L., Carex bohemica Schreb.). And 4 species that need constant monitoring and observation in the region (Annex 2) - Campanula perscifolia L., Pulsatilia patens (L.) Mill., Platanthera bifolia (L.) Rich., Iris sibirica L.).


Full Text

Введение В связи с антропогенной нагрузкой на естественные местопроизрастания многих лекарственных видов растений актуальным является оценка экологических условий произрастания для изучения взаимоотношений видов и растительных сообществ. Одним из приоритетных направлений в последние годы является выявление эколого-ценотических показателей видов. Экологические шкалы помогают обозначить позиции видов в растительных сообществах и рассчитать количественные характеристики климатических и эдафических факторов. На территории Кировской области начата работа по изучению видов семейства Ландышевые (Convallariaceae) с выявлением эколого-фитоценотической приуроченности и экологических оптимумов [1-5]. Наиболее известными представителями сем. Ландышевые в Кировской области являются ландыш майский (Convallaria majalis L.), купена душистая или лекарственная (Polygonatum odоratum (Mill.) Druce (P. officinale All.)) и майник двулистный (Majanthemum bifolium (L.) F.W. Schmidt). Цель работы: выявление экологических особенностей и условий местопроизрастаний видов сем. Ландышевые в Кировской области. Объекты и методы исследования Территория Кировской области располагается в пределах южной и средней тайги и в подтаежной полосе хвойно-широколиственных лесов [6; 7]. Флора Кировской области относится к голарктическому царству, бореальному подцарству, циркумполярной области, североевропейской провинции. Современная флора области представлена 1470 видами из 124 семейств [8]. Наиболее крупные по числу видов семейства астровые (Asteraceae) - 169 видов, мятликовые (Poaceae) - 134 вида, розовые (Rosaceae) - 108 видов, осоковые (Cyperaceae) - 77 видов, бобовые (Fabaceae) - 63 вида, гвоздичные (Caryophyllaceae) - 57 видов. Объектами исследования являются некоторые представители семейства Ландышевые (Convallariaceae) - ландыш майский (Convallaria majalis L.), майник двулистный (Maianthemum bifolium (L.) F.W. Schmidt.) и купена лекарственная (Polygonatum odoratum (Mill.) Druce). Для выявления эколого-фитоценотической приуроченности изучаемых видов в лесных сообществах Кировской области исследовано 45 ценопопуляций (ЦП) C. majalis, 10 ЦП P. odoratum и 20 ЦП M. bifolium. Геоботанические описания растительных сообществ проводили согласно общепринятым методам [9; 10]. Для анализа экологических условий местообитаний видов выбраны экологические шкалы Х. Элленберга [11]. Названия растений приведены по С.К. Черепанову [12]. При отборе почвенных образцов и анализе почвенных проб на содержание органического углерода (%) и кислотности использовали методику Е.В. Аринушкиной [13]. Результаты исследований и их обсуждение Все изученные виды являются автохорами, летнезелеными поликарпиками, геофитами, мезофиллами [14-18], имеют лекарственное, декоративное, ядовитое, медоносное значения [19-21]. Maianthemum bifolium - циркумбореальный, бореальный вид. В Кировской области M. bifolium встречается в еловых, сосновых, реже смешанных и лиственных лесах. Polygonatum odoratum - евразиатский, неморальный вид, в области произрастает в сосновых, реже еловых, смешанных и лиственных лесах, зарослях кустарников. Convallaria majalis - циркумбореальный, бореально-неморальный вид. В районе исследований отмечен в основном в сосновых и лиственных лесах области. Вид включен в Приложение 2 Красной книги Кировской области [22]. В области в пределах подзоны хвойно-широколиственных лесов проходит северо-восточная граница ценоареала C. majalis. Отдельные местообитания вида выявлены в подзоне южной тайги в Котельническом, Слободском районах и окрестностях г. Кирова [23]. Краткая эколого-фитоценотическая характеристика исследуемых видов дана в таблице 1. В травяно-кустарничковом ярусе исследуемых местообитаний видов выявлены редкие, малочисленные, узкоареальные виды, включенные в Красную книгу Кировской области с категорией редкости III - прострел желтеющий (Pulsatilia flavescens (Zuccar.) Juz.), лапчатка распростертая (Potentilla humifusa Willd. ex Schlecht.), василек сумской (Centaurea sumensis Kalen.), тонконог сизый (Koeleria glauca (Spreng.) DC.), синеголовник плосколистный (Eryngium planum L.), герань кроваво-красная (Geranium sanguineum L.). Кроме того, встречается редкий вид, численность которого быстро сокращается (II), - осока богемская (Carex bohemica Schreb.). Таблица 1 - Эколого-фитоценотическая характеристика исследуемых видов Изучаемые виды Таксационные параметры древесного яруса Редкие виды Средний возраст древостоя, лет Сомкнутость древостоя Средняя высота древостоя, м Maianthemum bifolium 50-150 0,3-0,9 20-29 Не обнаружены Polygonatum odoratum 15-100 0,3-0,6 12-25 Convallaria majalis, Pulsatilia patens (L.) Mill., Platanthera bifolia (L.) Rich., Potentilla humifusa Willd. ex Schlecht., Centaurea sumensis Kalen., Koeleria glauca (Spreng.) DC., Pulsatilia flavescens (Zuccar.) Juz. Convallaria majalis 25-150 0,2-0,9 8-33 Eryngium planum L., Iris sibirica L., Pulsatilia flavescens (Zuccar.) Juz., Platanthera bifolia (L.) Rich., Geranium sanguineum L., Pulsatilia patens (L.) Mill., Carex bohemica Schreb., Campanula perscifolia L. В составе фитоценозов, включающих исследованные виды, выявлены виды, нуждающиеся на территории области в постоянном контроле и наблюдении (Приложение 2), - колокольчик персиколистный (Campanula perscifolia L.), прострел раскрытый (Pulsatilia patens (L.) Mill.), любка двулистная (Platanthera bifolia (L.) Rich.), ирис сибирский (Iris sibirica L.). Результаты анализа почв показали, что M. bifolium обитает на кислых почвах, размах варьирования pH от 3 до 4, у C. majalis и P. odoratum пределы варьирования pH от 3 до 7 (рис. 1). Определение органического углерода показало, что его содержание в сообществах с исследуемыми видами колеблется: от 0,83 до 9,66% у M. bifolium, от 0,51 до 11,5% у C. majalis и от 0,82 до 12,3% у P. odoratum. Сравнительный анализ экологических шкал местообитаний изучаемых видов показал следующее. Амплитуды экологических пространств изученных ЦП в Кировской области практически по всем шкалам выходят за пределы диапазонов экологического ареала по шкалам Элленберга. Значения шкалы кислотности почв у ЦП P. odoratum расположены близко к значениям кислотности шкалы Элленберга (рис. 2: А), у C. majalis - значения шкалы богатство почв азотом (рис. 2: Б), у M. bifolium - значения шкалы влажности почв (рис. 2: В). Исследованные виды распространены на средне-влажных почвах (5-я ступень шкалы Элленберга). Рисунок 1 - Средние значения кислотности (pH; по оси ординат) почвы в сообществах изучаемых видов. Условные обозначения: A - Maianthemum bifolium, Б - Convallaria majalis, В - Polygonatum odoratum По шкале освещенности изучаемые сообщества M. bifolium отмечены в условиях от полутени до тени (5-я ступень шкалы Элленберга), вид характеризуется как теневыносливый. C. majalis является теневыносливым и светолюбивым видом, встречаясь в местопроизрастаниях от полутени до полного освещения (6-я ступень шкалы Элленберга). P. odoratum - светолюбивое растение, может расти при полной освещенности с количеством света до 40% (8-я ступень шкалы Элленберга). А Б В Рисунок 2 - Характеристика местообитаний изучаемых видов, баллы (по экологическим шкалам Элленберга). Условные обозначения: А - Polygonatum odoratum, Б - Convallaria majalis, В - Maianthemum bifolium. L - освещенность, Fe - влажность почвы, R - реакция почвы, N - обеспеченность почвы азотом. Светло-серым цветом обозначен диапазон экологического пространства исследованных ЦП; темно-серым цветом - диапазон экологического ареала по шкалам Элленберга Выводы Исследования показали, что амплитуды экологических пространств изученных ЦП в Кировской области практически по всем шкалам выходят за пределы диапазонов экологического ареала по шкалам Элленберга. Балльные значения широко варьируют. Изучаемые виды схожи по таким экологическим факторам, как влажность и богатство почвы азотом. По отношению к освещенности исследуемые виды различаются. C. majalis и P. odoratum - светолюбивые виды, M. bifolium - теневыносливый вид. В травяно-кустарничковом ярусе зарегистрированы 7 редких, малочисленных видов, включенных в Красную книгу Кировской области, и 4 вида, нуждающихся на территории области в постоянном контроле и наблюдении (Приложение 2).

About the authors

Venera Nuritdinovna Suleimanova

Professor Zhitkov Russian Research Institute of Game Management and Fur Farming; Vyatka State Agricultural Academy

Email: venera_su@mail.ru

candidate of biological sciences, senior researcher of Ecology and Plant Resources Department; associate professor of Ecology and Zoology Department

Tatyana Leonidovna Egoshina

Professor Zhitkov Russian Research Institute of Game Management and Fur Farming; Vyatka State Agricultural Academy

Author for correspondence.
Email: etl@inbox.ru

doctor of biological sciences, professor, head of Ecology and Plant Resources Department; professor of Ecology and Zoology Department

References

  1. Сулейманова В.Н., Ишмуратова М.М., Ишбирдин А.Р. Экологические характеристики и стратегии жизни Maianthemum bifolium (L.) F.W. Schmidt в лесах Европейского сектора подзоны южной тайги // Вестник БашГУ. 2007. № 4 (12). С. 41-42.
  2. Сулейманова В.Н., Ишмуратова М.М., Егошина Т.Л. Состояние ценопопуляций Maianthemum bifolium (L.) F.W. Schmidt (Liliaceae) в южно-таежной подзоне Кировской области // Раст. ресурсы. 2012. Т. 48, вып. 4. С. 504-517.
  3. Сулейманова В.Н. Особенности плодоношения и демографические характеристики ценопопуляций Maianthemum bifolium (L.) F.W. Schmidt в таежной и подтаежной зоне // Вестник СамГУ. Естественнонаучная серия. 2006. № 7 (47). С. 212-216.
  4. Сулейманова В.Н., Егошина Т.Л. Эколого-фитоценотическая характеристика Convallaria majalis L. в подзоне хвойно-широколиственных лесов Кировской области // Вестник Удмуртского государственного университета. 2014. Вып. 1. С. 49-56.
  5. Егорова Н.Ю., Сулейманова В.Н., Егошина Т.Л. Экологические предпочтения некоторых доминантов травяно-кустарничкового яруса таежных фитоценозов // Сохранение лесных экосистем: проблемы и пути их решения: мат-лы всерос. науч.-практ. конф. (г. Киров, 15-19 мая 2017 г.). Киров: ООО «Издательство «Радуга-ПРЕСС», 2017. С. 218-221.
  6. Геоботаническое районирование Нечерноземья европейской части РСФСР. Л.: Наука, 1989. 64 с.
  7. Леса Кировской области / под ред. А.И. Видякина, Т.Я. Ашихминой, С.Д. Новоселова. Киров: Кировская областная типография, 2007. 400 с.
  8. Тарасова Е.М. Флора Вятского края. Ч. 1. Сосудистые растения. Киров: Кировская областная типография, 2007. 440 с.
  9. Методы изучения лесных сообществ: монография / Е.Н. Андрева, И.Ю. Баккал, В.В. Горшков и др. СПб.: НИИХ Химии СПбГУ, 2002. 240 с.
  10. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Наука о растительности: История и соврем. состояние основных концепций. Уфа: Гилем, 1998. 412 с.
  11. Ellenberg H. Zeigerwerte der Gefaspflanzen Mitteleuropas. Gottingen, 1974. 97 s.
  12. Черепанов С.Н. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб.: Мир и семья, 1995. 990 с.
  13. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1970. 487 с.
  14. Крылова И.Л. О фитоценотическом оптимуме и его критериях // Популяционная экология растений: мат-лы конф. М.: Наука, 1987. С. 14-18.
  15. Крылова И.Л. Convallaria majalis L. как компонент растительных сообществ // Растительные ресурсы. 1993. Т. 29, вып. 2. С. 1-10.
  16. Вахрамеева М.Г., Малева Н.В. Майник двулистный // Биологическая флора Московской области. Т. 8. М.: Изд-во МГУ, 1990. С. 91-101.
  17. Рысина Г.П. Ранние этапы онтогенеза лесных травянистых растений Подмосковья. М.: Наука, 1973. С. 16-17.
  18. Полянская Т.А., Леонтьева И.И., Шестакова Э.В., Файзуллина С.Я. Онтогенез майника двулистного (Maianthemum bifolium (L.) F.W. Schmidt.) // Онтогенетический атлас лекарственных растений. Т. 2 / под ред. Л.А. Жуковой. Йошкар-Ола: МарГУ, 2000. С. 210-215.
  19. Дикорастущие полезные растения России / отв. ред. А.Л. Буданцев, Е.Е. Лесиовская. СПб.: Издательство СПХФА, 2001. С. 213-216.
  20. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII изд., т. III. М., 2015. 1294 с.
  21. Машковский М.Д. Лекарственные средства. 16-е изд. М.: Волна, 2017. 1216 с.
  22. Красная книга Кировской области: Животные, растения, грибы. 2-е изд. / под ред. О.Г. Барановой, Е.П. Лачохи, В.М. Рябова, В.Н. Сотникова, Е.М. Тарасовой, Л.Г. Целищевой. Киров: Кировская областная типография, 2014. 336 с.
  23. Егорова Н.Ю., Сулейманова В.Н., Егошина Т.Л. Растительный покров особо охраняемых природных территорий поймы реки Вятка // Самарский научный вестник. 2018. Т. 7, № 2 (23). С. 31-36.

Statistics

Views

Abstract - 54

PDF (Russian) - 25

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2019 Suleimanova V.N., Egoshina T.L.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies