Materials on phenology and ecology of the Batyrevskaya population of Iris aphilla L. (Chuvash Republic)

Full Text

Ирис (касатик) безлистный (Iris aphilla L.) занесён в Красную книгу Российской Федерации [1, с. 299–300] со статусом категории 2 (вид, сокращающийся в численности) и в Красную книгу Чувашской Республики [2, с. 145; 3, с. 102] со статусом категории II (уязвимый вид).

В Чувашии имеются единичные местонахождения указанного растения в южных районах республики [3–7]; он возделывается и изучается в Чебоксарском филиале ГБС РАН [8–11].

Экологические индикаторные значения ириса безлистного по Д.Н. Цыганову (1983) [12; 13]: температура = 7–12; континентальность = 7–12; криоклиматичность = 7–11; увлажнение почвы = 4–13; солевое богатство = 7–14; освещённость = 1–5.

Впервые ирис безлистный в Батыревском участке заповедника «Присурский» и прилегающих территориях нами был обнаружен в мае 2004 г. [14]. Ирис произрастал рядом с колонией сурков, подробно описанной в работе А.В. Димитриева [15]. Ранее, начиная с 1983 г. по 2003 г., на данной территории нами не было замечено произрастание ириса безлистного [16; 17]. Об этом же свидетельствуют более поздние данные ботаника заповедника Н.В. Налимовой [18; 19] и регулярные (раз в несколько дней пешие обходы заповедного участка).

Впоследствии, в мае 2005 г., в этом же месте мы обнаружили оносму простейшую (Onosma simplicissima L.), редкое степное растение, занесённое в Красную книгу Чувашской Республики [20]. Приведённые факты свидетельствуют об уникальности этих местообитаний. Но до введения на этой территории настоящего заповедного режима (с 2000 г.) указанные растения здесь не отмечались. После заповедования территории исчезнувшие и «дремавшие» растения начали восстанавливаться, цвести и плодоносить. Возможно, в данном случае сработал банк семян, хранившийся в почве; ещё, возможно, степные животные переносили семена этих растений на значительные расстояния (от территории Батыревского участка заповедника «Присурский» до других местонахождений ириса – Шемалаковского остепнённого лесного массива или Яльчикского участка государственного заповедника «Присурский» – 10–20 км). Этот ирис является зоохором и мирмекохором. Его семена разносят животные, в том числе муравьи (для этого имеются вкусные семенные придатки, которые они предпочитают). Муравьи на такие далёкие расстояния едва ли смогут перетаскивать семена ириса безлистного. Но факт остается неизменным: сильно выбитый скотом степной биогеоценоз реанимируется и восстанавливается после установления заповедного режима уже через 3–5 лет.

Согласно природному районированию Чувашской Республики [21; 2; 22], указанное местообитание относится к Юго-Востоку, где сохранились остепнённые склоны с естественным травостоем на надпойменных террасах малых рек. Эти склоны в прошлом веке использовались в основном в качестве пастбищ. Но в 1950-е годы в ряде мест на склонах были высажены яблони и другие плодово-ягодные культуры. Проведение этих работ помогло сохранить на склонах ряд редких степных растений, которые включены в Красную книгу Чувашии [2; 3] и Российской Федерации [1]. По данным М.М. Гафуровой [23; 24], на этой территории отмечено 296 видов сосудистых растений, в том числе 22 вида, которые включены в Красную книгу Чувашской Республики [2].

В историческом плане степной участок, расположенный между деревнями Бахтиярово и Татарские Тимяши (Малые Шихирданы), давно привлекал внимание биологов [25]. Учёными из Казанского университета здесь в 1920-х годах проводились исследования. Ими было внесено предложение о необходимости сохранения описанных остепнённых участков. И Центральный исполнительный комитет Чувашской Республики 31 января 1932 г. организовал заповедник для охраны степных биогеоценозов и сурков на юго-востоке республики (протокол № 1 заседания Президиума ЦИК Чувашской АССР от 31.01.32 г.) [26; 15; 27; 28]. Этим постановлением создавался заповедник из трёх кластерных участков общей площадью 1500 га. Но охрана указанных участков должным образом не была организована. Велась пастьба скота, на двух участках был посажен колхозный сад, уничтожались сурки [29].

Впоследствии из трёх заповедных участков сурки остались только в одном – около деревни Татарские Тимяши (Малые Шихирданы), на степных участках в 1950-е–1990-е годы была значительная пастбищная нагрузка, ряд видов растений и животных исчезли или находились в сильно угнетённом состоянии. В 1961 г. около деревни Татарские Тимяши был организован бессрочный республиканский сурковый заказник на площади 25 га [30], а в 2000 году он вошёл в состав государственного природного заповедника «Присурский» как кластерный участок [15; 29; 31–34].

С момента обнаружения нами местонахождения ириса безлистного в 2004 г. был организован мониторинг за его популяцией. Эту популяцию мы назвали Батыревской. Из-за отсутствия антропогенной и пастбищной нагрузки после ликвидации колхозов популяция ириса начала быстро восстанавливаться, и к 2018 г. ботаником заповедника «Присурский» было констатировано, что эта популяция является самой большой в Чувашии [24].

Нами ирис безлистный также был обнаружен на Алатырском участке заповедника «Присурский» [31; 35], где он произрастал в довольно большом количестве, но не на степных участках, а на большой поляне посреди леса.

Ирис безлистный относится к группе растений, толерантных к затенению: они могут произрастать в открытых участках, но могут также хорошо переносить затенение. Поэтому его произрастание на остепнённых участках, в заброшенных колхозных садах и на лесных полянах вполне объяснимо.

Ежегодные наблюдения за ирисом безлистным на Батыревском участке заповедника «Присурский» нами были занесены в Летопись природы государственного природного заповедника «Присурский». При этом проводились фенологические наблюдения за появлением первых листьев и началом цветения по общепринятым методикам [36–42]. Началом цветения считалось появление первых раскрывшихся бутонов на всем местообитании ириса безлистного. Эта фенофаза относится к 3-му баллу стандарта генеративного цикла развития растений (зацветание) [39, с. 12]. Фенофаза массового цветения не фиксировалась.

Используя эти данные, нами опубликованы сведения о начале вегетации ириса безлистного в Батыревской популяции [43] и составлен многолетний ряд начала цветения ириса безлистного, который представлен в таблице 1.

По поводу начала появления первых листьев у ириса безлистного (начало вегетации) нами было констатировано, что в Батыревской популяции листья появлялись раньше бутонов и наступление этого явления во многом связано с характером весенней погоды [43].

Из анализа данных таблицы 1 можно констатировать, что ранние даты наступления фазы цветения у ириса безлистного в Батыревской популяции по наблюдениям с 2004 по 2020 гг. (n = 17) отмечены в 2009, 2010, 2016 гг. (14 мая), 2019 г. (12 мая), 2020 г. (10 мая) и поздние – в 2017 г. (23 мая), 2011 г. (26 мая), 2004 г. (28 мая). Средняя дата наступления фенофазы цветения – 17–18 мая (или ≈56,59 дней от начала весеннего равноденствия).

 

Таблица 1 – Даты наступления фенофазы начала цветения ириса безлистного на территории Батыревского участка заповедника «Присурский» и прилегающих участках с 2004 по 2020 гг. (n = 17)

Феноявление	Годы
	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020
Начало цветения	28.05	18.05	17.05	начало 3-й декады мая	середина 1-й декады мая	14.05	14.05	26.05	16.05	18.05	середина мая	конец 2-й декады мая	14.05	23.05	19.05	12.05	10.05

 

Из таблицы 1 видно, что в 2019 и 2020 гг. ирис безлистный начал цвести значительно раньше, чем предыдущие 15 лет. Этот факт мы объясняем общим ходом весны этих двух последних годов. Таяние снегов весной 2019 и 2020 гг. происходил так, что снег и лёд днём таяли, а вечером замерзали; и так вымораживался лёд и снег, не образуя больших луж и быстротекущих ручьёв. Быстрое вымораживание снега и льда способствовали быстрой потере снегового покрова и более быстрому прогреванию почвы, что ускорило цветение.

К биологии и экологии ириса безлистного необходимо добавить уточнение по 2009/2010 гг. В 2009 г. снег растаял ещё в марте. Соответственно, цветение ириса наступило рано (14 мая). В начале зимы 2009/2010 гг., в декабре, был аномальный холод (до –30…–34°С) без снежного покрова, который продержался около 2-х недель и сильно повредил растения, зимовавшие в виде луковиц, клубней и корневищ.

Весна 2010 г. выдалась без заморозков, и с ранней весны сразу началась засуха. Поэтому многие растения испытывали большой стресс, часть из них погибла; из культурных многолетников после такого погодного стресса в Чувашии выжила только часть тюльпанов, лилий, ирисов и пионов [44; 45].

В 2010 г. цветение ириса безлистного в Батыревской популяции наступило также очень рано (14.05), но обилия цветения не наблюдалось (по шестибалльной шкале – от 0 до 5 баллов – его можно было оценить в 1–2 балла), интенсивность цветения была заниженной, урожай плодов, соответственно, оказался незначительным.

Если морозный период декабря 2009 г. оценить по шкале Д.Н. Цыганова [12; 13], то зиму 2009/2010 годов можно характеризовать как очень суровую: по этой шкале температура ниже –32°С вообще отсутствует, уже при менее –32°С получается 1-я гиперкриотермная (Cr 1) экологическая группа. Но для ириса безлистного эти экологические индикаторные значения по шкале Д.Н. Цыганова (1983) [12; 13] колеблются в диапазоне Cr 7–12 (от умеренных зим, когда средняя t самого холодного месяца от –8 до –16°С, до тёплых зим, когда средняя t самого холодного месяца от 0 до +8°С). Естественно, при аномальной зимней погоде 2009/2010 гг. при температуре –30…–34°С без снежного покрова в течение двух недель корневая система ириса безлистного могла повредиться существенно, что косвенно можно было наблюдать в подавленности цветения растения в Батыревской его популяции, а также в образовавшихся в местах его произрастания широких и глубоких криотермных трещин почвы. По нашим данным, от полного отмирания растений ириса безлистного в ту зиму спас накопившийся в местах его произрастания толстый слой ветоши сухой степной травы за 9-летний период заповедания территории.

Батыревская природная естественная популяция ириса безлистного относится к самой северной в ареале распространения этого редкого растения. На северной границе ареала он испытывает воздействие критических экологических условий и, несмотря на это, продолжает успешно расти и размножаться. По результатам 17-летнего периода наблюдений за данным видом в Батыревской популяции предлагаем расширить экологическую шкалу Д.Н. Цыганова [12; 13] для ириса безлистного по параметру криотермостойкости с Cr 7–12 до Cr 1–12, обязательно включив в шкалу максимальную термостойкость – гиперкриотермную (Cr 1). Конечно, этот параметр в разных популяциях может быть разным. Поэтому такое изменение экологической шкалы считаем возможным именно для Батыревской популяции ириса безлистного. За другими популяциями нужны дополнительные наблюдения. Хотя аномально холодная погода без снега в зиму 2009/2010 годов установилась на всей Европейской части России, но для ряда популяций могут быть свои особенности перезимовки в критических условиях. Поэтому к другим популяциям по расширению указанного параметра экологической шкалы Д.Н. Цыганова [12; 13] нужен индивидуальный подход и дополнительные наблюдения.

Знание о высокой зимостойкости ириса безлистного поможет в будущем при проведении работ по репатриации и расселению в естественные биогеоценозы.

About the authors

Aleksandr V. Dimitriev

Cheboksary Branch of the Main Botanical Garden named after N.V. Tsitsin of the Russian Academy of Sciences; I.N. Ulianov Chuvash State University

Author for correspondence.
Email: cheboksandr@mail.ru

candidate of biological sciences, researcher, associate professor of Nature Management and Geoecology Department

Russian Federation, Cheboksary;Cheboksary

Minazim M. Rahmatullin

State Natural Reserve «Prisursky»

Email: minazym@mail.ru

candidate of agricultural sciences, senior researcher of Scientific Department

Russian Federation, Cheboksary, Lesnoy

References

Supplementary files