Структура ценопопуляций Heracleum sosnowskyi и механизмы поддержания их устойчивости в условиях севера

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы рост и продуктивность, ритм развития, онтогенетическая и пространственная структура ценопопуляций борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi Manden.) на территории Республики Коми. Продолжительность вегетации H. sosnowskyi составляла 180–190 дней за счет ранневесеннего прорастания семян и длительной осенней вегетации прегенеративных особей. Изученные ЦП H. sosnowskyi характеризовались левосторонними онтогенетическими спектрами, высокими индексами восстановления, что характеризует их как молодые, самовозобновляющиеся. Наибольшую численность в расчете на единицу площади имели ювенильные (710–1700 особей/м2), наименьшую (от 1 до 3 особей/м2) – генеративные растения. Средняя плотность имматурных особей составляла 4–7 шт/м2, виргинильных – 12–16 шт/м2. Обнаружено отсутствие проростков в период цветения растений, что является следствием синхронного прорастания мерикарпиев и быстрого прохождения этапа послевсходового развития. Растения приступали к цветению в возрасте 2–6 полных лет, максимальный срок жизни особей составил 7 лет. Растения H. sosnowskyi характеризовались высокой продуктивностью, формируя до 15 кг/м2 сырой фитомассы, половину которой составляли генеративные особи. Основная часть ассимилирующей поверхности генеративных особей располагалась в верхних слоях (по типу “перевернутая пирамида”) и поглощала около 70% поступающей ФАР. Выявленные механизмы самоподдержания ЦП опосредуют распространение и удержание захваченных территорий растениями H. sosnowskyi на северной границе вторичного ареала.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. В. Далькэ

Коми научный центр УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: dalke@ib.komisc.ru

Институт биологии

Россия, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28

С. П. Маслова

Коми научный центр УрО РАН

Email: dalke@ib.komisc.ru

Институт биологии

Россия, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28

И. Г. Захожий

Коми научный центр УрО РАН

Email: dalke@ib.komisc.ru

Институт биологии

Россия, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28

Г. А. Гольке

ФГБОУ ВО “СГУ им. Питирима Сорокина”

Email: dalke@ib.komisc.ru
Россия, 167001, Сыктывкар, просп. Октябрьский, 55

Ю. А. Смотрина

Коми научный центр УрО РАН; ФГБОУ ВО “СГУ им. Питирима Сорокина”

Email: dalke@ib.komisc.ru

Институт биологии

Россия, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28; 167001, Сыктывкар, просп. Октябрьский, 55

Список литературы

  1. Динамика ценопопуляций растений. М.: Наука, 1985. 205 с.
  2. Злобин Ю.А. Принципы и методы ценотических популяций растений. Казань: Казанский университет, 1989. 146 с.
  3. Османова Г.О., Животовский Л.А. Онтогенетический спектр как индикатор состояния ценопопуляций растений // Известия РАН. Серия биологич. 2020. № 2. С. 144–152. doi: 10.31857/S0002332920020058
  4. Pyšek P., Richardson D.M. Invasive species, environmental change and management, and health // Annual Review of Environment and Resources. 2010. V. 35. P. 25–55. http://dx.doi.org/10.1146/annurev-environ-033009-095548
  5. Boardman L., Lockwood J., Angilletta M.J., Meyerson L. The future of invasion science needs physiology // BioScience. 2022. V. 72. № 12. P. 1204–1219. doi: 10.1093/biosci/biac080
  6. Ecology and management of Giant Hogweed (Heracleum mantegazzianum). CAB International / Eds. Pysek P., Cock M.J.W., Nentwig W., Ravn H.P. Gateshead, 2007. P. 352.
  7. Озерова Н.А., Кривошеина М.Г. Особенности формирования вторичных ареалов борщевиков Сосновского и Мантегацци (Heracleum sosnowskyi, H. mantegazzianum) на территории России // Росс. журн. биологич. инвазий. 2018. № 1. С. 78–87.
  8. Dalke I.V., Chadin I.F., Zakhozhiy I.G. et al. Traits of Heracleum sosnowskyi plants in monostand on invaded area // PLOS ONE. 2015. V. 10(11). Art. e0142833. doi: 10.1371/journal.pone.0142833
  9. Панасенко Н.Н. Некоторые вопросы биологии и экологии борщевика Cосновского (Heracleum sosnowskyi Manden.) // Росс. журн. биологич. инвазий. 2017. № 2. С. 95–106.
  10. Булохов А.Д., Семенищенков Ю.А., Панасенко Н.Н. Нитрофитные травяные сообщества класса Epilobietea angustifolii Tx. et Preising ex von Rochow 1951 в Сожско-Деснинском междуречье // Растительность России. 2018. № 33. С. 19–40.
  11. Chadin I., Dalke I., Tishin D. et al. A simple mechanistic model of the invasive species Heracleum sosnowskyi propagule dispersal by wind // Peer J. 2021. V. 9. Art. e11821. https://doi.org/10.7717/peerj.11821
  12. Лаптева Е.М., Захожий И.Г., Далькэ И.В. и др. Влияние инвазии борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi Manden.) на плодородие постагрогенных почв Европейского Северо-Востока // Теоретическая и прикладная экология. 2021. № 3. С. 66–73. doi: 10.25750/1995-4301-2021-3-066-073
  13. Tappeiner U., Cernusca A. Model simulation of spatial distribution of photosynthesis in structurally differing plant communities in the Central Caucasus // Ecological Modelling. 1998. V. 113. № 1. P. 201–223. https://doi.org/10.1016/S0304-3800(98)00144-6
  14. Pergl J., Perglová I., Pyšek P., Dietz H. Population age structure and reproductive behaviour of the monocarpic perennial Heracleum mantegazzianum (Apiaceae) in its native and invaded distribution ranges // American Journal of Botany. 2006. V. 93. № 7. P. 1018–1028. https://bsapubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.3732/ajb.93.7.1018
  15. Baležentienė L., Bartkevičius E. Invasion of Heracleum sosnowskyi (Apiaceae) at habitat scale in Lithuania // Journal of Food, Agriculture & Environment. 2013. V. 11. № 2. P. 1370–1375.
  16. Абрамова Л.М., Голованов Я.М., Рогожникова Д.Р. Борщевик Сосновского (Неrасlеum sоsnоwsкyi Маndеn., Арiасеае) в Башкортостане // Росс. журн. биологич. инвазий. 2021. № 1. С. 2–12.
  17. Арепьева Л.А., Арепьев Е.И., Казаков С.Г. Распространение борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi Manden.) на южной границе вторичного ареала в европейской части России // Росс. журн. биологич. инвазий. 2021. № 4. С. 2–15. doi: 10.35885/1996-1499-2021-14-2-2-15
  18. Захожий И.Г., Далькэ И.В., Чадин И.Ф., Канев В.А. Эколого-географический анализ распространения Heracleum persicum, H. mantegazzianum и H. sosnowskyi на северной границе вторичного ареала видов в Европе // Росс. журн. биологич. инвазий. 2022. № 1. С. 55–70. doi: 10.35885/1996-1499-15-1-55-70
  19. Далькэ И.В., Маслова С.П., Плюснина С.Н. и др. Новый метод определения календарного возраста растений Heracleum sosnowskyi и оценка на его основе возрастного состава в ценопопуляциях вида на Севере // Экология. 2023. № 3. С. 212–219. doi: 10.31857/S0367059723030022
  20. Кудинов М.М., Касач А.А., Чекалинская И.И. и др. Интродукция борщевиков в Белоруссии. Минск: Наука и техника, 1980. 200 c.
  21. Сацыперова И.Ф. Борщевики флоры СССР – новые кормовые растения. Л.: Наука, 1984. 223 с.
  22. Атлас Республики Коми по климату и гидрологии. Под ред. А.И. Таскаева. М.: ДиК, Дрофа, 1997. 116 с.
  23. Schneider C., Rasband W., Eliceiri K. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis // Nat Methods. 2012. V. 9. P. 671–675. https://doi.org/10.1038/nmeth.2089
  24. Далькэ И.В., Малышев Р.В., Маслова С.П. Экофизиология дыхания растений Heracleum sosnowskyi в условиях Севера // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 2. С. 77–82. doi: 10.25750/1995-4301-2020-2-077-082
  25. Корнева И.Г. Некоторые эколого-биологические особенности развития борщевика Сосновского на Сахалине // Вестник Сахалинского музея. 2004. № 11. С. 390–397.
  26. Абрамова Л.М., Девятова Е.А., Штекер Л., Чернягина О.А. К характеристике ценопопуляций борщевика Cосновского (Heracleum sosnowskyi Manden.) в городе Петропавловске-Камчатском (Российский Дальний Восток) // Научные ведомости Белгородского гос. ун-та. Серия: Естественные науки. 2014. Т. 26. № 3 (174). С. 5–8.
  27. Черняк Д.М. Изучение семенной продуктивности Heracleum sosnowskyi Manden. в условиях юга Приморского края // Международный научно-исслед. журн. 2018. № 8 (74). С. 92–95. doi: 10.23670/IRJ.2018.74.8.019
  28. Болотова Е.С. Продолжительность жизни борщевика Сосновского в условиях культуры в центральной зоне Коми АССР // Биологические исследования на Северо-Востоке европейской части СССР (Ежегодник). Сыктывкар, 1974. С. 54–59.
  29. Балмазов М.В., Чирков Ю.И., Огородников Б.И. Фитоклиматические особенности и архитектоника посевов борщевика Сосновского // Известия ТСХА. 1986. Вып. 6. С. 41–44.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Сроки прохождения фенофаз растениями Heracleum sosnowskyi и теплообеспеченность территории суммой активных температур > 5 °С (САТ5, °С): 1 – появление всходов и вегетативный рост растений, 2 – бутонизация, 3 – цветение, 4 – плодоношение, 5 – расселение плодов и отмирание надземной части растений. Цифры в кружках обозначают продолжительность фенофаз в днях. Представлены данные для ЦП 1–6.

Скачать (199KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Динамика накопления фитомассы (а) и индекс листовой поверхности (б) в ценопопуляциях Heracleum sosnowskyi в течение вегетационного периода (N = 50 площадок, 2021–2022 гг.). Представлены данные для ЦП 1–6.

Скачать (224KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение массы (а) и площади (б) листьев, наклон плоскости листовой пластинки (в) и поступление фотосинтетически активной радиации (ФАР) в полуденное время суток (г) в ЦП Heracleum sosnowskyi. Ось ординат представлена в виде логарифмической шкалы (N = 18 площадок, июнь – июль 2021 и 2022 гг.). Представлены данные для ЦП 1–6.

Скачать (150KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024