Specifics of Preservation of Gypsophila patrinii Ser. Population by Restoration on a New Site

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.123.27
Issue: № 9 (123), 2022
Suggested:
16.08.2022
Accepted:
05.09.2022
Published:
16.09.2022
90
5
XML PDF

Abstract

G. patrinii has several characteristic biological features associated with atypical calcareous habitats, the environment leaves an indelible stamp on the entire morphological appearance and biological properties of the plant. On the other hand, cenopopulations of G. patrinii are inextricably linked with stony habitats, their destruction leads to the extinction of the species. The population of G. patrinii is destroyed on the territory of the mining allotment of the Bachatsky coal mine of JSC "UK Kuzbassrazrezugol" located in Belovsky urban district of Kemerovo Oblast according to the project documents of the development of the coal mine. The possibilities of preservation of the population of Gypsophila patrinii Ser. by restoration on the territory of the regional reserve "Bochatskiye sopki" (Kuzbass) were studied.

1. Введение

В мировой повестке на ближайшие 10 лет намечены 17 целей устойчивого развития, одно из которых – сохранение биологического разнообразия [14].

Gypsophila patrinii Ser. – евразийский вид, встречающийся на юге Сибири, в Северном и Центральном Казахстане, юге России [9]. На протяжении всего ареала G. patrinii встречается редко, его местообитания часто разрушаются. Это послужило поводом включения G. patrinii  в региональные Красные книги России [2], [3], [4]. Наиболее уязвимы популяции G. patrinii на территории Кемеровской области (Кузбасс), где большая часть степных местообитаний разрушена или разрушается в результате добычи угля [10].

Под реставрацией понимается  восстановление существующих, но угасающих или малочисленных популяций [11]. Опыт реставрации популяций редких растений  ранее был апробирован на сохранении популяций Glycyrrhiza uralensis Fisch. и Epipactis helleborine (L.) Crantz.

G. patrinii – имеет несколько характерных особенностей биологии, связанных с нетипичными кальцефитными местообитаниями, среда оставляет неизгладимую печать на весь морфологический облик и биологические свойства растения. С другой стороны, ценопопуляции G. patrinii неразрывно связаны с каменистыми местообитаниями, их разрушение приводит к исчезновению вида. На территории горного отвода Бачатского угольного разреза АО «УК «Кузбассразрезуголь», расположенного в Беловском городском округе Кемеровской области согласно проектным документам развития угольного разреза уничтожается популяция G. patrinii. Для сохранения растений было принято решение восстановить популяцию G. patrinii на территории ботанического заказника «Бачатские сопки» расположенном в Беловском районе Кемеровской области.

Целью исследований явилось реставрация популяции G. patrinii на территории природного заказника Бочатские сопки.

2. Объекты и методы исследований

Местонахождения G. patrinii в основном находятся на степных склонах низкогорий, обрамляющих Кузнецкую котловину, представляющих периферию крупной мульды, так называемые горы Мелафировой подковы [13], [6]: Тарадановский увал, Ажендаровский кряж, Салтымаковский кряж, Абинские горы, хребет Узун, Караканский хребет и Бачатские сопки. G. patrinii входит в сообщества луговых и мелкодерновинных петрофитных степей с близким залеганием коренных пород [1], [5].

В 2018 году семена G. patrinii были собраны в местах природного произрастания и высеяны на территории заказника.

Для реконструкции были выбраны участки мелкодернистой каменистой степи, аналогичной участку Бачатского угольного разреза (табл). Основными доминантами на  сопках угольного разреза являются Helictotrichon desertorum (Less.) Nevski, Hedysarum gmelinii Ledeb., Potentilla acaulis L., Artemisia frigida Willd., Onosma simplicissima L. На территории заказника: Stipa capillata L., Seseli ledebourii G. Don f.,  Onosma simplicissima L., Schizonepeta multifida (L.) Briq. Следует отметить, что сохранность растительного покрова в пределах горного отвода несколько выше, чем на территории недавно организованного заказника.

Таблица 1 - Характеристика участков каменистой степи

Показатель

Горный отвод Бачатского угольного разреза

Ботанический заказник «Бачатские сопки»

Координаты

54°32908'' с.ш.

86°14719'' в.д

54°28997'' с.ш.

86°24714'' в.д

Характер поверхности

Склон 15°

Каменистая вершина

Растительная ассоциация

Мелкодерновинная каменистая степь

Антропогенно нарушенная мелкодерновинная каменистая степь

Почва

Неполноразвитая, щебнистая, чернозем выщелочный

Неполноразвитая, щебнистая, чернозем выщелочный

Структура почвы

Горизонт

А 0–5 см, черный, богатый перегноем

Б 5-10 см, смесь почвы и щебня

С > 10 см, коренная  порода в виде трещиноватых известняков

Горизонт

А 0–5 см, черный, богатый перегноем

Б 5-10 см, смесь почвы и щебня

С > 10 см, коренная  порода в виде трещиноватых известняков

Общее проективное покрытие, %

60

60

Основные доминанты растительного покрова

Helitrotrochon desertorum 10%

Hedysarum turczaninovii 5%

Potentilla acaulis 5%

Artemisia frigida 10%

Onosma simplicissima 5%

 

Stipa capillata 20%

Seseli ledeburii 5%

Onosma simplicissima 3%

Medicago falcata 3%

Schizonepeta multifida 3%

Общее количество видов, шт.

24

30

Органическое вещество, %

13,44

12,92

Азот аммонийный, мг/кг

<5,0

<5,0

Фосфор подвижный (по P2O5), мг/кг

46

40

Калий подвижный (К2О), мг/кг

218

298

Сумма поглощенных оснований, ммоль/100 г

97,2

96,0

Гидролитическая кислотность, ммоль/100 г

0,45

1,15

pHвод, ед. рН

8,15

8,04

pHсол, ед. рН

7,12

6,42

Семена были собраны и высеяны 01.10. 2018 г. на площади около 100 м2 без заделки в почву в количестве около1000 шт. Наблюдения проводились в период мониторинговых исследований в период с 2019 по 2022 гг. У растений оценивалась всхожесть семян и особенности первых стадий онтогенеза согласно методическим указаниям [8], [7], [12].

3. Результаты и обсуждение

В природных популяциях в среднегенеративном состоянии G. patrinii  представлен кустарничком с развитой стержневой корневой системой и несколькими генеративными стеблями высотой 25-40 см. На средневозрастном генеративном побеге формируется широко-метельчатое соцветие с многочисленными цветками (до 500 шт.) Общее количество семян 250-350 шт/раст. Как правило, семена не имеют периода покоя и могут прорастать в конце вегетативного сезона. Всхожесть семян высокая до 50-60%, полевая – очень низкая около 2%. Прорастание надземное у проростков (p), семядоли линейно-ланцентные, сизовато-зеленые 0,5-0,7 см., дл. и 1,5-2 мм шир. Первые настоящие листья похожи на семядоли, но отличаются большими размерами: 2–2,2 см. дл и 2-3 мм шир. Ниже семядолей располагается гипокотиль, переходящий в первичный стержневой корешок 2,5-3 см дл (рис.1).

В ювенильном состоянии (j) в основании отмерших семядолей и первых настоящих листьев образуются розеточные побеги (2-3) из 3-4 линейных листьев. Формируется сложный розеточный побег, из которых один является главным и отличается более крупными листьями. Корневая система представлена стержневым корнем 3-5 см дл. с небольшим количеством боковых корней (рис. 1, J).

Имматурное состояние (im) характеризуется ростом одного главного побега, остальные остаются розеточными. В этот период длина растения достигает 8-10 см. (рис. 1 im). В структуре побегов, появляются черты, присущие взрослому растению. Главный корень имеет слабое ветвление, длина его 6-8 см. В этом состоянии большинство особей переживают зиму.

Во второй год растение переходят в виргинильное состояние (v). У растений  образуется разветленное корневище с системой укороченных и удлиненных боковых побегов. Для этого состояния характерны крупные линейно-ланцетные листья 3,5-5 см дл. и 3-5 мм шир. Высота растений достигает 17-20 см. В основании побегов образуется слабо выраженное корневище, главный корень слегка утолщается, его диаметр достигает 3,5-4 мм., глубина проникновения в почву – 30-35 см., боковые корни хорошо развиты. Большинство экземпляров в этом состоянии уходят под зиму.

В состояние молодого генеративного растения (g1) отдельные особи (около 5-10%) переходят осенью второго года жизни, остальные – на третий год. Для них характерны удлиненные вегетативные побеги и образование одного цветущего побега, ветвление которого начинается в верхней части побега. Листья линейные 5-7 см дл и 2-3 мм шир. (рис. 3 g1). Главный корень стержневой довольно толстый с развитыми боковыми корнями. В этом состоянии образуется система укороченных побегов, образующих приподнятую дернинку из верхнерозеточных монокарпических побегов и 1-2 генеративных побега. В отличие от растений, зацветших в первый год, удлиненных вегетативных побегов не образуется или они единичные. К концу второго года в основании побегов образуется слабо выраженное корневище, главный корень слегка утолщается, его диаметр достигает 3,5-4 мм., формируется система укороченных и удлиненных боковых побегов, высота растений достигает 17-20 см.

Онтогенез G. patrinii

Рисунок 1 - Онтогенез G. patrinii

Примечание: p – проростки, j – ювенильные растение, im – имматурное растение

Онтогенез G. patrinii

Рисунок 2 - Онтогенез G. patrinii

Примечание: g1 – молодые генеративные растения

4. Заключение

Как показали исследования, сохранение популяции Gypsophila patrinii Ser. путем реставрации вполне возможно при тщательном подборе местообитаний типичных для этого вида.

Article metrics

Views:90
Downloads:5
Views
Total:
Views:90