Комплексний аналіз популяцій Trifolium pratense L. на заплавних луках лісостепової зони України
DOI:
https://doi.org/10.29038/2617-4723-2018-377-5-15Ключові слова:
онтогенетична та віталітетна структури, пасквальний і фенісиціальний градієнти, пороги стійкості виду, Trifolium pratense, бобовіАнотація
Заплавні луки, з одного боку, є цінними господарськими угіддями, а з іншого – резерватами лучного біорізноманіття. Для збереження лучих екосистем, які перебувають під впливом інтенсивних антропогенних навантажень у вигляді випасання та сінокосіння, важливою є розробка науково обґрунтованих підходів щодо їх нормування. Популяційний підхід є перспективним у розв’язанні цієї проблеми. Популяційні дослідження проводили на заплавних луках Лісостепу України на двох господарських градієнтах – на пасовищному (пасквальному) та сінокісному (фенісиціальному). Градієнт пасквальної дигресії включав п’ять ступенів: ПД0, або КД – контрольна ділянка (ділянки, на яких відсутні випасання й сінокосіння); ПД1 – початкова стадія випасання; ПД2 – стадія помірного випасання; ПД3 – стадія сильного випасання (напівзбій); ПД4 – надмірне випасання (збій). Градієнт фенісиціальної – 4 ступеня: ФД0 (КД) – контрольна ділянка; ФД1 – початкова стадія (сінокосіння один раз на рік); ФД2 – помірне сінокосіння (сінокосіння двічі на рік); ФД3 – надмірне сінокосіння (багаторазове, неконтрольоване). Під час дослідження застосовували традиційні геоботанічні та популяційні методи. Періодизацію онтогенезу досліджуваного виду проводили з використанням літературних даних і власних спостережень. Інтегральну оцінку онтогенетичної структури здійснювали з використанням індексів І. М. Коваленка. В основу віталітетного аналізу покладено методику Ю. А. Злобіна.
Заплавні луки, з одного боку, є цінними господарськими угіддями, а з іншого – резерватами лучного біорізноманіття. Для збереження лучих екосистем, які перебувають під впливом інтенсивних антропогенних навантажень у вигляді випасання та сінокосіння, важливою є розробка науково обґрунтованих підходів щодо їх нормування. Популяційний підхід є перспективним у розв’язанні цієї проблеми. Популяційні дослідження проводили на заплавних луках Лісостепу України на двох господарських градієнтах – на пасовищному (пасквальному) та сінокісному (фенісиціальному). Градієнт пасквальної дигресії включав п’ять ступенів: ПД0, або КД – контрольна ділянка (ділянки, на яких відсутні випасання й сінокосіння); ПД1 – початкова стадія випасання; ПД2 – стадія помірного випасання; ПД3 – стадія сильного випасання (напівзбій); ПД4 – надмірне випасання (збій). Градієнт фенісиціальної – 4 ступеня: ФД0 (КД) – контрольна ділянка; ФД1 – початкова стадія (сінокосіння один раз на рік); ФД2 – помірне сінокосіння (сінокосіння двічі на рік); ФД3 – надмірне сінокосіння (багаторазове, неконтрольоване). Під час дослідження застосовували традиційні геоботанічні та популяційні методи. Періодизацію онтогенезу досліджуваного виду проводили з використанням літературних даних і власних спостережень. Інтегральну оцінку онтогенетичної структури здійснювали з використанням індексів І. М. Коваленка. В основу віталітетного аналізу покладено методику Ю. А. Злобіна.
Бобові як важливий компонент лучного травостою збагачують ґрунт нітрогеном, а кормове сіно – протеїном. У статті проведено аналіз онтогенетичної й віталітетної структур особин популяцій T. pratense (Fabaceae) як основних елементів комплексного популяційного аналізу, який показав способи адаптації та пороги стійкості виду до випасання й сінокосіння різного ступеня інтенсивності. Трансформація онтогенетичного спектра популяцій на останніх ступенях пасквального градієнта відбувається в напрямі збільшення частки особин постгенеративного періоду при одночасному зменшенні кількості передгенеративних, у результаті ускладнення процесу насінного розмноження при значному ущільненні ґрунту під впливом надмірного випасання. Сінокосіння чинить більш м’який вплив, у популяціях зростає частка молодих особин у якості майбутнього резерву популяції. Віталітетна структура під впливом випасання змінюється значною мірою – у популяціях збільшується частка особин нижчого класу віталітету, вони переходять у категорію депресивних на останньому ступені (стадія збою). Загалом, T. pratense є достатньо стійким видом в умовах регульованих пасовищних і сінокісних навантажень. Порогами стійкості популяцій досліджуваного виду виступають навантаження, що характерні для ступенів КД (ПД0, ФД0), ПД1, ПД2, ФД1 та ФД2.
Посилання
2. Sizykh, A. P. Determination of the Degree of Pasture Factor Digression in the Communities of Environment Contact Sites (Some Methodological Approaches). Open Access Library Journal. 2016, 3(9), pp 1–4. https://doi.org/10.4236/oalib.1103025
3. Zlobin. Yu. A. Populyatsionnaya ekologiya rasteniy: sovremennoe sostoyaniye, tochki rosta: monografiya [Population ecology of plants: current state, growth points: monograph]; Universitetskaya kniga: Sumy. 2009; 263 s (in Russian).
4. Zhilyaev. G. G. Zhiznesposobnost populyatsiy rasteniy [Viability of plant populations]; NAN Ukrainy: Lvov. 2005; 304 s (in Russian).
5. Gibson, D. J. Methods in Comparative Plant Population Ecology. Oxford Univ. Press: New York, 2014; 320 p.
6. McCall, A. C. Plant Population Ecology. Oxford Univ. Press: New York, 2017.
7. Cheplick, G. P. Population differentiation in the tiller architecture of Microstegium vimineum (Poaceae) in relation to habitat. Plant Species Biology. 2014, 30(1), pp 16–27. https://doi.org/10.1111/1442-1984.12040
8. Cheplick, G. P. Responses of native plant populations on an unprotected beach to disturbance by storm-induced overwash events. Plant Ecology, 2016, 218(2), pp 105–118. https://doi.org/10.1007/s11258-016-0670-1
9. Astashenkov, A. Ju.; Cheremushkina, V. A.; Grebenjuk, A. V.; Dzhumanov S. Transformacija zhiznennyh form i ontogeneticheskaja struktura cenopopuljacij Nepeta pulchella Pojark. v uslovijah Aksu-Zhabaglinskogo zapovednika [Transformation of life forms and ontogenetic structure of cenopopulations Nepeta pulchella Pojark. in the conditions of the Aksu-Zhabagly Reserve]. Sibirskij jekologicheskij zhurnal, 2017, 6, S. 758–771. doi: 10.15372/SEJ20170608 (in Russian). https://doi.org/10.1134/s1995425517060026
10. Korovjakova, T. O. Osoblivostі produkcіjnogo procesu ta rostu Achillea millefolium L. (Asteraceae) na zaplavnih lukah rіchki Psel [Features of the production process and the growth of Achillea millefolium L. (Asteraceae) on the flood plains of the Psel River]; Chornomors'kij botanіchnij zhurnal, 2010, 6(4), S. 439–448. doi: 10.14255/2308-9628/10.64/3 (in Russian).
11. Bondareva, L. M; Kyrylchuk, K. S.; Korovjakova, T. O. Reproduktivne zusillja osnovnih gospodars'kih grup luchnih roslin na zaplavnih lukah Pіvnіchnogo Shodu Ukrainy v umovah paskval'nogo ta fenіsicіal'nogo navantazhennja [Reproductive efforts of main economic groups of meadow plants on the flood plains of the North-East of Ukraine in conditions of catch and fensiscial load]; Vіsnik Sums'kogo NAU. Serіja «Agronomіja і bіologіja», 2012, 9(24), S. 3–6 (in Ukrainian).
12. Correia, M.; Castro, S.; Ferrero, V.; Crisóstomo, J. A.; Rodríguez-Echeverría, S. Reproductive biology and success of invasive Australian acacias in Portugal. Botanical Journal of the Linnean Society. 2014, 174(4), pp 574–588.
https://doi.org/10.1111/boj.12155
13. Correia, M.; Castro, S.; Rodríguez-Echeverría, S. Reproductive success of Acacia longifolia (Fabaceae, Mimosoideae) in native and invasive populations. Australian Journal of Botany. 2015, 63(5), pp 387–391.
https://doi.org/10.1071/bt14318
14. Tsaliki, M.; Diekmann, M. Population size, pollination and reproductive success in two endangered Genista species. Flora. 2011, 206(3), pp 246–250. https://doi.org/10.1016/j.flora.2010.05.004
15. Hölzel, N.; Otte, A. Assessing soil seed bank persistence in flood-meadows: The search for reliable traits. Journal of Vegetation Science. 2004, 15(1), pp 93-100. https://doi.org/10.1111/j.1654-1103.2004.tb02241.x
16. Tyagi, A.; Singh, S.; Mishra, P.; Singh, A.; Tripathi, A. M.; Jena, S. N.; Roy, S. Genetic diversity and population structure of Arabidopsis thalianaalong an altitudinal gradient. AoB Plants. 2016, 8(1), pp 1–17. https://doi.org/10.1093/aobpla/plv145
17. Cires, E.; Pérez, R.; Bueno, Á.; Fernández Prieto, J. A. Genetic diversity in peripheral and central populations of the Cantabrian endemism Genista legionensis (Pau) M. Laínz (Fabaceae). Anales del Jardín Botánico de Madrid. 2013, 70(1), pp 91–96. https://doi.org/10.3989/ajbm.2313
18. Atlasova, L. G. Sostojanie cenopopuljacij nektoryh vidov semejtva Fabaceae v uslovijah doliny srednej Leny [The condition of cenopopulations of some species of the family Fabaceae in the conditions of the valley of the middle Lena]; Nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2017, 130(06), S. 1–15. doi: 10.21515/1990-4665-130-049 (in Russian).
19. Brynza, E.A.; Korzhenevskij, V. V. Ontogeneticheskaja struktura populjacij Onobrychis miniata (Fabaceae) v Krymu [Ontogenetic structure of Onobrychis miniata (Fabaceae) populations in the Crimea]; Rastitel'nyj mir Aziatskoj Rossii, 2017, 2, S. 19–26. doi: 10.21782/RMAR1995-2449-2017-2(19-26) (in Russian).
20. Gavrilova, M. N. Ontogeneticheskaja struktura cenopopuljacij rakitnika russkogo v respublike Marij Jel [Ontogenetic structure of cenopopulations of Russian broom in the Republic of Mari El]; Vestnik OGU, 2009, 4, S. 117–121 (in Russian).
21. Gordeeva, N. I. Ontogeneticheskaja i polovaja struktury cenopopuljacij Origanum vulgare L. (Lamiaceae) [Ontogenetic and sexual structures of coenopopulation Origanum vulgare L. (Lamiaceae)]; Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo oblastnogo universiteta. Serija: Estestvennye nauki, 2015, 5, 13–19. doi: 10.18384/2310-7189-2015-5-13-19 (in Russian).
22. Dajneko, N. M.; Timofeev, S. F.; Bulohov, A. D.; Panasenko, N. N. (2017). Ontogeneticheskaja struktura cenopopuljacij Solidago gigantea L. v rajonah Gomel'skoj oblasti Belarusi, prigranichnyh s territoriej Brjanskoj oblasti Rossii [Ontogenetic structure of the cenopopulations of Solidago gigantea L. in the Gomel region of Belarus, bordering the territory of the Bryansk region of Russia]; Bjulleten' Brjanskogo otdelenija Rossijskogo botanicheskogo obshhestva, 2017, 3(11), S. 44–48. doi: 10.22281/2307-4353-2017-3-44-48 (in Russian).
23. Maslova, N. V.; Muldashev, A. A.; Elizar'ev, O. A.; Tjutjunova, N. M. Ontogeneticheskaja struktura cenopopuljacii jendemichnogo vida Oxytropis hippolyti Boriss. na gore Izmailka v Bashkirskom Predural'e [Ontogenetic structure of cenopopulations of endemic species Oxytropis hippolyti Boriss. on the mountain Izmail of Bashkir Preduralye]. Jekobioteh, 2018, 1(1), S. 6–13. doi: 10.31163/2618-964x-2018-1-1-6-13 (in Russian).
24. Semenov, N. Ju.; Nevzorov, A. V.; Shatahanov B. D. Sostojanie i ontogeneticheskaja struktura cenopopuljacij Iris pseudocorus L. v uslovijah Saratovskoj oblasti [Status and ontogenetic structure of cenopopulations of Iris pseudocorus L. in the Saratov Region]; Vestnik Tambovskogo universiteta. Serija: estestvennye i tehnicheskie nauki, 2017, 22(5–1), S. 989–992. doi: 10.20310/1810-0198-2017-22-5-989-992 (in Russian).
25. Semenova, V. V.; Danilova, N. S. Ontogenez i struktura cenopopuljacij Clausia aprica (Steph.) Korn.-Tr. v uslovijah kul'tury i prirody Central'noj Jakutii [Ontogenesis and the structure of cenopopulations Clausia aprica (Steph.) Korn.-Tr. in the conditions of culture and nature of Central Yakutia]; Vestnik Ul'janovskoj sel'skohozjajstvennoj akademii, 2017, 2(38), S. 85–89. doi: 10.18286/1816-4501-2017-2-85-89 (in Russian).
26. Talovskaja, (Kolegova), E. B. Ontogeneticheskaja struktura cenopopuljacij Thymus baicalensis (Lamiaceae) na juge Sibiri [Ontogenetic structure of coenopopulations of Thymus baicalensis (Lamiaceae) in southern Siberia]. Vestik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologija, 2016, 1(33), S. 39–49. doi: 10.17223/19988591/33/3(in Russian).
27. Cheremushkina, V. A.; Kullaev, Sh. D.; Astashenkov, A. Ju.; Boboev, M. G. Morfogenez i ontogeneticheskaja struktura cenopopuljacij Allium macleanii (Amaryllidaceae) v Tadzhikistane [Morphogenesis and ontogenetic structure of cenopopulations of Allium macleanii (Amaryllidaceae) in Tajikistan]. Sibirskij jekologicheskij zhurnal, 2017, 2, S. 43–49. doi: 10.21782/RMAR1995-2449-2017-2(43-49) (in Russian).
28. Kolegova, E. B.; Cheryomushkina, V. A. Ontogenetic structure and assessment of state of Thymus mongolicus (Lamiaceae) coenopopulations in southern Siberia. Contemporary Problems of Ecology. 2015, 8(2), pp 155–161. https://doi.org/10.1134/s1995425515020079
29. Borkowska, L.; Dzido-Kryńska, A.; Kasprzykowsk, Z. The regressive Cirsium rivulare population in an unmown meadow in Białowieża National Park: Influenced by other clonal plants and necromass. Flora. 2014, 209(3-4), pp 209–214. https://doi.org/10.1016/j.flora.2014.02.007
30. Vöge, M. Monitoring the vitality of Isöetes lacustris by using a non-destructive method. Limnol. Revie, 2014, 14(3), pp 153–158. https://doi.org/10.1515/limre-2015-0005
31. Degtjar'ov, V. M.; Skljar, V. G. Vіtalіtetna struktura populjacіj Quercus robur na pochatskovih etapah ontogenezu [The vital structure of the populations of Quercus robur in the initial stages of ontogenesis]; Vіsnik Dnіprovs'kogo unіversitetu, 2015, 23(2), S. 105–111 doi: 10.15421/011515 (in Ukrainian).
32. Sherstjuk M. Ju. Analіz vіtalіtetnoї strukturi cenopopuljacіj Shimaphila umbellata (L.) W. Barton u lіsovih fіtocenozah Novgorod-Sіvers'kogo Polіssja [An analysis of the vital structure of the coenopopulations of Shimaphila umbellata (L.) W. Barton in the forest phytocenoses of Novgorod-Siverst of Polissya]; ScienceRise: Biologial Science, 2017, 1(4), S. 40–45. doi: 10.15587/2519-8025.2017.94019 (in Ukrainian).
33. Kyrylchuk, K. S. Populjacіjna struktura Trifolium repens L. na zaplavnih lukah r. Psel (Lіsostepova zona, Ukraїna) v umovah paskval'nih ta fenіsicіal'nih navantazhen' [Populations of the structure of Trifolium repens L. on flood plains in the Psel river (forest-steppe zone, Ukraine) under the conditions of catch and fensiscial loads]; Populjacіjna ekologіja roslin: suchasnij stan, tochki rostu. 2012, SNAU: Sumy, S. 302–310 (in Ukrainian).
34. Kyrylchuk, K. S. Populjacіjna struktura Medicago falcata L. na zaplavnih lukah Lіsostepovoi zony v umovah pasovishhnih ta sіnokіsnih navantazhen' [Populations of Medicago falcata L. on flood plains in the forest-steppe zone in conditions of pasture and hay grazing]; Vіsnik Harkіvs'kogo nacіonal'nogo unіversiteta іmenі V. N. Karazіna. Serіja «Bіologіja», 2014, 20(1100), S. 305–314 (in Ukrainian).
35. Kovalenko, І. M. Populjacії Calluna vulgaris (L.) Hull. v lіsovih fіtocenozah Nacіonal'nogo prirodnogo parku «Desnjans'ko-Starogut'skij» (Sums'ka oblast', Ukraїna) [Populations Calluna vulgaris (L.) Hull. in forest phytocenoses of the Desniansky-Starogutsky National Natural Park (Sumy region, Ukraine)]; Chornomors'kij botanіchnij zhurnal, 2015, 11(4), S. 438–448. doi: 10.14255/2308-9628/15.114/4 (in Ukrainian).
36. Seljutina, I. Ju.; Zibzeev, E. G. Ontogeneticheskaja struktura i zhiznennost' cenopopuljacij Oxytropis sulphurea (Fisch. ex DC.) Ledeb. v razlichnyh jekologo-cenoticheskih uslovijah Rudnogo Altaja i hrebta Saur [Ontogenetic structure and vitality of the cenopopulations Oxytropis sulphurea (Fisch. Ex DC.) Ledeb. in various ecologically-centric conditions of the Rudny Altai and the Saur ridge]; Sibirskij jekologicheskij zhurnal, 2016, 3, S. 422–435.
doi: 10.15372/SEJ20160313 (in Russian).
37. Seljutina, I. Ju.; Konichenko, E. S.; Darihand, D.; Zibzeev, E. G. Gueldenstaedtia monophylla (Fabaceae) v Severo-Zapadnoj Mongolii: rasprostranenie, zhiznennost', ontogeneticheskaja i prostranstvennaja struktura populjacij [Gueldenstaedtia monophylla (Fabaceae) in Northwest Mongolia: distribution, vitality, ontogenetic and spatial structure of populations]; Sibirskij jekologicheskij zhurnal, 2017, 2, S. 27–35. doi: 10.21782/RMAR1995-2449-2017-2(27-35) (in Russian).
38. Zhukova, L. A. Populjacionnaja zhizn' lugovyh rastenij [Population life of meadow plants]; Lanar: Joshkar-Ola, 1995, 224 s (in Russian).
39. Ranjbar, M.; Hajmoradi, Z. Comparative leaf epidermis and anatomical study in populations of Trigonella spruneriana (Fabaceae) from Iran. Webbia. 2016, 71(1), pp 107–115. https://doi.org/10.1080/00837792.2016.1138673
40. Kade, M.; Pagani, E. A.; Mendoza, R. E. A morphological study of populations of Lotus glaber Mill. (Fabaceae). Agronomie. 2003, 23(3), pp 203–207. https://doi.org/10.1051/agro:2002083
41. Peruzzi, L.; Gestri, G.; Pierini, B. Morphological variation in Astragalus muelleri (Fabaceae) from Balkan and Italian populations. Flora Mediterranea. 2014, 24, pp 233–238. https://doi.org/10.7320/flmedit24.233
42. Krylova, N. P. Klever lugovoj. Biologicheskaja flora Moskovskoj oblasti [Clover meadow. Biological flora of the Moscow region]; Moskva. MGU, 1975, 2, S. 89–101 (in Russian).
43. Zlobіn, Ju. A.; Skljar, V. G.; Bondareva, L. M.; Kyrylchuk, K. S. Koncepcіja morfometrії u suchasnіj botanіcі [Concept of morphometry in commons of botany]; Chornomors'kij botanіchnij zhurnal, 2009, 5(1), S. 5–22 doi: 10.14255/2308-9628/09.51/1 (in Ukrainian).
44. Bahmatova, M. P.; Matveev, A. Klever lugovoj (krasnyj) (Trifolium pratense L.) [Clover meadow (red) (Trifolium pratense L.)]; Diagnozy i kljuchi vozrastnyh sostojanij lugovyh rastenij, Chast' 2, Moskva, 1983, S. 69–75 (in Russian). https://doi.org/10.5962/bhl.title.115003
45. Karnauhova, N. A.; Sandanov D. V. Sravnitel'naja ocenka populjacionnoj strategii Hedysarum alpinum L. (Fabaceae) v Bajkal'skoj Sibiri [A comparative assessment of the population strategy of Hedysarum alpinum L. (Fabaceae) in Baikal Siberia]; Sibirskij jekologicheskij zhurnal, 2015, 22(6), S. 875–882. doi: 10.15372/sej20150607 (in Russian).
46. Karnauhova, N. A. Ocenka sostojanija populjacij Hedysarum austrosibiricum (Fabaceae) [Assessment of the status of populations of Hedysarum austrosibiricum (Fabaceae)]. Rastitel'nyj mir Aziatskoj Rossii. 2018, 1, S. 9–13, doi: 10.21782/RMAR1995-2449-2018-1(9-13) (in Russian).
