Scientific journal

Scientific Review. Biological science

ISSN 2500-3399

ПИ №ФС77-57454

Алтайский край занимает юго-восточную часть Западной Сибири, располагается в бассейне верхнего течения р. Оби. Территория края отличается большим разнообразием рельефа: от равнин Кулунды, Приобского плато, Бие-Чумышской возвышенности и до Предалтайской и Предсалаирской предгорных равнин, а также гор Салаирского кряжа и части Русского Алтая. Соответственно рельефу по территории региона в определенной степени распределяется видовое и популяционное разнообразие растительного мира [1]. Алтайский край принадлежит к числу самых развитых сельскохозяйственных регионов России, кроме того, на его территории активно расширяется туристско–рекреационная сфера, что негативно сказывается на биоразнообразии. Несмотря на это, даже в таких условиях природа края сохраняет богатое растительное разнообразие. Флора Алтайского края представлена более 2100 видами высших сосудистых растений, в том числе – свыше 1800 аборигенных и 300 адвентивных, около 400 видов мхов, около 700 видов лишайников [2].

Значительная часть флоры произрастает на территории Бие-Чумышской возвышенности, которая представляет собой увалисто-волнистую равнину, расположенную в возвышенной лесостепи (275–400 м). Территория возвышенности в значительной степени расчленена овражно-балочной сетью, имеют место отрицательные элементы рельефа: долины рек, логов и положительные – увалы, что расширяет диапазон экологических параметров местообитания растений [3–5]. За многие годы деятельность человека привела к преобразованию исходной флоры Бие-Чумышской возвышенности в антропогенно-трансформированную, возросла степень редкости в нарушенных экосистемах представителей многих видов растений, численность их ценопопуляций сокращается.

Сложившееся в обществе мировоззрение не позволяет изменить сегодняшний стереотип природопользования на Алтае. Достоверные факты экологического неблагополучия окружающей природной среды затрудняют понимание сущности современных природоохранных задач [6–8]. Становятся все более актуальными вопросы изучения растений в природной обстановке, подверженных возрастающему негативному воздействию и снижающих свою численность.

Семейство Orchidaceae Juss. – одно из крупнейших среди покрытосеменных, насчитывает около 25 тыс. видов [9, 10] и занимает заслуженное место среди растений, требующих особого внимания, связанного с их биологией и экологией, отдельные вопросы изучения которых далеки от завершения [11–14]. Практически все виды семейства орхидных являются редкими, об этом говорит тот факт, что численность известных в природе популяций сокращается по всему миру [15, 16]. Более половины представителей семейства орхидных на территории нашей страны внесены в Красные книги федерального и региональных уровней [17]. Общая численность видов семейства орхидных на территории Алтайского края – 27, из них 10 видов внесены в Красные книги [18].

В качестве объекта исследований нами выбрана ценопопуляция Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. (Orchidaceae), расположенная в Бие-Чумышской возвышенности в верховье бассейна реки Ангуреп (окрестности с. Овсянниково Целинного района Алтайского края).

Цель настоящей работы – выявить местонахождение и численность ценопопуляции G. conopsea, изучить отдельные морфометрические параметры, сопутствующие виды, лимитирующие факторы и предложить первоочередные меры охраны.

Материалы и методы исследования

В основу работы положены данные, полученные авторами в полевых экспедициях, при этом использовались отдельные методы популяционной биологии растений [19, 20], популяционного мониторинга редких и исчезающих видов растений [21], методы полевых экологических исследований [22], а также сравнительно-географический и картографический методы. Особенность размещения особей в ценопопуляции оценивалась визуально. Выделен диффузно-рассеянный тип пространственной структуры, при котором особи рассеяны небольшими группами [23]. По числу особей исследованная ценопопуляция, согласно Т.М. Быченко [21], относится к малочисленной группе (до 100 особей).

Результаты исследования и их обсуждение

Кокушник длиннорогий – Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. клубнекорневое многолетнее растение высотой 35–60 см [24, 25]. Клубни пальчато-лопастные. Стебель при основании одет буроватыми чешуевидными линейно-ланцетными листьями в количестве от 5 до 7. Листья слегка сложенные вдоль средней жилки, на концах стянутые в «башлычок». Соцветие – цилиндрический колос 7–18 см, густое из мелких розово-фиолетовых цветков (рис. 1).

Рис. 1. Кокушник длиннорогий. Фото С.В. Важова (01.07.2017)

Околоцветник простой, венчиковидный, неправильный. Губа трехлопастная, с нитевидным серповидно изогнутым в виде бараньего рога шпорцем, в 1,5–2 раза длиннее завязи. Предположительно, что эта особенность дала основание для видового названия растения [26]. Цветки выделяют обильный ароматный нектар, который принято называть гвоздичным. Аромат цветков усиливается к концу дня, что привлекает разнообразных насекомых-опылителей. В опыление кокушника длиннорогого основной вклад вносят медоносные и дикие пчелы, шмели, значительно участие ночных бабочек и жуков [26, 27]. Плод – удлиненная коробочка.

Биолого-экологические особенности. G. conopsea цветет в июне-июле, плодоносит в августе-сентябре, размножается семенами, изредка отмечается вегетативное размножение. Более половины цветков формируют плоды, которые, попадая на почву, прорастают. В течение 2-х лет проросток находится под землей и только на 3-й год жизни прорастает и появляется на поверхности почвы в виде зеленого листа. При благоприятных условиях роста и развития G. conopsea зацветает на 6–7 год [26]. Такой длительный период, предшествующий цветению кокушника длиннорогого, по сравнению с другими семействами, в определенной степени объясняет малочисленность цветущих групп этой орхидеи в селитебных ландшафтах.

G. conopsea произрастает на равнине и в условиях горного рельефа достигает альпийского пояса [24]. Предпочитает широкий диапазон водного режима почвы – от сухо-степного до болотного типа увлажнения, произрастает на лугах, опушках смешанных и мелколиственных лесов, по берегам рек. Растет на слабокислых или слабощелочных почвах. В Алтайском крае произрастает в Бийском, Волчихинском, Змеиногорском, Курьинском, Панкрушихинском, Солонешенском и Чарышском районах [28].

Ценопопуляция кокушника длиннорогого – G. conopsea изучена нами в 2017 г. в окрестностях с. Овсянниково Целинного района Алтайского края. Популяция вида занимает общую площадь 4 × 8 = 32 м2, состоит из 4-х групп скопления, способ размещения особей в группах – диффузно-рассеянный (табл. 1).

Изменение численности растений в группах скопления ценопопуляции G. conopsea проявляется в возрастной структуре и других характеристиках. Сокращение особей, сохранение или уменьшение генеративных частей групп, преобладание в онтогенетическом спектре вегетативных растений обусловлено эколого-ценотическими показателями местообитания [21, 29]. Общее количество растений в 4-х исследованных группах изменялось от 8 до 14, в том числе генеративных – от 1 до 4, вегетативных – от 7 до 10 (рис. 2).

В связи с условиями произрастания в отношении типов онтогенетических спектров ценопопуляции можно сделать вывод о том, что для склона холма юго-западной экспозиции сухо-степного типа увлажнения в Бие-Чумышской возвышенности характерны в основном молодые особи (70–88 %). Молодая возрастная структура ценопопуляции при значительном количестве молодых особей способствует снижению негативных последствий влияния неблагоприятных погодных условий на численность популяции. Наличие небольшого количества генеративных особей (12–30 %) обеспечивает достаточное поступление семян, а способность растений в неблагоприятных условиях переходить к семенной репродукции уменьшает долю взрослых вегетативных особей в онтогенетическом спектре [21, 29]. Морфометрические параметры генеративных особей кокушника длиннорогого варьировали в значительных пределах: высота побега – 35–59 см, количество листьев – 5–7 шт/раст., длина листа – 8–17 см, ширина листа – 0,5–2,0 см, длина соцветия – 7–18 см, количество цветков на побеге – 35–51 шт.

Как видно из табл. 2, в 1-й группе высота растений изменялась от 28,3 до 41,9 см (в среднем 35,3 ± 1,77 см), количество цветков на побеге – от 26,8 до 45,7 шт. (в среднем 36,9 ± 2,21 шт.). Полученные результаты в 1-й группе несколько отличаются от показателей других групп, но динамику их данных можно назвать однотипной.

Изучение сопутствующих видов в фитоценозе показало, что совместно с кокушником длиннорогим присутствуют 14 основных видов из 11 семейств (Poaceae, Scrophulariaceae, Rubiaceae, Plantaginaceae, Caryophyllaceae, Lamiaceae, Clusiaceae, Rosaceae, Fabaceae, Convallariaceae, Apiaceae (табл. 3).

Таблица 1

Характеристика местообитания ценопопуляции Gymnadenia conopsea (L.) R. Br.

Примечание. Координаты: 52 °49'36,3" с.ш.; 86 °06'12,7" в.д.; абс. высота 360 м.

Рис. 2. Соотношение генеративных и вегетативных молодых особей G. conopsea по группам скопления