science-review.ru
Введение
Сохранение биоразнообразия конкретных территорий и в целом планеты является важной задачей современности [1]. В связи с этим изучение состояния популяций редких и исчезающих видов растений является особенно актуальным и важным направлением в ботанических исследованиях. Изучение биологии таких видов, мониторинг за состоянием их популяций играет значимую роль для своевременного принятия мер по организации их охраны. Особо охраняемые территории (ООПТ), к которым относятся и ботанические сады, обеспечивают сохранение видов в местах их естественного произрастания (in situ) и позволяют проводить многолетние научные исследования [2]. Ботанический сад Петрозаводского госуниверситета (БС ПетрГУ) основан в 1951 году и расположен на северо-западе России, в среднетаежной подзоне, в Республике Карелия. Сохранение биоразнообразия республики, в том числе редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений, является одной из основных его задач.
Флора Карелии включает 1814 видов сосудистых растений [3], из аборигенной фракции флоры 144 вида включены в Красную книгу Республики Карелия [4, с. 7]. Многие виды в республике находятся на границах своих ареалов, иногда приурочены к редким или специфичным условиям произрастания. На территории БС произрастает 400 видов сосудистых растений, из которых 3 вида Красной книги РК образуют естественные популяции и включены в программу мониторинга БС. В коллекциях сада (ex situ) выращивается 19 видов из Красной книги РК.
Целью данной работы является анализ состояния ценопопуляции Jovibarba globifera (L.) J. Parnell [J. sobolifera (Sims) Opiz, Sempervivum globiferum L., S. soboliferum Sims] – бородника шароносного (Crassulariaceae). Вид произрастает в Карелии у северной границы своего ареала и имеет в региональной Красной книге статус охраны 4 (DD) – недостаточно изученный. На территории республики встречается редко в Приладожском и Олонецком флористических районах, основные местообитания вида – песчаные сосновые леса, скалы [3 с. 140].
J. globifera внесен во многие Красные книги [5], в том числе смежных с Карелией регионов: Ленинградской [6] и Вологодской [7; 8, с. 40; 9, с. 8] областей. Также зафиксирована пока единственная находка вида в Архангельской области [10, с. 502]. Вид также охраняется и в более южных регионах: в Московской, Новгородской, Нижегородской, Псковской, Пензенской, Ивановской и др. областях [11, с. 158; 12, с. 9; 13, с. 130]. Новые находки вида отмечены на Урале [14, с. 193]. Популяционные исследования вида немногочисленны. Так, например, в лесах Московской области отмечено уменьшение численности исследованных популяций, и вероятной причиной авторы указывают разрастание растений нижних ярусов и увеличение сомкнутости травяного покрова [15, с. 16]. Особенности онтогенеза, пространственная и демографическая структуры популяций J. globifera детально исследованы на территории бассейна Среднего Дона [16, с. 17]. В Карпатах изучали действие выпаса скота на состояние ценопопуляций J. globifera, и было выявлено, что снижение выпаса скота благоприятно сказывается на состоянии особей [17, с. 163]. В природных комплексах Украины вид исследовали с целью оценки статуса популяций и эколого-ценотической характеристики его местообитаний [18, с. 35].
J. globifera имеет практическое применение как декоративный вид, часто рекомендуется в озеленении культурных ландшафтов [19, с. 108; 20] и для экстенсивного кровельного озеленения [21, с. 43]. Вид является одним из основных культивируемых в открытом грунте видов семейства Crassulaceae в Крыму [22, с. 158].
Материалы и методы исследования
В настоящее время на территории БС находится только одна ценопопуляция J. globifera в дендрарии, где сохранился участок соснового леса. В 70-80-х годах прошлого столетия вид встречался также в сосняках скального типа в урочище «Чертов стул», но в связи с активной рекреационной нагрузкой этой территории природные популяции J. globifera были утрачены.
J. globifera – многолетнее стержнекорневое столонообразующее розеточное растение, суккулентный псаммофит с шаровидными розетками листьев и олиственным цветоносом. Цветет во второй половине июля или в начале августа, образуя щитковидный полузонтик. Растение монокарпическое, так как после цветения розетка отмирает, размножение и распространение растения происходит вегетативно при помощи столонов с образованием молодых розеток.
В месте произрастания вида заложена постоянная пробная площадь в границах изучаемой ценопопуляции, на которой было сделано геоботаническое описание по общепринятой методике [23]. Проективное покрытие видов оценивали глазомерно в %. Численность особей с учетом выделения онтогенетических групп определяли по общепринятой методике [24]. Все одиночные особи и скопления разновозрастных особей, формирующиеся в результате разрастания столонов, были закартированы для дальнейшего мониторинга. Онтогенетические состояния особей и возрастную структуру ценопопуляции определяли с использованием описания возрастных состояний особей J. globifera [16, с. 17]. Для определения положения ценопопуляции в классификационной сетке «дельта-омега» рассчитывали индекс возрастности – Δ [25, с. 144], который оценивает онтогенетический уровень ценопопуляции в настоящий момент времени, и индекс эффективности – ꞷ [26, с. 3], рассматриваемый как энергетическая нагрузка растений на среду, то есть индекс демонстрирует уровень нагрузки особей ценопопуляции на энергетические ресурсы среды.
Результаты исследования и их обсуждение
Исследования были проведены в 2022–2023 гг. на заповедной территории БС. Ценопопуляция J. globifera расположена на скальном выходе в сосняке травяно-зеленомошном (61° 50'32.1428'' N, 34° 23'22.4614'' E). Экспозиция склона восточная, угол наклона 30–40° (рис. 1). Площадь, занимаемая ценопопуляцией, составляет около 7 м2.
Флористический состав фитоценоза включает 17 видов сосудистых растений и 2 вида мхов (таблица). Общая площадь проективного покрытия видов на пробной площади составила почти 93%. Кроме J. globifera, который доминировал, значительное участие в формировании фитоценоза принимали Vaccinium vitis-idaea, Calamagrostis epigejos, Lathyrus pratensis, Pilosella officinarum.
Пространственная структура ценопопуляции имеет групповой характер. Агрегации особей занимают небольшую площадь, так как у молодых дочерних особей кратковременная связь с материнским растением.
На период проведения исследования в ценопопуляции отмечены особи следующих возрастных состояний: ювенильные, имматурные, виргинильные и генеративные (рис. 2). Субсенильные и сенильные особи отсутствуют, генеративные растения отмирают после цветения.
В целом, ценопопуляция J. globifera не полночленная, в демографической структуре ценопопуляции преобладают особи прегенеративного (виргинильного) периода, максимум приходится на имматурные особи.
Онтоморфогенез J. globifera в течение вегетационного периода происходит в форме активного образования новых молодых дочерних особей и формирования системы парциальных побегов, а также в переходе особей в следующее онтогенетическое состояние (рис. 3).
Состав фитоценоза на пробной площади
|
Виды растений |
Проективное покрытие (%) |
|
Сосудистые растения |
|
|
Achillea millefolium L. |
2 |
|
Calamagrostis epigejos (L.) Roth |
5 |
|
Hieracium umbellatum L. |
3 |
|
Galium boreale L. |
3 |
|
Geranium pratense L. |
+ |
|
Festuca rubra L. |
3 |
|
Fragaria vesca L. |
2 |
|
Jovibarba globifera (L.) Parnell. |
44 |
|
Lathyrus pratensis L. |
5 |
|
Pilosella officinarum F.W. Schultz & Sch.Bip. |
4 |
|
Pinus sylvestris L. (по краю площади) |
+ |
|
Populus tremula L. (всходы) |
+ |
|
Rubus idaeus L. |
+ |
|
Sorbus aucuparia L. (всходы) |
+ |
|
Vaccinium myrtillus L. |
2 |
|
V. vitis-idaea L. |
5 |
|
Viola tricolor L. |
+ |
|
Мхи |
|
|
Pleurozium schreberi (Willd. ex Brid.) Mitt. |
9 |
|
Polytrichum commune Hedw. |
5 |
|
Общее проективное покрытие |
92,7 |
Примечание: виды в таблице размещены по алфавиту, знаком «+» отмечено проективное покрытие меньше 1%.
Рис. 1. Пробная площадь (фото Т. Ю. Дьячковой)
Рис. 2. Возрастной спектр ценопопуляции J. globifera (составлено Т. Ю. Дьячковой)
Известны возможные варианты онтоморфогенеза J. globifera [11, с. 17]. Согласно представленной авторами схеме, развитие растений может идти двумя путями. В изучаемой ценопопуляции самоподдержание и возобновление в основном идёт по первому типу (формирование клона в результате вегетативного размножения и дальнейшей партикуляции материнской и дочерних особей). Второй путь не предусматривает вегетативного размножения, а только переход от молодого до виргинильного состояния, и в дальнейшем наблюдается цветение особи, после чего розетка отмирает.
Рис. 3. Формирование системы парциальных побегов (составлено Т. Ю. Дьячковой)
Для оценки современного состояния вида и прогнозирования его будущего были рассчитаны 2 индекса, применяемые в популяционных исследованиях: возрастности (∆) и эффективности (ω). Полученные значения ∆ = 0.05 и эффективности ω = 0.20 свидетельствуют о том, что изучаемая ценопопуляция J. globifera в настоящее время в классификационной сетке «дельта – омега» характеризуется как молодая. В ближайшем будущем при отсутствии антропогенного влияния и непредвиденных негативных природных явлений можно прогнозировать стабильное ежегодное возобновление.
Заключение
Оценка современного состояния природных популяций редких и охраняемых видов растений является темой многолетних научных исследований Ботанического сада Петрозаводского госуниверситета. Ввиду активного посещения сада флора и растительные сообщества испытывают ежегодную антропогенную нагрузку, поэтому некоторые виды растений нуждаются в постоянном контроле. Вид J. globifera в скальных сосняках природной территории сада формировал ранее несколько ценопопуляций, но ввиду антропогенного влияния (сбор растений, уплотнение и пересыхание почвы в ходе рекреации) и возможных природных явлений в последние годы вид стал встречаться все реже, а в данное время на территории сада сохранилась только одна ценопопуляция. В настоящее время сохранившаяся ценопопуляция J. globifera демонстрирует достаточную стабильность и наличие молодых возрастных состояний может указывать на текущее возобновление благодаря тому, что одиночные особи во время развития за вегетационный период могут сформировать систему парциальных (дочерних) розеток (до 5 шт.), что способствует хорошему самоподдержанию популяции. Для сохранения вида во флоре сада организован мониторинг за состоянием природной ценопопуляции и планируется выращивание его в культуре в коллекции декоративных видов.
Конфликт интересов
Финансирование
Библиографическая ссылка
Дьячкова Т.Ю., Платонова Е.А. JOVIBARBA GLOBIFERA (L.) J. PARNELL НА ПРИРОДНОЙ ТЕРРИТОРИИ БОТАНИЧЕСКОГО САДА ПЕТРОЗАВОДСКОГО ГОСУНИВЕРСИТЕТА // Научное обозрение. Биологические науки. 2026. № 3. С. 31-36;URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1464 (дата обращения: 24.08.2026).
DOI: https://doi.org/10.17513/srbs.1464