Эколого-биологические особенности редкого вида Cistus salvifolius L. (Cistaceae) и сохранение в условиях in situ и ex situ

Естественные биологические сообщества природно-климатических зон Земли представляют собой уникальные по сбалансированности экологические системы. Естественный отбор установил устойчивые взаимоотношения между растениями, животными, грибами и микроорганизмами. Прямое или косвенное вмешательство человека в отношения, сложившиеся между живыми организмами за миллионы лет, модификация отдельных природно-климатических и экологических факторов кардинально меняют баланс отношений между организмами в биосфере.

Ландшафты Западного Кавказа отличаются высоким уровнем биологического разнообразия на видовом и ценотическом уровнях. Биологическое разнообразие региональной флоры формируется под влиянием постоянных климатических пульсаций (Колобовский, 2007). Субтропики Кавказа находятся на стыке бореального и средиземноморского типов климатов. Многократные оледенения и потепления четвертичного периода неизменно влекли за собой миграцию представителей флоры всех сопредельных территорий. Благодаря сложному рельефу, разнообразию природно-климатических условий, ярко выраженной высотной поясности здесь произрастают представители флор многих климатических зон. В регионе зарегистрировано около 3200 видов растений, среди которых около 650 -кавказские эндемики (Литвинская, Муртазалиев, 2009).

Здесь исторически сложился высокий уровень антропогенного пресса, что привело к снижению численности популяций многих видов, нарушению структуры и фрагментации растительного покрова. За последние годы в Сочинском Причерноморье отмечено большое число натурализовавшихся видов растений (Солодько, Нагалевский, Кирий, 2006; Солтани, 2003; Зернов, 2006, 2010; Тимухин, Туниев, 2010), что негативно сказывается на аборигенной флоре. Интродукция декоративных видов местной флоры может стать одним из направлений по снижению риска влияния инвазийной флоры на фитоценозы региона.

Для региона изучение флористического разнообразия, сохранение и воспроизводство редких и исчезающих видов приобрели теоретическую и практическую значимость. Особенно важны и приоритетны исследования сохранения видов в условиях in situ, но при долгосрочном сохранении биологического разнообразия большое внимание уделяется и сохранению видов в контролируемых условиях ex situ. Особенно актуален такой подход для редких видов, которые внесены в группу Critically Endangered, Endangered, Vulnerable.

Актуальность. Изучение природных популяций редких и исчезающих растений — одно из важнейших направлений современной биологии. Ладанник шалфеелистный {Cistus salvifolius L.), представитель субтропической флоры Средиземноморья, в России произрастает только в зоне субтропиков и его популяция насчитывает не более 1500 особей. Вид занесен в Красную книгу Краснодарского края с категорией «Находящийся под угрозой исчезновения» (Туниев, Тимухин, 2007). В настоящее время, по причинам экологического и фитоценотического характера, популяция находится в дигрессивном состоянии. Восстановление популяции является весьма актуальной проблемой и наиболее оптимальным способом разрешения этой задачи является репатриация растений, размноженных в условиях культуры.

Результаты исследований по изменению условий произрастания и развития дикорастущих растений ex situ позволяют точно определить состояние исследуемого вида и прогнозировать его поведение в условиях искусственно создаваемых локалитетов. К тому же, данный вид, обладая высокой толерантностью к эдафическим условиям произрастания, достаточно декоративен и заслуживает широкого использования в практике декоративного садоводства. Вопросы, освещенные в ходе изучения, свидетельствует о том, что комплексное изучение Cistus salvifolius является достаточно актуальным и имеет как теоретическое, так и прикладное значение.

Цель и задачи исследования

Цель исследований — характеристика структуры популяции редкого и исчезающего вида Cistus salvifolius в условиях in situ, выявление и разработка способов сохранение вида в контролируемых условиях ex situ.

Задачи исследования:

— изучить особенности биологии и экологии редкого и исчезающего вида Cistus salvifolius in situ;

— выявить морфологические особенности особей Cistus salvifolius в природной популяции;

— разработать пути вегетативного и семенного размножения вида в условиях ex situ;

— изучить внутривидовую, внутрипопуляционную и экологическую изменчивость вида в условиях ex situ;

— сделать практические предложения по сохранению, возобновлению редкого и исчезающего вида и созданию искусственных популяций на территориях, изолированных от основного локалитета.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Оценка состояния популяции Cistus salvifolius in situ в фитоценозах российской части Западного Закавказья и лимитирующие факторы устойчивости вида (инсоляционный и эдафический) — внутри популяции отмечается различие в морфологических признаках надземных и подземных органов в зависимости от экологических факторов. Способность Cistus salvifolius проявлять различную эколого-ценотическую стратегию представляет собой адаптивный признак.

2. Мероприятия по сохранению природной популяции, методы размножения и сохранения Cistus salvifolius в условиях ex situ. Для сохранения вида in situ предложен популяционно-видовой принцип при создании ООПТ в виде ботанического памятника природы. Технологии и агротехнические рекомендации размножения ладанника шалфеелистного ex situ эффективны для получения посадочного материала и являются одним из инструментов сохранения этого вида как ex situ, так и in situ.

3. Размножение ладанника шалфеелистного генеративным способом без прерывания состояния покоя искусственными методами затруднено, длительность предгенеративного периода у сеянцев длится 3−4 года, что увеличивает период содержания растений в питомнике, растения, размноженные вегетативным способом с применением регуляторов роста, зацветают в течение вегетации первого года.

4. Интродукционное изучение Cistus salvifolius ex situбиоэкологические особенности вида позволяют широко использовать его в открытом грунте субтропической зоны России.

Научная новизна работы. Впервые проведено изучение эколого-биологических и морфологических особенностей редкого и исчезающего вида Cistus salvifolius в фитоценозах субтропической зоны России. Выявлены факторы, лимитирующие распространение вида в условиях in situ. Установлены агротехнические факторы, влияющие на рост и развитие Cistus salvifolius в контролируемых условиях ex situ. Разработаны принципы формирования куста в условиях культуры и мероприятия по сохранению вида ex situ. Изучено влияние регуляторов роста на процесс корнеобразования при вегетативном размножении вида, выявлена склонность вида к каллусному типу корнеобразования. Установлено, что зимнее размножение закрытыми черенками менее эффективно по сравнению с контролем осеннего черенкования. Увеличение площади раневой поверхности черенка активно стимулирует корнеобразование. Результаты исследований показали, что Cistus salvifolius не является облигатным ацидофилом. Интенсивность увеличения вегетативной массы имеет прямую зависимость от механического состава субстрата. Создана искусственная популяция in situ в районе пос. Головинка г. Сочи.

Установлена таксономическая принадлежность белоцветковой формы адлерской популяции ладанника.

Практическая значимость работы. Результаты работы могут быть использованы при создании искусственных популяций СюШ БаМ/оИш в условиях субтропиков России, и вид уже включен в ассортимент декоративных растений, используемых в озеленении региона. Посадочный материал и технология выращивания переданы в производственное испытание трем сочинским питомникам декоративных культур. Посадочный материал использован в оформлении демонстрационного участка Адлерского питомника Сочинского национального парка (СНП), проведены тестовые испытания применения в ландшафтном дизайне. Ладанник включен в коллекции растений Сочинского Дендрария, Сада-музея «Дерево Дружбы» (Сочи), Ботанического сада МГУ, коллекцию редких и исчезающих видов аборигенной флоры в парке Сочинского отделения РГО. В стадии реализации находится совместный с Сочинским отделением РГО проект по расселению вида в приморской зоне на территории Большого Сочи. Имеются справка о внедрении Всероссийского НИИ цветоводства и субтропических культур РА сельскохозяйственных наук.

Апробация. Результаты исследований доложены и обсуждены на XI, XII, XIII и XIV международных научно-практических конференциях «Проблемы озеленения крупных городов» (Москва, 2008, 2009, 2010 и 2011) — на конференции, посвященной 65-летию ФГУ НИИ горного лесоводства и экологии леса (Сочи, 2009) — итоговых отчетных сессиях ГНУ ВНИИЦиСК (Сочи, 2007, 2008). Сделаны доклады на курсах повышения квалификации ИТР Сочинского национального парка (Сочи, 2008) и на Второй Всероссийской научно-практической конференции «Декоративное садоводство России: состояние, проблемы, перспективы» (Сочи, 2011).

Публикации результатов исследования. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 11 статьях, в том числе 4 в рецензируемых журналах, определенных ВАК РФ. Фотография Сий" яаЫ/оНш использована для иллюстрирования Большой Российской Энциклопедии.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 7 глав,.

1. Голубев Н. М. Особенности размножения Cistus salviifolius (Cistaceae) при интродукции. / Н. М. Голубев // Журнал Растительные ресурсы. СПб., 2009.-Вып. 3. С. 38−44.

2. Голубев Н. М. Ладанник шалфеелистный Выращивание в условиях Сочи / Н. М. Голубев // «Цветоводство». 2011. — № 3. — С. 12−13.

3. Голубев Н. М. Зависимость роста Cistus salviifolius L. от показателей почвенного плодородия. / Н. М. Голубев //Известия ДГПУ. Махачкала, 2011. -№ 2.-С. 16−21.

4. Голубев Н. М. О произрастании Cistus salviifolius L. в разной освещенности юго-восточной части Черноморского Побережья. /Литвинская С.А., Голубев Н.М.// Вестник СГУТиКД. Сочи, 2011. — № 2 16. — С. 191−194. в прочих изданиях:

5. Голубев Н. М. К вопросу о сохранности и восстановлении популяций некоторых видов дикорастущих видов растений Северо-Запада Кавказа. /Н.М. Голубев// Альманах X Междун. научн.-практ. конф. «Проблемы озеленения крупных городов». М., 2007. — С 187−189.

6. Голубев Н. М. Состояние популяции Cistus salviifolius L. и перспективы выращивания ex situ и in situ. /Н.М. Голубев// Альманах XIII Междун. научн.-практ. конф. «Проблемы озеленения крупных городов». М., 2010. — С. 77−81.

7. Голубев Н. М. К вопросу о распространении Cistus salvifolius L. /Н.М. Голубев// Субтропическое и декоративное садоводство. Сочи, 2011. — Вып. 45. — С.163−171.