Характеристика района исследования, материалы и методы исследования.

Характеристика района исследования

Исследования ценопопуляций Sanguisórba officinális проводили на территории Республики Башкортостан (Башкирское Зауралье).

Климат района

На климат Башкирского Зауралья оказывает влияние его географическое положение. Отдаленность от морей и океанов  способствует тому, что теплые, несущие осадки морские воздушные массы до проникновения в эту зону успевают преобразоваться в более сухие и континентальные, что обусловливает высокую температуру воздуха и засушливость лета (Богомолов, 1954; Агроклиматические ресурсы..., 1976; Почвы Башкортостана, 1995).

В зимний период на климат оказывают влияние господствующие течения азиатского антициклона, несущие холодные и сухие воздушные массы с центра континента. Указанные факторы формируют в регионе резко континентальный  климат с холодной зимой и жарким летом. Резко выраженная сезонность климата обусловливает формирование и динамику продуктивности степных экосистем Башкирского Зауралья (Мордкович и др., 1997).

Степное Зауралье относится к засушливым районам, что связано в первую очередь с высокой испаряемостью влаги в степях в летний период. Открытость пространства, высокая инсоляция и непрерывное воздействие господствующих ветров обусловливают низкую способность черноземов удерживать влагу в летнее время года. По данным Г.Т.Селянинова (1961) величина испарения в степной зоне составляет 10-15 мм в сутки, на каменистой степи этот показатель достигает до 20 мм/сутки.  Зимой за счет сдувания снега с открытых пространств высота снежного покрова в степях также очень низкая (Селянинов, 1961; Агроклиматические ресурсы..., 1976; Чибилев, 1998).

Годовая сумма осадков в Башкирском Зауралье колеблется в пределах 164-534 мм, из них летом выпадает 66-302 мм. Башкирское Зауралье является зоной рискованного земледелия, что обусловлено часто повторяющимися в регионе засухами. Повторение засух носит цикличный характер с обязательным чередованием с благоприятными сезонами. Многолетние данные показывают, что для Башкирского Зауралья не характерно повторение двух экстремально засушливых сезонов подряд.

Основное количество осадков в Башкирском Зауралье выпадает  в летний период. Максимум приходится на июнь месяц и составляет в среднем 50 мм, колеблясь в разные годы в пределах 0-114 мм. К осени уровень осадков по месяцам постепенно падает, и в сентябре этот показатель составляет 24 мм. Наименьшее количество осадков выпадает обычно в марте и составляет в среднем 14 мм.

Температурный режим в районе определяется географической широтой, рельефом местности, облачностью и атмосферной циркуляцией воздуха. Самым жарким месяцем лета является июль, среднемесячная температура которого достигает +19°С. Среди зимних месяцев самая низкая среднемесячная температура отмечается в январе и составляет -14°С.

Среднесуточная температура и сумма положительных температур (выше +10°C) повышается с севера на юг и с запада на восток. В такой же последовательности снижается количество осадков и увеличивается длина безморозного периода. Безморозный период колеблется в зоне в пределах 90-130 дней. Период со средними температурами выше 10°С составляет 120-135 дней.

В степях Зауралья существует прямая зависимость между количеством выпадающих осадков и продуктивностью травостоя. Наибольшая продуктивность степной растительности отмечается в середине июня с последующим понижением до конца августа. На август приходится период летнего полупокоя степи, при котором травостой почти полностью выгорает. Период летнего полупокоя – своеобразное приспособление степной растительности к экстремальным погодным условиям, формирующимся в регионе в конце лета. На август месяц приходятся высокая среднемесячная температура и самое низкое, среди летних месяцев, количество осадков. В сентябре нарастание фитомассы возобновляется, этому способствует спадание летней жары. Таким образом, резко выраженная сезонная динамика продуктивности степных травостоев Башкирского Зауралья обусловлена климатическими факторами региона.

Продолжительность периода со снежным покровом в зоне составляет 155-170 дней. Мощность снежного покрова – 30-40 см, так как снег выдувается с полей сильными ветрами. Перед снеготаянием запас воды в снегу составляет 45-46 мм, но в отдельные годы не превышает 18 мм.

 Геолого-геоморфологические условия

Башкирское Зауралье расположено в юго-восточной части Республики Башкортостан. Степная зона занимает основную территорию района за исключением северо-западной части, где  западный склон хребта Урал-Тау и хребет Ирендык образуют горно-лесную зону. Между степной и горно-лесной зонами проходит полоса лесостепи. Рельеф представляет собой возвышенную равнину. Исключение составляет северо-западный район, где расчлененность рельефа возрастает за счет хребтов.

Почвы

Почвенный покров Зауралья представлен черноземами обыкновенными, типичными, выщелоченными и южными. На склонах распространены в основном недоразвитые каменисто-щебеночные почвы, на юге зоны – солонцеватые черноземы, солонцы и солончаки (Богомолов, 1948; Почвы Башкортостана, 1995).

А.Х. Мукатанов (1994) почвы Башкирского Зауралье относит к Зауральской степной почвенно-экологической провинции, которая включает Присакмарский межгорно-долинный, Зауральский увалисто-предгорный и Зауральский сопочно-равнинный округа.

Присакмарский межгорно-долинный округ (высоты 250-350 м н.у.м.) представлен, в основном, черноземами выщелоченными и обыкновенными. В березовых редколесьях почвы серые, темно-серые лесные, на поймах рек – аллювиальные дерновые и луговые. Много примитивных органогенно-щебнистых степных почв. Почвообразующие породы представлены

магматическими породами и девонскими отложениями, а также аллювиальными глинами, суглинками и галечниками. Распаханность около 40%. Эродированность пашни 30%. Бонитет пахотных почв по запасам гумуса – 60-80 баллов.

Зауральский увалисто-предгорный округ (высоты 400-700 м н.у.м.) представлен черноземами неполноразвитыми и выщелоченными, а также примитивными органогенно-щебнистыми степными почвами. Почвообразующие породы те же, что и в предыдущем округе. Степень распаханности – 35%. Эродированность пашни – 55%. Бонитет пахотных почв по запасам гумуса – 20-80 баллов.

Зауральский сопочно-равнинный округ (высоты 250-350 м н.у.м.) представлен в основном черноземами обыкновенными и южными, а также черноземами солонцеватыми и неполноразвитыми, солонцами, солончаками, примитивными органогенно-щебнистыми степными, лугово-болотными почвами. Почвообразующие породы: девонские, каменноугольные, юрские отложения, их элювий и делювий (известняки, яшмы, сланцы, песчаники), четвертичные аллювиальные отложения, местами засоленные. Степень распаханности – 50%. Эродированность пашни – 13%. Бонитет пахотных почв по запасам гумуса – 60-100 баллов.  Основные факторы почвенной эрозии в Башкирском Зауралье водные и ветровые с преобладанием ветровых (Почвы Башкортостана, 1995).

 Материалы исследования

Объектом исследования является  Sanguisórba officinális (рис. 2).

Рис. 2 Sanguisórba officinális

Исследования ценопопуляций Sanguisórba officinális проводили на территории Республики Башкортостан (Башкирское Зауралье). Всего исследованы  4ценопопуляции в различных эколого – фитоценотических условиях.

Методы исследования

Для оценки внутри- и межпопуляционной изменчивости признаков растений в каждой ценопопуляции отбирали 30 особей в средневозрастном генеративном состоянии, у которых измеряли 9 биоморфологических параметров вегетативных и репродуктивных органов. При проведении морфологических исследований Sanguisórba officinális выявлены следующие признаки: высота генеративного побега, см., высота соцветия, см., число розеточных листьев, шт.,  число стеблевых листьев, шт.,  длина листа, см.,  длина верхнего листочка, см., ширина верхнего листочка,см., длина бокового листочка,см., ширина верхнего листочка, см..В качестве меры изменчивости признаков  использовался коэффициент вариации (CV %). Уровни варьирования признаков приняты по Г. Н. Зайцеву (1973): СV>20 % - высокий, СV= 11-20 % - средний, СV<10 % - низкий.

Для координации ценопопуляций по градиенту комплексного благоприятствующего росту растений фактора (экоклину) использовали индекс виталитета ценопопуляции (IVC), рассчитываемый с использованием выравнивания методом взвешивания средних (Ишбирдин, Ишмуратова, 2004):

IVC = ,

где  - среднее значение i-того признака в ценопопуляции,  - среднее значение i-того признака для всех ценопопуляций, N - число признаков.

Индекс (IVC), вычислен для каждой ценопопуляции. Градиент ухудшения условий роста выстраивали как ряд ценопопуляций по убыванию значения их индексов виталитета. Наибольшее значение индекса соответствует наилучшим условиям реализации ростовых потенций, а наименьшее – худшим условиям.

Для оценки степени детерминированности признаков организма пользовались коэффициентом детерминации (R2m) (Ростова, 2002), который рассчитывается как квадрат коэффициентов корреляций усредненных по всей матрице или по отдельным признакам.

Онтогенетические тактики построены с учетом методов, разработок Ю.А. Злобина (1989) и М. М. Ишмуратовой и А. Р. Ишбирдина (2004).

Первичный материал обработан с использованием пакетов программ STATISTICA и EXCEL. Для каждого среднего арифметического значения определяли ошибку (M±m), коэффициент вариации (CV %).