Курсовая работа (т): Зависимость удельной массы и проективного покрытия лишайника Hypogymnia physodes в разновозрастных типах сосновых лесов юго-востока Беларуси

Возможность произрастания конкретных видов в экологически неблагоприятных регионах обуславливается физиологическими особенностями лишайников. На основании частоты встречаемости вида и морфологического состояния слоевищ выделяют чувствительные к загрязнению и толерантные виды лишайников. Распространенным является мнение о том, что наиболее чувствительными к атмосферному загрязнению являются кустистые лишайники, менее чувствительными - листоватые и наиболее устойчивыми - накипные [23, 24].

Считается, что эпилитные формы более устойчивы, чем эпифитные [25]. Такая точка зрения сложилась благодаря сильному угнетению лихенобиоты городов центральной, западной Европы и США в середине - конце XX века. Многими авторами для наиболее загрязненных частей городов указывались только накипные виды лишайников: Amandinea punctata [26], Candelariella vitellina [26,27], Lecanora conizaeoides [28],Scoliciopsorum chlorococcum. Для других территорий отмечалось доминирование указанных видов среди общего разнообразия лихенобиоты, а также в проективном покрытии субстрата [29].

2. Объект, программа и методика исследований

Объектами исследований являлись чистые сосновые насаждения, произрастающие в лесорастительных условиях, охватывающих следующий гигрогенный ряд: свежие (сосняки мшистый и орляковый), влажные (сосняк черничный), сырые (сосняки долгомошный и приручейно-травяной) и мокрые (сосняки багульниковый, осоковый и осоково-сфагновый). Насаждения относятся к категориям молодых, средневозрастных, приспевающих и спелых (II - VII классы возраста). Полнота насаждений составляет 0,6 - 0,9.

В ходе исследования были заложены пробные площади в Калининском, Макеевском, Приборском, Романовичском, Старо-Дятловичском, Тереховском и Шабринском лесничествах ГЛХУ «Гомельский лесхоз», а также в Ченковском лесничестве ГЛХУ «Кореневская экспериментальная лесная база ИЛ НАН Беларуси», территория лесного фонда которых относится к Полесско-Приднепровскому геоботаническому округу подзоны широколиственно-сосновых лесов.

Определение типов леса проводили по И.Д. Юркевичу [Ю].

Методика исследований базировалась на общепринятых лесоводственных, лесотаксационных и биоценологических методах. Анализ материала проводился системно.

Отбор проб лишайников проводили в 2013-2014 гг. с экспозиции ствола сосны с максимальным проективным покрытием на участке ствола площадью 0,12 м2 (30 × 40 см). Слоевища лишайников срезали на высоте 1,5 м вместе с субстратом, после чего отделяли от корки в лабораторных условиях. Пробы высушивали в сушильном шкафу в течение 3 суток при температуре 110 °С. Взвешивание проб проводили на аналитических весах.

Проективное покрытие лишайника проводили программным путем. Для этого каждую учетную площадку фотографировали с использованием камер CanonA540 и CanonEOS 450D. Для вычисления проективного покрытия использовали программный продукт CheckMossv.1.0.

Всего было обследовано 1880 деревьев.

3. Результаты исследований и их обсуждение

В результате проведенных исследований было обнаружено, что распределение проективного покрытия лишайника Hypogymnia physodes в сосновых лесах неравномерно и подчиняется закону экспоненциального распределения (рисунок 1). В связи с этим, для статистической обработки вместо средних мы использовали медианные значения для каждой пробной площади.

Рисунок 1 - Распределение проективного покрытия Hypogymniaphysodes в сосняках Гомельского региона

В связи с этим, для статистической обработки вместо средних мы использовали медианные значения для каждой учетной площади (таблица 1).

Таблица 1 - Медианные значения удельной массы лишайника и его проективного покрытия для каждой пробной площади

Установлено, что распределение проективного покрытия Hypogymniaphysodes в сосновых лесах неравномерно и зависит от типа леса. На основании значений проективного покрытия можно выделить три группы сосняков (таблица 1, рисунок 2). К группе с наибольшим проективным покрытием лишайника относятся сосняки осоково-сфагновый, мшистый и осоковый, для которых медианные значения составляют 10,5 - 16,5%. В группу с наименьшим проективным покрытием Hypogymniaphysodes (4,5 - 0,8%) входят сосняки багульниковый, долгомошный и приручейно-травяной. Промежуточную группу составляют сосняки орляковый и черничный (проективное покрытие 7,0 - 9,0%). [30,31]

Таблица 2 - Сравнение проективного покрытия Hypogymnia physodes в средневозрастных сосновых лесах методом однофакторного дисперсионного анализа (здесь и далее: ОС-СФ - сосняк осоково-сфагновый, МШ - сосняк мшистый, ОС - сосняк осоковый, ОР - сосняк орляковый, ЧЕР - сосняк черничный, БАГ - сосняк багульниковый, ДМ - сосняк долгомошный, ПР-ТР - сосняк приручейно-травяной)

Рисунок 2 - Распределение проективного покрытия Hypogymniaphysodes в средневозрастных сосновых лесах Гомельского региона

Было также обнаружено, что распределение проективного покрытия лишайника Hypogymniaphysodes в сосновых лесах связано с возрастом древостоя (рисунок 3). Максимальные значения проективного покрытия наблюдаются в молодых и средневозрастных лесах, с возрастом древостоя проективное покрытие Hypogymniaphysodesснижается и достигает минимальных значений к 120 - 140 годам.

Следует отметить, что в среднем проективное покрытие в свежих и влажных типах сосновый формации (сосняки мшистый, орляковый и черничный) выше, чем в сырых и мокрых (сосняки багульниковый, долгомошный, сосковый, осоково-сфагновый и приручейно-травяной) на 2 - 3 % для каждого класса возраста (рисунок 3).

Рисунок 3 - Распределение проективного покрытия лишайника Hypogymniaphysodes в сосновых лесах Гомельского региона разного класса возраста.

Изменения соотношения удельной массы и проективного покрытия с возрастом древостоя обнаружено не было (таблица 2). Наименьшее соотношение отмечено для сосняков орлякового и осокового (0,9 г/м²·%), наибольшее - для сосняков багульникового и долгомошного (1,3 г/м²·%). В среднем в сосновых лесах 1 проценту проективного покрытия лишайником ствола сосны соответствует 1,1 г/м² слоевищ.

Таблица 3. Соотношение удельной массы и проективного покрытия Hypogymniaphysodesв сосновых лесах Гомельского региона по классам возраста

лишайник биологический вегетативный гипогимния

Заключение

Установлено, что распределение проективного покрытия Hypogymnia physodes в сырых и мокрых сосновых лесах неравномерно и зависит как от типа леса, так и от класса возраста древостоя. Отмечено, что проективное покрытие ствола сосны лишайником в сосняках осоковом и осоково-сфагновом достоверно выше, чем в сосняке багульниковом и в сырых типах сосновой формации. Было также обнаружено, что лишайник лучше развивается в молодых насаждениях. С возрастом древостоя проективное покрытие Hypogymnia physodes снижается и достигает минимальных значений к 120 - 140 годам.

Была найдена статистически значимая связь между проективным покрытием лишайника Hypogymnia physodes и его удельной массой в сырых и мокрых типах сосновых насаждений (r=0,86; p<0,01). Изменения соотношения удельной массы и проективного покрытия с возрастом древостоя обнаружено не было. В сырых и мокрых типах леса 1 проценту проективного покрытия лишайником ствола сосны соответствует 0,75 г/м² слоевищ.

Список использованных источников

1           Горленко, М.В. Курс низших растений / М.В. Горленко. - М.: Высшая школа, 1981. - 504 с.

2       Стрэльская, В.Я. Водараслi. Грыбы. Лiшайнiкi. Iмхi / В.Я. Стрэльская, М.I. Петухова, Г.I. Сяржамiна. - М.: Народная асвета, 1978. -128 с.

3       Шапиро, И.А. Загадки растения-сфинкса: лишайники и эколо-гический мониторинг / И.А. Шапиро. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 80 с.

         Еленкин, А.А. Понятия «Лишайник» и «лишайниковый симбиоз» / А.А. Еленкин // Новости систематики низших растений. - 1975. - Т. 12. -С. 3-81.

         Цуриков, А.Г. Практическое руководство по изучению темы «Лишайники» / А.Г. Цуриков, В.А. Собченко, О.М. Храмченкова. - Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2006. - 50 с.

         Жизнь растений: Водоросли. Лишайники. - М: Просвещение, 1977. - Т.3. - 487 с.

7           Бязров, Л.Г. Лишайники в экологическом мониторинге / Л.Г. Бязров. - М.: Научный мир, 2002.

             Горбач, Н.В. Лишайники Белоруссии. Определитель / Н.В. Горбач. - М.: Наука и техника, 1973. - 368 с.

9       Определитель лишайников СССР. Вып. 2. Морфология, систематика и географическое распространение / А.Н. Окснер; под. ред. И.И.Абрамова. - Л.: Наука, 1974. - 284 с.

10             Солдатенкова, Ю.П. Малый практикум по ботанике. Лишайники (кустистые и листоватые) / Ю.П. Солдатенкова. - М.: Изд-во МГУ, 1977. -128 с.

11     Определитель лишайников СССР. Вып. 1. Пертузариевые, Леканоровые, Пармелиевые / Е.Г. Копачевская [и др.]; под. ред. И.И. Абрамова. - Л.: Наука, 1971. - 412 с.

         Определитель лишайников России. Вып. 6. Алекториевые, Пармелиевые, Стереокаулоновые / Н.С. Голубкова [и др.]; под. ред. Н.С. Голубковой. - СПб.: Наука, 1996. - 203 с.

         Определитель лишайников СССР: морфология, систематика географическое распространение.- Л.: Наука, 1974. - Вып. 2. - С. 13-23.

         Толпышева, Т.Ю. Кладонии (Cladoniaceae, Lichenes) в структуре лесных экосистем / Т.Ю. Толпышева // Принципы и способы сохранения биоразнообразия: сборник материалов Всероссийской научной конференции, Йошкар-Ола, 18 - 24 сент., 2004. - Йошкар-Ола, 2004. - С. 127 - 128.

         Кобзарь, Н.Н. Лишайники семейства Cladoniaceae в Беларуси / Н.Н. Кобзарь // Пробл. ботан. на рубеже 20-21 вв.: тез. докл., представл. 2 (10) Съезду Рус. ботан. о-ва, Санкт-Петербург, 26-29 мая 1998 г.: в 2 т. / БИН РАН; под ред. Д.В. Гельтмана [и др.]. - СПб., 1998. - Т. 2. - С. 68.

         Сюрин, С.И. Влияние атмосферного загрязнения на состояние лишайниковой флоры сосняков черничных / С.И. Сюрин, Е.В. Прыгов // Краеведение и краеведы: материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 105-летию со дня рождения К.П. Гемп, проведенной в рамках XI съезда Русского географического общества, Архангельск, 28 августа - 2 сентября 2000 г. / Русское географическое о-во (Санкт-Петербург). - СПб; Архангельск, 2000. - Т. 7. - С. 89-91.

17     Малышева, Н.В. Об использовании лишайников в качестве «индикаторов старых лесов» / Н.В. Малышева // Проблемы экологии: тез. докл. конф. Казань, 1985. Ч. 1. - Казань, 1985. - С.76 - 81.

18     Dembitsky, V.M. Lichens: Nature's pioneers / V.M. Dembitsky // INFORM: Int. News Fats, Oils and Relat. Mater. - 2003. - 14, № 1. - C. 30-32.

         Жученко, Ю.М. Математическая статистика в биологии и химии / Ю. М. Жученко. - Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2010.- 197 с.

         Лакин, Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин. - М.: Высшая школа, 1990. - 142 с.

         Зайцев, Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике / Г.Н. Зайцев. - М.: Наука, 1984. - 424 с.

         Бейли, Н. Математика в биологии и медицине / Н. Бейли. - М.: Мир, 1970. - 167 с.

23             Состояние природной среды Беларуси: Экологический бюллетень 2001 г. / под ред. В.Ф. Логинова. - Минск: Минсктиппроект, 2002. - 232 с.. Баумгертнер, М.В Лишайники Кузедеевского липового острова как индикаторы экологической ситуации / М.В. Баумгертнер // День Земли - научные и педагогические проблемы: тез.докл. 1 Междунар. науч.-практ. конф., Бийск, 1995 г.: в 2 ч. / Бийс. гос. пед. ин-т, НИИ прикладных проблем образования РАО; редкол.: Н. К. Гайнанова [и др.]. - Бийск, 1995. - Ч. 1. - С. 78-79.