Изменчивость и корреляционная структура популяций можжевельника обыкновенного

ИЗМЕНЧИВОСТЬ И КОРРЕЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ МОЖЖЕВЕЛЬНИКА ОБЫКНОВЕННОГО

Князева С.Г.

The intraspecific variability and correlation structure of 25 natural populations of common Juniper growing on the territory of Siberia and Far East are investigated. The increase of correlation of organs is found by worsening of habitat condition. It is particularly characteristic for the features of generative organs. On the other hand, some decrease the level of endogenous variability, but the increase the level of individual one as compared with flat populations is observed. The rules of ecological and geographic variability of features of vegetative and generative organs of common Juniper are found on investigation territory.

Можжевельник обыкновенный - широко распространенный на территории России вид. Только в Сибири, занятая этим видом площадь, составляет 7,8 млн.км2. Он встречается в кустарниковых и лишайниковых тундрах на каменистых россыпях, в высокогорьях на скалах, пустошных лугах, в лиственничных редколесьях, среди кедрового стланика и имеет вид раскидистого кустарника или стланика. На равнинах обитает в сосновых борах, на известняках по берегам рек, моховым болотам, в подлеске лиственных и смешанных лесов и приобретает форму конусовидного кустарника или даже деревца. Высокая экологическая пластичность, полиморфизм и приспособляемость позволяют этому виду произрастать в таких разных экологических условиях, приобретая порой очень важное биоценотическое значение в растительных сообществах.

Несмотря на неприхотливость и высокую приспособляемость, в последние десятилетия многие исследователи отмечают сокращение площадей этого вида во многих районах его ареала, взрослые растения отмирают, семенное возобновление незначительное. Поэтому изучение природных популяций можжевельника весьма актуально. Такие исследования помогают оценить состояние вида в природе и выявить протекающие в популяциях процессы формообразования и адаптации.

В настоящей работе изложены результаты изучения изменчивости морфологических признаков и корреляционной структуры 25-ти природной популяций можжевельника обыкновенного (J.communis L.), произрастающих на территории Сибири, Горного Алтая и Дальнего Востока. Проводились сравнительное исследование по ряду признаков вегетативных и генеративных органов на выборках из 25-30 особей, а также анализ корреляционной структуры популяций.

Анализ полученных результатов выявил, что признаки вегетативных органов варьируют, как правило, на среднем уровне, реже высоком. Генеративные органы слабо изменчивы, независимо от места произрастания. Уровни эндогенной и индивидуальной изменчивости признаков (особенно признаков вегетативных органов) зависят от особенностей условий произрастания. В пессимальных, неоднородных условиях наблюдается некоторое уменьшение уровня эндогенной изменчивости, но увеличение индивидуальной.

Установлена жесткая скоррелированность параметров шишкоягод и семян. Связи здесь чаще средние или сильные. По сравнению с генеративными признаки вегетативных органов скоррелированы несколько меньше (связи слабые, реже средние).

23 -

21  • 11 Г=

19  17  18  2 . 1 .12 15 7 10 5_ 24

З.У., % 57 .16 4  17 14 •12 1 3 6 25 11/. 8 21 21 23

13  11  2 '16 17 •м 15 25 23 г=

9

7

5

13

22 22 •13

а

•20

.20 .19 .19

б

12 -11 -

10 ->% 9 -

О

0.59 8"

7 -6

—,-,-5

130 150 17050 70 90

Продолжительность безморозного периода, дни

г= - 0.29

15  1

2 -17 -12 в 14 3 5

16 7 25 .1(6 9

3 6-

21

24 23

23

13 22

•22

21

20

15

9 —

24

г=0.32

19 19

20

130

Рисунок 1 - Изменение коэффициентов эндогенной

50

70

90

С продвижением на север и с увеличением высоты над уровнем моря длина хвои и годичного прироста уменьшаются. Ширина хвои увеличивается с подъемом в горы. Генеративные органы уменьшаются с продвижением на север. Признаки вегетативных органов коррелируют с суммой положительных температур, продолжительностью безморозного периода, среднегодовой температурой. Генеративные органы в меньшей степени зависят от климатических параметров.

Таблица - Коэффициенты корреляции средних популяционных признаков и климатических и географических параметров_

Признаки Климатические и географические параметры

А ^Д>5 °С Кц № Яг 18 С Б Н

Форма хвои -0.25 * 0.63 -0.28 * 0.76 -0.15 * 0.55 0.00 * 0.39 -0.32

Длина хвои -0.13 * 0.62 -0.21 * 0.60 -0.19 * 0.41 0.06 0.33 * -0.4

Ширина хвои 0.07 * -0.45 0.49 * -0.38 -0.05 -0.16 * -0.57 * -0.40 * 0.59

Длина побега -0.16 * 0.49 -0.15 * 0.61 -0.30 0.33 -0.02 0.30 -0.18

Длина шишкоягод -0.23 -0.17 0.03 0.15 0.03 0.11 * -0.41 0.18 0.21

Ширина шишкоя-

год -0.12 -0.12 0.18 -0.04 0.10 0.06 -0.46* 0.25 0.28

Форма шишкоягод -0.02 -0.10 0.18 -0.29 0.17 0.02 -0.32 0.26 0.31

Число семян * 0.42 -0.09 0.30 * -0.36 * -0.52 * -0.46 0.24 -0.07 -0.07

Длина семян -0.17 -0.27 0.13 0.23 0.02 0.07 * -0.44 0.08 0.20

Ширина семян -0.33 -0.02 -0.02 * 0.49 0.16 * 0.38 * -0.50 0.28 -0.03

Число достовер-

ных связей 0.54* -0.46* 0.68* -0.79* -0.12 -0.61* -0.12 -0.20 0.47*

A - годовая амплитуда температур воздуха (°С), °С - сумма температур выше пяти градусов, Кц - коэффициент континентальности (по Ценкеру), ЫЕ - продолжительность безморозного периода (число дней), Яг - годовая сумма осадков ( мм), ts-среднегодовая температура воздуха (°С), С -широта, Б - долгота местности (в градусах северной широты и восточной долготы. соответственно), Н - высота над уровнем моря (м), -статистически значимые связи.

Изучение корреляционной структуры популяций показало ее зависимость от места произрастания особей. Число статистически достоверных связей между исследованными признаками в разных популяциях неодинаково и зависит от параметров климата и от высоты над уровнем моря. Там, где растения находятся в неблагоприятных условиях и испытывают постоянный стресс, происходит увеличение количества достоверных связей.

Таким образом, установлено, что с ухудшением условий произрастания происходит увеличение скоррелированности признаков, особенно в генеративной сфере. С другой стороны, наблюдается некоторое уменьшение эндогенной, но увеличение индивидуальной изменчивости исследуемых признаков. Это способствует успешной адаптации растений к условиям произрастания и большей независимости их органов от факторов внешней среды, что подтверждается работами других исследователей [1-3].

Литература

1. Ростова Н.С. Корреляционный анализ в популяционных исследованиях // Экология популяций. -М.: Наука, 1991. -С. 69-86.

2. Ростова Н.С. Корреляции: структура и изменчивость. -СПб., 2002. -307 с.

3. Шемберг М.А. Изменчивость морфологических признаков и структура популяций березы мелколистной // Бюл. Главного ботан. сада, 1987. -Вып. 146. -С. 36-43.