сотрудник
Краснодарский край, Россия
сотрудник
Краснодарский край, Россия
сотрудник
Краснодарский край, Россия
Краснодарский край, Россия
сотрудник
Краснодарский край, Россия
сотрудник
Краснодарский край, Россия
Вторжение A. artemisiifolia L. в агроландшафты России привело к фитосанитарной дестабилизации. Доминирование амброзии в биогеоценозах привело к изменению видового состава в растительных сообществах, нарушению структуры трофических связей, гидрологического и энергетического баланса. Все эти факторы воздействия карантинного сорного растения привели к сокращению продуктивности сельскохозяйственных культур. Изучение закономерностей конкурентных отношений инвазионного растения в агробиоценозах проводилось в различных антропогенных экосистемах Краснодарского края. Были получены оригинальные данные экологических отношений между инвайдером и аборигенной растительностью.
Амброзия полыннолистная, фитоценотические связи, агробиоэкосистемы, проективное покрытие
Введение. Амброзия полыннолистная под действием «фитоценологического пресса» захватывает новые территории в местах произрастания [1, с. 22]. Антропогенная деградация естественных фитоценозов на юге России приводит к появлению пионерных растительных видов: Echinochloa crus-galli L., Setaria glauca (L.). Beauv., в том числе и A. artemisiifolia. С появлением многолетних трав начинается процесс задернения фитоценоза, и однолетние травы вытесняются через 5-6 лет. В этот период сукцессии преобладают многолетние растения: Elytrigia repens (L.) Nevski, Artemisia rubripes Nakai, A. stolonifera Kom., A. vulgaris L., Geum allepicum Jacc., Arctium tomentosum Vill. Повторное нарушение фитоценоза приводит к новому появлению амброзии полыннолистной, что связано с высокой жизнестойкостью семян (5-7 лет), находящихся в почве [1, с. 24; 2, с. 21].
Амброзия полыннолистная является филогенетически молодым и прогрессивным видом, что позволяет ей вытеснять автохтонную растительность из биоценозов, за счет высокого уровня активных ферментов [3, с. 193].
Материал и методы. На экспериментальных участках, представляющих собой свежую и задерненную залежь, были заложены трансекты с целью изучения фенологического состояния амброзии полыннолистной и динамики роста аборигенных растений. Каждая трансекта имела длину 10 метров и состояла из 4-х учетных площадок. На площадках учитывали общее проективное покрытие растений и высоту растений в сообществе [4, с. 53]. На пробных площадках наблюдения проводились ежегодно каждые 10 дней в период с июля по октябрь.
При статистическом анализе использовались характеристики: средняя арифметическая (
), дисперсия (s2), отклонение (s), ошибка выборки (sx), коэффициент вариации (V) и относительная ошибка выборочной средней (sx%) [5, с. 214].
Результаты и обсуждение.
На участке № 1 (одно- и двухлетняя залежь) амброзия занимала 75-85%, проективного покрытия. конкурируя со щирицей обыкновенной (Amaranthus retroflexus L.) (рис. 1). Такой тип взаимодействия между видами называется аменсализм (-0) [6, с. 128].
Рисунок 1 – Конкурентные взаимоотношения амброзии полыннолистной
щирица обыкновенной
На участке №2 конкурентные взаимоотношения между амброзией полыннолистной и вьюнком полевым (Convolvulus arvensis L.) не наблюдались (рис. 2).
Рисунок 2 – Конкурентные взаимоотношения амброзии полыннолистной и вьюнка полевого
Проведя корреляционный и регрессионный анализ (Таблица 1), мы получили: r = 0,05, byx = 0,008 и уравнение линейной регрессии: Y = 14,17-0,008 (X-65).
Таблица 1 – Проективное покрытие амброзии полыннолистной и вьюнка полевого
|
Виды |
Проективное покрытие, % |
|||||
|
Амброзия полыннолистная (Х) |
100 |
80 |
70 |
65 |
45 |
30 |
|
Вьюнок полевой (Y) |
10 |
15 |
20 |
15 |
15 |
10 |
Полученные легли в основу построения графика регрессии Y по X и линия теоретической регрессии (рисунок 3).
Рисунок 3 – Регрессия Y по X, для амброзии полыннолистной и вьюнка полевого
Получив фактическое значение t-критерия (0,1) в сравнении с теоретическим значением (2,78) (таблица Стьюдента) и обозначив доверительные интервалы для коэффициента корреляции и регрессии r –
(-1,44÷1,34), byx – (-0,2÷0,22), авторы сделали вывод, что корреляционная связь между двумя признаками X и Y несущественна. Следовательно, принимается нулевая гипотеза, говорящая о нейтрализме (00) взаимодействия у этих видов растений [6, с. 130].
На участке № 3 произрастали ярутка полевая (Thlaspi arvense L.) (яровая форма), осот полевой (Sonchus arvense L.) и амброзия полыннолистная (рис. 4).
Рисунок 4 – Конкурентные взаимоотношения амброзии полыннолистной, ярутки полевой и осотом полевым
Проведенные геоботанические исследования учетных площадок выявили распределения этих видов на участке № 3 (Таблица 2).
Таблица 2 – Относительная площадь проекции амброзии полыннолистной и ярутки полевой
|
Виды |
Проективное покрытие, % |
|||||
|
Амброзия полыннолистная (Х) |
100 |
80 |
70 |
65 |
45 |
30 |
|
Ярутка полевая (Y) |
45 |
40 |
30 |
25 |
20 |
15 |
Расчет коэффициентов уравнения корреляции и регрессии показал следующие величины: r =0,97, коэффициент регрессии byx =0,45. Логарифмическое уравнение линейной регрессии для этих данных имеет вид: Y=29,17-0,94 (X-65). Полученные данные отражены в графике (рис. 5).
Величина фактического t-критерия по данным корреляционного анализа tфакт =7,95, теоретическое значение t05 = 2,78. Доверительные интервалы: для r – (-1,44÷1,34), byx – (-0,2÷0,22). Следовательно, исходя из того, что tфакт> t05, коэффициенты корреляции близки к 1, соответственно нулевая гипотеза отвергается – корреляционная связь существует. Данные ПП ярутки полевой зависят от величины проективного покрытия амброзии – аменсализм (-0) [6, с. 145].
Проведенные полевые опыты на свежей залежи в условиях юга России выявили, что амброзия полыннолистная ведет себя как эдификатор. Для сравнения взаимодействия амброзии полыннолистной с травянистой растительностью на территории 5-6-летней залежи мы провели геоботанические обследования. На участке № 1 произрастали следующие виды: A. artemisiifolia L., C. arvensis L., T arvense L, цикорий обыкновенный (Cichorium intybus L.). Высота амброзии составляла 4 см, вьюнка полевого – 15 см, ярутки полевой – 21 см, цикория обыкновенного 20 см (рисунок 6).
Рисунок 5 – Регрессионная зависимость амброзии полыннолистной и ярутки полевой (яровая форма)
Рисунок 6 – Конкурентные взаимоотношения амброзии полыннолистной, вьюнка полевого, ярутки обыкновенной (озимая форма) и пырея ползучего
Яровая форма ярутки полевой вытеснялась карантинным сорным растением, а озимая форма проявила жесткую конкуренцию к амброзии на старой залежи.
Сложившие экологические условия были благоприятны для пырея ползучего, доминировавшего на экспериментальном участке (Таблица 3).
Таблица 3 – Относительная площадь проекции амброзия полыннолистная и пырея ползучего
|
Виды |
Проективное покрытие, % |
|||||
|
Амброзия полыннолистная (Х) |
100 |
80 |
70 |
65 |
45 |
30 |
|
Пырей ползучий (Y) |
20 |
35 |
40 |
45 |
60 |
80 |
Расчет коэффициентов уравнения корреляции и регрессии показал, что коэффициент корреляции: r = -0,99, коэффициент регрессии byx = -0,83. Логарифмическое уравнение линейной регрессии для этих данных имеет вид: Y=46,67-0,83 (X-65). Полученные данные отражены в графике (рис. 7).
Рисунок 7 – Регрессия Х по Y для амброзии полыннолистной и пырея ползучего
Величина фактического t-критерия по данным анализа tфакт =19,34, теоретическое значение t05 = 2,78. Доверительные интервалы: для r – (-1,19÷0,79), byx – (-0,997÷0,66). Таким образом tфакт>t05, следовательно, нулевая гипотеза отвергается. Относительная площадь проекции амброзии полыннолистной в прямой зависимости от величины проективного покрытия пырея ползучего. При увеличении проективного покрытия пырея ползучего амброзия полыннолистная не в состоянии в силу своих морфофизиологических особенностей конкурировать – она вытесняется с участка.
При благоприятных условиях развития (1-2 летняя залежь) высота амброзии достигает 160 см, при наступлении пырея высота растения снижается до 20-30 см.
Выводы. В антропогенных очагах свежей залежи амброзия полыннолистная проявляет себя доминантом в силу своих морфогенетических особенностей. В ходе флуктуации растительного сообщества появляются виоленты, которые вытесняют амброзию полыннолистную из ценоза.
1. Есипенко Л.П. Биологические инвазии как глобальная экологическая проблема Юга России / Л.П. Есипенко // Юг России: экология и развитие. - 2012. - № 4. - С. 21-25.
2. Есипенко Л.П. О биологии и распространении Ambrosia artemi-siifolia L. (Asteraceae) в условиях Приморского края / Л.П. Есипенко // Ботанический журнал. - 1991. - Т.76. - № 2. - С. 276-279.
3. Basset I.J. Ragweed, Ambrosia species in Canada and their history in postglacial time / I.J. Basset, J. Terasmae // Can. J. Bot. - 1962. - Vol. 40. - № 1. - P. 141-150.
4. Нечаев А.П. К флоре Нижнего Приамурья / А.П. Нечаев, А.А. Нечаев // Бюлл. гл. ботан. сада АН СССР. - 1973. - Вып. 8. - С. 48-51.
5. Комаров В.Л. Происхождение растений: монография / В.Л. Комаров. - Москва: Наука, 1961. - С. 187.
6. Марьюшкина В.Я. Амброзия полыннолистная и основы биологической борьбы с ней: монография / В.Я. Марьюшкина. - Киев: Наукова думка, 1986. - 118с.
7. Благовещенский А.В. Биохимическая эволюция цветковых растений: монография / А.В. Благовещенский. - Москва: Наука, 1966. - 370с.
8. Раменский, Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова: монография / Л.Г. Раменский. - Ленинград: Наука, 1971. - С. 334.
9. Орлов А.И. Прикладная статистика: Учебник. / А.И. Орлов. - Москва: Экзамен, 2006. - 671 c.
10. Одум Ю. Экология: в 2-х т. / Ю. Одум. пер. с англ. - Москва: Мир, 1986. - Т. 1. - 328 c.
