
- •Реферат
- •1.Выявление оптимальных экологических показателей устойчивого существования цветковых растений и мхов в искусственных биотопах
- •1.1 Формирование структуры сообществ эпифитных растений по экологическим показателям
- •1.2 Экофизиологическая классификация сосудистых эпифитов как теоретическая предпосылка формирования коллекций и сообществ эпифитных растений в условиях оранжерейной культуры
- •1.3. Эколого-фитоценотические стратегии у орхидных. Орхидные-патиенты (ps-орхидные) и орхидные-патиент-эксплеренты (rs-орхидные)
- •1.3.1 Адаптивные признаки орхидных-патиентов
- •1.3.2 Эпифитные экологические ниши орхидных с ps-стратегией
- •1.3.3 Устойчивость к стрессовым воздействиям орхидных с ps-стратегией
- •1.4 Моделирование сообщества суккулентного Кару
- •1.5 Участие мхов в структуре растительных сообществ оранжереи
- •1.5.1. Сообщества мхов Фондовой оранжереи
- •1.5.2 Средообразующая роль протонемы мхов
- •Обеспечение проведения исследований для сторонних организаций с использованием усу
- •Проведение нир на 1-3 этапах
- •Обобщение, оценка результатов нир и возможности их применения
- •Проведение мероприятий по закупке оборудования
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ
ГЛАВНЫЙ БОТАНИЧЕСКИЙ САД ИМЕНИ Н.В.ЦИЦИНА
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
(ГБС РАН)
УДК 581.45: 581.522.4
№ госрегистрации 01201168504
Инв. №
УТВЕРЖДАЮ
Директор ГБС РАН
Д.б.н., проф.
______________А.С. Демидов
« » 2012 г.
ОТЧЁТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ АССОЦИАТИВНЫХ МИКРОСООБЩЕСТВ И ИХ РОЛИ В ПОВЫШЕНИИ АДАПТАЦИИ К ВОЗДУШНОЙ, ПОЧВЕННОЙ И ВОДНОЙ СРЕДЕ НА ПРИМЕРЕ ИСКУССТВЕННЫХ БИОМОВ В РЕЖИМЕ КОЛЛЕКТИВНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ, установка «фондовая оранжерея ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ НАУКИ главного ботанического сада им. н.в. цицина российской академии наук (фондовая оранжерея)»
Шифр 2011-07-1.8-00-006-061
Государственный контракт от 12 мая 2011 г. № 16.518.11.7076
Этап №4
Сравнительный анализ состава микросообществ оранжерейных растений при изменении средообразующих факторов, обобщение и оценка полученных результатов
(заключительный)
Заместитель директора
д.б.н. ____________ Ю.К.Виноградова
Руководитель темы
ст.н.с.
к.б.н., доцент ____________ Л.В.Озерова
Москва 2012
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
Руководитель темы,
ст.н.с., доцент,
к.б.н. _______ Л.В. Озерова
( Введение, заключение, реферат, раздел 1.4, 2, 3)
Исполнители темы:
Вед.н.с., д.б.н. _______ Г.Л. Коломейцева
(раздел 1.3)
Зав. лаборатории физиологии
и биохимии растений, к.б.н. _______ О.А. Шелепова
(раздел 1.4)
Зав.лаб. гербарий, д.б.н.,
проф. ________ М.С. Игнатов
(раздел 1.5)
Н.с., к.б.н. ________ В.А. Антипина
(раздел 1.3)
Инженер-исследователь _____ А.К. Еськов
(раздел 1.1, 1.2)
Н.с., к.б.н. _________ М.И. Хомутовский.
(раздел 1.3)
Аспирант _________ А.А.Кириллов
(раздел 1.1)
Нормоконтролер _________ В.С. Дементьева
Реферат
Отчет 54 с. , 5 рисунков, 2 таблицы
Эпифиты, сукцессии, сообщества, синузия, экобиоморфы, патиенты, эксплеренты, протонема
Объектом исследования является коллекция тропических и субтропических растений Фондовой оранжереи ГБС РАН.
На первом этапе были разработаны методики, которые используются в течение последующих этапов. На втором этапе выявлены особенности опыления и развития семян у представителей разных экологических групп орхидей, результаты исследований оформлены в виде монографии. Изучена корреляция пространственного распределения микроорганизмов в почвах фитоценоза закрытого грунта Новой фондовой оранжереи, которая находится в прямой зависимости от мозаичности распределения растений и их таксономического разнообразия. На третьем этапе было показано, что выделенный в процессе исследований штамм Bacillus pumilus ускоряет прорастание семян разных групп орхидных, в том числе PS-эпифита Dendrobium leonis. На последнем этапе изучены сообщества эпифитных растений.
Цель работы на 4 этапе – провести сравнительный анализ состава микросообществ оранжерейных растений при изменении средообразующих факторов.
В процессе работы на четвертом этапе проводилось выявление оптимальных экологических показателей устойчивого существования цветковых растений и мхов в искусственных биотопах.
Использовались приобретенное оборудование и разработанные на первом этапе методики.
Изучена структура сообществ эпифитов, суккулентов и мхов. Выявлены основные средообразующие факторы для устойчивого развития растений в условиях защищенного грунта.
Результаты исследований были доложены на 32 Международном Конгресс по изучению суккулентных растений (3- 6 июля, 2012); международном симпозиуме "Роль Восточно-Азиатской флоры в формировании растительного покрова мира" (The East Asian Flora and its role in the formation of the world's vegetation) во Владивостоке 23-28 сентября 2012; MOLPHY-3 (Москва, МГУ, 29 июля-3 августа 2012).
Область применения – полученные результаты используются в учебных курсах: «Экология растений», «Бриология», «Морфология растений» для студентов МГУ им. М.В.Ломоносова и в МГОПУ им. М.А.Шолохова. Полученные результаты опубликованы и ими могут воспользоваться сотрудники других ботанических садов при изучении микросообществ организмов в искусственных биомах оранжерей.
Содержание
Введение 6
Выявление оптимальных экологических показателей устойчивого существования цветковых растений и мхов в искусственных
биотопах 8
Формирование структуры сообществ эпифитных растений по экологическим показателям 8
1.2 Экофизиологическая классификация сосудистых эпифитов как теоретическая предпосылка формирования коллекций и сообществ эпифитных растений в условиях оранжерейной культуры 12
1.3 Эколого-фитоценотические стратегии у орхидных. Орхидные-патиенты (PS-орхидные) и орхидные-патиент-эксплеренты
(RS-орхидные) 19
1.3.1 Адаптивные признаки орхидных-патиентов 19
1.3.2 Эпифитные экологические ниши орхидных с PS-стратегией 21
1.3.3 Устойчивость к стрессовым воздействиям орхидных с
PS-стратегией 26
1.4 Моделирование сообщества суккулентного Кару 28
1.5 Участие мхов в структуре растительных сообществ оранжереи 31
1.5.1. Сообщества мхов Фондовой оранжереи 31
1.5.2 Средообразующая роль протонемы мхов 34
Обеспечение проведения исследований для сторонних
организаций с использованием УСУ 37
Проведение НИР на 1-3 этапах 38
Обобщение, оценка результатов НИР и возможности 41
их применения
Проведение мероприятий по закупке оборудования 46
Заключение 51
Список использованных источников 54
Введение
На первых этапах научно-исследовательской работы подготовлены методологические основы для заключительного этапа. Изучена ризосфера корней тропических и субтропических растений, выявлены группы симбиотических организмов, подготовлены рекомендации по составлению почвенных комплексов, изучены процессы прорастания семян и размножения редких растений разных экологических группю
Моделью для изучения оптимальных экологических показателей устойчивого существования цветковых растений и мхов в искусственных биотопах служили различные экологические группы растений.
Эпифитами (от греч. ἐπι — «на» и φυτόν — «растение») называют те растения, которые произрастают на других растениях, используя последние только в качестве субстрата, при этом не будучи паразитами. Общее число видов сосудистых эпифитов достигает, по некоторым оценкам, 10% от общего числа всех сосудистых растений. Их видовое разнообразие составляет около 20000 - 25000 видов. Известно около 60 семейств, к которым принадлежат сосудистые эпифиты. При этом, 80 процентов видов относятся к однодольным, то есть, к орхидным и бромелиевым. Параллелизмы в экофизиологии позволяют унифицировать эдафические требования к культивированию сосудистых эпифитов, в частности, при создании ботанических коллекций и экспозиций, ставя во главу угла, прежде всего, их экологическую принадлежность, а не систематическое положение.
Представления о эколого-фитоценотических стратегиях растений играют важную роль в понимании структуры эпифитных сообществ. В настоящее время чаще используют двумерную систему типов стратегий Раменского-Грайма, которая отражает реакцию видов растений на уровень благоприятности условий среды и интенсивности нарушений и учитывает определенный уровень пластичности видов, позволяющий в зависимости от действия тех или иных факторов проявлять двоякие свойства (например, соединяя свойства патиентности и эксплерентности).
Орхидные-патиенты - это высоко специализированные растения, которые адаптируются к крайне суровым условиям эпифитного, литофитного, геофитного, бриофильного и т.д. образа жизни, часто при неблагоприятных сезонных климатических ритмах. В борьбе за существование орхидные-патиенты приспособились к исходно бедным местообитаниям с постоянным абиотическим стрессом. Как правило, орхидные-патиенты привлекают и контролируют строго определенные виды опылителей, но завязывают мало плодов; они продуцируют много семян, но их прорастание зависит от партнера-симбионта (грибов, бактерий).
Автоопыляемые виды орхидных наряду со свойствами патиентов приобретают свойства эксплерентов (RS-стратегия). Такой переходный тип является вторичным типом стратегии, он присущ, в основном, наземным видам нарушенных местообитаний. Имея небольшую конкурентоспособность, RS-орхидные могут быстро захватывать нарушенные территории, поскольку для опыления они не нуждаются в посредниках и развивают огромное количество семян, которые легко распространяются с помощью воздушных потоков. Однако при прорастании RS-орхидные, подобно орхидным-патиентам, зависят от гриба-симбионта.
Моделирование суккулентных сообществ интересно, поскольку среди этой группы растений много локальных эндемиков, жизнь которых часто связана с микроклиматом на очень маленьких территориях. Однако суккуленты также выработали жизненную стратегию скаредной экономии в экстремальных условиях аридных районов. Способность связывать воду чрезвычайно интересна для изучения в условиях глобального изменения климата.
Другой путь экономии воды и сохранения влажности воздуха включение в структуру тропических и субтропических сообществ - мхов. Ранее в России не было опыта изучения оранжерейных мхов.