The article focuses on the original approaches to the division of woody plant populations into individual structural groups-cohorts: seedlings, plantlets, small undergrowth, medium undergrowth, large undergrowth, young and generative trees of the tree layer. It is shown that the peculiarities of the natural reforestation process are indicative of the six generalizing models. One of them (Isp-Usml-Tym) corresponds to the renewal, which begins with the formation of seedlings of forest-forming species under the forest canopy that gradually reach the level of forest stand and generative ontogenetic state, gaining the ability to form the next cycle of natural reforestation. The other five (І-Usml-Ty, І-Usml, І-Usm, І-Us, І) characterize the situation where natural reforestation is not cyclical due to the fact that individuals of young generation cease to develop and exist before their transition to a generative ontogenetic state. The expediency of application of the vitality analysis to evaluate cohorts is justified. The authors' approaches to the study of the dynamics of vitality structure of cohorts by the stages of natural reforestation are proposed. The vitality structure of Pinus sylvestris L. cohorts formed in different forest site conditions of Left-Bank Polissia of Ukraine and its change by the stages of natural reforestation are described in detail. It is proved that in various models of natural reforestation the vitality cohort structure acts as a separate and very dynamic characteristic. The change in the characteristic features of the vitality structure by the stages of natural reforestation in P. sylvestris is very diverse. Despite the fact that the P. sylvestris cohorts of different groups of associations vary significantly by vitality parameters, there are clearly defined patterns in change in values of the quality index and vitality Chapter «Biological sciences» structure on simple gradients of the major ecological-coenotic factors. The vitality parameters of P. sylvestris cohorts are a response to the influence of a number of ecological and coenotic factors inherent in a particular habitat. The dynamics of vitality structure is manifested in the wide-scale implementation of its spatial and temporal variability and flexibility. On the territory of the Left-Bank Polissia of Ukraine, Pinus sylvestris is mainly dominated by the models of incomplete natural reforestation.
Some historical aspects of the formation of population ecology and biology as a separate scientific field are highlighted. It is noted that at the present stage, an integrated approach of studying populations is increasingly used. The work provides information on the main components of complex population studies implemented at the scientific school of plant population ecology created at Sumy National Agrarian University by Prof. Yu.A. Zlobin. The main achievements of the representatives of this school are shown, and it is also noted that, on the basis of their scientific achievements, the number of studied objects is gradually expanding. An example of this is the use of integrated population analysis for the study of protected autochthonous dendrosozophytes of Ukrainian Polissia whose representative, in particular, is Oxycoccus palustris Pers. Using the example of this species, the basic aspects of the application of complex population analysis are described, including determining the size of the population field, population density, size and morphological characteristics of individuals that form the populations, as well as the ontogenetic, size, and vital structure of populations. Based on such studies, swamp and forest-swamp phytocenoses were differentiated according to the degree of favorableness for the existence and functioning of O. palustris populations. At the same time, populations that can be considered as objects of regulated procurement of plant materials of O. palustris were identified. The conditions of the oligotrophic swamp and the grouping of Sphagnetum (cuspidati) eriophorosum (vaginati) are proved to be the most favorable for the formation of Oxycoccus palustris coenopopulations with high population density, vitality, diversity of size structure and balanced structure Populations from this grouping can be considered as centers of regulated harvesting of plant products and plant materials of the investigated species. Compared to swamp, forest-swamp phytocoenoses were less favorable for the formation and existence of coenopopulations of O. palustris, although they also revealed coenopopulations with a complex of high population characteristics Based on the results of studies and elucidation of the characteristics of populations, the original coenopopulation principle of constructing phytocenocompositions from species of natural flora was also proposed and tested. Its essence is that in the selection of certain species in the composition of phytocenocompositions it is necessary to rely on the indicators of phytocenoses, in which its populations have signs of ability for stable and long-term existence in the composition of plant groups The determinants features in this complex are the area of the population field, population density and characteristics of the structure, especially ontogenetic and vitality. According to the first feature of these traits, it is necessary that the populations belong to the group of young, transient or maturing and not to be aging or old, and according to the second – to represent the category of prosperous.
Nowadays, in the aspect of solving the problem of loss of biodiversity and ensuring its protection, the coverage of inventory studies of species representing rare phytodiversity and regions that may experience or are experiencing certain negative natural or anthropogenic influences is of significant theoretical and practical importance. Among them is Ukraine, whose territory has become an example of large-scale transformation of natural complexes under the influence of war, including in the zone of forest vegetation dominance. The paper presents a comparative analysis of the floristic composition of autochthonous species of tree-morphic and lignified plants, which are included in the official "red lists" of all levels (international, state-wide and regional (regional)) and which grow on the territory of Ukraine within the mixed zone (Ukrainian Polissia) and broad-leaved forests zone of Ukraine in territories with nature protection status. At the same time, based on generally accepted methods, the taxonomic, phytomorphological by H. Raunkier, biomorphological, geographical, ecological structure of the flora of the specified group of plants, in relation to which the term "autochthonous dendrosozophytes" was used, was analyzed. It has been established that the autochthonous protected dendrosozophytes of the deciduous forest area of Ukraine, in comparison with the Ukrainian Polissia, are represented not only by more species (87 vs. 58), but also in the system of structural floristic analysis, usually by a higher number of gradations. For almost all floristic structures the species composition of both regions showed a rather high degree of similarity in the aspect of distribution by the corresponding gradations of the maximum (often close to it) proportion of plants. The dendroflora of these two regions turned out to be the most similar in terms of the representation of plants of different biomorphs and life forms according to Raunkier. The similarity of the taxonomic structure was manifested in the fact that plants of the Rosaceae, Fabaceae, Ericaceae, Salicaceae families play a significant role in the composition of the flora of both regions. For the dendrosozoflora, the fact that the largest specific weight of it is made up of plants that are subject to protection at the regional level is also evident. There are clearly expressed differences between the compositions of dendrosozophytes of these regions in the phytogeographic structure, in relation to different geoelements. In the Ukrainian Polissia plants of European and in the area of deciduous forests of Ukraine plants of boreal geoelements there prevail. Some differences are observed in the ecological structure, namely in the extent to which they belong to the xerophytic and hygrophytic hygrogroups. There is also a noticeable difference in the distribution of the proportion of species of transitional hygrogroups. In the species composition of the deciduous forests of Ukraine there is a slightly higher proportion of plants that tend to dry and insufficient moist areas. The results of a comparison of the leading features of the autochthonous protected dendrosozoflora of the Ukrainian Polissia and broad-leaved forests testify to the existence of objectively indicate that there are specific features in each of these regional plant groups. Part of them is a natural consequence of the features of eco-conditions, geographical location of the regions, the evolution of the regional flora formation. Accordingly, all nature protection and restoration measures in the territory of the forest zone should be such as to preserve both its own rare phytodiversity and not to disturb its established structural features characteristic of the regions.
The paper presents the results of research on key vital parameters of a one-year late spring segetal species Setaria glauca (L.) P. Beauv. in crops of grain and legumes in the conditions of the north-rast forest-steppe Ukraine. It has been observed that in S. glauca there is a statistically significant change in the complex population characteristics, in particular, indicators of development of the vegetative sphere and reproductive organs against the background of changes in the field conditions. It turns out that the values of the main morphometric parameters and their dynamics in weed plants statistically significantly change by gradient of different crops, which are dominant agrocenoses and significantly affect the development of segetal wild species. It is proved that each cultivated plant is an edificator of agrocenosis and has a significant phytocoenotic effect on the state of S. glauca populations. The study found that favorable conditions for the development of weed emerged in fields of peas and winter wheat, while the crops of winter rye and buckwheat significantly inhibited the development of S. glauca populations. Knowledge of the dynamics of vital parameters of S. glauca populations under various field conditions allows the effective application of the system of anti-weed crop rotation, which allows controlling the clogging of fields using environmentally safe methods without application of herbicides.
ВступНа сучасному етапі розвитку цивілізації в світової спільноти природоохоронців немає важли-вішої проблеми, ніж проблема збереження біоріз-номанітності. Це пояснюється як глобальними змі-нами біосфери внаслідок знищення її живої речо-вини, так і тим, що біорізноманітність є власне життям, а людина -невід'ємна її складова, яка не здатна існувати поза нею [1,2]. У комплексі захо-дів, спрямованих на збереження біорізноманіття важливе місце посідає охорона раритетних видів рослин та їх угруповань [3][4][5][6]. Раритетний компо-нент фіторізноманіття України, зокрема, представ-лений автохтонними дендросозофітами Полісся (місцевими видами, які мають офіційний статус ві-дповідних рангів охорони (міжнародний, загально-державний та регіональний)) [7].Реальною формою існування видів рослин є популяція. До числа провідних популяційних харак-теристик, які визначають здатність видів рослин щодо стійкого та тривалого існування в тих чи ін-ших місцезростаннях, належить віталітетна струк-тура. Вона, відображуючи представленість у складі різних ценопопуляцій рослин різного рівня життє-вості, дозволяє з'ясувати особливості та закономір-ності функціонування ценопопуляцій та на цій ос-нові розробити ефективні підходи до їхньої охоро-ни. Тому оцінка віталітетної структури, особливо для раритетних видів рослин, є актуальною науко-вою проблемою.
Проблема втрати біорізноманіття з кінця ХХ століття є однією з основних проблем глобального рівня, оскільки саме воно виступає головною умовою стійкого існування біосфери. В умовах антропогенної трансформації рослинного покриву Землі рідкісні види рослин являються критичною складовою біорізноманіття, у першу чергу потребуючи всебічних, комплексних і довгострокових спостережень для забезпечення ефективної охорони. Тому метою дослідження було проведення довгострокового моніторингу популяції Dactylorhiza incarnatа (L.) Soó, що зростає в урбанізованому середовищі у межах м. Суми, з інтервалом у п’ять років (2017 та 2021 роки). На основі даних про зміни загальної чисельності, онтогенетичної структури, онтогенетичних спектрів та онтогенетичних індексів, а також за даними повного морфометричного аналізу зроблено висновки і дано оцінку щодо стійкого існування популяції D. incarnatа. В результаті встановлено, що загальна чисельність популяції D. incarnata збільшилась приблизно на 25% за п’ять років, з 2017 по 2021 роки. За онтогенетичною структурою та онтогенетичними індексами популяція D. incarnata характеризувалась як молода з високими індексами відновлення та стабільним індексом генеративності на рівні 21–22 %. Морфометричний аналіз рослин D. incarnata показав статистично достовірне (р = 0,000–0,009) збільшення показників рослин за усіма обчислюваними морфопараметрами, окрім висоти рослини, у 2021 році, порівняно з 2017 роком. В цілому, виміряним морфопараметрам рослин D. incarnata у 2021 році був притаманний високий рівень варіювання. Найвищі показники коефіцієнтів варіації характерні для висоти суцвіття (24,5–32,8%) та кількості квіток (30–40%), а найнижчі – для кількості листя (10,7–21,7%), а також для висоти рослин у 2017 році (16,1%) та довжини листка у 2021 році (16,5%). Щодо морфоструктурної цілісності рослин D. incarnata, як реакції рослин на чинники середовища існування, було зафіксоване збільшення індексу морфологічної інтеграції особин даного виду в часі, в інтервалі в п’ять років – з 2017 по 2021 роки. Умови зростання популяції D. incarnata, у цілому, оцінюються як оптимальні й такі, що сприяють її стійкому існуванню. Усі елементи проведеного комплексного популяційного аналізу виявили поліпшення стану популяції, яке підтверджується і через збільшення кількості особин. З огляду на це, варто відмітити необхідність продовження спостережень за популяцією даного рідкісного виду, оскільки він має статус «неоцінений» за Червоною книгою України і потребує накопичення фактичних даних за результатами довгострокового моніторингу.
Природний заповідник «Михайлівська цілина» розташований у Лебединському районі Сумської області на межиріччі річок Груні та Сули. У 1928 році заповідник отримав статус заповідника місцевого значення, а 1947 року на його основі було створено заповідник «Михайлівська цілина» загальнодержавного значення. Упродовж 1961–2009 рр. заповідник входив до складу Українського степового заповідника. У 2009 році він знову отримав самостійність. На сьогодні заповідник має площу 882,9 га, на частку абсолютної заповідності припадає 202,4 га. У заповіднику охороняється унікальний плакорний різнотравно-злаковий степ з домінуванням степових дерновинних злаків. Геоботанічне обстеження 1956 року показало, що в заповіднику переважають фітоценози з домінуванням дерновинних злаків, зокрема, Stipa capillata L., Festuca valesiaca Schleich. ex Gaudin, на невеликих ділянках домінантами виступали Stipa pennata L. або Stipa tirsa Steven. Саме ці типи рослинності є унікальною природною цінністю. У флорі природного заповідника «Михайлівська цілина» відбуваються помітні трансформації. Окремі види степових рослин зникають. Відбувається досить відчутне включення у фітоценози степу інвазійних видів рослин. Відзначається загальна мезофітизація флори, що проявляється через витіснення степових видів та їх заміщення лучними видами рослин.Оскільки важливими біоіндикаторами стану флори і фітоценозів є рідкісні види рослин та їх популяції, наші дослідження були направлені саме на їх вивчення. Для оцінки екологічних амплітуд та екологічних оптимумів рідкісних видів рослин природного заповідника «Михайлівська цілина» ми використали екологічні шкали Я. П. Дідуха. Загальну стійкість окремого виду рослин до тієї чи іншої групи екологічних чинників оцінювали за допомогою індексу толерантності.За рахунок вузького діапазону екологічних ніш до змін екологічних факторів на території заповідника «Михайлівська цілина» загалом найбільш чутливими є Pulsatilla patens (L.) Mill, Bulbocodium versicolor (Ker Gawl.) K.Perss., Adonis vernalis L. і Stipa tirsa Steven. Ці види рослин можуть випадати зі складу його флори в першу чергу. Рідкісні рослини за їхнім відношенням до клімато-едафічних факторів формують три групи: стенобіонти, гемістенобіонти, мезобіонти. В умовах наростаючої мезофітизаціі рослинного покриву заповідника «Михайлівська цілина» в найбільшій небезпеці можуть опинитися три види рослин-стенобіонтів. У групі гемістенобіонтів найбільш уразливі Bulbocodium versicolor, Adonis vernalis і Stipa tirsa.
У публікації висвітлено історичні аспекти вивчення автохтонних дендросозофітів Українського Полісся, репрезентованих 58 видами рослин, які належать до 17 родин і 34 родів та мають різні ранги охорони (регіональний, державний, міжнародний). Проведений літературний аналіз свідчить, що виокремлення цієї групи видів насамперед пов’язано із здійсненням у цьому регіоні базових флористичних, геоботанічних та фітосозологічних досліджень. Такі роботи загалом досить чітко розподіляються за двома аспектами: по-перше, дослідженням фіторізноманіття у межах окремих територій та регіону в цілому; по-друге, з’ясуванням стану фіторізноманіття безпосередньо на територіях та об’єктах природно-заповідного фонду Українського Полісся. Показано, що ці наукові пошуки мають давню історію. Серед наукових праць, матеріали яких вже дозволяють робити грунтовне узагальнення про фіторізноманніття регіону загалом та, певною мірою, про автохтонні дендросозофіти, особливе місце посідають роботи (І. Гюльденштедта, В. Бессера, Й. Юндзіла, У. Ліндемана, П.С. Роговича, К.І. Шульгіна, В. Монтрезора та інших), датовані періодом з XVIII століття до початку XX. Новітня історія відзначена потужним внеском українських вчених у вивчення рослин, які натепер репрезентують групу автохтонних дендросозофітів (П.С. Погребняка, Д.К. Зерова, Є.М. Брадіс, Ю.Р. Шеляга-Сосонка, Т.Л. Андрієнко, П.М. Устименка, С.Ю. Поповича, О.О. Орлова, В.В. Коніщука та багатьох інших). У цей період актівізації наукових досліджень із вивчення фіторізноманіття сприяло й створення та функціонування на теренах Українського Полісся низки природоохоронних установ, зокрема, природних заповідників (Поліського, Рівненського, Черемського, Древлянського) та національних природних парків (Шацького, Деснянсько-Старогутського, Мезинського, «Прип’ять-Стохід», Ківерцівського «Цуманська пуща»). Важливе значення мали й дослідження, пов’язані із формуванням мережі регіональних ландшафтних парків, а також територій та об’єктів природно-заповідного фонду інших категорій. Відзначено, що натепер автохтонні дендросозофіти недостатньо охоплені популяційним аналізом та системними дослідженнями у галузі ландшафтного фітоценодизайну, тому й надалі доцільно активно розвивати ценопопуляційний, фітоценодизайнологічний та дендросозологічний напрями досліджень цієї групи рослин.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.