Злаки Заволжско-Казахстанской степной провинции (систематический состав, экология, география) 03. 00. 16 экология 03. 00. 05 ботаника
| Вид материала | Автореферат |
- Тематическое планирование интегрированного курса "География России и экология" в 8-9, 182.54kb.
- Программа курса Методика организации курса \"Экология Тамбовской области\", 78.43kb.
- Экология Вопросы к зачёту, 25.45kb.
- Лекция 1 Что такое экология. Разделы экологии Термин «экология», 148.25kb.
- Тематика лекций (Наименование тем, содержание, объём в часах) № п/п, 74.97kb.
- Экология как наука Экология, 193.74kb.
- Промышленная экология) учебно-методический комплекс по дисциплине Прикладная экология, 384.12kb.
- Библиографический указатель книг, поступивших в библиотеку в декабре 2011, 2435.14kb.
- Обжд, экология, с/х, биология, география, 828.92kb.
- Ю. Л. Солодовников Гигиена и Экология человека (цикл лекций) Учебное пособие, 3754.6kb.
УДК (574); 581. 526. 53. 633. 25 На правах рукописи
Ситпаева Гульнара Токбергеновна
Злаки Заволжско-Казахстанской степной провинции
(систематический состав, экология, география)
03.00.16 - экология
03.00.05 – ботаника
Автореферат
диссертация на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Республика Казахстан
Алматы, 2010
Диссертационная работа выполнена в ДГП «Институт ботаники и фитоинтродукции» РГП «Центр биологических исследований» МОНРК
Научны консультанты:
доктор биологических наук,
профессор А.К. Саданов
доктор биологических наук,
профессор М.С. БАЙТЕНОВ
Оппоненты: доктор биологических наук,
профессор Мирзадинов Р.А.
доктор биологических наук
Дженбаев Б.М.
доктор биологических наук, профессор Дарбаева Т.Е.
Ведущая организация Казахский Национальный
Университет им. аль-Фараби
Защита диссертатции состаится «26» марта 2010 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета ОД 53.24.01 в ДГП «Институт микробиологии и вирусологии» РГП «ЦБИ» КН МОНРК по адресу: 050035, Алматы, ул. Богенбай-батыра, 103.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГП «Института микробиологии и вирусологии» РГП «ЦБИ» КН МОНРК.
Автореферат разослан «15» февраля 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета, д.б.н. Н.Е. Бекмаханова
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования.
Необходимость изучения семейства мятликовых актуальна, во-первых, в связи с отсутствием обобщенной сводки по злакам и недостаточной изученностью в некоторых ботанико-географических районах Казахстана. Всестороннее изучение и ревизия таксономического состава данного семейства необходимо для создания контрольной базы данных по мятликовым в пределах Заволжско-Казахстанской степной провинции для длиннопериодных наблюдений и мониторинга происходящих изменений в степных экосистемах, вызванных глобальными изменениями климата, а также воздействием антропогенного пресса на растительность.
Во-вторых, в связи с чрезмерной и длительной эксплуатацией пастбищ, где значительное участие в травостое имеют представители семейства мятликовых. В Казахстане до сих пор используются в качестве пастбищных культур поздноцветущие виды Aegilops L., раноцветущие виды Triticum L., Аvena L., что может привести к полному их уничтожению. Естественная эрозия, вызванная индустриализацией и изменениями в агротехнологиях, позволяет заключить, что сбор и сохранение уникального видового и генетического разнообразия растений представляется очень важным.
По последним данным флора Казахстана насчитывает порядка 6000 видов сосудистых растений, более 200 видов из них являются дикими сородичами сельскохозяйственных растений. Генофонд диких сородичей культурных растений играет не последнюю роль в селекционной работе, так как родичи культурных растений являются носителями генов устойчивости к болезням и вредителям, адаптивности к неблагоприятным условиям среды. Кроме того, изучение диких сородичей злаковых культур актуально в связи с созданием национального генофонда, которое определено в 2001 году как приоритетное направление в развитии сельского хозяйства Республики Казахстан. По неопубликованным данным МСХРК (2003 год) наличные коллекции Республики содержат порядка 50,0 тыс. образцов сельскохозяйственных культур. Однако, дикие виды и дикорастущие сородичи культурных растений местной флоры, как одна из важных категорий генофонда, представлены в коллекциях малым объёмом, недостаточно изучены с точки зрения генетического разнообразия и селекционной полезности.
Территория Заволжско-Казахстанской степной провинции является одной из богатейших ботанико-географических регионов Казахстана. Многие виды злаков играют важную роль в сложении естественных травянистых растительных группировок. Кроме того, злаки – наиболее важное в хозяйственном отношении семейство. Имеющиеся данные не дают полного представления о злаках Казахстана, нет полной критически обобщенной сводки злаков республики и ее общего анализа, все это послужило основанием для выбора в качестве объекта исследования представителей семейства злаков Заволжско-Казахстанской степной провинции.
В связи с актуальностью данной проблемы были поставлены следующие цели.
Цель и задачи исследований ставилось разработка научной основы флористической характеристики видов злаков и углубленная ревизия таксономического состава семейства мятликовых в регионе Заволжско-Казахстанской степной провинции.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Критическое изучение таксономического состава семейства мятлитковых, приведение в известность всех таксонов агростофлоры в пределах Заволжско-Казахстанской степной провинции и составление конспекта видов семейства мятликовых, встречающихся в пределах вышеуказанного региона.
2. Уточнение морфологических характеристик видов и составление ключей для определения родов и видов.
3. Проведение сравнительного анализа видового состава мятликовых в пределах четырех подпровинций Заволжско-Казахстанской степной провинции.
4. Уточнение сведений о географическом распространении и экологических особенностях злаков в пределах рассматриваемой территории.
5. Изучение эндемизма и процесса адвентизации агростофлоры в Заволжско-Казахстанской степной провинции.
6. Обобщение и дополнение сведений о полезных свойствах злаков и возможностях их практического использования.
7. Разработка принципов охраны генофонда злаков Заволжско-Казахстанской степной провинции.
На защиту выносятся следующие основные положения:
- таксономический состав агростофлоры Заволжско-Казахстанской степной провинции, его специфика;
- особенности географического распространения и экологической приуроченности злаков;
- научные основы использования и охраны генофонда агростофлоры, разработанные с учетом географической и экологической приуроченности злаков.
Научная новизна и теоретическая значимость работы.
Впервые приведен в известность полный видовой состав агростофлоры в пределах Заволжско-Казахстанской степной провинции. Выявлен таксономический состав злаков семейства Poaceae Barnhart в пределах Заволжско-Казахстанской степной провинции, насчитывающий 253 вида индигенных (природных), адвентивных и культивируемых злаков (с подвидами – 269 монотипических единиц из 65 родов и 21 трибы). Агростофлора Заволжско-Казахстанской степной провинции нами дополнена 2 родами и 14 видами, ранее не отмеченными для исследуемого региона. Выяснено распространение видов и предложены ключи для их определения. Составлен конспект видов злаков Заволжско-Казахстанской степной провинции. Выявлены центры таксономического разнообразия для родов: Elymus, Poa, Stipa, Agropyron, Agrotrigia, Eragrostis, Festuca, Leymus. Впервые установлены закономерности распространения злаков Заволжско-Казахстанской степной провинции. Определена неравномерная приуроченность изучаемых видов к отдельным подпровинциям Заволжско-Казахстанской степной провинции. Установлено, что в формировании современного систематического состава злаков ведущую роль играют представители древнесредиземноморского, европейско-сибирского, алтае-монгольского геоэлементов. Впервые дана подробная характеристика экогрупп, а также экологической приуроченности злаков. Рассмотрена ценообразующая роль злаков.
Обобщена новая и весьма важная флористическая информация о ранее неизвестных местонахождениях редких эндемичных злаков, что существенным образом пополнило научные данные о злаках Заволжско-Казахстанской степной провинции и позволило в некоторых случаях кардинально пересмотреть хорологический и флорогенезисный статус отдельных видов злаков. Выявлено, что среди злаков Заволжско-Казахстанской степной провинции имеется
32 эндемичных видов. Результаты работы позволили определить центры видового разнообразия. Рассмотрена проблема адвентизации агростофлоры в Заволжско-Казахстанской степной провинции. Установлены перспективы использования злаков и формируемых ими фитоценозов в практических целях. Выявлено 118 видов, являющихся дикими сородичами культурных сортов злаков. На основании изучения особенностей распространения с использованием данных координат точечного нахождения видов установлены границы произрастания особо-ценных 44 видов, из 14 родов семейства мятликовых на территории Заволжско-Казахстанской степной провинции. Обоснована необходимость охраны злаков Заволжско-Казахстанской степной провинции в классических местонахождениях, на границах ареалов, эндемичных видов.
Совокупность выполненного выше объема работ позволило выполнить поставленную цель диссертации – разработку научной основы флористической характеристики видов злаков и углубленной ревизии таксономического состава семейства мятликовых в регионе Заволжско-Казахстанской степной провинции.
Практическая значимость работы.
В работе обобщены сведения об использовании злаков Заволжско-Казахстанской степной провинции. Установлено, что большинство из них являются кормовыми, пищевыми, строительно-поделочными, декоративными. Выявлено 43 вида злаков, являющихся редкими и исчезающими, отмечены причины сокращения их ареалов, уменьшения численности и исчезновения, намечены пути их охраны и восстановления. К работе прилагаются точечные карты распространения 93 видов, данные по их таксономии и экологии являются важной основой при обработке злаков для последующих изданий «Флор» и «Определителей» по отдельным регионам Заволжско-Казахстанской степной провинции. Собранна уникальная коллекция семян дикорастущих злаков, которая тщательно документирована. Всего обследовано 94 популяции и собрано 256 образцов семян дикорастущих злаков. Образцы, в виде гербария, сохранены в Казахстане (ИБиФ МОН) и в национальном гербарии США (U.S. National Arboretum Herbarium).
Личный вклад автора в получении результатов. Все основные разделы представленной работы выполнены при личном участии автора.
Реализация результатов исследования. Семена заложены на краткосрочное хранение в Научно-производственный центр зерноводства и растениеводства (НПЦЗиР, Казахстан) и в Национальной коллекции генетических ресурсов зерновых культур США (US-NSGC), которые обеспечат долгосрочное хранение, поддержку и размножение собранному материалу. Полученная информация по биоразнообразию интегрирована ФАО в ежегодный отчет по генетическим ресурсам растений и мониторингу генетической эрозии. Собранные образцы и данные, связанные с ними использованы в создании базовых и активных ех-situ коллекций сельскохозяйственных культур Казахстана, тем самым содействуют решению национальной программы по созданию генетических ресурсов социально и экономически важных для Казахстана. Данные полученные в результате исследований по семейству мятликовых могут быть использованы при выполнении фундаментальных исследований по переизданию «Флоры Казахстана».
Связь данной работы с другими НИР и различными государственными и международными программами. Исследования с 2003 по 2005 годы выполнялись в рамках программы фундаментальных исследований по теме: «Современное состояние растительных ресурсов некоторых горных экосистем (хребты Западный Тарбагатай, Саур, Монрак) и их рациональное использование» (№ госрегистрации Ф.0103РК00311). С 2006 по 2008 годы исследования проводились по проекту: «Интродукционное обогащение генофонда ботанических садов Казахстана, создание технологий введения в культуру и размножение растений» (№ госрегистрации 0106РК01240). В период с 2000 по 2002 годы исследования проводились в рамках программы: «Международное сотрудничество в области сельскохозяйственных исследований» (СИММИТ, ИКАРДА, ФАО).