Features of the spatial and ontogenetic structure of the Stipa korshinskyi Roshev. (Poaceae) cenopopulation

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Mathematical methods of analysis of the spatial and ontogenetic structure of rare plant species cenopopulations allow us to reveal organization features of individual plant populations and phytocenoses as a whole. The authors study the features of the Stipa korshinskyi Roshev. (Poaceae) population structure in the Samara High Trans-Volga Region (Sernovodny Shihan, Sergievsky District, Samara Region). Spatial location and age conditions of individuals are determined according to traditional population-ontogenetic methods. The characteristics of the distribution of individuals of S. korshinskyi , taking into account their age, are determined using modern mathematical methods. With the help of the nuclear function, it was revealed that the density of the feather grass individuals in the described cenopopulation varied in the range of 1-3 individuals per 1 m². Analysis of S. korshinskyi individuals location intensity in coenopulation using the square method showed the presence of compacted and rarefied sections. The graphical interpretation of the Ripley function showed that in the studied cenopopulation the plants are randomly distributed. Using the distribution map of the dominant age states it was noted that the generative plants were closer to the periphery of the site. Graphic interpretation of Ripley’s cross-function showed that young and mature plants are placed randomly in cenopopulation. Apparently, on the whole, the random nature of the individuals distribution is characteristic of S. korshinskyi cenopopulations experiencing a significant anthropogenic load in the composition of the phytocenoses.

About the authors

Tatyana Evgenievna Zenkina

Volgogradnefteproekt; Volgograd State University

Email: tatyanaez@mail.ru

candidate of biological sciences, head of Ecology Department, senior lecturer of Biology Department

Russian Federation, Volgograd; Volgograd

Valentina Nikolaevna Ilina

Samara State University of Social Sciences and Education

Author for correspondence.
Email: example@snv63.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Chair of Biology, Ecology and Methods of Teaching

Russian Federation, Samara

References

  1. Красная книга Самарской области. Т. I. Редкие виды растений и грибов / под ред. С.А. Сенатора, С.В. Саксонова. Самара, 2017. 384 с.
  2. Красная книга Республики Татарстан (животные, растения, грибы). Казань: Изд-во «Идел-Пресс», 2016. 760 с.
  3. Красная книга Ульяновской области / под науч. ред. Е.А. Артемьевой, А.В. Масленникова, М.В. Корепова. М.: Изд-во «Буки Веди», 2015. 550 с.
  4. Зенкина Т.Е., Ильина В.Н. Характеристика структуры ценопопуляций копеечника крупноцветкового (Hedysarum grandiflorum Pall., Fabaceae) с использованием методов пространственной статистики // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2019. Т. 28, № 1. С. 56-63.
  5. Работнов Т.А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах // Труды БИН АН СССР. Сер. 3. Геоботаника. М.: АН СССР, 1950. Вып. 6. С. 7-204.
  6. Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценопопуляций как функция времени и энергетических волновых процессов // Биол. науки. 1975. № 2. С. 7-34.
  7. Жукова Л.А. Популяционная жизнь луговых растений. Йошкар-Ола: ЛАНАР, 1995. 224 с.
  8. Фардеева М.Б., Исламова Г.Р. К изучению пространственной структуры черники (Vaccinium myrtillus L.) // Окружающая среда и устойчивое развитие регионов: новые методы и технологии исследований: труды всерос. конф. с междунар. уч. Казань, 2009. С. 307-312.
  9. Фардеева М.Б., Чижикова Н.А., Бирючевская Н.В., Рогова Т.В., Савельев А.А. Математические подходы к анализу пространственно-возрастной структуры популяций дерновинных видов трав // Экология. 2009. № 4. С. 249-257.
  10. Фардеева М.Б., Чижикова Н.А., Красильникова О.В. Многолетняя динамика онтогенетической и пространственной структуры ценопопуляций Cypripedium calceolus L. // Ученые записки Казанского гос. ун-та. Серия: Естеств. науки. 2010. Т. 152, кн. 3. С. 159-173.
  11. Ripley B.D. The second-order analysis of stationary point processes // Journal of Applied Probability. 1976. № 13. P. 255-266.
  12. Ripley B.D. Modelling spatial patterns // Journal of the Royal Statistical Society. Ser. B. 1977. № 39. P. 172-212.
  13. Bailey T.C., Gatrell A. Interactive spatial data analysis. Harlow, England: Longman Scientific & Technical, 1995. 413 p.
  14. Scott D.W. Multivariate density estimation. Theory, Practice and Visualization. New York: John Wiley & Sons Ltd, 1992. 384 p.
  15. Silverman B.W. Density estimation for statistics and data analysis. London: Chapman and Hall, 1986. 175 p.
  16. Besag J. Contribution to the discussion of Dr Ripley’s paper // Journal of the Royal Statistical Society. Ser. B. 1977. № 39. P. 193-195.
  17. Baddeley А., Turner R. Spatstat: an R packadge for analysing spatial point patterns // Journal of Statistical Software. 2005. Vol. 12 (6). P. 1-42.
  18. Besag J., Diggle P.J. Simple Monte Carlo tests for spatial pattern // Applied Statistics. 1977. № 26. P. 327-233.
  19. Савельев А.А., Мухарамова С.С., Чижикова Н.А., Пилюгин А.Г. Теория пространственных точечных процессов в задачах экологии и природопользования (с применением пакета R). Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2014. 146 с.
  20. Шитиков В.К., Розенберг Г.С. Рандомизация и бутстреп: статистический анализ данных по биологии и экологии с использованием R. Тольятти: Кассандра, 2014. 314 с.
  21. Митрошенкова А.Е., Лысенко Т.М. Растительный покров Серноводского шихана // Бюллетень Самарская Лука. 2003. № 13. С. 294-310.
  22. Митрошенкова А.Е., Ильина В.Н., Ильина Н.С., Устинова А.А., Лысенко Т.М. Природный комплекс «Серноводский шихан»: современное состояние и охрана (Сергиевский район, Самарская область) // Структурно-функциональная организация и динамика растительного покрова: мат-лы всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, посв. 100-летию со дня рождения д.б.н., проф. В.Е. Тимофеева. 1-3 февраля 2012 г., Самара. Самара: ПГСГА, 2012. С. 169-174.
  23. Саксонов С.В., Васюков В.М., Сенатор С.А., Иванова А.В., Раков Н.С., Горлов С.Е. Материалы к флоре Серноводского шихана и его окрестностей (Высокое Заволжье) // Фиторазнообразие Восточной Европы. 2013. Т. 7, № 2. С. 28-40.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1 - Korzhinsky's feather grass (Stipa korshinskyi Roshev., Poaceae) (photo by the authors)

Download (7KB)
Indexing metadata
3. Figure 2 - Petrophytic steppes on the slopes of the Servodny Shikhan (a natural monument of regional significance, Sergievsky district of the Samara region) (photo by the authors)

Download (14KB)
Indexing metadata
4. Figure 3 - Schematic map of the local density of the Stipa korshinskyi CPU (black symbols - generative individuals, gray symbols - pre-generative individuals)

Download (14KB)
Indexing metadata
5. Figure 4 - Assessment of the intensity of the location of individuals of Stipa korshinskyi

Download (15KB)
Indexing metadata
6. Figure 5 - Behavior of the Ripley function for individuals of S. korshinskyi (excluding age states)

Download (10KB)
Indexing metadata
7. Figure 6 - Map of the distribution of age states in the CP of S. korshinskyi (black circles - generative individuals, black squares - pre-generative individuals)

Download (16KB)
Indexing metadata
8. Figure 7 - Types of behavior of Ripley's cross-function in the CP (A - pre-generative individuals, B - generative individuals, C - mutual placement of generative and pre-generative individuals

Download (17KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2019 Zenkina T.E., Ilina V.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies