Population demography of rare sedges (Eriophorum gracile and Carex livida) north of the Arctic Circle in Murmansk Region and climate change impacts

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В 2014-2016 гг. изучена пространственная организация популяций двух редких видов осоковых (Eriophorum gracile и Carex livida) на локально встречающихся в Мурманской области минеротрофных травяных болотах. Для этих видов характерно очень низкое (0.2% для E. gracile) и низкое (3.1% для C. livida) проективное покрытие в пределах относительно крупной мониторинговой болотной системы. Пространственное размещение популяций E. gracile в пределах болота происходит на очень маленькой площади  (40 м2), тогда как C. livida занимает относительно репрезентабельные покрытия (633 м2). E. gracile формирует маленькие фрагменты популяции (в среднем 8 м2) в разных частях болота со средней удаленностью 70 м. Среднее число генеративных побегов на фрагмент составляет 9-10. Фрагменты популяций C. livida – намного крупнее и составляют в среднем 211 м2 при средней удаленности соседних фрагментов 30 м. Среднее число генеративных побегов на фрагмент достигает примерно 2.5 тысяч счетных единиц. Пространственная структура популяции E. gracile соответствует изолированно-фрагментарной раздельнокластерной, у C. livida - изолированно-фрагментарной сплошной. У E. gracile отмечены высокие флуктуации численности всей популяции и отдельных фрагментов в разные годы, которые отчасти обратно связаны с температурой воздуха в вегетационный период. Современные климатические сдвиги могут привести к исчезновению E. gracile из состава богатых минеротрофных болот, тогда как для C. livida такая угроза отсутствует.  Обоим видам необходима охрана региональных популяций. Для изучения онтогенеза особей и механизмов внутриклоновой регуляции у этих видов возможно использовать интродукционный потенциал.

Об авторах

Ilona Vladimirovna Blinova

Полярно-альпийский ботанический сад-институт
184200 Мурманская обл., Апатиты, ул. Ферсмана 18а

Автор, ответственный за переписку.
Email: ilbli@yahoo.com
Россия

Список литературы

  1. Алексеев Ю.Е. 1996. Осоки (морфология, биология, онтогенез, эволюция). М. Ч. 1. 134 с. [Alexeev Yu.E. 1996. Osoki (morfologiya, biologiya, ontogenez, evolutsiya. (in Russian)]
  2. Блинова И.В. 2003. Материалы к биологии Hammarbya paludosa (L.) O. Kuntze (Orchidaceae) в Мурманской области (Россия) // Бюл. МОИП. Отдел биол. Т. 108(6). С. 47–51. [Blinova I.V. 2003. Materialy k biologii Hammarbya paludosa (L.) O. Kuntze (Orchidaceae) v Murmanskoi oblasti (Rossiya) // Bull. Moskovskogo Obscestva ispytetelei prirody. Otdel biologicheskii. V. 108(6). P. 47–51. (in Russian)]
  3. Блинова И.В. 2009. Популяционные исследования редких видов сосудистых растений в Мурманской области // Разнообразие растений, лишайников и цианопрокариот Мурманской области: итоги изучения и перспективы охраны / Под ред. Н.А. Константиновой. СПб. С. 90–100. [Blinova I. V. 2009. Populyazionnye issledovaniya redkikh vidov sosudistykh rastenii v Murmanskoj oblasti // Raznoobrazie rastenij, lishainikov i zianoprokariot Murmanskoi oblasti: itogi izucheniya i perspektivy okhrany / ed. by N.A. Konstantinova. SPb. P. 90–100. (in Russian)]
  4. Блинова И.В. 2016. О сопряженности пространственного размещения популяций редких видов орхидных и осоковых с кислотностью и электропроводностью почв на минеротрофном и насыщенном основаниями болоте в Мурманской области (Россия) // Вестник КНЦ РАН. Т. 4 (27). C. 109–121. [Blinova I.V. 2016. O sopryazhennosti prostranstvennogo rasmesceniya populyazii redkikh vidov orkhidnykh i osokovykh s kislotnostiyu i elektroprovodnostiju pochv na minerotrofnom i nasycsennom osnovaniyami bolote v Murmanskoj oblasti // Herald of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences. V. 4(27). P. 109–121. (in Russian)]
  5. Блинова И.В. 2018. Редкие виды орхидных и осоковых богатых минеротрофных болот: пространственная и онтогенетическая структура популяций, фитоценотическое окружение и охрана. Болота северо-восточной Фенноскандии. Рига: Lambert Academic Publishing. 127 с. [Blinova I.V. 2018. Redkie vidy orkhidnykh i osokovykh bogatykh minerotrofnykh bolot: prostranstvennaya i ontogeneticheskaya struktura populatsii, fitotsenoticheskoe okruzhenie i okhrana. Riga: Lambert Academic Publishing. 127 p. (in Russian)].
  6. Блинова И.В., Петровский М.Н. 2014. К характеристике минеротрофных травяных болот в центральной части Мурманской области и о необходимости их охраны // Вестник КНЦ РАН. Т. 18(3). С. 38–55. [Blinova I.V., Petrovskii M.N. 2014. K kharakteristike minerotrofnykh travyanykh bolot v zentral’noi chasti Murmanskoj oblasti i o neobkhodimosti ikh okhrany// Herald of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences. V. 18(3). P. 38–55. (in Russian)]
  7. Демин В.И. 2022. Создание однородного ряда среднемесячных температур воздуха в Апатитах (Мурманская область) для изучения климатических изменений // Physics of Auroral Phenomena, Proceedings of XLV Annual Seminar / Ed. by A.A. Lubchich. Apatity. P. 144–148. [Demin V.I. 2022. Sozdanie odnorodnogo ryada srednemesyachnykh temperatur vozdukha v Apatitakh (Murmanskaya oblast’) dlya izucheniya klimaticheskikh izmenenii // Physics of Auroral Phenomena, Proceedings of XLV Annual Seminar / Ed. by A.A. Lubchich. Apatity. P. 144–148. (in Russian)]
  8. Игнатов М.С., Афонина О.М. 1992. Список мхов территории бывшего СССР // Arctoa. Т. 1. С. 1–87. [Ignatov M. S., Afonina O. M. 1992. Spisok mkhov territorii byvshego SSSR // Arctoa. V. 1. P. 1–87. (in Russian)]
  9. Кириллова Н.Р. 2019. Современное состояние коллекции аборигенной флоры Мурманской области в Полярно-альпийском ботаническом саде-институте им. Н.А. Аврорина // Вестник Кольского научного центра РАН. Т. 1 (11). С. 30–41. [Kirillova N.R. 2019. Sovremennoe sostoyanie kollektsii aborigennoi flory Murmanskoi oblasti v Polyarno-alpiiskom botanicheskon sadu-institute imeni N.A. Avrorina // Herald of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences. V. 1 (11). P. 30–41. (in Russian)]
  10. Красная книга Мурманской обл. 2014 / Под ред. Н.А. Константиновой, А.С. Корякина, О.А. Макаровой и В.В. Бианки. Изд. 2-е Сосудистые растения. Кемерово: «Азия-принт». 684 c. [Krasnaya kniga Murmanskoi oblasti. 2014 / Ed. by N.A. Konstantinova, A.C.Koryakin, O.A.Makarova, V.V. Bianki. Izd. 2. Sosudistye rastenia. Kemerovo: “Asia-Print”. 584 p. (in Russian)]
  11. Красная книга РСФСР. 1988. Растения / Под ред. В.Д. Голованова и др. Москва. 605 c. [Krasnaya kniga RSFSR. 1988. Rastenia / Ed. by V.D. Golovanov etc. Moscow. 605 p. (in Russian)]
  12. Кузенева О.И. 1954. Carex livida / Флора Мурманской области. Т. 2. Москва-Ленинград. С. 120–121. [Kuzeneva O.I. 1954. Carex livida / Flora Murmanskoi oblasti, V. 2. Moskva-Leningrad. P. 120–121.(in Russian)]
  13. Ландышева А.С. 2009. Краткие итоги интродукции высших водных растений в Главном ботаническом саду им. Н. В. Цицина РАН // Вестник КрасГАУ. Т. 9. С. 44–51. [Landysheva A.S. 2009. Kratkie itogi introduktsii vysshikh vodnykh rastenii v Glavnom botanicheskon sadu imeni N.V. Tsitsina RAS // Vestnik Krasnoyarskogo Gosudarstvennogo Agrarnogo Universiteta. V. 9. P. 44–51. (in Russian)]
  14. Филатова И.О. 2004. Биоморфология и онтогенез дерновинных видов рода Carex L.: автореф. дис. … канд. биол. наук. Москва: МГУ. 26 с. [Filatova I.O. 2004. Biomorfologiya i ontogenez dernovinnykh vidov roda Carex L.: avtoreferat dis …Ph.D. Moskva: MGU. 26 p. (in Russian)]
  15. Черепанов С.К. 1995. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб. 992 с. [Czerepanov S.K. 1995. Sosudistye rastenia Rossii i sopredelnykh gosudarstv. SPb. 992 p. (in Russian)]
  16. Чернов Е.Г. 1954. Eriophorum gracile / Флора Мурманской области. Т. 2. Москва-Ленинград. С. 16–18. [Chernov E.G. 1954. Eriophorum gracile / Flora Murmanskoi oblasti, V. 2. Moskva-Leningrad. P. 16–18. (in Russian)]
  17. Яковлев Б.А. 1961. Климат Мурманской области. Мурманск. 180 с. [Yakovlev B.A. 1961. Klimat Murmanskoi oblasti. Murmansk. 180 p. (in Russian)]
  18. Aalto J.A., Pirinen P., Jylhä K. 2016. New gridded daily climatology of Finland: permutation-based uncertainty estimates and temporal trends in climate // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. V. 121(8). P. 3807–3823. https://doi.org/10.1002/2015JD024651
  19. Anleitung zur Kultivierung seltener Pflanzenarten: Art Eriophorum gracile, Zierliches Wollgras. 2019 // Fachstelle Naturschutz Kt. Zürich & Topos. https://www.infoflora.ch/assets/content/documents/conservation/Fachstelle_Naturschutz_Kt_Zuerich_and_topos_2019_Anleitung_zur_Kultivierung_Eriophorum_gracile.pdf (the data of access: 10.02.2023)
  20. Barr C. 1996. Population Study of Eriophorum gracile Koch (Cyperaceae) at its Southern Range Limit in Pennsylvania // Bartonia. V. 59. P. 87–93.
  21. Beier C., Beierkuhnlein C.,Wohlgemuth Th., Penuelas J., Emmett B., Körner Ch., De Boeck H. Christensen J., Leuzinger S., Janssens I., Hansen K. 2012. Precipitation manipulation experiments–challenges and recommendations for the future // Ecology letters. V. 15. P. 899–911.
  22. Bilz M., Kell S.P., Maxted N., Lansdown R.V. 2011. European Red List of Vascular Plants. Luxembourg: Publications Office of the European Union. 144 p.
  23. Blinova I.V. 2016. Spatial population structure of rare orchid species in rich fens in central part of Murmansk Region // Russian Journal of Ecology. V. 47(3). P. 234–240. (in Russian and English).
  24. Blinova I., Uotila P. 2012. Dactylorhiza traunsteineri (Orchidaceae) in Murmansk Region (Russia) // Memoranda Soc. Fauna Flora Fennica. V. 88. P. 67–79.
  25. Brooker R.W., Carlsson B.Å., Callaghan T.V. 2001. Carex bigelowii Torrey ex Schweinitz (C. rigida Good., Non Schrank; C. hyperborea Drejer) // Journal of Ecology. V. 89(6). P. 1072–1095.
  26. Charpentier A., Stuefer J. 1999. Functional specialization of ramets in Scirpus maritimus: Splitting the tasks of sexual reproduction, vegetative growth, and resource storage // Plant Ecology. V. 141. P. 129–136.
  27. Chatters C., Sanderson N.A. 2014. Slender Cottongrass Eriophorum gracile in the New Forest. Curdridge, Hampshire, UK. 106 p.
  28. Conaghan J.P., Sheehy Skeffington M. 2009. The distribution and conservation of Eriophorum gracile Koch ex Roth (Cyperaceae), Slender Cotton-grass, in Ireland // Watsonia. V. 27. P. 229–238.
  29. Decker K., Culver D.R., Anderson D.G. 2006. Eriophorum gracile W. D. J. Koch (slender cottongrass): a technical conservation assessment. Colorado: USDA Forest Service. 42 p. https://www.fs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/stelprdb5206985.pdf
  30. Dickenmann R., Keel A. 2004. Aktionsplan Schlankes Wollgras (Eriophorum gracile Roth) // AP ZH 1-05. Zürich. 23 p. URL. https://www.zh.ch/content/dam/zhweb/bilder-dokumente/themen/umwelt-tiere/naturschutz/artenschutz/aktionsplaene-flora/bluetenpflanzen/eriophorum_gracile_ap.pdf (the data of access: 25.02.2022)
  31. Gage E., Cooper D.J. 2006. Carex livida (Wahlenberg) Willdenow (livid sedge): a technical conservation assessment. Colorado: USDA Forest Service, 45 p. https://www.fs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/stelprdb5206978.pdf
  32. Guyonneau J. 2006. Répartition, état de conservation et écologie de la Linaigrette grêle (Eriophorum gracile) dans les tourbières de la chaîne du Jura français // Les Nouvelles Archives de la Flore Jurassienne, n°4. P. 53–64.
  33. Hájek M., Horsák M., Tichý L., Hájková P., Dítě D., Jamrichová E. 2011. Testing a relict distributional pattern of fen plant and terrestrial snail species at the Holocene scale: a null model approach // Journal of Biogeography. V. 38. P. 742–755.
  34. Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D. 2001. PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis // Palaeontologia Electronica. V. 4(1). 9 p. https://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm
  35. Hulten E., Fries M. 1986. Atlas of North European vascular plants: north of the Tropic of Cancer. Vol. I-III. Königstein: Koeltz Scientific Books.
  36. Karlsen S., Høgda K., Wielgolaski F., Tolvanen A., Tømmervik H., Poikolainen J., Kubin E. 2009. Growing-season trends in Fennoscandia 1982–2006, determined from satellite and phenology data // Climate Research. V. 39. P. 275–286. https://doi.org/10.3354/cr00828
  37. Kivinen S., Rasmus S., Jylhä K., Laapas M. 2017. Long-Term Climate Trends and Extreme Events in Northern Fennoscandia (1914–2013) // Climate. V. 5 (1). 16 pp. https://doi.org/10.3390/cli5010016
  38. Kitamura K., Kakishima S., Uehara T., Morita S., Tainaka K.-i., Yoshimura J. 2016. The Effects of Rainfall on the Population Dynamics of an Endangered Aquatic Plant, Schoenoplectus gemmifer (Cyperaceae) // PLoS ONE. V. 11(6). P. e0157773. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0157773
  39. Kreplin H.N., Ferreira C.S.S., Destouni G., Keesstra S.D., Salvati L., Kalantari Z. 2021. Arctic wetland system dynamics under climate warming. Water. V. 8(4). 16 pp. https://doi.org/10.1002/wat2.1526
  40. Käsermann C., Moser D.M. 1999. Merkblätter Artenschutz – Blütenpflanzen und Farne. Stand. 344 p.
  41. Mäkiranta P., Laiho R., Mehtätalo L., Straková P., Sormunen J., Minkkinen K., Penttilä T., Fritze H., Tuittila E-S. 2018. Responses of phenology and biomass production of boreal fens to climate warming under different water-table level regimes // Global Change Biology. V. 24(3). P. 944–956. https://doi.org/10.1111/gcb.13934
  42. Mark A. F., Fetcher N., Shaver G. R., Chapin III F. S. 1985. Estimated Ages of Mature Tussocks of Eriophorum vaginatum along a Latitudinal Gradient in Central Alaska, U.S.A. // Arctic and Alpine Research. V. 17(1). P. 1–5.
  43. Mark A.F., Chapin F.S. 1989. Seasonal control over allocation to reproduction in a tussock-forming and a rhizomatous species of Eriophorum in central Alaska // Oecologia. V. 8. P. 27–34. https://doi.org/10.1007/BF00377194
  44. Marshall G.J., Kivinen S., Jylha K., Vignols R.M., Rees W.G. 2018. The accuracy of climate variability and trends across Arctic Fennoscandia in four reanalyses // Int. J. Climatol. V. 38. P. 3878–3895. https://doi.org/10.1002/joc.5541
  45. Rantanen M., Karpechko A.Y., Lipponen A. et al. 2022. The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979 // Communications Earth & Environment. V. 3. Article number 168. P. 1–10. https://doi.org/10.1038/s43247-022-00498-3
  46. Red Data Book of East Fennoscandia / Kotiranta H., Uotila P., Sulkava S., Peltonen S.-L. (eds.). 1998. Helsinki. 351 p.
  47. Salimi Sh., Almuktar S., Scholz M. 2021. Impact of climate change on wetland ecosystems: A critical review of experimental wetlands // Journal of Environmental Management. V. 286. N. 112160. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112160
  48. Sosnovska S., Danylyk I. 2017. Population structure of Carex dioica L. (Cyperaceae) in Ukraine under different growth conditions // Biodiversity: Research and Conservation. Vol. 46. P. 19–33.
  49. Sporbert M., Jakubka D., Bucher S.F., Hensen I., Freiberg M., Heubach K., König A., Nordt B., Plos C., Blinova I., Bonn A., Knickmann B., Koubek T., Linstädter A., Mašková T., Primack R.B., Rosche C., Shah M.A., Stevens A.-D., Tielbörger K., Träger S., Wirth C., Römermann C. 2022. Functional traits influence patterns in vegetative and reproductive plant phenology - a multi-botanical garden study // New Phytol. V. 235(6). P. 2199–2210.
  50. Tolvanen A., Henry G. 2000. Population structure of three dominant sedges under muskox herbivory in the high Arctic // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. V. 32. P. 449–455.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Блинова И.В., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».