Введение к работе
Изучение биологии семян в настоящее время приобрело большое значение в связи с тем, что информация о способах проращивания семян и их долговечности необходима для сохранения редких и нуждающихся в охране растений. Проблема сохранения биоразнообразия растительного мира сейчас признана одной из ключевых. В связи с интенсивными темпами деградации флоры под влиянием антропогенных факторов и техногенных катастроф объектами пристального внимания становятся как редкие виды, так и полезные растения (лекарственные, декоративные, и др.), численность которых резко уменьшается. Существует два основных пути сохранения биоразнообразия растений: выращивание их в ботанических садах и создание генных банков для хранения семян и меристем растений (ex situ), и охрана и создание условий для дальнейшего развития популяций редких видов в местах их обитания (in situ). Информация о глубине покоя и оптимальных условиях прорастания, а также длительности сохранения жизнеспособности семян в различных условиях хранения необходима при сохранении растений ex situ. Для оценки современного состояния и прогноза дальнейшего развития популяций редких растений необходима информация о семенной продуктивности, качестве семян и особенностях их биологии.
Цель и задачи исследования.
Целью нашего исследования является изучение биологических особенностей семян Северо-Востока Азии (СВА) и выявление факторов, их определяющих. В соответствии с целью были сформулированы следующие задачи:
1. Изучить особенности прорастания семян растений СВА.
2. Выявить связь особенностей прорастания семян с экологической
приуроченностью вида.
3. Изучить изменения жизнеспособности семян разных видов, происходящие при хранении в лабораторных условиях. 4. Определить длительность сохранения жизнеспособности быстро теряющих всхожесть семян видов сем. Salicaceae при Т +18...+20°С, +5° и —18°С и разработать рекомендации по хранению семян.
5. Оценить реакцию семян на замораживание в жидком азоте при Т —196°С.
6. Изучить состояние растений в популяциях и биологические особенности семян некоторых эндемичных и реликтовых видов Колымского нагорья.
Научная новизна. Впервые изучены биологические особенности семян 205 видов растений флоры Северо-Востока Азии. Предложена классификация типов прорастания семян растений флоры Северо-Востока Азии. Впервые на столь обширном материале, собранном в дальневосточном регионе, показана зависимость особенностей прорастания семян от экологической приуроченности вида. Определены возможные сроки хранения при температуре +18...+20°С для семян 79 видов из 17 семейств, и сроки хранения при разных температурных режимах (+18...+20°С, +5° и -18°С) для семян 22 видов семейства Salicaceae. Изучена реакция семян 19 видов на замораживание до температуры жидкого азота. Оценено состояние популяций и качество семян некоторых эндемичных и реликтовых видов Северо-Востока Азии.
Практическое применение. Информация об особенностях прорастания и долговечности семян может использоваться в решении вопросов интродукции растений в ботанических садах и парках, а также при создании семенных банков. Информация о биологии семян необходима при проведении научно обоснованной рекультивации нарушенных земель, площадь которых на территории Магаданской области составляет более 40 тыс. га. Наши данные использованы при проведении рекультивации специалистами Омсукчанской горно-геологической компании. Изучение биологии эндемичных и реликтовых видов позволило разработать необходимые меры их охраны. Предложено включить узкоэндемичный вид Minuartia tricostata в Красную книгу России. Данные по биологии и особенностям плодоношения Picea obovata в изолированном местонахождении на р. Яма переданы в заповедник «Магаданский» с целью оптимизации охраны данной популяции.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на II съезде РБО «Проблемы ботаники на рубеже XX-XXI веков» (1998), XI съезде РБО «Ботанические исследования в Азиатской России» (2003), на региональной конференции "Северо-Восток России: прошлое, настоящее, будущее" в г. Магадан (2003), на Дальневосточной региональной конференции памяти А.П.Васьковского, г. Магадан (2006), а также на ежегодных научных сессиях ИБПС ДВО РАН (1999-2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, из них 6 статей (3 - в рецензируемых российских журналах), 4 — материалы, и 9 — тезисы конференций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, 5 приложений и списка литературы. Текст диссертации изложен на 134 страницах и включает 4 таблицы. Список литературы включает 193 наименования, в том числе 29 источников на иностранных языках.
Благодарности:
Выражаю глубокую благодарность моему научному руководителю А.Н.Беркутенко; сотрудникам лаборатории ботаники О.А.Мочаловой, М.Г.Хоревой, Д.С.Лысенко за консультации, сбор некоторых образцов семян, помощь в определении гербария и всестороннюю поддержку, М.Н.Пахомову и Н.В.Синельниковой за сбор образцов семян. При проведении полевых работ неоценимую помощь оказали Г.И.Балагуров, Е.Г.Балагуров, С.Д.Шведов, В.А.Зеленский, а также инспекторы заповедника «Магаданский». Огромную признательность хотелось бы выразить в адрес компании «ДВС-тур», ФГУП «Охотскрыбвод» и «Омолонской золоторудной компании» за помощь в заброске к местам полевых работ.
