Введение к работе
Актуальность темы. Естественные экосистемы являются наиболее точными индикаторами, отражающими весь комплекс природных физико-географических условий региона. Во флоре Северо-Западного Кавказа насчитывается около 4000 видов дикорастущих растений; эколого-биологические особенности многих из них исследованы далеко не полностью.
Ряд исследователей отмечали, что экосистемы Северо-Западного Кавказа отличаются разнообразием и обилием ценных лекарственных растений. Большинство из этих растений слабо изучены в экологическом, биологическом и химическом отношениях. Свойства биологически активных веществ, выделенных из местных растений, необходимо проверять и уточнять.
Важность изучения эколого-биологических особенностей представителей родов Lamium L. и Stachys L. обусловлена применением их в качестве кормовых, декоративных, овощных, лекарственных растений. Виды родов Lamium и Stachys принимают участие в формировании многих естественных растительных сообществ региона. В литературе есть лишь разрозненные сведения об отдельных представителях изучаемых родов (Шмальгаузен, 1886, 1895, 1897; Буш, 1904-1910; Медведев, 1918; Новопокровский, Косенко, 1933; А.Ф. Флёров, 1938; Галушко, 1964; Гроссгейм, 1967; Середин, 1979; Семагина, 1999). До настоящего времени недостаточно исследованными оставались вопросы экологии родов Lamium и Stachys. Не были установлены связи между эколого-морфологическими особенностями и экологическими факторами, экологическими и биохимическими параметрами у видов данных родов. Также огсутствовали сведения о региональных особенностях биоразнообразия кавказских видов изучаемых родов, о роли данных растений в строении травостоя природных фитоценозов региона, о современных ареалах, о необходимости охраны и рационального использования ясноток и чистецов.
По вышеперечисленным причинам проведённые нами комплексные исследования по систематике, биологии, экологии ясноток и чистецов в экосистемах Северо-Западного Кавказа представляются нам актуальными.
Цель и задачи исследования. Цель исследования - провести комплексное изучение биологических и экологических особенностей видов родов Lamium и Stachys, выявить их эколого-ценотическую роль в сложении травостоя фитоценозов растительного покрова Северо-Западного Кавказа.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
Уточнить видовой состав и провести таксономический анализ родов Lamium и Stachys экосистем Северо-Западного Кавказа.
Выявить внутривидовую изменчивость представителей изучаемых родов.
Провести эколого-географический анализ видов родов Lamium и Stachys флоры Северо-Западного Кавказа; выявить их эколого-ценотическую роль в сложении естественных растительных сообществ.
Изучить морфоструктуру надземных, подземных органов и жизненные формы ясноток и чистецов.
Изучить семенную продуктивность и особенности прорастания семян видов родов Lamium и .Stachys.
Провести фотохимический анализ представителей родов Lamium и Stachys и выявить взаимосвязь между их экологическими и биохимическими параметрами.
7. Обобщить сведения о практическом применении ясноток и чистецов, выявить наиболее перспективные для интродукции виды; предложить конкретные меры по охране и рациональному использованию изученных растений на территории Северо-Западного Кавказа.
Научная новизна. Впервые проведён критический пересмагр таксономии видов рода Lamium и рода Stachys Северо-Западного Кавказа. Для данной территории составлены карты ареалов 16 видов исследуемых родов. Выявлены новые места произрастания ряда данных видов. Установлена внутривидовая изменчивость ясноток и чистецов на территории Северо-Западного Кавказа. Впервые проведено комплексное изучение их эколого-биологических и эколого-фитоценотических особенностей, определено участие в сложении растительных сообществ. Интродуцированы 2 вида рода Stachys и определены возможности их практического использования. Впервые выявлена динамика накопления растениями родов Lamium и Stachys биологически активных веществ, изучено влияние экологических факторов на фитохимический состав представителей родов. Разработаны и предложены меры охраны, рационального использования ясноток и чистецов на Северо-Западном Кавказе.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований являются определённым вкладом в изучение флоры, а также систематики, биологии, экологии и географии растений Северо-Западного Кавказа. Наши данные (в частности, по видам родов Lamium и Stachys) могут быть использованы при решении теоретических и практических задач в фармакологии и декоративном цветоводстве, при составлении региональных «Флор» и «Определителей», при разработке природоохранных мероприятий, при выделении особо охраняемых природных территорий, при организации региональной сети мониторинга, при планировании заготовок лекарственного сырья, а также при производстве биологически активных пищевых добавок.
Материалы диссертационной работы используются в преподавании курсов биогеографического и экологического циклов в Адыгейском госуниверситете, Кубанском госуниверситете: «Экология и рациональное природопользование», «Ботаника с основами фитоценологии», «Систематика растений», «Растительный мир Адыгеи», а также при прохождении студентами летних учебно-производственных и полевых практик.
Часть гербарного материала (дубликаты и электронные версии) передана в фонды CSR, KBAI, MAY, MOSM.
Положения диссертации, выносимые на защиту.
Род Lamium L. на территории Северо-Западного Кавказа представлен 5 видами, род Stachys L. - 11 видами, отличающимися по ареалам, эколого-фитоценотическим, эколого-биологическим, биохимическим показателям.
Для отдельных представителей родов Lamium L. и Stachys L. характерна внутривидовая изменчивость. Особенности этой формы изменчивости на территории Северо-Западного Кавказа носят эколого-морфологический характер и отражают адаптивную реакцию видов на экологические факторы: недостаток влаги и повышенный уровень освещённости.
Эколого-ценотическая роль ясноток и чистецов в сложении естественных растительных сообществ изучаемой территории разнообразна: они могут быть ассектаторами, содоминантами и доминантами. Виды-доминанты создают
определённые растительные группировки. Эуценными являются L. purpureum, L. maculatum, L. tomentosum, L. amplexicaule, S. sylvatica, S. atherocalyx, S. palustris.
4. Количество биологически активных веществ у видов родов Lamium L.
и Stachys L. зависит от экологических факторов, фенофазы, места локализации
в органах растения.
5. Четыре вида рода Stachys L. для территории Северо-Западного Кавказа
являются редкими и нуждаются в охране: S. spectabilis, S. macrophylla, S.
pubescens, S. cretica.
Апробация работы проходила на: VI Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира» (Майкоп, 2005), Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Перспектива-2006» (Нальчик, 2006), VIII Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы современности» (Майкоп, 2006), VI Международной конференции «Инновационные технологии для устойчивого развития горных территорий» (Владикавказ, 2007), V Всероссийской научной конференции молодых учёных «Наука. Образование. Молодёжь» (Майкоп, 7-8 февраля 2008), Международной научной конференции молодых учёных, аспирантов и студентов «Перспектива-2008» (Нальчик, 2008), XXII Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы экологии и охраны природных экосистем южных регионов России и сопредельных территорий» (Краснодар, 2009), Научно-практической конференции «Биоразнообразие и природопользование» (Сочи, 2009), расширенном заседании кафедры ботаники АГУ.
Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 17 научных работ, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, практических рекомендаций и приложений, включает 152 страницы основного содержания. Иллюстративный материал представлен 20 таблицами, 12 рисунками. Список использованной литературы содержит 311 источников, из которых 28 на иностранных языках.
