Исследовательская работа "Биоразнообразие лишайников природного памятника Ининский «Сад камней»

МБОУ  «Баянгольская средняя общеобразовательная школа»

671616 Республика Бурятия Баргузинский район с. Баянгол  ул. Ленина, 69

Тел./факс 8 (301 31) 98-335;  тел. 8 (301 31) 98-374; e-mail: bayangol@mail.ru

Биоразнообразие  лишайников природного памятника Ининский «Сад камней»

                              Выполнила: Дамбиева Даша,    ученица 7 класса

               Научный руководитель: Жалсараева Марина Анатольевна,

учитель биологии,  высшей категории.

с.Баянгол

2015г.

Оглавление

1.    Введение.

2.    Основная часть.

       2.1. Характеристика района исследований.

       2.2. Строение и экология лишайников.

       2.3. Методы исследования.

       2.4. Результаты исследования.

3.    Заключение.  

4.    Список литературы.    

1. Введение.

Биоразнообразие — основное условие существования природных сообществ. Экосистемы, лишенные части своего видового богатства, утрачивают способность к саморегуляции, самовосстановлению и устойчивому развитию. Один из первых этапов решения проблемы сохранения биоразнообразия на планете — описание видового состава различных систематических групп живых организмов на определенных территориях.

В последние годы растет количество исследований, посвященных таксономическому разнообразию лишайников на территории Российской Федерации. Такой интерес к лишайникам связан в первую очередь с тем, что они являются признанными биоиндикаторами антропогенных загрязнений атмосферы, а также степени нарушенности растительных сообществ.

Исходя из актуальности проблемы была определена цель исследования: изучение биоразнообразия лишайников природного памятника  Ининский  «Сад камней».

Задачи исследования:

• проанализировать литературные данные об особенностях лесов Баргузинской долины;
• изучить строение, биологию и экологию лишайников;
• освоить методы сбора, гербаризации и определения лишайников;
• собрать образцы и составить гербарий лишайников, встречающихся в биоценозе  природного памятника Ининский «Сад камней».

          В работе  были использованы следующие методы исследования:

- теоретический анализ научных исследований по данной теме;

 -  количественный метод диагностики;

- систематизация  собранного и изученного материала.

2. Основная часть

2.1. Характеристика района исследования

Уникальное явление природы — Ининский «Сад камней» расположен в юго-западной части Баргузинской впадины у выхода р. Ины из Икатского хребта. Он занимает площадь более 10 км2. в  основном на правом берегу р. Ины (ок. 8 км2), выступая в Баргузинскую впадину более чем на 5 км. Здесь на равнине повсюду возвышаются глыбы до 4 -5 м в поперечнике и «разбросаны» валуны, находящиеся 0,5-3,0 м и более друг от друга и достигающие размеров 3-4 х 2 -3 х 1-2 м. Валуны, наиболее многочисленны в степи, но  встречаются и в сосновом лесу.

«Сад камней» является памятником природы (Иметхенов. 1990).  Он представляет собой моренные отложения оледенения происходившего более 100 тыс. лет тому назад (Иметхенов, Тулохонов, 1992) и является последствием одновременного выброса громадных объёмом крупноглыбового материала из хребта в долину (Уфимцев и др., 2004).

 В долине р. Ины, в предгорьях и на склонах Икатского  хребта  распространены сосняки разнотравные и рододендроновые  лиственничники, багульниково-зеленомошные; сосново-березовые, березовые  и сосново- лиственничные леса; по берегу р. Ины — тополевые рощи.

2.2. Строение и экология лишайников

Классификация и строение лишайников. Систематическое выделение группы лишайников условно, так как  их организм представляет симбиоз: вегетативное тело лишайников, называемое талломом, или слоевищем, состоит из переплетения грибных гиф и клеток водоросли, которые либо беспорядочно разбросаны среди гиф по всей толще слоевища, либо расположены отдельным слоем несколько ниже его верхней поверхности. (Фаминицын, Баранецкий 1867г.). В образовании лишайников участвуют представители трёх классов грибов – аскомицетов, базидиомицетов и фикомицетов. Гифы лишайников имеют утолщённые оболочки, функционально подразделяются на жировые; ищущие и охватывающие (ищут и охватывают водоросли) и двигающие (переносят клетки водорослей в растущий край слоевища).

Характеристика жизненных форм растений является неотъемлемой частью экологического анализа флоры. Большинство лишайников очень медленно растёт, что резко снижает их способность конкурировать с другими организмами за пространство и за другие условия существования. Поэтому они часто бывают пионерами заселения свободных субстратов (поверхность скал, камней, древесины и др,). Установлено, что лишайники выделяют специфические вещества (лихеиновые кислоты), которые разрушающе действуют на твёрдые минеральные субстраты, являясь тем самым зачинателями почвообразовательного процесса.

Большое значение для жизнедеятельности лишайников имеет субстрат, который является не только местом прикрепления        дополнительным источником питания. Многие виды довольно строго приурочены к определенным субстратам.

По заселяемым субстратам выделяют четыре основные экологические группы лишайников (Приложение 2) (Шкараба, Селиванов, 2001):

• эпифитные лишайники, или эпифиты- заселяющие стволы и ветви деревьев;
•  эпигейные  лишайники, или эпигеиды - растущие на почве;
• эпиксильные лишайники, или эпиксилы - встречающиеся на обнаженной и обработанной древесине (пнях, валежнике и др.);
• эпилитные лишайники, или эпилиты  - живущие на каменистом субстрате.

Эпилитные лишайники поселяются на камнях и скалах и представлены в основном накипными видами рода Verrucaria, Collema multifidum, рода Leconora и Rhizocarpon geographicum. Расселение их по субстрату различно. Один вид может сплошь покрывать скалу или крупный камень на большой площади, придавая им заметную издали, характерную для определенного вида лишайника желтую, оранжевую, зеленоватую, коричневатую, черную или другую окраску. В другом случае на небольшом участке могут произрастать несколько видов лишайников, образуя на субстрате благодаря своей разнообразной окраске пестрый узорчатый рисунок.

Эпифитные лишайники предпочитают в качестве субстрата кору деревьев. Среди них также можно выделить несколько подгрупп: эпифилльные лишайники, растущие на листьях деревьев и кустарников; настоящие эпифитные лишайники, растущие на коре; и эпиксильные лишайники, растущие на обнаженной и обработанной древесине.

Например, ксантория постенная (Xanthoria parietina) образует желто-оранжевые розетки на стволах осин и тополей. Во влажных лесах с деревьев свешиваются длинные сероватые или черно-бурые  космы бородатых лишайников родов Usnea, Alektoria.

Лишайники по-разному реагируют на загрязненность воздуха: некоторые не выносят даже малейшего загрязнения и погибают; другие живут только в городах и прочих населенных пунктах. Вблизи больших городов они растут плохо и постепенно вымирают. В настоящее время разработаны методы лихеноиндикации, с помощью которых  можно определить степень загрязненности воздуха на основе наличия или отсутствия определенных лишайниковых группировок.

Жизненные формы лишайников.  По жизненным формам лишайники делят на три крупных морфологических типа такие, как накипные, листоватые и кустистые.

Слоевище накипных лишайников имеет вид корочки, плотно сросшейся с субстратом. Накипные слоевища небольших размеров и, как правило, срастаются с субстратом сердцевинными гифами, но у некоторых лишайников прикрепление к субстрату происходит с помощью подслоевища, которое никогда не содержит водорослей. Слоевище листоватых лишайников имеет вид листовидной пластинки, горизонтально распростертой на субстрате. Наиболее характерна для него округлая форма, которая обусловлена горизонтально-радиальным ростом гиф. Более сложным по строению является листоватое слоевище, рассеченное на множество мелких лопастей. Листоватые лишайники, по сравнению с накипными, являются значительно более высокоорганизованными формами. Слоевище кустистых лишайников имеет вид прямостоячего или повисающего кустика, реже - неразветвленных прямостоячих выростов. По организационному уровню кустистые лишайники представляют высший этап развития слоевища. У кустистых лишайников наблюдается вертикально направленный рост гиф и верхушечный рост слоевищ. Это позволяет кустистым лишайникам путем изгибов веточек в разные стороны занимать наилучшее положение, при котором водоросли могут максимально использовать свет для осуществления фотосинтеза. Эти лишайники обычно прикрепляются к субстрату только небольшим участком нижней части слоевища, как, например, уснея кустистая.

2.3. Методы исследований.

В нашем исследовании мы использовали методы сбора, гербаризации и определения лишайников, описанные в учебном пособии «Использование лишайников в качестве индикаторов загрязнения окружающей среды» (Шкараба, Селиванов, 2001). Изучение видового состава лишайников и сбор материала осуществлялся маршрутным методом. Маршрутами были охвачены определенные биоценозы  природного памятника Ининский сад камней.

Для изучения роли лишайников проводились измерение проективного покрытия и учет биомассы эпилитных и эпифитных лишайников (Родин и др. 1967). На пробной площади закладывали 10 учетных площадок площадью 50х50см, на которой собирались и учитывались все лишайники, их проектное покрытие.

При  сборе лишайников использовались два ножа — острый для срезания эпифитных лишайников, и тупой — для снятия лишайников с почвы и камней. Слабо прикрепленные слоевища (листоватые и кустистые) отделялись от субстрата. Наличие у лишайников апотециев облегчает точность определения, поэтому при сборе образцов тщательно просматривались все растущие в данном месте экземпляры и выбирались из них те, у которых есть апотеции. Плотно приросшие к субстрату лишайники собирались вместе с ним, чтобы не повредить слоевище. Собранные образцы помещались в специально изготовленные бумажные пакеты, затем высушивались до воздушно-сухого состояния.

В соответствии с методикой лишайники не закладывались в гербарный пресс, так как при этом могли быть потеряны многие необходимые для определения признаки.

Каждый образец при сборе снабжался этикеткой, которая содержала следующие сведения:

• дата сбора;
• место сбора (с указанием места, на каком берегу реки или на каком склоне, какой горы собран образец);
• растительное сообщество  (тип   леса, степи и др.):

         •          субстрат (на чем росло слоевище).

•         Имя и фамилия собравшего образец.

-  Имя и фамилия определившего видовую принадлежность образца.

В ходе экспедиции было собрано 13 образов лишайников. Дальнейшая работа проводилась в лаборатории кабинета биологии. Каждый образец рассматривался под лупой, анализировались признаки слоевищ. С помощью определителя проводилась идентификация образца лишайника до вида, после чего название вида наносилось на этикетку.

2.4. Результаты исследования

    Видовое разнообразие лишайников. Исследования лишайников в лесных экосистемах на склонах и в предгорьях Икатского хребта и на валунах «Сада камней» в долине р. Ины проводились в 2002-2004 гг. (Институт общей экспериментальной биологии СО РАН ; Т.М.Харпухаева, С.Э.Будаева). Приложение 1.

В лесных биоценозах лишайники обильно произрастают на почве, деревьях, кустарниках, сгнивших валежинах и пнях. На хорошо прогреваемых отдельных валунах и скалах произрастают эпилитные листоватые лишайники с крупными слоевищами: Пармелия -  Parmelia omphalodes, P. saxatilis, Xanthoparmelia conspersa, X. Somloensis. На валунах, скалах и каменистых росыпях поселяются Umbilicaria proboscidea, U. Decussate, U. caroliniana, Aspicilia transbaicalica, Spilonema revertens, Flavoparmelia caperata, Lasallia pensylvanica, L. Pertusa,  L. pustulata, Neofuscellia pulla, Nephroma parile, N,  helveticum и др. Каменистые выходы и скалы Икатского хребта покрыты лишайниками Melanelia panniformis, М. stygia, M. tominii, накипными видами Candelaria concolor, Candelariella vitelina, Rhizocarpon geographicum, Rhizoplaca melanophthalma, Placolecanora baicalensis. На останцах Икатского хребта произрастают Pleapsidium chlorophanum, Protoparmelia badia, на селагинелле — листоватые лишайники Flavoparmelia caperata, Punctelia subrudecta. Lasallia pertusa, обильно произрастающая на обдуваемых, хорошо освещенных скалах, относится к cтепному элементу с африкано-азиатским типом ареала. Этот вид отмечается на территории Монголии и в Алтае (Голубкова, 1983; Седельникова, 1990). К числу редких и интересных относятся также Pyxine sordiata и Heterodermia speciosa.

Всего в долине р. Ины и на валунах «Сада камней» выявлено 180 видов лишайников, относящихся к 63 родам, и 26 семействам (Институт общей экспериментальной биологии СО РАН ; Т.М.Харпухаева, С.Э.Будаева ).

Анализ эколого-субстратных групп лишайников.  Анализ лихенофлоры изученной нами территории показал, что она представлена следующими эколого-субстратными группами: эпифиты - 10 видов (14%); эпилиты – 29 вида (45%).

Разнообразие эпифитов складывается в основном за счет видов, поселяющихся на коре сосен, поскольку древостой большей частью монодоминантный. Из собственно эпифитных видов в сосняках лишайниковой группы нами обнаружены наиболее обычные для стволов сосен: бриория мелковильчатая, пармелия бороздчатая, гипогимния вздутая,    вульпицида   сосновая, пармелиопсисы - сомнительный, темный; часто   встречается  эверния  среднеморфная.

Комлевая и  нижняя части стволов, помимо некоторых   эпифитных видов, указанных выше, активно заселяются лишайниками, встречающимися на почве и древостое - это кладонии гроздевидная, порошистая.

Видовой состав лишайников, обитающих на валежнике и сухостое, меняется в зависимости от степени разложения древесины и коры. На начинающих разлагаться пнях и стволах сосен поселяются листоватые эпифиты, среди которых наиболее характерны гипогимния  вздутая,  пармелия бороздчатая, вульпицида сосновая, пармелиопсисы — темный и сомнительный. Для гнилой древесины колод типичны сообщества, сформированные в основном представителями эпиксильных и эпигейных кладоний: гроздевидная, кудрявая, лесная, оленья.

Собранная и изученная нами коллекция лишайников подтвердила литературные данные о том, что сосняки лишайниковые - это наиболее бедные по количеству видов типы формаций среди других лесных сообществ (Пыстина, 2003).

3. Заключение

Данное исследование позволяет сделать следующие выводы.

1. Наибольшее число  видов  выявленных лишайников  принадлежит роду Bryoria (5 видов, или 12%);  Умбрикария -2 вида (9%); Melanelia – 3 вида (11%).  Валунах, скалы и каменистых росыпи покрыты Umbilicaria (Умбрикария) proboscidea, U. Decussate, U. caroliniana, Aspicilia transbaicalica, Spilonema revertens, Flavoparmelia caperata, Lasallia pensylvanica, L. Pertusa,  L. pustulata, Neofuscellia pulla, Nephroma parile, N,  helveticum и др. Melanelia panniformis, М. stygia, M. tominii, накипными видами Candelaria concolor, Candelariella vitelina, Rhizocarpon geographicum, Rhizoplaca melanophthalma, Placolecanora baicalensis. На останцах Икатского хребта произрастают Pleapsidium chlorophanum, Protoparmelia badia, на селагинелле — листоватые лишайники Flavoparmelia caperata, Punctelia subrudecta. Lasallia pertusa,
2. Анализ лихенофлоры изученного района по литературе показал, что она представлена следующими эколого-субстратными группами: эпифиты — 13 видов (45%); эпигеиды — 12 видов (41%); эпиксилы — 4 вида (14%). Нами были изучены эпифиты и эпилиты, так как это наиболее доступная территория для изучения лишайников.

3.Жизненные формы выявленных лишайников относятся к одному отделу Эпигенные (слоевище развивается на поверхности субстрата). Бородавчато - или чешуйчато-кустистые,  листоватые, кустистые, накипные лишайники. Приложение 2.

Список литературы

1. Будаева С.Э. Лишайники лесных экосистем долины р. нна и Ининского «Сада камней» Икатского хребта (Бурятия) // Новости систематики низших растений. СПб, «Товарищество научных изданий», 2006. Т. 40. С. 196 – 203.
2. Буяндуев А.Б., Краткая физико-географическая характеристика Баргузинской котловины /Буянтуев А.Б.//Баргузинская котловина.-Улан-Удэ:Изд-во БНЦ СО РАН, 1993.-4-16с.
3. Великанов Л.Л., Сидорова И.И., Успенская Г.Д. Полевая практика по экологии грибов и лишайников. – Изд-во МГУ, 1980, 112 с.
4. Журбенко М.П., Харпухаева Т.М. Новые и редкие виды лишайников для Бурятии (Прибайкалье) // Ботан. Журн. 2004. Т. 89, № 2. С. 32-38.
5. Жизнь растений. Т.3. Водоросли. Лишайники. М., Просвещение, 1977, 487 с.
6. Определитель лишайников СССР. Л., 1975. Вып. 3. С. 85—105.
7. Пчелкин А. В., Боголюбов А. С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды: Методическое пособие. М. Экосистема, 1997, 25 с.
8. Солдатенкова Ю.П. Малый практикум по ботанике. Лишайники. – Изд-во МГУ, 1977, 124 с.
9. Трасс Х.Х., Классы полеотолерантности лишайников и экологический мониторинг. – В кн.: Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем, Л.: Гидрометеоиздат, 1985, т.7, с.122-137.
10. Харпухаева Т.М. Разрастание лишайников и мхов на опустыненных землях в условиях Баргузинской долины // Экологические последствия биосферных процессов в экотонной зоне Южной Сибири и Центральной Азии: Материалы международной конференции (Улан-Батор, Монголия, 6-8 сентября 2010 г.). – Улан-Батор: изд-во «Бэмби сан», 2010. Том. 1. – С. 296-298.

Приложение  1

Видовое разнообразие лишайников Ининского «Сада камней».

Приложение 2.

Таблица. Приуроченность лишайников к различным субстратам

Один и тот же род может включать виды и с листоватыми, и с кустистыми талломами и что есть виды с талломами промежуточной формы. Поэтому, определяя, например, накипный мелкочешуйчатый лишайник, надо искать его и среди накипных, и среди листоватых лишайников.