БИОТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ ЛИШАЙНИКОВ В ЛЕСНЫХ И БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ
Автореферат.
Актуальность проблемы. Проблема сохранения биоразнообразия н поддер¬жания устойчнаого природопользования - одна из глобальных я современную эпоху. Этапным для решения этой проблемы является всестороннее изучение компонентов с лягающих биосферу. Леса и болота - важнейшие звенья в цепи взаимосвязанных со¬ставляющих биосферы, определяющие ее гомеоствтическое фунгашогшрование. Это продуценты органического вещества, регуляторы углерода в атмосфере. Они влияют на формирование петрологического и теплового режимов прилегающих территорий, регулируют распределение внутрнгодового стока, препятствуют развитию эрозион¬ных процессов, способствуют аккумулированию большого спектра загрязняющих веществ из атмосферы, представляют собой места коренного обитания множества ор¬ганизмов, в том числе редких и исчезающих видов растений а животных (Морозов, 1970; Сукачев, 1972; Глаэовская, 1975; Дылис, 297В; Пьявчснко, 1979, 1980, 1985; Ут¬кни и др , 1994; Углерод В экосистемах лесов и болот России, 1994; Денисов, 2004).
Лишайники - неотъемлемые компоненты растительных сообществ наземных экосистем. Сообщества с доминированием лишайников занимают до 8%сугаи (Larson, 1987; Ahmadijan, 1995), В ряде лесных и болотных сообществ лишайники выступают в роли содоминантов (Лисе, Березина, 1981; Трасс, 1970). В сосновых лесах зпиген-ные лишайники являются индикаторами цитологического состава поверхностных от¬ложений и механического состава почв (Викторов, Ремезовв, 1988). В лесах с преоб¬ладанием в напочвенном покрове лизлайников также возрастает актуальность выяс¬нения их связи и влияния на возобновление и успех развития древесных растении, т.к это способствует пониманию динамики н направленности лесообразовательного процесса в целом.
Лишайники н брисвыс мхи нереда эотречаюгея в фнтоценозах совместно, по¬скольку их требования к факторам среда в ряде случаев совпадают, Бриофнты и ли¬шайники могут произрастать в непосредственном wotrrevre, образуя смешанные «о-хово-лишайниковые группировки. В связи с этим весьма актуальна проблема взаимо¬отношений лишайников и бри-офитов, различные аспекты чх влияния друг на друга (During, van Tooren, 1990).
I
ч
за разложение растительного опала, т. е. за мобилипадппо и вовлечение в круговорот жизненно необходимых растениям элементов питания (Мирчинк, 1976) В связи с Этны важно выяснение возможностей лишайников как регуляторов микпбиоты и их способностей влиять на процессы деструкции органического вещества.
Знания во всех тгих областях необходимы для понимания, как биологии от¬дельных организмов, так и процессов функционирования сообществ в целой
Цели и задачи исследовании. Цель работы - комплексное изучение роли и основных биотических связей лишайников в структуре и фуюошогшроватгни лесных и болотных экосистем. В связи с этим были поставлены следующие задачи
Изучить" 1) характер воздействия ЛШПЯЙНИКОБ НЯ возобновление древесных по¬род; 2) взаимное влияние лишайников и мхов при ил совместном произрастании в лесных и болотных экосистемах; 3) характер влияния лишайников на формирование мнкобнот древесины, лесных и болотных почн; 4) биотические параметры ряда видов и родов эпифнтных и з питейных лишайников в лес чья сообществах; 5) роль лишай¬ников в боя ото образовательно м процессе,
Няучняп нпвнзнв и теоретический "ша чнмость работы. Данное исследование представляет собой оригинальное, комплексное научное направление, объединяющее данные еннэкологни и аутоэкологнн ряда групп н видов организмов составляющнх лесные и болотные экосистемы.
Выявлены различные аспекты взаимодействия эпигейньп и эиифитньгл лишай¬ников с древесными породами, в том числе впервые изучено влияние лишайникового покрова на процесс возобновления сосны в сосновых борах.
Получен ряд новых фактов о биоразнообразни лишайников и микроскопиче¬ских грибов разных регионов России, Показана высокая ткодогнческая валентность ряда видов эпнфитныч лишайников, освоение ими рал но образных экотопон, широкое географическое распространение, высокий уровень численности, что дает основание утверждать, что это ЭВОЛЕОПИОННО прогрессивные, биологически процветаюпгяе виды.
Выявленны особенности взаимоотношений мдов и пишайкнков, что способст¬вует, KBR пониманию бнологин и экологии отдельных видов мхов н лишайников, так и их совокупной ро.ш в лесных и болотных экосиС1«мах
Впервые установлена роль тшлйников в формировании шгдобнот в лесных н болотных экосистемах.
Определено знзтенне лишайников в структуре бслотныд экосистем; оценен вклад лишайников в функционирование олнготрофных болот; продемонстрирована их роль в процессе болотообразования в зависимости от экологической ситуации. Ре¬зультаты работы создают основу для построения подели фуншшонирования болот¬ных экосистем и позволяют прогнозировать динамику развития олнготрофных болот.
Основные результаты -экспериментальной настн работы получены впервые или на новых объектах. Выявлена видоспецнфнческал реакция сосудистых растений н грибов на специфические соединения лишайников - лишайниковые кислоты. Уста¬новлено, «по действие 11ншайниковых кислот наиболее сильно проявляется на ранни* стадиях онтогенеза организмов и аналогично действию ядов, изучение механизма действия лишайниковых кислот способствовало пониманию их роли в биологии ли¬шайников. Показано, что лишайниковые кислоты являются одним нз регуляторных факторов в конкурентных взаимоотношениях лншайяшов с другими организмами.
Практическая значимость. На базе анализа экологических особентгостен я характера лдонзрастання эшгойных лишайников на опиготрофных болотах лесной зоны совместно с О Л Лисе разработан «способ выявления участков с максимальной глубиной торфяных залежей верховых болот таежной зоны», на который получено авторское свидетельство (№ 1509785 от 22 мая 19Й9 г).
Предложено использовать зпнфнтные лишайники болот для оценки начальных уровней загрязнения атмосферного воздуха в системе мероприятии экологического мониторинга.
Полученные данные по влиянию лишайников на прорастание семян и развитие сеянцев сосны в природных условиях, в модельных опытах н в лаборатории позволя¬ют разработать мероприятие по лесовозобновлению в тфиродных условиях.
Разработана программа изучения видов лишайников, занесенных а Красную Книгу СССР.
Материалы работы вошли в Красную Кингу СССРТ Красную Книгу РСФСР и некоторые региональные Красные Книги.
Материалы по экологической роли литайииков в лесных и болотных экоси¬стемах используются в учебном процессе на Биологическом факультете М1"У нм. .МБ Ломоносова н вошли в пособие по летней практике по низшим растениям.
Положения выносимые на зашиту. Лишайники играют значимую, многое то¬роянюга роль н структуре н фучк! 1ионироианнн лесных н болотных экосистем
Ряд видов шш1айников относятся к числу биологически процветающих в лес¬ных и болотных экосистемах на современном этапе их эволюционного развития,
Средообразующая роль лишайников проявляется через нх биотические связи.
Аллохимнческое воздействие лишайников - один из факторов Р регулирующих их взаимоотношения с другими организмами: древесными породами, мхами, грибами.
Лишайники являются индикаторами глубины торфяной залежи.
Апробация работы. Основные положении и материалы работы были пред¬ставлены н обсуждены на региональных, всероссийских, всесоюзных и международ¬ных конференциях и совещаниях: на VI конференции по споровым растениям Сред¬ней Азии и Казахстана (Душанбе, 1978); на 1-й конференции молодых ученых Цен¬тральной лаборатории охраны природы МСХ СССР (Москва, 1978); на V конферен¬ции по низшим растениям Закавказья (Баку, 1979); на всесоюзной конференции «Брио-лихенологические исследования высокогорных районов и севера СССР» (Апа¬титы, 198 J ); на всесоюзной конференции «Биологический круговорот веществ» (Пу-щино, 1982); на симпозиумах микологов и пихенологов Прибалтийских советских республик и Белоруссии IX, X (Минск, 1982; Рига, 1985); на всесоюзной конферен¬ция «Заповедники СССР, их настоящее и будущее» [Новгород, 1990); на всесоюзном совещании «Болота н -экосистемах тайги» (Иркутск, 1992), на международном сове¬щании «Состояние растительных ресурсов Восточной Европы» (Ульяновск, 1992); на международных лишено логических симпозиумах 1AL 2, IAL 3, IAL 4 (Лунд, Швеция, 1992; Зальцбург, Австрия, 1996; Барселона, Испания, 2000); на V конференции памя¬ти проф. Уранова А.А, [Кострома, 1996); на международной' конференции «Проблемы охраны и ршшоналъного использования природных экосистем и биологических ре¬сурсов» (Пенза, 1998); на П(Х) съезде Русского ботанического общества (С.-Петербург, 1998); на международной конференции «Изучение и охрана бнотюгнче-ского разнообразия ландшафтов Русской равнины» (Пенза, 1999); на всесоюзной конференции «Болота и заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользо¬вания» (Москва, 1999); на международном семинаре «Болота и археология» (Москва, 2000); на международном симпозиуме «Проблемы изучения и охраны бноразнообра-эня природных ландшафтов Европы» (Пенза, 2001); на 1-ом съезд микологов России (Москва, 2002); на международной конференции, посвящегаюй 25-летию кафедры бо¬тяники Сыктывкарского университета» (Сыктывкар, 2002); на 7-ом меясдународном микологическом конгрессе (Осло, Норвегия, 2002); на юбилейной конференции, по¬священной 85-лстиго кафедры микологии и альгологии МГУ им MB Ломоносова (Москва, 2004); на международной конференции «Биология, систематика и экология грибов в приоодных экоенстемпя и агрсзфитоиснозяя (МННСЙ, Ernopycctra, 2004); на всероссийской конферетщии «Принципы и способы сохранения биоразносбразия» (Йошкар-Ола, 2004).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 92 рзботы, в том числе 7 мо¬нографий с соавторами н 1 учебное пособие. 4 в печати.
Благодарности автора. Выражаю глубокую признательность моим учителям (к большому сожалению, их уже нет с нами) - д.6 н )И.И. Абрамову! д.б.н |g AJ Ваййдташ] ■ш -корр. АН CCCPfMB. Гооленко! к.б.н.|А.В. Домбровской! За методи¬ческие советы очень признательна проф. И.И. Сидоровой, проф. MJL Рабинович, K.6.R А П. Равннской, к.б и. И И. Инсаровой, к.б,нг О-В. Камэо.ткиной. За консульта¬ции а обсуждение отдельных разделов работы приношу искреннюю благодарность к.б,нг С.А. Баландину, к.б.н. Н_А Березиной, к.6 н. ТА. Даньщкнкой. Очень благо-ддрна за дружескую поддержку и советы к б н Л Г Бязрову На разных этапах рабо¬ты моими соавторами были; Т.В. Малышева, Х.Х. Трасс, ЛИ. АбрамоваЛ.П. Сизова] КС. Горгоння, Г И Пешкова, М М Гордеева, Д Л. Петелин, А.Л. Коннсн, Е.Э. Муч¬ник, Н А Костенчук,Н.В- Манмвнч! ВХ Бронникова, М.М. Петрова, О Д, Тарасова, А.В, .Александрова, Н В. Пелепец, Е.Д. Жнрякова, А,С, Хижникова, Ю.ИГ Зуева, А.А. Андрнянона, А К Тимофеева, АХ Еськова, Е.Г Любимова, В, С Барсуков - всем им выражаю благодарность за сотрудничество. Огромная благодарность за великолепно организованные экспедиции начальнику болотоведческого отряда д,б.н. О.Л. Лисе и начальнику отряда по изучению кнзгних растений в лесах Дальнего Востока к.б.н. К.Л. Тарасову Моя искренняя признательность бессменному в течение многих пет директору Бслимщлкий бмилш нчесяой станции МТУ им. М.В, ЛомоносоваA3 |Перцов^ и всем коллегам, способствовавшим выполнению этой работы
Глава I, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В основу работы положены исследования проведенные автором, в период с 1973 по 2003 годы, в различных регионах и заповедниках России и сопредельных стран: на Кольском полуострове (в том 'кнеле в Лапландском н Кандалакшском запо¬ведниках), в Карелин (район беломорского заказника МГУ км М ft. Ломоносова), в Тверской (в том числе в Центрально-лесном биосферном заповеднике). Московской (в том числе на территориях Приокско-террасного биосферного заповедника н звени¬городского заказника МГУ им М. В. Ломоносова), Калужской (в том числе на терри¬тории национального парка «Угра»), в Рязанской (на территории Окского биосферно¬го заповедника), Амурской (на территории Зейского заповедника) областях, в Запад¬ной Сибири, в Киргизии.
Комплексность исследования обусловила использование разнообразных геобо-таннческих, почвенных, микологических, фнлнко-хлмических, физиологических и биохимических методов.
Для выяснения роли лишайников...........
