Статья

Ирина Анатольевна Кириллова, к.б.н., н.с. Института биологии Коми НЦ УрО РАН (167982, г. Сыктывкар, Россия, ул. Коммунистическая, 28); iD ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7774-7709; e-mail: kirillova_orchid@mail.ru
Дмитрий Валерьевич Кириллов, к.б.н., н.с. Института биологии Коми НЦ УрО РАН (167982, г. Сыктывкар, Россия, ул. Коммунистическая, 28); iD ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6577-693X; e-mail: kirdimka@mail.ru

Кириллова И.А., Кириллов Д.В. 2024. Динамика и семенная продуктивность популяции Dactylorhiza maculata (Orchidaceae) в Республике Коми (Европейская Россия) как ответ на действие погодных факторов // Nature Conservation Research. Заповедная наука. Т. 9(3). С. 47–60. https://dx.doi.org/10.24189/ncr.2024.019

Сохранение биоразнообразия – важнейшая проблема современности. Одна из ее задач – сохранение отдельных видов и групп растений. Семейство Orchidaceae, несмотря на огромное видовое разнообразие, является одной из наиболее угрожаемых групп цветковых растений в мире, что связано с особенностями их биологии и декоративностью. Одним из приоритетных направлений в изучении и сохранении орхидей является проведение долгосрочных мониторинговых исследований. В статье представлены результаты девятилетнего изучения популяции редкой орхидеи Dactylorhiza maculata на территории Республики Коми (северо-восток Европейской России). Изучены морфометрия особей и семян, численность особей, структура и семенная продуктивность популяции. Выявлено, что на размеры растений Dactylorhiza maculata влияют погодные условия текущего вегетационного сезона, а на число листьев и цветков – предыдущего. Количество генеративных особей в популяции было положительно связано с температурой июля предыдущего вегетационного периода. Завязываемость плодов варьировала от 26.0% до 73.7% в разные годы исследований. Выявлена достоверная положительная корреляционная связь между размерами семян и количеством осадков середины июля текущего вегетационного периода. В одной коробочке содержится в среднем 3865 семян (от 2557 шт. до 4808 шт. в разные годы исследования), реальная семенная продуктивность растения составила 32 761 шт. (от 17 830 шт. до 41 548 шт.). Зафиксирована положительная корреляционная связь между размерами цветов и числом семян в коробочке; эти признаки положительно коррелируют с суммой осадков в начале вегетационного периода. Присутствие ювенильных особей (от 10.8% до 24.2%) во все годы изучения свидетельствует об успешном семенном размножении в данной популяции Dactylorhiza maculata.

завязываемость плодов, мониторинг, орхидные, семенная продуктивность, структура популяции

Поступила: 22.01.2024. Исправлена: 21.05.2024. Принята к опубликованию: 19.06.2024.

Блинова И.В. 1998а. Особенности онтогенеза некоторых корнеклубневых орхидных (Orchidaceae) Крайнего Севера // Ботанический журнал. Т. 83(1). С. 85–94.
Блинова И.В. 1998б. Особенности морфогенеза некоторых корнеклубневых орхидных // Ботанический журнал. Т. 83(12). С. 83–92.
Блинова И.В. 2009. Численность популяций орхидных и их динамика на северном пределе распространения в Европе // Ботанический журнал. Т. 94(2). C. 212–240.
Вахрамеева М.Г. 2000. Род Пальчатокоренник // Биологическая флора Московской области. Вып. 14. М.: Гриф и К. С. 55–86.
Вахрамеева М.Г. 2006. Онтогенез и динамика популяций Dactylorhiza fuchsii (Orchidaceae) // Ботанический журнал. Т. 91(11). С. 1683–1695.
Злобин Ю.А. 2009. Популяционная экология растений; современное состояние, точка роста. Сумы: Университетская книга. 263 с.
Злобин Ю.А., Скляр В.Г., Клименко А.А. 2013. Популяции редких видов растений: теоретические основы и методика изучения. Сумы: Университетская книга. 439 с.
Кириллова И.А., Кириллов Д.В. 2017. Пальчатокоренник пятнистый Dactylorhiza maculata (L.) Soó (Orchidaceae) в Республике Коми: структура ценопопуляций и репродуктивная биология // Известия Коми научного центра УрО РАН. №3(31). С. 5–14.
Кириллова И.А., Кириллов Д.В. 2021. Dactylorhiza incarnata (L.) Soó (Orchidaceae, Liliopsida) на северной границе ареала: структура популяций и семенная продуктивность // Поволжский экологический журнал. №3. С. 272–292. DOI: 10.35885/1684-7318-2021-3-272-292
Кириллова И.А., Кириллов Д.В. 2022. Влияние погодных условий на сезонное развитие, структуру популяции и репродуктивный успех Dactylorhiza incarnata s. l. (Orchidaceae, Liliopsida) в Республике Коми // Поволжский экологический журнал. №2. С. 173–192. DOI: 10.35885/1684-7318-2022-2-173-192
Кириллова И.А., Кириллов Д.В. 2023а. Calypso bulbosa (Orchidaceae) на северной границе ареала (Республика Коми, Россия): структура популяций и семенная продуктивность // Nature Conservation Research. Заповедная наука. Т. 8(2). С. 81–97. DOI: 10.24189/ncr.2023.017
Кириллова И.А., Кириллов Д.В. 2023б. Мониторинг популяции Cypripedium guttatum (Orchidaceae, Liliopsida) на северной границе ареала (Республика Коми, Европейская Россия) // Поволжский экологический журнал. №4. С. 420–436. DOI: 10.35885/1684-7318-2023-4-420-436
Куликов П.В., Филиппов Е.Г. 2000. Репродуктивная стратегия орхидных умеренной зоны // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 3: Системы репродукции. СПб.: Мир и семья. С. 510–513.
Марковская Н.В., Дьячкова Т.Ю., Марковская Е.Ф., Шредерс М.А. 2007. Орхидные Заонежья. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ. 82 с.
Панченко С.М. 2011. Методы картирования при изучении экологии популяций редких видов растений // Украинский ботанический журнал. Т. 68(5). С. 672–685.
Пучнина Л.В. 2017. Состояние популяций Calypso bulbosa и Cypripedium calceolus (Orchidaceae) в Пинежском заповеднике // Nature Conservation Research. Заповедная наука. Т. 2(Suppl.1). С. 125–150. DOI: 10.24189/ncr.2017.023
Серебрякова Т.И. (ред.). 1977. Ценопопуляции растений (развитие и взаимоотношения). М.: Наука. 182 с.
Серебрякова Т.И., Соколова Т.Г. (ред.). 1988. Ценопопуляции растений (очерки популяционной биологии). М.: Наука. 131 с.
Уранов А.А., Серебрякова Т.И. (ред.). 1976. Ценопопуляции растений (основные понятия и структура). М.: Наука. 217 с.
Хомутовский М.И. 2013. Биология и экология Liparis loeselii (L.) Rich.(Orchidaceae Juss.) в Тверской области // Известия Самарского научного центра РАН. Т. 15(3–7). С. 2105–2115.
Arditti J., Michaud J.D., Healey P.L. 1979. Morphometry of orchid seeds. I. Paphiopedilum and native California and related species of Cypripedium // American Journal of Botany. Vol. 66(10). P. 1128–1137. DOI: 10.1002/j.1537-2197.1979.tb06332.x
Bateman R.M., Stott K.M., Pearce D.F. 2023. Trait analysis in a population of the Greater Butterfly-orchid observed through a 16-year period // Frontiers in Plant Science. Vol. 14. Article: 1213250. DOI: 10.3389/fpls.2023.1213250
Bleho B.I., Koper N., Borkowsky C.I., Hamel C.D. 2015. Effects of Weather and Land Management on the Western Prairie Fringed-orchid (Platanthera praeclara) at the Northern Limit of its Range in Manitoba, Canada // American Midland Naturalist. Vol. 174(2). P. 191–203. DOI: 10.1674/0003-0031-174.2.191
Blinova I.V. 2008. Populations of orchids at the northern limit of their distribution (Murmansk Oblast): Effect of climate // Russian Journal of Ecology. Vol. 39(1). P. 26–33. DOI: 10.1134/s1067413608010050
Claessens J., Kleynen J. 2011. The flower of the European orchid. Form and function. Geulle: Claessens & Kleynen publishers. 440 p.
Crone E.E., Ellis M.M., Morris W.F., Stanley A., Bell T., Bierzychudek P., Ehrlén J., Kaye T.N., Knight T.M., Lesica P., Oostermeijer G., Quintana-Ascencio P.F., Ticktin T., Valverde T., Williams J.L., Doak D.F., Ganesan R., McEachern K., Thorpe A.S., Menges E.S. 2013. Ability of matrix models to explain the past and predict the future of plant populations // Conservation Biology. Vol. 27(5). P. 968–978. DOI: 10.1111/cobi.12049
Dostálek T., Rokaya M.B., Münzbergová Z. 2018. Altitude, habitat type and herbivore damage interact in their effects on plant population dynamics // PLoS ONE. Vol. 13(12). Article: e0209149. DOI: 10.1371/journal.pone.0209149
Eriksson O., Kainulainen K. 2011. The evolutionary ecology of dust seeds // Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics. Vol. 13(2). P. 73–87. DOI: 10.1016/j.ppees.2011.02.002
Gamelon M., Grøtan V., Nilsson A.L.K., Engen S., Hurrell J.W., Jerstad K., Phillips A.S., Røstad O.W., Slagsvold T., Walseng B., Stenseth N.C., Sæther B.E. 2017. Interactions between demography and environmental effects are important determinants of population dynamics // Science Advances. Vol. 3(2). Article: e1602298. DOI: 10.1126/sciadv.1602298
Healey P.L., Michaud J.D., Arditti J. 1980. Morphometry of orchid seeds. III. Native California and related species of Goodyera, Piperia, Platanthera and Spiranthes // American Journal of Botany. Vol. 67(4). P. 508–518. DOI: 10.1002/j.1537-2197.1980.tb07678.x
Jersáková J., Kindlmann P. 2004. Reproductive success and sex variation in nectarless and rewarding orchids // International Journal of Plant Sciences. Vol. 165(5). P. 779–785. DOI: 10.1086/422044
Kindlmann P., Jersáková J. 2006. Effect of floral display on reproductive success in terrestrial orchids // Folia Geobotanica. Vol. 41(1). P. 47–60. DOI: 10.1007/BF02805261
Kirillova I.A., Kirillov D.V. 2015. Reproduction biology of Gymnadenia conopsea (L.) R.Br. (Orchidaceae) on its northern distribution border // Contemporary Problems of Ecology. Vol. 8(4). P. 512–522. DOI: 10.1134/S1995425515040095
Kirillova I.A., Kirillov D.V. 2020. Impact of weather conditions on seasonal development, population structure and reproductive success on Dactylorhiza traunsteineri (Orchidaceae) in the Komi Republic (Russia) // Nature Conservation Research. Vol. 5(Suppl.1). P. 77–89. DOI: 10.24189/ncr.2020.016
Kirillova I.A., Kirillov D.V. 2023. Impact of weather conditions on the population dynamics and reproductive success of Platanthera bifolia (L.) Rich. in the Komi Republic // Contemporary Problems of Ecology. Vol. 16(6). P. 819–830. DOI: 10.1134/S1995425523060136
Kühn R., Pedersen H., Cribb P. 2019. Field guide to the orchids of Europe and the Mediterranean. Kew: Kew Publishing. 430 p.
Kull T., Sammul M., Kull K., Lanno K., Tali K., Gruber B., Schmeller D., Henle K. 2008. Necessity and reality of monitoring threatened European vascular plants // Biodiversity and Conservation. Vol. 17(14). Р. 3383–3402. DOI: 10.1007/s10531-008-9432-2
Morrison L.W., Haack-Gaynor J.L., Young C.C., DeBacker M.D. 2015. A 20-Year Record of the Western Prairie Fringed Orchid (Platanthera praeclara): Population Dynamics and Modeling of Precipitation Effects // Natural Areas Journal. Vol. 35(2). Р. 246–255. DOI: 10.3375/043.035.0205
Neiland M.R.M., Wilcock C.C. 1998. Fruit set, nectar reward, and rarity in the Orchidaceae // American Journal of Botany. Vol. 85(12). P. 1657–1671. DOI: 10.2307/2446499
Niiniaho J. 2011. The role of geitonogamy in the reproduction success of a nectarless Dactylorhiza maculata (Orchidaceae). MSc. Thesis. Jyväskylä: University of Jyväskylä. 18 p.
Øien D.I., Pedersen B. 2003. Seasonal pattern of dry matter allocation in Dactylorhiza lapponica (Orchidaceae) and the relation between tuber size and flowering // Nordic Journal of Botany. Vol. 23(4). Р. 441–451. DOI: 10.1111/j.1756-1051.2003.tb00418.x
R Core Team. 2020. R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing. Available from https://www.rproject.org/
Reddoch J.M., Reddoch A.H. 2007. Population ecology of Platanthera hookeri (Orchidaceae) in southwestern Quebec, Canada // Journal of the Torrey Botanical Society. Vol. 134(3). P. 369–378. DOI: 10.3159/1095-5674(2007)134[369:PEOPHO]2.0.CO;2
Rostás M., Tautz J.Ü. 2010. Ants as pollinators of plants and the role of floral scents // All Flesh Is Grass. Dordrecht: Springer. Р. 149–161. DOI: 10.1007/978-90-481-9316-5_6
Schiestl F.P., Glaser F. 2012. Specific ant-pollination in an alpine orchid and the role of floral scent in attracting pollinating ants // Alpine Botany. Vol. 122(1). Р. 1–9. DOI: 10.1007/s00035-011-0098-0
Shefferson R.P., Jacquemyn H., Kull T., Hutchings M.J. 2020. The demography of terrestrial orchids: life history, population dynamics and conservation // Botanical Journal of the Linnean Society. Vol. 192(2). Р. 315–332. DOI: 10.1093/botlinnean/boz084
Vakhrameeva M.G., Tatarenko I.V., Varlygina T.I., Torosyan G., Zagulskii M.N. 2008. Orchids of Russia and Adjacent Countries (within the Borders of the Former USSR). Ruggell: A.R.G Ganter Verlag. 690 p.
Vallius E. 2000. Position-dependent reproductive success of flowers in Dactylorhiza maculata (Orchidaceae) // Functional Ecology. Vol. 14(5). P. 573–579. DOI: 10.1046/j.1365-2435.2000.t01-1-00450.x
Whigham D.F., Willems J.H. 2003. Demographic studies and life-history strategies of temperate terrestrial orchids as a basis for conservation // Orchid Conservation / K.W. Dixon, S.P. Kell, R.L. Barrett, P.J. Cribb (Eds.). Kota Kinabalu: Natural History Publications (Borneo). P. 138–158.
Wraith J., Norman P., Pickering C. 2020. Orchid conservation and research: An analysis of gaps and priorities for globally Red Listed species // Ambio. Vol. 49(10). Р. 1601–1611. DOI: 10.1007/s13280-019-01306-7