Distribution and ecological and coenotic features of Gymnadenia conopsea (L.) R.Br. in the subzone of the southern taiga (Kirov region)

The reduction of biodiversity is considered one of the most significant problems of our time. One of the reasons for the disappearance of rare plant species is the loss of characteristic habitats. Therefore, to preserve such species, it is necessary to study the ecological and cenotic parameters of typical biotopes throughout the range and identify key factors that limit their distribution. Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. (Orchidaceae) - a species with a declining population, included in the Red books of many subjects of the Russian Federation, including the Kirov region. The purpose of this study is to identify phytocenotic parameters and ecological conditions of G. conopsea habitats within the southern taiga fragment of the area (Kirov region). The collection of material is carried out during the vegetation periods of the years 2007-2019 Descriptions of plant communities with G. conopsea were carried out according to generally accepted geobotanical methods. Ecological conditions of habitats were assessed by the composition of species in communities using ten amplitude scales of D. N. Tsyganov. Hemerability is determined by the composition of species in plant communities, in which each species has an individual spectrum of tolerance to anthropogenic factors. It is shown that within the considered fragment of the range, G. conopsea habitats are characterized by a wide range of types: xero-mesophilic meadow communities, forest-meadow-type fringe phytocenoses, and forest communities from Pinus sylvestris. G. conopsea belongs to mesobiont species. The average coefficient of environmental valence is 55%. The species, in the studied phytocenoses, realizes from 3,54 to 52,20% of its potential according to the studied factors. According to climatic factors, the species is hemievribionten (It-0,66). G. conopsea maximizes its potency on the ombroclimatic scale (15,14%). According to all climate scales, the ecological conditions of the studied habitats occupy a Central position from the potentially possible ones. In the generalized spectrum of soil scales, the species appears as a hemistenobiont (It-0,44). For G. conopsea the results obtained allow us to extend the scale of soil acidity by 0,62 steps to the left and the scale of salt regime by 1,07 steps to the right. According to the other scales, the values of the ecological space of G. conopsea in the studied biotopes fit into the ranges given by D. N. Tsyganov for this species. Based on the results of PCA analysis of the studied population and values of edaphic parameters of biotopes, it was found that the determining parameters of the ecoareal for G. conopsea are factors of moisture and soil moisture variability. Plant communities with the participation of G. conopsea is represented mainly by species with high sensitivity to anthropogenic impact. A significant proportion of b-c-p-hemerobes (34,89%) was found in all the studied phytocenoses, which indicates the relative stability of the species.

Gymnadenia conopsea, Orchidaceae

1. Конвенция о биологическом разнообразии. ЮНЕП. - № 92-7809. Рио-де Жанейро. - 1992. - С. 31.

2. A sustainable Future for Europe; the European Strategy for Plant Conservation 2008-2014. - Planta Europa. - 2008. - 64 p.

3. Распоряжение Правительства РФ от 17 февраля 2014 г. N 212-р «О Стратегии сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных, растений и грибов в Российской Федерации на период до 2030 г.» - URL: consultant.ru (дата обращения 21.01.2021)

4. Ефимов П. Г. Сохранение орхидных (Orchidaceae Juss.) как одна из задач охраны биоразнообразия // Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера». Естественные науки. - Изд-во Фонд научных исследований «XXI век» (Санкт-Петербург). - 2010. - Т. 2. - № 1. - С. 50-58.

5. Вахрамеева М. Г., Виноградова И. О, Татаренко И. В., Цепляева О. В. Кокушник комарниковый. Биологическая флора Московской области. - М.: Изд-во МГУ, 1993. - № 9. - С. 51-64.

6. Øien D-I, Moen A. Flowering and survival of Dactylorhiza lapponica and Gymnadenia conopsea in the Sølendet Nature Reserve, Central Norway. In: Kindlmann P,Willems JH, Whigham DF, eds. Trends and fluctuations and underlying mechanisms in terrestrial orchid populations. - Leiden, the Netherlands: Backhuys Publishers. - 2002. - P. 3-22.

7. Смольянинова Л. А. Orchidaceae // Флора европейской части. - Л.: Наука, 1976. - Т. 2. - С. 10-59.

8. Hulten E., Fries M. Atlas of north European vascular plants (North of the Tropic of Cancer). - Vols. I-III. - Konigstein, Germany: Koeltz Scientific Books. - 1986.

9. Вахрамеева М. Г., Варлыгина Т. И., Татаренко И. В. Орхидные России (биология, экология и охрана). - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2014. - 437 с.

10. Kettunen T., Uotila P. Morphological variation and a new variety of Gymnadenia conopsea (Orchidaceae) in Finland // Memoranda Soc. Fauna Flora Fennica 95. - 2019. - P. 89-99.

11. Красная книга Кировской области: Животные, растения, грибы. - Киров: ООО Кировская областная типография, 2014. - 336 с.

12. Shang X., Guo X., Liu Y., Pan H., Miao X. and Zhang J. Gymnadenia conopsea (L.) R. Br.: A Systemic Review of the Ethnobotany, Phytochemistry, and Pharmacology of an Important Asian Folk Medicine. Front. Pharmacol. - 2017. - Vol. 8. - № 24. - P. 1-17. doi: 10.3389/fphar.2017.00024

13. Кириллова И. А., Кириллов Д. В. Особенности репродуктивной биологии Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. (Orchidaceae) на северной границе ареала // Сибирский экологический журнал. - 2015. - № 4. - С. 617-629. DOI: 10.15372/SEJ20150413

14. Chapurlat Е., Agren J., Anderson J., Friberg M., Sletvold N. Conflicting selection on floral scent emission in the orchid Gymnadenia conopsea // New Phytologist. - 2019. - № 222. - P. 2009-2022. doi: 10.1111/nph.15747

15. Marhold K., Jongepierova I., Krahulcova A. & Kučera J. Morphological and karyological differentiation of Gymnadenia densiflora and G. conopsea in the Czech Republic and Slovakia. - Preslia, Praha, 77. - 2005. - P. 159-176.

16. Ефимов П. Г. Криптические виды кокушников (Gymnadenia: Orchidaceae, Magnoliophyta) России // Генетика. - 2013. - Т. 49. - № 3. - С. 343-354. DOI: 10.7868/S0016675813020045

17. Тетерюк Л. В., Пылина Я. И., Шадрин Д. М., Чадин И. Ф., Валуйских О. Е. Генетическая дифференциация Gymnadenia conopsea (Orchidaceae) на известняках Европейского Северо-Востока России // Охрана и культивирование орхидей: материалы Х Международной научно-практической конференции (1-5 июня 2015 г. Минск, Беларусь). - Минск: А. Н. Вараксин, 2015. - С. 240-243.

18. Лушникова Т. А. Некоторые анатомические и физиологические особенности клубневых орхидей Gymnadenia conopsea и Platanthera bifolia в условиях Южного Зауралья // Вестник КГУ. Серия «Естественные науки». - 2015. - № 4. - Вып. 8. - С. 28-31.

19. Вахрушева Л. П., Патлис М. В. Характеристика современного состояния ценопопуляции Gymnadenia conopsea на Долгоруковской Яйле (Крым) // Экосистемы, их оптимизация и охрана. - 2012. - Вып. 7. - С. 217-222.

20. Барлыбаева М. Ш., Ишмуратова М. М. Особенности биологии, мониторинг состояния ценопопуляций Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. (Orchidaceae) в Южно-Уральском заповеднике // Труды Южно-Уральского государственного природного заповедника. - 2014. - Вып. 2. - С. 16-27.

21. Чупракова Е. И., Савиных Н. П. Структура особей Calypso bulbosa (L.) Oakes и Epipactis palustris (L.) Crantz с позиции модульной организации // Ярославский педагогический вестник. Естественные науки. - 2012. - № 4. -Т. 3. - С. 97-102.

22. Егорова Н. Ю., Сулейманова В. Н. Оценка состояния ценопопуляций Cypripedium calceolus L. на выходах известняковых пород по склонам долины реки Вятка // Вестник Томского государственного университета. Биология. - 2019. - № 47. - С. 40-58. Doi: 10.17223/19988591/47/3.

23. Егорова Н. Ю., Сулейманова В. Н., Егошина Т. Л. Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. на выходах известняковых пород по склонам долины р. Вятки. Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии». - 2019. - № 18. - С. 485-488. Doi: 10.14258/pbssm.2019101

24. Методы изучения лесных сообществ. - СПб.: НИИХимии СПбГУ, 2002. - 240 с.

25. Plantarium. Open on-line atlas and key to plants and lichens of Russia and neighbouring countries. 2020. https: // www.plantarium.ru/page/view/item/12398.html

26. Цыганов Д. Н. Фитоиндикация режимов в подзоне хвойно-широколиственных лесов. - М.: Наука. - 1983. - 198 с.

27. Компьютерная обработка геоботанических описаний по экологическим шкалам с помощью программы EcoScaleWin. - Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, Пущинский гос. ун-т. - 2008. - 96 с.

28. Жукова Л. А., Дорогова Ю. А., Турмухаметова Н. В., Гаврилова М. Н., Полянская Т. А. Экологические шкалы и методы анализа экологического разнообразия растений. - Йошкар-Ола: МарГУ, 2010. - 368 с.

29. Frank D., Klotz S. Biologisch-okologisch Daten zur Flora der DDR. - Halle (Saale), 1990. - 167 p.

30. Hammer, Ø., Harper, D.A.T., Ryan, P.D. 2001. PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis // Palaeontologia Electronica. - 2001. - Vol. 4. - № 1. - 9 p.

31. Тарасова Е. М. «Флора Вятского края. Часть 1. Сосудистые растения». - Киров: ОАО Кировская областная типография, 2007. - 440 с.

32. Landolt E. Okologische Zeigerwerte zur Schweizer Flora. Veroff. Geob. Inst. ETH. - 1977. - H.64. - 211 p.

33. Раменский Л. Г. Цаценкин И. А., Чижиков О. Н., Антипин Н. А. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. - М.: Сельхозгиз, 1956. - 472 с.

34. Ellenberg H. Zeigerwerte der Gefasspflanzen Mitteleuropas. Gottingen. - 1974. - 97 p.

35. Суюндуков И. В. Устойчивость некоторых видов семейства Orchidaceae к антропогенным воздействиям на Южном Урале // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2011. - Т. 13. - № 5 (3). - С. 108-112.