Введение к работе
Актуальность темы. Формирование многоярусных зеленых насаждений в городах сталкивается с ограничениями вследствие сильного развития подземных коммуникаций, близости стен зданий, автотрасс и пр. Деревья, как наиболее крупные организмы, не всегда «удобны» в размещении и порой подвергаются изъятию по мере своего роста, когда их кроны достигают высоты контактных электросетей и т.д., кустарники же, как многолетние древесные растения более скромных размеров, в меньшей степени проявляют несоответствие городской архитектурно-технической инфраструктуре. Однако их высота (до 3-7 м) и развитие разветвленных крон могут формировать эффективную пылеосаждающую поверхность, участвовать в очистке воздуха от газовых примесей, поставлять кислород и пары воды, а многоствольность кустарников позволяет легче переносить формирование и обрезку. Наконец, среди кустарниковых растений немало красивоцветущих, формирующих съедобные и лекарственные плоды, привлекательных в разные периоды года. К числу последних, несомненно, принадлежат растения рода боярышник (Crataegus L.). Биологические особенности интродуцированных видов боярышника изучались в ряде регионов РФ (Русанов, 1965; Боборенко, 1974; Лапин и др., 1974; Мамаев, Семкина, 1988; Мартынов, 1989; Вафин, Путенихин, 2003), но для лесостепи Среднего Поволжья (Самарская область) подобных исследований ранее не проводилось. Недавно завершенные здесь обзорные исследования (Розно, 2005) позволили обобщить информацию об итогах интродукции древесных растений, в том числе видов рода боярышник. Однако компгч <сное изучение структурно-функциональных особенностей видов рода Crataegus L, ориентированное на сравнение их эколого-физиологических и биохимических показателей с особенностями местного вида-боярышника кроваво-красного, выполнено нами впервые.
Целью нашей работы являлось изучение эколого-физиологических особенностей видов рода боярышник в связи с уровнем их устойчивости в городских насаждениях лесостепи Среднего Поволжья (г. Самара).
Основные задачи исследования.
Проведение диагностики жизненного состояния и определение морфо-метрических показателей растений рода боярышник в ряде модельных насаждений г. Самара.
Оценка жароустойчивости и определение показателей водного режима листьев боярышников в зависимости от видовой принадлежности, места произрастания и погодных условий периода вегетации.
Оценка содержания фотосинтетических пигментов и свободных амино-
кислот в листьях различных видов боярышников в сезонной динамике, в зависимости от года вегетации и места произрастания.
Научная новизна. Для семи видов рода боярышник в урбосреде лесостепи Среднего Поволжья впервые изучен комплекс эколого - физиологических показателей, связанных с уровнем их устойчивости в насаждениях. Впервые в сезонной динамике для периодов вегетации с 2004 по 2007 гг. проанализированы особенности водного режима, жаростойкости листьев, накопления в них важнейших компонентов фитомассы. Разработана и апробирована условная рейтинговая оценка стрессоустойчивое, позволившая на основе полученных данных сопоставить местный и интродуцированные виды рода боярышник.
Теоретическое значение работы. Представленные в работе данные о биологических особенностях древесных интродуцентов рода боярышник могут быть использованы для развития представлений о механизмах реализации адаптивного потенциала высших растений в условиях, выходящих за пределы их экологического оптимума.
Практическая значимость результатов. Полученные данные об устойчивости интродуцентов рода боярышник в урбосреде лесостепи (г. Самара) позволяют рекомендовать виды с выявленной более высокой стрессоустойчивостыо в качестве компонентов городских насаждений различного типа в условиях умеренного континентального климата. Результаты исследования используются в преподавании эколого-биологических дисциплин в Самарском государственном областном университете (Наяновой).
Апробация работы. Основные результаты были доложены на научных и научно-практических конференциях: «Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ» (Новосибирск, 2005); «Актуальные проблемы современной биологии» (Астрахань, 2005); «Ботанические исследования в Поволжье и на Урале» (Саратов, 2006); «Роль ботанических садов в сохранении биоразноооб-разия растительного мира азиатской России: настоящее и будущее» (Новосибирск, 2006); «Интродукция растений в ботанических садах» (Саратов, 2006); «Рослини та урбанізація» (Днепропетровск, 2007); «Синергетика природных, технических и социально-экономических систем» (Тольятти, 2007); «Актуальные проблемы науки в России» (Кузнецк, 2007); «Экологические проблемы бассейнов крупных рек» (Тольятти, 2008); «Актуальные проблемы дендрологии» (Москва, 2009); «Интродукция растений: теоретические, методические и прикладные проблемы» (Йошкар-Ола, 2009).
Декларация личного участия автора. Автором лично на протяжении 2004-2007 гг. осуществлены все этапы исследования: выбор и обследование модельных насаждений; оценка устойчивости исследуемых растений рода боярышник, отбор образцов фитомассы, их предварительная обработка и лабораторные исследования, обработка цифровых данных. Написание текста работы проводилось при согласовании с научным руководителем. В тексте диссертации Р.В. Кузнецова использованы только материалы, полученные им лично. Доля личного участия автора в написании работ, опубликованных в соавторстве, составляет 30 - 80%.
Основные положения, выносимые на защиту.
Жизненное состояние представителей 7 интродуцированных видов рода боярышник в модельных насаждениях лесостепи Среднего Поволжья обнаруживает в разной мере выраженный уровень угнетения.
Показатели водного режима и уровень жаростойкости листьев боярышников - интродуцентов характеризуются сезонной динамикой и имеют видоспецифиче-ские особенности, что проявляется на фоне условий разных вегетационных периодов.
Среди видов боярышников, интродуцированных в лесостепи Среднего Поволжья, выявлены значительные различия по способности к накоплению свободных аминокислот в ответ на изменение гидротермического режима в период вегетации.
Для видов рода боярышник в насаждениях урбосреды лесостепи Среднего Поволжья прослеживается влияние комплекса биотопических условий на экофи-зиологические и биохимические особенности листового аппарата.
Публикация результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 17 научных работ, в том числе 3 статьи в ведущих рецензируемых журналах, определенных ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 154 страницах, состоит из введения, 7 глав, 5 выводов, списка литературы (170 источников, из них 10 на иностранных языках). Работа иллюстрирована 34 рисунками, 7 фотографиями, содержит 10 таблиц и 6 приложений.
