Содержание к диссертации
Введение
1. Антропогенная среда как тест-объект при оценке акклиматизации интродуцентов и экстразональных видов 13
1.1. Интродукция – активный метод обогащения биологического разнообразия городских зеленых насаждений 13
1.2. Основные источники дестабилизации состояния городской среды 19
1.3. Воздействие техногенного загрязнения на древесную растительность 27
1.4. Социально-экологические аспекты проблемы озеленения городов 35
1.4.1. Санитарно-гигиенические функции 35
1.4.2. Образовательно-воспитательная функция 42
1.4.3. Эстетико-художественные функции 45
2. Лесоводственная оценка естественно исторических условий района исследований 48
2.1. Ландшафтно-гидрологические особенности региона 48
2.2. Агрохимическая характеристика почв 53
2.3. Климат района исследований 59
2.3.1. Микроклимат городов 65
2.4. Характеристика дендрофлоры лесов севера Русской равнины 70
3. Научно-методическая основа исследований 84
3.1. Методология 84
3.2. Методика проведения исследований91
3.2.1. Методика проведения общелесоводственных исследований 91
3.2.2. Общебиологические методы 96
3.3. Основные положения методики обработки исходных данных 102
3.4. Характеристика объектов исследований 103
3.4.1. Особенности естественно-исторических условий малых городов 104
3.4.2. Краткая эколого-биологическая характеристика интродуцированных древесных растений - объектов исследований 109
3.5. Объем выполненных исследований 113
4. Обобщение опыта интродукции древесных растений в таежную зону севера Русской равнины 115
4.1. Интродукционные исследования в учебно-опытном лесхозе АЛТИ 126
4.2. Посевы дуба черешчатого в Плесецком лесничестве Плесецкого лесхоза Архангельской области 129
4.3. Опыт интродукции кедра сибирского в таежную зону 130
4.4. Разведение бересклета бородавчатого 135
4.5. Интродукционные исследования в дендрологических и ботанических садах в условиях севера Европейской части России 136
5. Структура и санитарное состояние зеленых насаждений малых городов 146
5.1. Характеристика дендрофлоры северных городов 147
5.1.1. Таксономический состав и систематическая структура дендрофлоры 157
5.2. Флористическая география интродуцентов 161
5.3. Особенности структуры дендрофлоры по экологическим свойствам культивируемых видов 163
5.4. Индексы разнообразия 167
5.5. Санитарное состояние насаждений 183
5.5.1. Краткая характеристика патологий 184
6. Натурализация интродуцентов и экстразональных видов 197
6.1. Рост и сезонное развитие интродуцентов и экстразональных видов 197
6.1.1. Высота растений как показатель успешности их адаптации 197
6.1.2. Сезонное развитие интродуцированных деревьев и кустарников 208
6.2. Зимостойкость и морозоустойчивость интродуцентов 224
6.3. Особенности оценки и отбора селекционного материала в процессе ступенчатой интродукции 233
6.3.1. Морфометрические показатели плодов и семян 233
6.3.2. Масса плодов и семян как показатель успешности адаптации интродуцентов 247
6.3.3. Всхожесть и жизнеспособность (доброкачественность) семян и плодов 258
6.4. Ассимиляционный аппарат 264
6.4.1. Биометрические показатели ассимиляционного аппарата 265
6.4.2. Флуктуирующая асимметрия листовых пластин 273
6.4.3. Пораженность ассимиляционного аппарата 275
6.5. Комплексная оценка адаптационной способности интродуцентов 283
6.5.1. Оценка адаптационной способности видов 285
6.5.2. Оценка декоративных свойств арборифлоры зеленых насаждений населенных пунктов 291
6.5.3. Комплексная оценка перспективности инорайонных видов 301
Заключение 312
Список сокращений 316
Словарь терминов 317
Список литературы 321
Приложение А. Алфавитный список принятых русских и международных названий древесных растений и их синонимов, используемых в работе 368
Приложение Б. Описание почв 375
Приложение В. Представленность древесных видов в населенных пунктах 377
- Основные источники дестабилизации состояния городской среды
- Опыт интродукции кедра сибирского в таежную зону
- Зимостойкость и морозоустойчивость интродуцентов
- Комплексная оценка перспективности инорайонных видов
Основные источники дестабилизации состояния городской среды
Моторизованные транспортные средства, тепловые электростанции, металлургические, нефтеперерабатывающие и цементные заводы, предприятия химической, целлюлозно-бумажной промышленности – далеко не полный перечень источников загрязнения городской среды. Только в Архангельской области на 01.01.2000 г. учтено всего 437 объектов техногенного загрязнения, в т.ч.: промышленные предприятия – 176 единиц, предприятия электроэнергетики – 7 ед., целлюлозно-бумажной промышленности – 3 ед., жилищно-коммунального хозяйства – 106 ед. (Бобун, Бызова, Лазарева, 2002).
В настоящее время на Земле ежегодно добывается и перерабатывается более 100 млрд. т полезных ископаемых, выплавляется более 800 млн. т металлов, вырабатывается и используется в сельском и лесном хозяйствах до 500 млн. т удобрений и 3 млн. т ядохимикатов, производится около 60 млн. т синтетических веществ, сжигается огромное количество топлива (уголь, нефть, газ, торф). Это приводит к ежегодному выбросу в атмосферу более 100 тыс. соединений в количестве от 2 до 4-6 млрд. т (Николаевский, 1983).
В промышленных центрах отмечается превышение санитарных норм загрязнения атмосферного воздуха специфическими вредными веществами.
Загрязнение окружающей среды, в частности городской, представляет серьезную угрозу для здоровья человека, особенно в крупных индустриальных центрах таких, как Архангельск, Вологда, Череповец и других.
Основным источником загрязнения атмосферы в г. Вологде является автомобильный транспорт, на долю которого приходится более 80% выбросов. К наиболее крупным стационарным источникам относятся предприятия теплоэнергетики, котельные предприятий строительной отрасли – ОАО "Агроскон" и машиностроительного комплекса – ОАО "Вологодский оптико-механический завод", ЗАО "Вологодский подшипниковый завод". В 2016 году в Вологодской области зарегистрировано 15379 стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха (Доклад о состоянии и охране..., 2017).
Уровень загрязнения атмосферного воздуха в г. Вологде в 2012-2013 годы характеризовался как повышенный, в 2014-2016 годы – низкий. Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) изменялся за пятилетний период от 5,5 до 2,8 единиц. В 2016 году ИЗА равен 2,8 единиц, определен по концентрациям бенз(а)пирена, формальдегида, диоксида азота, оксида азота, взвешенных веществ (Доклад о состоянии и охране..., 2016, 2017).
Происходит постоянное увеличение суммарного выброса загрязняющих веществ от транспорта и связи (в разрезе видов экономической деятельности) 64,504 тыс. тонн в 2015 г., 68,047 тыс. тонн в 2016 г. при снижении общих суммарных выбросов от стационарных источников области.
Основными источниками загрязнения воздуха в г. Череповце являются предприятия металлургического производства (Череповецкий металлургический комбинат ПАО "Северсталь", Череповецкая производственная площадка "Северсталь-метиз"), производства машин и оборудования (ООО "ССМ-Тяжмаш"), химического производства (АО "ФосАгро-Череповец"), по обработке древесины и производству изделий из дерева (ЗАО "Череповецкий фанерно-мебельный комбинат"), по производству и распределению электроэнергии, газа и воды (ООО "Вологдагазпромэнерго", МУП "Теплоэнергия") (Доклад о состоянии и охране..., 2017). Крупнейшим загрязнителем атмосферного воздуха в Вологодской области является Череповецкий металлургический комбинат ПАО "Северсталь". На его долю приходится 65,1% выброса стационарных источников области.
Уровень загрязнения атмосферного воздуха в г. Череповце характеризовался Росгидрометом в период 2012-2013 годы как высокий, в 2014-2016 годы – повышенный. ИЗА изменялся в пределах от 9,6 до 3,9 единиц, в 2016 году составил 4,1 единицы (по оценке Департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды Вологодской области). Среднегодовые концентрации сероуглерода и формальдегида в 2016 году превысили 1 ПДКсс, остальных контролируемых загрязняющих веществ – ниже ПДКсс (Доклад о состоянии и охране..., 2015, 2016).
В районных центрах и других населенных пунктах систематических наблюдений за качеством воздуха не проводится. Но по данным производственного контроля качество атмосферного воздуха в большинстве населенных пунктов области соответствует гигиеническим нормативам. Наибольший вклад в загрязнение воздуха в населенных пунктах области оказывают предприятия деревопереработ-ки, автотранспорт, отопительные котельные. Выбросы предприятий опасны тем, что содержащиеся в них стрессовые вещества при выпадении осадков попадают в почву и поверхностные воды, включаются в биосферный круговорот и накапливаются в растениях, органах животных и человека.
Нельзя не учитывать то, что пыль действует главным образом как раздражитель системы пищеварения животных, а именно – тканей желудка и кишечника. Раздражение тканей желудка может привести к увеличению выделения желудочного сока или, если пыль и зола содержат значительное количество растворимых щелочных соединений, к понижению кислотности в желудке, что также разрушает систему пищеварения (Бретшнайдер, Курфюрст, 1989).
В промышленных регионах и странах концентрация компонентов могут достигать: SO2 – от 0,5 до 2,9 мг/м3; NH3 – от 14,0 мкг до 0,5 мг/м3; СО – 60,0 мг/м3, т.е. выше фоновых соответственно в 100; 2,5 и 521 раз. Максимальные же концентрации этих газов в городах и на заводах могут превышать фоновые в 2-20 тыс. раз, а санитарно-гигиенические ПДК в 10–100 раз (Николаевский, Якубов, 2003).
В. Казанцева (2013) сообщает, что над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60–70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт.
Основными источниками воздействия на окружающую среду Архангельской области являются: целлюлозно-бумажные комбинаты, предприятия теплоэнергетики, деревообрабатывающей промышленности, транспорт (Состояние и охрана окружающей среды Архангельской области, 2017).
Уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Архангельска в 2016 г. оценивался как повышенный. Следует отметить, что в воздухе г. Архангельска постоянно присутствуют серосодержащие соединения. На стационарных постах города в 2016 г. зарегистрировано превышение ПДКмр по сероводороду в 126 случаях в пределах 1,0-2,0 ПДК и в 86 случаях в пределах от 2,1 до 5,0 ПДК. Отмечен единичный случай высокого загрязнения атмосферы города бенз(а)пиреном (20,5 ПДК). При этом за последние 5 лет (2012–2016 г.г.) произошло снижение загрязнения воздуха взвешенными веществами, диоксидом серы, оксидами азота, формальдегидом, бенз(а)пиреном, этилбензолом и ксилолами, но выросло загрязнение оксидом углерода (Состояние и охрана окружающей среды..., 2017).
Все большим загрязнителем атмосферного воздуха становится авиа- и автомобильный транспорт. Среди веществ, загрязняющих атмосферу городов, наибольшую опасность представляют выбросы автотранспорта (Бубенин, Они-нул, 1979; Попова, Попов, 1983 и др.). Автомобильные выхлопные газы – это смесь примерно 200 веществ. Авторами (Амбарцумян, 1999; Старокожева, Бай-телова, Шабанова, 2004 и др.) отмечается, что преобладающее влияние на загрязнение воздушного бассейна оказывает именно автотранспорт. Воздушный лайнер за 7 часов полета сжигает около 35 т кислорода, которого хватило бы на целый год для 33-34 человек. Легковой автомобиль сжигает 1 т кислорода за каждые 1-1,5 тыс. км пробега. В среднем за год каждый автомобиль дает около 10 кг резиновой пыли от стирающихся покрышек (Жеребцова, Покалов, 1988).
Основная причина загрязнения воздуха автотранспортом заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% выбрасывается в атмосферу. Отработанные газы, продукты износа механических частей и покрышек автомобиля, а также дорожного покрытия составляют около половины атмосферных выбросов антропогенного происхождения. Лишь 300 г бензина, пролитого при заправке автомобиля, загрязняет 200 тыс. м3 воздуха (Голубев, Новиков, 1987).
Кроме того, автотранспорт создает сверхнормативные шумовые и вибрационные поля вдоль путей движения, а также загрязняет почвы, ливневые и талые воды нефтепродуктами. В целом в России треть населения испытывает отрицательные воздействия транспортного шума. В городах 70-80% их жителей постоянно находятся в условиях акустического дискомфорта (Соболь, 1999). В ходе проведенного нами опроса установлено, что загрязнение атмосферного воздуха в городах население ставит на 3-е место после загрязнения питьевой воды и захламленности территорий поселений. В Архангельской области доля транспорта в суммарных выбросах загрязняющих веществ в атмосферу от всех источников достигает 45%. На автотранспорт в общем экологическом ущербе приходится 63%, а во всех видах негативного воздействия: шум – 50%, влияние на климат – 68%, загрязнение атмосферного воздуха – 71%. Объем выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта в 2004 г. составил 13,3 тыс. т, в т.ч. оксида углерода – 0,2 тыс. т (Столяров, 2007).
В последние годы количество автомобилей в городах постоянно растет. По оценкам аналитического агентства "АВТОСТАТ" на 01 июля 2016 г. количество автомобилей на 1000 жителей Вологодской области составляло 291, Архангельской области – 257. И эти цифры постоянно растут (рис. 1.2).
Опыт интродукции кедра сибирского в таежную зону
Кедру сибирскому, как никакому другому древесному виду, со стороны садоводов-любителей, лесоводов многие столетия уделяется особое внимание при озеленении культовых объектов и усадеб, тем самым ведется спонтанная интродукция. По всему северу Европейской части России произрастают небольшие кедровые рощицы, биогруппы и отдельные успешно произрастающие деревья.
Архангельский облисполком решением от 12 декабря 1957 г. обязал лесоводов внедрять эту породу в леса области. Безусловно такой документ в некоторой степени стимулировал выращивание кедра в производственных масштабах.
Наиболее старая кедровая роща находится в Коряжемском сельсовете Соль-вычегодского района. Ее площадь 0,2 га и заложена она в XVII столетии служителями монастыря (Орлов, Веснин, 1956). История данной рощи и ее современное состояние достаточно полно изложены в небольшой книге Леонарда Федоровича Ипатова "Кедры Коряжмы" (2007 б).
Климат расположения г. Коряжмы типичен для средней подзоны европейской тайги и характеризуется как континентальный с продолжительной, довольно суровой зимой и коротким, сравнительно теплым летом. По многолетним данным Котласской гидрометеостанции, период с температурой воздуха более 0С составляет 180–190 дней (с 15 апреля по 15 октября), выше 5С (вегетационный период) – 140–150 дней (с 5 мая по 25 сентября), выше 10С (период активной жизнедеятельности) – 95–105 дней (с 25 мая по 5 сентября). Среднегодовая температура воздуха 1,02С.
В начале вегетационного периода отмечаются заморозки, которые иногда случаются до середины июня и вызывают гибель главного побега кедра, что приводит часто к многовершинности стволов. В течение года выпадает 505 мм осадков, а испаряется 256 мм. За вегетационный период выпадает 50% годового количества осадков. Это благоприятно сказывается на росте древесной растительности.
В начале октября 1982 года авторитетный северный почвовед А.Л. Паршев-ников – заведующий лабораторией лесного почвоведения Архангельского института леса и лесохимии – изучил почву рощи и выделил следующие горизонты:
А0 – 0–5 см. Лесная подстилка, цвет черный с коричневым оттенком, влажная, рыхлая.
А1 – 5–20 см. Перегнойно-аккумулятивный горизонт, серо-коричневый, влажный, супесчаный, рыхлый.
А2 – 20–45 см. Подзол белесовато-серо-коричневый, влажный, супесчаный, рыхлый.
81 – 45–71 см. Иллювиальный горизонт, охристого цвета, супесчаный, сырой.
82 – 71–109 см. Иллювиальный горизонт, серовато-бежевый, мокрый, слабоуплотнен.
В2С – 109–150 см. Супесь серая с желтоватыми пятнами, сочится вода.
Наличие сизоватых и охристых пятен в переходном горизонте ВС на глубине 109–150 см справедливо говорит о его переувлажнении и близости грунтовых вод. Анализы почвы приведены в табл. 4.2.
А.Л. Паршевников сделал предположение, что роща произрастает на бывшей пашне. Об этом свидетельствует наличие перегнойно-аккумулятивного горизонта толщиной почти 20 см, который выделяется высоким содержание гумуса. Почва сформировалась на хорошо отсортированном мелкозернистом песке, имеющем очень низкую емкость поглощения. По механическому составу минеральные горизонты почвы состоят, в основном, из мелкого песка с явным преобладанием фракций размером 0,25–0,05 мм. Результаты химических анализов показали, что почва имеет кислую реакцию по всему профилю, высокую гидролитическую кислотность, низкую степень насыщенности основаниями. В подзолистом и иллювиальном горизонтах полностью отсутствуют обменные кальций и магний. Почва обеднена подвижными соединениями азота, фосфора, калия.
По данным Л.Ф. Ипатова (2007б), в роще произрастает 37 кедров высотой 16,3 м и диаметром 47,0 см.
Активные исследования процесса акклиматизации и интродукции кедра сибирского в лесорастительные условия Архангельской области проводились на кафедре лесных культур и механизации лесохозяйственных работ АЛТИ (Орлов, Веснин, 1956; Орлов, Веснин, Тарабрин, 1958; Орлов, Тарабрин, 1959 а, 1959 б, 1960а; Войтякова, Тарабрин, 1960; Орлов, 1961, 1971; и др.).
В итоге были разработаны рекомендации по разведению кедра сибирского в Архангельской области (Орлов, Веснин, Тарабрин, 1958), включающие разделы по подготовке семян к посеву, выращиванию посадочного материала, методу производства культур, уходу, охране и защите культур. Такой официальный документ безусловно облегчил работу производственников по успешному созданию культур кедра и позволил избежать ошибок при выращивании этой породы.
Ф.Б. Орлов со своим учеником В.П. Тарабриным издали в 1960 году, на наш взгляд очень своевременно, книгу "Опыт разведения кедра сибирского в Архангельской области" (Орлов, Тарабрин, 1960 а). Она способствовала более широкой популяризации культивирования этого вида как в промышленных масштабах, так и частными лицами.
В процессе исследований были подмечены и уточнены некоторые особенности стратификации семян и другие агротехнические приемы выращивания сеянцев и создания культур кедра сибирского, а именно:
- полутора-двухмесячный срок стратификации семян кедра в условиях Архангельской области недостаточен;
- наиболее благоприятными почвами для выращивания сеянцев кедра сибирского являются свежие гумусированные легкие суглинки и супеси;
- лучшие результаты по количеству и качеству всходов оказались с частичным мульчированием;
- разведение кедра в наиболее распространенных на севере типах леса – сосняках и ельниках-черничниках – дало положительные результаты.
Определенный опыт интродукции сосны кедровой сибирской накоплен в Республике Карелия. В 1970-1980-х г.г. довольно большое количество площадей лесов восстанавливалось кедром сибирским. Однако, как отмечает О.И. Гаврило-ва (2003), процесс восстановления лесов кедром сибирским весьма сложен и более своеобразен, чем у других хвойных пород. Она же рекомендует использовать сосну кедровую сибирскую для озеленительных работ, формирования мест отдыха и для ландшафтного проектирования вблизи населенных пунктов.
В последние годы вопросом интродукции сосны кедровой сибирской активно занимаются на кафедре лесного хозяйства ВГМХА.
Р.С. Хамитов (2006) сделал вывод, что природные условия Вологодской области благоприятны для введения в леса региона кедра сибирского путем создания лесных культур.
При ограниченных сроках поступления семян в лесхозы (лесничества) для подготовки семян к посеву рекомендуется производить двух-, трехмесячную стратификацию семян в сочетании с обработкой их стимуляторами роста. В качестве эффективных стимуляторов роста можно использовать новые препараты на основе солей гуминовых кислот – гумат натрия (1-10-2%), и на основе гидролизного лигнина – ЛСТ (10 мл/л).
Зимостойкость и морозоустойчивость интродуцентов
Программа интродукционных испытаний Главного Ботанического сада РАН включает обязательную оценку вида на его зимостойкость и морозоустойчивость, особенно при ступенчатой интродукции древесных растений в жесткие климатические условия Севера (Александрова и др., 1975).
Именно эти биологические характеристики признаются многими исследователями (Лукин, 1961; Орлов, Тарабрин, Малаховец, 1969; Абрамова, 1974; Самы-гин, 1974; Туманов, 1979; Нилов, 1980; Кученова, 1986; Мартынов, 1986, 2015; Sakai, Larcher, 1987; Sutinen et al, 1992; Малаховец, Тисова, 1995; Романова, 2001; Charra-Vaskou et al., 2012; Strimbec et al., 2015; Лысиков, 2016; Арестова, Аресто-ва, 2017 и др.) определяющими в оценке успеха интродуции.
В.Н. Нилов (1980) подчеркивает, что способность растений к перезимовке определяется не только условиями зимы, но и подготовленностью их к холодному периоду года и характеризуется завершением прохождения осенних фенофаз сезонного развития, снижением физиологической активности в связи с переходом в состояние зимнего покоя. Все это определяется особенностями погодных условий на протяжении всего вегетационного периода, генетически обусловленными экологическими особенностями вида.
Исследованиями охвачены 46 наиболее встречаемых видов древесных растений, представляющих различные флористические области. Как отмечают Р.Н. Матвеева с соавторами (2000), уточнение приуроченности растений к определенным физико-географическим районам с различными естественно-природными условиями, позволяет сделать предположение о возможности интродукции вида в новые условия произрастания. И вполне естественно, что виды с широким диапазоном экологической валентности, ареалом распространения которых являются районы со сходными в первую очередь климатическими условиями, будут являться наиболее перспективными в точки зрения интродукции.
Методические вопросы данных исследований приведены в главе 3.
Как и предполагалось, наиболее зимостойкими являются представители местной дендрофлоры: лиственница сибирская, ель европейская, сосна обыкновенная, черемуха обыкновенная, рябина обыкновенная, роза майская. К такому выводу пришли несколько ранее Н.А. Бабич и О.С. Залывская (2014), изучая зимостойкость древесных растений в более северных природных условиях.
Перечисленные выше виды характеризуются I–II баллами зимостойкости (табл. 6.4). Аналогичные данные получены Н.А. Бабичем, Е.Б. Карбасниковой и И.С. Долинской (2012) по городу Вологде.
Экстразональные виды, выращиваемые за пределами свойственной им природной зоны, менее устойчивы к зимним температурам по сравнению с аборигенными видами. Показатель их зимостойкости характеризуется II–III баллами (табл. 6.4).
Исключение составляет липа мелколистная, характеризующаяся, как и местные виды, I баллом зимостойкости. Кроме того, сотрудники предприятий лесного хозяйства по всей линии Санкт-Петербург – Вологда – Киров – Пермь отмечают активное проникновение на север постоянного спутника дуба – липы мелколистной (Tilia cordata Mill.) (Добрынин, Комиссарова, 2012). Эти обстоятельства являются одним из многих доказательств, позволяющих нам утверждать о возможности уточнения (корректировки) северных границ ее естественного ареала с продвижением их в северном направлении.
Интродуцированные виды северо-американской дендрофлоры: сосна скрученная и ель колючая – абсолютно устойчивы, успешнее других переносят суровые северные зимы (I балл зимостойкости – растения практически не обмерзают). Среди деревьев-интродуцентов конский каштан обыкновенный совершенно незимостойкий, обмерзает сильно и характеризуется V баллом зимостойкости. Однако следует отметить, что пять учтенных экземпляров конского каштана обыкновенного произрастают в г.Великий Устюг (6046 с.ш., 4618 в.д.), который характеризуется более суровыми климатическими условиями в пределах области.
Кустарники по сравнению с деревьями чувствительнее реагируют на низкотемпературный стресс. Половина исследованных нами видов характеризуется IV баллом зимостойкости, то есть наблюдается обмерзание не только однолетних, но и двух–трехлетних побегов. К таким видам относятся: жимолость татарская, пу-зыреплодник калинолистный, снежноягодник белый, спирея иволистная, чубушник венечный.
Зимостойкость спиреи дубравколистной и розы морщинистой, произрастающих в малых городах региона, оцениваетcя III–IV баллами.
Следует уточнить, что один и тот же вид, находящийся в различных условиях (юг – север, запад – восток области), может отличаться своим отношением к отрицательным температурам.
Карагана древовидная и сирень венгерская с успехом адаптировались к суровым зимам. Их зимостойкость оценивается I баллом – растения не обмерзают.
Объектами наших исследований являются растения, вступившие в репродуктивную фазу. С точки зрения их зимостойкости и морозоустойчивости можно утверждать, что большинство из этих видов деревьев и кустарников успешно прошли экологическую адаптацию к новым условиям произрастания.
Комплексная оценка перспективности инорайонных видов
При интродукции в новые географические районы необходимо учитывать не только климатические условия, но и ряд других факторов оказывающих влияние на жизнеспособность вводимых растений. К.В. Шестак (2004) отмечает, что при интродукции важно не только фактическое приспособление видов, но и перспективность дальнейшего их существования. Отдельные виды кустарников наиболее перспективно размножать вегетативным путем. Поэтому качество вызревающих семян не имеет практического значения. Следовательно, является актуальным выявление возможных способов размножения в культуре. В этой связи для более объективной оценки перспективности разведения на севере Европейской части России исследованных интродуцентов нами проведена интегральная оценка на основе семи показателей по методике П.И.Лапина, С.В. Сидневой (1973), с учетом методик и модификаций С.В. Залесова и соавторов (2014), С.В. Арестовой, Е.А. Арестовой (2017).
Оценка жизнеспособности и перспективности интродуцентов является заключительным этапом, характеризующим успешность интродукции инорайонных видов.
Интегральную оценку осуществляли на основании определения следующих частных оценок: зимостойкость, сохранение габитуса, способность растений к генеративному развитию, степень ежегодного вызревания побегов, возможные способы размножения в культуре, регулярность прироста побегов, побегообразова-тельная способность (Залесов и др., 2014).
Жизнеспособность видов устанавливается отдельно для взрослых и молодых растений, не вступивших в генеративную стадию развития.
Оценка критериев, учитываемых методикой интегральной оценки перспективности видов, проведена на основании данных, полученных в ходе наших исследований.
Оценка зимостойкости проведена по шкале ГБС, результаты которой представлены в п. 6.2. При использовании интегральной оценки баллы шкалы ГБС переводили в баллы интегральной оценки следующим образом: I балл шкалы ГБС оцениваются 25 баллами; при более низкой оценке соответственно: II – 24-20; III – 19-15; IV – 10; V – 5; VI – 3; VII – 1 (Залесов и др., 2014).
Для условий Севера свойство вида сохранять габитус определяется их устойчивостью к низким температурам в зимний период и раннеосенним и поздне-весенним заморозкам. В ходе эволюции каждый вид приобрел определенную жизненную форму, которая может изменяться на протяжении онтогенеза и зависит от новых условий произрастания. При низкой зимостойкости деревьев после сильного обмерзания они могут приобретать форму куста. Рекомендована следующая оценка этого показателя (табл. 6.33).
Основной показатель устойчивости вида к новым условиям произрастания -способность его давать семенное потомство. Производство растениями полноценных плодов (семян) имеет важное значение для их последующей акклиматизации, т.к. при этом создаются возможности отбора крупных, более стойких к внешним условиям среды образцов. При обследовании интродуцентов отсутствие цветения и плодоношения указывается только для взрослых особей, вступивших в репродуктивный период. В этом случае возможна задержка цветения, вызванная как конкретными условиями интродукционного эксперимента, так и погодно климатическими условиями пункта интродукции. Используется следующая оценка этого показателя (табл. 6.34).
Аборигенные виды и зимостойкие интродуценты в основном относятся к группе рано начинающих и рано заканчивающих вегетационный процесс. Для них характерно полное вызревание побегов. Они адаптировались к новым условиям произрастания сокращением вегетации благодаря чему успевают закончить процесс закаливания и своевременно вступить в период покоя. Незимостойкие ино-районные виды не меняют ритм своего развития, не успевают завершить процессы роста и закаливания и вследствие этого повреждаются раннеосенними заморозками и зимними морозами.
Одревеснение побегов отражает состояние растений в конце вегетации и характеризует состояние растений перед наступление морозного периода.
Степень вызревания побегов определяется по степени одревеснения однолетних побегов, заложению верхушечных почек и ряду морфологических признаков, характерных для изучаемой древесной породы (окраска, наличие или отсутствие воскового налета, опушение) (Арестова, Арестова, 2017). Для этого в конце вегетации в средней части кроны, равномерно со всех сторон, выбирают 8-10 ветвей. На каждой ветви у 10 побегов определяют и измеряют длины вызревших однолетних побегов. При вызревании побегов на 100% показатель оценивается 20 баллами; 75-100% – 15-20; 50-75% – 10-15; 25-50% – 5-10; 0-25% – 1-5 баллами соответственно (Залесов и др., 2014).
Способность видов к воспроизводству в условиях интродукции свидетельствует о соответствии биологических особенностей растений новым условиям местообитания. Появление самосева и производства растениями жизнеспособных семян указывает на полную акклиматизацию их к новым условиям произрастания. При отсутствии плодоношения размножение возможно только вегетативным путем (корневые отпрыски, отводки) или искусственным (прививки, черенки). В случае, если растения распространяются самосевом оценка по данному показателю максимальная (10 баллов). При возможности искусственного посева – 5 баллов, наличии естественного вегетативного размножения – 3 балла, при необходимости искусственного вегетативного размножения – 2 балла, а при повторном завозе растений – 1 балл (Залесов и др., 2014).
При перенесении инорайонныех древесных растений в менее благоприятные природные условия отмечается уменьшение величины годичного прироста и тем самым уменьшение размеров особей по сравнению с естественными условиями произрастания. В отдельные годы у некоторых инорайонных видов побеги не образуются. На успешный рост побегов в первую очередь оказывают влияние погодные условия (сочетание тепла и влаги за вегетационный период). Растения, ежегодно образующие побеги, оцениваются 5 баллами, а не ежегодно – 1 баллом. В ходе наших исследований установлено, что все виды ежегодно дают приросты боковых побегов.
Побегообразовательная способность является биологической особенностью растений и зависит от новых природно-климатических условий.
Методика ее определения сводится к тому, что в конце вегетационного периода отбираются наиболее типичные по общему развитию экземпляры и на 10 двухлетних побегах (5 более и 5 менее развитых), взятых в различных частях кроны, подсчитывают все побеги текущего года и вычисляют средний показатель. Особо учитывается поросль на нижней части ствола, корневая поросль, в местах его ранения, срезки сучьев. Это важно для оценки ремонтирующей способности древесных растений, особенно у недостаточно зимостойких видов (Залесов и др., 2014). Побегооб-разовательную способность растений определяли в соответствии с табл. 6.35.
Перспективность интродукции вида на основе изучения молодых растений, не вступивших в генеративную стадию развития, определяется в соответствии со шкалой, представленной в табл. 6.36 (Арестова, Арестова, 2017).