Содержание к диссертации
Введение
1. Природные условия района исследований 10
1.1 Местоположение и геологическое строение территории 10
1.2. Почвы 15
1.3. Климат 19
1.4. Растительность 26
Выводы 33
2. Состояние проблемы 35
Выводы 57
3. Программа, методика и объем выполненных работ 58
3.1. Программа работ 58
3.2. Методика исследований 58
3.3. Объем выполненных работ 67
4. История создания коллекционных участков арборетума и дендропарка КазНИИЛХА 69
4.1. Местоположение и краткая характеристика интродукционных объектов 69
4.2. Подбор видов и привлечение исходного материала 77
Выводы 84
5. Сравнительная характеристика интродуцентов 86
5.1. Анализ основных таксационных показателей хвойных интродуцентов 86
5.2 Определение темпов прироста интродуцентов в различном возрасте 94
5.3. Оценка декоративности хвойных растений 101
Выводы 122
6. Перспективность интродуцентов в районе исследования 125
6.1. Оценка перспективности хвойных видов интродуцентов 125
6.2. Результаты интродукции хвойных растений 170
Выводы 181
Заключение 182
Предложения производству 185
Библиографический список 187
Приложения 212
- Климат
- Местоположение и краткая характеристика интродукционных объектов
- Оценка декоративности хвойных растений
- Оценка перспективности хвойных видов интродуцентов
Введение к работе
Актуальность темы исследований. Общеизвестно, что лесные ресурсы Казахстана сравнительно невелики. По состоянию на 01.01.2017 г. общая площадь лесного фонда Казахстана составляет 29,3 млн. га, из них покрытая лесом – 12,7 млн. га, лесистость Республики - 4,7%. Значительная часть лесных насаждений (13% от общей площади лесного фонда) включена в земли особо охраняемых природных территорий. Имеющиеся насаждения выполняют водоохранную и водорегулирующую функции, сохраняют почвы от ветровой и водной эрозии, селевых и оползневых процессов.
Известно, что хвойные виды имеют ряд преимуществ перед другими древесными растениями – долговечность, высокая фитонцидная активность и декоративность на протяжении всего года. На долю хвойных насаждений в Казахстане приходится 13% от общей покрытой лесной растительностью площади. Из хвойных лесообразующих видов произрастают: сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), ель Шренка (Picea Schrenkiana Fisch.et Mey.), ель сибирская (Picea obovata Ldb.), пихта сибирская (Abies sibirica Ldb.), лиственница сибирская (Larix sibirica Ldb.), сосна кедровая сибирская (Pinus sibirica Du Tour), можжевельник туркестанский (Juniperus turkestanica Kom.) и можжевельник казацкий (Juniperus sabina L.).
Из 8 перечисленных хвойных видов в Северном Казахстане естественно произрастают всего 2 вида – сосна обыкновенная и можжевельник казацкий. Многолетняя интродукция хвойных в данный регион не принесла значительных результатов. Используемыми при искусственном лесоразведении и озеленении оказались только единичные виды.
В связи с выше изложенным, возникает необходимость поиска путей повышения растительного биоразнообразия и расширения возможностей лесоразведения и лесовосстановления. Интродукционная деятельность является одним из важнейших путей обогащения местного генофонда растений, которая дает возможность подобрать лучшие виды с ценными хозяйственными признаками. Это свидетельствует об актуальности поиска наиболее перспективных хвойных интродуцентов для создания защитных, средообразующих, декоративных и др. насаждений. Кроме того, перспективные растения будут способствовать повышению продуктивности и устойчивости создаваемых насаждений, увеличению биологического разнообразия и улучшению рекреационных функций лесов.
Степень разработанности темы исследований. Интродукционная деятельность в Северном Казахстане имеет более чем столетнюю историю. Первые сведения об интродукционных исследованиях в данном регионе были освещены в трудах Е.И. Седлака и А.П. Юновидова (дендросад Бо-роской лесной школы, основанный в 1898 г.). Автором одной из первых
обобщающих работ по интродукции растений в Северном Казахстане является И.С. Спиглазов.
Вопросами изучения интродукции деревьев и кустарников в Северном Казахстане и их использования при лесоразведении и озеленении для повышения биоразнообразия с 1960 годов занимались И.С. Спиглазов, З.А. Смирнова, Г.С. Бозрикова, О.П. Свистунова, А.И. Смирнов, А.И. Верзунов, С.В Маловик, Н.К. Чеботько.
В настоящее время в связи с созданием защитного зеленого пояса вокруг г. Астаны и проведением озеленительных работ внутри города, интродукция растений пробрела новую значимость. Первые результаты выращивания интродуцентов в данном регионе были освещены в работах С.В. За-лесова, Ж.О. Суюндикова, М.Р. Ражанова, С.А. Кабановой и др. Нами были продолжены исследования в данном направлении и предпринята попытка установления перспективных хвойных интродуцентов за 50-летний период.
Диссертация является законченным научным исследованием.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось установление перспективных хвойных видов растений, а также выделение видов, обладающих декоративными качествами по итогам более чем 50-летнего испытания и разработка предложений по использованию этих видов в озеленении и лесоразведении на территории Казахского мелкосопочника.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
изучить принцип подбора и привлечения исходного материала в коллекционные насаждения Казахского научно-исследовательского института лесного хозяйства и агролесомелиорации (далее – КазНИИЛХА);
определить видовой состав, происхождение, возраст и сохранность интродуцированных растений;
изучить основные таксационные показатели, темпы прироста и декоративность хвойных интродуцентов;
провести оценку перспективности хвойных интродуцентов и разработать предложения по использованию этих видов в озеленении и лесоразведении на территории Казахского мелкосопочника.
Научная новизна. Впервые проанализирован более чем полувековой опыт интродукции хвойных растений на территории Казахского мелкосо-почника; разработана экспресс-шкала для детальной оценки декоративных качеств хвойных растений; определены динамика роста, эстетическая ценность и показатели адаптации 50-летних хвойных интродуцентов; отобраны наиболее декоративные и перспективные виды для озеленения и лесоразведения.
Теоретическая и практическая значимость. В результате исследований получены данные о перспективности видов хвойных интродуцентов, адаптированных к жестким природно-климатическим условиям Казахского
мелкосопочника, с помощью которых возможно расширить биоразнообразие дендрофлоры района исследования, даны предложения по использованию наиболее перспективных интродуцентов при озеленении и лесоразведении. Материалы исследований используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению 35.03.01 и 35.04.01 «Лесное дело».
Методология и методы исследований. Методологической основой послужили исследования отечественных ученых в области изучения перспективности интродуцентов при их испытании в разных почвенно-климатических условиях.
Перспективность хвойных видов интродуцентов (оценка успешности интродукции) была установлена в соответствии с методикой Главного ботанического сада (Куприянов, 2004), модифицированной С.В. Залесовым (За-лесов и др., 2014).
В ходе выполнения исследований были использованы апробированные методы лесной таксации, лесоведения и дендрологии.
Положения, выносимые на защиту:
история создания коллекционных участков КазНИИЛХА;
рост и развитие хвойных видов интродуцентов за период испытания;
оценка декоративности изучаемых видов;
анализ перспективности интродуцентов;
ассортимент хвойных интродуцентов для озеленения и лесоразведения на территории Казахского мелкосопочника.
Степень достоверности и апробация результатов. Сбор экспериментального материала проводился с использованием научно-обоснованных апробированных методик. При обработке материалов были использованы современные прикладные программы. Интерпретация и достоверность полученных результатов основывалась на достаточно продолжительном периоде наблюдений и значительном экспериментальном материале.
Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на V междунар. науч.-практ. конф. «Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона» (Омск, 2014), XI Всерос. науч.-техн. конф. «Научное творчество молодежи – лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2015), X междунар. науч.-техн. конф. «Лесотехнические университеты в реализации концепции возрождения инженерного образования: социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса» (Екатеринбург, 2015), International Scientific Forum «Rehabilitation and Restoration of Degraded Forests» (Astana, 2015), I Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием «Роль ботанических садов и дендропарков в импортозамещении растительной продукции» (Чебоксары, 2016), второй Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием
«Повышение эффективности лесного комплекса» (Петрозаводск, 2016), междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 85-летию создания Всероссийского научно-исслед. агролесомелиоративного института «Защитное лесоразведение, мелиорация земель, проблемы агроэкологии и земледелия в РФ» (Волгоград, 2016), республ. науч. конф. с междунар. участием, посвящ. 20-летию Иле-Алатауского государственного национального природного парка (Ал-маты, 2016), VII Всерос. науч. конф. с междунар. участием «Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона» (Омск, 2017), третьей Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием «Повышение эффективности лесного комплекса» (Петрозаводск, 2017), междунар. школе - конф. молодых ученых «Лесная наука, молодежь, будущее» (Гомель, 2017), XX междунар. науч. конф. «Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений» (Красноярск, 2017), междунар. науч.-практ. конф. «Лесная наука Казахстана: достижения, проблемы и перспективы развития» (Щучинск, 2017).
Основные положения диссертации изложены в 18 печатных работах, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 211 страницах компьютерного набора, состоит из введения, 6 глав, заключения и предложений производству. Список использованной литературы включает 223 наименования, в том числе 12 на иностранных языках. Текст проиллюстрирован 25 таблицами и 34 рисунками.
Климат
Климатические условия Казахского мелкосопочника обусловлены внут-риконтинентальным положением. Обширная территория поддержана влиянию воздушных течений из южных, умеренных и арктических широт. Для местного климата характерна резкая континентальность, проявляющаяся в резких колебаниях и значительных перепадах положительных и отрицательных температур дня и ночи, зимы и лета, в непостоянстве и не большом количестве осадков и в не равномерном их распределении, большой испаряемости влаги и сухости воздуха (Седлак, 1931; Фельдман, 1960).
Продолжительность солнечного сияния в районе исследования почти в два раза больше, чем в центральных районах Европейской части СНГ. Так, в среднем в районе Кокшетауской возвышенности продолжительность солнечного сияния за год составляет 1968 часов, а расположенных на тех же широтах: Петропавловске – 1939, Москве – 1535, Киеве – 1736. Даже в зимние месяцы продолжительность сияния больше. В декабре солнце светит в среднем 71 час, тогда как в Москве 19. В отдельные годы продолжительность солнечного сияния может значительно колебаться уменьшая или увеличивая количество часов (Беклемишев, 1958).
Особое значение на климат и природную обстановку оказывают гранитные массивы Кокшетауской возвышенности. Что обусловлено не только абсолютной высотой, но и расчлененностью рельефа. Горный рельеф данной области способствует образованию своеобразного микроклимата с не большим повышением количества осадков, некой защищенностью от ветра, летними температурами ниже, чем в окрестностях (Беклемишев, 1958).
По данным многолетних метеорологических наблюдений температурный режим по годам и сезонам неустойчив и имеет среднемноголетние значения от 1,0 до 2,01С (табл. 1.1).
В работе П.Л. Горчаковского (1987) приводятся данные многолетних метеорологических наблюдений (Справочник по климату СССР, 1966, 1968) согласно которым среднегодовая температура воздуха в г. Щучинск равна 1,0С, средняя температура января – 16,7С, июля 18,6С, годовое количество осадков 306 мм, а гидротермический коэффициент равен 0,96±0,09. Продолжительность безморозного периода 100 – 125 дней.
На период исследований общая метеорологическая картина заметно изменилась. Так, согласно проведенному анализу основных метеорологических показателей, при котором были использованы данные с интернет источника (https://rp5.ru), за последние 80 лет прослеживается повышение средних температур, увеличение количества годовых осадков и изменение других показателей. На период с 2006 по 2016 гг. по метеостанции г. Щучинск среднегодовая температура воздуха 2,01С, в 2009 году отмечена самая низкая среднегодовая температура 1,1С, а в 2015 году самая высокая 2,7С (приложение 1). Средняя температура января -17,8С, средняя температура июля 17,8С, годовое количество осадков 368 мм, гидротермический коэффициент равен 1,9±0,3. Продолжительность безморозного периода 105-148 дней.
Зимний период продолжительный. Характеризуется морозами, сопровождающимися сильными ветрами и метелями. Снежный покров распределяется не равномерно: на открытых участках – 10-15 см, на покрытых лесом площадях – 40-60 см. До накапливания снега на полях могут наступить сильные заморозки. Слой снега сохраняется в основном с конца октября до конца марта, т.е. в течении 5 месяцев. Почва может промерзать на глубину до 1,5-2 м. Только в течении трех летних месяцев можно наблюдать отсутствие отрицательных температур (Рекомендации по системе…, 1968).
Наиболее холодными месяцами являются январь и февраль со средней температурой воздуха -17,8 и -15,4С соответственно. Температура воздуха при абсолютном минимуме опускалась до -43,4С (январь 2006 г.) (приложение 2).
В связи с неустойчивостью климата средняя температура зимних месяцев значительно отклоняется от нормы в разные годы на ±8С. Повышение температуры воздуха и оттепели в зимние месяцы наблюдаются из-за вторжения на территорию Казахского мелкосопочника теплых потоков воздушных масс с юга (Основные положения…, 1988).
Весной наблюдается скачкообразный рост температуры (потепление сменяется похолоданием) с не большим количеством осадков. В конце первой декады апреля наблюдается переход среднесуточной температуры из отрицательной в положительную, а устойчивый переход среднесуточной температуры воздуха через 10С с середины мая. Несмотря на устойчивую положительную температуру воздуха, часто наблюдаются поздние весенние заморозки (17 мая - 3 июня) (Рекомендации по системе…, 1968).
Лето жаркое и сухое. Переход от зимы к лету происходит резко. В летний период обычно стоит ясная солнечная погода. Часто наблюдаются засухи, повторяющиеся через 2, 5, 11 или более лет. Сильные ветры провоцируют эрозию почв и образование пыльных бурь, что приводит к общему иссушению территории (Гвоздецкий, Николаев, 1971). Июнь и июль являются самыми теплыми месяцами года, с абсолютным максимумом +36,7С (июнь 2010 г.) (приложение 3). Часто всходы растений погибают в жаркие дни от ожога корневой шейки, а так же от недостатка влаги в почве при атмосферной и почвенной засухе.
Период с устойчивыми среднесуточными температурами 5С и выше длится с конца апреля (20-23) до начала октября (4-8). Ранние осенние заморозки можно наблюдать с начала (03.09.2014 г.) и по конец сентября (26.09.2016 г.). В начале третьей декады сентября наблюдается переход среднесуточной температуры из положительной в отрицательную.
Продолжительность вегетационного периода по среднемноголетним данным составляет 164 дня с увеличением или уменьшением в отдельные годы на 10-15 дней. Начинается данный период в среднем в конце второй декады апреля и заканчивается в начале третьей декады сентября (Бозрикова, Ма-ловик, 1988).
Разница в продолжительности безморозного (105-148 дней) и вегетационного (164 дня) периодов отрицательно сказывается на росте и развитии некоторых видов растений (в том числе интродуцированных) и вызывает у них повреждения генеративных и вегетативных почек.
По сезонам года осадки распределяются неравномерно. Наибольшее количество их годовой суммы приходится на летний период – 35-48%, меньшее количество выпадает осенью – 20-29%, на весну приходиться 16-21% и наименьшее количество осадков выпадает зимой от 9 до 22%. Максимальное количество осадков приходится на летние месяцы – июнь -41,0 мм, июль -76,4 мм, август - 38,3 мм. На период исследований количество осадков составило 368,05 мм. По данным многолетних метеорологических наблюдений отмечено постепенное увеличение годового количества осадков с 312 до 368,05 мм (табл. 1.2).
Местоположение и краткая характеристика интродукционных объектов
Изучение древесных интродуцентов проводилось в лесостепном высотном поясе степной зоны Акмолинской области, г. Щучинск (Северный Казахстан) на базе дендрологического парка и арборетума Казахского научно-исследовательского института лесного хозяйства и агролесомелиорации (КазНИИЛХА). На этих участках расположены коллекционные насаждения интродуцентов, предназначенных для изучения адаптационных возможностей, декоративных качеств и перспективности видов.
Дендрологический парк был заложен на открытой площадке высокой поймы озера Щучье в северной части г. Щучинск. Участок подвержен аккумуляции делювиальных и пролювиальных отложений с более высоких соседних массивов, сложенных рыхлыми и коренными кристаллическими породами.
До освоения участок определенный под дендропарк использовался под огороды. Осенью 1960 года была проведена вспашка на глубину 20-22 см. Весной 1961 года почва была перепахана, проведено дискование и борониро-вание, после чего была произведена разбивка территории дендропарка на кварталы (рис. 4.1). Древесные и кустарниковые виды в кварталах парка размещались по систематическому принципу, преимущество которого заключается в том, что видовое разнообразие рода и семейства сосредотачивается в одном месте. Это облегчает производство отбора и оценку того или иного вида. Виды растений размещались в ландшафтном стиле, близкому к естественному их произрастанию. Кварталы хвойных пород примыкают к участку естественного соснового насаждения. На нижних террасах размещены тополя и ивы.
Дорожная сеть парка соединяет все семейства и обеспечивает обозрение всех кварталов в определенной последовательности. Часть дорог оформлена бордюрами из кустарников: смородины золотистой, жимолости Рупрехта, снежноягодника белого, кизильника блестящего, боярышника алтайского, дерна белого, сирени обыкновенной, аллеями из березы повислой, лиственницы сибирской, тополя бальзамического, сосны обыкновенной и клена остролистного, заложенных в период 1962-1970 гг. По всей территории парка была произведена посадка саженцев тополя и березы для создания фона из расчета 100 шт. на 1 га. В то же время по границам дендропарка была посажена защитная полоса из двух наружных рядов вяза перистоветвистого (сеянцами 2-х лет, который вымерз зимой 1969-1970 гг. и был полностью выкорчеван), одного ряда колючих кустарников из облепихи и боярышника алтайского и одного ряда березы повислой. Изначально площадь дендропарка составляла 44 га, в настоящее время (2017 г.) – 31,7 га.
Как было отмечено ранее, в основу размещения растений принят систематический принцип. Растения в парке располагаются по родам и видам (формам). Роды экспонируемые небольшим количеством видов объединяются по семействам. Например: ильмовые - барбарисовые, березовые - бобовые, буковые - бересклетовые.
В построении и распределении композиций в парке принят в основном ландшафтный стиль. Фоном взяты аборигены: сосна обыкновенная и береза повислая. В композиционную группу включалось от 3 до 40 и больше растений. При построении композиций учитывались возможные сочетания деревьев и кустарников, хвойных с лиственными, сочетания растений с различной формой кроны, окраской листьев, цветков, плодов.
Размещение растений в группах производилось с учетом биологических особенностей вида (сорта) и площади питания необходимой для нормального роста и развития. Древесные виды высаживались с расстояниями 3 х 2,5 м, кустарники высокие - 2,5 x 2 м, средние - 1 x 1 м и низкие - 0,5 x 0,7 м.
Каждый вид (форма, сорт) были обозначены этикеткой, в которой указывался: родина растения, семейство, родовое и видовое название, год посадки, инвентарный номер. В дендропарке в весенне-летний период систематически проводились уходы за растениями. В первый год посадки проводилось до 3-4 уходов, в последующие годы число уходов за почвой сокращалось. Весной и осенью проводится штыковка приствольных кругов. В первые 2-3 года между группами проводилась 3-4 кратная культивация. В последующие годы свободные места залужались. После проведения весенней инвентаризации удалялись все усохшие и больные растения, проводилось кронирование. Растения у которых изучался ход роста не кронирова-лись.
Перед разбивкой дендропарка был произведен анализ почв на всей территории. Морфологические свойства почв указывают на слоистое строение профиля (чередования слоев разного мехсостава), различную глубину вскипания от HCl, некоторую промытость (выщелоченность) почв, уплотненность и отмытость подгумусовых горизонтов, а так же на небольшую глубину залегания карбонатов. Более промыты почвы там, где большая относительная высота местности, сильнее перепад высот и легче механический состав.
Чередование слоев легкого и тяжелого механического состава, наличие глубокообломочного материала в составе почв указывает на то, что они сформировались в результате сочетания аллювиального и делювиального процессов.
В направлении к юго-восточной и восточной части участка степень каменистости уменьшается. Механический состав становиться более тяжелым и ровнее изменяется по профилю.
Мощность перегнойного горизонта почв возрастает в направлении с северо-запада на юго-восток, достигая наибольшей величины в восточной части контура.
По механическому составу почвы неоднородны. Преобладают почв легкого механического состава. Только в юго-восточной части по всему профилю прослеживается тяжелый суглинок.
Анализ состава водной вытяжки показал, что все почвы, за исключением разреза №3, не засолены. В годы когда участок был открыт в сухие периоды испарение почвенной влаги резко возрастало и вызывало некоторое повышение концентрации солей в почвенном растворе. В периоды таянья снегов и обильных дождей почвы промывались нисходящим током вод. Таким образом, на участке наблюдалось сезонное промывание профиля почв с уменьшением концентрации почвенного раствора и некоторое повышение его в засушливые периоды, особенно в верхней части профиля почв.
В районе второй террасы и южной части третьей террасы отмечен ток грунтовых вод, которые выклиниваются на границе рыхлых и коренных кристаллических пород. На почвах всего участка было отмечено оглеение нижней части профиля.
Периодически повышенная увлажненность, оглеенность нижней части профиля, неглубокое залегание карбонатов указывало на наличие лугового процесса почвообразования. Об этом же свидетельствовала довольно интенсивная темная окраска перегнойного горизонта и резкий переход его в минеральные горизонты.
Таким образом, почвы дендропарка были сформированы и развивались при сочетании аллювиального (наносного) и лугового процессов, а так же при периодическом изменении концентрации почвенного раствора и миграции водорастворимых солей. Заметную роль в почвообразовании имел приток вод с более повышенных соседних участков, обогащенных растворимыми веществами. Поэтому все почвы участка, следует называть аллювиально-луговыми. Отличаются они между собой только мощностью перегнойного горизонта, интенсивностью темной окраски и степенью каменистости, которая увеличивается с приближением к массиву коренных кристаллических пород (на запад и северо-запад участка). Почва на третьей террасе является ал-лювиально-луговой слабосолончаковой и слабозасоленной.
Оценка декоративности хвойных растений
Декоративные растения – это самая многочисленная и разнообразная группа полезных растений. Они служат удовлетворению эстетических потребностей человека и его стремлению к прекрасному (Головкин, Китаева, Немченко, 1986).
Общее восприятие декоративности вида складывается из живописности кроны, ее архитектоники и величины, характера распределения отдельных элементов (окраска и размер хвои, плодов (шишек), окраски и фактуры коры) и их взаимосвязи. Хвойные составляют группу особо ценных растений и играют первостепенную роль в создании садово-паркового ландшафта. Большинство хвойных пород сохраняет хвою круглый год, тем самым украшая пейзаж даже в зимний период. Благодаря характеру очертаний кроны, расположению ветвей, своеобразию и окраске хвои облик хвойных деревьев значительно отличается от облика лиственных. Темное плотное охвоение и четкие контуры кроны хвойных пород контрастируют с более светлой зеленью и мягкими очертаниями крон лиственных. Массивы и группы из хвойных являются лучшим фоном и рамой для парковой архитектуры и лиственных деревьев и кустарников (Рубцов, 1974).
Большинство хвойных растений вечнозеленые с остроконечными формами крон и плотным охвоением. Для климата с коротким периодом вегетации хвойные являются прекрасным украшением пейзажей не только в летний, но и в зимний период.
По сравнению с лиственными породами хвойные отличаются долговечностью, что дает им преимущество при создании ландшафтных посадок (Хайретдинов, Залесов, 2011; Залесов, Хайретдинов, 2011; Zalesov et al., 2016). Облик растений, его формы, цвета и текстура зависят от наследственных качеств определенного вида и внешних факторов, действующих на растение. Под действием неблагоприятных природно-климатических условий Северного Казахстана и возраста некоторые лиственные породы интродуцен-тов (ясень американский, ясень пенсильванский, черемуха виргинская, яблоня сибирская и др.) заметно быстрее деградируют в искусственных насаждениях, изменяя форму кроны или отдельных ее ярусов. В то время как одно-возрастные хвойные насаждения раскрывают свое величие и эстетическую привлекательность.
Декоративные качества древесных растений определяются большим числом морфологических признаков, самым весомым из которых является архитектоника кроны (расположение ветвей, густота ветвления и облистве-ния или охвоения) и ствола. Это самый весомый декоративный признак для всех видов растений, так как он воспринимается круглый год. Если архитектоника данного дерева не эстетична, то даже при самой декоративной листве или хвое все дерево не будет высокодекоративным. Для лиственных пород важными декоративными признаками являются окраска и мозаичность листовой пластинки, интенсивность и продолжительность цветения (форма, цвет цветков и соцветий), размер и окрас плодов. Для хвойных растений основополагающим признаком является охвоенность и цвет хвои растений. Цветение и плодоношение хвойных значительно уступает по декоративности лиственным породам. Учитывая разные биологические особенности лиственных и хвойных пород, а так же специфику их визуального восприятия могут возникнуть сложности при оценке декоративных признаков видов. Кроме того рассматривая хвойные растения как отдельную оцениваемую группу визуально довольно сложно определить какой из видов наиболее декоративен. Поэтому нами была разработана комплексная шкала для экспресс оценки декоративности хвойных видов.
Наблюдения за проявлением декоративных признаков были проведены у хвойных растений в возрасте от 36 до 54 лет, произрастающих в коллекционных насаждениях дендропарка и арборетума Казахского научно-исследовательского института лесного хозяйства и агролесомелиорации. В этом возрасте у растений сформировались кроны деревьев, они цветут и плодоносят, поверхность, форма и цвет ствола и ветвей характерны для данных экземпляров.
В качестве оцениваемых признаков при сравнении видов выступали: архитектоника кроны и ствола, период декоративности, цвет хвои, декоративность плодов (шишек) и женских шишечек, цвет и фактура коры. Согласно проведенной оценке (приложение 8) рассматриваемые виды растений разделились на несколько групп: недекоративные (10,4%), малодекоративные (18,8%), декоративные (54,2%) и высокодекоративные (16,6%) (рис. 5.6).
В естественных местах произрастания лжетсуга достигает больших размеров в высоту, развивает крону конической или цилиндрической формы. Ценится как хорошее декоративное дерево для озеленения садов и парков. В условиях испытаний ценные качества не проявились (рис. 5.7 а, б, в).
В молодом возрасте растения страдали от низких температур в зимний период, часто обмерзали побеги. В дальнейшем зимостойкость повысилась и растения стали образовывать ежегодный прирост в высоту. Однако, вследствие воздействия неблагоприятных климатических факторов у выращивае мых деревьев сформировался уродливый габитус: кустообразное разветвление мощных ветвей внизу, многоствольность, а так же высоко поднятая крона неправильной формы.
Ель Шренка естественно распространена по всей территории Тянь-Шаня, где деревья достигают 60 метров в высоту, а диаметр ствола до 2 метров. Крона цилиндрической, узко-пирамидальной или узко-цилиндрической формы. Служит ценным источником древесины, а так же культивируется как декоративное растение для озеленения населенных пунктов (парки, скверы, партеры и др.). В условиях испытания ель Шренка в возрасте 50 лет достигла высоты 1,9 м. Развита многоствольность, при диаметре - 1,6 см. Внешний вид растения непривлекателен (рис. 5.8 а), крона рыхлая, охвоенность слабая, видны тонкие корявые ветви. Верхняя часть кроны растений почти ежегодно обмерзает (рис. 5.8 б). В зимний период не повреждаются побеги и хвоя, находящиеся под слоем снега, поэтому крона растений расходиться в ширину (диаметр кроны – 2,6 м).
Оценка перспективности хвойных видов интродуцентов
Класс Хвойные – Pinopsida Burnett
Порядок Хвойные – Pinales
Семейство Сосновые – Pinaceae Lindl.
Род пихта – Abies Miller
В ходе исследования качественных показателей развития и состояния интродуцентов был проведен анализ адаптационной способности видов пихт в условиях Северного Казахстана. При проведении кластерного анализа были учтены следующие параметры: вызревание побегов, зимостойкость, сохранение габитуса, побегообразовательная способность, прирост растений в высоту, способность растений к генеративному размножению, возможный способ размножения. Изучаемые виды были объединены в определенные группы (кластеры) по сходным реакциям на условия произрастания (рис. 6.1). Изучаемые виды пихт разделились на 3 кластера по методу полной связи.
В зависимости от адаптационных способностей изучаемые виды были разбиты на следующие кластеры (табл. 6.1).
К первому кластеру было отнесено 4 вида пихт, которые хорошо прижились в новых условиях и сохранились в коллекционных насаждениях КазНИИЛХА до момента обследования. Особо можно выделить пихту сибирскую, которая обозначена отдельным элементом в данном кластере (рис. 6.1). Из всех изучаемых видов у нее проявилась наилучшая адаптационная способность: хорошо переносила воздействие низких зимних температур, поздне-весенних и ранне-осенних заморозков и других неблагоприятных климатических факторов. Во второй кластер вошло 6 видов пихт, которые тяжело переносили новые условия произрастания. Одни виды под действием неблагоприятных климатических условий погибали в молодом возрасте, другие (п. европейская и п. субальпийская) не полностью прошли акклиматизацию, что проявилось в отсутствии плодоношения, повреждениях ствола и ветвей в зимний период и др. К элементам третьего кластера были отнесены виды интродуцентов, не способные произрастать в Северном Казахстане.
На рисунке 6.2 показано графическое изображение средних значений переменных для каждого кластера, из которого видно, что растения первого кластера имели наилучшие изучаемые показатели. Виды пихты в третьем кластере только по побегообразовательной способности превышали пихты, вошедшие во вторую кластерную группу. Следует учесть, что на рисунке 6.2 значения средних баллов приведены в стандартизированном варианте.
Результаты дисперсионного анализа (табл. 6.2), показали, что адаптационная способность достоверно различается по признакам вызревания побегов, зимостойкости, сохранению габитуса, приросту растений в высоту и способности растений к генеративному размножению.
Ниже приведена краткая характеристика изучаемых видов пихт, сохранившихся в коллекциях дендропарка и арборетума КазНИИЛХА на момент обследования.
Пихта сибирская – Abies sibirica Ldb.
Родина – Сибирь. Является одной из лесообразующих пород Восточного и Джунгарского Алатау. Для интродукционного испытания были привлечены сеянцы пихты сибирской (2-5 лет) из Мещерской лесостепной опытно– селекционной станции (ЛОСС, Липецкая обл., Россия), дендросада колледжа экологии и лесного хозяйства (далее – КэиЛХ) (г. Щучинск, Северный Казахстан) и семена из Алтайского ботанического сада (г. Риддер, Восточный Казахстан). Приобретенный материал был высажен сеянцами в биогруппы арборетума и дендропарка научного института.
У образцов из Восточного Казахстана после посадки наблюдался слабый рост, но после адаптации средний ежегодный прирост составлял 8-11 см (5 баллов). Сохранность 60%. В возрасте 50 лет высота растений - 10,3±0,5 м и диаметр на высоте 1,3 м - 13,4±0,9 см. Вегетация у растений начиналась в конце апреля – начале мая, рост верхушечного побега заканчивался в первых числах июня, период роста короткий (45-57 дней). Растения периодически повреждались хермесом. Одревеснение полное (20 баллов), в течении зимнего периода повреждений не отмечалось (25 баллов). В новых условиях произрастания растения сохраняют жизненную форму (10 баллов). Высокая декоративность вида может быть использована при создании озеленительных насаждений в солитерных, аллейных и групповых посадках Северного Казахстана. Побегообразовательная способность средняя (3 балла). Растения плодоносят (25 баллов), под пологом встречается самосев (10 баллов). По шкале перспективности растения отнесены к 1 классу – самые перспективные (98 баллов).
Пихта бальзамическая – Abies balsamea Mill.
Родина Северная Америка. Растения были получены из Липецкой области в количестве 5 штук (саженцы) и в 1977 году были посажены в биогруппу. Из-за засухи в год посадки погибли 2 растения. В настоящее время сохранился один экземпляр, произрастающий в дендропарке. Средняя продолжительность роста 62 дня. В 50 лет высота составила 12 м, диаметр на высоте 1,3 м - 14,6 см.
Вызревание побегов происходит на 90 - 100% (19 баллов). В зимний период иногда обмерзает не более 50% побегов последнего года жизни (20 баллов). Растения способны восстанавливать присущую им в природе форму роста (5 баллов). Побегообразовательная способность средняя (3 балла). Прирост ежегодный (5 баллов). Растения цвели, данных о созревании семян нет (20 баллов). Для размножения растения необходимо повторно привлекать экземпляры данного вида (1 балл). По шкале перспективности предварительно можно отнести к 3 классу – менее перспективные (73 балла).
Интродукция пихты бальзамической саженцами для местных условий не приемлема.
Пихта Фразера – Abies fraseri (Pursh) Poir.
Естественный ареал охватывает Аллеганские горы в Северной Америке. Саженцы были получены из Липецкой области в количестве 3 штук. В дендропарк были посажены в 1977 году, сохранность - 33,3%. В возрасте 50 лет высота 17,4 м, диаметр ствола - 21,1 см. Средняя продолжительность роста 65 дней. Вызревание побегов происходит на 100% (20 баллов). В зимний период иногда незначительно повреждались однолетние побеги, зимостойкость определяется 20 баллами. Растения способны восстанавливать присущую им в природе форму роста (5 баллов). Побегообразовательная способность средняя (3 балла). Прирост ежегодный – 5 баллов. Плодоношение нерегулярное, данные о качестве семян отсутствуют (20 баллов). Возможный способ размножения – привлечение извне (1 балл). По шкале перспективности вид предварительно можно отнести к 3 классу – менее перспективные (74 баллов).