CC BY
31
Серия «Биология. Экология □
2011. Т. 4, № 2. С. 17-22 Онлайн-доступ к журналу: http://isu.ru/izvestia
И 3 В Е С Т И Я
Иркутского
государственного
университета
УДК 58.087+581.6
Интродукционная устойчивость растений как основа для разработки ассортимента для озеленения населённых пунктов Центральной Якутии
Н. С. Данилова, Т. Ю. Рогожина, А. Ю. Романова, С. 3. Борисова,
Н. С. Иванова
Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Амосова, г. Якутск E-mail: dan@sitc.ru
Аннотация. Климатические условия Якутии затрудняют обогащение культурной флоры региона. На основе шкал оценки интродукции древесных и травянистых растений, модифицированных авторами, выделены перспективные для выращивания в условиях Центральной Якутии декоративные растения. Разработанные модели оптимальных интродуцентов способствуют сокращению поиска устойчивых растений.
Ключевые слова: декоративные растения, интродукционная устойчивость, шкала оценки, модель интродуцента, ассортимент.
Изучение декоративных растений □ одно из первых и основных направлений интродук-ционной науки в Якутии, которое не теряет своей актуальности и в современный период. Изучение интродукционной устойчивости декоративных растений, разработка ассортимента древесных и травянистых многолетников для озеленения населённых пунктов криолито-зоны □ одно из главных направлений исследований Ботанического сада Северо-Восточного федерального университета. Начало этому направлению было заложено в середине ХХ-го в. с созданием в 1959 г. Чучур-Муранской опытной биологической станции ЯФ СО АН СССР.
Якутия □ территория с крайне суровыми природными условиями, которые ограничивают использование многих садовых форм и видов инорайонных декоративных древесных и травянистых растений. Годовые амплитуды температуры воздуха Якутии не имеют аналогов, наибольшие значения отмечаются во внутренних частях территории. Зима здесь характеризуется как чрезвычайно суровая □ минимальные температуры в январе по 62-й параллели в г. Якутске составляют -64 оС, максимальные летние температуры достигают величин, уникальных на данных широтах Евроазиатского континента (+38 оС), т. е. размах абсолютных минимальных и максимальных температур составляет 102 оС. Количество выпадающих осадков и их распределение как в пространстве, так и во времени находится в
тесной связи с географическим положением и атмосферными процессами, протекающими над территорией Якутии (обусловленными значительным удалением и защищённостью территории от Атлантического и Тихого океанов), а также сложностью рельефов. Наибольшее количество осадков выпадает на Алданском нагорье (до 500 мм), но большая часть Якутии по количеству осадков (140П80 мм) приближена к степным и полупустынным районам Средней Азии. Распределение осадков во времени неравномерно, годовой ход характеризуется летним максимумом и сухой зимой
[4].
Важнейшими факторами развития и роста растений является солнечное освещение и радиация. Совместное влияние длинного дня и повышенных температур обусловливает сокращение в Якутии вегетационного периода сельскохозяйственных культур на 8П0 дней по сравнению с широтой 55о [16].
Одной из природных особенностей Якутии являются многолетнемёрзлые грунты: влияние мерзлоты на рост и развитие растений неоднозначно. С одной стороны, многолетняя мерзлота, верхняя кровля которой располагается на глубине 1,5С3,5 м, представляет собой водонепроницаемый пласт и, изолируя грунтовые воды, ограничивает кругооборот влаги и солей сезонно-талым слоем почвы. Кроме того, она является мощным естественным консервантом влаги, что, несомненно, является положитель-
ным природным фактором. С другой стороны, почвы Якутии □ самые холодные, мерзлота является постоянным источником низких температур в верхних слоях почвы, особенно весной и в начале лета, что отрицательно сказывается на интенсивности почвообразовательных процессов и продуктивности растений [13; 15].
Хотя эти условия являются значительным препятствием в обогащении культурной флоры Якутии, всё же здесь накоплен значительный опыт интродукции инорайонных сортов и видов декоративных растений. Инструментом для прогнозирования успешного введения в культуру растений является предварительная оценка их интродукционных возможностей.
При подборе декоративных древесных растений нами используется известная шкала оценки перспективности интродукции древесных растений П. И. Лапина и С. В. Сидневой [9], которая рассчитана на районы, где зима лимитирует возможности интродукции древесных растений. Поэтому ведущим критерием является зимостойкость растений; кроме того, растения оцениваются по таким показателям, как степень ежегодного вызревания побегов, сохранение в культуре исходного габитуса растения, способность к побегообразованию, регулярность прироста побега, способность к генеративному развитию и возможные способы размножения в культуре. Однако поскольку интродукция деревьев и кустарников в Якутии проводится в основном для целей декоративного садоводства, мы сочли необходимым ввести дополнительный показатель □ степень устойчивости растений к болезням и вредителям [12]. На основании оценки перспективности по вышеуказанным показателям выделены 6 групп интродуцентов от вполне перспективных и перспективных до абсолютно непригодных для интродукции в Центральной Якутии.
Способность растений выдерживать суровые климатические условия Якутии тесно связана с типом приспособительной структуры растений. Биологический анализ дендрофлоры Якутии свидетельствует, что преобладающей жизненной формой являются кустарники и полукустарники. Многолетние интродукцион-ные исследования древесных растений показали, что эти жизненные формы являются более пластичными при переселении в Центральную Якутию. Растения неодинаково реагируют на действие низких зимних температур. Деревья, как более консервативная жизненная форма,
более подвержены вымерзанию и часто погибают, иногда они меняют изначально присущий им габитус, превращаясь в кустарник. Также очень редко могут менять свой облик кустарники, обретая черты полукустарника или даже многолетнего травянистого растения □ ежегодно вымерзающие побеги замещаются новыми. Проанализирована интродукционная устойчивость растений соотносительно с ритмом их фенологического развития, установлено, что постепенное приближение ритмов развития инорайонных растений к местным повышает их интродукционные возможности в условиях Якутии.
На основе анализа интродукционной устойчивости большого количества материала предложена модель устойчивого в условиях Центральной Якутии древесного интродуцен-та. Это кустарник, светолюбивый, засухоустойчивый мезофит, мезотроф; происхождение □ Якутия, Сибирь, Дальний Восток и Восточная Азия.
С использованием этой модели разработан ассортимент декоративных древесных растений для зелёного строительства Якутии, который подразделён на три категории □ основной, дополнительный и ограниченный.
Значительную часть основного ассортимента составляет группа вполне перспективных древесных растений, наиболее приближенных к модели устойчивого интродуцента: деревья и кустарники, успешно прошедшие многолетние испытания в урбаносреде и которые можно рекомендовать для широкого использования в озеленении городов и посёлков. Это, как правило, растения природной флоры Якутии, хорошо адаптированные к Северу, малотребовательные к условиям среды. Но, учитывая повсеместное распространение в г. Якутске засолённых, загрязнённых и заболоченных почв, использовать эти виды в озеленении следует с соответствующей подготовкой посадочных мест. Хотя растения основного ассортимента могут произрастать на относительно бедных, они весьма отзывчивы на плодородные, ухоженные почвы. Технологии выращивания и размножения растений основного ассортимента (Padus avium Mill., Sorbus sibirica Hedl., Caragana arborescens Lam. и др.) в деталях разработаны, саженцы в большом количестве без осложнений можно выращивать в питомниках.
Дополнительный ассортимент составляют растения группы перспективных: виды, прошедшие многолетние испытания в ботаниче-
ском саду и успешно выращиваемые на приусадебных участках. Это наиболее многочисленная группа, включающая как местные растения, так и сорта и виды, привлеченные из других регионов. Виды дополнительного ассортимента испытываются на экспериментальных участках г. Якутска и благодаря своей зимостойкости, быстрому росту и высокой декоративности могут украсить городские скверы, но при условии постоянного внимательного ухода. Технологии выращивания и размножения растений дополнительного ассортимента также разработаны, посадочный материал несложно вырастить в специализированных питомниках. Успешно адаптировались в скверах и дворах Якутска такие виды дополнительного ассортимента, как Crataegus maximowiczii Schneid., Malus baccata (L.) Borkh., Rosa rugosa Thunb. и др.
Древесные растения, включённые в ограниченный ассортимент, менее устойчивы. Как правило, они не переносят засоления, предпочитают плодородные увлажненные почвы, хорошо прогреваемые солнечные места. В этот список входят в основном инорайонные сорта и виды, а также растения природной флоры Якутии, выращивание которых в городских условиях в силу различных причин затруднено. У инорайонных видов наблюдается обмерзание одно-, двухлетних побегов, в связи с чем кусты следует ежегодно формировать обрезкой. Эти виды рекомендуется выращивать на приусадебных участках и накапливать опыт их выращивания в условиях городской среды. Ограниченный ассортимент, как правило, составляют перспективные и менее перспективные растения. При этом надо отметить, что границы категорий вполне лабильны и со временем виды могут повышать степень своей перспективности. Как пример можно привести редкий вид Якутии, эндем Алданского нагорья Sorbocotoneaster pozdnjakovii Pojark., один из красивейших видов местной флоры. В течение многих лет попытки его интродукции заканчивались неудачей, но к настоящему времени успешно разработаны технологии семенного размножения и выращивания вида в Центральной Якутии, имеется первый опыт успешного использования в озеленении г. Якутска. Это позволит уже в скором времени переместить S. pozdnjakovii в дополнительный или даже основной ассортимент декоративных растений. Постепенно вводятся в городское озеленение и другие виды этого ассортимента: Syringa josikaea Jacq. fil., Berberis amurensis Maxim. и др.
Разнообразные виды из дополнительного и ограниченного ассортиментов широко выращиваются на многочисленных дачных участках якутян и жителей различных районов республики.
Климатические условия Якутии ограничивают использование не только древесных растений, но и многообразие инорайонных видов и сортов декоративных многолетников. Между тем природная флора Якутии □ богатейший источник не только устойчивых к условиям Севера растений, но и кладезь разнообразного декоративного материала, обладающего широким диапазоном экологических свойств. Здесь много засухоустойчивых растений, но произрастают и влаголюбивые, большая часть растений предпочитает открытые солнечные места, но встречаются теневыносливые и тенелюбивые, особую группу составляют солеустойчивые виды и т. д. Это даёт возможность использовать их в самых разных условиях и в различных типах декоративных посадок. Это крупномерные травы, красивоцветущие, декоративнолиственные, почвопокровные растения, суккуленты и пр.
В действующем ассортименте декоративных травянистых растений для посёлков и городов Якутии, включающем в основном декоративные однолетники, особенно заметно отсутствие раноцветущих (май □ начало июня) и цветущих в первой половине лета (июнь □ начало июля) растений, в то время как природная флора располагает ими в достаточном количестве и разнообразии.
Одновременно с введением в культуру местных декоративных многолетних травянистых растений нами проводится интродукци-онный эксперимент по переселению в Центральную Якутию многолетников из других регионов России с тем, чтобы обогатить культурную декоративную флору Якутии. Из испытанных 676 таксонов инорайонных видов и сортов 456 не выдержали якутской зимы и погибли в течение первой перезимовки, однако, несмотря на это, процесс переселения травянистых многолетников из других регионов продолжается в течение десятилетий.
Для оценки интродукционных возможностей декоративных травянистых многолетников в Центральной Якутии нами модифицирована шкала В. Н. Былова и Р. А. Карписоновой [2]. Перенос растений в суровые климатические условия сопряжен со многими трудностями, в первую очередь из-за холодной, продолжительной зимы. В вышеупомянутой сис-
теме оценки интродукционной устойчивости авторами не рассматривается зимостойкость растений в связи с сохранением декоративности, что, на наш взгляд, очень важно для цветоводства [10]. Оценка интродуцентов проводится по 4 показателям: степень сохранения декоративности после перезимовки; полнота прохождения фенологических фаз; способность растений к самовозобновлению; повреждаемость вредителями и болезнями. Суммирование баллов по показателям позволяет выделить 5 групп: перспективные в культуре растения, среднеперспективные, малоперспективные, неперспективные и абсолютно непригодные для интродукции в Центральной Якутии.
На основе интродукционного испытания многолетников нами разработана оптимальная модель декоративного многолетника для Центральной Якутии, которая выглядит следующим образом: длительновегетирующий, часто зимне-зелёный, ползучий, коротко- или длиннокорневищный, рано отрастающий и рано цветущий вид: Convallaria majalis L.; Iris se-tosa Pall .; I. scariosa Willd. ex Link; Dianthus deltoides L.; Gypsophila sambukii Schischk.; Cal-lianthemum sajanensis (Regel) Witasek; Clausia aprica (Steph.) Korn.-Tr.; Sedum hybridum L.;
S. kamtschaticum Fisch.; S. middendorfianum Maxim.; Geranium pratense L.; Eryngium planum L.; Dracocephalum nutans L.; D. palmatum Steph.; D. stellerianum Hiltenbr. и др.
Зимостойкость многолетников, как и древесных растений, также связана с жизненной формой. В отличие от древесных, спектр приспособительных типов травянистых растений более широк. Зимующие почки у них могут развиваться на разных уровнях: как в почве (короткокорневищный Chelidonium majus L., длиннокорневищный Anemone sylvestris L., луковичные □ виды родов Allium и Lilium), так на её поверхности и выше (стержнекорневой Alyssum lenense Adams, ползучие и столонообразующие Thymus sibiricus (Serg.) Klokov et Shost, Fragaria orientalis Losinsk., кистекорневые □ виды рода Aquilegia). Соответственно расположению, почки у разных видов находятся в различных температурных условиях. Так, в январе средняя температура поверхности почвы составляет -43 о С, на глубине 20 см -19,2 [7]. Но вместе с этим, многие ползучие, длиннокорневищные и короткокорневищные растения развивают зимующие розеточные листья, которые, защищая почки возобновления от холода, обеспечивают благополучную перезимовку.
Большое значение для перезимовки травянистых растений, особенно ползучих и кистекорневых, имеет высота снежного покрова. На теплоизолирующее влияние снега для перезимовки декоративных многолетников указывают многие авторы [5; 11; 14 и др.]. И. В. Верещагина [3] указывает оптимальную для благополучной перезимовки растений в Алтайском крае в умеренно холодные зимы высоту снежного покрова в январе до 70 см. По данным «Агроклиматического справочника □ [1] в г. Якутске в январе высота снежного покрова составляет всего 27 см. Но даже такой небольшой слой снега оказывает заметное утепляющее действие □ на поверхности почвы температура на 14 И0 о С выше, чем на поверхности снега мощностью 20И5 см [4]. Благодаря такой теплозащитной роли снега становится возможной перезимовка ряда инорайонных растений в экстремальных условиях Центральной Якутии.
Значительную роль в успешности интродукционного процесса играет экологическая приуроченность растений. Ранее нами были показаны низкие интродукционные возможности лесных и тундровых видов при переселении их в Центральную Якутию [6]. Низкая перспективность кустарничков, на наш взгляд, объясняется именно этим. Испытанные кустарнички □ преимущественно растения тёмнохвойной тайги или тундровые виды. Условия питомников, которые, как правило, располагаются на открытых местах, где ранее была развита степная или луговая растительность, не соответствуют экологической природе этих видов. Соответственно, оптимум в таких условиях находят луговые, степные, лесостепные и, отчасти, лесные виды.
В силу короткого вегетационного периода одним из условий успешности интродукционного процесса является раннее и быстрое фенологическое развитие интродуцентов. Немаловажен в этом отношении и феноритмотип. Анализ сроков возобновления, нарастания, генеративного состояния и отмирания побегов показал, что часто успешность интродукции обеспечивается длительной вегетацией растений в сочетании с ранним цветением и плодоношением. Во флоре Якутии весьма распространено явление зимнезелёности листьев, т. е. их сохранение в течение всего зимнего периода. Зимнезелёность рассматривают как приспособительный признак к условиям короткого вегетационного периода. Благодаря зимующим зелёным листьям удлиняется срок
ассимиляции за счёт ранневесенних и позднелетних периодов.
Разработанный на основе оценки интро-дукционных возможностей растений ассортимент декоративных многолетников подразделён на основной и дополнительный. Основной ассортимент включает виды, предлагаемые для благоустройства городских территорий (108 видов). Костяк этой категории составляют виды группы перспективных, большая часть которых являются растениями местной флоры, но достаточно среди них и инорайонных. Дополнительный ассортимент предложен в основном для дачного озеленения (42 вида), большей частью это среднеперспективные растения, переселённые из других регионов и требующие более внимательного ухода.
В составе разработанного ассортимента декоративных растений заметное место занимают охраняемые виды, занесённые в «Красную книгу Республики Саха (Якутия) □ [8]. Введение в практику озеленения таких видов, как Hemerocallis minor Mill., Lilium pensylvani-cum Ker.-Gawl., Iris laevigata Fisch. et C.A. Mey., Viola dactyloides Schult. и многих других одновременно могло бы служить и действенным мероприятием по охране и воспроизводству, снижая антропогенную нагрузку на их природные популяции.
Руководствуясь моделями оптимального интродуцента, учитывая показатель перспективности вида при его интродукции в г. Якутске, можно оптимизировать процесс подбора декоративных растений для использования их в озеленении.
Работа выполнена при поддержке ФЦП (проект 14.740.11.0636) и Программы развития СВФУ.
Литература
1. Агрометеорологический справочник по Якутской АССР. □ Л. : Гидрометеоиздат, 1963. □ 146 с.
2. Былов В. H. Принципы создания и изучения коллекции малораспространенных декоративных многолетников / В. H. Былов, Р. А. Карписонова // Бюл. ГБС. □ 1978. □ Вып. 107. □ С. 77С82.
3. Верещагина И. В. Перезимовка декоративных многолетников в Алтайском крае / И. В. Верещагина. □ Новосибирск : РАСХН, Сиб. отд-ние, НИИСС им. М. А. Лисавенко, 1996. □ 170 с.
4. Гаврилова М. К. Климат Центральной Якутии / М. К. Г аврилова. □ Якутск : Якут. кн. изд-во, 1973. П120 с.
5. Гаганов П. Г. О выфащивании многолетних флоксов в Сибири и на Дальнем Востоке / П. Г. Г ага-нов // Бюл. ГБС. П1973. □ Вып. 89. □ С. 84-90
6. Данилова Н. С. Основные закономерности интродукции травянистых растений местной флоры в Центральной Якутии / Н. С. Данилова // Бюл. ГБС. □ 2000. □ Вып. 179. □ С. 3-8.
7. Климат Якутска. □ Л. : Гидрометеоиздат, 1982. □245 с.
8. Красная книга Республики Саха (Якутия). Т. 1. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов / М-во охраны природы РС (Я), Департамент биол. ресурсов. □ Якутск : НИПК -Сахаполиграфиздат» 2000. □256 с.
9. Лапин П. И. Оценка перспективности интродукции древесных растений по данным визуальных наблюдений / П. И. Лапин, С. В. Сиднева // Опыт интродукции растений. □ М. : Изд-во ГБС АН СССР, 1973. □ С. 7-67.
10. Рогожина Т. Ю. Перспективы интродукции декоративных многолетников в Центральной Якутии : автореф. дис. □ канд. биол. наук / Т. Ю. Рогожина. □ Якутск, 2005. □ 19 с.
11. Родченко О. П. Влияние снежного покрова различной глубины на перезимовку клевера и люцерны в Восточной Сибири / О. П. Родченко // Тр. Вост.-Сиб. фил. Сиб. отд-ния АН СССР. □ Благовещенск, 1960. □ Вып. 20. □ С. 23-27.
12. Романова А. Ю. Обогащение культурной дендрофлоры Якутии : автореф. дис. □ канд. биол. наук / А. Ю. Романова. □ М., 2001. □ 19 с.
13. Саввинов Д. Д. Гидротермический режим почв в зоне многолетней мерзлоты / Д. Д. Саввинов. □ Новосибирск : Наука, 1976. □254 с.
14. Скрипченко А. Ф. Применение зимних укрытий для декоративных многолетников / А. Ф. Скрипченко // Бюл. ГБС, 1973. □ Вып. 90. □ С. 67.
15. Цыпленкин Е. И. Вечная мерзлота и её агрономическое значение / Е. И. Цыпленкин // Тр. Ин-та мерзлотоведения АН СССР. □ Л. : Изд-во АН СССР, 1944. □ Т. IV. □ С. 230-255.
16. Шашко Д. И. Климатические условия земледелия Центральной Якутии (с вопросами методики сельскохозяйственной оценки климата) / Д. И. Шашко. ПМ. : Изд-во АН СССР, 1961. □264 с.
Introduction stability of plants is a basic of working out of ornamental plants assortment for towns of the Central Yakutia
N. S. Danilova, T. Y. Rogozhina, A. Y. Romanova, S. Z. Borisova, N. S. Ivanova,
M. K. Ammosov
North-Eastern Federal University, Yakutsk
Abstract. The severe climate of Yakutia hinders an enrichment of flora of ornamental crops. The estimation scale of R.I. Lapin and S.N. Sidneva and the scale of V.N. Bylov and R.A. Karpysonova has been modified by authors. On the basis of this scales the perspective plants for Yakutia are allocated. The model helps to optimize the search of steady plants.
Key words: ornamental plants, introduction stability, an estimation scale, model of introducing plant, assortment
Данилова Надежда Софроновна Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Амосова
677000, г. Якутск, ул. Кулаковского, 48 доктор биологических наук, профессор тел.: 8-411-249-68-43 E-mail: dan@sitc.ru
Рогожина Татьяна Юрьевна Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Амосова
677000, г. Якутск, ул. Кулаковского, 48 кандидат биологических наук тел.: 8-411-249-68-43 E-mail: botsad_nefu@mail.ru
Романова Аида Юрьевна
Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Амосова
677000, г. Якутск, ул. Кулаковского, 48
кандидат биологических наук, начальник отдела
дендрологии
тел.: 8-411-249-68-43
E-mail: botsad_nefu@mail.ru
Danilova Nadezhda Sofronovna
M. K. Ammosov North-Eastern Federal University
48 Kulakovskogo St., Yakutsk, 677000 D. Sc. in Biology, prof. phone 8-411—249—68-43 E-mail: dan@sitc.ru
Rogozhina Tat\yana Yurievna
M. K. Ammosov North-Eastern Federal University
48 Kulakovskogo St., Yakutsk, 677000 Ph. D. of Biology phone 8—4—411—2249—668—43 E-mail: botsad_nefu@mail.ru
Romanova Aida Yurievna
M. K. Ammosov North-Eastern Federal University
48 Kulakovskogo St., Yakutsk, 677000
Ph. D. of Biology, Head of the Department of
Dendrology
phone 8—411—249—68—43 E-mail: botsad_nefu@mail.ru
Борисова Саргылана Захаровна Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Амосова
677000, г. Якутск, ул. Кулаковского, 48 кандидат биологических наук, руководитель отдела природной флоры Якутии тел.: 8-411-249-68-43 E-mail: botsad_nefu@mail.ru
Borisova Sargylana Zaharovna
M. K. Ammosov North-Eastern Federal University
48 Kulakovskogo St., Yakutsk, 677000
Ph. D. of Biology, Head of the Department of Natural
Flora of Yakutia
phone 8—411—249—68—43
E-mail: botsad_nefu@mail.ru
Иванова Наталья Сергеевна
Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Амосова
677000, г. Якутск, ул. Кулаковского, 48 кандидат биологических наук, начальник отдела природной флоры Якутии тел.: 8-411-249-68-43 E-mail: botsad_nefu@mail.ru
Ivanova Natalya Sergeevna
M. K. Ammosov North-Eastern Federal University
48 Kulakovskogo St., Yakutsk, 677000
Ph. D. of Biology, Head of the Department of Natural
Flora of Yakutia
phone 8—411—249—68—43
E-mail: botsad_nefu@mail.ru
