CC BY
41
УДК 577.4:711.523(477.75)
ОЦЕНКА И ОПТИМИЗАЦИЯ ВОЗРАСТНОГО СОСТАВА ДЕНДРОФЛОРЫ
ЛАНДШАФТНЫХ ПАРКОВ
О. М. Бедарева, А. В. Матюха, Е. Г. Кравцов
ASSESSING AND IMPROVING THE AGE STRUCTURE OF THE ARBOREAL VEGETATION IN LANDSCAPE PARKS
O. M. Bedareva, A. V. Matyukha, E. G. Kravtsov
Среди элементов ландшафта наибольший интерес у людей вызывал, прежде всего, растительный мир, поскольку растения обладают выраженной физиономичностью. И если на первых порах человека привлекала только их эстетическая ценность, то со временем он все более активно вмешивался в процесс развития ландшафта, непосредственно воздействуя на фитоценоз, внедряя результаты селекции и интродукции видов. И вот тогда стало ясно, что каждое растение обозначено зонально и географически, проходит целый ряд отборов: на первом этапе экотопический, затем ценобиотический (внедряются только конкурентоспособные виды) и антропический. Из представленного ряда наиболее важным является экотопический отбор, т. е. соответствие растения среде обитания, в противном случае два следующих отбора утрачивают свою значимость. Этот принцип нашел яркое отражение в формировании ландшафтных парков.
В мировой практике ландшафтные парки и ботанические сады стали центрами комплексной охраны природы. Их роль заключается в воспроизведении в достаточных количествах видов, типичных для местной флоры, а также экзотов, редких и находящихся под угрозой исчезновения. В формирующихся условиях сохранение ландшафтных парков выступает как основополагающий аспект ответственности за устойчивость и сбалансированность городской среды.
В статье приведены результаты исследования возрастного состава древесных доминантов ландшафтных парков, осуществлен их сравнительный анализ по соответствующим возрастным группам. Выявлены перспективы сохранения флористического состава с учетом возрастных тенденций. Рассмотрены стратегии жизни различных возрастных групп и определены пути оптимизации возрастного состава.
урбоэкосистемы, ландшафтные парки, возрастной состав, классы возраста, древесные доминанты, стратегии жизни
Among the elements of the landscape, flora initially aroused the greatest interest among people, as plants have an obvious physiognomic. And if at the beginning people used their natural attractiveness, then in the course of time they were increasingly intervening in the landscape development, bearing direct impact on phytocoenosis using selection results and species introduction. And then it became clear that each plant is
indicated zonary and geographically, undergo a number of selections: at the first stage-ecotypic selection, then cenobiotic (only competitive species are introduced) and anthropic. From the presented selections, the most important is ecotypic, that is, compliance of plants to the habitat, otherwise the following two selections lose their significance. This principle is clearly reflected in the formation of landscape parks.
In the world practice, landscape parks and botanical gardens have become centers of integrated conservation. Their activity is to reproduce in sufficient numbers species that are typical for the local flora, as well as exotic, rare and endangered species. In the emerging environment, maintenance of landscape parks acts as fundamental aspect of the responsibility for stability and balance of the urban environment.
The article presents research results of the age structure of the arboreal dominant of landscape parks, as well as comparative analysis of each dominant on the relevant age groups. The prospects of preserving floristic composition, according to the age trends have been revealed. Vital strategies of different age groups and identified ways to optimize the age structure have been considered.
urban ecosystem, landscape parks, age structure, age classes, arboreal dominant, vital strategies
ВВЕДЕНИЕ
В Российской Федерации города, занимая 1% территории страны, концентрируют три четверти ее населения [1]. С их ростом и развитием особое значение приобретает вопрос сохранения парков и лесопарков как крупных узловых элементов природного каркаса. Эти территории выполняют важные средообразующие, санитарно-гигиенические и рекреационные функции, влияют на формирование микроклимата города [2]. В условиях усиления процессов урбанизации необходимо рассматривать ландшафтные парки как основу зеленой структуры городской среды.
Оценка состояния древесных насаждений парков возможна только на основании комплексного подхода, включающего анализ местообитаний, морфометрических показателей: диаметра ствола, высоты, возрастного состава ценопопуляции. Данные параметры обуславливают необходимость корректировки пространственной структуры насаждений в целях повышения рекреационных характеристик объекта (соотношения открытых, полуоткрытых и закрытых пространств, устранения опасности ветровала и т.д.), а также улучшения фитосанитарного состояния деревьев.
Цель работы: выявить возрастной состав доминирующих популяций древесных пород для оптимизации пространственной структуры фитоценозов ландшафтных парков на примере парка Макса Ашманна.
ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ
Парк Макса Ашманна расположен в северной части Ленинградского района г. Калининграда. Это живописный зеленый массив площадью 68,02 га, включающий в себя три пруда, расположенных в его центральной и восточной частях. В таблице представлен баланс площадей в современных и исторических границах [3].
Таблица. Баланс площадей парка Макса Ашманна Table. Balance of areas of Max-Asmann park
Наименование Современные границы (2000 г.) Исторические границы (1946 г.)
га % га %
Здания и сооружения 2,9 3,6 0,8 1,0
Дороги 0,4 0,5 2,5 3,1
Площадки - - 2,3 2,9
Водные пространства 3,4 4,3 3,4 4,3
Насаждения плотные (закрытые пространства - З) 45,0 68,7 32,0 40,0
Насаждения, рыхлые (полуоткрытые пространства - ПО) 2,0 2,5 23,0 29,0
Поляны (открытые пространства - ОП) 14,0 17,5 16 20
Итого: 68,02 100,0 80,0 100,0
В работе использованы методы лесотаксационных и геоботанических исследований, изложенные в классических руководствах: Полевая геоботаника (том 1, 1959); Основные понятия лесной биогеоценологии (Сукачёв, 1964); Геоботаника (Быков, 1978); Классификация растительности (Александрова, 1969); Сообщества и экосистемы (Уиттекер, 1980).
Выбор модельных деревьев для учёта таксационных показателей производился согласно требованиям, изложенным в целом ряде работ. На каждой пробной площади был проведён сплошной перечёт деревьев, определены их основные морфометрические параметры. Таксономический анализ флоры осуществлялся с использованием филогенетической системы А. Л. Тахтаджяна (1980-1982) [4-9].
Для удобства работы территория парка Макса Ашманна была разбита на секторы [10] (рис. 1).
Рис. 1. Секторное зонирование территории парка Fig. 1. Sector zoning of the park territory
Всего выделено девять секторов, обследовано 15276 деревьев, на долю доминантов приходится 61,4 %.
Возрастной состав популяции включает различные возрастные периоды (группы): латентный - покоящиеся семена в почве; виргинильный, дифференцированный на ряд подгрупп: всходы, инфантную и собственно виргинильную (подрост); генеративный (особи, способные к половому размножению), синильный (старческий). Для нормального функционирования первые два возрастных периода должны быть представлены значительным количеством особей, в противном случае популяция не имеет будущего.
На территории объекта осуществлена сплошная таксация древесных насаждений. В перечетную ведомость включены следующие показатели: видовая принадлежность, диаметр ствола (замер на высоте 1,3 м), высота, возраст, характеристика состояния.
Оценка возрастного состава проводилась по следующим классам: 1-й класс -0-20 лет; 2-й - 20-40; 3-й - 40-60; 4-й - 60-80; 5-й - 80-100; 6-й - свыше 100 лет. Виргинильная группа относится к 1-му, генеративная - 2-5-му, синильная - 6-му классу. В работе приняты усредненные классы возраста.
Каждая из возрастных групп обладает определенной стратегией жизни. Так, для виргинильной группы характерно активное возобновление и способность задерживать интенсивность роста и развития с целью снижения конкуренции с особями генеративной группы. При благоприятных условиях особи виргинильной группы способны ускорять процессы роста и физиологической зрелости с целью перехода в генеративную группу. Что касается генеративной группы, то стратегия жизни её особей направлена на активизацию процесов плодоношения. Однако в определенные годы наблюдается отсутствие цветения и плодоношения, что приводит к снижению потенциала популяций животных (фитофагов), для которых плоды древесных насаждений служат кормовой базой. В последующие годы создаются благоприятные условия для формирования резервата семян пород в почвенных горизонтах. Для синильной группы отмечается общее снижение биотического потенциала: отсутствуют процессы полового размножения, наблюдается деформация кроны, гибель отдельных побегов, повреждение микологической и вирусной инфекциями. Тем не менее представители данной группы переходят к вегетативному размножению, но возникающие дочерние особи в возрастном цензе нельзя считать виргинильными, так как они сохраняют возрастную структуру и потенциал материнской.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
Древесная растительность парка включает виды, типичные для природной подзоны смешанного леса, к которой относится Калининградская область [11]. В ходе исследований были выявлены доминирующие в дендрофлоре парка породы: дуб черешчатый (Quercus robur L.), граб обыкновенный (Carpinus betulus L.), липа сердцевидная (Tilia cordata Mill.), ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior L.). Процентное соотношение преобладающих видов представлено на рис. 2.
■ Липа обыкновенная
■ Граб обыкновенный
■ Дуб черешчатый
■ Ясень обыкновенный
Рис. 2. Процентное соотношение видов деревьев, преобладающих
в дендрофлоре парка Fig. 2. The percentage of tree species, prevailing in arboreal flora of park
На основе перечетных ведомостей были выявлены особенности возрастного состава древесных доминантов. На рис. 3-6 представлено распределение особей по возрастам.
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
Рис. 3. Распределение особей популяции дуба черешчатого по возрастам Fig. 3. The distribution of specimens of Quercus robur population by age
В популяции дуба черешчатого преобладает генеративная возрастная группа (64,3%), особенно особи 5-го класса. При анализе популяции синильную группу стоит рассмотреть с точки зрения неоднородности. Более четкая дифференциация по ступеням возраста в 10 лет позволит выявить особи, вполне соответствующие представителям генеративной группы: 110, 120, 130, 140, 150 лет.
2980
924 771
290 583 176 233 ^ ■
ш
0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 Свыше 100 Всего
Дуб черешчатый
719
800 700 600 500 400 300 200 100 0
0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 Свыше 100 Всего
Липа
Рис. 4. Распределение особей популяции липы обыкновенной по возрастам Fig. 4. The distribution of specimens of Tilia cordata population by age
В популяции липы сердцевидной также преобладает генеративная возрастная группа (55,8%), особенно особи 3-го класса; 41% популяции -представители виргинильной группы, что говорит о перспективности и эффективном возобновлении популяции в данных лесорастительных условиях.
295
96 131 69 105
■ 1 ■ ■ 41
600 500 400 300 200 100 0
0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 Свыше 100 Всего
Ясень обыкновенный
Рис. 5. Распределение особей популяции ясеня обыкновенного по возрастам Fig. 5. The distribution of specimens of Fraxinus excelsior population by age
В популяции ясеня обыкновенного на генеративную группу приходится 84,8 % особей, в основном 2-4-го классов; 20,1% составляют представители виргинильной группы. Практически отсутствуют деревья синильной группы, что обусловлено временем внедрения популяции в ландшафтный парк.
501
1
101 148 100 114 63
¡¡■и 1 ■ 4
6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
Рис. 6. Распределение особей популяции граба обыкновенного по возрастам Fig. 6. The distribution of specimens of Carpinus betulus population by age
Популяция граба обыкновенного характеризуется следующим распределением по возрастам: на долю виргинильной группы приходится 15,6%; генеративной - 82,2%, что говорит о слабом возобновлении. Тем не менее данную популяцию следует рассматривать как популяцию нормального типа, равновесную, т. е. преобладающая часть её особей способна к процессам генеративного и вегетативного размножения, что объясняется большой возрастной протяженностью генеративной группы, включающей 2-5-й классы. Правомерно сделать вывод о высоком биотическом потенциале популяции и оптимальных условиях произрастания.
В целом по секторам незначительный процент синильных особей во многом связан с элиминацией перестойных насаждений с территории ландшафтного парка. Что касается возрастных особей, сохранивших нормальную архитектонику кроны, используется механизм защиты исторических насаждений как памятников природы. Высокая дифференциация генеративной группы по породам позволяет сделать положительный прогноз, так как в её рамках более молодым особям еще предстоит переход в следующий класс возраста.
При рассмотрении виргинильной группы также необходимо учитывать особенности регуляции, принятой в парковой экосистеме: слишком густой подрост, как правило, не имеет перспектив количественно перейти в следующую возрастную группу. Часть особей удаляется с целью сохранения композиции и создания оптимальных условий для произрастания как виргинильных, так и генеративных возрастных групп. Следует продумать создание периферийных питомников, где особи виргинильной группы были бы размещены для использования в будущем на территории данного объекта или в других ландшафтных целях как посадочный материал.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Возрастной состав популяций при прогрессивном их развитии представляет собой убывающий ряд геометрической прогрессии. Заниженные количественные показатели виргинильной группы в плане возобновления,
107
0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 Свыше 100 Всего
Граб обыкновенный
исключение составляет популяция липы сердцевидной, нивелируются пролонгированными классами возраста генеративной группы.
Учитывая продолжительность жизни особей дуба черешчатого, значительный процент представителей генеративной группы в общей возрастной структуре в известной мере компенсирует возрастной фон популяции. Необходимы мероприятия по оценке фитопатологического состояния генеративной группы. Следует проводить мониторинг и виргинильной группы для оптимизации возрастной структуры популяции древесных насаждений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Краснощекова, Н. С. Формирование природного каркаса в генеральных планах городов: учеб. пособие для вузов / Н. С. Краснощекова. - Москва: Архитектура-С, 2010. - 184 с.
2. David J. Nowak, Daniel E. Crane, Jack C. Stevens, Robert E. Hoehn, Jeffrey T. Walton, and Jerry Bond A Ground-Based Method of Assessing Urban Forest Structure and Ecosystem Services Arboriculture & Urban Forestry 2008. 34 (6): P. 347-358.
3. Концепция развития парков, парковых зон, скверов и бульваров Калининграда (2010-2018 гг.) // Администрация городского округа «город Калининград», комитет архитектуры и строительства, управление главного архитектора города. - Калининград, 2009. - 34 с.
4. Лавренко, Е. М. Полевая геоботаника: в 4 т. / Е. М. Лавренко,
A. А. Корчагин. - Москва, Ленинград: Изд-во академии наук СССР, 1959. - Т. 1. -444 с.
5. Сукачёв, В. Н. Основные понятия лесной биогеоценологии /
B. Н. Сукачёв, Н. В. Дылис. - Москва, 1964. - 486 с.
6. Быков, Б. А. Геоботаника / Б. А. Быков. - Алма-Ата: Наука, 1978. - 288 с.
7. Александрова, В. Д. Классификация растительности / В. Д. Александрова. -Ленинград: Наука, 1969. - 275 с.
8. Уитекер, Р. Сообщества и экосистемы / Р. Уиттекер. - Москва: Прогресс, 1980. - 328 с.
9. Тахтаджян, А. Л. Жизнь растений: в 6 т. / А. Л. Тахтаджян. - Москва: Просвещение, 1980-1982. - Т. 5(1), Т. 5(2), Т 6.
10. Инвентаризация древесных насаждений г. Калининграда и оценка их культуртехнического состояния / А. В. Матюха [и др.] // Экология урбанизированных территорий. - 2014. - № 3 - С. 46-51.
11. Мурачева, Л. С. Мониторинг лесопарковых экосистем на урбанизированных территориях Калининградской области / Л. С. Мурачева, О. М. Бедарева, В. К. Хлюстов. - Калининград: Изд-во ФГБОУ ВПО «КГТУ», 2013. - 249 с.
REFERENCES
1. Krasnoshhekova N. S. Formirovanie prirodnogo karkasa v general'nyh planah gorodov: uchebnoe posobie dlja vuzov [Formation of a natural frame in general plans of cities: textbook for high schools]. Moscow, Arhitektura-S, 2010, 184 p.
2. David J. Nowak, Daniel E. Crane, Jack C. Stevens, Robert E. Hoehn, Jeffrey T. Walton, and Jerry Bond A Ground-Based Method of Assessing Urban Forest Structure and Ecosystem Services Arboriculture & Urban Forestry. 2008, no. 34(6), pp. 347-358.
3. Koncepcija razvitija parkov, parkovyh zon, skverov i bul'varov Kaliningrada (2010-2018 gg.). Administracija gorodskogo okruga "Gorod Kaliningrad", komitet arhitektury i stroitel'stva, upravlenie glavnogo arhitektora goroda [The concept of development of parks, green areas, squares and avenues of Kaliningrad (2010-2018). City district administration "The city of Kaliningrad", the Committee of architecture and construction, the office of the chief architect of the city]. Kaliningrad, 2009, 34 p.
4. Lavrenko E. M., Korchagin A. A. Polevaja geobotanika [Field geobotanics]. Moscow, Leningrad, Izd-vo akademii nauk SSSR, 1959, vol. 1, 444 p.
5. Sukachjov V. N., Dylis N. V. Osnovnye ponjatija lesnoj biogeocenologii [Basic concepts of forest biogeocoenology]. Moscow, 1964, 486 p.
6. Bykov B. A. Geobotanika [Geobotanics]. Alma-Ata, Nauka, 1978, 288 p.
7. Alesandrova V. D. Klassifikacija rastitel'nosti [Classification of vegetation]. Leningrad, Nauka, 1969, 275 p.
8. Uiteker R. Soobshhestva i jekosistemy [Communities and ecosystems]. Moscow, Progress, 1980, 328 p.
9. Tahtadzhjan A. L. Zhizn' rastenij [Plant life]. Moscow, Prosveshhenie, 19801982, vol. 5(1), 5(2), 6.
10. Matjuha A. V. i dr. Inventarizacija drevesnyh nasazhdenij g. Kaliningrada i ocenka ih kul'turtehnicheskogo sostojanija [Inventory of tree plantings in the city of Kaliningrad and evaluation of their condition]. Jekologija urbanizirovannyh territorij, 2014, no. 3, pp. 46-51.
11. Muracheva L. S., Bedareva O. M., Hljustov V. K. Monitoring lesoparkovyh jekosistem na urbanizirovannyh territorijah Kaliningradskoj oblasti [Monitoring of forest-park ecosystems in urbanized territories of the Kaliningrad region]. Kaliningrad, Izd-vo FGBOU VPO "KGTU", 2013, 249 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Бедарева Ольга Михайловна - Калининградский государственный технический университет; доктор биологических наук, доцент, зав. кафедрой агропочвоведения и агроэкологии; E-mail: olgabedareva@mail.ru
Bedareva Olga Mikhajlovna - Kaliningrad State Technical University; Doctor of Biological Science, assistant professor, head of the department of agropedology and agroecology; E-mail: olgabedareva@mail.ru
Матюха Александр Владимирович - Калининградский государственный технический университет; ассистент, зав. лабораторией кафедры агропочвоведения и агроэкологии; E-mail: altosed@yandex.ru
Matyukha Aleksandr Vladimirovich - Kaliningrad State Technical University; assistаnt; head of the laboratory at the department of agropedology and agroecology;
E-mail: altosed@yandex.ru
Кравцов Евгений Григорьевич - Калининградский государственный технический университет; аспирант кафедры агропочвоведения и агроэкологии
Kravtsov Evgeniy Grigorievich - Kaliningrad State Technical University; postgraduate student of the department of agropedology and agroecology
