CC BY
104
УДК 581.543
Г.А. Фирсов, А.В. Волчанская, И.В. Фадеева
ФЕНОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОХРАНЯЕМЫХ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ В ГОДИЧНОМ ЦИКЛЕ РАЗВИТИЯ ПРИРОДЫ В НАЧАЛЕ XXI ВЕКА В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ
Изменения климата в Санкт Петербурге отражаются на сроках сезонного развития как видов местной флоры, так и интродуцированных редких и охраняемых видов, что влияет на уровень их адаптации. Выражены положительные тренды температуры воздуха по скользящим средним пятилетиям (за период с 1752 г. по 2013 г.) и вегетационного периода в геосистеме (за период с 1841 г. по 2013 г. минимальный показатель 143 сут. в пятилетие 18731877 гг. и максимальный - 194 сут. в 1988-1992 г.). В последнее пятилетие (2009-2013 гг.) феноинтервал, характеризующий этот период, сократился до 177 сут. Это объясняется биоклиматической цикличностью. В 2009-2012 гг. проявляется усиление континентальности климата относительно нормы климата за 1980-2009 гг. Увеличился безморозный период. Наблюдается более раннее наступление летних феноэтапов года и более позднее - осенних явлений, особенно второй половины осени. Сезонная динамика природы последних лет была благоприятной для роста и развития растений и их подготовки к зиме. У большинства изучаемых видов вегетация начинается на втором этапе подсезона «оживление весны». Как и начало вегетации, её окончание у разных видов происходит на разных феноэтапах календаря природы, а у части растений оно вынужденное. Продолжительность вегетации варьируется от 133 сут. у Parthenocissus tricuspidata до 210 сут. у Genista tanaitica. В сравнении с итогами интродукции за периоды с более неблагоприятным климатом значительно увеличилось количество редких и охраняемых видов растений, способных произрастать в современных условиях климата Санкт-Петербурга практически не обмерзая. Из 32 листопадных видов в период с 2009 г. по 2012 г. лишь у растений 3 видов (9%) наблюдались повреждения многолетних побегов. Дальнейшее потепление климата может негативно сказаться на устойчивости древесных растений, особенно с коротким периодом зимнего покоя.
Ключевые слова: фенология, древесные растения, Красная книга, Санкт-Петербург.
При изучении биологических особенностей редких и охраняемых древесных видов важно знать, как проявляются их наиболее значимые адаптивные показатели на фоне наблюдающихся изменений климата (в особенности термического режима). Важнейшую часть исследований составляют наблюдения за фенологическим биоритмом изучаемых растений и сопоставление сроков наступления их основных фенофаз с календарём природы на дендрофенологической основе. Актуальны вопросы, какими были фенологические условия последних лет наблюдений по сравнению со второй половиной XX в. и за весь период наблюдений. Это особенно интересно, так как в Санкт-Петербурге накоплены самые длительные в России ряды инструментальных метеорологических и фенологических наблюдений. Важно проследить, как изменились сроки наступления и продолжительность феноэтапов года. Таким образом, целью исследования явилось изучение реакции редких и охраняемых древесных видов Красной книги России на наблюдающиеся изменения климата (главным образом температуру воздуха). В задачи входил анализ фенологического биоритма изучаемых растений, а также тенденций в изменении сроков наступления наиболее значимых структурных подразделений календаря природы и температуры воздуха за весь период наблюдений.
Объекты и методы исследований
В процессе выполнения проекта «Биологические особенности древесных видов Красной книги России в Санкт-Петербурге» в Ботаническом саду Петра Великого Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН (БИН) в 2009-2012 гг. проводились фенологические наблюдения за модельными особями редких и охраняемых видов древесных растений, а также за дендрофеноиндикаторами терри-ториально-феноиндикационной системы Ладого-Ильменского дендрофлористического района (календаря природы на дендрологической основе). Объектами исследований явились 32 листопадных вида редких и охраняемых древесных растений, входящих в Красную книгу Российской Федерации. Фенологические наблюдения проводились по методике Н.Е. Булыгина [1; 2]. Оценка обмерзания растений осуществлялась по шкале П.И. Лапина [3]. В статье использованы данные по метеостанции Санкт-Петербург Санкт-Петербургского Центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями, а также ряды непрерывных фенологических наблюдений «Кайгородовско-
го фенологического опорного пункта» - Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета им. С.М. Кирова (с 1829-1841 гг.). Названия охраняемых растений (табл. 4) приводятся по второму изданию Красной книги РФ [4]. Результаты обработаны статистическими методами по П.Ф. Рокицкому [5]. Для расчетов использовалась компьютерная программа «Microsoft Excel».
Результаты исследований
Результаты обработки данных по метеостанции Санкт-Петербург показали, что в 2009-2011 гг. потепление климата в Санкт-Петербурге продолжалось [6]. При этом, если раньше оно шло в основном за счет холодной части года [7], то в первое десятилетие XXI в. уже наблюдается тенденция к потеплению и в летне-осенние месяцы, что особенно заметно на фоне аномально жаркого лета 2010 г. 2009 г. был в целом статистически «нормальным», что подтверждается и данными дендрофеноинди-каторов Календаря природы. В 2009 г. теплым был май (12,1 °С) и ноябрь (2,4 °С), а холодным - октябрь (4,6 °С), при достаточно высокой среднегодовой температуре воздуха (6,2 °С). В 2010 г. при чуть более низкой среднегодовой температуре воздуха (5,6 °С) и более холодных всех трех зимних месяцах теплыми были пять весенне-летних месяцев подряд, с апреля по август. Среднемесячная температура июля 2010 г. (24,4 °С) - рекордная за весь период наблюдений с 1752 г. В 2011 г. была высокая среднегодовая температура воздуха: - 6,8 °С. В 2012 г. среднегодовая температура была близкой к норме, четыре месяца можно отнести к категории «тёплых»: май, июль, сентябрь и ноябрь (последний очень тёплый, на 2,9 °С теплее нормы). И только 2 месяца - «холодные» (февраль и декабрь). В графе 5 табл. 1 приводятся температурные различия 2009-2012 гг. по отношению к норме климата за 1980-2009 гг.
Таблица 1
Среднемесячные температуры воздуха в Санкт-Петербурге в 2009-2012 гг. в сравнении с нормой климата в XX в. и за 30-лет (1980-2009 гг.)
Месяц Норма климата в XX в. Норма климата, 1980-2009 гг. Средняя t° С, 2009-2012 гг. Аномалия
I -7,7 -5,4±0,7 -6,6 -1,2
II -7,9 -5,8±0,7 -8,4 -2,6
III -4,2 -1,3±0,5 -1,5 -0,2
IV 3,0 5,1±0,3 5,4 +0,3
V 9,6 11,1±0,3 12,3 +1,2
VI 14,8 15,5±0,4 15,9 +0,4
VII 17,8 18,5±0,3 21,2 +2,7
VIII 16,0 16,8±0,3 17,6 +0,8
IX 10,8 11,5±0,3 13,1 +1,6
X 4,8 6,2±0,3 6,1 -0,1
XI -0,5 0,0±0,5 2,3 +2,3
XII -5,1 -3,6±0,6 -4,9 +0,2
За год: 4,3 5,8±0,2 6,1 +0,3
При сравнении среднемесячной температуры за четырёхлетний период с 2009 г. по 2012 г., заметно повышение её у самого теплого месяца, июля - на 2,7 °С, а также двух осенних месяцев - ноября (на 2,3 °С) и сентября (на 1,6 °С). При этом наблюдается понижение температуры февраля (на 2,6 °С) при росте среднегодовой температуры воздуха на 0,3 °С, что существенно за такой короткий период времени. В период с 2009 г. по 2012 г. сравнительно с нормой климата за 1980-2009 гг. возросла разница температур между самым теплым и самым холодным месяцами года, то есть усилилась континентальность климата.
В книге Т.В. Покровской и А.Т. Бычковой «Климат Ленинграда и его окрестностей» [8] в таблицах по средним температурам воздуха по метеостанции Санкт-Петербург данные относятся к периоду 1881-1960 гг. По этим данным, которые считались климатической нормой в XX в., среднегодовая температура воздуха в Санкт-Петербурге составляла 4,3 °С. Если сравнивать исследуемый период с нормой климата в XX в. [8], то возрастание температуры ещё выше: для июля - на 3,4 °С, ноября - на 2,8 °С, марта и мая - на 2,7 °С, апреля - на 2,4 °С, сентября - на 2,3 °С. Среднегодовая температура за 2009-2012 гг. выросла на 1,8°С. О заметном потеплении климата последних лет и десятилетий свидетельствует тот факт, что если во второй половине XX в. аномально суровые зимы повторялись в среднем один раз в 8-13 лет (1955/56, 1978/79, 1986/87 гг.), то после 1987 г. подобных зим не было [9; 10]. Средняя минимальная температура воздуха, на которой основывается выделение зон зимней устойчивости древесных растений, за 20-летний период с 1940 г. по 1959 г. в Санкт-Петербурге составляла -26,5 °С, за 30-летний период с 1950 г. по 1979 г. - -25,9 °С, а в первые 13 лет XXI в. (2001-2013 гг.) -22,6 °С. Санкт-Петербург по этому показателю, принятому в дендрологии, перешёл из пятой в более тёплую шестую зону. Такие условия можно считать благоприятными для перезимовки древесных растений. Летние высокие температуры воздуха способствовали вызреванию побегов, а безморозная, теплая и продолжительная осень повлияла на успешную подготовку к зиме. Были высажены в Парк на постоянное место такие теплолюбивые и редкие древесные экзоты, как Aucuba japonica Thunb. и Cryptomeria japonica (Thunb. ex L. f.) D. Don, которые раньше считались оранжерейно-комнатными растениями. Расширяется и география флористических областей и провинций, откуда происходят культивируемые здесь в открытом грунте деревья и кустарники. В последние годы в Санкт-Петербурге появились и успешно зимуют виды из Южной Америки и Средиземноморья, которые ранее считались слабозимостойкими и вымерзающими.
Продолжается тенденция к увеличению количества осадков [6]. 2012 г. был рекордным по годовому количеству осадков - 863 мм. Среднегодовое количество осадков за 2009-2012 гг. - 793 мм при норме климата 657 мм (1980-2009 гг.), то есть на 136 мм, или 21 %, выше.
Не вызывает сомнения то, что потепление климата ведёт к действительно огромным последствиям в культивировании деревьев и других объектов садоводства. До настоящего времени этот эффект воспринимался в подавляющем большинстве случаев как полезный, поскольку возрастание температур позволяет выращивать в нашем регионе в открытом грунте больше видов, чем раньше. При дальнейшем потеплении может значительно расшириться, и уже расширяется, ассортимент за счет переставших обмерзать видов. Но, с другой стороны, многие виды могут стать неперспективными для разведения. Возрастает опасность инвазий энтомовредителей и возбудителей болезней древесных растений, характерных для более тёплых регионов. Практически не изучена устойчивость разных видов интродуцентов к появившимся в последнее время видам почвообитающих фитофтор.
В табл. 2 приводятся даты наступления феноэтапов года по календарю природы БИН в сравнении со среднемноголетними значениями за 1980-2009 гг. Обозначения феноэтапов года приводятся по Н.Е. Булыгину [1]: ПВ - предвесенье, СТ - снеготаяние, ОВ - оживление весны, РВ - разгар весны, НЛ - начало лета, ПЛ - полное лето, СЛ - спад лета, НО - начало осени, ЗО - золотая осень, ГО -глубокая осень, ПЗ - предзимье, ПРз - первозимье (начало зимы). Цифры означают номера феноэта-пов года. Даты наступления феноэтапов года были разделены на 3 группы: ранние, наступающие с опережением среднемноголетних сроков (Р), «нормальные» или средние (Н) и поздние, наступающие с опозданием от нормы (П) при норме X = ±3mx (при доверительном уровне P = 0,99).
Как видно из табл. 2, наблюдается более позднее наступление осенних явлений природы: в 2009 г. - с первого этапа подсезона «золотая осень», в 2010 г. и 2011 г. - со второго этапа подсезона «глубокая осень» (в 2010 г. поздним был и первый этап подсезона «начало осени»). Во все эти годы очень поздно замерзали пруды и в статистически поздние сроки наступал переход минимальной температуры воздуха через 0 °С (индикаторы феноэтапа «предзимье»). В 2012 г. заморозки, приводящие к опадению листьев, наступили лишь 26 октября. А в другие годы - ещё в более поздние сроки. В 2011 г. из-за очень теплой погоды в декабре до конца календарного года зима так и не наступила.
За окончание вегетации длительно вегетирующих видов часто принимают наступление первых устойчивых морозов с отрицательной среднесуточной температурой воздуха. За период с 1950 г. по 1979 г. средней датой наступления первой среднесуточной температуры ниже 0 °С являлось 29 октября. В следующее 30-летие с 1980 г. по 2009 г. она отодвинулась на 4 сут. и стала наступать около 2 ноября. А за 4-летие с 2009 г. по 2012 г. эта дата сместилась на 7 ноября, то есть ещё на 5 сут.
Фенологическое состояние охраняемых древесных растений... 53
БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ 2014. Вып. 2
Таблица 2
Сезонное развитие природы в парке-дендрарии БИН РАН в Санкт-Петербурге в 2009-2012 годы
Фено-этап года X ± Sx (1980-2009 гг.) 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г. Среднее 2009-2012 гг. Фено-аномалия 1980-2012 гг.
1 2 3 4 5 6 7 8
ПВ 03.03±4,0 25.02 (Н) 19.03 (Н) 08.03 (Н) 11.03 (Н) 09.03 (Н) +6
СТ1 15.03±3,0 28.03 (П) 26.03 (Н) 01.04 (П) 2.04 (П) 30.03 (П) +15
СТ2 26.03±2,3 02.04 (Н) 31.03 (Н) 04.04 (П) 9.04 (П) 04.04 (Н) +9
ОВ1 03.04±2,4 07.04 (Н) 04.04 (Н) 10.04 (Н) 11.04 (П) 08.04 (Н) +5
0В2 22.04±1,5 25.04 (Н) 16.04 (Р) 23.04 (Н) 24.04 (Н) 22.04 (Н) 0
РВ1 02.05±1,3 04.05 (Н) 30.04 (Н) 03.05 (Н) 7.05 (П) 04.05 (Н) +2
РВ2 14.05±1,4 12.05 (Н) 14.05 (Н) 15.05. (Н) 13.05 (Н) 14.05 (Н) 0
РВ3 24.05±1,2 23.05 (Н) 18.05 (Р) 23.05 (Н) 20.05 (Н) 21.05 (Н) -3
НЛ1 04.06±1,1 01.06 (Н) 25.05 (Р) 03.06 (Н) 1.06 (Н) 31.05 (Р) -4
НЛ2 17.06±1,2 18.06 (Н) 14.06 (Н) 17.06 (Н) 15.06 (Н) 16.06 (Н) -1
ПЛ1 29.06±1,1 30.06 (Н) 27.06 (Н) 28.06 (Н) 1.07 (Н) 29.06 (Н) 0
ПЛ2 08.07±1,3 08.07 (Н) 03.07 (Р) 03.07 (Р) ~8.07 (Н) 6.07 (Н) -2
ПЛ3 16.07±1,3 16.07 (Н) 14.07 (Н) 12.07 (Н) 15.07 (Н) 14.07 (Н) -2
СЛ1 29.07±1,6 24.07 (Н) 21.07 (Р) 22.07 (Р) 22.07 (Р) 22.07 (Р) -7
СЛ2 11.08±1,2 18.08 (П) 13.08 (Н) 11.08 (Н) 11.08 (Н) 13.08 (Н) +2
НО1 29.08±0,9 01.09 (Н) 04.09 (П) 26.08 (Н) 28.08 (Н) 30.08 (Н) +1
НО2 11.09±1,0 12.09 (Н) 09.09 (Н) 12.09 (Н) 10.09 (Н) 11.09 (Н) 0
ЗО1 20.09±1,1 25.09 (П) 18.09 (Н) 18.09 (Н) 17.09 (Н) 20.09 (Н) 0
ЗО2 04.10±0,9 10.10 (П) 02.10 (Н) 05.10 (Н) 03.10 (Н) 05.10 (Н) +1
ГО1 17.10±0,9 23.10 (П) 19.10 (Н) 17.10 (Н) 23.10 (П) 21.10 (П) +4
ГО2 24.10±1,0 30.10 (П) 01.11 (П) 29.10 (П) 29.10 (П) 30.10 (П) +6
ПЗ 09.11±2,9 04.12 (П) 20.11 (П) 21.12 (П) 28.11 (П) 3.12 (П) +24
ПРз 19.11±3,5 05.12 (П) 21.11 (Н) 1.01. (П) 28.11 (Н) 7.12 (П) +18
Однако за эти четыре года (2009-2012 гг.) позднее наступала и фенологическая весна, что наблюдалось на фоне низких температур второй половины зимы. В 2011 г. достоверно поздним был первый и второй этапы снеготаяния. В 2012 г. поздними по срокам наступления были сразу три фено-этапа подряд: СТ1, СТ2 и ОВ1. В целом сезонная динамика природы была благоприятной для роста и развития растений и их подготовке к зиме.
В последние годы сроки наступления летних феноэтапов года сдвинулись на более ранние. Этап СЛ1 был ранним в трёх случаях из четырёх - в 2010, 2011 и 2012 гг. В 2010 г. достоверно ранним было наступление 5 феноэтапов: ОВ2, РВ3, НЛ1, ПЛ2 и СЛ1. А наступление осени, наоборот, отодвинулось по сравнению с другими годами. Первый феноэтап подсезона «оживление весны», который символизирует начало вегетационного сезона в геосистеме, в 2009-2011 гг. был в средние сроки, а в 2012 г. - в статистически поздние сроки.
В 2010 г. в садах и парках Санкт-Петербурга некоторые виды деревьев и кустарников реагировали на жаркую погоду в июле: наблюдалось скручивание и побурение листьев, их преждевременное пожелтение и опадение. В загородной среде резко возросла пожароопасность и горимость территорий, что опасно для природных популяций Myrica gale - единственного вида местной флоры среди
«краснокнижных» древесных растений. В 2011 г. в условиях очень теплой второй половины осени и положительной температуры воздуха в ноябре и декабре у тех видов деревьев и кустарников, которые уже вышли из состояния глубокого покоя, стали проявляться ростовые процессы. В декабре наступило массовое разверзание вегетативных почек у Prinsepia sinensis. Позже такая теплая погода была прервана довольно сильными и устойчивыми морозами, когда температура в феврале 2012 г. доходила до -22 °С (а в окрестностях города - ниже -30 °С).
Таким образом, в последние годы наблюдается тенденция более ранних сроков наступления летних феноэтапов года и более позднего наступления осенних сезонных явлений. Возрастание температуры летом и в первую половину осени благоприятно для вызревания побегов, подготовки растений к зиме и завершения периода вегетации. Увеличение температуры на феноэтапах «глубокая осень» и «предзимье», как это было в ноябре-декабре 2011 г., привело к началу ростовых процессов у ряда видов деревьев и кустарников, которые к тому времени вышли из состояния глубокого покоя, что потенциально снизило их зимостойкость.
Если сравнить динамику сезонного развития природы в Санкт-Петербурге за два 30-летних периода (1950-1979 гг. [11] и 1980-2009 гг.), то оказывается, что все без исключения феноэтапы весны и лета стали наступать раньше, фиксируется отклонение от 6 сут. (ОВ2, НЛ2, ПЛ1, ПЛ2) до 12 сут. (СТ1, СТ2, СЛ1). У всех осенних феноэтапов - тенденция к более позднему наступлению (до 7 сут. в «предзимье»). Изменение фенодат Календаря природы отражает значительное потепление климата геосистемы. На период с 1950 г. по 1979 г. пришлось несколько очень холодных зим: 1955/56, 1978/79 гг. и др., а также таких холодных лет, как лето 1976 г., когда не вызрели плоды даже у местного Acer platanoides L. У Quercus robur L. С 1950 г. не вызревали плоды в 1952, 1955, 1956 и 1976 гг. И ещё больше таких случаев наблюдается у Crataegus submollis Sarg. Фактор зимостойкости тогда имел гораздо большее значение. На протяжении истории интродукции в тот период времени и раньше целый ряд видов из включенных в табл. 4 признавались бесперспективными для культуры в Санкт-Петербурге. Так, Armeniaca mandshurica считался здесь обмерзающим и рекомендовался только для юго-востока Европейской части СССР, Кавказа и Украины [12]. Schizophragma hydrangeoides отмечался в издании «Деревья и кустарники СССР» как вымерзающий, по опытам Э.Л. Вольфа, при первой же зимовке [13]. Acer japonicum характеризовался в Ленинграде как обмерзающий до корневой шейки и недолговечный [14]. Такая же характеристика [15] обмерзающей до корневой шейки и недолговечной дана калине Райта (Viburnum wrightii). И таких примеров можно привести много.
В табл. 3 приводятся средние даты начала и окончания вегетации, а также её продолжительности у 32 листопадных видов редких и охраняемых видов РФ [4]. За начало вегетации принята фено-фаза Пб2 (появление зелёного конуса листьев из-под почечных чешуй), за окончание вегетации - фаза 5Л3 (полное пожелтение листьев или их гибель от морозов). Виды расположены в порядке увеличения продолжительности вегетации. Начало вегетации редких и охраняемых видов древесных растений в Санкт-Петербурге охватывает феноэтапы от СТ1 до РВ2 включительно, то есть с самого начала весны до её второй половины. На феноэтапе ОВ2 начинает вегетацию наибольшее число видов, за которым следует этап ОВ1 (6 видов). Окончание вегетации охватывает феноэтапы от НО2 (Sorbocotoneaster pozdnjakovii) до ГО2 (у таких поздно оканчивающих вегетацию, как Staphylea colchica, окончание её, как правило, вынужденное). Продолжительность вегетации варьируется от 133 сут. у Parthenocissus tricuspidata до 210 сут. у Genista tanaitica, то есть растянуто на два с половиной месяца. Вынужденное окончание вегетации (всегда или в отдельные годы) наблюдалось у 12 видов. Вегетация продолжается от 180 сут. (Betula raddeana) и до прерывания её устойчивыми морозами у таких видов, как Leptopus colchicus и Staphylea colchica.
Наблюдения показали, что у одних видов все или большинство фенофаз каждый год наступают в одни и те же феноэтапы. Но есть и такие, у которых основные фазы сезонного развития в разные годы могут быть приурочены к разным субсезонам и феноэтапам. Как показали многолетние дендрологические исследования Н.Е. Булыгина и Г.А. Фирсова [16 и др.], интродуценты, став компонентами несвойственной им эколого-ритмической системы, оказываются способными адаптироваться к новым условиям внешней среды только при том уровне соответствия сезонного ритма климатически обусловленным сезонным изменениям этой среды, которые не выходят за пределы приспособительного диапазона сезонной ритмики - диапазона, закреплённого в генотипе растений.
Исследуемые виды отличаются высокой сопряженностью с естественной периодизацией года. У них фазы разверзания почек и полного пожелтения листьев приурочены строго к определённому
феноэтапу (Sibiraea altaiensis). Но у Magnolia obovata начало вегетации зафиксировано в отдельные годы как в ОВ2, так и в РВ1. Таким же образом и окончание вегетации для некоторых видов отмечено на разных этапах (Oplopanax elatus и др.). При анализе адаптированности синхронизированных и менее синхронизированных видов оказывается, что в первую группу входят в основном более зимостойкие виды. У менее зимостойких отмечается больше случаев асинхронизации, когда фазы сезонного развития в разные годы приурочены к разным феноэтапам года. В целом, как показали ещё Н.Е. Булыгин и Г.А. Фирсов [16], уровни погодичной изменчивости фенодат могут быть показателями их зимостойкости.
Таблица 3
Средние даты начала, окончания и продолжительности вегетации редких и охраняемых видов растений Российской Федерации в Ботаническом саду БИН РАН в 2009-2012 годах
Название растений Пб2 Дата / Феноэтап 5Л3 Дата / Феноэтап Фенолаг П62-5Л3, сутки Обмерзание 20092012 гг.
Parthenocissus tricuspidata (Siebold et Zucc.) Planch. 16.05 / PB2 26.09 / ЗО1 133 2
Sorbocotoneasterpozdnjakovii Pojark. 31.03 / СТ1 17.09 / НО2 140 1
Quercus dentata Thunb. 11.05 / PB1 30.09 / ЗО1 142 1-2
Kalopanax septemlobus (Thunb.) Koidz. 7.05 / PB1 5.10 / ЗО1-ЗО2 151 1
Magnolia obovata Thunb. 30.04 /ÜB2-PB1 2.10 / ЗО1 155 1
Oplopanax elatus (Nakai) Nakai 26.04 / ОB2 7.10 / ЗО1-ЗО2 164 1
Juglans ailanthifolia Carr. 2.05 / ОB2 15.10 / ЗО2 166 1
Armeniaca mandshurica (Maxim.) Skvorts. 1.05 / ОB2 15.10 / ЗО2 167 1-2
Exochorda serratifolia S. Moore 24.04 / ОB2 9.10 / ЗО2 168 1
Rhododendron schlippenbachii Maxim. 26.04 / ОB2 13.10 / ЗО2 170 1
Betula schmidtii Regel 25.04 / ОB2 12.10 / ЗО2 170
Acer japonicum Thunb. 26.04 / ОB2 14.10 / ЗО2 171 1
Hydrangea paniculata Siebold 26.04 / ОB2 14.10 / ЗО2 171 1-2
Lonicera tolmatchevii Pojark. 14.04 / ОB1 5.10 / ЗО1-ЗО2 174 1
Aristolochia manshuriensis Kom. 18.04 / ОB1 12.10 / ЗО2 177
Viburnum wrightii Miq. 19.04 / ОB1 15.10 / ЗО2 179 1
Betula raddeana Trautv. 9.05 / PB1 5.11 / ГО1-ГО2* 180
Sibiraea altaiensis (Laxm.) C.K. Schneid. 14.04 / ОB1 13.10 / ЗО2 182 1-2
Ostrya carpinifolia Scop. 7.05 / PB1 8.11 / ГО1-ГО2* 185 2-4
Myrica gale L. 5.05 / PB1 8.11 / ГО1-ГО2* 187 2-4
Schizophragma hydrangeoides Siebold et Zucc. 23.04 / ОB2 29.10 / ГО1-ГО2* 189 1
Pterocarya pterocarpa (Michx.) Kunth. ex Iljinsk. 25.04 / ОB2 31.10 / ГО1-ГО2* 189 1-2
Populus balsamifera L. 25.04 / ОB2 1.11 / ГО1-ГО2* 190 1
Staphylea colchica Stev. 26.04 / ОB2 2.11 / ГО1-ГО2* 190 1-2
Corylus colurna L. 30.04 / ОB2 6.11 / ГО1-ГО2* 191 1-2
Hydrangea petiolaris Siebold et Zucc. 23.04 / ОB2 31.10 / ГО1-ГО2* 191 1-4
Prinsepia sinensis (Oliv.) Kom. 31.03 / СТ1 9.10 / ЗО1-ЗО2 192 1-2 (7)
Cotoneaster alaunicus Golits. 31.03 / СТ1 12.10 / ЗО2 195 1
Cotoneaster lucidus Schlecht. 30.03 / СТ1 13.10 / ЗО2 197 1
Larix olgensis A. Henry 15.04 / ОB1 3.11 / ГО1-ГО2* 202 1
Leptopus colchicus (Fisch. et Mey.) Pojark. 16.04 / ОB1 8.11 / ГО1-ГО2* 206 3
Genista tanaitica P. Smirn. 12.04 / ОB1 8.11 / ГО1-ГО2* 210 2-4
Растения с вынужденным окончанием вегетации, прерываемым морозами.
Как видно из данных табл. 3, обмерзания исследуемых видов за период с 2009 г. по 2012 г. сравнительно небольшие. Из 32 листопадных видов в настоящее время (2009-2012 гг.) у 15 (47 %) видов растений побеги не обмерзают, ещё у 7 (22 %) видов на растениях обмерзаний или нет или они незначительны (до половины однолетнего побега). Лишь у растений 3 (9 %) видов наблюдались повреждения многолетних побегов. Особенно это заметно при сравнении наблюдений за этими же видами в XX веке [9; 10; 17].
Гибель растений целиком отмечена лишь у одного вида - Prinsepia sinensis (в отдельные годы и не у всех особей). Растения ни одного вида не обмёрзли до уровня снега (что часто бывало в прошлом, по наблюдениям дендрологов в XX в.). Среди модельных растений не встречалось и обмёрзших до корневой шейки.
Рассмотрим изменения температуры воздуха за весь период метеорологических измерений в Санкт-Петербурге. В современной метеорологии при анализе изменений температуры воздуха приземного слоя атмосферы используются скользящие средние значения за 5-летия или 10-летия с шагом 1. На графиках в данной статье каждое следующее значение высчитано со сдвигом на 1 год, то есть нанесены средние температуры за период с 1752 г. по 1756 г., затем с 1753 г. по 1757 г. и т. д. За температуру тёплой части года принята средняя температура воздуха в период с апреля по октябрь включительно. За температуру холодной части года - средняя температура с ноября по март.
Графики (рис. 1 и 2), построенные по скользящим средним пятилетиям, показывают устойчивые положительные тренды среднегодовой температуры воздуха и температуры воздуха тёплой части года (за период с 1752 г. по 2013 г.).
пятилетия
Рис. 1. Среднегодовая температура воздуха в Санкт-Петербурге по скользящим средним значениям
за 5-летия с шагом 1 (1752-2013 гг.)
[>[>[>[>[>[>[>[>OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOChChChChChChChChChChChChChChChChCh оо
пятилетия
Рис. 2. Температура воздуха тёплой части года по скользящим средним значениям за 5-летия
с шагом 1 (1752 - 2013 гг.)
На фоне тенденции к потеплению климата наблюдаются циклические его изменения. Особенно явно изменения проявляются с конца 1980-х - начала 1990- х годов. На графике среднегодовой температуры воздуха по скользящим средним за 5-летия (рис. 1) отчётливо видно, что наибольшие пики похолодания наблюдались в пятилетние периоды с 1782 г. по 1786 г. и с 1808 г. по 1812 г. (средняя температура 2,2 °С). В эти периоды культивирование большинства видов экзотов в открытом грунте было, вероятно, невозможно. За весь период инструментальных метеорологических наблюдений в Санкт-Петербурге с 1751 г. (за отдельные месяцы и годы - с 1743 г.) самые значительные колебания средних годовых температур отмечались с середины XVIII до начала XIX в. Самым холодным десятилетием в зимние месяцы года был период с 1780 г. по 1789 г. Исключительно холодными были и первые два десятилетия XIX в. Январь 1814 г. (-21,4 °С) оказался самым холодным месяцем за весь период наблюдений. Рекордно холодными были 1809 и 1810 годы. В первые 20 лет XIX в. наблюдался наиболее сильный по интенсивности период похолодания [8]. В период деятельности известного дендролога Р.И. Шредера средние значения температуры воздуха в Санкт-Петербурге колебались от 3,4 °С (1852-1856 гг.) до 4,4 °С (1857-1861 гг.). Рихард Иванович работал в Лесном институте с 1850 г., а в 1861 г. он опубликовал первую дендрологическую сводку арборетума Лесного института [18]. Шредер был также первым, кто произвел оценку повреждаемости древесных растений морозами в этом интродукционном центре и привёл результаты перезимовки после «необыкновенно жестокой зимы 1860-61 гг.» [19]. Середина и конец XIX в. характеризуются умеренно холодными зимами не с такими сильными, но устойчивыми морозами, как раз этот период и пришелся на время работы Р.И. Шредера в Лесном институте. Позже, к концу XIX - началу XX в., характер теплообеспеченности стал постепенно меняться. Зимы стали более теплыми, с частыми оттепелями, поздним ледоставом и неустойчивым ледяным покровом. В период интродукционной деятельности Э.Л. Вольфа, который заложил основы современной коллекции Лесотехнического университета, испытал наибольшее число таксонов древесных растений в Санкт-Петербурге и подвёл итоги многолетних интродукционных испытаний с 1886 г. [20], средние значения температуры варьировались от 3,5 °С за 5-летие (18911895 гг.) до 4,8 °С (1910-1914 гг.). Наибольшие пики потепления наблюдались в период с 1934 г. по 1938 г. (средняя температура 5,9 °С); в конце 1980-х - начале 1990-х гг. (1989-1993 гг., средняя температура 6,3 °С). Пик минимума в XX в. пришёлся на пятилетний период с 1939 по 1943 г. (3,5 °С): на это среднее значение повлияла зима 1941/42 гг., самая холодная зима прошедшего столетия. Однако этот пик минимума был не холоднее, чем во времена Р.И. Шредера и Э.Л. Вольфа. В начале XXI в. среднегодовая температура воздуха достигла рекордно высокого значения: 6,6 °С в пятилетний период с 2005-2009 гг.
Летом колебания температуры менее выражены, чем зимой. Периоды летних похолоданий менее отчетливы, чем периоды потеплений. Основной период летних похолоданий наблюдался в 30-е годы XIX столетия. График изменения температуры тёплой части года (рис. 2) примерно повторяет изменения среднегодовой температуры воздуха.
Во второй половине XIX в. коллекция древесных открытого грунта Императорского Санкт-Петербургского Ботанического сада (БИН) стала заметно расширяться, однако колебания в численности таксонов в разные годы были очень значительными из-за периодически повторяющихся холодных зим. Во время работы Э.Л. Регеля [21] над «Русской дендрологией» (1855-1882 гг.) климат был достоверно холоднее, чем сейчас. Эдуард Людвигович в своей известной монографии отмечал, что его труд основан на 15-летних наблюдениях в Императорском Санкт-Петербургском Ботаническом саду и в окрестностях Санкт-Петербурга: «Мы дали в нем первое место тем деревьям и кустам, которые действительно выносят наши зимы без всякого прикрытия, и потому составляют самыя важныя для нас садовые растения» [21. С. 5]. При описании видов рода лещина была упомянута Corylus colurna: «C. tubulosa (фундук), и C. ^lurna вымерзают в суровыя зимы или погибают совсем» [21. С. 54]. Лапина кавказская была охарактеризована следующим образом: «Кавказский орех, - Pterocarya fraxinifolia Spach (P. caucasica C.A.M., Juglans pterocarpa Willd.), c маленькими орехами, а также многочисленные северо-американские виды Carya, положительно не выносят нашего климата» [21. С. 63]. Незимостойкой у Э.Л. Регеля считалась и Ostrya carpinifolia.
Очевидно, что культуре деревьев и кустарников в открытом грунте тогда препятствовало не только зимнее выхолаживание, но и недостаток тепла в вегетационный сезон. Если посмотреть на график летних температур, то видно, что средняя температура тёплой части года в пятилетние периоды с 1873 г. по 1877 г. и с 1874 г. по 1878 г. (10,0 °С), то есть в период деятельности Э.Л. Регеля, дос-
тигала таких же низких значений летних минимумов, как и в 5-летия 1830-х гг. (в 1834-1838 и 18361840 гг. также 10,0о). В XX в. на минимум 1984-1988 гг. (11,7 °С) пришлось холодное лето 1987 г. после аномально суровой зимы 1986-1987 гг. Специфика метео-фенологических условий вегетационного сезона 1987 г. особенно губительно сказалась на урожае сельскохозяйственных культур и многих древесных интродуцентов, у которых не вызрели плоды и семена (культурные сорта яблони, груши, сливы, боярышник полумягкий, ежевика, клен ложноплатановый, дуб черешчатый и красный, конский каштан и др.). В лесных насаждениях Ленинградской области в вегетационный сезон 1987 г. не полностью вызрели малина и брусника, на лесных сфагновых болотах под снег ушла незрелая клюква [10]. И этот минимум был даже не самым холодным в XX в. - 5-летние периоды 1976-1980, 1955-1959, 1952-1956 гг.: 10,9 °С; 1941-1945 гг.: 10,8 °С; 1923-1927 гг.: 10,7 °С; 1912-1916 гг.: 10,6 °С; 1908-1912 гг.: 10,5 °С; и самыми холодными были летние периоды на рубеже веков: 19021906,1900-1904: 10,3 °С.
В XX в. пик летнего потепления пришёлся на 1934-1938 гг. (12,4°С). Заметен пик 1988-1992 гг. (12,2 °С) - начало современного потепления климата, при этом среднегодовая температура воздуха в 1989 г. (7,6 °С) - рекордно высокая за весь период наблюдений. Резкий рост кривой идёт с 5-летия 1990-1994 гг. (11,6 °С) и до последнего 5-летия 2009-2013 гг., когда зафиксировано рекордно высокое значение летних температур (13,2°С). График подтверждает высказываемое в последние годы мнение климатологов и фенологов, что если раньше, в XX в., потепление климата в Санкт-Петербурге проходило в основном за счёт холодного времени года, то сейчас всё более заметный вклад стало вносить повышение температуры и в тёплое время года. Во второй половине XX в., климат которой считался долгое время «нормой современного климата», интродукция древесных растений в Санкт-Петербурге осуществлялась на фоне гораздо более жёстких летних температур. Это был как раз период публикации фундаментальной сводки «Деревья и кустарники СССР» (1949-1962 гг.) и других дендрологических изданий, на основе которых установлены показатели уровней адаптиции древесных экзотов в Санкт-Петербурге. Многие древесные интродуценты тогда были признаны неперспективными или вовсе непригодными для культуры в открытом грунте.
На графике 3 (рис. 3) изображена продолжительность вегетационного сезона в геосистеме, что соответствует феноинтервалу (фенолагу) от зацветания Alnus incana (L.) Moench до полного пожелтения листьев Betula pendula Roth [7].
количество дней
1 96
1 60 1 56
то пк ч- юго cor- ч- юго cor- ч- югоетг- ч- югоет г- ч- ю гоетг- ч- югоетг- ч- юго етг-
ЧЧЮт(0(0(ОКМОШШООООО ч-00000000000000000000000000000)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0)0) ■ I I Ii I I I I I Ii I I I I I Ii I I I I I Ii I I I I I Ii I I I I I I
ч- Ю 0)С*)Г- ч- Ю 0)С*)Г- ч- Ю 0)f)N ^ ЮГОПК ч- ЮО) СОГ- ч- ЮГОСО Г- Ч-ЮГООК Ч-Ю0)0
^^^юю(0(0юкм»с0000)0)000 Ч-
ooooooooooooooooooooooooooooooö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)ö)0)ö)ö)ö)ö)
пятилетия
Рис. 3. Продолжительность периода вегетации Ладого-Ильменской территориально-феноиндикационной системы по скользящим средним пятилетиям с шагом 1 (1841-2013 гг.)
Амплитуда изменчивости рассматриваемого фенолага очень высока и составляет 45 сут. Продолжительность его вначале уменьшалась от 163 сут. в 5-летие 1841-1845 гг. до 149 сут. -минимального значения в 1873-1877 гг. Максимальное значение в XIX в. (174 сут.) наблюдалось в 1886-1890 г. В XX в. пик максимума в 5-летие 1934-1938 гг. (182 сут.) совпал с пиком повышения среднегодовой температуры воздуха в то же самое пятилетие. Такого же высокого значения (182 сут.)
фенолаг достиг в период известного потепления климата в начале 1970-х гг. (в пятилетние периоды с 1971 по 1975 г. и с 1972 по 1976 г.). Пик минимума в XX в. (157 сут.) в 5-летнй период с 1952 г. по 1956 г. был вызван фенологической реакцией растений на аномально суровую зиму 1955/56 гг. В этот период наблюдался поздне-холодный биоклиматический цикл. Другой такой же минимум, но с несколько более высокими значениями (162 сут.) пришёлся на 5-летний период с 1976 г. по 1980 г. с аномально суровой зимой в 1978/79 г. Пик максимума анализируемого фенолага (194 сут.) приходится на 5-летний период с 1988 г. по 1992 г., совпавший с началом заметного потепления климата в Санкт-Петербурге [6; 23]. Увеличение вегетационного периода у растений, однако, не может быть беспредельным. И очевидно, что между ростом летних температур и удлинением вегетационного сезона нет прямой зависимости. Вегетационный сезон ограничен рамками перехода температуры воздуха через пороговые значения весной и осенью.
Период покоя жизненно необходим зимнеголым древесным растениям. Осенью отмирание ассимиляционного аппарата деревьев зависит не только от сроков наступления устойчивых морозов, но и обусловлено фотопериодической реакцией растений [1; 18]. В последние пятилетия наблюдается тенденция к сокращению феноинтервала до 177 сут. в 2009-013 гг. Это во многом зависит от биоклиматической цикличности, чередования ранне-тёплых и поздне-холодных циклов [22]. В последние годы такое сокращение происходит за счёт более позднего наступления весенних явлений природы, но при этом общий тренд к увеличению феноинтервала от зацветания Alnus incana до окончания вегетации Betula pendula сохраняется. Дальнейшее потепление климата может вызвать и негативные последствия для устойчивости многих видов древесных растений, о чём предупреждают также J. Grimshaw и R. Bayton [24] на примере гораздо более мягкого климата Англии. При очень раннем начале вегетации, когда ростовые процессы начинаются зимой, растения становятся чувствительными даже к небольшим морозам при возврате холодов. Проявляющиеся в настоящее время в Санкт-Петербурге климатические аномалии, особенно заметные после 1989 г., выражаются в участившихся тёплых зимах с продолжительными оттепелями. При этом многие виды древесных экзотов ведут себя непредсказуемо. Может показаться парадоксальным, что в рекордно короткую и аномально теплую зиму 2006/07 гг. в Санкт-Петербурге неожиданно обмерзли многие виды древесных, которые ранее считались устойчивыми [25].
Из последнего, а также в целом из всех трёх графиков, видно, что в прошлые годы в Санкт-Петербурге наблюдались короткие периоды вегетации, когда выращивание в открытом грунте объектов, обсуждаемых в статье, было бы затруднительным. Э.Л. Вольф [20] за 30-летний период своей деятельности в Лесном институте испытал 46 древесных видов, которые сейчас включены в Красную книгу Российской Федерации. По большинству из них можно провести сравнение с их современным состоянием. Таких видов, у которых состояние улучшилось, насчитывается 24 (или 75 %). При этом 10 видов у Вольфа были вымерзающими или недолговечными (группы IV-V). Сейчас они успешно растут в открытом грунте, а Juniperus rigida, Pinus densiflora и Schizophragma hydrangeoides можно отнести к I группе зимостойкости [25]. Изменение уровней адаптированности древесных интроду-центов в условиях современного климата касается и репродуктивных особенностей растений. Всё более актуальными становятся наблюдения над потенциальными инвазионными качествами видов, образующих самосев. В последние годы с учетом накопленного опыта испытаний древесных экзотов проводится фенологический анализ дендрофлоры садов и парков Санкт-Петербурга с фенологической оценкой ассортимента и разработкой фенологических критериев оптимального дендрологического состава насаждений, с оценкой и рекомендациями по улучшению ассортимента [26; 27]. Такого рода исследования предполагают постоянный и непрерывный мониторинг, накопление и обработку длительных рядов фенологических наблюдений.
Заключение
В Санкт Петербурге меняются условия существования древесных интродуцентов, в том числе редких и охраняемых видов, что влечёт изменения в динамике их сезонного развития.
Графики, построенные по скользящим средним пятилетиям, показывают устойчивые положительные тренды среднегодовой температуры воздуха (за период с 1752 г. по 2013 г.) и вегетационного периода в геосистеме (за исследованный период с 1841 г. по 2013 г.; минимальный показатель 143 сут. в пятилетний период 1873-1877 гг. и максимальный - 194 сут. в период с 1988 г. по 1992 г.). В последние пятилетия наблюдается тенденция к сокращению феноинтервала до 177 сут. в 2009-2013 гг.,
что объясняется биоклиматической цикличностью, то есть чередованием ранне-тёплых и поздне-холодных циклов. За достаточно короткий период времени по сравнению с нормой климата (1980— 2009 гг.) в 2009-2012 гг. на 5,3 °С возросла разница температур между самым теплым и самым холодным месяцами года, то есть усилилась континентальность климата. Повысилась температура двух осенних месяцев - ноября (2,3 °С) и сентября (1,6 °С). Увеличился безморозный период, что, несомненно, благоприятно для растений. В последние годы наблюдается тенденция более ранних сроков наступления летних феноэтапов года и более поздних - осенних сезонных явлений. Возрастание температуры летом и в первую половину осени благоприятно для вызревания побегов, подготовки растений к зиме и завершения периода вегетации.
Увеличение температуры на феноэтапах «глубокая осень» и «предзимье», как это было в ноябре-декабре 2011 г., приводит к началу ростовых процессов у ряда видов деревьев и кустарников, которые к тому времени выходят из состояния глубокого покоя, что потенциально снижает их зимостойкость.
В сравнении с итогами интродукции Э.Л. Регеля, Э.Л. Вольфа и других авторов, основанными на наблюдениях в периоды с более неблагоприятным климатом, значительно увеличилось количество редких и охраняемых видов растений, способных произрастать в современных условиях климата Санкт-Петербурга. Важным показателем адаптивности у большинства исследуемых видов является их высокая сопряженность с естественной периодизацией года. У них фазы «разверзание почек» и «полное пожелтение листьев» приурочены строго к определённому феноэтапу, что положительно влияет на их зимостойкость.
Видов, у которых состояние улучшилось, насчитывается 24 (или 75 %). При этом 10 видов у Вольфа были вымерзающими или недолговечными (группы IV-V). Сейчас они успешно растут в открытом грунте, а Juniperus rigida, Pinus densiflora и Schizophragma hydrangeoides можно отнести к I группе зимостойкости. Из 32 листопадных видов редких и охраняемых древесных растений, входящих в Красную книгу Российской Федерации, в настоящее время (2009-2012 гг.) у 14 (44 %) видов растений побеги не обмерзают, ещё у 7 (22 %) видов на растениях обмерзаний или нет, или они незначительны (до половины однолетнего побега). Лишь у растений 3 (9 %) видов наблюдались повреждения многолетних побегов. Однако последующее потепление климата может негативно сказаться на устойчивости многих древесных растений, особенно с коротким периодом зимнего покоя.
В прошлом вегетационный сезон был намного короче, а теплообеспеченность его - намного ниже, что делало затруднительным культивирование ряда теплолюбивых видов в Санкт-Петербурге. Особенно это проявляется в периоды минимумов циклических колебаний климата. Это означает, что литературные данные о невозможности культивирования их здесь или о слабых уровнях адаптиро-ванности древесных экзотов подлежат уточнению.
В связи с глобальными изменениями окружающей среды многие ботанические сады всего мира переоценивают свою политику комплектования и содержания коллекций и переосмысливают другие направления своей деятельности. Всё больше внимания придётся уделять редким видам, находящимся в природных условиях в критическом состоянии, и принимать меры по их сохранению ex situ и in situ. Возрастает значение длительных рядов непрерывных фенологических наблюдений, которые раскрывают биологические особенности растений в меняющихся условиях среды.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Булыгин Н.Е. Дендрология. Фенологические наблюдения над древесными растениями. Л.: ЛТА, 1979. 97 с.
2. Булыгин Н.Е. Биологические основы дендрофенологии. Л.: ЛТА, 1982. 80 с.
3. Лапин П.И. Сезонный ритм развития древесных растений и его значение для интродукции // Бюл. Гл. бот. сада. 1967. Вып. 65. С. 13-18.
4. Красная книга Российской Федерации (растения и грибы) / гл. редкол.: Ю.П. Трутнев и др.; сост. Р.В. Ка-мелин и др. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2008. 855 с.
5. Рокицкий П. Ф. Биологическая статистика. Минск: Высш. шк., 1967. 327 с.
6. Фирсов Г.А., Волчанская А.В. Метеорологические условия 2009-2011 годов и древесные экзоты Санкт-Петербурга // Научное обозрение. 2012. № 3. С. 41-48.
7. Фадеева И.В., Фирсов Г.А. Индикационное значение дендрофонологического ряда зацветания Alnus incana в феностационаре Санкт-Петербургской лесотехнической академии // Дендрология в начале XXI века: сб. материалов Междунар. науч. чтений памяти Э.Л. Вольфа. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. C. 210-214.
8. Покровская Т.В., Бычкова А.Т. Климат Ленинграда и его окрестностей. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 200 с.
9. Фирсов Г.А., Фадеева И.В. Влияние суровых зим XX века на интродуцированную и аборигенную дендроф-лору Санкт-Петербурга на примере хвойных пород // Научное обозрение. 2009. № 2. С. 3-13.
10. Фирсов Г.А., Фадеева И.В. Аномально-суровая зима 1986-87 гг. и зимостойкость древесных растений в Санкт-Петербурге // Научное обозрение. 2009. № 3. С. 8-19.
11. Моделирование и прогнозирование в индикационной дендрофенологии / под ред. Н.Е. Булыгина. Л.: ЛТА. 1980. 98 с. Деп. в ВИНИТИ, № 1033-81 Деп.
12. Лозина-Лозинская А.С. Род 39. Абрикос - Armeniaca Mill. // Деревья и кустарники СССР. М.; Л.: Изд-во АН СССР. 1954. Т. 3. С. 784-806.
13. Замятнин Б.Н. Род 6. Схизофрагма - Schyzophragma Sieb. et Zucc. // Деревья и кустарники СССР. М.; Л.: Изд-во АН СССР. 1954. Т. 3. С. 172-173.
14. Замятнин Б.Н. Сем. 51. Кленовые - Aceraceae Lindl. // Деревья и кустарники СССР. М.; Л.: Изд-во АН СССР. 1958. Т. 4. С. 405-499.
15. Замятнин Б.Н. Род 2. Калина - Viburnum L. // Деревья и кустарники СССР. М.; Л.: Изд-во АН СССР. 1962. Т. 6. С. 158-194.
16. Булыгин Н.Е., Фирсов Г.А. Интродукция кленов на Северо-Западе РСФСР. Л.: ЛТА, 1983. 203 с. Деп. в ВИНИТИ, № 3006-83 Деп.
17. Фирсов Г.А., Волчанская А.В., Фадеева И.В. Уровни адаптированности древесных видов растений Красной книги России, интродуцированных в Санкт-Петербурге, в условиях изменения климата // Вестн. Волгоград. гос. ун-та. Сер. 11. Естественные науки. 2012. № 2 (4). С. 16-27.
18. Фирсов Г.А., Фадеева И.В. Биоклиматическая ситуация в период интродукционной деятельности Р.И. Шредера в Санкт-Петербурге в Императорском Лесном Институте // Изв. СПбЛТА. 2010. Вып. 190. С.63-72.
19. Шредер Р.И. Наблюдения над разводимыми в С.-Петербургском лесном институте деревьями и кустарниками, относительно их неприхотливости при особенном внимании необыкновенно жестокой зимы 18601861 г. // Акклиматизация. СПб., 1861. Т. 26, Вып. 9. С. 181-458.
20. Вольф Э.Л. Наблюдения над морозостойкостью деревянистых растений // Тр. бюро по прикл. бот. 1917. Т. 10, № 1. С. 1-146. 21.
21. Регель Э.Л. Русская дендрология, или перечисление и описание древесных пород и многолетних вьющихся растений, выносящих климат средней России на воздухе, их разведение, достоинство, употребление в садах, в технике и пр. СПб., 1870-1882. Вып. 1-6. 542 с.
22. Фадеева И.В., Фирсов Г.А., Булыгин Н.Е. Биоклиматическая цикличность в Санкт-Петербурге в конце XX в. и ее влияние на интродуцированную и местную дендрофлору // Бот. журн. 2009. Т. 94. № 9. С. 1351-1358.
23. Фирсов Г.А., Фадеева И.В., Волчанская А.В. Фенологическое состояние древесных растений в садах и парках С.-Петербурга в связи с изменениями климата // Бот. журн. 2010. Т. 95, № 1. С. 23-37.
24. Grimshaw J., Bayton R. New Trees: Recent Introductions to Cultivation. The Board of Trustees of the Royal Botanic Gardens, Kew and The International Dendrology Society. 2009. 976 p.
25. Фирсов Г.А., Фадеева И.В., Волчанская А.В. Влияние метео-фенологической аномалии зимы 2006/07 года на древесные растения в Санкт-Петербурге // Вестн. МГУЛ - Лесной вестник. 2008. № 6. С. 22-27.
26. Фирсов Г.А., Фадеева И.В., Волчанская А.В. Ассортимент древесных растений садов и парков Санкт-Петербурга: опыт и перспективы // Проблемы озеленения городов Сибири и сопредельных территорий: материалы междунар. науч.-прак. конф. Чита, 2009. С. 32-35.
27. Фирсов Г.А., Фадеева И.В. Перспективный ассортимент городских зеленых насаждений Санкт-Петербурга в условиях климатической тенденции начала XXI века // Научное обозрение. 2009. № 2. С. 14-39.
Поступила в редакцию 31.03.14
G.A. Firsov, A. V. Volchanskaya, I. V. Fadeyeva
PHENOLOGICAL STATE OF PROTECTED WOODY PLANTS IN THE CIRCANNIAN DEVELOPMENT CYCLE AT THE BEGINNING OF THE XXI CENTURY IN SAINT-PETERSBURG
The climate fluctuation in Saint-Petersburg is reflected in the dates of seasonal development of both native and introduced woody species, which influences the levels of their adaptation. There are positive trends of the average year temperature in sliding 5-years periods (1752-2013) and of vegetative season in geosystem (during the period 1841-2013: the minimum figure is 143 days in 1873-1877 and the maximum one is 194 days in 1988-1992). In the last 5-year period (2009-2013) this phonological interval has shortened to 177 days, which may be explained by the oscillation of the bioclimatic rhythm. In 2009-2012 the continental character of climate was more expressed. The period without frosts increased. Summer phonological stages came earlier and the autumnal events came later, especially what concerns the second part of autumn. The seasonal dynamics of nature in recent years was favorable for the growth and development of plants and for their preparing for winter. The majority of the species studied began their vegetation at the second
phenological stage - «the revival of spring». Different species finished their vegetation at different phenological stages, and some species had the forced end of vegetation. The duration of vegetation varied from 133 days at Parthenocissus tricuspidata to 210 days at Genista tanaitica. As compared with the periods of a more cold and unfavorable climate, the amount of protected species capable to stand winter without frost damages has considerably increased. In recent years (2009-2012) the frost damages of shoots older than one year were observed only at 3 species (9%) among 32 deciduous species tested. The further warming of the climate may have negative influence on the hardiness of woody plants, especially the ones with a short period of winter rest.
Key words: phenological monitoring, woody plants, Red Data Book, Saint-Petersburg.
Фирсов Геннадий Афанасьевич,
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН E-mail: [email protected]
Волчанская Александра Владимировна, ведущий агроном ботанического сада Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН E-mail: [email protected]
Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН 197376, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 2
Firsov G.A.,
Candidate of Biology, Senior Researcher of Komarov Botanical Institute RAS E-mail: [email protected]
Volchanskaya A.V., Chief Agronomist of botanic garden of Komarov Botanical Institute RAS E-mail: [email protected]
Komarov Botanical Institute RAS
Prof. Popova st., 2, Saint-Petersburg, Russia, 197376
Фадеева Инна Вадимовна, кандидат биологических наук, куратор фенологического направления
Русское географическое общество
190000, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Гривцова, 10
E-mail: [email protected]
Fadeyeva I.V.,
Candidate of Biology, Curator of Phenology
Russian Geographical Society
Grivtsov Street, 10, Saint-Petersburg, Russia, 190000
E-mail: [email protected]
