CC BY
22
УДК 630*165.3:582.475
Хвойные бореальной зоны. Том XXXV, № 3-4. С. 42-46
ИЗУЧЕНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ КУЛЬТУР СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ С ЦЕЛЬЮ УТОЧНЕНИЯ ЛЕСОСЕМЕННОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ЭТОГО ВИДА
Т. Н. Новикова
Институт леса имени В. Н. Сукачева СО РАН Российская Федерация, 660036, Красноярск, Академгородок, 50/28 E-mail: [email protected]
Географическая изменчивость сосны обыкновенной наиболее широко представлена в исследованиях сосны обыкновенной. Эти исследования проведены как в природных популяциях, так и в географических культурах. В определенной мере географическая изменчивость сосны отражена в действующем лесосеменном районировании. Лесосеменное районирование является одним из основных резервов повышения продуктивности и устойчивости культур сосны обыкновенной. Географические культуры могут выполнять роль экспериментального объекта для уточнения и дополнения лесосеменного районирования сосны обыкновенной. На основании анализа результатов исследования выживаемости и роста потомств климатипов сосны II класса возраста в географических культурах Красноярской лесостепи проведено уточнение лесосеменного районирования [3]. Установлено, в частности, что для района исследований (Томский лесосеменной район, Кемчугский подрайон) поставщиками семян могут дополнительно служить предприятия Кемеровской области. Выявлены лучшие по стволовой продуктивности климатипы.
Ключевые слова: сосна обыкновенная, географические культуры, климатипы, лесосеменное районирование, Красноярская лесостепь.
Conifers of the boreal area. Vol. XXXV, No. 3-4, P. 42-46
STUDY OF SCOTS PINE PROVENANCES TRIAL IN THE KRASNOYARSK FOREST-STEPPE WITH THE AIM OF SPECIFICATION FOREST SEED REGIONALIZATION OF SPECIES
T. N. Novikova
Sukachev Institute of Forest SB RAS 50/28, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected]
Geographic variability is shoved most broad in the investigations of Scots pine. These investigations are conducted both in the natural populations and in the provenances trials. Geographic variability is shoved of Scots pine in the operative forest seed sources regionalization. Forest seed sources regionalization is one of main reserves of raising productivity and stability of Scots pine culture. Provenances trials are able to realize role of experimental objects for the specification and addition of Scots pine forest seed sources regionalization. Specification of the forest seed sources regionalization [3] is made on the basis of analysis results of study survival and growth of climatypes Scots pine II class age in the provenances trial in the Krasnoyarsk forest-steppe. It is established in particular that enterprises of the Kemerovo region may be supplier of seeds into region of study (Tomsk forest seed region, Kemtchug forest seed subregion). Climatypes with the best stem productivity are revealed.
Keywords: Scots pine, provenances trials, climatypes, forest seed sources regionalization, Krasnoyarsk forest-steppe.
Введение. Повышение продуктивности и устойчивости лесов на генетико-селекционной основе в значительной степени основано на изучении и использовании генетического потенциала лесных древесных растений. Одним из наиболее распространенных видов древесных растений на территории России и сопредельных стран является сосна обыкновенная Pinus sylvestris L.
В настоящее время интенсивная эксплуатация сосновых лесов, повышение рекреационной нагрузки,
многочисленные пожары, массовое поражение вредителями, приводят к значительному сокращению лесо-покрытой площади, исчезновению ценных популяций, снижению внутривидового разнообразия, особенно в освоенных южных районах Сибири. Отмечено негативное влияние антропогенных факторов, под воздействием которых лесные и лесостепные ландшафты сменяются степными формациями или полупустынными территориями, загрязненными промышленными отходами. В связи с данной проблемой осо-
Хвойные бореальной зоны. XXXV, № 3-4, 2017
бую роль выполняют лесосеменные объекты (географические культуры), которые являются одним из методов изучения вопросов лесовосстановления и селекционной практики.
Географические культуры, созданные Институтом леса СО РАН в Красноярской лесостепи на экспериментальной базе института «Погорельский бор» под руководством А. И. Ирошникова, представлены по-томствами климатипов и экотипов сосны обыкновенной. Культуры были выращены на площади, вышедшей из-под сельскохозяйственного пользования. Посадка саженцев производилась рядами по схеме 1,5^0,75 м, 12-летний опыт выращивания хвойных, в том числе и сосны разного географического происхождения, в Сибири обобщен А. И. Ирошниковым [1].
Наиболее важной задачей при исследовании данного объекта является уточнение и дополнение действующего лесосеменного районирования, а также разработка рекомендаций по применению семенного материала в конкретных климатических и экологических условиях. Выращивание потомств в новых условиях позволяет моделировать реакцию внутривидовых таксонов на изменение климата [11]. В число практических селекционных задач входит выявление наиболее продуктивных, быстрорастущих и устойчивых потомств с целью рекомендации этих потомств в сорта-популяции для плантационного лесовыращи-вания.
Географические культуры были заложены в 38 км к северо-западу от г. Красноярска в бассейне реки Бузим на водоразделе двух ее притоков в условиях, близких к оптимальным для произрастания сосны в Средней Сибири. По лесорастительному районированию [2], район относится к лесостепной зоне Кан-ско-Красноярско-Бирюсинской лесной провинции, которая входит в Средне-Сибирскую плоскогорную лесорастительную область. Главными лесообразую-щими породами этой провинции являются сосна и береза, формирующие насаждения II-III классов бонитета. Лесистость - 35 %.
Климат данного региона (Предсаянская физико-географическая провинция) резко-континентальный со значительными колебаниями по годам, среднегодовая температура воздуха -1,3 °С, сумма температур более 5 °С 1968, среднегодовое количество осадков 410 мм, средняя продолжительность периода вегетации 149 дней.
В географических культурах изучались интенсивность урожая и репродуктивные особенности сосны разного географического происхождения [7], а также влияние происхождения сосны на признаки и свойства потомств, при выращивании в разных природно-климатических провинциях [8]. В более ранних исследованиях [5], были приведены показатели роста и выживаемости потомств климатипов сосны, на основании которых даны примеры анализа лесосеменного районирования [6]. Эти выводы необходимы не только для уточнения и дополнения лесосеменного районирования [3], но должны быть использованы и в новом варианте лесосеменного районирования [9].
К моменту исследований потомства климатипов сосны достигли второго класса возраста (32 года), что
в связи с поставленной задачей характеризует обоснованность выводов. Следует отметить, к сожалению, что в настоящее время данный лесосеменной объект уничтожен пожаром.
Методика исследований. В культурах проводился перечет всех сохранившихся деревьев с измерением диаметров на высоте 1,3 м и точностью до 0,5 см. Высота измерялась пропорционально числу деревьев от каждой ступени толщины (в 2 см) у 5-10 особей с вычислением средневзвешенного показателя линейного роста для всех исследуемых потомств. Выживаемость определялась в % от числа высаженных деревьев.
Результаты и обсуждение. В числе наиболее важных показателей успешности выращивания потомств сосны является выживаемость. Материнские насаждения изучаемых климатипов удалены географически и представляют западные, центральные, юго-западные, восточные, юго-восточные районы лесостепной зоны. В группе климатипов из степных районов Красноярского края выживаемость варьирует от 56 до 76 % (среднее 62 %). Лидирует по устойчивости потомство Назаровского климатипа, выживаемость остальных климатипов оценивается как удовлетворительная (табл.). Коэффициент вариации показателей выживаемости по шкале С. А. Мамаева [4] составил 11,2 %. В меньшей степени (СУ = 10,2 %) варьирует выживаемость потомств лесостепных климатипов из Кемеровской области (среднее 61,2 %) среди которых лидирует потомство Тайгинского климатипа (69 %). Показатели линейного роста также являются характеристикой успешности потомств при выращивании в условиях эксперимента и выявления различий между ними. Отмечено, что с увеличением возраста у ряда потомств климатипов изменяется ранговое положение по данному признаку, а у потомств других климатипов оно остается стабильным [8]. Аналогичная закономерность обнаружена в географических культурах в Красноярской лесостепи. Так, при сравнении показателей линейного роста в 12-летнем и 32-летнем возрасте обнаружено, что ранговая стабильность в линейном росте характерна для потомств Назаровского (1-е место), Ермаковского (2-место) и Канского (3-е место) климатипов. Увеличение темпов роста и, соответственно, изменение рангового положения с 4-го на 2-е место характерно для потомства Боготольского климатипа. Очевидно, сосна Боготоль-ского климатипа, произрастающая в близких к оптимальным условиях, в процессе онтогенеза реализует потенциал роста высокопродуктивного насаждения. Стабильное преимущество в линейном росте характерно для потомств из районов с более благоприятным для сосны гидротермическим режимом (Наза-ровский, Ермаковский климатипы).
Показатели радиального роста потомств сосны из лесостепных районов Красноярского края варьируют незначительно от 9,7 см (Канский и Назаровский климатипы) до 10,4 см (Ермаковский климатип). Итоговым является комплексный показатель производительности культур, т. е. запас стволовой древесины в м3/га, включающий показатели роста и сохранности. Так, наибольшим запасом древесины характеризуются
потомства Кемеровского и Назаровского климатипов (398-400 м3 /га). Материнские насаждения данных климатипов произрастают в условиях наиболее благоприятного для сосны гидротермического режима и, очевидно, при выращивании в условиях, близких к оптимальным, демонстрируют наследственные особенности и свойства высокопродуктивных насаждений. Эти потомства можно рекомендовать в сорта-популяции для плантационного лесовыращивания в лесостепной зоне, в том числе и в районе исследований. Производительность остальных климатипов характеризуется средними и высокими показателями от 253 до 372 м3/га. В группе потомств климатипов из Красноярского края обнаруживается тесная положительная корреляционная связь показателей запаса древесины (м3/га) с выживаемостью и средней высотой потомств, коэффициенты корреляции составили соответственно R = 0,75 и R = 0,69, напротив, с показателями радиального роста связь несущественна R = -0,08. В группе климатипов из Кемеровской области положительная корреляция производительности ^ = 0,56) обнаружена только с выживаемостью климатипов и несущественная - R = 0,17 с диаметрами по-томств. Несущественная связь производительности с диаметрами сосны обусловлена слабыми различиями в радиальном росте. Отрицательная связь ^ = -0,70) производительности с показателями высоты потомств сосны из Кемеровской области не может быть объективной в связи с очень низким уровнем варьирования их линейного роста (С^ = 3,1 %).
Таким образом, можно заключить, что, несмотря на определенные климатические различия условия произрастания материнских насаждений сосны из Кемеровской области являются близкими к оптимальным или оптимальными для представителей подвида сосна сибирская (Р. 5. sibirica Ь^.). Насаждения сосны, представляющие Салаиро-Кузнецкий (59) ле-сосеменной район, входят в число наиболее продуктивных и нуждающихся в первоочередных мерах по сохранению генофонда, а также перспективных для индивидуальной селекции [10]. Произрастающие на суглинистых серых лесных почвах высокопродуктивные сосняки характеризуется II классом бонитета. Особого внимания заслуживает сосна Гурьевского климатипа, потомство которой лидирует по линейному росту (13,3 м) и также рекомендуется к плантационному лесовыращиванию в лесостепных районах. Потомства Кемеровского и Тайгинского климатипов более устойчивы и при удовлетворительных показателях роста (см. таблицу) могут быть рекомендованы к плантационному лесовыращиванию как в близких к оптимальным, так и в более жестких условиях.
Выживаемость совокупности особей у потомств исследуемых климатипов, не обнаруживает значимую корреляцию показателей роста с теплообеспеченно-стью мест произрастания материнских насаждений, которая, очевидно, является достаточной. Слабая положительная связь выживаемости потомств - R = 0,31 обнаруживается только с годовыми осадками. Очевидно, условия гидротермического режима являются оптимальными для исходных популяций сибирского подвида сосны обыкновенной. Средний показатель
линейного роста совокупности потомств климатипов сосны из районов Кемеровской области несколько выше аналогичного показателя сосны из районов Красноярского края (соответственно 12,6 и 12,0 м), при этом их продуктивность соответствует I классу бонитета.
Выводы. В целом дифференциация ареала сосны обыкновенной на лесосеменные районы и подрайоны в действующем лесосеменном районировании [3] является объективной. В качестве дополнения можно рекомендовать в неурожайные годы использование семян из соседних лесосеменных районов с равнинной территорией. Так, по действующему лесосемен-ному районированию для района исследований (Томский лесосеменной район, Кемчугский подрайон -№ 55 д) предложено использовать семенной материал из западных, центральных, юго-западных, восточных, юго-восточных районов Красноярского края, южных районов Томской области, северных районов Новосибирской области. Исследованиями потомств климатипов II класса возраста выявлено, что поставщиками семян для данной территории могут дополнительно служить также предприятия Кемеровской области, представляющие Салаиро-Кузнецкий лесосеменной район № 59 включающий Салаирский (а) и Кузнецкий (б) подрайоны.
В предлагаемой схеме проекта нового лесосемен-ного районирования [9] необходимо исключить Большемуртинское и Тассеевское предприятия, а также Минусинск и Минусинское предприятие Красноярского края из 13 лесосеменного района. В этой схеме Минусинск и Минусинское предприятие следует включить в лесосеменной район № 17, а Большемуртинское и Тассеевское предприятия -включить в лесосеменной район № 11.
Перечисленные предприятия по схеме лесосемен-ного районирования [3] были выделены в разные ле-сосеменные районы и подрайоны. Такие рекомендации в большей степени соответствуют физико-географическому районированию и зонально-провинциальному делению, а также характеристике сосновых насаждений в лесостепных районах Сибири [9].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Ирошников А. И. Географические культуры хвойных в Южной Сибири // Географические культуры и плантации хвойных в Сибири. Новосибирск, 1977. С. 4-10.
2. Коротков И. А. Лесорастительное районирование России и республик бывшего СССР // Углерод в экосистемах лесов и болот России. Красноярск, 1994. С. 29-47.
3. Лесосеменное районирование основных лесо-образующих пород СССР / Е. П. Проказин, Б. Н. Куракин, А. И. Ирошников и др. М. : Лесная промышленность. 1982. 168 с.
4. Мамаев С. А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений. М. : Наука, 1972. - 283 с.
5. Новикова Т. Н. Географические культуры сосны обыкновенной в Красноярской лесостепи // Ботанические исследования в Сибири. 2000. Вып. 8. С. 71-74.
Географическое положение и таксационные показатели климатипов сосны 32-летнего возраста в географических культурах в Красноярской лесостепи
Край, область Предприятия Координаты, град-мин Н, м Средний диаметр на высоте, 1,3 Густота, шт./га Сохранность, % Запас, м^га Класс бонитета
с. ш. В. д. Х±тх Р,%
Красноярский Ачинский 56-17 90-30 11,8 10,3±0,17 27,2 1,8 4646 56 358 I
Красноярский Назаровский 56-02 90-18 13,0 9,7±0,14 25,8 1,2 6312 76 400 I
Красноярский Боготольский 56-14 89-35 11,9 10,3±0,16 27,1 1,6 4083 49 258 I
Красноярский Канский 56-12 95-41 11,8 9,7±0,13 26,8 1,4 4872 59 253 I
Красноярский Ермаковский 53-18 92-25 11,9 10,4±0,22 20,8 1,5 5389 65 329 I
Кемеровская Гурьевский 54-18 85-56 13,3 10,2±0,14 25,5 1,4 4776 57 333 I
Кемеровская Мариинский 56-12 87-45 12,3 10,4±0,22 26,9 2,1 4750 57 372 I
Кемеровская Барзасский 55-44 86-19 12,6 11,2±0,23 30,4 2,0 4625 56 338 I
Кемеровская Тайгинский 56-04 85-37 12,5 10,5±0,24 29,5 2,2 5783 69 356 I
Кемеровская Кемеровский 55-23 86-04 12,4 10,9±0,20 28,4 1,9 5548 67 398 I
6. Новикова Т. Н. Географические культуры и плантации сосны обыкновенной в лесостепных районах Сибири : автореф. дис. ... канд. биол. наук. Красноярск, 2002. 26 с.
7. Новикова Т. Н. Особенности семеношения сосны обыкновенной в географических культурах в Красноярской лесостепи // Хвойные бореальной зоны. 2008. Вып. 2. С. 62-67.
8. Новикова Т. Н., Милютин Л. И. Анализ устойчивости и роста сибирских и дальневосточных клима-типов сосны в географических культурах в Красноярском крае (южная лесостепь) // Вестник КрасГАУ. 2010. № 11. С. 100-104.
9. Сосна степных и лесостепных боров Сибири / Л. И. Милютин, Т. Н. Новикова, В. В. Тараканов и др. Новосибирск : Акад. изд-во «ГЕО», 2013. 127 с.
10. Селекционное семеноводство сосны обыкновенной в Сибири / В. В. Тараканов, В. П. Демиденко, Я. Н. Ишутин и др. Новосибирск : Наука, 2001. 230 с.
11. Intraspecific responses to climate in Pinus sylvestris / G. E. Rehfeldt, N. N. Tchebakova, E. I. Par-fenova et al. // Global Change Biology. 2002. № 8. P. 912-929.
REFERENCES
1. Iroshnikov A. I. Geograficheskiye kul'tury khvoy-nykh v Yuzhnoy Sibiri / // Geograficheskiye kul'tury i plantatsii khvoynykh v Sibiri. Novosibirsk, 1977. S. 4-10.
2. Korotkov I. A. Lesorastitel'noye rayonirovaniye Rossii i respublik byvshego SSSR // Uglerod v ekosistemakh lesov i bolot Rossii. Krasnoyarsk, 1994. S. 29-47.
3. Lesosemennoye rayonirovaniye osnovnykh leso-obrazuyushchikh porod SSSR / E. P. Prokazin, B. N. Ku-
rakin, A. I. Iroshnikov i dr. M. : Lesnaya promyshlen-nost'. 1982. 168 s.
4. Mamayev S. A. Formy vnutrividovoy izmenchi-vosti drevesnykh rasteniy. M. : Nauka, 1972. - 283 s.
5. Novikova T. N. Geograficheskiye kul'tury sosny obyknovennoy v Krasnoyarskoy lesostepi // Botani-cheskiye issledovaniya v Sibiri. 2000. Vyp. 8. S. 71-74.
6. Novikova T. N. Geograficheskiye kul'tury i plantatsii sosny obyknovennoy v lesostepnykh rayonakh Sibiri : avtoref. dis. ... kand. biol. nauk. Krasnoyarsk, 2002. 26 s.
7. Novikova T. N. Osobennosti semenosheniya sosny obyknovennoy v geograficheskikh kul'turakh v Krasnoyarskoy lesostepi // Khvoynyye boreal'noy zony. 2008. Vyp. 2. S. 62-67.
8. Novikova T. N., Milyutin L. I. Analiz ustoychivosti i rosta sibirskikh i dal'nevostochnykh klima-tipov sosny v geograficheskikh kul'turakh v Krasnoyarskom kraye (yuzhnaya lesostep') // Vestnik KrasGAU. 2010. № 11. S. 100-104.
9. Sosna stepnykh i lesostepnykh borov Sibiri / L. I. Milyutin, T. N. Novikova, V. V. Tarakanov i dr. Novosibirsk : Akad. izd-vo "GEO", 2013. 127 s.
10. Selektsionnoye semenovodstvo sosny obyknoven-noy v Sibiri / V. V. Tarakanov, V. P. Demidenko, Ya. N. Ishchtin i dr. Novosibirsk : Nauka, 2001. 230 s.
11. Intraspecific responses to climate in Pinus sylvestris / G. E. Rehfeldt, N. N. Tchebakova, E. I. Par-fenova et al. // Global Change Biology. 2002. № 8. P. 912-929.
© Новикова Т. Н., 2017
Поступила в редакцию 17.03.2017 Принята к печати 20.11.2017
