CC BY
442. Быль В.И. Территориальное планирование в Республике Беларусь / В.И. Быль [и др.].; под ред. Г.В. Дудко. - Минск: ФУАинформ, 2007. - 312 с.
3. Родоман Б.Б. Территориальные ареалы и сети. Очерки теоретической географии. - Смоленск: Ойкумена, 1999. - 256 с.
4. Павлейчик В.М., Левыкин С.В. Проблемы идентификации природно-экологических каркасов и территориальной охраны ландшафтного разнообразия степных регионов // Вестн. Оренб. гос. ун-та. - 2007. - № 67- С. 41-46.
5. Антипов А.Н. Ландшафтное планирование: инструменты и опыт применения / А.Н. Анти-пов, В.В. Кравченко, Ю.М. Семенов и др. - Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2005. - 165 с.
6. Дроздов А.В. Ландшафтное планирование с элементами инженерной биологии // А.В. Дроздов, Н.А. Алексеенко, А.Н. Антипов и др. - М.: Т-во науч изданий КМК, 2006. - 239 с.
7. Аникеев В.В. Градостроительные проблемы совершенствования административно-территориального устройства // В.В. Аникеев, В.В. Владимиров. - М.: Эдиториал УРСС, 2002. -120 с.
УДК 582.628.2
К ПЕРСПЕКТИВАМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИДОВ РОДА ОРЕХ В АНТРОПОГЕННЫХ НАСАЖДЕНИЯХ В СТЕПИ
Е.А. Помогайбин
Ботанический сад Самарского государственного университета Россия, г. Самара, [email protected]
В статье на основе результатов длительных интродукционных испытаний видов рода орех в ботаническом саду Самарского государственного университета обсуждаются перспективы включения этих растений в различные типы антропогенных насаждений.
Basing on the results of long-term introduction investigations of Juglans species in Botanical Garden of Samara State University the possible prospects of their use in different types of anthropogenic plantings are discussed in the article.
Для аридных степных территорий проблема формирования долговременных, устойчивых лесонасаждений является достаточно актуальной. После фактического прекращения целенаправленной работы по созданию полезащитных лесополос вновь возрождается интерес к формированию антропогенных лесов, теперь уже в свете борьбы с планетарной угрозой - усилением парникового эффекта. В рамках соглашений Киотского протокола предполагается усилить работу по лесонасаждению, при этом могут быть использованы как местные, так и интродуцированные виды древесных растений.
Как известно, территория Самарской области малолесиста. Основные лесные массивы приурочены к ее северо-восточной части, а также Самарской Луке. Центральные и южные районы до массовой распашки представляли собой степи, среди которых лесные сообщества встречались в понижениях рельефа, в речных долинах, а также в форме нагорных дубрав. Распашка степей, а в последние годы - все усиливающийся антропогенный пресс на сохранившиеся природные ландшафты затруднили сохранение всех типов экосистем. Лесные экосистемы, в частности, будучи лесами исключительно средозащит-ного использования, продолжают страдать от незаконных порубок, пожаров, захламления и загрязнения.
Число естественно произрастающих в Самарской области видов древесных растений сравнительно невелико - не более 60 видов деревьев и кустарников, из них лишь часть видов является лесообразующими (сосна обыкновенная, дуб черешчатый, липа сердце-листная, клен платановидный и некоторые другие). Поэтому достаточно давно в условиях лесостепи Среднего Поволжья рассматривается вопрос о возможности использования ви-дов-интродуцентов в составе насаждений различного типа.
Интродукционные испытания древесных растений рода орех (Juglans L.) проводятся в ботаническом саду Самарского государственного университета с 1936 года по настоящее время. В коллекции Самарского ботанического сада сохраняются следующие виды рода Juglans: секция Juglans L. - Juglans regia L.; секция Trachycaryon Dode ex Mann. -Juglans cinerea L.; секция Cardiocaryon Dode - Juglans ailanthifolia Carr., J. ailanthifolia var. cordiformis (Maxim.) Rehd.; секция Rhysocaryon Dode - Juglans nigra L., Juglans mi-crjcarpa Berland. (J. rupestris Engelm.) При анализе итогов многолетних интродукционных испытаний древесных растений рода Juglans L. при выращивании в условиях лесостепи Среднего Поволжья проводилась комплексная оценка перспектив использования различных видов этого рода в лесокультурах и других типах насаждений [5].
Рассматривая вопрос о перспективах использования интродуцентов в зеленом строительстве, лесном хозяйстве, любительском садоводстве, следует предварительно выяснить ряд важных моментов.
1. Каков смысл включения новых видов в ассортимент возделываемых в регионе, какими ценными свойствами они обладают?
2. Насколько они устойчивы в новых природных условиях, а, следовательно, с какими трудностями можно столкнуться при их выращивании?
3. Насколько вероятны неблагоприятные последствия при самостоятельном внедрении этих видов в природные экосистемы (развитие ситуаций биологического загрязнения при бегстве из культуры).
Рассмотрим по порядку каждую из этих проблем применительно к изучавшимся нами видам рода орех.
1. Перспективы видов рода орех как потенциальных источников растительного сырья.
Значимые в хозяйственном отношении свойства видов рода орех определяются тем, что все эти деревья имеют ценную древесину различного качества. У всех видов орехов она заслуживает особого внимания как ценный поделочный материал широкого назначения. При этом ее основные свойства обнаруживают заметные видоспецифические особенности. Так, орехи представляют деревья с малой (орех серый, орех маньчжурский) и средней (орехи айлантолистный, черный, грецкий) плотностью древесины. Твердость древесины у орехов также неодинакова (орех серый - 234 кгс/см2, орех черный - 518 кгс/см2, что превышает показатель древесины дуба), но при этом у всех видов древесина хорошо поддается механической обработке и полируется, что повышает ее ценность [2, 3, 8].
Все орехи представляют собой ядровые породы, но доля ядровой древесины и особенно ее окраска у разных видов неодинаковы. Например, древесина черного ореха темно-коричневая с фиолетово-красным оттенком, узкая заболонь ее окрашена неравномерно -от белого до коричневато-серого цвета, переходя в темный цвет ядра; орех айлантолист-ный отличается красивой древесиной светло-коричневого цвета с розоватым оттенком. У серого ореха цвет ее серовато-светло-коричневый, у маньчжурского - с неширокой серовато-желтой заболонью и серо-коричневым ядром [4].
Особенности анатомического строения древесины определяют неодинаковую текстуру, в которой отмечаются слои различного рисунка, ширины и окраски. Хорошо известна ценность древесины ореха грецкого, с его красивой текстурой, особенно в наплывах (капах). Древесина ореха маньчжурского высоких технических свойств, сходная с древесиной бархата амурского и кедра, но уступает древесине орехов грецкого и черного, несколько превосходит древесину ореха серого. Древесина ореха серого отличается низкими физико-механическими свойствами, по которым она близко стоит к таким породам, как липа и тополь, и намного уступает древесине ореха черного, интересна по текстуре, как и древесина других видов ореха, хорошо шлифуется и полируется, мало сокращается в объеме при сушке. Поэтому там, где кроме красоты требуется известная крепость и прочность - менее пригодна, но широко используется в мебельном и столярном производствах.
В принципе, хотя результаты наших исследований и показали определенное ослабление роста некоторых видов в районе интродукции, формирование товарной древесины ими возможно. Естественно, что вопрос о ее себестоимости не был темой нашего изучения.
Видам рода орех свойственно формирование плодов с высоким содержанием жира, белков, других ценных компонентов [9]. В принципе, ядровая масса всех орехов пригодна к употреблению в пищу, хотя их вкусовые качества немного различаются, и очень сильно разнится доступность ядра. Неодинаковые толщина скорлупы и разветвленность внутренних перегородок затрудняют извлечение съедобной массы у большинства видов. Тем не менее, для орехов черного и серого в местах их культивирования (в пределах ареалов) уже отобраны тонкоскорлупые сорта. Орех грецкий, культура которого насчитывает тысячи лет, имеет множество сортов. Перспективы получения продукции орехов в местных условиях, по нашему мнению, для ореха грецкого связаны со скороплодными формами, которые намного раньше начинают плодоношение (на второй год жизни), раньше заканчивают вегетацию, низкорослые (7...8 м), что облегчает уход за деревьями и сбор плодов. Меры селекционного отбора поздноцветущих форм, «уходящих» от весенних возвратов морозов, позволят получить устойчивые растения для нашей зоны. Нами для условий Самарской области была показана возможность выращивания ореха грецкого скороплодного с регулярным плодоношением.
Виды рода орех являются также источниками лекарственного сырья. В официальной фармакопее используются листья, кора, орехи (околоплодник, внутренние перегородки, ядро) и другие части ореха грецкого. Народная медицина использует все виды орехов в ареалах их произрастания. Наличие широкого спектра биологически активных веществ, состав которых сходен у разных видов, делает их в целом перспективной группой растений - источников лекарственного сырья. Не исключено, что в условиях интродукции виды рода орех способны в ответ на воздействие стрессирующих факторов накапливать повышенные количества биологически активных веществ и формировать еще более ценное лекарственное сырье, но данный вопрос требует специального изучения.
С позиций использования в озеленении виды рода орех высоко декоративны, формируют красивую ажурную крону, ярко-зеленую в вегетационный период и желтеющую осенью. В некоторых парках города имеются отдельные экземпляры орехов маньчжурского и серого, в частных садах можно встретить и грецкий. Имея крупные, опушенные с нижней стороны листья, орехи способны хорошо очищать городской воздух от взвешенных примесей, известна способность некоторых видов поглощать газовые загрязнения (орех грецкий, например, устойчив к воздействию диоксида серы, фторидов, хлористого водорода) [6]. Все виды орехов отличаются способностью очищать воздух от паров бензина и ацетилена. Особенно высока эта способность листьев у ореха айлантолистного [8]. Особым свойством, которое следует учесть в городском озеленении, является анемофиль-ность этих растений, которые в период цветения (конец апреля - май, в зависимости от условий года) выделяют в воздух значительную массу пыльцы. Для ореха черного показана ее способность вызывать аллергические реакции, по другим видам подобные эффекты, в принципе, возможны. Орех маньчжурский отличается более ранними сроками листопада, что может повлиять на его декоративность в насаждении.
Итак, достаточно причин, которые делают виды рода орех желательными для выращивания в нашей области.
2. Устойчивость видов рода орех в районе интродукции.
Что касается устойчивости видов к комплексу неблагоприятных условий, воздействующих на них в районе интродукции, данный вопрос изучается давно [5] и был, в том числе, предметом нашего исследования. Хорошо известна изменчивость погодных условий лесостепи Среднего Поволжья, делающая его районом рискованного земледелия. Среди негативных проявлений климата, затрудняющих успешное развитие видов рода орех, назовем периодически наблюдаемую суровость зимы (продолжительные и сильные
морозы, резкие смены температур и малый снежный покров), а также метеорологические условия лета и осени, определяющие степень завершения всех ростовых процессов. После холодного лета и сырой осени многие орехи, даже в относительно мягкие зимы, дают значительно большее обмерзание. В начале вегетации деревья могут тяжело повреждаться заморозками, в период вегетации - страдать от почвенной и воздушной засухи.
Среди факторов, лимитирующих развитие орехов, следует назвать экстремальные зимние температуры. С возрастом зимостойкость орехов значительно повышается, поскольку, однолетние побеги все более удаляются от нижней зоны с резкими понижениями температур и скорее завершают рост и вегетацию в следствие все ухудшающегося их водоснабжения. Свойство увеличения зимостойкости с возрастом допускает возможность введения в культуру менее зимостойких в молодости растений.
Виды, из числа изучавшихся в ботаническом саду СамГУ, по зимостойкости в порядке ее возрастания располагаются следующим образом: грецкий (J. regia L), айланто-листный (J. ailantifolia Carr.), сердцевидный (J. ailantifolia var. cordiformis (Maxim.) Rehd., мелкоплодный (J. microcarpa Berland.), черный (J. nigra L.), серый (J. cinerea L.), маньчжурский (J. mandshurica Maxim.) [5].
При чрезвычайно различных климатических условиях естественных местообитаний каждого вида в пределах его ареала он не является однородным по своим биологическим особенностям. Поэтому для успешной натурализации видов орехов исходный семенной материал должен браться по возможности из наиболее подходящих по климату местообитаний, а в идеале - создание устойчивых маточников и посев полученных от них в районе интродукции семян. Подобная работа нами проводится для орехов грецкого, черного, маньчжурского, айлантолистного, сердцевидного, серого, мелкоплодного.
J. regia довольно морозоустойчив, только зимы с экстремально низкими температурами или частые перепады температуры с большой амплитудой от положительных значений до отрицательных могут привести к гибели однолетних не вызревших побегов и даже многолетней древесины.
J. ailantifolia, J. ailantifolia var. Cordiformis, отличаясь длительным периодом роста и вегетации, редко заканчивают их до наступления морозов, тем не менее ежегодного обмерзания побегов не наблюдается, что допускает возможность отбора и выведения устойчивых форм. В перспективе возможно использование этих орехов в лесных культурах и озеленении.
J. microcarpa дает высокие показатели зимостойкости, что обеспечивает в перспективе успешную натурализацию. После зим с экстремальными температурами у него наблюдалось лишь снижение плодоношения.
J. nigra представлен тремя различными образцами и показывает на своем примере, насколько значение происхождения исходного материала неоднозначно. Наиболее зимостойким оказался образец из Западной Европы. Образец ореха черного из Липецкой ЛОСС при достаточной зимостойкости показывает все время слабое плодоношение и плохое вызревание семян. Третий образец, полученный из Ашхабада, показывает хорошую зимоустойчивость. При наличии уже в течение многих лет необмерзающих растений - селекция этого вида по зимостойкости может сравнительно быстро привести к разрешению вопроса внедрения этого ценного вида в культуры лесостепи.
J. cinerea представлен в коллекции вполне зимостойкими одиннадцатью образцами различного происхождения.
J. mandshurica является наиболее зимостойким видом, происходящим из региона с не менее суровыми зимами, чем наши. Возможно использование в лесных культурах при посадках на свежих плодородных почвах, недостаточная засухо- и жароустойчивость ограничивает возможности его культуры.
Орехи после начала вегетации, особенно в молодом возрасте, побиваются иногда случающимися сильными весенними заморозками. С увеличением высоты дерева эта опасность уменьшается и не является серьезным препятствием для успешного роста.
Что касается условий выращивания видов рода орех, они достаточно требовательны к почвенно-грунтовым условиям, к влаге и теплу. Наилучший их рост наблюдается в условиях глубоких и свежих почв, защищенности от иссушающих ветров и при наличии теплого лета. Все виды орехов при отсутствии бокового затенения склонны давать немногочисленные, но очень мощные боковые побеги с образованием впоследствии ширококронных деревьев, особенно это выражено у ореха маньчжурского. Поэтому для получения стройных деревьев необходимо воспитывать орехи в густых посадках.
3. Возможные перспективы биоинвазий природных экосистем, вызванных внедрением в них видов рода орех
Третья из названных проблем заключается в легкости ухода из культуры и самостоятельном внедрении в природные сообщества. Орехи не имеют возобновления корневыми отпрысками, происходит только отрастание побегов от пня или ствола. Семенное возобновление мы наблюдали в дендрарии для орехов маньчжурского и серого. Для того, чтобы произошло прорастание семян, орехи должны не просто упасть на поверхность почвы, но внедриться в нее на некоторую глубину (хотя бы на величину ореха). Без этого в местных условиях, вероятно, не обеспечивается нужный режим увлажнения семян. Даже под слоем подстилки увлажнение оказывается недостаточным, семена быстро пересыхают (кроме того, в местных условиях листья орехов подвергаются очень быстрой деструкции и не формируется достаточно толстой подстилки). Из литературы нам известно, что размножению, например, ореха черного в природе способствуют белки и некоторые птицы, прячущие орехи в землю. Зафиксировано естественное возобновление ореха маньчжурского в результате его интродукции на центральной усадьбе Жигулевского государственного заповедника им. И.И. Спрыгина [6]. Можно ожидать семенного возобновления в достаточно увлажняемых местах, но светолюбивость орехов (кроме ореха маньчжурского) будет препятствовать успешному развитию их всходов в затенении. Таким образом, перспективы видов рода орех, агрессивно внедряющегося в природные экосистемы лесостепи, вызвать их дестабилизацию маловероятны.
Для сопоставления устойчивости и продуктивности различных видов орехов мы использовали экспертную рейтинговую (интегральную) оценку. Присвоив каждому из видов условные баллы по уровню благонадежности [1], приросту древесины, засухо- и зимостойкости, регулярности плодоношения мы получили следующие итоги (рис.).
Рисунок. Результаты рейтинговой оценки различных видов рода Орех в условиях лесостепи Среднего Поволжья
Абсолютного совпадения высшей оценки по всем показателям не наблюдалось ни у одного из видов рода орех, что не позволило присвоить им максимально возможный балл рейтинга (27). При этой максимально возможной сумме, оценку 23 и 22 балла соответственно получили орехи маньчжурский и серый. Они несколько различались по уровню
благонадежности и по засухоустойчивости, другие оценки были близкими. Третье место занял орех черный, который уступал им по благонадежности и зимостойкости. Последнее место в рейтинге занял орех грецкий (10 баллов), который при сравнительно высокой засухоустойчивости имеет низкие оценки по другим показателям. Результаты рейтинговой оценки подтверждают наши выводы относительно перспектив использования видов рода орех в искусственных насаждениях в лесостепи Среднего Поволжья.
Дополнив рейтинговую оценку видов показателями листового аппарата, мы выполнили корреляционный анализ для выявления связей между различными показателями, относящимися к продуктивности и устойчивости видов рода орех (табл.).
Некоторые из выявленных связей заслуживают хотя бы краткой биологической интерпретации. Так, показатель благонадежности обнаружил среднюю прямую корреляционную связь (Я=0,6) с оценочным показателем прироста древесины и сильную обратную корреляционную связь (Я=-0,80) с уровнем засухоустойчивости. Это вполне объяснимо, так как показатели прироста древесины и благонадежности связаны расчетной формулой, а засухоустойчивость, означающая выживание древесных растений вне оптимальных для них условий, как правило, оказывается сопряжена с неизбежным снижением ростовых показателей. Особо сильная прямая корреляционная связь между оценками видов по приросту древесины и по плодоношению (Я=0,96) может значить, что наиболее адаптированные в районе интродукции виды обнаруживают достаточно высокую продуктивность при формировании и плодов, и вегетативных органов. Средняя прямая корреляционная связь между оценками видов по плодоношению и зимостойкости (Я=0,61) может быть связана с тем, что условием плодоношения видов рода орех в лесостепи Среднего Поволжья является успешное перенесение ими зимнего периода. Наконец, сильная обратная корреляционная связь между показателями площади листа и засухоустойчивости (Я=-0,85) соответствует общей тенденции снижения испаряющей влагу листовой поверхности у растений, адаптированных к росту в условиях дефицита влаги.
Таблица
Значения коэффициента корреляции между показателями уровня устойчивости и продуктивности у видов рода орех
Благонадежность Прирост древесины Засухоустойчивость Зимостойкость Плодоношение Масса единицы площади Площадь листа
Благонадежность 1,00
Прирост древесины 0,60 1,00
Засухоустойчивость -0,80 -0,39 1,00
Зимостойкость 0,06 0,48 -0,12 1,00
Плодоношение 0,52 0,96 -0,36 0,61 1,00
Масса единицы площади -0,20 0,07 0,28 -0,05 -0,16 1,00
Площадь листа 0,69 0,03 -0,85 -0,33 -0,01 -0,32 1,00
На основании изучения зимостойкости и роста шести видов орехов можно сделать вывод о возможности продвижения их в массовые культуры лесостепи Среднего Поволжья как лесных, парковых и отчасти плодовых пород - черного, серого, маньчжурского, айлан-толистного, парковых - мелкоплодного (имеющего сравнительно небольшую высоту) и грецкого, так и плодовых - грецкого ореха. Путь этого продвижения должен лежать через
отбор растений по зимостойкости и устойчивости роста в засушливых условиях и через создание маточных семенных насаждений из лучших по указанным признакам экземпляров.
Необходимо учесть в отношении всех орехов их высокие требования к почве, влаге и теплу (отводить для культур наиболее богатые и свежие почвы в повышенных местах, где не скапливаются холодные массы воздуха). Цели выращивания насаждений ореха грецкого могут быть следующими: создание плантаций с целью получения плодов; создание лесных культур ореха грецкого в лесхозах с целью выращивания ценной ореховой древесины и как промежуточное пользование - получение плодов; создание полезащитных лесных полос с участием ореха грецкого, а также противоэрозионных насаждений; использование ореха грецкого в зеленом строительстве населенных мест - в парках, скверах, аллеях и уличном озеленении. Орех мелкоплодный представляет интерес как высокодекоративное дерево для зеленого строительства населенных мест и как орехоплодная порода с высоким содержанием жира в плодах. Орех черный является также прекрасной породой для зеленого строительства населенных мест и в озеленении промышленных предприятий.
По мнению В.И. Добровольского [3], не имеет смысла заниматься лесоразведением ореха серого в тех районах, где растут более ценные виды орехов - грецкий и черный. Однако мы считаем, что в лесных культурах нашей области его можно выращивать на повышенных участках с плодородной почвой, расширяя ассортимент насаждений. Для озеленения населенных мест не ставится каких-либо ограничений. Лучшим способом выращивания орехов является посев семян прямо на место, так как этим способом устраняется неизбежность обрезки мощного мало ветвистого корня при посадках.
По сведениям из литературных источников, различные виды орехов при условии близкого соседства деревьев легко скрещиваются между собой, давая гибридные формы. В таких гибридах между отдаленными видами нередко наблюдаются явления гетерозиса, выражающегося в необычайно быстром росте и сильном развитии всех вегетативных частей, далеко превосходящих рост исходных видов, а также изменение морфологических признаков и биологических свойств. Поэтому путем гибридизации открываются возможности получения новых, отсутствующих в природе форм орехов, сочетающих в себе ценные качества древесины и плодов, с большой зимостойкостью и быстрым ростом, не имеющих этих качеств у исходных форм. Создание видовых популяций орехов может рассматриваться в ряду мер, содействующих охране биологического разнообразия редких растений вне природных ареалов и, следовательно, является желательным в условиях, когда природные ареалы растений, испытывая антропогенную нагрузку, сокращаются.
Список литературы
1. Гурский А.В. Основные итоги интродукции древесных растений в СССР. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1957. - 304 с.
2. Древесина. Механические свойства / http://www.xylon.org.ru/ 08.8Йт1. - (22.12.07.)
3. Добровольский В.И. Черный орех. Серый орех. Орех Зибольда. Орех сердцевидный. Маньчжурский орех // Культура орехоплодных. - М.: Изд-во сельскохоз. литературы, 1957. - С. 245-303.
4. Орех /Орех // http://joinery.ru/tree3.htm. - (22.12. 07.)
5. Помогайбин А.В. Эколого-биологический анализ результатов интродукционных испытаний видов рода орех (Juglans L.) в лесостепи Среднего Поволжья. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. -Тольятти, 2008. - 16 с.
6. Саксонов С.В. Ресурсы флоры Самарской Луки. - Самара: Изд-во Самарского НЦ РАН, 2005. - 416 с.
7. Сытник К.М. Биосфера. Экология. Охрана природы Справочное пособие. - Киев: Наук. думка, 1987. - 554 с.
8. Твердость древесины / Твердость древесины // http://www.hnh.ru/artic1e/parketd/drev/ tverdoct_dreveciny.htm. - (22.12.07.)
9. Щепотьев Ф.Л., Рихтер А.А., Павленко Ф.А., Молотков П.И и др. Орехоплодовые лесные культуры. - М.: Лесн. пром-сть, 1978. - 256 с.
