CC BY
20
ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ ===== УДК581.526: 502.3(470.67).
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД В ИСКУССТВЕННЫХ НАСАЖДЕНИЯХ ТЕРСКО - КУМСКОЙ
НИЗМЕННОСТИ
© 2014 г. П.М.-С. Муратчаева
Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра Российской академии наук Россия, 367000, Махачкала, ул. М.Гаджиева, д.45, Е-mail: pibrdncran@mail.ru
Поступила 06.07.2013
Обобщены результаты многолетних наблюдений за состоянием древесных пород в искусственных насаждениях из вяза мелколистного, акации белой и лоха узколистного в аридных условиях Терско - Кумской низменности. Рассматриваются особенности роста, цветения и плодоношения пород в условиях полупустыни.
Ключевые слова: рост, состояние, устойчивость, долговечность, высота, диаметр ствола, вяз мелколистный, акация белая, лох узколистный.
Создать искусственные лесные насаждения в условиях полупустыни и пустыни крайне трудно вследствие засоленности почв, недостатка влаги и других факторов характерных аридному климатическому режиму. Опыт многих исследователей показывает, что для этих целей следует использовать отрицательные формы рельефа (понижения, впадины) с близким залеганием слабоминерализованных или пресных грунтовых вод (Озолин, 1979; Касьянов, 1979; Еськин, 1981).
Основное назначение искусственных лесных насаждений в условиях пустыни и полупустыни - борьба с засухой, суховеями и деградационными процессами (Залибеков, Зонн, 2001). Зеленые лесные насаждения способствуют активизации почвообразовательных процессов, усилению биологического круговорота веществ и увеличению содержания гумуса и питательных веществ в почвах (Озолин, 1979). Лесные насаждения воздействуют на ветровой и гидрологический режимы местности, улучшают водный, тепловой режимы и микроклиматические условия (Касьянов, 1979). Целью настоящего исследования явилось определение состояния искусственных посадок древесных лесных пород за длительный период и оценка возможности создания пастбищезащитных полос на территории Терско -Кумской низменности.
Материал и методы исследования
Работа проводилась на Кочубейской биосферной станции (КБС) Прикаспийского института биологических ресурсов (ПИБР), расположенной в центральной части Терско -Кумской низменности в пределах Тарумовского административного района РД. Растительность КБС представлена кормовыми угодьями и используется в качестве зимних пастбищ в отгонном животноводстве. Климатические условия характеризуются выраженной континентальностью: летний максимум достигает температуры плюс 40 - 45оС, зимний минимум минус 20 - 25оС. Продолжительность зимнего минимума небольшая (20-25 дней). Количество атмосферных осадков 200 - 250 мм. Преобладающая их часть выпадает в летний, летнее-осенний периоды. Снежный покров не устойчив, количество дней со снегозалеганием в течение года не превышает 10 - 15, толщина снежного покрова 5-20 см. По гидротермическому режиму территория относится к острозасушливой полупустынной зоне.
Наблюдаются часто повторяющиеся суховеи, сильные ветры и пыльные бури, оказывающие негативное влияние на водный режим почв и продуктивность пастбищной растительности. Рельеф характеризуется слабонаклонной на север равниной с чередованием блюдцеобразных понижений, западин с микроповышениями. Почвенный покров представлен светло-каштановыми карбонатными слабосолонцеватыми разностями со средней степенью обеспеченности питательными веществами (Котенко, 2011).
Для посадки и испытания древесных лесных пород отведен экспериментальный комплекс площадью 50 га, где расположен искусственно созданный водоем (озеро), общее зеркало водной поверхности которого составляет 1.5 га, артезианский источник и рассматриваемые древесные породы, посаженные в 1992 г. в качестве лесополосы. Лесополоса расположена на возвышенном мезоэлементе равнинного рельефа на прилегающем к озеру участке, связанным с подземными потоками воды, просачивающимися из озера горизонтальным потоком. Высота местности минус 10 метров над уровнем моря. Лесополоса расположена перпендикулярно господствующим ветрам в направлении с севера на юг с посадкой деревьев площадью питания 3х2.5 метра.
Проанализировав опыт использования в защитном лесоразведении довольно большого ассортимента деревьев, были использованы древесные породы, хорошо зарекомендовавшие себя в аридных условиях южных регионов России (табл. 1).
Таблица 1. Приживаемость и рост древесных пород в год посадки (1992г.). Table 1. Establishment and growth of tree species in year of planting (1992).
Древесная порода Приживаемость, % Высота ствола, м Диаметр ствола на высоте 1.3 м в конце вегетации, см Годичный прирост, см
начало вегетации конец вегетации
Вяз мелколистный 83.0 1.25±0.063 1.65±0.083 1.2±0.057 40
Акация белая 77.0 1.00±0.049 1.50±0.074 1.1±0.050 50
Лох узколистный 64.0 1.10±0.053 1.30±0.065 - 20
Унаби настоящий 7.0 0.98±0.050 1.06±0.048 - 8
Посадка производилась рано весной саженцами деревьев из местных лесных питомников. При ранневесенней посадке отмечается высокая приживаемость лесных культур, при осенних посадках у многих пород обмерзают стволики, особенно со стороны господствующих ветров (Озолин, 1979; Еськин, 1981). Посадка осуществлена чистыми рядами. В смешанных насаждениях по мере ухудшения экологических условий межвидовые отношения складываются в пользу более устойчивого к данным условиям местопроизрастания вида. Уход за лесополосой заключался в применении обычной агротехники с защитой штамбов деревьев от грызунов и механических повреждений. В первые три года за лесопосадками проводился своевременный уход (вокруг деревьев уничтожали сорняки, проводили поливы). Обеспеченность влагой подземными и грунтовыми потоками из озера создавала благоприятные условия для высокой приживаемости саженцев, хорошему их росту и интенсивному развитию корневых систем.
В год посадки культуры учитывались по состоянию на 10 мая и 1 октября, начиная с 2-х летнего до 10-ти летнего возраста культур, биометрические измерения проводились один раз в год на 1 октября, с 11 летнего возраста один раз в три года. Наблюдения за ростом деревьев в высоту и по диаметру и за их состоянием в опытных насаждениях охватывает 20 летний период (1992 - 2011 гг.).
Испытаны следующие виды древесных пород: вяз мелколистный, дуб черешчатый, лох узколистный, белая акация (робиния лжеакация), клен остролистный, унаби (зизифус) настоящий, дикая алыча, вишня.
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД
41
Результаты и их обсуждение
На второй год жизни произошел полный отпад растений у дуба черешчатого, алычи, абрикоса, вишни, клена остролистного. Остались вяз мелколистный, лох узколистный и унаби (зизифус) настоящий. Сохранившиеся виды в естественных древостоях отличаются долговечностью (продолжительность жизни может достигать 80-100 лет и более), засухоустойчивостью, морозостойкостью и солевыносливостью, светолюбивые, обладают мощной и глубокой корневой системой (Дендрофлора Кавказа...., 1961; 1970; Ажибеков, 1982; Линдеман и др., 1994). Лох узколистный в естественных древостоях встречается в виде колючего кустарника или в виде дерева. Образование жизненной формы его во многом зависит от условий местопроизрастания: в культурах при поливе, а также на участках с доступными грунтовыми водами лох узколистный чаще приобретает древовидную форму (Еськин, 1981). В наших экспериментах лох узколистный был в виде древовидной формы с сомкнутой кроной.
Хорошую приживаемость показали вяз мелколистный, акация белая и лох узколистный. Слабую адаптацию обнаружил унаби настоящий (табл.1), на третьем году жизни посадки унаби погибли. _
12 1-
10........
0 -I-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-
1 2 3 4 5 6 7 В 9 10 13 16 19 20 Возрасг, лет
Рис. Ход роста древесных пород в высоту в зависимости от возраста. 1-вяз мелколистный, 2-акация белая, 3-лох узколистный. Fig. Growth course of woody species in height depending on age. 1-Ulmus parvifolia Jacq. 2-Robiniapseudoacacia L. 3-Elaeagnus angustifolia L.
Анализ хода роста древесных пород показал интенсивный рост их в высоту в начальный период до 6 - 10 лет, затем с увеличением возраста насаждений наблюдалось снижение прироста (рис.), что является характерной особенностью роста древесных растений в экстремальных условиях сухой степи и полупустыни (Озолин, 1979; Мигунова; 1979; Князева; 1980; Еськин, 1981).
Наиболее пластичной и быстро растущей древесной породой оказался вяз мелколистный. Акация белая и лох узколистный уступали по росту в высоту вязу мелколистному. В возрасте 10 лет высота вяза мелколистного составила 7.75 м, акации белой и лоха узколистного 5.40 и 4.85 м соответственно (табл.2).
Средний ежегодный прирост в высоту за 10 лет был наибольший у вяза мелколистного (61 см), у акации белой и лоха узколистного 41 и 35.5 см соответственно, хотя в отдельные годы текущий годичный прирост в высоту у вяза мелколистного достигал 90 - 100 см, у акации белой 90 см, у лоха узколистного 80см. Что касается диаметра ствола, наиболее быстрый рост показала акация белая, у которой в возрасте 10 лет диаметр ствола у корневой шейки равнялся 10.2 см, на высоте 1.3 м - 7.9 см, наименьший рост по диаметру ствола отмечен у лоха узколистного, у 10 - летних деревьев диаметр ствола у корневой шейки составил 8.9 см, на высоте 1.3 м - 5.4 см.
Таблица 2. Рост и состояние древесных пород 10 - летнего возраста на светло-каштановой почве Терско - Кумской низменности (2001г.). Table 2. Growth and condition of tree species 10-year age on the light chestnut soil of Terek-Kuma lowland (2001).
Древесная порода Средние показатели роста В том числе, %
высота, м диаметр ствола, см здоровых суховершинных усыхающих сухих
у корневой шейки на высоте 1.3 м
Вяз мелколистный 7.75±0.39 9.7±0.48 6.4±0.31 87.0 13.0 0.0 0.0
Акация белая 5.4±0.26 10.7±0.52 7.9±0.39 82.0 16.0 0.0 0.0
Лох узколистный 4.85±0.24 8.9±0.44 5.4±0.25 72.0 18.0 0.0 0.0
После 10 - летнего возраста интенсивность роста древесных пород в высоту и по диаметру замедлился. Средний ежегодный прирост в высоту с 11 летнего по 20 летний возраст составил у вяза мелколистного 21 см, у акации белой 11 см, у лоха узколистного 8.5 см. При этом средний ежегодный прирост по диаметру ствола равнялся у вяза мелколистного у корневой шейки 0.90 см, на высоте 1.3 м- 0.60 см, у акации белой 0.97 см у корневой шейки, на высоте 1.3м-0.69 см, у лоха узколистного 0.95 и 0.41 см соответственно (табл.2,3). Возможно, основной причиной снижения энергии роста насаждений в аридных условиях после 10-15 летнего возраста является изменение водного режима деревьев, следствием чего является ухудшение состояния растений. Данные литературы подтверждают это предположение (Попов, Попова, 1980; Душков, 1994). Состояние культур древесных пород в возрасте 10 лет хорошее, где наиболее устойчивым оказался вяз мелколистный, у которого количество здоровых особей достигало 87%. Устойчивость 10 летних насаждений акации белой также высокое (82% здоровых растений). Сохранность 10- летних насаждений лоха узколистного по сравнению с вязом мелколистным и акацией белой ниже- 72% здоровых особей, 18% растений характеризуется суховершинностью.
К 20 летнему возрасту состояние большинства деревьев исследованных видов стала ухудшаться (табл. 3). В последние годы особенно резко снизилась сохранность вяза мелколистного о чем можно судить по состоянию 20 летних культур, где число здоровых особей вяза мелколистного достигало всего 42 %, суховершинных 30%, усыхающих и сухих растений соответственно 26 и 3 %. В 20 летнем возрасте наибольшей устойчивостью характеризовались насаждения акации белой, у которой число здоровых особей составила 70%, суховершинных 28%, усыхающих - 2%, сухие особи отсутствовали. Сохранность 20 летних насаждений лоха узколистного близка к акации белой- 67% здоровых особей, 27% суховершинных и 6% усыхающих.
Таблица 3. Состояние и средние размеры стволов древесных пород 20 летнего возраста на светло-каштановой почве Терско-Кумской низменности (2011 г.). Table 3. Condition and the average sizes of stems of tree species 20-year age on the light chestnut soil of Terek-Kuma lowland (2011).
Древесная порода Средние показатели роста В том числе, %
высота, м диаметр ствола, см здоровых сухо вершинных усыхающих сухих
у корневой шейки на высоте 1.3 м
Вяз мелколистный 9.85±0.46 18.7± 1.01 12.3±0.58 42.0 30.0 26.0 2.0
Акация белая 6.50±0.18 20.4±0.63 14.8±0.72 70.0 28.0 2.0 0.0
Лох узколистный 5.70±0.26 18.4±0.74 9.5±0.30 67.0 27.0 6.0 0.0
Исследования показали, что у древесных пород, применяемых в защитных насаждениях полупустыни интенсивны не только процессы роста, но и развития (возрастные изменения), приводящие к раннему вступлению их в фазу цветения и плодоношения. В условиях Терско-Кумской низменности вяз мелколистный начинал цвести и плодоносить с четырехлетнего
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД
43
возраста. Цветет вяз мелколистный весной до распускания листьев. Формирование соцветий начиналось в конце апреля - начале мая. У вяза мелколистного все годы исследований наблюдалось ежегодное обильное плодоношение. Плоды крылатые орешки, созревали семена через 30 - 35 дней после опыления. Как у всех ильмовых у вяза мелколистного образуется большое количество пустых семян, которые, как правило, опадают. Лох узколистный в условиях эксперимента начинал цвести в конце мая, после распускания листьев, цветы желтого цвета, мелкие душистые. Продолжительность периода цветения - от 11 до 17 дней. Цветение и плодоношение начиналось с пяти лет. Плодоношение ежегодное. Плод - односемянная продолговатая костянка, со съедобным сладковатым околоплодником. Плоды созревали в сентябре - октябре и сохранялись на ветках до весны. Акация белая начинала цвести и плодоносить, как и вяз с четырех лет. Цветет в мае, цветы белые душистые, продолжительность цветения от 9 до 20 дней. Плод плоский боб красно-бурой окраски с несколькими семенами, созревают бобы в сентябре и висят на дереве до весны. У вяза мелколистного и у акации белой листья осенью долго держатся на дереве (у вяза до декабря, у акации белой до конца октября). По накоплению фитомассы вяз мелколистный значительно превосходит акацию белую и лох узколистный (Еськин, 1981). Рядом авторов также отмечено, что для древесных пород, применяемых в защитных насаждениях сухой степи и полупустыни характерны интенсивное развитие (скороспелость) (Озолин, 1979; Мигунова, 1979; Попов, Попова, 1980; Еськин, 1981). Эту особенность растений в засушливых условиях С.А. Самофал (1939) связывает с повышенным процессом фотосинтеза при интенсивном освещении на фоне недостатка влаги и пониженного минерального питания.
Заключение
Работа по созданию искусственных лесных насаждений в аридных условиях равнинного Дагестана проведена впервые. На основе проведенных исследований показана возможность выращивания в аридных условиях Терско- Кумской низменности лесных культур из вяза мелколистного, акации белой и лоха узколистного. Все эти породы показали высокую приживаемость на светло-каштановых почвах и являются быстрорастущими, засухоустойчивыми, солевыносливыми, морозостойкими и относительно долговечными. Интенсивный рост испытанных древесных пород, как в высоту, так и по диаметру ствола наблюдался в первые 6-10 лет, затем с увеличением возраста насаждений темпы роста деревьев значительно снизились. Наиболее быстрорастущей породой оказался вяз мелколистный. В экстремальных условиях полупустыни древесные породы отличались высокой энергией роста, интенсивным развитием, приводящему к раннему вступлению их в фазу цветения и плодоношения.
Установлена высокая устойчивость культур древесных пород до 10- летнего возраста, наиболее устойчивым оказался вяз мелколистный. К 20- летнему возрасту резко снизилась устойчивость вяза мелколистного, в связи с поражением его голландской болезнью, в этом возрасте наибольшая устойчивость наблюдалась у насаждений акации белой. Сохранность 20-летних насаждений лоха узколистного близка к акации белой.
Древесные породы: вяз мелколистный, акация белая и лох узколистный как засухоустойчивые, морозостойкие, солевыносливые и относительно долговечные культуры могут быть рекомендованы для создания защитных насаждений на светло-каштановых почвах в условиях полупустыни Терско-Кумской низменности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Ажибеков К.А. 1982. Ассортимент деревьев и кустарников для создания защитных
насаждений в поясе арчовых лесов Киргизии. Фрунзе: ИЛИМ. 122с. Дендрофлора Кавказа (дикорастущие и культурные деревья и кустарники). 1961. Тбилиси:
Изд-во АН Груз. ССР. Т II. 335с.
Дендрофлора Кавказа (дикорастущие и культурные деревья и кустарники). 1970. Тбилиси: Мецниереба. T.V. 302с.
Душков В.Ю. 1994. Повышение долговечности вяза приземистого на почвах
полупустынного солонцового комплекса // Лесоведение. №5.С. 58-67. Еськин Б. И. 1981. Деревья и кустарники в насаждениях стационара // Повышение
устойчивости защитных насаждений в полупустыне. М.: Наука. С. 33-64. Залибеков З.Г., Зонн И.С., 2001. О национальной программе действий по борьбе с опустыниванием земель в Республике Дагестан // Аридные экосистемы. Т.7. № 14-15. С. 116-133.
Касьянов Ф. М. 1979. Защитные насаждения для повышения продуктивности лугов и пастбищ // Агролесомелиорация /под ред. В.Н. Виноградова/. М.: Лесная промышленность. С.132-148. Князева Л.А. 1980. Анализ морфологических признаков листьев вяза приземистого и береста // Биогеоценотические исследования искусственных насаждений в засушливой степи Западного Казахстана. М.: Наука. С. 27-70. Котенко М.Е.. 2011. Влияние выпаса овец на гумусовое состояние светлокаштановых почв
Терско-Кумской низменности // Аридные экосистемы. Т.17. № 2 (47) С. 63-67. Линдеман Г.В., Энсайхан Д., Жалбаа Х. 1994. Условия естественного произрастания вяза
мелколистного в пустынях Монголии // Лесоведение. №2.С. 42-53. Мигунова Е.С. 1979. Создание защитных лесных насаждений на засоленных почвах // Агролесомелиорация / под ред. В.Н. Виноградова/. М.: Лесная промышленность. С.148-159.
Озолин Г.П. 1979. Древесные и кустарниковые породы, применяемые в защитном лесоразведении юго-восточных районов страны // Агролесомелиорация / под ред. В.Н. Виноградова/. М.: Лесная промышленность. С 160-177. Попов В.П., Попова О.С. 1980. Формирование полезащитных насаждений. Новосибирск:
Наука. Сибирское отделение. 144с. Самофал С.А. 1939. О переделке природы многолетних лесных растений путем воспитания // Труды ВНИЛМ. Вып.5.
MONITORING OF GROWTH AND CONDITION OF TREE SPECIES INARTIFICIAL
PLANTINGS OF TEREK-KUMA LOWLAND
© 2014. P.M.-C. Muratchaeva
Pricaspiyskiy Institute of Biological Resource Dagestcm scientific center of the Russian Academy of Sciences.
Russia, 367000, Makhachkala, Gadjev str. 45 E-mail: pibrdncran@mail. ru
Results of long-term observations over growth and condition of tree species in artificial plantings of Chinese elm bastard acacia and the Russian olive in arid conditions of Terek-Kuma Lowland are given. Features of growth, flowering and fm ctifi cation of breeds in the conditions of the semi-desert are considered.
Keywords: growth, condition, stability, durability, height, diameter of stem. Chinese elm. bastal'd acacia. Russian olive.
