CC BY
43
Биология
ОЦЕНКА УРОЖАЙНОСТИ JUNIPERUS COMMUNIS L. В ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ УРАЛА С РАЗНЫМ РЕЖИМОМ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
А.П. КОЖЕВНИКОВ,
доктор сельскохозяйственных наук, доцент, Уральский ГЛТУ Е.А. ТИШКИНА,
аспирант, Ботанический сад УрО РАН, г. Екатеринбург
Ключевые слова: можжевельник обыкновенный (Juniperus communis L.), локальная ценопопуляция, урожайность, шишкоягоды.
Леса Южного и Среднего Урала с начала XVII века имели исключительно промышленное значение, что привело к снижению их продуктивности, замедлению или полному отсутствию процессов самовосстановления. Ослабленные от сплошных рубок лесные экосистемы не способны вмещать демографически полночленные ценопопуляции лесообразующих древесных видов и служат местообитанием лишь для их популяционных локусов [1]. Устойчивость внутривидовых единиц зависит от показателей семенного размножения, способности внутривидовых таксонов расширять набор экологических ниш и выдерживать конкуренцию со стороны других видов.
Группа особей, входящих в состав местной популяции, имеющих одинаковый генотип и сходных практически по всем признакам, называется биотипом. Биотип - низшая элементарная внутривидовая единица, синоним жизненной формы [2]. В процессе жизнедеятельности растительные организмы адаптируются к условиям существования, фор-
мируя неповторимый внешний облик растения (габитус), в первую очередь в вегетативной сфере [3].
Можжевельник обыкновенный (иигпрешБ соттигнБ Ц - вечнозеленый двудомный ветроопыляемый вид из семейства кипарисовых со своеобразными плодами в виде шишкоягод. Кустарник или небольшое деревцо. Шишкоягоды созревают на второй год [4]. В зависимости от эколого-географических условий можжевельник трансформируется в формы со стелющейся, колонновидной, шаровидной и т.д. кроной.
В связи с дизъюнктивным ареалом можжевельника на Урале представляет интерес изучение урожайности плодоносящих биотипов локальных популяций. Необходимы учет местообитаний можжевельника обыкновенного как лекарственного вида и охрана его генофонда. По данным Д.И. Писарева [5], максимум запаса шишкоягод можжевельника обыкновенного в России приходится на Удмуртию, где ежегодно заготавливают около 10 т этого сырья.
& А
«Г**1#
Цель и методика исследований
Цель исследования - оценка урожайности и определение среднего количества шишкоягод можжевельника обыкновенного с единицы площади в различных экологических условиях лесных экосистем Урала с разным режимом природопользования. Объекты исследования - локальные ценопопуляции можжевельника обыкновенного в различных эколого-ценотических условиях Южного, Среднего и Северного Урала. При установлении характеристики местообитаний можжевельника определяли высоту над уровнем моря (м), географические координаты (град.), экспозицию склона, тип леса, среднюю высоту (м) и средний диаметр древостоя (см), класс бонитета древостоя, сомкнутость древесного полога и возраст эдификатора лесной экосистемы (лет). Для определения количества можжевельника на 1 га в центральных и краевых ценопопуляциях в различных типах леса закладывали временные пробные площади 50х60 м с переводом количества учтенных единиц можжевельника на 1 га. Были проведены сборы шишкоягод на 26 временных пробных площадях (ВПП). Среднее количество шишкоягод на 1 кв. м поверхности кроны определяли у каждого третьего плодоносящего дерева (Истратова, 1968). Соотношение мужских и женских особей установлено после подсчета плодоносящих и неплодоносящих экземпляров. Оценку урожайности куртин и одиночных особей (биотипов) проводили по 5-балльной шкале А.Н. Формозова [6]. При статистической обработке полученных данных использованы стандартные программы Microsoft Word и Microsoft Excel.
Результаты исследований Нами установлено 18 типов леса с можжевельником обыкновенным в составе подлеска. Изучены закономерности распространения и особенности экологической приуроченности этого вида в лесных экосистемах Урала в меридиональном направлении протяженностью 1000 км в интервалах широт от 54°10' с.ш. до 59°1' с.ш. Сплошной учет можжевельника выполнен на площади свыше 45000 тыс. га. Общая протяженность маршрутного обследования составила
Aiten (Juniperus communis L.), local group of plants, productivity, fetuses.
% 60 -
20£ra
4jS jra
Сртр - Соснжразнотражьй Cat - Со аспсэ; пасом осшхвэо к ьй Сртзл, Сзл- Соснякразнотрашо-
ЗПЖПЕБН , С ОСНЯК ЗЖЕСОЕЬИ
Езм - Елнтк эепномохшидоххк
(лесные культур ы с о сны и ели) Еьйг - Елшикнагорньи Евбр, Еврт - Ельник Е «йнкюо е о б ру аак ный, е лшик
ЕеЙНЕПЮЕОр iZHOIp iZHblt
- Еш - Ельник лшнжо еьй Ешг - Елшнкшфокотрашсый Еэл - Ельник зелен ом охшнковьн Екф - Елишккнстнно-сфагкоЕьи
с?
10 га
О g Lv
1 1 1 1 Типы леса
Рисунок 1. Распределение типов леса с можжевельником обыкновенным в горно-лесной зоне Челябинской области
Биология
Таблица
Среднее количество шишкоягод и урожайность биотипов можжевельника обыкновенного в различных экологических условиях лесных экосистем Урала с разным режимом природопользования
Тип леса, растительное сообщество Высота над уровнем моря, м Древостой Количество биотипов на 1 га, шт. Соотношение мужских и женских биотипов на 1 га, % Среднее количество шишкоягод на 1 га, тыс. шт. Урожайность, балл
состав возраст, лет жен. муж.
Башкирский заповедник (53°24')
Разнотравно-типчаковая степь 650 Ед.С - 806 47 53 10043,5 4
Сосняк зеленомошниковый 620 9С1Б 35 123 7 93 79,5 2
Кустарниковая каменистая горная степь 670 Ед.С - 1203 53 47 5061,5 4
Сосняк зеленомошниковый 630 10СЕд. Б 24 1600 23 77 2915 5
Вырубка 630 - - 126 33 67 344,5 4
Сосняк зеленомошниковый 630 10СЕд. Б 29 2260 63 37 11315,5 5
Горная степь 800 - - 960 30 70 2279 5
Лиственничник зеленомошниковый 740 8Л2С 27 2817 33 67 7393,5 4
Вырубка 550 Ед.С 226 0 100 0 1
Сосняк зеленомошниковый 530 6С4Б 30 580 33 67 583 2
Среднее 32,8 67,2 3883,7 3,7
Катав-Ивановское лесничество
Ельник разнотравнозлаковый 500 10С 80 267 20 80 45,31 1
Ельник ягодниковый 500 10С 70 273 33 67 1119,3 1
Ельник зеленомошниковый 520 10С 70 453 43 57 382,2 2
Ельник зеленомошниковый 520 10С 60 733 30 70 594 2
Ельник нагорный 600 - - 237 23 77 404,25 4
Ельник нагорный 620 - - 540 23 77 472,5 4
Ельник ягодниковый 600 10С 80 140 3 97 0,48 3
Ельник приручьевый 490 9С1Б 40 197 50 50 163,35 1
Среднее 28,1 71,9 397,7 2,3
Южно-Уральский заповедник
Каменистая россыпь, плато 1 1425 - - 478 3 97 10,5 0
Каменистая россыпь, плато 2 1100 - - 407 0 100 0 0
Среднее 1,5 98,5 5,3 0
Новолялинское лесничество
Сосняк осоковосфагновый 380 10С 45 833 3 97 37,5 1
Сосняк ягодниковый 390 7С3Б 35 283 0 100 0 1
Вырубка 390 - - 153 0 100 0 1
Сосняк ягодниковый 400 4С1Е5Б 50 517 20 80 92,7 1
Сосняк черничный 430 10С 30 626 7 93 39,75 2
Сосняк ягодниковый 450 10СЕд. Б 50 800 67 33 241,5 3
Среднее 16,2 83,8 68,6 1,5
300 км. Качественные и количественные показатели определены более чем у 2000 экземпляров можжевельника обыкновенного.
Фитоценотический ареал, плотность и экологическая приуроченность локальных популяций можжевельника обыкновенного в лесных экосистемах с различным режимом природопользования Башкортостана (Башкирский, ЮжноУральский заповедники), Челябинской (Катав-Ивановский район) и Свердловской (Новолялинский район) областей приведены в таблице.
На Южном Урале в Челябинской области можжевельник встречается только в горно-лесной зоне (Катав-Иванов-ский, Кусинский, Златоустовский, Нязе-петровский районы) чаще всего в
реликтовых ельниках-зеленомошниках (рис. 1). Самыми распространенными типами леса с можжевельником обыкновенным на Среднем Урале являются сосняки-зеленомошники (рис. 2).
На участках с заповедным режимом на более богатых почвах, например, в сосняках и лиственничниках Башкирского заповедника, среднее количество шишкоягод с 1 га достигает 3883 тыс. шт. при средней урожайности биотипов 3,7 балла (табл.). В эксплуатируемых лесных экосистемах на более бедных плохо освещенных участках (сомкнутость древесного полога 0,7-0,8), например, в Новолялинском лесничестве Свердловской области, в лесных насаждениях, многократно пройденных сплошными рубками, среднее количество шиш-
коягод с 1 га составляет 68,6 тыс. шт. при средней урожайности биотипов 1,5 балла. На бедных, маломощных каменистых почвах высокогорных плато (ЮжноУральский заповедник) плодоносящие особи можжевельника практически отсутствуют, так как данная локальная популяция находится на верхнем высотном пределе распространения древесной растительности и в экстремальных условиях размножается исключительно вегетативным путем.
Преобладание женских биотипов установлено в Башкирском заповеднике - 32,8%, мужских (83,8%) - в Новолялинском лесничестве.
Выводы
На участках с заповедным режимом наблюдается повышенная урожайность
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 о
«V •* / // // *^ ^/—■“
Рисунок 2. Распределение типов леса с можжевельником обыкновенным на Среднем Урале
Сысертскин _
район
_
Ее резок кий юайон Ревдинский район
і і i □ э в і і і і = а Я = о 1 1 1 1 1 1 а.
можжевельника обыкновенного, чем на территориях, подверженных антропогенному влиянию. В нарушенных лесозаготовками лесных экосистемах локальные
ценопопуляции можжевельника для существования используют вегетативное размножение, что значительно обедняет их генофонд. Семенное размножение
Инновационные технологии
определяет генетическую структуру це-нопопуляций за счет формирования их разновозрастной структуры. Распространение шишкоягод птицами способствует обмену фено- и генофонда горных и равнинных географических популяций. Формообразовательный процесс у двудомных видов способствует увеличению биоразнообразия за счет внутривидовой дифференциации в лесных экосистемах с широким спектром экологических условий. Несмотря на нахождение центра ареала можжевельника обыкновенного в Новолялинском лесничестве Свердловской области (25 тыс. га), Башкирский заповедник (зона светлохвойных сосновых и лиственничных насаждений) является эколого-фитоце-нотическим оптимумом для его локальных ценопопуляций. Об этом свидетельствуют полученные нами данные по максимальному количеству биотипов на 1 га (2817 шт.), по среднему количеству шишкоягод и средней урожайности биотипов.
Создание сети ландшафтных заказников на установленных нами территориях с можжевельником обыкновенным позволит сохранить генофонд этого вида в Свердловской и Челябинской областях для введения в культуру в качестве лекарственного ресурса и оптимизации озеленительных технологий.
Литература
1. Смирнова О. В., Чистякова А. А., Попадюк Р. В. Популяционная организация растительного покрова лесных территорий. Пущино : ЦБИ АН СССР, 1990. 92 с.
2. Реймерс Н. Ф. Азбука природы : микроэнциклопедия биосферы. М. : Знание, 1980. 280 с.
3. Овеснов С. А. Биоморфы флоры Пермской области // Вестник Пермского ун-та. Биология. Вып. 6. 2005. С. 16-19.
4. Встовская Т. Н., Коропачинский И. Ю. Определитель местных и экзотических древесных растений Сибири. Новосибирск : Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2003. 702 с.
5. Писарев Д. И. Изучение ресурсных возможностей можжевельника длиннохвойного флоры Северного Кавказа // Современные проблемы фитодизайна : материалы Междунар. науч.-практ. конф., Белгор. гос. ун-т. Белгород : БелГУ, 2007. С. 304-309.
6. Формозов А. Н. Урожай кедровых орехов, налеты в Европу сибирской кедровки (Nucifraga caryocatactes macrorhynchus Brehm ) и колебания численности у белки (Sciurus vulgaris L.). // Бюлл. НИИ зоологии МГУ М. ; Л., 1933. с. 64-70.
ИННОВАЦИОННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Д.С. СТРЕБКОВ,
академик РАСХН, директор ГНУ ВИЭСХ, г. Москва
Ключевые слова: возобновляемые энергоресурсы, солнечная энергия, резонансный метод передачи электроэнергии.
Человечество ищет ответы на глобальные вопросы:
- что делать в связи с изменением климата и глобальным потеплением?
- что делать в связи с энергоресурсами, которые распределены крайне неравномерно и истощаются?
- как сохранить стабильность в мире и обеспечить устойчивое развитие при наличии рисков, связанных с изменением климата и недостатком энергоресурсов?
- как обеспечить энергетическую безопасность каждой страны и глобальную безопасность?
Владение ресурсами свободной энергии позволяет ликвидировать нищету, голод и войны, дать возможность получить образование и обеспечить достойные условия жизни гражданам России и двум миллиардам жителей развивающихся стран, которые не имеют сегодня доступа к электроэнергии.
Ответы на эти глобальные вызовы могут быть получены в результате реализации новой энергетической стратегии. Основные направления будущего развития энергетики:
- переход от энергетики, основанной на ископаемом топливе, к бестопливной
энергетике с использованием возобновляемых источников энергии;
- переход на распределенное производство энергии, совмещенное с локальными потребителями энергии;
- создание глобальной солнечной энергетической системы;
- замена нефтепродуктов и природного газа на жидкое и газообразное биотопливо, а ископаемого твердого топлива - на использование энергетичес-
Renewed power resources, solar energy, resonant method of transfer of the electric power.
