CC BY
50
Хвойные бореальной зоны, XXVI, № 2, 2009
УДК 630.181.28
СЕЗОННОЕ РАЗВИТИЕ ДРЕВЕСНЫХ ИНТРОДУЦЕНТОВ В УРБОЭКОСИСТЕМАХ
Е.В. Козик, Л.Н. Сунцова, Е.М. Иншаков
ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», 660049 Красноярск, пр. Мира,82, e-mail: [email protected]
Проведены фенологические наблюдения за вегетативными и генеративными органами древесных растений, которые включали фиксацию сроков наступления фаз: разверзания вегетативных почек, начала облиствения, осеннего расцвечивания листьев и листопада, начала и окончания цветения. Обнаружены особенности сезонного развития исследуемых видов в различных экологических условиях. Выявлены наиболее зимостойкие и устойчивые к техногенному загрязнению виды.
Ключевые слова: интродуценты, фенология, вегетационный период, зимостойкость, экологическое загрязнение
Phenological supervision over reproductive and vegetative bodies of wood plants which included fixing of terms of approach of phases are spent: blooming of vegetative kidneys, occurrence of leaves, autumn colour of leaves and a leaf fall, the beginning and the flowering termination. Features of seasonal development of investigated kinds in various ecological conditions are found out. The kinds most winter-hardy and steady against technogenic pollution are revealed.
Keywords: introducents, phenology, the vegetative period, winter hardiness, ecological pollution
ВВЕДЕНИЕ
Город Красноярск - крупнейший индустриальный центр, для которого актуальнейшей проблемой является высокий уровень загрязнения воздушной среды стационарными и подвижными источниками. Как известно, система зеленых насаждений современного города может существенно улучшить экологическую ситуацию, как в индустриальных, так и в жилых районах города, но важным условием в этом случае является научно-обоснованный ассортимент газоустойчивых растений.
Практический опыт многих ботанических учреждений показывает, что в озеленении можно использовать большое число видов аборигенных и интродуцированных деревьев и кустарников. В озеленительных посадках, для создания декоративных насаждений устойчивых к неблагоприятным факторам городской среды, необходима всесторонняя оценка зимостойкости, ритмов роста и развития, особенностей размножения растений. Особое внимание должно уделяться разработке научных основ введения древесных интродуцен-тов в практику зеленого строительства.
При оценке адаптивной способности растений широкое применение нашло использование фенологических наблюдений, которые обеспечивают более глубокое изучение биологических особенностей и экологических свойств растительных организмов. Интродукционная фенология, особенно широко применяемая в ботанических садах, дает материал о степени соответствия интродуцентов новым условиям среды.
Таким образом, интродукционная фенология на основе фиксации фенодат при визуальном наблюдении помогает оценить приспособляемость видов и сортов к условиям обитания, а также определяет возможность планомерного использования растений в декоративном древоводстве (Булы-гин, 1979, 1991; Зайцев, 1981).
Сезонному развитию интродуцентов посвящено много печатных работ, но большая их часть касается Европейской части России. Что касается интродуцентов в Сибири, они изучены достаточно слабо. Так о сезонном развитии интродуцентов в Красноярске имеются сведения в работах (Лоскутов, 1991,1993; Матвеева и др., 1998, 2004; Протопопова, 1966).
Слабая изученность сезонных ритмов развития интродуцентов мало способствует их грамотному использованию в озеленении. Следовательно, изучение данного вопроса заслуживает серьезного внимания.
Целью настоящих исследований явилось изучение сезонного ритма развития представителей флоры Европы и Дальнего Востока в условиях г. Красноярска.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектами исследования являлись сирень венгерская (Syringa josikaea), клен татарский (Acer tataricum), ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior), сирень обыкновенная (Syringa vulgaris), барбарис обыкновенный (Berberis vulgaris), липа мелколистная (Tilia cordata), вяз приземистый (Ulmus pumila), барбарис амурский (Berberís amu-rensis), груша уссурийская (Pyrus ussuriensis), черемуха Маака (Padus maackii), орех маньчжурский (Juglans mandshurica) произрастающие в Советском районе г. Красноярска - на о. Татышев. В качестве контроля использовали посадки, расположенные в дендрариях Института леса и Сиб-ГТУ.
Для изучения фенологических особенностей и различий развития древесных пород в условиях города были отобраны следующие важнейшие фенофазы: Пб2 - разверзание вегетативных почек, Л! - появление зеленого конуса листьев, Л 3 -начало осенней окраски листьев, Л4 - осенний листопад, Ц4 - начало цветения, Ц5 - окончание
Е.В. Козик и др.: Сезонное развитие древесных интродуцентов в урбоэкосистемах
цветения. Эти фенофазы позволяют также определять продолжительность вегетации (Пб2 - Л4) и цветения (Ц4 - Ц5).
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ
Проведены фенологические наблюдения за некоторыми представителями флоры Европы и Дальнего Востока, произрастающими в условиях урбанизированной среды г. Красноярска и его окрестностей. Средние даты наступления фенофаз представлены в таблице 1.
На основании полученных данных можно сделать вывод, что у всех исследованных видов раз-верзание почек (Пб2) и начало облиствения побегов (Л1) в условиях городской среды начиналось раньше относительно контроля. Это объясняется погодными условиями и температурным режимом почвы. Решающее значение имеет также высота места над уровнем моря. Известно, что дендрарий СибГТУ находится на второй террасе, а с поднятием из долин в горы температура понижается.
Так как для наступления фенологической фазы растению необходимо определенное количество тепла, то в связи с более высокими температурами в городе растения быстрей накапливают необходимое им тепло. Поэтому облиствение побегов и вызревание листьев у деревьев, произрастающих на острове Татышев, происходит раньше, чем у особей, произрастающих в дендрарии СибГТУ. Для представителей европейской флоры расхождение в сроках наступления фазы появления зеленого конуса листьев составило от 4 до 8 дней, дальневосточной флоры - от 5 до 15 дней (табл. 1).
Теми же факторами объясняется и более раннее
развитие генеративных органов. Нами было проведено наблюдение за ростом репродуктивных почек, бутонизацией и цветением. Так фенофазы набухания почек (ЦО, разверзания почек (Ц2), бутонизации (Ц3), начала (Ц4) и окончания (Ц5) цветения у деревьев на о. Татышев наступили раньше, чем в дендрарии СибГТУ. Наиболее раннее цветение отмечалось у представителей вида вяз приземистый -II-III декады апреля, что объясняется его биологическими особенностями. Расхождение в сроках наступления данной фазы между пробными площадями составило 12 дней. Ясень обыкновенный является породой, цветущей также до распускания листьев и массовое цветение данного вида отмечалось в I-II декадах мая.
Фазы расцвечивания (Л3) и опадения (Л4) листьев для насаждений черемухи Маака, барбариса амурского, вяза приземистого, липы мелколистной, сирени обыкновенной, барбариса обыкновенного, клена татарского, ясеня обыкновенного, сирени венгерской, липы мелколистной на острове Таты-шев наступили позже, чем у представителей этих же видов в дендрарии. С наступлением осеннего сезона, наблюдается сокращение светового дня и понижение температуры, но в городских условиях, благодаря микроклимату понижение температуры происходит медленнее, из-за чего растения дольше вегетируют.
Фаза осенней окраски листьев ореха маньчжурского и груши уссурийской на острове Татышев, начиналась раньше на 5 и 3 дня соответственно относительно контроля. Такая особенность, вероятно, связана с неблагоприятными экологическими условиями городской среды. Из-за накопления вредных веществ в листьях исследуемых видов они раньше начинали стареть и опадать.
Таблица 1 - Сезонное развитие древесных растений в г. Красноярс ске
Название видов Пб2 Л1 Л3 Л4 Ц4 Ц5 Период вегетации, сутки
Сирень венгерская 1 2 3,05 6,05 12,05 16,05 16,09 10,09 29,09 25,09 15,06 18,06 30,06 3,07 145 138
Клен татарский 1 2 9,05 13,05 20,05 26,05 10,09 6,09 24,09 16,09 12,06 15,06 5,07 8,07 134 124
Ясень обыкновенный 1 11,05 16,05 15,09 3,10 10,05 15,05 139
2 16,05 24,05 11,09 22,09 14,05 22,05 129
Липа мелколистная 1 2 14,05 20,05 29,05 3,06 6,09 5,09 19,09 15,09 3,07 6,07 18,07 21,07 127 117
Сирень обыкновен- 1 30,04 16,05 22,09 10,10 3,06 24,06 161
ная 2 5,05 23,05 21,09 1,10 5,06 27,06 147
Барбарис обыкновен- 1 7,05 20,05 10,10 18,10 10,06 14,06 134
ный 2 12,05 25,05 17,10 18,10 14,06 19,06 126
Черемуха Маака 1 2 21,04 4,05 6,05 21,05 11,09 7,09 18,09 14,09 24,05 30,05 4,06 9,06 128 109
Орех маньчжурский 1 2 6,05 12,05 17,05 26,05 6,09 11,09 22,09 21,09 1,06 15,06 112 108
Груша уссурийская 1 2 8,05 13,05 14,05 19,05 1,09 7,09 14,09 9,09 19,05 19,05 1,06 7,06 110 107
Барбарис амурский 1 2 24,04 5,05 8,05 22,05 1,10 18,09 19,10 28,09 28,05 9,06 4,06 20,06 146 119
Вяз приземистый 1 2 17,04 27,04 10,05 19,05 24,09 17,09 7,10 30,09 13,04 25,04 20,04 4,05 137 121
Примечание: 1 - о. Татышев, 2 - контроль.
Таким образом, у исследуемых видов, произра- риод колебался в пределах 110 -161 суток, что на 3 стающих в техногенной среде, вегетационный пе- - 14 суток больше, чем за городом. Из всех иссле-
Хвойные бореальной зоны, XXVI, № 2, 2009
дуемых пород, наиболее продолжительный период вегетации отмечен у представителей рода Syringa -сирени обыкновенной (161 сутки) и венгерской (145 суток), а также у дальневосточного вида - барбариса амурского - 146 суток. Наиболее короткий вегетационный период наблюдался у представителей флоры Дальнего Востока, произрастающих в условиях городской среды - груши уссурийской (110 суток) и ореха маньчжурского (112 суток).
Были рассчитаны средние статистические пока-
затели продолжительности вегетационного периода представителей флоры Европы и Дальнего Востока, произрастающих в разных экологических условиях (табл. 2).
Коэффициент вариации вегетационного периода исследуемых видов колеблется в пределах 1,5 -3,0 %, что говорит о низкой изменчивости признака. Фактическая точность наблюдений варьирует от 1,3 до 2,7 суток, что свидетельствует о достаточно высокой точности проведенных наблюдений.
Таблица 2 - Средние статистические показатели продолжительности вегетационного периода древесных расте-
Вид Период вегетации, сутки Я2 + ^,сутки V, % А факт , сутки
1 2 3 4 5 6
Клен татарский 1 2 134 124 8,49 7,52 2,91 2,74 2,2 2,2 1,8 1,7
Ясень обыкновенный 1 2 139 129 15,64 7,47 3,95 2,73 2,8 2,1 26 1,7
Сирень венгерская 1 2 145 138 15,64 7,47 3,95 2,73 2,8 2,1 2,6 2,7
Сирень обыкновенная 1 2 161 147 8,0 4,9 2,8 2,2 1,8 1,5 1,8 1,4
Барбарис обыкновен- 1 134 5,7 2,4 1,8 1,5
ный 2 126 11,9 3,4 2,7 2,2
Липа мелколистная 1 127 4,7 2,2 1,7 1,3
2 117 9,9 3,1 2,7 1,9
Орех маньчжурский 1 2 112 108 6,88 8,36 2,62 2,89 2,3 2,7 2,1 1,8
Груша уссурийская 1 2 110 107 11,12 7,47 3,33 2,73 3,0 2,6 2,1 1,7
Барбарис амурский 1 2 146 119 5,68 8,96 2,38 2,99 1,6 2,5 1,5 1,9
Черемуха Маака 1 2 128 109 15,13 7,43 3,89 2,72 3,0 2,5 2,5 1,7
Вяз приземистый 1 2 137 121 5,32 9,94 2,31 3,15 1,7 2,6 1,4 2,0
Примечание: 1 - о. Татышев, 2 - контроль, ^ - дисперсия, + ^ - среднее квадратическое отклонение, V - коэффи-
циент вариации, А факт - фактическая точность наблюдений.
Известно (Лапин, 1979), что интродуценты, относительно рано начинающие ростовые процессы и рано их завершающие, обладают наиболее благоприятным типом сезонного развития в условиях Сибири. Наименее благоприятным типом характеризуются виды и формы, поздно начинающие и поздно оканчивающие рост. Ранне-поздние растения и поздне-ранние по зимостойкости занимают промежуточное положение. В соответствии с этим все исследуемые виды в зависимости от сроков начала и окончания вегетации были поделены на 4 группы:
I группа - виды рано начинающие и рано оканчивающие вегетацию: черемуха Маака и клен татарский;
II группа - виды рано начинающие и поздно оканчивающие вегетацию: сирень обыкновенная, сирень венгерская, вяз приземистый, барбарис амурский;
III группа - виды поздно начинающие и рано оканчивающие вегетацию: барбарис обыкновенный, липа мелколистная, орех маньчжурский, груша уссурийская;
IV группа - виды поздно начинающие и поздно оканчивающие вегетацию: ясень обыкновенный.
Можно считать, что растения, отнесенные к I -II группам в условиях г. Красноярска практически все зимостойки. Растения III группы занимают промежуточное положение и в IV группу входят растения, обладающие низкой зимостойкостью. В данном случае - ясень обыкновенный.
Таким образом, исходя из проведенных фенологических наблюдений установлено, что, несмотря на ряд особенностей природно-экологических условий г. Красноярска, которые оказывают существенное влияние на жизнеспособность растений, процесс адаптации проходит удовлетворительно, что указывает на положительные результаты интродукции данных видов в условиях г. Красноярска.
Полученные данные позволяют выявить устойчивость видов к целому комплексу экологических и природно-климатических факторов. По результатам исследований наиболее устойчивыми видами являются клен татарский, черемуха Маака,
Е.В. Козик и др.: Сезонное развитие древесных интродуцентов в урбоэкосистемах
сирень венгерская, сирень обыкновенная, барбарис амурский и вяз приземистый, которые за вегетационный период успевают пройти весь цикл онтогенетического роста и развития, удовлетворительно перенося при этом условия урбанизации. Наименее устойчивыми оказались орех маньчжурский, груша уссурийская и барбарис обыкновенный. Несмотря на то, что данные виды успевают завершить свой рост до наступления морозов, они плохо переносят атмосферное загрязнение, на что указывает преждевременное пожелтение и опадение листьев. Промежуточное положение занимают липа мелколистная и ясень обыкновенный - виды, относительно устойчивые к неблагоприятным условиям городской среды, но с неустойчивым циклом сезонного развития.
Проведенные исследования лягут в основу практических рекомендаций по озеленению крупных промышленных центров Сибири.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Булыгин, Н. Е. Дендрология: учебник для вузов / Н.Е.
Булыгин. - Л.: Агропромиздат. Ленингр. отделение,
1991. - 352 с.
Булыгин, Н. Е. Фенологические наблюдения над древесными растениями: пособие по проведению учебно-научных исследований по курсу дендрологии / Н. Е. Булыгин. - Л.: ЛТА, 1979. - 96 с.
Зайцев, Г. Н. Фенология древесных растений / Г. Н. Зайцев. - М.: Наука, 1981 - 120 с.
Лапин, П. И. Интродукция лесных пород / П. И. Лапин. -М.: Лесн. пром-сть, 1979. - 224 с.
Лоскутов, Р. И. Интродукция декоративных древесных растений в южной части Средней Сибири / Р. И. Лоскутов. - Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1991. - 189 с.
Лоскутов, Р.И. Декоративные древесные растения для озеленения городов и поселков / Р.И. Лоскутов.-Красноярск: Изд-во Красноярск. Ун-та, 1993. - 184 с.
Матвеева, Р.Н. Интродукция деревьев и кустарников в условиях юга средней Сибири: учебное пособие для студентов специальности 260500 всех форм обучения / Р. Н. Матвеева, О. Ф. Буторова. - Красноярск: СибГТУ, 1998. - 128 с.
Матвеева, Р.Н. Интродукция растений в дендрарии СибГТУ / Р.Н. Матвеева, О.Ф. Буторова, А.Б. Романова.-Красноярск: СибГТУ, 2004. - 194 с.
Протопопова, Е. Н. Новые древесные породы Сибири / Е. Н. Протопопова. - М.: Наука, 1966. - 104 с.
Поступила в редакцию 22 октября 2008 г.
Принята к печати 8 июня 2009 г.
