CC BY
11
УДК 630.232.31:582.475(571.51)
Хвойные бореальной зоны. 2018. Т. XXXVI, № 2. С. 148-152
ИЗУЧЕНИЕ РЕПРОДУКТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ В ОЗЕЛЕНИТЕЛЬНЫХ НАСАЖДЕНИЯХ ГОРОДА КРАСНОЯРСКА
О. П. Ковылина, Ю. Т. Сергиякова, Д. Н. Ковылина
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: Ak_747@mail.ru
Представлены результаты исследований изменчивости биометрических и весовых показателей шишек и семян лиственницы сибирской, произрастающих в разных условиях г. Красноярска. Проведен анализ длины и ширины шишек, массы и объема шишек, рассчитан процент фертильности шишек, размеров семян и крылышек, площади крылышек и массы 1000 шт. семян на разных участках. Определено количество полнозернистых, пустых и поврежденных семян на участках с разным размещением растений по площади (рядовые и групповые посадки). Установлено, что в озеленительных насаждениях г. Красноярска шишки и семена повреждаются насекомыми, что приводит к снижению качества семян. Выявлены деревья и насаждения, в которых высокое содержание полнозернистых семян и низкое пустых и поврежденных семян. Масса семян на первом участке соответствует или выше табличных значений массы 1000 шт. семян.
Ключевые слова: лиственница сибирская, озеленительные насаждения, биометрические и весовые показатели шишек и семян, масса 1000 шт. семян.
Conifers of the boreal area. 2018, Vol. XXXVI, No. 2, P. 148-152
STUDY OF SIBERIAN LARCH REPRODUCTIVE POTENTIAL IN THE TREE PLANTATIONS OF KRASNOYARSK
O. P. Kovylina, J. Т. Sergiyakova, D. N. Kovylina
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: Ak_747@mail.ru
The article presents the study's results of biometric variability and weight indices of cones and seeds of Siberian larch growing in different conditions of Krasnoyarsk. The analysis of cones length and width, mass and volume of cones was carried out. The percent of fertility of cones, sizes of seeds and wings, wings area and weight of 1000 pieces was calculated in different areas. The quantity of full-grained, empty and damaged seeds is determined on the sites with different planting by area (row and group plantings). It has been discovered that in greenery plantations of Krasnoyarsk, cones and seeds are damaged by insects, which leads to a decrease in the quality of seeds. Trees and plantings have been identified, in which a large amount of full-grain seeds and low amount of empty and damaged seeds. The mass of seeds in the first section corresponds to or above the table values of mass 1000 seeds pieces.
Keywords: Siberian larch, greenery plantings, biometric and weights indices of cones, mass of1000 pieces of seeds.
Лиственница сибирская (Larix sibirica Lebeb.) -широко используется в озеленении. В смешанных группах из различных видов лиственницы цветовая гамма хвои весной и летом включает все оттенки зеленого цвета: от бледно-зеленого у лиственницы западной до сизого и сизо-зеленого у лиственницы японской и лиственницы европейской. В осенний период окраска хвои имеет в основном золотисто-желтый оттенок, который теряется вместе с хвоей в разные сроки. Весной, в начале вегетации, декоративную окраску имеют стволы и ветви древесных растений, хвойные растениях имеют неодинаковый цвет хвои, эти признаки являются одними из часто используемых закономерностей ландшафтно-
архитектурных композиций при проектировании объектов озеленения [2].
Лиственница сибирская повсеместно морозостойка и не страдает от весенних и осенних заморозков. Довольно требовательная к влажности почвы, но избегающая местообитания с избыточным увлажнением, предпочитает глубокие почвы, содержащие известь, довольно солевынослива. Значительно лучше других хвойных пород переносит дым, газы, пыль и копоть в городских условиях, за счет сбрасывания хвои на зиму лиственница дымо- и газостойка [6].
Результаты исследований состояния насаждений, подверженных постоянным техногенным воздействием различного уровня в урбанизированной среде,
дают возможность выбора наиболее информативных биоиндикаторов, критериев оценки по степени техногенных воздействий и позволяют разработать рекомендации по озеленению отдельных компонентов и в целом объектов озеленения [5].
На территории г. Красноярска насаждения лиственницы сибирской испытывают техногенные нагрузки разной интенсивности. По данным краевой подсистемы мониторинга атмосферного воздуха в 2015 году уровень загрязнения характеризуется как «высокий». Комплексный индекс загрязнения составил ИЗА5 > 7. Основные загрязняющие вещества города формальдегид, бензапирен, взвешенные вещества, оксид азота. Основными источниками загрязнения атмосферы города являются предприятия металлургии, теплоэнергетики, стройматериалов, производственные котельные [7].
Устойчивость генеративной сферы хвойных к техногенным факторам выражается в их способности к репродукции. Адаптация генеративной сферы, в конечном счёте, характеризует сохранность и выживаемость растений. Лиственница сибирская широко используется в озеленении сибирских городов. Проблемой экологии крупных промышленных городов, является создание и поддержание в оптимальном состоянии различных типов и категорий зеленых насаждений и научно обоснованный подбор ассортимента древесных растений. В городских условиях все положительные проявления жизнедеятельности зеленых насаждений значительно ослабевают. Нынешнее состояние городских зеленых насаждений показывает высокую степень воздействия негативных факторов, присущих урбанизированным территориям и закономерно приводящих к ослаблению растений в городской среде, преждевременному старению, поражению болезнями, вредителями и к гибели насаждений [3; 4; 10].
В г. Красноярске лиственница широко представлена насаждениями в возрасте 20-40 лет, разбросанными по всему городу. В целом, состояние лиственничных насаждений в условиях экологического стресса, удовлетворительное. Техногенные факторы оказывают влияние на число формирующихся женских шишек и их семенную продуктивность [9]. Лиственница сибирская устойчива по отношению к техногенным факторам и может успешно применяться для озеленения городов Сибири.
Озеленительные насаждения г. Красноярска и лесопарковая зона о. Татышев имеют большое значение для города, и поэтому они требуют проведение работ по повышению их функциональной устойчивости, повышения экологической эффективности. Изучение лиственницы сибирской актуально, так как при проведении отбора наиболее продуктивных форм для данных лесорастительных условий эта порода наиболее устойчива. В данной работе была сделана попытка оценить репродуктивный потенциал лиственницы сибирской, произрастающей в разных частях города.
Цель исследования заключалась в обследовании озеленительных насаждений, оценке их репродуктивного потенциала в разных частях г. Красноярска. Пробные площади были заложены в Академгородке, в Центральном районе города (набережная р. Енисей)
и на о. Татышев. Исследования проводились по общепринятым методикам. С модельных деревьев озеленительных насаждений собиралось не менее 20-25 шишек. Размер шишек и семян определяли отдельно по сторонам света кроны дерева. Исследования проводились в 2015-2016 гг.
Время наступления фенофаз у лиственницы связаны с особенностями климатических и погодных условий. Однако хорошие и удовлетворительные урожаи семян лиственницы наблюдаются как при низких, так и при высоких температурах во время цветения. Продолжительность цветения составляет 5-14 дней. Заметное отрицательное влияние на урожай семян лиственницы, оказывает максимальное количество осадков во время цветения. Опыляется лиственница с помощью ветра. Пыльца без воздушных мешочков летит на расстояние 6-15 м, лишь отдельная пыльца долетает до 100 м [1; 6; 8].
Определение абсолютных показателей шишек в разных частях кроны дерева по сторонам света установило, что средние значения шишек, собранных с модельных деревьев, на первом участке выше с западной стороны кроны, так длина шишек больше среднего значения на 5,2 %, ширина шишек на 9,4 %, объем шишек на 34,9 % (табл. 1).
Средняя масса шишек больше среднего значения с северной и западной стороны кроны дерева на 34,9 %. Фертильность практически не различается по сторонам света и в среднем изменяется от 83,4 до 84,7 %.
Наибольшие значения биометрических показателей семян лиственницы сибирской установлены у длины семян в восточном и западном направлениях, ширины семян в восточном направлении, длины и ширины крыла в западном направлении (см. рисунок).
Наибольшие значения средних Дс + Дк (6,4 %), площади крыла (14,2 %) установлены также в западном направлении, что связано, по-видимому, с лучшей освещенностью и, следовательно, с лучшими условиями развития этих показателей с западной стороны кроны дерева (табл. 2). Масса 1000 шт. семян больше среднего значения с западной и северной стороны кроны дерева на 5,0-10,0 %. Средняя масса семян выше табличного значения массы 1000 шт., однако с южной стороны кроны дерева, она меньше на 19,7 %.
Важной характеристикой репродуктивной способности искусственных насаждений - это количество и качество семян, получаемых при сборе шишек. Число полнозернистых семян на первом участке изменяется от 63,8 до 69,9 % и в среднем составляет 66,8 %. Число пустых семян - 26,0-31,5 %, число поврежденных семян на участке - 4,1-4,6 %.
На втором участке, расположенном на набережной р. Енисей в Центральном районе размеры шишек незначительно меньше, чем на первом участке (табл. 3). Средние значения шишек на втором участке больше с восточной стороны кроны, так длина шишек больше среднего значения на 4,6 %, ширина шишек с восточной и южной стороны кроны на 1,4-2,6 %, объем шишек с восточной стороны больше среднего значения на 8,0 % (табл. 3).
Масса шишек больше среднего значения также с восточной стороны кроны дерева на 10,1 %. Фер-
тильность шишек практически не различается по сторонам света и в среднем изменяется от 86,5 до 88,3 %. Среднее значение фертильности шишек на втором участке выше, чем на первом.
Абсолютные размеры биометрических показателей на втором участке меньше, чем на первом (табл. 4).
Средние значения Дс+Дк меньше, чем на первом участке на 3,6 %, площадь крыла на 11,1 % и масса 1000 шт. на 12,3 %, что указывает, что условия семе-ношения на первом участке более благоприятные, чем на втором участке, расположенном в Центральном районе города, где расположены автомагистрали с более интенсивным движением транспорта.
Насаждения лиственницы сибирской, произрастающие на третьем участке (о. Татышев) испытыва-
ют техногенную нагрузку от ОАО «Русал» и автотранспорта на ул. Игарская и Октябрьский мост. Основная часть выбросов приходится на северосеверо-восточную часть кроны дерева, в связи с этим уменьшается выход семян из шишек, увеличивается процент повреждения семян, уменьшается средняя масса 1000 шт. семян, снижается репродуктивная функция в северной и восточной части кроны дерева [11]. Обследованный участок частично поврежден низовым пожаром, однако деревья продолжают образовывать в шишках достаточное количество семян второго-третьего класса качества. Наибольший средний выход семян из шишек наблюдается на третьем участке - 48,2 шт. из шишки. Масса 1000 шт. семян близка к табличному значению (табл. 5).
Таблица 1
Средние абсолютные показатели шишек модельных деревьев по сторонам света на первом участке (Академгородок)
Показатели, Сторона света Среднее
% от среднего север восток юг запад значение, %
Длина шишки, мм 28,0 28,5 26,4 29,6 28,1
% к среднему 99,5 101,5 93,8 105,2 100,0
Ширина шишки, мм 19,9 20,6 19,0 22,4 20,5
% к среднему 97,2 100,6 92,8 109,4 100,0
Масса шишки, мм 1,9 1,6 1,3 1,9 1,6
% к среднему 113,7 94,2 78,2 113,9 100,0
Объем шишки, мм3 2,8 2,8 2,0 3,9 2,9
% к среднему 96,7 98,7 69,7 134,9 100,0
Фертильность, % 84,7 83,4 83,8 83,6 83,9
% к среднему 101,0 99,5 99,9 99,7 100,0
Средние абсолютные биометрические показатели семян лиственницы сибирской модельных деревьев по сторонам света (Академгородок)
Таблица 2
Средние абсолютные биометрические показатели семян модельных деревьев по сторонам света (Академгородок)
Показатели, % от среднего Сторона света Среднее
север восток юг запад значение, %
Длина семени + длина крыла, мм 11,3 11,5 11,2 12,3 11,6
% к среднему 97,7 98,9 96,3 106,4 100,0
Площадь крыла, мм2 33,1 32,8 31,5 39,0 34,1
% к среднему 97,1 96,2 92,4 114,2 100,0
Масса 1000 шт. семян 8,0 7,3 6,1 7,7 7,3
% к среднему 110,0 100,5 83,1 105,0 100,0
Таблица 3
Средние абсолютные биометрические показатели шишек по сторонам света на втором участке (набережная р. Енисей)
Показатели, % от среднего Сторона света Среднее значение, %
север восток юг запад
Длина шишки, мм 27,1 29,1 27,5 27,8 27,9
% к среднему 97,1 104,6 98,7 99,7 100,0
Ширина шишки, мм 18,7 19,5 19,7 19,0 19,2
% к среднему 97,1 101,4 102,6 98,9 100,0
Масса шишки, мм 1,7 2,0 1,7 1,7 55,5
% к среднему 96,5 110,1 96,8 96,7 100,0
Объем шишки, мм3 2,5 2,8 2,6 2,6 2,6
% к среднему 94,2 108,0 99,7 98,1 100,0
Фертильность, % 87,1 88,3 86,9 86,5 87,2
% к среднему 99,9 101,3 99,6 99,2 100,0
Таблица 4
Средние биометрические показатели семян по сторонам света кроны дерева на втором участке (набережная р. Енисей)
Показатели, % от среднего Сторона света Среднее значе-
север восток юг запад ние, %
Длина семени, мм 4,7 4,5 4,6 4,6 4,6
% к среднему 101,5 97,6 100,7 100,2 100,0
Ширина семени, мм 3,4 3,2 3,3 3,5 3,4
% к среднему 100,7 96,0 99,0 104,3 100,0
Длина крыла, мм 6,7 6,6 6,3 6,7 6,6
% к среднему 101,5 100,6 95,7 102,1 100,0
Ширина крыла, мм 4,7 4,6 4,6 4,8 4,7
% к среднему 101,1 98,1 97,6 103,2 100,0
Длина семени + длина крыла, мм 11,3 11,1 11,0 11,3 11,2
% к среднему 101,2 99,5 98,0 101,3 100,0
Площадь крыла, мм 32,0 28,9 29,1 32,7 30,7
% к среднему 104,3 94,3 94,7 106,7 100,0
Масса 1000 шт., г 6,9 7,1 5,6 6,5 6,5
% к среднему 106,0 108,5 85,9 99,6 100,0
Таблица 5
Средние показатели выхода семян из шишек, процента повреждения семян и массы 1000 шт. семян модельных деревьев по сторонам света кроны дерева на третьем участке (о. Татышев)
Показатель, % от среднего Сторона света Среднее
север юг запад восток значение, %
Выход семян, шт. 47,2 49,5 48,7 47,5 48,2
Процент от среднего значения, % 98,0 102,7 100,9 98,5 100
Выход семян, % 15,8 16,7 17,3 15,1 16,2
Процент от среднего значения, % 97,7 103,0 106,9 93,2 100
Процент повреждения семян, % 25,4 19,5 19,3 23,3 21,9
Процент от среднего значения, % 116,1 88,9 88,1 106,4 100
Масса 1000 шт. семян, г 6,5 7,5 7,2 6,4 6,9
Процент от среднего значения, % 93,5 108,9 104,6 92,5 100
Наиболее лучшее состояние и репродуктивная функция, выявлены в насаждениях, созданных на территории Академгородка г. Красноярска. Сравнительная оценка семенной продуктивности деревьев лиственницы сибирской на участках выявила значительное различие между ними по выходу из шишек семян различных категорий. По всей видимости, в условия антропогенного влияния происходит ослабление деревьев лиственницы, в том числе уменьшается и генеративная сфера, снижается репродуктивная функция отдельных деревьев и насаждения в целом.
В одних и тех же условиях произрастания (Академгородок) в насаждениях с разным размещением посадочных мест (однорядные и групповые посадки) различается число полнозернистых семян на участках, так в однорядных посадках число полнозернистых семян составляет 48,2 %, в групповых посадках -
66.8 %, соответственно число пустых семян в однорядных посадках - 32,1 %, в групповых меньше -
28.9 %. Масса 1000 шт. семян и размеры семян и крылышек на втором участке (набережная р. Енисей) меньше, чем на первом (Академгородок), где условия
произрастания лиственницы сибирской и репродуктивный потенциал отдельных деревьев выше, чем на других участках. Выявлено, что деревья на участках не однородны по числу полнозернистых семян, но сохраняется общая тенденция к уменьшению их числа в зависимости от размещения деревьев на участке, так полнозернистость у семян, собранных в групповых посадках значительно выше (63,8-69,9 %), а пустых семян меньше (26,0-31,5 %), чем в образцах, собранных в рядовых посадках (число полнозернистых семян - 28,6-33,3 %, число пустых - 38,2-42,9 %) не зависимо, в какой части города расположен участок.
Оценка репродуктивной функции лиственницы сибирской показывает, что в процессе функционирования городских насаждений наблюдается постоянное изменение их состояния под воздействием урбанизированной среды, что уменьшает эффективность выполнения ими заданных функций, и, следовательно, снижает качество объектов озеленения города.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Аксенов Е. С., Аксенова Н. А. Декоративные растения. Т. I. Деревья и кустарники // Энциклопедия природы России. М, 1997. 560 с.
2. Аксянова Т. Ю. Использование закономерностей построения ландшафтно-архитектурных композиций с применением хвойных пород // Хвойные бо-реальной зоны. 2010. Т. XXVII, № 3-4. С. 324-326.
3. Авдеева Е. В. Зеленые насаждения городов Сибири / Сиб. гос. технологич. ун-т. Красноярск, 2000. 150 с.
4. Авдеева Е. В., Кузьмичев В. В. Специфика онтогенеза и индикаторная роль лиственницы сибирской (Larix sibirica) в условиях городской среды // Хвойные бореальной зоны. 2007. Т. XXIV, № 4-5. С. 362-367.
5. Авдеева Е. В., Вагнер Е. А., Черникова К. В. Дендроиндикация экологического состояния урбанизированных территорий // Хвойные бореальные зоны. 2016. № 5-6. С. 274-280.
6. Булыгин Н. Е., Ярмишко В. Т. Дендрология. М. : МГУЛ, 2010. 253 с.
7. О состоянии и охране окружающей среды Красноярского края в 2015 году [Электронный ресурс] : Гос. докл. иКЬ: http://www.mpr.krskstate.ru/envir/ раяе5849 (дата обращения: 01.02.2018).
8. Климат Красноярска [Электронный ресурс]. иКЬ: https://ru.wikipedia.org/wiki/Климат_Краснояр-ска (дата обращения: 01.02.2018).
9. Ковылина О. П., Ковылин Н. В., Кеня Е. С. Особенности формирования генеративных органов на побегах лиственницы сибирской в условиях урбанизированной среды // Актуальные проблемы лесного комплекса. Брянск : БГИТА, 2014. № 39. С. 31-78.
10. Ковылина О. П., Перец Е. К. Экологическое состояние насаждений лиственницы сибирской (Larix sibirica Ldb.) на территории Академгородка г. Красноярска // Актуальные проблемы лесного комплекса. Брянск : БГИТА, 2016. № 46. С. 76-80.
11. Kovylina O. P., Sergiyakova J. T., Kovylina D. N. Study of the seeds qulity of Siberian larch in o. Tatyshev // The scientific heritage (Budapest, Hungary). 2017. No. 13. Р. 16-18.
REFERENCES
1. Aksenov E. S., Aksenova N. A. Dekorativnyye rasteniya. T. I. Derev'ya i kustarniki // Entsiklopediya prirody Rossii. M, 1997. 560 s.
2. Aksyanova T. Yu. Ispol'zovanie zakonomernostej postroeniya landshaftno-arhitekturnyh kompozicij s pri-meneniem hvojnyh porod // Hvojnye boreal'noj zony. 2010. Т. XXVII, № 3-4. S. 324-326.
3. Avdeyeva E. V. Zelenyye nasazhdeniya gorodov Sibiri / Sib. gos. tekhnologich. un-t. Krasnoyarsk, 2000. 150 c.
4. Avdeyeva E. V., Kuz'michev V. V. Spetsifika ontogeneza i indikatornaya rol' listvennitsy sibirskoy (Larix sibirica) v usloviyakh gorodskoy sredy // Khvoynyye boreal'noy zony. 2007. T. XXIV, № 4-5. S. 362-367.
5. Avdeyeva E. V., Vagner E. A., Chernikova K. V. Dendroindikatsiya ekologicheskogo sostoyaniya urbanizirovannykh territoriy // Khvoynyye boreal'nyye zony. 2016. № 5-6. S. 274-280.
6. Bulygin N. E., Yarmishko V. T. Dendrologiya. M. : MGUL, 2010. 253 s.
7. O sostoyanii i okhrane okruzhayushchey sredy Krasnoyarskogo kraya v 2015 godu [Elektronnyy resurs] : Gos. dokl. URL: http://www.mpr.krskstate.ru/envir/ page5849 (data obrashcheniya: 01.02.2018).
8. Klimat Krasnoyarska [Elektronnyy resurs]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Klimat_Krasnoyarska (data obrashcheniya: 01.02.2018).
9. Kovylina O. P., Kovylin N. V., Kenya E. S. Osobennosti formirovaniya generativnykh organov na pobegakh listvennitsy sibirskoy v usloviyakh urbanizi-rovannoy sredy // Aktual'nyye problemy lesnogo kompleksa. Bryansk : BGITA, 2014. № 39. S. 31-78.
10. Kovylina O. P., Perets E. K. Ekologicheskoye sostoyaniye nasazhdeniy listvennitsy sibirskoy (Larix sibirica Ldb.) na territorii Akademgorodka g. Krasnoyarska // Aktual'nyye problemy lesnogo kompleksa. Bryansk : BGITA, 2016. № 46. S. 76-80.
11. Kovylina O. P., Sergiyakova J. T., Kovylina D. N. Study of the seeds qulity of Siberian larch in o. Tatyshev // The scientific heritage (Budapest, Hungary). 2017. No. 13. R. 16-18.
© Ковылина О. П., Сергиякова Ю. Т., Ковылина Д. Н., 2018
Поступила в редакцию: 11.12.2017 Принята к печати: 28.04.2018
