CC BY
41
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
УДК 630*27:58.035
М.С. КОВАЛЕВ
Никитский ботанический сад - Национальный научный центр, г. Ялта, АР Крым
СВЕТОВОЙ РЕЖИМ ПАРКОВЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ:
ЕГО РОЛЬ И ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ
Проведен анализ пространственной структуры светового режима парковых фитоценозов на примере Нижнего и Верхнего парков НБС-ННЦ. Выявлены особенности распределения освещенности под различными частями кроны дерева, что позволит планировать посадку растений в парках с учетом особенностей пространственного распределения освещенности, обеспечив тем самым жизнеспособность и долговечность парковых фитоценозов.
Ключевые слова: световой режим, освещенность, парковый фитоценоз, подпологовое пространство.
Введение
Парки и другие декоративные насаждения являются важнейшей составной частью рекреационного потенциала Крыма [1]. Полноценное круглогодичное функционирование климатического курорта обеспечивается в значительной степени наличием многочисленных парков и зеленых насаждений с богатым ассортиментом продолжительно цветущих и вечнозеленых деревьев и кустарников, обладающих высокими декоративными и лечебными свойствами. Зеленые насаждения выполняют средообразующие и водоохранные функции. Почвопокровные растения в значительной степени дополняют и обогащают лечебные и эстетические свойства городских и санаторных парков.
Фитоклимат при проектировании курортных парков должен быть предметом специального внимания, поскольку по окончании озеленительных работ он будет влиять не только на растения, но и на самочувствие отдыхающих в парке людей [13].
Изучение влияния освещения на растительные сообщества нижнего яруса имеет не только теоретическое, но и большое практическое значение [2, 3]. Это прежде всего касается величины светового обеспечения напочвенной растительности. До сих пор не было обнаружено коррелятивных связей между составом древостоя, режимом освещения под древесным пологом и особенностями структуры и состояния напочвенной растительности [11, 12].
Современные основы лесоводства и парковой фитоценологии в основном построены на признании ведущей роли почвенных характеристик и не уделяют достаточного внимания режимам светового обеспечения. Освещение является определяющим фактором местопроизрастания травяных растений под древесным пологом [4-7]. Параметры травяной напочвенной растительности под древесным пологом определяются структурой насаждений - его ярусностью и сомкнутостью. Видовое разнообразие травяных растений под древесным пологом находится в прямой зависимости от уровня освещения [8-10].
Объекты и методы исследования
Объектами для проведения исследования освещенности выступили 10 различных видов хвойных деревьев Верхнего и Нижнего парков НБС-ННЦ:
калоцедрус низбегающий (Calocedrus decurrens (Torr.) Florin), кипарисовик Лавсона (Chamaecyparis lawsoniana (A. Murray) Pari.), кедр атласский (Cedrus atlantica (Endl.) G. Manetti ex Carrière), кедр ливанский (Cedrus libani A. Rich.), сосна крымская (Pinus pallasiana D. Don), кипарис крупноплодный (Cupressus macrocarpa Hartw. & Gordon), пихта алжирская (Abies numidica de Lannoy ex Carrière), секвойядендрон гигантский (Sequoiadendron giganteum (Lindl.) J. Buchholz), секвойя вечнозелёная (Sequoia sempervirens Endl.), сосна итальянская (Pinuspinea L.).
Каждому модельному дереву была дана подробная характеристика, куда входило описание высоты, окружности ствола на высоте груди, высоты начала кроны, сомкнутости. Для каждого модельного дерева был сделан абрис горизонтальной проекции кроны. При каждом измерении освещенности в журнале отмечались текущее время и дата, указывался тип наблюдаемой облачности, освещенность на открытом месте. Освещенность измерялась с помощью люксметра Ю-116.
Измерения выполнялись в 9.00; 12.00; 15.00 по местному времени. Выбранное время измерений соответствует наибольшей высоте Солнца, а также используются при метеорологических наблюдениях. Измерения проводились при устойчивых погодных условиях: ясно, малооблачно, безветренно или слабый ветер.
Измерения освещенности проводились для четырех направлений от ствола дерева с интервалом в 1 м до границы с горизонтальной проекции кроны дерева. Направления маршрутов были ориентированы по основным сторонам света. Непосредственно перед началом измерений освещенности под кроной дерева для контроля измерялась текущая освещенность на открытом месте.
Все измеренные величины освещенности переводились в относительные единицы - коэффициенты пропускания Т = Ii / I0, где Ii - освещенность, измеренная в i-той точке внутри растительного сообщества в конкретное время, I0 - освещенность на открытом месте в то же время.
Для каждого модельного дерева строились круговые диаграммы, иллюстрирующие доли освещенности для каждой из сторон света в зависимости от расстояния до ствола дерева, а также графики зависимости коэффициентов пропускания от расстояния до ствола дерева для различных сторон света.
Результаты и обсуждение
Внутри растительного сообщества радиационное поле складывается из:
- потока прямой радиации, дошедшей до какого-либо уровня внутри растительности без ослабления, в виде параллельных лучей;
- потока рассеянной радиации неба, прошедшей сквозь просветы в фитоэлементах без взаимодействия с растительностью в виде диффузной радиации;
- дополнительного поля радиации, образовавшегося в результате рассеяния на фитоэлементах прямой солнечной радиации и рассеянной радиации неба.
Нами проведен анализ пространственной структуры светового потока для каждого из модельных деревьев.
Для секвойи вечнозеленой (рис. 1), наибольшая доля освещенности соответствует восточному направлению (28% - 36%), меньшая - северному (25% -31%). Кроме того, по мере удаления от ствола дерева наблюдается уменьшение доли освещенности для восточного направления (с 35% до 28%) и увеличение - для северного (с 27% до 31%). Данная тенденция может быть связана с повышенной плотности кроны для восточного направления и более разреженной - для северного направления. Для южного и западного направления в целом особые изменения доли освещенности при удалении от ствола дерева не наблюдаются (19% - 22% и 17% - 20% соответственно).
Ю
З
Рис. 1. Динамика освещенности для модели Sequoia sempervirens
Наибольшая доля освещенности под кроной кедра атласского (рис. 2) характерна для южного направления (34% - 46%), меньшая - для восточного (26% -33%). В целом высокая доля освещенности южной части кроны кедра атласского является следствием довольно низкой плотности кроны, малого количества ветвей в этой части кроны. По мере удаления от ствола происходит постепенное падение доли освещенности южного направления (с 46% до 34%) и увеличение доли западного направления (с 17% до 28%). Доли освещенности северного и восточного направления остаются практически стабильными (7% - 9% и 26% - 33% соответственно), что обусловлено высокой плотностью кроны, характерной для этих направлений.
С
В
З
Ю
Рис. 2. Доля освещенности для модели Cedrus atlantica
Аналогичные диаграммы были построены для остальных модельных деревьев. Для всех изученных модельных деревьев были определены средние значения коэффициентов пропускания солнечного света (рис. 3).
30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0
о
3
¿Г
с°
0°
0°
0°
Рис. 3. Средние значения коэффициентов пропускания солнечного света для различных видов деревьев
В результате проведенного анализа 10-ти модельных деревьев было выявлено, что по мере удаления от ствола дерева возрастает коэффициент пропускания солнечной радиации с 9,2% до 12,4% (рис. 4).
Расстояние до ствола дерева, м
Рис. 4. Зависимость между коэффициентом пропускания и расстоянием до ствола
дерева у = 0,6933х + 9,2452
Проведенный нами анализ полученных данных дает представление о пространственной структуре светового режима парковых фитоценозов. Знание особенностей распределения освещенности по сторонам света позволяет научно обоснованно регулировать подпологовую растительность, организовывать посадку жизнеспособных и долговечных растений в парках.
Существует связь освещенности подпологового пространства с фитоклиматическими показателями и развитием травяного покрова (надземной
фитомассой, цено- и экоморфной структурой) для парковых фитоценозов. В парковых насаждениях, состоящих из различных древесных пород, но имеющих аналогичный тип световой структуры и идентичную сомкнутость крон, будут формироваться схожие почвенно-климатические условия и характер взаимосвязей компонентов паркового фитоценоза.
Наивысшей фитомелиоративной эффективностью обладают многоярусные парковые фитоценозы. Изучение адаптивных возможностей и уровня толерантности растений нижних ярусов к световому режиму и выявление особенностей их роста, развития и состояния в зависимости от освещенности даст возможность научно обоснованно влиять на наличие и состояние подпологовой растительности путем регулирования освещенности, тем самым создавая и поддерживая фитомелиоративную эффективность парковых фитоценозов.
Под пологом насаждений пространственные вариации многих метеовеличин, в первую очередь солнечной радиации и атмосферных осадков, очень велики и зависят от архитектоники крон. Растения, высаженные под высокие деревья разных пород, окажутся в совершенно несходных инсоляционных условиях. В пределах проекции кроны поле солнечной радиации тоже неоднородно. Так, под пологом кедра атласского освещенность даже вне крупных солнечных бликов меняется в диапазоне 2% - 15% от ее значения на открытом месте. Это необходимо учитывать при посадке новых растений под кроны существующих деревьев.
Выводы
Проведен анализ пространственной структуры светового режима парковых фитоценозов на примере Нижнего и Верхнего парков НБС-ННЦ. Выявлены особенности распределения освещенности под различными частями кроны дерева, что позволит планировать посадку растений в парках с учетом особенностей пространственного распределения освещенности, обеспечив тем самым жизнеспособность и долговечность парковых фитоценозов.
Полученные данные о пространственно-временном распределении радиационных потоков под кронами парковых деревьев характеризует эмпирические зависимости между составляющими коротковолнового радиационного баланса и структурными особенностями растительности.
Список литературы
1. Казимирова Р.Н. Живой напочвенный покров и его роль в функционировании парковых фитоценозов / Р.Н. Казимирова, А.П. Евтушенко // Труды Гос. Никит. ботан. сада. - 2003. - Т. 121. - С. 106-117.
2. Росс Ю.К. Некоторые вопросы математической теории фотосинтеза растительного покрова / Ю.К. Росс // Вопросы радиационного режима растительного покрова. - Тарту, 1965. - С. 5-24.
3. Цельникер Ю.Л. Физиологические основы теневыносливости древесных растений / Ю.Л. Цельникер - М.: Наука, 1978. - 215 с.
4. Иванов Л.А. О закономерностях распределения света в лесных ассоциациях / Л.А. Иванов // Бот. журн. - 1932. - Т. 17, № 4. - С. 339-351.
5. Клешнин А.Ф. Растение и свет / А.Ф. Клешнин - М.: Изд-во АН СССР. -1954. - 456 с.
6. Горышина Т.К. Сравнительно-географический очерк сезонных ритмов развития и фотосинтеза у травянистых растений листопадных лесов / Т.К. Горышина // Бот. журн. - 1972. - Т. 57, № 5. - С. 446-456.
7. Алексеев В.А. Световой режим леса / В.А. Алексеев - Л.: Наука, 1975. - 227 с.
8. Лук'янчук Н.Г. Загальш тенденцп та регюнальш особливосп формування рослинного покриву у св^лових нiшах деревних культур фiтоценозiв / Н.Г. Лук'янчук // Наук. вюник УкрДЛТУ. Лiсiвницькi дослiдження в Укрш'ш: Збiрн. наук.-техн. праць. -Львiв: УкрДЛТУ. - 2002. - Вип. 12.4. - С. 97-103.
9. Иванько И.А. Развитие учения о типах экологической и световой структуры искусственных насаждений / И.А. Иванько // Еколопя та ноосферолопя. - 1999. - Т. 8, № 4. - С. 56-63.
10. Антюфеев В.В. Учет агрометеорологических и фитоклиматических факторов при реставрации старых парков / В.В. Антюфеев // Бот. сады как центры сохранения биоразнообразия и рац. использования растительных ресурсов: Мат. Межд. конф., посв. 60-летию ГБС им. Н.В. Цицина РАН, 5-7 июля 2005 г. - Москва, 2005. - С. 17-18.
11. Росс Ю.К. Математическая модель радиационного режима растительного покрова / Ю.К. Росс, Т.А. Нильсон // Актинометрия и оптика атмосферы. - Таллин: Ваглус, 1968. - С. 263-281.
12. Росс Ю.К. Радиационный режим и архитектоника растительного покрова / Ю.К. Росс - Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 342 с.
13. Казимирова Р.Н. Принципы и методы агроэкологической оценки территории для зеленого строительства на юге Украины / Р.Н. Казимирова, В.В. Антюфеев, А.П. Евтушенко - К.: Аграрна наука, 2006. - 120 с.
Статья поступила в редакцию 18.03.2013 г.
M.S. KOVALEV
Nikitsky Botanical Gardens - National Scientific Center, Yalta, Crimea, Ukraine
LIGHT REGIME OF PARK PHYTOCOENOSIS: ITS ROLE AND PECULIARITIES OF THE SPATIAL STRUCTURE
The analysis of the light regime spatial structure in park phytocoenosis on the example of Upper and Lower Parks of NBG-NSC has been given. The peculiarities of light distribution under the different parts of tree crown have been determined. This will help to plan the planting of plants in parks due to peculiarities of light spatial distribution and to provide viability and longevity of phytocoenosis.
М.С. КОВАЛЬОВ
Нштський боташчний сад - Нащональний науковий центр, м. Ялта, АР Крим, Украша
СВ1ТЛОВИЙ РЕЖИМ ПАРКОВИХ Ф1ТОЦЕНОЗ1В: ЙОГО РОЛЬ I ОСОБЛИВОСТ1 ПРОСТОРОВО1 СТРУКТУРИ
Проведено аналiз просторово'1 структури св^лового режиму паркових фiтоценозiв на прикладi Нижнього i Верхнього парив НБС-ННЦ. Виявлеш особливосп розподшу осв^леносп тд рiзними частинами крони дерева, що дозволить планувати посадку рослин у парках з урахуванням особливостей просторового розподшу осв^леносп, забезпечивши тим самим життездатшсть i довговiчнiсть паркових фiтоценозiв.
М.С. КОВАЛЕВ
Никитский ботанический сад - Национальный научный центр, г. Ялта, АР Крым, Украина
СВЕТОВОЙ РЕЖИМ ПАРКОВЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ: ЕГО РОЛЬ И ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ
Проведен анализ пространственной структуры светового режима парковых фитоценозов на примере Нижнего и Верхнего парков НБС-ННЦ. Выявлены особенности распределения освещенности под различными частями кроны дерева, что позволит планировать посадку растений в парках с учетом особенностей пространственного распределения освещенности, обеспечив тем самым жизнеспособность и долговечность парковых фитоценозов.
ЭНТОМОЛОГИЯ
УДК 595.76:580.006(477.72)
О.А. ЛИСТОПАДСЬКА
Бюсферний заповщник «Аскашя-Нова» iменi Ф.Е. Фальц-Фейна НААН, смт Асканiя-Нова
КОРО1ДНА ЕНТОМОФАУНА ДЕНДРОЛОГ1ЧНОГО ПАРКУ «АСКАН1Я-НОВА»
Визначено видовий склад корогдног ентомофауни 7 вид1в деревних 1нтродуцент1в парку, як1 утворюють субформацй ландшафтно-ценотичних видшв штучних д1бров староi частини дендропарку. Проанал1зовано трофо-тотчну приурочетсть досл1джуваног ентомолог1чног групи. Виявлено найбшьш вразлив1 деревнг рослини.
Ключов1 слова: корогди, деревт iнтродуценти, дендролог1чний парк.
Вступ
Дендролопчний парк «Аскашя-Нова» е прикладом створення нового бютопу, з чим пов'язуеться формування нових бiоценозiв, змша фауни. Фауна комах парку до цього часу залишаеться недостатньо вивченою. Оскшьки штродукщя рослин е одним з основних завдань науково'1 дiяльностi дендропарку, то разом з посадковим матерiалом сюди потрапляе i адвентивна ентомофауна. Крiм того, ендокормобюнтна ентомофауна може бути завезена разом з будiвельним матерiалом. Оскшьки стара частина парку являе собою перестшш деревш насадження, то саме тут проявляеться найбшьш очевидна дiяльнiсть коровдв, яка може мати суш^ негативш наслщки.
Матер1али та методи досл1джень
Дослщження екологiчних особливостей коровдв проводилися детальним облшом [1] в перестiйних деревних ценозах старо'1' частини парку. Ус рослиннi угруповання старого парку е штучними насадженнями i класифiкуються як культурф^оценози лiсового та паркового титв, якi диференцiйовано на ландшафтнi видши. Тому корощну ентомофауну дослiджено на 7 видах деревних штродуцешив парку, яю утворюють субформацп ландшафтно-ценотичних видшв штучних дiбров: бiла акацiя Robinia pseudoacacia L., гледичiя звичайна Gleditsia triacanthos L., дуб
