МОНИТОРИНГ РОСТА И СОСТОЯНИЯ FRAXINUS EXCELSIOR И FRAXINUS LANCEOLATA В УСЛОВИЯХ САРАТОВСКОГО ПОВОЛЖЬЯ (НА ПРИМЕРЕ ООПТ «ДЕНДРАРИЙ НИИСХ ЮГО-ВОСТОКА»)
МОНИТОРИНГ РОСТА И СОСТОЯНИЯ FRAXINUS EXCELSIOR И FRAXINUS LANCEOLATA В УСЛОВИЯХ САРАТОВСКОГО ПОВОЛЖЬЯ (НА ПРИМЕРЕ ООПТ «ДЕНДРАРИЙ НИИСХ ЮГО-ВОСТОКА»)
Аннотация
В статье представлены результаты многолетних исследований двух видов родового комплекса Fraxinus L.: F. excelsior L. и F. lanceolata Borkh., рекомендованных для использования в Саратовском Поволжье. Мониторинг проводили в дендрарии Федерального аграрного научного центра Юго-Востока, расположенном в черте города Саратова. Изученные виды растут биогруппами в идентичных условиях, отличаются хорошим ростом и состоянием. Исследования проводили по методикам, общепринятым в учреждениях ботанического и лесохозяйственного профиля. Некоторые методики были модифицированы нами на основании результатов многолетних исследований и с учетом климатических условий региона. В ходе работы были измерены биометрические показатели растений, изучены ритмы сезонного и онтогенетического роста и развития, проведена комплексная оценка интродукционной устойчивости и интегральная оценка жизнеспособности и перспективности растений в новых для них условиях. Подведены итоги интродукции изученных видов. Определены перспективы использования видов в искусственных насаждениях Саратовского Поволжья. Результаты исследований могут служить научным обоснованием для разработки ассортимента хозяйственно-ценных адаптированных интродуцентов для использования в искусственных насаждениях различного назначения и пополнения генофонда дендрофлоры региона.
1. Введение
Климатические условия Саратовского Поволжья, характеризующиеся континентальностью, засушливостью, довольно морозными зимами и большой изменчивостью по годам, ограничивают ассортимент аборигенной древесно-кустарниковой растительности. Для увеличения биоразнообразия можно привлекать в различные типы зеленых насаждений, интродуцированные виды, чьи биологические и экологические особенности, соответствуют условиям новой среды. Успешность интродукции позволяют оценить многолетние комплексные мониторинговые исследования.
В лесостепной и степной зонах Поволжья старейшим интродукционным центром является дендрарий Федерального аграрного научного центра Юго-Востока, расположенный в черте города Саратова.
Род Fraxinus L. содержит около 65 видов, растущих в умеренных широтах Северного полушария. На территории нашей страны естественно произрастают 11 и интродуцировано 13 видов
, , , . В ботанических коллекциях России насчитывается 40 наименований рода . В пределах Саратовской области естественно произрастает только ясень обыкновенный (F. excelsior L.). В соответствии с древокультурным районированием, основанным на климатических, геоботанических и лесоводственно-дендрологических исследованиях, А.И. Колесников предлагает использовать для нашего региона 2 вида ясеня — F. excelsior L. и F. lanceolata Borkh. .В дендрарии, впервые в Саратовском Поволжье, проводятся мониторинговые наблюдения по изучению роста и состояния растений. В дендрарии интродукцией ясеней занимаются с 1949 года. Было испытано 29 образцов 17 видов из 16 географических пунктов
, .Целью данной работы было проведение мониторинга и подведение итогов адаптации, двух представителей рода Fraxinus, рекомендованных для использования в условиях Саратова и отличающихся в условиях дендрария хорошим ростом и состоянием.
2. Объекты и методы исследования
Дендрарий НИИСХ Юго-Востока расположен в черте г. Саратова. Объектами изучения служили 2 вида рода Fraxinus L., семейства Oleaceae Lindl., произрастающие в коллекции дендрария: F. excelsior и F. lanceolata. Морфологические особенности растений, область распространения, биометрические показатели, экологические требования в естественных условиях приведены по литературным источникам
, , .Ясень обыкновенный распространен в лесной и лесостепной зонах европейской части России, в Крыму, на Кавказе, в Европе и Малой Азии, является важной лесообразующей породой. Аборигенный вид зоны, широко используется в лесных культурах и агролесомелиоративных насаждениях, входит в основной ассортимент для использования в озеленительных насаждениях. Растет очень быстро, светолюбив, зимостоек, засухоустойчив, к почвам весьма требователен, недостаточно дымо- и газоустойчив.
Ясень зеленый естественно произрастает в лиственных лесах Северной Америки. Широко введен в культуру, используется в лесоразведении и озеленении лесостепной и степной зон России. Характеризуется быстрым ростом. Светолюбив, морозостоек, засухоустойчив, сравнительно нетребователен к богатству и влажности почвы. Вынослив в неблагоприятных городских условиях.
Изучение роста и состояния растений проводили по общепринятым методикам и инструктивным указаниям, разработанным для учреждений ботанического и лесохозяйственного профиля, а также методикам модифицированным нами с учетом региональных условий на основании многолетних данных.
Биометрические измерения проводили в каждой таксономической группе, учитывали показатели каждого растения. Высоту растений, диаметр ствола и проекцию кроны измеряли инструментально. Жизнеспособность и перспективность растений определяли по семи биоэкологическим показателям по методике разработанной в ГБС РАН
, . Оценку проводили ежегодно в конце вегетации и весной следующего года, в течение пяти лет. Жаростойкость определяли по реакции листьев на воздействие водой различной температуры . Опыты проводили в течение пяти вегетационных периодов, три раза за сезон, в трехкратной повторности. Газоустойчивость изучали оценивая реакцию видов на воздействие растворов азотной (HNO3), соляной (HCl) и серной (H2SO4) кислот различной концентрации (1, 2, 3%) . Исследования проводили в течении пяти вегетационных сезонов, пробы брали ежемесячно с июня по сентябрь в трехкратной повторности. После лабораторных исследований жаростойкости и газоустойчивости проводили фотофиксацию площади некрозов и анализ их по шкале Арестовой . Обработку экспериментальных данных проводили методами математической статистики с применением пакетов программ MS Ехсе1.3. Основные результаты и их обсуждение
Таблица 1 - Биометрические показатели видов Fraxinus L.
Вид | Высота, м | Диметр у основания, см | Диметр таксационный, см | Проекция кроны, м |
F. lanceolata | 10,9 ± 0,88 | 18,6 ± 3,16 | 11,6 ± 1,68 | 3,5 / 2,5 |
F. excelsior | 10,7 ± 0,81 | 18,1 ± 3,06 | 10,8 ± 1,53 | 2,5 / 3,5 |
Примечание: средние значения
Биометрические показатели являются видовыми признаками растений, но зависят от условий произрастания и могут изменяться. Все растения в условиях дендрария сохраняют жизненную форму — растут в виде деревьев, достигают максимальных высоты 14,5 и 14,0 м и диаметра 38,5 и 38,0 см. (F. lanceolata и F. excelsior соответственно). Растения обоих видов имеют широкую, неравномерно развитую крону (табл. 1).
Для комплексной характеристики растений в новых экологических условиях нами использован метод интегральной оценки, позволяющий судить о перспективности растений в новых условиях на основании суммирования количественно выраженных значений. За время наблюдений у изученных растений побеги одревесневали полностью (20 баллов), повреждений морозом не отмечено (25 баллов). Все растения сохраняют форму роста (10 баллов), обладают высокой побегообразовательной способностью (5 баллов), имеют ежегодный прирост в высоту (5 баллов), цветут и плодоносят (25 баллов), имеют разновозрастный самосев (10 баллов). После завершения бальной оценки показателей жизнеспособности и определения группы перспективности установлено, что растения как F. lanceolata так и F. excelsior набирают 100 баллов и относятся к 1 наивысшей группе — вполне перспективных видов.
Жаростойкость — один из косвенных показателей засухоустойчивости, который свидетельствует о способности растений переносить высокие температуры воздуха и почвы. Для большинства растений умеренной зоны температура свыше 400С оказывается неблагоприятной и при длительном воздействии приводит растение к гибели. Пятилетние исследования показали, что жаростойкость не зависит от погодных условий года, но отмечается тенденция ее уменьшения в течение вегетации (то есть растения становятся более устойчивыми к концу вегетации). При 30 и 350С повреждение тканей отсутствует. При 400С появляются очень слабые повреждения, которые постепенно нарастают и при 600С зафиксированы очень сильные повреждения, листья погибают полностью.
В условиях крупного промышленного города растения должны быть устойчивы к вредному воздействию промышленных атмосферных загрязнений. Искусственное погружение листьев в слабые растворы кислот вызывает нарушения по внешним признакам идентичные тем, которые образуются от соответствующих газов. В результате проведенных опытов установлено, что устойчивость растений зависит от вида токсиканта и его концентрации. Выявлена зависимость величины повреждений от сроков проведения опытов. Наиболее сильные повреждения отмечены в середине вегетации, в июле. Более сильные повреждения вызывает НС1, по сравнению с H2SO4 и HNO3. С увеличением концентрации растворов площадь повреждений изменяется от очень слабой до средней. Во всех вариантах опыта F. lanceolata оказался более устойчивым чем F. excelsior.
4. Заключение
В целом, проведенные мониторинговые наблюдения и исследования позволили сделать вывод об успешной адаптации растений изученных видов в агроклиматических условиях Саратовского Поволжья. Растения сохраняют жизненную форму — растут в виде деревьев, цветут и плодоносят, образуют жизнеспособные семена. Жаростойки и газоустойчивы и по комплексной оценке относятся в 1 наивысшей группе перспективности. Подведение итогов интродукции позволяет рекомендовать F. excelsior и F. lanceolata для широкого внедрения во все виды защитных и озеленительных насаждений.