АДАПТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ ПОДКЛАССА HAMAMELIDIDAE В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ПРИБАЛТИКИ

АДАПТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ ПОДКЛАССА HAMAMELIDIDAE В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ПРИБАЛТИКИ

Научная статья

Петрова Н.Г.¹, Яковлева Т.А.², Белякова Т.И.^3, *

¹ ORCID: 0000-0002-8097-4096,

Институт живых систем Балтийского Федерального Университета им. И. Канта, Калининград, Россия;

² Ботанический сад Балтийского Федерального Университета им. И. Канта, Калининград, Россия;

³ ORCID: 0000-0002-2486-8723,

Институт живых систем Балтийского Федерального Университета им. И. Канта, Калининград, Россия

* Корреспондирующий автор (tanya.belyakova32[at]gmail.com)

Аннотация

Выявлен видовой состав древесных растений подкласса Hamamelididae, представленных в дендрофлоре Калининградской области; изучена история интродукции древесных растений данного подкласса на территории области; проведен типологический анализ растений; изучена биоморфологическая и экотипическая структура растений данного подкласса; проведен анализ сезонного ритма развития растений за период с 2013 по 2017 годы; дана оценка жизнеспособности древесных растений подкласса Hamamelididae в условиях Калининградской области.

Ключевые слова: интродукция, древесные растения, зимостойкость, перспективность, адаптация.

ADAPTIVE POTENTIAL OF TREE PLANTS OF HAMAMELIDIDAE SUBCLASS PLANTS UNDER CONDITIONS OF SOUTHERN BALTICS

Research article

Petrova N.G.¹, Yakovleva T.A.², Belyakova T.I.^3, *

¹ ORCID: 0000-0002-8097-4096,

Institute of Living Systems of the Immanuel Kant Baltic Federal University, Kaliningrad, Russia;

² Botanical Garden of Immanuel Kant Baltic Federal University, Kaliningrad, Russia;

³ ORCID: 0000-0002-2486-8723,

Institute of Living Systems of the Immanuel Kant Baltic Federal University, Kaliningrad, Russia

* Corresponding author (tanya.belyakova32[at]gmail.com)

Abstract

The composition of species of woody plants of the Hamamelididae subclass, represented in the dendroflora of the Kaliningrad region, is revealed; the history of introduction of woody plants of this subclass into the territory of the region was studied; typological analysis of plants; the biomorphological and ecotypic structure of plants of this subclass was studied as well, the analysis of the seasonal rhythm of plant development for the period from 2013 to 2017 was carried out. The estimation of viability of woody plants of the Hamamelididae subclass is given in the conditions of the Kaliningrad region.

Keywords: introduction, woody plants, winter hardiness, prospects, adaptation.

В силу благоприятных климатических условий и исторически сложившейся высокой культуры ландшафтного садоводства Калининградская область располагает богатейшей дендрофлорой [13], [16].

Интродуцируемые виды высших растений составляют большой процент от общего числа видов, которыми богата флора Калининградской области. Особый интерес представляют древесные растения подкласса Hamamelididae, так как они широко используются в озеленении городских территорий, в лесном и сельском хозяйстве [1], [3], [8], [9].

Данное исследование проводилось на территории Калининградской области. В работе использовались материалы собственных наблюдений, а также материалы, накопленные за много лет сотрудниками Ботанического сада и Института живых систем Балтийского Федерального Университета им. И. Канта.

Исследование проводилось по общепринятым в дендрологии и лесоведении методикам [2], [10], [11], [12].

Классификация древесных растений по температурному фактору осуществлялось с применением системы USDA, разработанной Министерством сельского хозяйства США (англ. United States Department of Agriculture) [17]. В ее основе лежит система разработанная американским дендрологом Альфредом Редером. Шкала включает в себя 13 зон (от 0 до 12), границы которых определялись на основе минимальных среднегодовых температур. Минимальная температура зимой на территории Калининградской области — от −18 до −23 °C [7], соответственно Калининградская область относится к 6 климатической зоне.

Жизнеспособность и перспективность растений для интродукции была определена по методике, разработанной сотрудниками Главного Ботанического сада АН СССР, которая включает семь основных показателей: степень ежегодного вызревания побегов, зимостойкость растений, сохранение габитуса, побегообразовательная способность растений, прирост в высоту и увеличение объема кроны, способность к генеративному развитию, возможные способы размножения в культуре [6].

Данные проведенных исследований свидетельствуют о том, что в настоящее время на территории Калининградской области произрастает 66 таксонов (60 видов, 2 подвида, 4 гибрида) древесных растений подкласса Hamamelididae, которые относятся к 18 родам, 8 семействам.

В видовом отношении наиболее богаты семейства Betulaceae – 23 вида, Juglandaceae – 16 видов и  Fagaceae – 13 видов. Семейство Hamamelididae представлено 7 видами. В семействах Cercidiphyllaceae, Platanaceae, Juglandaceae, Вuхасеае отмечено по два вида. Семейство Myricaceae представлено 1 видом (Myrica gale L.) (рис.1).

Рис. 1 – Распределение видов древесных растений подкласса Hamamelididae по семействам

 

Из 60 видов 8 являются автохтонными: Alnus glutinosa (L.) Gaertn., Fagus sylvatica L. Quercus petraea subsp. iberica (Steven ex M.Bieb.) Krassiln, Quercus robur L., Betula pendula Roth., Betula pubescens Ehrh., Carpinus betulus L., Corylus avellana L., 52 – интродуцентами.

В результате проведенного исследования было выявлено, что по жизненным формам древесные растений подкласса Hamamelididae распределились следующим образом: деревья – 45 видов (Cercidiphyllum japonicum Sieb. et Zucc, Fagus grandifolia Ehrh., Quercus rubra L. и пр.), кустарники – 7 видов (Corylopsis multiflora Hance., Corylus heterophylla Fisch.ex Trautv., Betula nana L. и пр.),  1 кустарничек (Pachysandra terminalis Siebold et Zucc.) и 7 представителей смешанной жизненной формы (Hamamelis japonica Sieb.et Zucc., Betula pumila L., Buxus sempervirens L. и пр.) (рис.2).

Рис. 2 – Распределение видов древесных растений подкласса Hamamelididae по жизненным формам

 

Анализ видов растений по типам ареалов показал о том, что во флоре области преобладают восточно-азиатские (Corylus colurna L., Cercidiphyllum japonicum Sieb. et Zucc, Hamamelis japonica Sieb.et Zucc., Betula  costata Trautv. и др.) и северо-американские виды (Platanus occidentalis L., Quercus imbricaria Michx., Fagus grandifolia Ehrh., Betula lenta L., Juglans californica Wats. и др.) – по 18 видов (рис. 3). Шесть видов включены в Красную книгу Российской федерации (Betula maximowicziana Regel., Corylus colurna L., Ostrya carpinifolia Scop., Juglans ailantifolia Carr., Pterocarya pterocarpa (Michx.) Kunth ex Iljink., Myrica gale L.) [4].

Рис. 3 – Распределение видов древесных растений подкласса Hamamelididae по флористическим областям

 

Среди древесных растений подкласса Hamamelididae, произрастающих на территории Калининградской области 53 вида относятся к 1-5 климатическим зонам [18] (рис. 4). В условиях климата Южной Прибалтики они вполне сохраняют жизнестойкость и зимуют без укрытия.  Растения из 6 и 7 климатических зон — представители родов Buxus, Hamamelis, Corylopsis, Platanus и Pterocarya также достаточно успешно переносят зиму, однако у Buxus sempervirens L., Pterocarya rhoifolia Sieb. et Zucc, и Pterocarya stenoptera C. DC наблюдается незначительное обмерзание однолетних побегов. У представителей родов Platanus и Corylopsis только в особо холодные зимы наблюдалось обмерзание более 50% длины однолетних побегов.

Рис. 4 – Распределение видов древесных растений подкласса Hamamelididae по климатическим зонам

 

Важным показателем приспособленности интродуцентов к новым условиям места произрастания является ритм их сезонного развития, который формируется как под влиянием эндогенных свойств вида, так и под действием новых условий произрастания [5].

Средняя дата начала вегетации для древесных растений подкласса Hamamelididae 19 апреля (∑ t^o _эф = 287,9 °C ), окончания – 14 октября (∑ t^o _эф = 3374,9 °C ).

Проанализированные данные фенологических наблюдений позволили выделить группы по срокам начала и окончания вегетации: рано начинающие и рано заканчивающие (РР) – 35,0%; рано начинающие и поздно заканчивающие (РП) – 23%; поздно начинающие и рано заканчивающие (ПР) – 9%; поздно начинающие и поздно заканчивающие (ПП) – 33 % (рис. 5).

Рис. 5 – Распределение древесных растений по феногруппам

 

Средняя дата начала цветения приходится на 6 мая (∑ t^o _эф = 489,4 °C ). К рано цветущим видам относятся: Hamаmelis vernalis 'Tomentosa', Hamamelis japonica Sieb.et Zucc., Corylus colurna L., Corylus heterophylla Fisch.ex Trautv., Myrica gale L. и др. Поздно начинают цветение такие виды как Castanea sativa Mill., Fagus grandifolia Ehrh., Quercus imbricaria Michx. и представители семейства Juglandaceae (рис. 6).

Hamamelis virginiana L. особенно поздно начинает цветение, в среднем (за 5 лет) — 24 сентября.

Рис. 6 – Распределение видов древесных растений подкласса Hamamelididae по срокам начала цветения

 

Древесные растения подкласса Hamamelididae хорошо плодоносят в условиях Калининградской области. Массовое созревание плодов приходится на сентябрь-октябрь.

Оценка перспективности интродуцентов подкласса Hamamelididae показала, что все виды относятся к I-II группам перспективности (рис. 7). К наиболее многочисленной первой группе (вполне перспективные) относится 48 видов.

Ко второй группе (перспективные) относятся 8 видов: Corylopsis multiflora Hance., Corylopsis glabrescens Franch. & Sav., Platanus x acerifolia Willd., Platanus occidentalis L., Buxus sempervirens L., Castanea sativa Mill., Pterocarya rhoifolia Sieb. et Zucc., Pterocarya stenoptera C. DC.

Рис. 7 – Оценка перспективности видов древесных растений подкласса Hamamelididae на территории Калининградской области

 

Высокие показатели генеративного развития (цветут, плодоносят, размножаются самосевом) и жизнеспособности (I-II группы перспективности) позволяют рекомендовать древесные растения подкласса Hamamelididae для более широкого внедрения в озеленение, лесные культуры и в качестве орехоплодных культур на территории Калининградской области.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Бице М.А. Конспект дендрофлоры Калининградской области / Бице М.А., Кнапе Д.А., Кученева Г.Г. - Рига: Зинатне, 1983. – 162 с.
2. Деревья и кустарники СССР: в 6 т./ под ред. С.Я. Соколова. М.; Л., 1949-1964.
3. Каталог растений Ботанического сада КГУ / Дедков В.П., Петрова Н.Г., Губарева И.Ю. и др., Отв. редактор Дедков В.П. – Калининград: Изд-во КГУ 2004.
4. Красная книга Российской Федерации (Растения и грибы): Федеральная служба по надзору в сфере природопользования, Российская академия наук, Российское ботаническое общество, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. М., 2008. – 855 С
5. Кученёва Г.Г. Адаптация древесных растений при интродукции / Кученёва Г.Г., Петрова Н.Г., Яковлева Т.А. // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2012. Вып. 7. С. 97-102.
6. Лапин П.И. Оценка перспективности интродукции древесных растений по данным визуальных наблюдений / Лапин П.И. Сиднева С.В. –М.:ГБС АН СССР, 1973.- С.7-67.
7. Орлёнок В.В. Физическая география: Учебное пособие / Орлёнок В.В., Курков А.А., Кучерявый П.П. и др. Под ред. В.В. Орлёнка // Калининград, 1998.
8. Петрова Н.Г. Оценка интродукционной устойчивости древесных растений в условиях Южной Прибалтики (Калининградская область) / Петрова Н.Г., Яковлева Т.А. // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2012. Вып. 7. С. 97-102.
9. Петрова Н.Г. Адаптационный потенциал древесных растений Ирано-туранского интродукционного центра в условиях Южной Прибалтики (Калининградская область) / Петрова Н.Г., Яковлева Т.А., Чернышова Ю.В. // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2014. Вып. 7. С. 87-95.
10. Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений. Жизненные формы покрытосеменных и хвойных. – М.: Высш. шк., 1962. – 378с.
11. Тахтаджян А.Л. Флористические области Земли. – Л.: Наука, 1978.
12. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР) . Спб., 1995.
13. Abromeit J. Flora von Ost- und Westpreussen. Berlin, 1898.
14. Führer durch die Stadtgärtnerei in Königsberg (PR) – Königsberg, 1938. – s. 6-55.
15. Krussmann G. Manual of Cultivated Conifers. Timber Press, 1995.
16. Schwerin F. Jahresversammlung zu Königsberg in Pr. Mitt. Dt. Dendr. Ges., 1922. Bd. 32. S. 4-52.
17. Карта зимостойкости USDA [Электронный ресурс] URL: http://planthardiness.ars.usda.gov/ PHZMWeb
18. Каталог растений Ботанического сада штата Миссури [Электронный ресурс] URL: http://www.missouribotanicalgarden.org/PlantFinder/

Список литературы на английском языке / References in English

1. Bice M.A. Konspekt dendroflory Kaliningradskoj oblasti [Collection of the dendroflora of the Kaliningrad Region] / Bice M.A., Knape D.A., Kucheneva G.G. - Riga: Zinatne, 1983. – 162 p. [in Russian]
2. Derev'ya i kustarniki SSSR: v 6 t. [Trees and shrubs of the USSR: in 6 v.] / edited by S.Y. Sokolov. M.; L., 1949-1964. [in Russian]
3. Katalog rastenij Botanicheskogo sada KGU [Catalog of plants of the Botanical Garden of KSU] / Dedkov V.P., Petrova N.G., Gubareva I.Y. and others, edited by Dedkov V.P. – Kaliningrad: KGU 2004. [in Russian]
4. Krasnaya kniga Rossijskoj federacii (Rasteniya i griby) [The Red Book of the Russian Federation (Plants and Mushrooms)] Federal'naya sluzhba po nadzoru v sfere prirodopol'zovaniya, Rossijskaya akademiya nauk, Rossijskoe botanicheskoe obshchestvo, Moskovskij gosudarstvennyj universitet im. M.V. Lomonosova. M., 2008. – 855 p. [in Russian]
5. Kuchenyova G.G. Adaptaciya drevesnyh rastenij pri introdukcii [Adaptation of woody plants during introduction] / Kuchenyova G.G., Petrova N.G., Yakovleva T.A. // Vestnik Baltijskogo federal'nogo universiteta im. I. Kanta [Bulletin of the Kant Baltic Federal University] 2012. V. 7. P. 97-102. [in Russian]
6. Lapin P.I. Ocenka perspektivnosti introdukcii drevesnyh rastenij po dannym vizual'nyh nablyudenij [Assessment of the prospects for the introduction of woody plants according to visual observations. Experience of the introduction of woody plants] / Lapin P.I. Sidneva S.V. –M.:GBS AN USSR, 1973.- P.7-67. [in Russian]
7. Orlyonok V.V. Fizicheskaya geografiya: Uchebnoe posobie [Physical Geography] / Orlyonok V.V., Kurkov A.A., Kucheryavyj P.P. and others, edited by V.V. Orlyonok // Kaliningrad, 1998. [in Russian]
8. Petrova N.G. Ocenka introdukcionnoj ustojchivosti drevesnyh rastenij v usloviyah Yuzhnoj Pribaltiki (Kaliningradskaya oblast') [Assessment of introduction resistance of woody plants in the Southern Baltic region (Kaliningrad region)] / Petrova N.G., Yakovleva T.A. // Vestnik Baltijskogo federal'nogo universiteta im. I. Kanta [Bulletin of the Kant Baltic Federal University] 2012. V. 7. P. 97-102. [in Russian]
9. Petrova N.G. Adaptacionnyj potencial drevesnyh rastenij Irano-turanskogo introdukcionnogo centra v usloviyah Yuzhnoj Pribaltiki (Kaliningradskaya oblast') [Adaptation potential of woody plants of the Iran-Turan introductory center in the conditions of the Southern Baltic region (Kaliningrad region)] / Petrova N.G., Yakovleva T.A., Chernyshova Y.V. // Vestnik Baltijskogo federal'nogo universiteta im. I. Kanta [Bulletin of the Kant Baltic Federal University] 2014. V. 7. P. 87-95. [in Russian]
10. Serebryakov I.G. Ehkologicheskaya morfologiya rastenij. Zhiznennye formy pokrytosemennyh i hvojnyh [Ecological morphology of plants. Life forms of angiosperms and conifers] – M.: Vyssh. shk., 1962. – 378 p. [in Russian]
11. Tahtadzhyan A.L. Floristicheskie oblasti Zemli [Floristic Regions of the World] – L.: Nauka, 1978. [in Russian]
12. Cherepanov S.K. Sosudistye rasteniya Rossii i sopredel'nyh gosudarstv (v predelakh byvshego SSSR) [Vascular plants of Russia and adjacent states (the former USSR)] Spb., 1995. [in Russian]
13. Abromeit J. Flora von Ost- und Westpreussen [Flora of East and West Prussia]. Berlin, 1898.
14. Führer durch die Stadtgärtnerei in Königsberg (PR) [Guide to the city garden in Königsberg (PR)] – Königsberg, 1938. – P. 6-55.
15. Krussmann G. Manual of Cultivated Conifers. Timber Press, 1995.
16. Schwerin F. Jahresversammlung zu Königsberg in Pr. [Annual assembly to Königsberg] Mitt. Dt. Dendr. Ges., 1922. Bd. 32. p. 4-52.
17. USDA Plant Hardiness Zone Map [Electronic resource] URL: http://planthardiness.ars.usda.gov/ PHZMWeb
18. Catalog of plants in the Missouri Botanical Garden [Electronic resource] URL: http://www.missouribotanicalgarden.org/PlantFinder/