DIAGNOSTICS OF GROWTH SPECIFICS OF GLEN SPRUCE IN THE MAIN BOTANICAL GARDEN NAMED AFTER N.V. TSITSIN OF THE RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES ON THE BASIS OF DENDROCHRONOLOGICAL INFORMATION
DIAGNOSTICS OF GROWTH SPECIFICS OF GLEN SPRUCE IN THE MAIN BOTANICAL GARDEN NAMED AFTER N.V. TSITSIN OF THE RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES ON THE BASIS OF DENDROCHRONOLOGICAL INFORMATION
Abstract
Due to the fact that growth of different coniferous species under conditions of introduction proceeds differently, it is very important to understand which factors (climate parameters) can determine the critical condition of a particular introduced species. This can be done objectively by analysing dendroclimatic information. Glen spruce (Picea glehnii (F. Schmidt) Mast.) has valuable wood, but in Russia the reserves of this species are very small; it is included in the Red Book of the Russian Federation. Collection plantings of Glen spruce were created in the Main Botanical Garden named after N.V. Tsitsin of the Russian Federation. The results of the conducted research demonstrate a weak positive influence of increased temperatures of June of the last year on the growth of Glen spruce, and a negative influence of increased temperatures of May and June of the current year. Formation of extremely wide annual rings is favoured by increased precipitation in March, April, May, June and July. According to the results of studies, the species is recognised as promising for introduction in the conditions of the Moscow region.
1. Введение
Ель Глена (Picea glehnii (F.Schmidt) Mast.) – вид растений рода ель семейства сосновых. Названа в честь первооткрывателя – российского ботаника, географа и гидрографа Петра Петровича Глена (1835-1876). Дерево высотой до 40-50 м и диаметром ствола до 60-70 см. Крона густая, конусовидная. Кора у старых деревьев шоколадно-коричневая, чешуйчатая. Хвоя длиной 6-13 мм и шириной около 1 мм, зелёная, блестящая сверху, в сечении ромбовидная, с туповатой или коротко заострённой верхушкой, при растирании – с терпким запахом. Шишки продолговато-цилиндрические, длиной 5-8 см и шириной 2-2,5 см. Незрелые шишки тёмно-красные, фиолетовые или зелёные, зрелые приобретают коричневую окраску. Урожайные годы повторяются через 2 года. Семена длиной 2,5-3 мм и шириной 1,2-2 мм, яйцевидно-эллиптические, коричневые, с крылом, в 2-3 раза превышающим их по длине , .
В России ель Глена произрастает на северной границе ареала, встречается только на территории Сахалинской области (Курильские о-ва – Кунашир, Итуруп, Шикотан, а также о. Сахалин – Муравьёвская низменность (долина р. Мерея, окр. оз. Бол. Вавайское, лагуны Буссе, бухты Лососей)). За пределами России вид отмечен в Японии (о-ва Хоккайдо, Хонсю) .
Подробный обзор еловых лесов России приведен в монографии Л.П. Рысина и Л.И. Савельевой . Согласно ее данным, леса с елью Глена встречаются только на о-ве Кунашир и на юге о-ва Сахалин. На Кунашире они занимают пологие, слабодренированные склоны вулкана Медведева. К ели Глена здесь добавляются ель аянская, пихта сахалинская и ряд лиственных пород (береза каменная и др.). Доминантом травяного покрова является кизил канадский. Сплошной моховой покров образуют зеленые мхи, местами – пятна сфагнума Гиргензона. Есть и другие типы лесов с елью Глена, например на о. Кунашир встречается ельник бамбуковый мертвопокровный.
На о. Кунашир ель Глена значительно повреждается короедом типографом (Ips typographus L.) – нападению короеда подвержены ели в возрасте 50-70 лет .
Ель Глена культивируется в ряде ботанических учреждений России, в том числе – в ботанических садах Москвы (Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН, ГБС РАН), Санкт-Петербурга (Ботанический сад Петра Великого), Южно-Сахалинска и др.
Имеются подробные данные об особенностях роста ели Глена в Санкт-Петербурге. В частности показано, что ель Глена в условиях Ботанического сада Петра Великого образует полноценные семена. В 2015 г. за более чем 120-летний период культуры впервые получено семенное потомство данного вида .
Ель Глена имеет ценную древесину, но в России запасы этой породы весьма незначительны. В Японии ель Глена популярна для создания карликовых деревьев бонсай.
Ель Глена включена в Перечень объектов растительного мира, занесенных в Красную книгу Российской Федерации со статусом 3 (редкий вид), занесена в Красную книгу Сахалинской области.
Дендрохронологические исследования ели Глена ранее в России, по-видимому, не проводились, что делает наши исследования актуальными.
2. Методы и принципы исследования
В дендрарии ГБС РАН вид культивируется с 1954 г . Семена собраны в природных местообитаниях на о. Сахалин. В дендрарии представлены 8 образцов, 91 экземпляр. Средняя высота в возрасте 63 лет составила 16,9 м при среднем диаметре ствола 18,8 см. Средняя категория санитарного состояния в отдельных образцах находится на уровне 2,0-2,4. Вегетация с конца апреля; рост побегов с конца апреля – первой половины мая до конца июня – начала июля. Пыление в мае. Семена созревают в ноябре. Семеношение наблюдается с 14 лет. Побеги одревесневают на 100%. Зимостойкость I.
Современный вид куртины ели Глена представлен на фото (рис. 1).
Рисунок 1 - Общий вид части куртины ели Глена в 2023 году
3. Основные результаты
Рисунок 2 - Средняя ширина годичного кольца у учетных деревьев по годам
Таблица 1 - Результаты дендроклиматического анализа
Метеопараметр | Месяц | Год, по отношению к календарному году формирования годичного кольца | |
прошлый | текущий | ||
Температура | I | 0,03 | -0,21 |
II | 0,14 | 0,13 | |
III | -0,07 | 0,06 | |
IV | 0,11 | 0,02 | |
V | 0,06 | -0,35* | |
VI | 0,32* | -0,29* | |
VII | 0,24 | -0,10 | |
VIII | 0,16 | 0,03 | |
IX | 0,09 | -0,03 | |
X | 0,10 | -0,09 | |
XI | -0,14 | 0,12 | |
XII | 0,06 | 0,16 | |
Осадки | I | 0,12 | -0,05 |
II | -0,02 | 0,05 | |
III | -0,09 | 0,10 | |
IV | 0,08 | 0,18 | |
V | -0,01 | 0,21 | |
VI | -0,15 | 0,03 | |
VII | 0,00 | 0,13 | |
VIII | 0,09 | -0,11 | |
IX | -0,20 | -0,05 | |
X | -0,12 | -0,01 | |
XI | -0,10 | 0,11 | |
XII | 0,24 | 0,08 | |
Примечание: * достоверные значения коэффициентов корреляции при уровне доверительной вероятности 0,05
В соответствии с данными таблицы 2 выявлено достоверное влияние на величину прироста следующих метеопараметров: температуры июня прошлого года; температуры июня текущего года, температуры мая текущего года. Связи слабые, что может свидетельствовать о благоприятности условий роста для ели Глена в условиях дендрария ГБС РАН. Это согласуется с общими представлениями о росте данного вида в дендрарии. Если выяснится, что ель Глена обладает некими более ценными, по сравнению с елью европейской, хозяйственными свойствами – её можно было бы рекомендовать для использования в посадках различного функционального назначения на территории Московского региона. Можно обоснованно предполагать, что она будет более пригодна для культивирования на переувлажненных почвах, где ель европейская обладает сниженным ростом и сильно страдает от ветровала.
Результаты дендроклиматического анализа на основе расчета коэффициентов корреляции могут быть уточнены с учетом данных дендроклиматического анализа методом климаграмм , . Для этого первоначально рассмотрим взаимную сопряженность колебаний прироста у отдельных деревьев (рис. 3).
Рисунок 3 - Варьирование ширины годичного кольца у отдельных деревьев
Рисунок 4 - Сопоставление значений средних месячных температур в годы локальных максимумов прироста со среднемноголетними показателями
Рисунок 5 - Сопоставление значений средних месячных температур в годы локальных максимумов прироста со среднемноголетними показателями
4. Обсуждение
Анализируя влияние средних месячных температур на прирост, следует отметить благоприятное влияние теплых зимних месяцев (январь, февраль), а также отрицательное влияние жарких мая, июня и июля. Последний вывод совпадает с данными корреляционного анализа: корреляция с температурой мая равна -0,35; с температурой июня -0,39). Положительное влияние теплых января и февраля в целом совпадает с наблюдениями Г.А. Фирсова и соавторов за ростом ели Глена в условиях Санкт-Петербурга: отмечая общую зимостойкость вида, авторы говорят о том, что в отдельные суровые зимы деревья могу получать повреждения .
Анализируя влияние осадков на прирост, следует отметить положительное влияние на прирост повышенных сумм осадков в марте, апреле, мае, июне, июле. Это легко объяснимо с учетом приморского ареала ели Глена, характеризующегося более влажным климатом. С практической точки зрения можно рекомендовать полив куртины ели в засушливые периоды с целью улучшения условий ее роста.
5. Заключение
Выполненные исследования показали слабое влияние климатических колебаний на формирование прироста ели Глена. Это говорит об относительной адаптированности вида к климатическим условиям Московского региона и позволяет признать ель Глена видом, заслуживающим внимания и более подробного изучения для выявления возможностей использования в посадках различного функционального назначения в условиях Московского региона.