ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ КУЛЬТУР ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНОБРАЗИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЛЕСОСТЕПИ
Галдина Т.Е., Ситников К.А., Романова М.М. (ВГЛТА, г. Воронеж, РФ)
The Study to geographical variability of the pine on example of the geographical cultures has important importance for timber facilities. The Estimation of the growing and stability population allows for each concrete region to select perspective ecotype, which use gives the silviculrural effect when making the artificial plantings.
Исследование за последние десять лет биологического разнообразия, продуктивности и устойчивости лесных экосистем позволили установить, что главным фактором снижения устойчивости к антропогенным воздействиям и сокращения биоразнообразия лесов является нарушением природно-обусловленной разномасштабной мозаики лесного фонда. Потери лесного биоразнообразия связаны с быстрым обезлесиванием, фрагментацией и деградацией всех типов лесов. При этом наряду с такими явными факторами негативного влияния на экосистемы, как различные виды загрязнения среды или техногенное разрушение мест обитания популяций, важнейшим фактором сокращения биоразнообразия является нерациональная хозяйственная деятельность без учета структуры внутривидовой изменчивости и генетической подразделенности видов. Отрицательные последствия возникают не только при использовании биологических ресурсов, но и при проведении работ по их воспроизводству.
Одним из методов решения данной проблемы является увеличение внимания к внедрению при лесокультурных работах новых устойчивых, лучших по комплексу показателей и признаков форм вида древесных пород, характеризующихся разнообразием. Таким образом, изучение формового разнообразия, географической и экологической изменчивости древесных пород является важным резервом повышения продуктивности и устойчивости вновь создаваемых лесов, а также увеличением лесного биоразнообразия. Особенности уровней биоразнообразия лесных видов при лесовосстановлении и лесоразведении познаются через создание специальных опытов - географических культур.
Вопрос о географических расах в начале XX столетия приобрел в лесоводстве настолько большое значение, что было решено организовать испытание различных климатических экотипов древесных пород в международном масштабе. В воронежской области заложена целая серия географических культур: сосны обыкновенной (проф. Вересин М. М.), лиственниц (проф. Дерюжкин Р. И.), берез (проф. Попов В. К.). Основные цели, ставившиеся при закладке и изучении этих культур:
- эволюционные процессы и их взаимосвязь с условиями внешней среды;
- генотипическая и фенотипическая изменчивость различных признаков и показателей;
- отбор лучших типов для селекции и лесовосстановления;
- сохранение генофонда видов;
- внутрвидовая гибридизация;
- разработка и уточнение вопросов лесосеменного районирования, семеноводства и внутривидовой систематики.
Из результатов многолетних наблюдений за географическими культурами, созданных как у нас в стране, так и за рубежом следует, что происхождение семян оказывает значительное влияние на рост и продуктивность. В большинстве случаев отмечалось, что местные климатипы растут лучше инорайонных и эта закономерность усиливается по мере удаления пунктов заготовки семян от района культивирования. Вместе с тем, ряд исследователей отмечали и преимущества инорайонных форм над местными, что свидетельствует о возможности использования географических форм древесных пород для повышения продуктивности лесов [5].
При изучении такого гетерогенного вида, как Pinus sylvestris L., возникает проблема выбора признаков, которые бы отображали генетические процессы, протекающие в популяциях.
|
Рисунок 1- Пункты популяционных сборов семян. |
С этой целью,
нами исследовалось
шестьдесят экотипов из таежной и хвойно-широколиственных лесов Европейской
части России в богатейших по своему набору географических культурах, заложенные
в 1959 году под руководством проф. М.М. Вересина на территории Рамонского
лесничества Воронежского лесхоза (опыт является самым крупным в СНГ, всего 245
образцов из 228 лесхозов, от Калининграда до
Амура и от Карелии до Армении) по ряду различных вегетативных (хвоя),
морфометрических, таксационных, качественных признаков с использованием методов
многомерного анализа (кластерный, факторный). Для контроля использовались
естественные насаждения и популяции.
За сорокапятилетний период были проведены исследования и получены результаты по следующим направлениям:
1. Изучен рост и продуктивность сосны обыкновенной в географических культурах в 16,27,40,45-летнем возрасте. Установлено, что оценку роста, продуктивности возможно провести в 40-45-летнем возраста или 1/3 возраста главной рубки [1,2,3,10].
2. Разработано лесосеменное районирование сосны обыкновенной [4] и уточнено для центральной лесостепи [10].
3. Проведен массовый и групповой отбор сосны обыкновенной и лучших экотипов для селекции и лесовосстановления [1,2,3,10].
4. Изучение некоторых фенотипических признаков шишек, семян, хвои сосны обыкновенной показало, что преобладает изменчивость вносимая генотипом дерева, которую необходимо учитывать при селекционном процессе [5,8,9].
5. На базе географических культур сосны была изучена эндогенная, индивидуальная, географическая, хронологическая изменчивость выхода, состава эфирных масел из хвои и уточнении вопроса внутривидовой систематики [8,9,11].
6. На основании многомерного анализа изученных признаков и показателей (хвои, шишек, семян, эфирных масел, изоферментов) в географических культурах и естественных борах лесостепной зоны выделены популяции сосны обыкновенной с учетом их эволюции, изоляции и дифференциации [8,9,10].
7. Испытание потомств гибридов сосны обыкновенной по росту, в зависимости от географической удаленности родителей, в течение 7 лет не выявлено их превосходства над местными происхождениями [6,7].
8. Географические культуры, в связи с сокращением естественных популяций сосны, возможно использовать как источник сохранения генофонда и использования в селекционно-семеноводческом процессе.
Таким образом, географические культуры как стационарный объект исследований может использоваться для решения целого комплекса теоретических и практических вопросов, направленных на повышение продуктивности наших лесов.
Опираясь на результаты исследования в географических культурах Центральной лесостепи, следует отметить, что выделение и сохранение генетических резерватов, разработка научных основ лесного семеноводства, лесосеменного районирования в целях выращивания высокопродуктивных и адаптивных насаждений предопределяют изучение пространственной генетической гетерогенности вида, границ генотипической структуры вида, отражающей путь его дифференциации в соответствии с биологией самого вида и естественноисторическими факторами, позволяющие при грамотном воспроизводстве лесных ресурсов повысить продуктивность, устойчивость лесных насаждений, а также увеличить биоразнообразие лесного фонда. А для этого необходимо дальнейшее развитие опытов по изучению влияния происхождения семян на рост древесных растений, для разработки достоверных схем лесосеменного районирования, а также комплексного изучения признаков и показателей, характеризующие особенности популяции. В программу исследований географических культур следует шире включать изучение физиолого-биохимических процессов, лежащих в основе роста и развития растительного организма.
Литература
1. Вересин, М. М., Шутяев, А. М. Испытание потомств географических популяций сосны обыкновенной в Воронежской области [Текст]/ М.М. Вересин, А.М. Шутяев // Защитное лесоразведение и лесные культуры.- Воронеж, 1978.- Вып. 5.- С. 27-33.
2. Видякин, А.И. Индексная оценка признаков популяционной структуры сосны обыкновенной [Текст]/ А.И. Видякин // Лесоведение, - 1991г. - №1. – С. 57-62.
3. Галдина, Т.Е. Географические культуры сосны из таежной зоны в центральной лесостепи [Текст] /Т.Е. Галдина// Нетрадиционное растениводство. Экология. Экология и здоровье: Сб. мат. по итогам по науч.-исслед. 2003-2004 гг. –Харьков,2002. – С. 94-96;
4. Галдина, Т.Е. Рост сосны обыкновенной в географических культурах Центральной лесостепи [Текст]/ Т.Е. Галдина // Всер. Конф., посв. 50-летию Сибирского отделения Российской академии наук, «ДЕНДРОЭКОЛОГИЯ И ЛЕСОВЕДЕНИЯ» Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН. (2-4 октября 2007года) – Красноярск,2007. – 30-32.
5. Ирошников, А.И. Географические культуры хвойных в Южной Сибири [Текст]/ А.И. Ирошников// Географические культуры и плантации хвойных в Сибири. – Новосибирск: Наука, 1977. – С. 3-110.
6. Лесосеменное районирование основных лесообразующих пород СССР [Текст].- М.: Гослесхоз СССР, 1982.- 368 с.
7. Патлай, И.Н. Селекционно-генетические основы семеноводства и выращивания высокопродуктивных культур сосны обыкновенной, дуба черешчатого и ясеня обыкновенного в равнинной части Украинской ССР. – Автореф. докт. дис. – киев, 1984. – 45с.
8. Правдин, Л.Ф. Сосна обыкновенная. Изменчивость, внутривидовая систематика и селекция. [Текст]/ Л.Ф. Правдин – М.: Наука, 1964. – 190с.
9. Проказин, А. Е. Географические культуры сосны обыкновенной и вопросы лесосеменного районирования в центральных районах зоны смешанных лесов: Автореф. дисс… канд. сельхоз. Наук. – М., 1983. – 15 с.
10. Чернодубов, А. И. Географические культуры сосны обыкновенной на юге Русской равнины [Текст]: монография/ А.И. Чернодубов, Т.Е. Галдина, О.А. Смогунова; ВГЛТА – Воронеж, 2005.– 128 с.
11. Шутяев, А.М. Географическая изменчивость древесных пород и её использование при лесовыращивании [Текст]/ А.М. Шутяев// Генетика и селекция в лесоводстве: Сборник научных трудов. – Воронеж: ЦНИИЛГиС, 1991. – С. 124-138.