УДК 630*165.3

ОБ УСТОЙЧИВОСТИ РАЗНЫХ ФОРМ ЕЛИ

В ЗЕЛЕНОЙ ЗОНЕ ПРОМЫШЛЕННО-РАЗВИТЫХ ГОРОДОВ СЕВЕРА

ON THE STABILITY OF DIFFERENT FORMS OF SPRUCE IN THE GREEN ZONE OF THE INDUSTRIALIZED CITIES OF THE NORTH

Файзулин Д.Х.¹, Поташева Ю.И.², Штаборов Д.А.²

(¹Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства;

²Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, г. Архангельск, РФ)

Fayzulin D.H.¹, Potasheva Yu.I.², Shtabor D.A.²

(¹Northern Scientific Research Institute of Forestry;

²Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Arkhangelsk, Russia)

Насаждения, произрастающие в зеленой зоне промышленно-развитых городов, испытывают на себе сильное влияние техногенного воздействия. В условиях постоянного стресса они становятся более чувствительными к действию многих факторов, что приводит к серьезным нарушениям в их функционировании. Поэтому проблема состояния зеленых насаждений в черте промышленных центров является особенно актуальной.

Для решения этой проблемы нами проведены исследования разных форм еловых популяций на территории Архангельского музея-заповедника «Малые Корелы» в условиях аэротехногенного загрязнения.

Представленные в статье косвенные морфологические признаки оценки жизненного состояния могут быть использованы для выявления наиболее устойчивых представителей еловых фитоценозов.

Plantings growing in the green zone of industrialized cities are strongly influenced by man-made impacts. Under constant stress, they become more sensitive to the action of many factors, which leads to serious disruptions in their functioning. Therefore, the problem of the state of green spaces in the industrial centers is particularly relevant.

To solve this problem, we conducted studies of different forms of spruce populations on the territory of the Arkhangelsk Museum-Reserve "Small Korels" in conditions of aerotechnogenic pollution.

The indirect morphological features of the assessment of the vital condition presented in the article can be used to identify the most stable representatives of spruce phytocenoses.

Ключевые слова: еловые популяции, аэротехногенное загрязнение, устойчивость разных форм ели, зеленая зона, лесоводственные приемы, степень выраженности мутовчатости

Key words: spruce populations, aerotechnogenic pollution, stability of different forms of spruce, green zone, forestry techniques, degree of severity of whorl

Уровень устойчивости лесных экосистем к различным факторам определяется наследственными особенностями деревьев и воздействием внешней среды. Под действием меняющейся экологической обстановки происходят сложные перестройки и изменения в организме лесных растений. С течением времени у них формируется адаптационный ответ, который отражается на общем жизненном состоянии, продуктивности, репродуктивных способностях, воспроизводстве потомства [1,2].

Часто при прогнозировании, изучении и выявлении каких-либо патологических изменений в организме растений основываются на оценке одного звена или процесса жизнедеятельности, но более точную оценку их функционирования можно получить при использовании комплекса различных методов диагностики [2-5].

Выявление наиболее устойчивых форм хвойных популяций и создание для них благоприятных условий для роста и развития с помощью лесоводственных приемов будет способствовать сохранению зеленых насаждений вокруг промышленно-развитых городов, а также получению качественного производимого ими потомства.

Объектами нашего изучения стали еловые фитоценозы, расположенные на территории Архангельского государственного музея-заповедника деревянного зодчества и народного искусства Северных районов России «Малые Корелы». Музей-заповедник находится в 6-7 км в направлении на северо-восток от источника загрязнения Архангельского целлюлозно-бумажного комбината. Здесь в осенне-зимний период ветры южного и юго-западного направлений составляют 40 % и 25 % времени в течение вегетационного периода.

Район исследований находится в зоне начальной стадии деградации лесных экосистем. Наибольшее влияние на лесную растительность оказывают выбросы диоксида серы (SO₂), оксида углерода (СО), двуокиси углерода (СО₂), диоксида азота (NO₂), оксида азота (NO), углеводороды (С_mН_n), тяжелые металлы и взвешенные вещества самого разного происхождения [6,7].

Для проведения исследований были заложены временные пробные площади. На каждой пробной площади определяли основные лесоводственно-таксационные характеристики: тип леса, состав древостоя, среднюю высоту, средний диаметр, возраст, класс бонитета, т.е. главное внимание было уделено важному компоненту – еловому древостою. При описании древостоя руководствовались общепринятыми методиками, указаниями и лесотаксационными справочниками. Характеристики пробных площадей приведены ниже.

Пробная площадь № 1 представлена ельником кисличным 120-150 лет, III класса бонитета. Средняя высота главной породы ели равна 22,8 м, а ее средний диаметр 27,5 см. Состав елового древостоя смешанный, в основном с примесью осины 5Е5Ос.

Пробная площадь № 2 представлена ельником черничным 120-150 лет, IV класса бонитета. По составу хвойно-лиственное насаждение 7Е2Ос1С+Б. Средняя высота основной лесообразующей породы равна 17,2 м, а средний диаметр 22,6 см.

Одновременно с лесоводстенными показателями на каждой пробной площади древостой распределяли по формовому разнообразию ветвления кроны и степени поврежденности хвои.

Впервые формы ветвления ели были выделены и изучены в 1981-1990 гг. сотрудниками СевНИИЛХ. В еловых популяциях, согласно разработанной методике, различают три формы кроны по степени выраженности мутовчатости: четко выражена, слабо выражена, признак отсутствует. Формы ветвления характеризуются существенными различиями по архитектонике кроны, росту и развитию особей, разной активности вступления в репродуктивную фазу, плодоношению, качеству семян и потомства.

Исследования, проведенные сотрудниками СевНИИЛХ в испытательных культурах, плантациях и популяциях показали, что представители ели с четко выраженной мутовчатостью являются самыми лучшими и ценными экземплярами. Такие особи обладали превосходством по основным параметрам, более активно вступали в репродуктивную фазу, обильнее плодоносили, производили более большую долю быстрорастущего и устойчивого потомства, чем деревья других форм [8,9].

Подобные результаты получены и нами в еловых популяциях, расположенных на территории Архангельского государственного музея-заповедника деревянного зодчества и народного искусства «Малые Корелы».

Представители ели с четко выраженной мутовчатостью превзошли деревья со слабо выраженной мутовчатостью по высоте на 6-10 % и по диаметру на 11-18 %, а деревья ели с отсутствием мутовчатости, соответственно на 11-29 % и 28-49 %.

Также нами было отмечено, что наиболее активно вступали в репродуктивную фазу деревья ели с четко выраженной мутовчатостью. Доля плодоносящих деревьев ели с четко выраженной мутовчатостью составила 91-100 %. Среди деревьев со слабо выраженной мутовчатостью количество плодоносящих особей уменьшилось до 79-96 %. Деревья, у которых мутовчатость отсутствовала, плодоносили в два раза слабее, чем особи с четко выраженной мутовчатостью.

Деревья с четко выраженной мутовчатостью превышали по количеству шишек, приходящихся на одно плодоносящее дерево, по отношению к особям со слабо выраженной мутовчатостью на 40-45 % и деревья, у которых мутовчатость отсутствовала в 20 и более раз.

Между степенью устойчивости деревьев ели к аэротехногенному загрязнению и формой кроны существует тесная связь. Наиболее устойчивыми к загрязнению, как показали исследования, оказались ели с четко выраженной мутовчатостью. Деревья ели со слабо выраженной мутовчатостью заняли второе место по степени устойчивости к аэротехногенному загрязнению. И замкнули этот ряд деревья ели, у которых мутовчатость отсутствует.

Среди деревьев ели с четко выраженной мутовчатостью больше особей, у которых не повреждена хвоя, и у них не наблюдалось снижения охвоенности побегов. В группе деревьев со слабо выраженной мутовчатостью уменьшилось количество здоровых особей, возросло число деревьев с пониженной охвоенностью и поврежденной хвоей. Все деревья, у которых мутовчатость отсутствовала, имели поврежденную в той или иной степени хвою (табл. 1).

Таблица 1 – Распределение деревьев ели в зависимости от формы ветвления кроны и их устойчивость к аэротехногенному загрязнению

Морфологические формы ветвления кроны ели	Балл повреждения хвои
	0	1	2	3
Проба №1
Мутовчатость выражена четко	56	31	13	-
Мутовчатость выражена слабо	29	42	25	4
Мутовчатость отсутствует	-	-	100	-
Проба № 2
Мутовчатость выражена четко	75	25	-	-
Мутовчатость выражена слабо	47	38	12	3
Мутовчатость отсутствует	-	100	-	-

Таким образом, морфологические формы кроны ели, выделенные по степени выраженности мутовчатости, имеют генетическую обусловленность. Особи ели с четко выраженной мутовчатостью имели более ажурную крону, чем деревья со слабо выраженной мутовчатостью и тем более, чем деревья, у которых этот признак отсутствовал. Поэтому они меньше поглощали токсикантов и явились более устойчивыми к аэротехногенному воздействию. Такие экземпляры следует оставлять при проведении рубок ухода и выборочных рубок. В первую очередь следует вырубать деревья, у которых мутовчатость отсутствует, а также ослабленные особи со слабо выраженной мутовчатостью. Степень устойчивости деревьев к аэротехногенному воздействию выражается относительной величиной снижения охвоенности побегов и долей участия в охвоении побегов заболевшей хвои.

Список используемых источников

1. Тарханов С.Н. Состояние лесных экосистем в условиях атмосферного загрязнения на Европейском Севере: автореф. дис. на соиск. учен. степ. доктора биол. наук: 03.02.08. Сыктывкар: Институт биологии Коми научный центр УрО РАН, 2011. 38 с.

2. Неверова О.А. Экологическая оценка состояния древесных растений и загрязнения окружающей среды промышленного города (на примере г. Кемерово): автореф. дис. на соиск. учен. степ. доктора биол. наук: 03.00.16. Москва: МГУЛ, 2004. 37 с.

3. Николаевский В.С. Лес и промышленные выбросы // Лесное хозяйство. 1987. №10. С.63-65.

4. Николаевский В.С. Экологическая оценка загрязнения среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации. Пушкино: ВНИИЛМ, 2002. 220 с.

5. Сучкова Г.А. Устойчивость хвойных древесных пород в условиях техногенного загрязнения г. Воронежа: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. биол. наук: 03.00.16. Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад, 2002. 23 с.

6. Надеин А.Ф. Биогеохимическая оценка уровня аэротехногенного загрязнения района Архангельска / А.Ф. Надеин, С.Н. Тарханов, О.А. Лобанова // Север: Экология: сборник научных трудов. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. С.54-64.

7. Поташева Ю.И. Состояние сосновых насаждений в условиях автотранспортного загрязнения: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. с.-х. наук: 06.03.01. Архангельск: Арх. гос. техн. университет, 2008. 20 с.

8. Попов В.Я. Оценка потенциальной продуктивности ели по косвенным признакам в молодом возрасте / В.Я. Попов, П.В. Тучин, М.В. Сурсо // Вопросы искусственного лесовосстановления на Европейском Севере.  Архангельск: Архангельский институт леса и лесохимии, 1986. С. 45-54.

9. Попов В.Я. Создание постоянных лесосеменных участков ели на селекционной основе: методическое пособие / В.Я. Попов, П.В. Тучин, В.М. Жариков. Архангельск: Архангельский институт леса и лесохимии, 1990. 16 с.