О ПОВЫШЕНИИ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ И ЛЕЧЕБНЫХ СВОЙСТВ ЛЕСОВ ЗЕЛЕНОЙ ЗОНЫ ГОРОДА ВОРОНЕЖА

В.В. Реуцкая, к.б.н., доцент

Российский государственный социальный университет

Лес является доминирующей формой растительности на Земле. Его роль в обеспечении безопасности жизнедеятельности обитателей биосферы незаменима. Лес поддерживает баланс кислорода и углекислого газа в атмосфере, предотвращает водную и ветровую эрозию почв, регулирует водный режим. Исключительно важным является и тот факт, что древесные растения в процессе жизнедеятельности выделяет биологически активные вещества, ограничивающие рост и развитие патогенных микроорганизмов.

Например, согласно сводке «Бактерицидные свойства летучих фитонцидов древесно-кустарниковых пород» [1], раневые фитонциды дуба черешчатого (Quercus robur) оказывают сильное бактерицидное действие на возбудителя паратифа – острого заразного заболевания человека и животных. Более слабые бактерицидные свойства проявляют первичные летучие выделения дуба.

Летучие выделения сосны обыкновенной (Pinus silvestris) и сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica) проявляют высокую бактерицидную активность по отношению к золотистому и белому стафилококкам, вызывающим инфекционные гнойные заболевания.

Раневые фитонциды ели обыкновенной (Picea excelsa) проявляют высокую бактерицидность к клеткам кишечной палочки, белому стафилококку.

Первичные летучие выделения хвои ели сербской (Picea omorica) вызывают высокий процент гибели колоний белого стафилококка и более низкий процент гибели колоний золотистого стафилококка.

Санитарно-гигиенические и лечебные свойства древесных растений проявляются не только в определённо выраженной антибактериальной, антивирусной, антифунгальной активности, но и в отношении оптимизации состава воздушной микрофлоры, улучшении сердечной деятельности людей, повышении иммунитета, противовоспалительных и других лечебных свойств.

Лес оздоравливает людей не только посредством фитонцидов, но и эмоционально воздействуя на них, улучшая их настроение и здоровье.

Однако следует акцентировать тот факт, что лес в полной мере способен выполнять санитарно-гигиенические и лечебные функции, если сам он находится в хорошем санитарно-патологичеком состоянии.

Наиболее повреждаемыми обычно являются леса зелёных зон больших городов и здесь проблема улучшения здоровья насаждений, повышения их санитарно-гигиенических и лечебных свойств является приоритетной. Поэтому наши исследования проводились преимущественно в насаждениях зелёной зоны г. Воронежа. Зеленые зоны – леса, выделенные постановлением Правительства, входящие в лесной фонд страны и управляемые органами лесного хозяйства субъекта Федерации. Подразделяются на лесопарковую и пригородную хозяйственную части. Зеленая зона г. Воронежа была выделена в 1944 г. в радиусе 30 км вокруг города. Ее основу составили естественные леса. В настоящее время в зеленую зону г. Воронежа полностью или частично входят лесные массивы пяти предприятий лесного хозяйства и одного заповедника. Площадь лесов зеленой зоны г. Воронежа составляет 84 735 га.

Исследования проводились в период 2004…2006 гг. на трёх блоках круговых пробных площадей (КПП), различающихся по составу пород, возрасту, сомкнутости крон, структурному разнообразию основных лесообразующих пород. По другим таксационно-лесоводственным параметрам в пределах каждого блока насаждений допускались лишь минимально возможные различия. Создаваемый ими «информационный шум» компенсировался статистически обоснованным числом оценок исследуемых параметров.

Наиболее поражаемыми древесными породами в насаждениях зеленой зоны города Воронежа являются основные лесообразователи, обладающие наиболее ценными санитарно-гигиеническими и лечебными свойствами (и что особенно важно хозяйственной значимостью – дуб черешчатый и сосна обыкновенная.

В снижении жизнеспособности и преждевременном отмирании дуба наибольшее значение имеет осенний опенок Armillaria mellea (Vahl ex. Fr.) Kumm.. На основе, прежде всего, интерстерильных тестов в настоящее время осенний опенок рассматривается как базисный вид, из которого выделены четыре «биологических вида», различающихся по спектру морфологических, экологических и хозяйственно важных признаков [2].

В сосновых насаждениях наибольшее значение имеет патоген корневая губка Heterobasidion annosum (Fr.) Breff.

Следует акцентировать тот факт, что наиболее распространены и вредоносны осенний опенок и корневая губка в монокультурах. Соответственно дуба черешчатого и сосны обыкновенной. При смешении этих пород в одном насаждении вредоносность названных патогенных грибов резко уменьшается и практически сводиться к нулю. В частности, об этом свидетельствует многолетний опыт шахматного размещения в одном насаждении трех пород – сосны обыкновенной, дуба черешчатого, березы повислой (Betula pendula L.) [3].

В дополнение к смешению древесных пород в насаждениях рекомендуется селекция основных лесообразующих пород на устойчивость к вредным организмам. Комплексный генетико-экологический подход (излагается ниже) надежно обеспечивает долговременную защиту насаждений зеленой зоны.

В динамике паразито-хозяинных отношений лесных древесных пород и паразитирующих на них патогенных грибов древесные породы неизбежно проигрывают. Основная причина этого в том, что древесные породы имеют многолетний период онтогенеза и естественно размножаются лишь половым путем. В то время как грибы естественно активно размножаются не только половым путем, но и бесполым путем, а так же вегетативно. Кроме того, в течение одного вегетационного периода грибы продуцируют определенное множество генераций. Селекция главных лесообразующих пород на устойчивость к патогенным грибам может успешно нивелировать репродукционное преимущество грибов.

Береза улучшает микробиологические свойства почвы. Повышает разнообразие микоризообразующих грибов. Особенно родов Boletus, Amanita, Russula, Lactarius, Tricholoma. По нашим данным, очень редко встречаются микоризообразующие грибы в очагах корневой губки. Для оздоровления поврежденных корневой губкой культур сосны, рекомендуется, в частности, введение в очаги березы повислой. Береза и дуб в очагах корневой губки способствуют образованию вертикальной структуры. Новых экологических ниш, которые заселяются многими организмами. Повышение биоразнообразия необходимо для оздоровления насаждений.

Наиболее перспективен уже апробированный на ряде объектов генетико-экологический подход к оздоровлению лесов [1].

Жизнеспособность леса находится под влиянием одновременно двух групп факторов – генетических и экологических. Количественно их соотношение принято оценивать посредством коэффициента наследуемости (Петров, 1991):

Н²=С_g²/C_ph² (1)

где Н² – коэффициент наследуемости в широком смысле, определяемый в долях единицы; С_g² и C_ph² – соответственно генотипический и фенотипический коэффициенты вариации, выраженные также в долях единицы.

C_ph²=C_g²+С_e² (2)

где С_e² – экологический коэффициент вариации.

Массовая негативная селекция основных лесообразующих пород на устойчивость к неблагоприятным биогенным и техногенным факторам имеет важнейшее значение.

Массовая позитивная селекция на устойчивость к неблагоприятным биогенным и техногенным факторам наиболее эффективен в насаждениях с достаточно высоким уровнем генетической обусловленности признака устойчивости, который, несомненно, является полигенным.

В дополнение к селекции основных лесообразующих пород на биорезистентность для проявления эффекта синергизма селектируемого признака следует формировать среду, неблагоприятную для массового распространения вредных организмов. Такой средой является групповое размещение деревьев основной лесообразующей породы. В качестве примера – таблица.

Таблица – Особенности репродуктивного цикла большого соснового лубоеда в контрастных по структурному разнообразию культурах сосны

Т	Параметры репродукционного цикла
	Период цикла, дни			F	M
	Cпаривание	Откладка яиц	Отрождение личинок
0,26	4	3	4	62	8
0,84	11	12	9	57	32
tf	3,6	3,4	6,8	1,2	12,3
Примечание. Т – структурное разнообразие; F – плодовитость, число яиц; M – смертность личинок; t05 = 3,2

Дополнительную информацию о дифференциации исследуемых признаков деревьев даёт параметр t_i, который определяется на основе сравнения i – деревьев с отдельными соседними деревьями (t₁, t₂, t₃). Для этого предварительно сортируют j – деревья сортируют по расстоянию до каждого i – дерева. t_i рассчитывается по формуле:

(4)

Таким образом, структурное разнообразие каждого кругового сектора характеризовалось одной квадрогруппой, круговая пробная площадь в целом – четырьмя квадрогруппами (16 деревьями). Минимальное число КПП для характеристики Т насаждения определялось по формуле.

Как следует из приведенной таблицы, статистически достоверные различия параметров репродуктивного цикла большого соснового лубоеда проявились в отношении периодов спаривания, откладки яиц, отрождения личинок. Удлинение длительности этих процессов в условиях высокого уровня структурного разнообразия (Т = 0,84) составило соответственно 275, 400, 225 %. Рост смертности личинок увеличился в 4 раза. Увеличение параметров репродукционного цикла большого соснового лубоеда и смертности его личинок способствовало затуханию очага массового размножения лубоеда.

Большой сосновый лубоед (Blastophagus piniperda L.) является обычным обитателем сосновых лесов Учебно-Опытного лесхоза ВГЛТА. Спорадически возникают вспышки его массового размножения.

Лёт и спаривание жуков наблюдались в конце апреля. Дополнительное питание жуков проходило независимо от их патологического состояния. Возникновению очагов лубоеда способствовали небольшие, но многочисленные очажки корневой губки в исследуемых монокультурах сосны. В результате интенсивного дополнительного питания жуков лубоеда в кронах деревьев сосны заселяемость деревьев в исследуемых насаждениях резко возросла.

Личинки лубоеда отрождались в конце июня. Вскрытие личиночных ходов показало значительную смертность личинок (таблица). Основная причина смертности личинок – загнивание от недоразвития в результате подсыхания древесины. Погибали личинки, отродившиеся от более поздно отложенных яиц.

Приведенные результаты наблюдений показали, что структура древостоя как экологическая составляющая модифицирует репродуктивный цикл большого соснового лубоеда. При высоком уровне структурного разнообразия параметры репродуктивного цикла лубоеда удлиняются, смертность личинок увеличивается, что снижает поражаемость деревьев.

Таким образом, роль среды в распространении вредных организмов огромна. Особенно благоприятны для развития эпифитотий, массового размножения дендрофильных насекомых, питания копытных животных однопородные, одновозрастные рядовые, генетически гомогенные насаждения. Лесные монокультуры наиболее уязвимы.

Монокультурное лесное хозяйство не способно к устойчивому развитию, поскольку естественный отбор, как процесс генетических изменений в популяциях вредных организмов, способствует выживанию лишь немногих видов и их генетических вариаций. Они и причиняют лесу основной ущерб. В природе более естественна мозаичность в распределении растительного покрова соответственно неоднородности биотопических условий. Растительные сообщества, особенно лесные, с высоким уровнем разнообразия наиболее устойчивы.

При достаточно высоком уровне биоразнообразия формируются условия для дизруптивного отбора в популяциях вредных организмов. Плотность их популяций автоматически снижается, а следовательно, снижается и причиняемый насаждениям ущерб. При генетико-экологическом подходе в защите леса наилучшим образом достигается совмещение экологических, социальных и экономических целей. Лес становится надёжным фактором обеспечения безопасности жизнедеятельности в биосфере.

Таким образом, массовый отбор главных лесообразующих пород на устойчивость к вредным организмам в сочетании с групповым размещением деревьев в насаждении обеспечивает высокий уровень жизнеспособности насаждений.

Литература

1. Арефьев, Ю. Ф. Некоторые генетико-экологические аспекты лесозащиты [Текст] / Ю. Ф. Арефьев, С. А. Петров // Генетические и экологически основы повышения продуктивности лесов. Воронеж, 1993. – С. 100 – 110.

2. Артюховский А.К. Санитарно-гигиенические и лечебные свойства леса [Текст] / А.К.Артюховский. – Воронеж: ВГУ, 1985. – 193 с.

3. Артюховский А.К. К вопросу создания в очагах корневой губки сосновых насаждений, устойчивых к грибной инфекции / А.К. Артюховский, В.Н. Скрыпников, Ю.Ф. Арефьев // Сосновые леса России в системе многоцелевого лесопользования». Воронеж: Воронеж. лесотех.. ин-т., 1993. – С. 76-78.

4. Петров, С.А. Методы количественной генетики в лесной селекции [Текст] /С. А. Петров// Генетика и селекция в лесоводстве. – М., 1991.– С. 4– 20.