Горина П.А., Золотухин А.И.

Морфометрический анализ побегов сосны обыкновенной

в насаждениях различного состава и жизненного состояния в Прихоперье.

Введение

Сосна обыкновенная является видом, реагирующим на загрязнение среды обитания продуктами техногенеза, используется для биоиндикации во многих современных работах [4]. В качестве индикационных признаков рекомендуется использовать величину годового прироста основного побега, длину листовой пластинки, размеры генеративных органов [9]. При этом длина хвои и величина прироста однолетнего побега проявляют зависимость, как от формы дерева, так и от окружающих условий (погодно-климатических и техногенных) [10].

Морфологический анализ используется рядом авторов в исследовании жизненного состояния древостоев [11]. При воздействии неблагоприятных факторов у деревьев уменьшаются размеры различных органов (хвои, шишек, побегов) [3]. Целью нашей работы явилось выявление изменений параметров вегетативных побегов сосны обыкновенной в зависимости от состояния древостоев, которое в последние годы резко ухудшается, в связи с погодными условиями, лесными пожарами, развитием патологических процессов. В настоящее время исследований в сосняках Прихоперья по данному вопросу нет.

Объекты и методы исследований

Нами были заложены пробные площади в сосновых культурах Балашовского лесничества, расположенных в окрестностях с. Мача, с. Большой Мелик, с. Котоврас. Характеристика пробных площадей нами опубликована ранее [5,6]. На серии пробных площадей подбирались участки с различным состоянием древостоев. На пробной площади № 7, выбранной нами в качестве контрольной, состав древостоя 10С, возраст 50 лет, полнота 0.7-0,8. Индекс жизненного состояния данного участка 81.7 %. Здесь древостои сосны имеют наиболее высокие лесотаксационные показатели и индекс жизненного состояния в исследуемом лесном массиве.

На пробной площади №3 здоровые чистые по составу насаждения в возрасте 50 лет, с полнотой 0.4-0.5, составом 10С. Индекс жизненного состояния по В.А. Алексееву (L) составляет 77.9 %. Участок расположен в рекреационной зоне города Балашова, сильно замусорен, на него приходится значительная антропогенная нагрузка.

В других вариантах исследованы насаждения сосны, смешанные по составу с дубом обыкновенным, ясенем пенсильванским (п.п. № 5), с полнотой 0.5-0.6, в возрасте 50 лет. Состав древостоя - 6С2Д2Я. Индекс жизненного состояния - 56.5 %. Вкрапления дуба единичны. Наблюдается значительное отмирание сосны. Возможно, это связанно с развитием очагов корневой губки (Fomitipsis annosa (Fr.) Karst.). Исследован так же древостой сосны чистый по составу, расположенный близко к поселку с. Мача. Его лесотаксационная характеристика следующая: состав- 10С, возраст- 50 лет, полнота- 0.7, индекс жизненного состояния (L)- 60.2 % (п.п. № 11). Сосны здесь травмированы. Многие с сухими вершинами.

На перечисленных участках выбирались деревья с максимально высоким жизненным состоянием (1-3 класса по В.А. Алексееву) [1, 2]. Побеги срезали с пяти деревьев на каждой пробной площади на высоте 170-180 см по 5 штук с каждого дерева с южной стороны кроны. В смешанных насаждениях отбор побегов проводился с деревьев расположенных около рядов или отдельных деревьев других древесных пород: дуба обыкновенного, березы повислой, ясеня пенсильванского, клена ясенелистного.

Проводились замеры длины хвои, побегов текущего года первого и второго порядков, подсчитывалось количество хвои на 5 см длины побега первого порядка. Эти материалы обработаны математически в программе Microsoft Office Excel.

Результаты исследований

Результаты исследований приведены в таблице 1. Данные материалы показывают, что длина хвои варьирует в различных вариантах наблюдений у деревьев первого класса жизненного состояния от 5.80±0.30 до 8.50±0.23. Максимальные размеры обнаружены на здоровых деревьях в контрольном варианте, на пробной площади № 7. Имеется тенденция к уменьшению размеров хвои на ослабленных деревьях на 10-15 %, особенно тех, которые растут рядом с дубом, ясенем, березой. Длина побегов текущего года первого порядка изменяется от 5.50±0.20 до 15.00±0.11. Наибольший линейный прирост отмечен в здоровых насаждениях чистых по составу (п. п. №7) и у деревьев близко расположенных к клену ясенелистному (п.п. №3). Значительные уменьшения данного показателя наблюдаются на ослабленных деревьях и по соседству с дубом. В изменении побегов второго порядка наблюдается похожая картина. Наибольший прирост зарегистрирован на здоровых деревьях, особенно тех, которые растут рядом с кленом ясенелистным. Количество хвои на единицу длины побега варьирует в значительных пределах от 20.00±0.09 до 74.00±0.07. В основном эти изменения хаотичны. Обнаруженное явление на данном этапе сложно как-либо интерпретировать. Целесообразно продолжить исследования на большем материале. В научной литературе есть сведения об уменьшении количества хвои на единицу длины побега в ослабленных насаждениях.

Таблица 1.

Морфометрические параметры побегов сосны с деревьев

различного жизненного состояния.

№ п.п	Категория участков	Классы жизненного состояния деревьев по Алексееву В.А (1989)	Длина хвои, см	Длина побега 1 порядка, см	Длина побега 2 порядка, см	Кол-во хвои на 5 см длины побега, шт.
7	Здоровые насаждения сосны, чистые по составу	1 класс	8.5±0.23	10.1±0.70	9.0±0.07	54±0.08
3	Здоровые насаждения сосны, чистые по составу	1 класс	8.1±0.50	9.6±0.60	9.0±0.06	20.0±0.09
5	Здоровые насаждения сосны с ясенем	1 класс	7.7±0.60	7.0±0.08	7.0±0.10	40.0±0.08
3	Здоровые насаждения сосны с дубом	1 класс	5.8±0.30	7.5±0.10	7.0±0.05	52.0±0.08
5	Здоровые насаждения сосны с дубом	1 класс	6.9±0.20	8.0±0.07	7.0±0.10	40.0±0.07
3	Здоровые насаждения сосны с кленом ясенелистным	1 класс	8.0±0.90	15.0±0.11	14.2±0.11	60.0±0.09
3	Ослабленные насаждения сосны чистые по составу	3 класс	7.6±1.00	8.2±0.050	8.0±0.03	23.0±0.07
5	Ослабленные насаждения сосны с ясенем и дубом	3 класс	8.2±0.20	6.0±0.06	6.0±0.04	40.0±0.07
11	Ослабленные насаждения сосны чистые по составу	3 класс	7.5±0.30	5.5±0.20	4.8±0.07	31.0±0.10
3	Ослабленные насаждения сосны с дубом	3 класс	7.4±0.50	6.5±0.08	6.0±0.04	40.0±0.08
5	Ослабленные насаждения сосны с дубом	3 класс	6.8±0.20	5.5±0.20	5.0±0.06	39.0±0.06
5	Ослабленные насаждения сосны с ясенем	3 класс	6.3±0.30	6.0±0.06	6.0±0.04	74.0±0.07
5	Ослабленные насаждения сосны с березой	3 класс	6.6±0.70	6.5±0.08	6.0±0.07	60.0±0.09

В целом можно отметить, что наибольшие изменения морфометрических показателей побегов сосны происходят в смешанных по составу насаждениях. Возможно, это связано с влиянием различных видов древесных растений на сосну выделениями корней и листьев. Известно, что они могут быть отрицательными и положительными. Это зависит от видовых особенностей биологически активных веществ и соотношения деревьев в составе насаждений. Небольшая примесь древесных растений в лесных сообществах независимо от качества их биологически активных выделений влияет на другие виды положительно [8]. Нами исследована биологическая активность лесной подстилки ясеня пенсильванского, дуба обыкновенного, клена ясенелистного, березы повислой. Все они в разной мере влияют отрицательно на прорастание семян сосны [7]. С точки зрения аллелопатии проявляется закономерность «доза-эффект», когда концентрация биологически активных веществ мала, отмечается положительное влияние на другие виды. Подобная картина обнаружена нами в насаждениях, где сосна растет рядом с другими деревьями, в частности с кленом ясенелистным. Его деревья имеют небольшие размеры и встречаются единично. Возможно, что малые концентрации биологически активных веществ клена ясенелистного влияют положительно на сосну и это отражается на значительном увеличении размеров хвои в данном варианте. Проведенное нами исследование представляет интерес для разработки диагностических признаков ослабленных насаждений, их классификации по степени сохранности и подбора, наиболее благоприятных для сосны лиственных деревьев и кустарников для повышения устойчивости ее насаждений к пожарам. Береза повислая оказалась биологически неустойчивой после засух 2009-2010 годов. Целесообразно вести поиск других видов деревьев или кустарников для ее замещения в составе лесных культур.

Литература.

1.Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. №4. С.51-57.

2.Алексеев В.А. Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение / В.А Алексеев. – Л.: Наука. Ленинградское отделение. 1990. – 197 с.

3.Бажина Е.Е., П.И. Аминев. Морфология побегов и особенности семенной продуктивности макростробилов деревьев сосны обыкновенной, пораженной биаторелловым раком. Хвойные бореальные зоны. Том 23, 2006. №2. http://forest-culture.narod.ru/HBZ/Stat_06_2/html_bajina.html

4.Боголюбов А.С. Оценка жизненного состояния леса по сосне. «Экосистема», 1999. http://mgou-detyam.ucoz.ru/dokum/ecol/05.pdf

5.Горина П. А., Золотухин А. И. Динамика травяного покрова сосновых лесов различного состояния в Прихоперье. Журнал «Научное обозрение» 5, 2011.с 39-50.

6.Горина П.А. Динамика распределения деревьев сосны обыкновенной по толщине в искусственных лесах Балашовского района. Международная научно-практическая конференция актуальные проблемы современной науки: свежий взгляд и новые подходы .Часть 1. 25 мая. Йошкар-Ола. С 23-26.

7.Горина П.А., Золотухин А.И. Жизненное состояние древостоев сосновых культур в Балашовском районе. Экологическая безопасность региона. Сборник статей V Международной научно-практической конференции естественно-географического факультета. – Брянск: изд-во «РИО БГУ», 2012. – 376 с. с 93-97.

8.Колесниченко М. В., Биохимическое взаимовлияние древесных растений .2 изд., перераб. И доп. М.: Лесн.пром-ть,1976.184с.

9.Селянкина, К.П. О репродуктивной функции основных лесообразующих пород Урала в условиях воздействия промышленных выбросов, содержащих агресcивные соединения / К.П. Селянкина, О.Д. Шкарлет, С.А. Мамаев // Загрязнение атмосферного воздуха предприятиями черной и цветной металлургии и меры по его защите. – Челябинск, 1972. – 120 с.

10.Соболева О.М. Эколого-физиологическая адаптация сосны обыкновенной на урбанизированных территориях Кемеровской области. http://www.asu.ru/files/documents/00001745.pdf

11. Сычев Н.Н. Особенности роста искусственных насаждений сосны обыкновенной в условиях степи.

http://conf.sfukras.ru/sites/mn2011/thesis/s14/s14_24.pdf