Краткая характеристика Национального парка «Бузулукский бор»

Введение

Основным методом изучения географической изменчивости наследственных свойств разных древесных видов является создание географических культур – выращивание и сравнительная оценка семенного потомства разного географического происхождения в одном пункте выращивания.

Изучение потомства разных климатипов по росту и устойчивости в одинаковых лесорастительных условиях позволяет оценить географическую обусловленность их свойств и признаков, внести корректировки в их лесосеменное районирование.

Географические культуры также имеют существенное значение в сохранении биоразнообразия древесных растений. По мнению некоторых авторов (Мерзленко, Мельник, 1995), географические культуры – это лесная искусственная лаборатория, выполняющая роль банка в сохранении биологического разнообразия, несущего широкую информацию о вариабельности древесных пород тех географических зон, из которых транспортированы образцы семян конкретных популяций и особей [Кузнецов Г.В. Рост, состояние и развитие кедровых сосен в географических культурах на юге Красноярского края / Хвойные бореальной зоны" 2010г., №1-2, с. 102 - 107].

Объектом изучения выступают географические культуры сосны обыкновенной созданные в 1966 г. в Красно-Зорькинском лесничестве Национального парка «Бузулукский бор» в Борском районе Самарской области.

Целью исследования являлась оценка степени адаптации климатипов сосны обыкновенной различного географического происхождения.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Изучить сохранность сосны обыкновенной в географических культурах.

2. Изучить показатели роста климатипов сосны обыкновенной по высоте и диаметру.

3. Провести качественную оценку географических культур.

Общие сведения

Краткая характеристика Национального парка «Бузулукский бор»

Специальная часть

Состояние изученности вопроса

Устойчивость к грибным заболеваниям и вредителям

Сеянцы южных сосен больше выпревают под действием гриба Sclerotinia gaminearum Elen. Отмечена полная неустойчивость сосны из ленточных боров Сибири к фузариозу в условиях Ростовской области (Альбенский, 1959). В Белоруссии менее устойчивы к полеганию оказались местные и северные варианты. По данным Р.И. Дерюжкина (1952), северные и северо-восточные сосны оказались более устойчивыми по сравнению с южными и даже местными соснами против повреждения сосновым вертуном.

Имеются сведения о поражении грибами-ржавчинниками потомства локальных популяций сосны обыкновенной в географических культурах Сибири (Ирошников, 2001). Отмечена устойчивость сосны Дальнего Востока к патогенам в географических культурах Приангарья (Кузьмина, 2001).

Различную резистентность против вредителей показывают климатипы сосны обыкновенной в опытах американских ученых: уральские устойчивы против пилильщика и точильщика сосны веймутовой, но неустойчивы к корневому долгоносику; иберийские, наоборот, легко переносят повреждения долгоносиком, но неустойчивы против пилильщика (Райт, 1978).

Программа, методика, объем исследований и характеристика объектов изучения

Программа исследований

Исследования проводились на территории Красно-Зорькинского лесничества Национального парка «Бузулукский бор» в Борском районе Самарской области по следующей программе:

1. Сбор и анализ литературных материалов по истории создания географических культур.

2. Изучение природно-климатических условий лесничества.

3. Таксация 4 климатипов сосны обыкновенной: Татарского (рис.1), Латвийского (рис. 2), Кировского (рис. 4) и Куйбышевского (рис.3). Контролем служил местный локальный климатип (Куйбышевская область, Бузулукский бор).

4. Обработка и анализ полученных таксационных материалов.

Методика исследований

При изучении роста и состояния культур выделялись учетные ряды, расположенные по середине участка данного климатипа. У всех учетных деревьев были измерены диаметр и высота. Высоты измерялись при помощи Лазерного дальномера LEICA DISTO D8 с точностью 0,1 см, диаметры – с помощью мерной вилки на высоте груди с точностью до 0,5 см.

Для оценки устойчивости на момент обследования подсчитывают число живых деревьев, число усохших деревьев, число пней и число пустых посадочных мест. Эти данные сравнивались с числом сеянцев, высаженных при создании культур.

Для характеристики прямоствольности были приняты следующие классы (баллы):

- прямые одноствольные – балл 5;

- прямые двуствольные – балл 4;

- слабоискривленные одноствольные – балл 3;

- слабоискривленные двуствольные – балл 2;

- сильно и многократно искривленные – балл 1;

- кустовидные – балл 0.

Одновременно с оценкой качества ствола оценивалось развитие кроны по 3-балльной шкале:

- развитие кроны нормальное (параметры живой части характерные, очищение ствола хорошая) – балл 3;

- развитие кроны слабое (ветви тонкие, ослабленные, очищение ствола плохое) – балл 2;

- развитие кроны чрезмерное (очень плохая очистка ствола, крупные сучья) – балл 1;

Также нами была учтена категория состояния исследуемых климатипов по комплексу визуальных признаков (густоте, и цвету кроны, наличию и доле усохших ветвей, состоянию коры, приросту и др.) по 6-ти балльной шкале:

- без признаков ослабления – категория 1,

- ослабленные – категория 2,

- сильно ослабленные – категория 3,

- усыхающие – категория 4,

- сухостой текущего года – категория 5,

- сухостой прошлых лет – категория 6.

Вся работа выполнялась по методике, разработанной институтом ВНИИЛМ и рекомендованной к использованию при изучении географических культур [Изучение имеющихся и создание новых географических культур: Программа и методика работ. – Пушкино: ВНИИЛМ, 1972. – 52 с.].

Для анализа внутривидовой изменчивости разнообразных признаков древесных пород использовалась шкала уровней изменчивости С.А. Мамаева (1973):

- очень низкий V < 8%;

- низкий – V = 8–12%;

- средний – V = 13–20%;

- высокий – V = 21–40%;

- очень высокий – V > 40%.

Все полученные материалы подверглись статистической обработке. Вычисление основных статистических показателей проводилось общепринятыми методами [Лакин, Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин. М.: Высш. школа, 1973. -343 с.]с использованием компьютерной программы MS Еxcel.

Объем исследований

Всего исследовано 4 климатипа сосны обыкновенной общей площадью 0,627 га. Детально изучено около 600 деревьев по различным таксационным показателям.

Результаты исследований

Сохранность и рост культур

Характеристика районов происхождения семян изученных нами климатипов сосны обыкновенной представлена в таблице3.

Районы происхождения семян по северной широте располагаются от 52^о27’ до 58^о49’.

Наибольшая продолжительность вегетационного периода (165 дней) соответствует району происхождения Латвийского климатипа. Идентичные вегетационные периоды (160 дней) у Куйбышевской области и Татарской АССР.

Наименьшая сумма эффективных температур (1800^оС) и среднегодовая температура воздуха (1,3^оС) отмечается в Кировской области.

Годовое количество осадков варьирует в пределах 450 и 630 мм в год, наибольшее в Латвийской АССР (630 мм) и Кировской области (500 мм).

Гидротермический коэффициент Куйбышевской области (0,8) означает недостаточное увлажнение территории, коэффициент Латвийской АССР (1,8), напротив, свидетельствует об избыточном увлажнении. В Татарской АССР и Кировской области увлажнение территории оптимальное.

(Этот коэффициент предложен советским климатологом Г. Т. Селяниновым.)

Таким образом, Куйбышевская область и Татарская АССР имеют более близкие климатические условия. Латвийская АССР и Кировская области по большинству климатических показателей отличаются от района произрастания контрольного климатипа.

Пункты переброски семян, исследованных нами климатипов, обозначены на карте лесосеменного районирования (рис. 14).

Таблица 3 – Характеристика районов происхождения семян сосны обыкновенной

№ п/п	Географическое происхождение семян	Координаты	Продолжительность вегетационного периода, дни	Сумма эффективных температур > 5оС	Среднегодовая tо воздуха, оС	Гидротермический коэффициент	Σ Осадков за год, мм	Континентальность климата, %
Лесосеменной район, подрайон	Лесхоз (республика, край, область)	с.ш.	в.д.
	Средне-Волжский, Заволжский	ОЛПО «Бузулукский бор», Куйбышевская обл.	52̊47̕	52̊15̕			3,0	0,8
	Средне-Волжский, Пензенско-Ульяновский	Камский лесхоз, Татарская АССР	53̊50̕	46̊00̕			3,0	1,2
	Латвийский, Восточный	Яунелгавский лесхоз, Латвийская ССР	55̊27̕	25̊10̕			5,3	1,8
	Вятский, Кировский	Слободской лесхоз, Кировская обл.	58̊49̕	50̊06̕			1,3	1,4

Условные обозначения:

Районы происхождения испытуемых климатипов: Средне-Волжский лесосеменной район (21), Пензенско-Ульяновский подрайон (а), Татарская АССР, Камский лесхоз; Средне-Волжский лесосеменной район (21), Заволжский подрайон (б), Куйбышевская область, ОЛПО «Бузулукский бор»; Вятский лесосеменной район (9), Кировский подрайон (а), Кировская область, Слободской лесхоз;

Латвийский лесосеменной район (12), Восточный подрайон (б), Латвийская АССР, Яунелгавский лесхоз

Рисунок 14 – Карта лесосеменного районирования сосны обыкновенной (Лесосеменное районирование основных лесообразующих пород, 1982)

По мнению многих исследователей, важным показателем успешности адаптации деревьев к новым условиям среды является выживаемость растений в географических культурах [Ирошников, А.И. Географические культуры хвойных в южной Сибири/ А.И. Ирошников // Географические культуры и плантации хвойных в Сибири. – Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1977. – С. 4-110.; Черепнин, В.Л. Сосна обыкновенная в Восточной Сибири: автореф. дис. ... канд. биол. наук / В.Л. Черепнин. - Красноярск, 1970. - 24 с.].

Результаты учета сохранности культур за 1980, 1999, 2006 и 2013 гг. представлены в таблице 4.

Таблица хх – Сохранность географических культур сосны обыкновенной

№ п/п	Географическое происхождение семян	Координаты, с. ш.	Площадь блока, га	Сохранность, %
Лесосеменной район, подрайон	Лесхоз (республика, край, область)	1980 г.*	1999 г.*	2006 г.**	2013 г.***
	Средне-Волжский, Заволжский	ОЛПО «Бузулукский бор», Куйбышевская обл.	52̊47̕	0,141
	Средне-Волжский, Пензенско-Ульяновский	Камский лесхоз, Татарская АССР	53̊50̕	0,245
	Латвийский, Восточный	Яунелгавский лесхоз, Латвийская ССР	55̊27̕	0,096
	Вятский, Кировский	Слободской лесхоз, Кировская обл.	58̊49̕	0,145

* Данные ведомости инвентаризации географических культур сосны, 1976 г.

**

*** Данные собственных исследований, 2013 г.

По данным инвентаризации 1980 года сохранность географических культур сосны обыкновенной у большинства климатипов оказалось высокой (более 50 %).

По состоянию на 1999 год сохранность стандарта (Куйбышевская обл., Бузулукский бор) составила 50%, ее превысила сохранность Татарского и Латвийского климатипов (59%). Наименьшая сохранность была отмечена у Кировского климатипа (20%).

К 2006 году по сохранности стал лидировать Латвийский климатип (56%), самый низкий уровень сохранности по-прежнему оказался у Кировского климатипа (13%).

В итоге, к 37-летнему возрасту у изучаемых климатипов произошел следующий отпад деревьев: Кировский климатип – 87%, Латвийский – 78%, Татарский – 71%. Куйбышевский климатип «Бузулукский бор» отличается наименьшим числом элиминировавших деревьев – 65%.

Таким образом, анализ результатов сохранности географических культур сосны обыкновенной в новых условиях местопроизрастания показывает, что лучшие данные по этому показателю имеют местные происхождения и образцы с прилегающих районов со схожими природно-климатическими условиями.

Многолетние исследования географических культур показали, что сосна различного географического происхождения во всех пунктах испытаний имеет существенные различия в особенностях роста и развития. Сосны из семян северных климатипов в зоне оптимума имеют наибольшую сохранность, но растут медленнее и накапливают меньшие запасы стволовой и общей массы. Насаждения, выращенные из семян южных климатипов сосны растут и изреживаются быстрее, менее устойчивы к неблагоприятным климатическим условиям и патогенам, чаще имеют кривую форму ствола по сравнению с насаждениями из местных семян. Исследования последних лет подтверждают, что рост потомств сосны и их фенологическое развитие зависят от географического происхождения семян. Отмечается преимущество в росте культур местного происхождения, а также происхождений сосны, климатические условия которых сходны с условиями выращивания. Несомненный интерес представляют случаи лучшего роста и развития потомств сосны инорайонного происхождения. Такие климатипы важны для практического использования с целью выделения сортов-популяций. Географические культуры сосны обыкновенной представляют также значительный интерес с точки зрения прогноза реакций внутривидовых таксонов как на региональное, так и на глобальное изменение климата [Rehfeldt G.E., Tchebakova N.M., Milyutin L.I., Parfenova E.I., Wykoff W.R., Kouzmina N.A. Assessing population responses to climate in Pinus sylvestris and Larix spp. Of Eurasia with Climate - Transfer Models. Eurasian J. For. Res. 6-2: 83-98, 2003.; Rehfeldt G.E., Tchebakova N.M., Parfenova E.I., Wykoff W.R., Kuzmina N.A., Milyutin L.I. Intraspecific responses to climate in Pinus sylvestris. Global Change Biology. - 2002. - № 8. - P. 912-929].

Одним из важнейших показателей степени развития культур является рост по диаметру. Данные представлены в таблице ХХ.

Таблица ХХ – Статистические показатели роста климатипов сосны обыкновенной по диаметру

№ п/п	Лесхоз (республика, край, область)	х, см	ơ	m	V, %
	ОЛПО «Бузулукский бор», Куйбышевская обл.	16,5	5,62	0,62
	Камский лесхоз, Татарская АССР	13,0	4,43	0,49
	Яунелгавский лесхоз, Латвийская ССР	11,8	4,51	0,59
	Слободской лесхоз, Кировская обл.	22,4	8,51	1,46

По средним статистическим показателям наибольший средний диаметр отмечен у Кировского климатипа (22,4 см), наименьший – у Латвийского (11,8 см). Коэффициент индивидуальной изменчивости по диаметрам соответствует у Татарского и Куйбышевского климатипов – низкому уровню изменчивости, у Латвийского и Кировского – среднему.

Коэффициенты изменчивости линейного и радиального роста изучаемых климатипов в определенной степени характеризуют генотипическую структуру их популяций. Большая изменчивость показывает соответственно большее генетическое разнообразие, меньшая – некоторую стабилизацию структуры популяции по таксационным показателям, вызванную более быстрым процессом формирования структуры древостоя у ряда климатипов [20].

Рост культур в высоту является одним из важнейших признаков, указывающих на приспособленность культур к данным природно-климатическим условиям и их продуктивности [Смогунова диссертация]. Полученные нами данные по этому признаку показаны в таблице ХХ.

Таблица ХХ – Статистические показатели роста климатипов сосны обыкновенной по высоте

№ п/п	Лесхоз (республика, край, область)	х, м	ơ	m	V, %
	ОЛПО «Бузулукский бор», Куйбышевская обл.	19,0	3,42	0,38
	Камский лесхоз, Татарская АССР	12,3	2,33	0,26
	Яунелгавский лесхоз, Латвийская ССР	13,8	2,87	0,38
	Слободской лесхоз, Кировская обл.	15,0	4,13	0,71

Исходя из средних статистических показателей роста климатипов сосны обыкновенной по высоте в 37-летнем возрасте, средняя высота колеблется от 12,3 до 19,0 м. По средней высоте лидирует Куйбышевский климатип (19,0 м), наименьшая высота у Татарского климатипа (12,3 м).

Полученные коэффициенты индивидуальной изменчивости исследованных климатипов по шкале С.А.Мамаева (1973) соответствуют: у Татарского и Куйбышевского климатипов – низкому уровню, Латвийского и Кировского климатипов – среднему.

Еще одним важным показателем продуктивности культур является размер кроны. Так как именно в кроне протекают основные жизненные процессы растений – фотосинтез, дыхание, транспирация и т.д., обеспечивающие рост растений, продуктивность и семенное размножение [СМОГУНОВА ДИССер]. Размеры кроны вдоль и поперек ряда представлены в таблице ХХХ.

Таблица ХХХ – Диаметр кроны культур сосны обыкновенной

№ п/п	Лесхоз (республика, край, область)	Размер кроны, см
вдоль ряда	поперек ряда
	ОЛПО «Бузулукский бор», Куйбышевская обл.
	Камский лесхоз, Татарская АССР
	Яунелгавский лесхоз, Латвийская ССР
	Слободской лесхоз, Кировская обл.

Наибольшая протяженность кроны как вдоль, так и поперек ряда выявлена у Латвийского климатипа. Это связано с низкой сохранностью данного образца (22%) и, следовательно, значительным увеличением площади питания, приходящейся на одно дерево.

Введение

Основным методом изучения географической изменчивости наследственных свойств разных древесных видов является создание географических культур – выращивание и сравнительная оценка семенного потомства разного географического происхождения в одном пункте выращивания.

Изучение потомства разных климатипов по росту и устойчивости в одинаковых лесорастительных условиях позволяет оценить географическую обусловленность их свойств и признаков, внести корректировки в их лесосеменное районирование.

Географические культуры также имеют существенное значение в сохранении биоразнообразия древесных растений. По мнению некоторых авторов (Мерзленко, Мельник, 1995), географические культуры – это лесная искусственная лаборатория, выполняющая роль банка в сохранении биологического разнообразия, несущего широкую информацию о вариабельности древесных пород тех географических зон, из которых транспортированы образцы семян конкретных популяций и особей [Кузнецов Г.В. Рост, состояние и развитие кедровых сосен в географических культурах на юге Красноярского края / Хвойные бореальной зоны" 2010г., №1-2, с. 102 - 107].

Объектом изучения выступают географические культуры сосны обыкновенной созданные в 1966 г. в Красно-Зорькинском лесничестве Национального парка «Бузулукский бор» в Борском районе Самарской области.

Целью исследования являлась оценка степени адаптации климатипов сосны обыкновенной различного географического происхождения.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Изучить сохранность сосны обыкновенной в географических культурах.

2. Изучить показатели роста климатипов сосны обыкновенной по высоте и диаметру.

3. Провести качественную оценку географических культур.

Общие сведения

Краткая характеристика Национального парка «Бузулукский бор»