Воронеж, Россия
Россия
Россия
Резкие колебания температуры из-за изменения климата (в последние 10 лет это как раз и наблюдается в Воронежской области) могут повлиять на рост и физиологические особенности деревьев. Важным аспектом является изучение видоспецифичного роста внутри одного и тоже рода на изменение климата путем проведения наблюдений, получения и обработки данных роста как биоэкологического отклика растений. Целью данной работы является выяснение степени и характера влияния основных климатических факторов на динамику развития и перспективы интродукции видов р. Abies Mill. в дендрарии ФГБОУ ВО ВГЛТУ. Проведено детальное изучение 9 из 12 произрастающих видов. Мы обратили внимание, что динамика развития интродуцированных видов р. Abies в основном определяется температурой воздуха. Расчет коэффициентов корреляции прироста с климатическими переменными за общий период показал, что на погодичную вариабельность прироста главным образом влияет температура воздуха. Наши исследования дают возможность предполагать, что 9 видов в дендрарии успешно адаптировались и могут использоваться в зелёном градостроительстве. Самыми перспективными всё же являются 3 вида: Abies holophylla Maxim. Abies sibirika Ldb. и Abies balsamea (L.) Mill.
Abies Mill., видоспецифичность, климатические факторы, динамика развития, интродуцированные виды
Введение
Эффективное управление городским озеленением и лесным хозяйством в целом требует выбора соответствующих пород деревьев, способных расти в различных условиях окружающей среды. Увеличение биологического разнообразия естественных и искусственных фитоценозов возможно только через внедрение растений, которые должны быть оцененным на предмет перспектив.
Резкие колебания температуры из-за изменения климата (в последние 10 лет это как раз и наблюдается в Воронежской области) могут повлиять на рост и физиологические особенности деревьев. Чтобы справиться с последствиями изменения климата, важно понимать реакцию деревьев на эти изменения, и как эта реакция варьируется у разных видов.
В связи с этим важным является изучение видоспецифичного роста пород внутри одного и тоже рода на изменение климата путем проведения наблюдений, получение и обработка данных роста как биоэкологического отклика растений.
Целью данной работы является выяснение степени и характера влияния основных климатических факторов на динамику развития и перспективы интродукции видов р. Abies Mill. в дендрарии ФГБОУ ВО «Воронежского государственного лесотехнического университета имени Г.Ф. Морозова».
Проведено изучение интродуцированных видов хвойных пород р. Abies в дендрарии ФГБОУ ВО «Воронежского государственного лесотехнического университета имени Г.Ф. Морозова» (далее по тексту дендрарий). В дендрарии р.Abies Mill. насчитывает 12 видов. Коллекционный материал со дня высадки постоянно изучается, проводятся фенологические наблюдения, исследуется характер роста и морфометрическое состояние растений.
Нами были проведены исследования по состоянию девяти видов пихт, произрастающих в дендрарии: пихта бальзамическая – Abies balsamea (L.) Mill, пихта субальпийская – A. lasiocarpa Nutt., пихта Фразера – A. fraseri (Pursh.) Poir, пихта Вича – A. veitchii Lindl., пихта сибирская – A. sibirika Ldb., пихта белокорая – A. nephrolepis Maxim., пихта цельнолистная – A. holophylla Maxim., пихта одноцветная – A. concolor Lindl. et Gord., пихта белая – A. alba Mill. Пихты различного эколого-географического происхождения имеют ряд биологических особенностей и приспособительных свойств.
Проведены фенологические наблюдения с мая по сентябрь 2021-2023 г., замеры фиксировали каждые 2-3 дня. Оценка жизненности проводилась по визуальным наблюдениям. Климатические данные взяты из свободного доступа.
Пихты, произрастающие в одинаковых почвенно-климатических условиях, имеют различный сезонный прирост побегов, таким образом, проявляются их индивидуальные особенности. Мы зафиксировали следующую особенность – в первые годы жизни пихты росли медленно, затем прирост в высоту увеличился. Конечно же, величина прироста измеряется по годам и зависит от погодно-климатических условий. Большая часть годового прироста приходится на май. Период роста побегов равен 59,5±1,5 дней. Хорошим ростом характеризуется пихта субальпийская, пихта цельнолистная, пихта белая европейская.
В таблице 1 представлены показатели по продолжительности роста побегов и годичный прирост главного побега.
Таблица 1. Продолжительность роста побегов и годичный прирост главного побега у видов р. пихта.
|
Вид |
Средний рост, см |
Средняя продолжительность роста побегов, дней |
||
|
2021 |
2022 |
2023 |
||
|
Abies balsamea (L.) Mill. |
24,1±0,05 |
16,2±0,05 |
31,6±0,05 |
58,0 |
|
A. fraseri (Pursh.) Poir . |
18,5±0,03 |
17,4±0,051.0 |
17,0±0,05 |
59,6
|
|
A. veitchii Lindl. |
12,4±0,05 |
17,1±0,05 |
18,6±0,05 |
61,3 |
|
A. lasiocarpa Nutt. |
30,7±0,05 |
17.1±0,05 |
39,3±0,05 |
60,0 |
|
A. sibirika Ldb. |
18,6±0,05 |
17,7±0,05 |
20,2±0,05 |
61,3 |
|
A. nephrolepis Maxim. |
22,1±0,05 |
18,2±0,05 |
24,1±0,05 |
58,3 |
|
A. holophylla Maxim. |
17,8±0,05 |
16,0±0,05 |
29,6±0,05 |
61,6 |
|
A. concolor Lindl. et Gord. |
29,7±0,05 |
16,0±0,05 |
31,6±0,05 |
58,0 |
|
A. alba Mill. |
19,5±0,05 |
16,1±0,05 |
41,0±0,05 |
58,6 |
Исследованиями установлено, что рост побегов видов рода Abies начинается в одно и то же время в годы ранней весны. В годы с затяжной весной различия между видами в сроках наступления этой фенофазы могут достигать 1 недели. Различия в сроках прекращения роста побегов также не превышают 1 недели. Кульминацией роста вначале стал вид A. holophylla Maxim., а в последнее время A. balsamea (L.) Mill. Наибольшее значение максимального роста также проявил вид A. holophylla Maxim., у других видов значение на 10-20 % меньше. Выявлено, что начало роста хвои изучаемых видов р. Abies отмечается в конце мая начале июня. Разница не превышает 2-4 дней. Прежде всего, кульминация роста хвои отмечена у A. holophylla Maxim., A. concolor Lindl. et Gord. Его значение у этих видов в 1,5-2 раза выше, чем у других видов. Исследования показали, что сроки начала, кульминации и окончания роста хвои под влиянием факторов окружающей среды из года в год могут меняться в пределах 2-18 дней. Начало роста хвои зависит от температурного режима воздуха, а динамика роста, кроме того, ещё и от влажности воздуха и атмосферных осадков. Характер и степень влияния факторов среды на рост хвои изменяется из года в год очень незначительно, но, всё же отличается у изученных видов р.Abies.
Расчет коэффициентов корреляции прироста с климатическими переменными за общий период показал, что на погодичную вариабельность прироста главным образом влияет температура воздуха (2023 г. – R= +0,76). Но при этом, с атмосферными осадками коэффициент корреляции дает значимую отрицательную связь (2023 г. – R= -0,38). Коэффициенты корреляции объясняют до 35 % погодичной изменчивости. На погодичную изменчивость прироста также ощутимое влияние оказывает температура. Такой эффект мог быть за счёт усиления климатического сигнала в исследуемом регионе. Не удивителен положительный отклик на температуру, возрастающий к 2023 г. Отрицательный отклик на осадки может быть связан с тем, что в эти годы формируется устойчивый снежный покров и повышение осадков может приводить к его уплотнению, что замедляет процесс таяния снега перед началом вегетационного периода и задерживается рост. Отрицательное влияние осадков на прирост обусловлено, возможно, также временной дождливой погодой с одновременным уменьшением температуры и сокращением освещенности в вегетационный период.
Сроки наступления набухания и раскрытия вегетативных почек, также как и линейный рост побегов у видов р.Abies зависят от текущего температурного режима воздуха. Самое быстрое развёртывание данной вегетативной сферы начинается и заканчивается у A. sibirika Ldb. и A.balsamea (L.) Mill. а позже у A. holophylla Maxim. и A. alba Mill.
Все виды пихт оказались требовательны к богатству и влажности почвы и относительно устойчивы к засушливым условиям. Мы отметили, что A. alba Mill. менее зимостойкий вид и повреждается весенними заморозками, в то время как A. sibirika Ldb., A. concolor Lindl. et Gord., A. fraseri (Pursh.) Poir. и A. nephrolepis Maxim. ежегодно повреждаются болезнями и вредителями.
Таким образом, A. holophylla Maxim., A. sibirika Ldb. и A.balsamea (L.) Mill. потенциально пригодны для использования в зеленом строительстве, но, перспективны всё же для озеленения населенных пунктов с низкой степенью загрязнения.
Глобальное изменение температуры воздуха, влажности почвы вызывает различные изменения в выживаемости в первую очередь хвойных древесных пород. Поэтому необходимо определить видовой состав растений и разработать стратегии адаптации, которые улучшат методы выживания и выращивания растений. Мы обратили внимание, что динамика развития интродуцированных видов р.Abies в основном определяется температурой воздуха. Наши исследования дают возможность предполагать, что изучаемые 9 видов в дендрарии успешно адаптировались и могут использоваться в зелёном градостроительстве. Самыми перспективными всё же являются указанные выше 3 вида.
1. Абаимов, В. Ф. Дендрология: учебник и практикум для академического бакалавриата / В. Ф. Абаимов. – 3-е изд., испр. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2018. – 474 с. – (Бакалавр. Академический курс). – Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. – https://urait.ru/bcode/422796.
2. Кищенко, И. Т. Сезонный рост Abies Mill. виды, интродуцированных в бореальной зоне (Карелия) / И. Т. Кищенко. – Вестник Пермского университета. Серия: Биология. – 2021. – Вып. 1. – С. 25-36. – https://doi.org/https://doi.org/10.17072/1994-9952-2021-1-1-11.
3. Караневский, Р. И., Торчик Ю.И. Фенологические ритмы декоративных форм разных видов елей (Abies Mill.) коллекции Центрального ботанического сада НАН Беларуси /Известия Национальной академии наук Беларуси. – Биологическая серия. – №66(2). – С. 169-175. – 2021.– https://doi.org/https://doi.org/10.29235/1029-8940-2021-66-2-169-175.
4. Heejae Jo, Florent Noulekoun, Korea University, Asia Khamzina, Hanna Chang. Physiological and Shoot Growth Responses of Abies holophylla and Abies koreana Seedlings to Open-Field Experimental Warming and Increased Precipitation – 2022. – №14 (3). – P.356. – https://doi.org/10.3390/w14030356.
5. Jinseo Kim, Gwang-Jung Kim, Heejae Jo, Hyung-Sub Kim. The growth and survival responses of Pinus densiflora seedlings to extreme warming and drought. 2022.– https://doi.org/https://doi.org/10.13140/RG.2.2.30008.83202.
