Характеристика объектов изучения

Оценка адаптации была проведена в географических культурах сосны обыкновенной, созданных в 1976 г. в кв. 107 Красно-Зорькинского лесничества Управления лесами «Бузулукский бор» (название указано на момент закладки культур) в Борском районе Самарской области по общесоюзной программе и методике [Изучение имеющихся и создание новых географических культур: Программа и методика работ. – Пушкино: ВНИИЛМ, 1972. – 52 с.] (рис. 12).

Рисунок 1 – Татарский климатип

Рисунок 2 – Латвийский климатип

Рисунок 3 – Куйбышевский климатип

Рисунок 4 – Кировский климатип

 

 

– границы географических культур сосны обыкновенной (кв. 107, выд. 22)

Рисунок 12– Выкопировка из плана лесонасаждений Красно-Зорькинского лесничества Национального парка «Бузулукский бор»

Общая площадь культур – 21,4 га. В посадках представлены 40 климатипов из 27 лесосеменных районов и подрайонов, согласно действующему лесосеменному районированию [Лесосеменное районирование основных лесообразующих пород в СССР, 1982 г.]. Все климатипы имеют по 3 повторности кроме климатипа № 57 (4 повторности) и № 86 (1 повторность).

По физико-географическому районированию участок с лесными культурами относится к лесостепи. Лесосемейнной район, подрайон – Уральский ХХХХХХХХХХХХХ. Средне-Волжский, Заволжский

Тип условий произрастания – В₂.

Категория площади – бывший выгон для скота.

Рельеф участка, занятого культурами, по нивелировки 1977 г. волнистый с общим подъемом в северном направлении. Понижения (условные отметки 1,0 – 3,0 м) занимают 31% блоков и повышения (условные отмети 6,0 – 8,0 м) – 11% блоков.

Почва на участке легкосупечанная, подстилаемая мелкозернистым песком. Мощность гумусового горизонта на эродированных (сдутых) почвах – около 30 см, на обычных – 69 – 100 см, а на погребных вместе с эоловым наносом превышает 200 см [Мельник П.Г., Смирнов И.Н., Камышова Л.В. 90-летний опыт географических культур сосны обыкновенной в Бузулукском бору // Вестник Москвоского государственного университета леса – Лесной вестник, с. 28 – 34.].

По данным метеостанции «Боровое лесничество», удаленной от культур на 20 км, участок с географическими культурами имеет следующие характеристики:

1) высота над уровнем моря – 81;

2) средняя годовая температура 3,5^оС;

3) осадки за год – 478,4 мм;

4) осадки за вегетационный период – 218,7 мм;

5) число дней с температурой, превышающей 5°С – 176;

6) сумма температур свыше 5^оС – 2784^оС.

 

Культуры посажены 21 – 27 апреля 1976 г. с размещением 2,5х0,75 м (5,3 тыс. шт./га). Для создания культур почва подготавливалась сплошной вспашкой с оборотом пласта, методом рядовой механизированной посадки агрегатом из двух СЛЧ-1. Возраст посадочного материала 2 года. Отсутствуют сопутствующие породы, а также их смешение.

Дополнение культур 14 – 18 апреля 1977 г. (под меч Колесова трехлетними сеянцами) оказалось малоэффективным из-за сильной засухи в апреле, мае и июле.

В 1976 – 1980 гг. проводились ручные лесокультурные уходы в рядах и механизированные в междурядьях. Рубки ухода и противопожарные мероприятия не проводились.

Схема участка географических культур показана на рисунке 13.

 

Рисунок 13 – План географических культур сосны обыкновенной с вертикальной съемкой площади

 

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.