Фенофазы видов рода Salix в условиях города Ош

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

Неблагоприятные условия городской среды и современные потепление климата напрямую влияют на деревья и кустарники, которые являются одним из основных компонентов города. Изменение климата влияет на сезонные циклы растений, а фенологические изменения растений объективно отражают их реакцию на изменение климата. Фенологические исследования служат важным показателем адаптации древеснокустарниковых растений к изменяющимся экологическим условиям города. Фенология — инструмент, дающий информацию о потребностях организма в зависимости от климатических факторов. Температура воздуха играет решающую роль в фенологических наблюдениях, так как может ускорять или замедлять развитие растений. Поэтому, если мы хотим оценить влияние изменения климата на развитие городских деревьев и кустарников, нам необходимо понять, как метеорологические факторы влияют на сроки наступления фенологических фаз растений в отдельные годы. Температура является важнейшим метеорологическим фактором, влияющим на фенологию растений. Повышение температуры существенно влияет на раннее пробуждение весенней фенологии городских растений и задерживает осеннюю фенологию, удлиняя вегетационный период растений. В научной литературе выявлено, что субтропическим растениям необходим холодовой шок, чтобы вывести их из состояния покоя. Усиление холодового шока увеличивает количество листьев и ускоряет время их появления [1].

На основании исследований, обнаруженных в научной литературе, влияние весенней температуры на фенофазу растений носит как положительный, так и отрицательный характер: с одной стороны, потепление климата обеспечивает теплую зиму и приводит к отсутствию холодового шока. Это увеличивает потребность растений в накопленной температуре, тем самым задерживая наступление весенней фенологии. С другой стороны, более теплый климат приводит к более быстрому накоплению тепла, что быстрее удовлетворяет потребность растений в накопленной температуре и ускоряет появление весенней фенологии [2].

Целью исследования было наблюдение за сезонным развитием некоторых видов рода Salix в городе Ош. Поскольку результаты фенологических наблюдений за ивами в городской среде будут способствовать повышению эффективности зеленых насаждений, улучшить качество окружающей среды и здоровье горожан. Исследования способствуют достижению следующих Целей устойчивого развития, принятых Организацией Объединенных Наций в 2015 году: цель 3: Обеспечение здорового образа жизни и содействие благополучию для всех в любом возрасте; цель 11: Устойчивые города и поселения; цель 13: Борьба с изменением климата.

В 2019–2023 годах фенологические наблюдения проводились за следующими видами ив в городских парках (парк Победы и парк Молодежи) и ботаническом саду : Salix babylonica L., Salix turanica Nasarow., Salix niedzwieckii Goerz, Salix wilhelmsiana M. Bieb., Salix tenuijulis Ledeb. Деревья и кустарники семейства ивовых относятся к группе светолюбивых растений, они толерантны к условиям окружающей среды, у них хорошо развита корневая система. Деревья и кустарники семейства ивовых широко распространены в парках города Ош. Некоторые виды, относящиеся к этому роду, в весенний сезон могут оказать негативное влияние на здоровье человека с хроническими аллергическими заболеваниями. Поэтому большое практическое значение имеет точное прогнозирование их весенних фенологических стадий. Кроме того, ивы занимают очень высокое место в народном хозяйстве. Из ивы изготавливают всевозможную мебель, из ивы изготавливают юрту. Ивы относятся к группе раннецветущих растений и имеют важное значение для пчеловодства. Пыльца ивы богата минералами и органическими веществами, которые необходимы медоносным пчелам. Уровень калия в пыльце ивы составляет 10,06 г/кг, магния — 1,52 г/кг, фосфора — 5,3 г/кг, кальция — 3,57 г/кг. Минеральные вещества в иве, особенно ранней весной, являются важнейшими макроэлементами для пчел [3].

Материал и методы исследования

Исследования проводились в городе Ош, в основном путем наблюдения за видами деревьев семейств ивовых. Наблюдения продолжались в течение пяти лет, при этом особое внимание уделялось фазам деревьев, таким как бутонизация, цветение, плодоношение и опадение листьев.

Фенологические наблюдения проводились в парках города Ош. Климат города жаркий и сухой летом и холодный зимой. Температура воздуха обычно колеблется от -5°C до 32°C в течение всего года, иногда она бывает ниже -11°С или выше 35°С (Рисунок 1).

Рисунок 1. Распределение максимальной, средней и минимальной температуры г. Ош в течение года

Выбранными видами деревьев являются Salix babylonica L., Salix turanica Nasarow, Salix wilhelmsiana M. Bieb., Salix tenuijulis Ledeb. Все они относятся к семейству Salicaceae и естественно произрастают в южных регионах Кыргызстана кроме Salix babylonica L.

Ивы ( Salix L., 1753) — широколиственные деревья и кустарники семейства ивовых. Листья цельные очередные черешковые. Растения однополые, двудомные. Соцветия — сережки. Цветки сидят в пазухах прицветников. Цветки лишены околоцветника, тычинок 1– 12 (у большинства — 2), гинецей из двух-четырёх плодолистиков. Завязь верхняя. Плод — многосемянная коробочка, семена летучие мелкие (1–2 мм), прорастают быстро, иногда в течение нескольких часов, но быстро теряют всхожесть (через 3–4 недели). Широко используется в озеленении благодаря быстрому росту и красоте, а также устойчивости к городским условиям.

Salix babylonica L. относится к роду Salix семейства Salicaceae. Широколиственное дерево до 18 м высотой, с тонкими и поникающими ветвями. Любит яркий, теплый и влажный климат. Устойчив к холоду, очень устойчив к воде и влаге, имеет хорошую продуктивность, имеет хорошо развитую корневую систему и быстрому росту. Встречается групповые посадки в парке Победы, А. Новаи и в парке Молодежи.

Salix babylonica L., широко известная как ива плакучая, представляет собой древесное растение, распространенное по всей Евразии и используемое в озеленении городов. Основной интерес для экологов представляет фенология данных растений в условиях антропогенного воздействия. Понимание сезонных изменений в фенологических фазах Salix babylonica L. позволяет предсказать влияние городской среды на ее рост и развитие, а также оценить, как городские факторы, такие как уровень загрязненности и эффект погоды, распределяются по фазам роста и цветения растений.

Salix turanica Nasarow — кустарник, принадлежащее к роду Salix семейства Salicaceae, встречающийся в Центральной Азии, включая Казахстан, Узбекистан и другие регионы с аридным климатом. Встречается естественных условиях в южных регионах Кыргызстане в озере Сары-Челек в бассейнах рек Гульча, Донуз-Тоо, Кара-Алма, Чангет, Гава, Актерек, Чаткал, Урумбаши, Сандалаш. Посажен в качестве эксперимента в ботаническом саду города Ош.

Salix wilhelmsiana M. Bieb. — дерево, принадлежащее к роду Salix. Ива Вильгельмса встречается на Кавказе, в Турции, Иране, а также в Средней Азии, где она предпочитает пойменные участки и влажные долины реки. В природе южного Кыргызстане распространен в поймах рек Кара-Дарьи, Афлатун, Кызыл-Суу, Кыргыз-Ата, Гульча, Кожа-Ата. Высажен в ботаническом саду г. Ош.

Salix tenuijulis Ledeb. — высокий древовидный кустарник, принадлежащий к роду Salix. В природе южного Кыргызстане произрастает на берегах рек Чаткал, Кызыл-Ункур, Кызыл-Суу [4]. Посажен в качестве эксперимента в ботаническом саду г. Ош.

Фенологические наблюдения проводились в течение 2019–2023 гг. по общепринятым фенологическими методами [5, 6].

Определены фенофазы видов Salix babylonica L. , Salix turanica Nasarow ., Salix wilhelmsiana M. Bieb., Salix tenuijulis Ledeb.

Результаты и обсуждение

Красота видов ивы в сочетании с высокой скоростью их роста успешно используется в озеленении г. Ош. Особенно распространен в парковых зонах, расположенных на берегах реки Ак-Буура. Частный сад посаженный в 1878 году генерал-губернатором Михаилом Ефремовичем Ионовым с переходом советской власти был преобразован в городской парк, а в 1934 году ему присвоено имя Токтогула Сатылганова и с тех пор служит горожанам. В настоящее время его площадь составляет 9 га. В 1924 году был основан парк имени Алишера Навои, в настоящее время его площадь составляет 6 га, а в 1980 году в микрорайоне Юго-

Восток в верховьях реки Ак-Бура был организован парк Победы площадью 15 га. Однако площадь парка сократилась в 2–3 раза на основании строительства сооружений [7].

Ботанический сад принадлежит Ошскому государственному университету и занимает площадь 5,8 га. Фенологические наблюдения показывали, что, в исследуемые годы сокодвижение наблюдаемых видов ив началось от 25–28 февраля. Сокодвижение их начинается при среднесуточной температуре +5°С. Повышение температуры приводит к ускорению вегетации ивы. Согласно архивным данным по климатическим показателям, средняя температура в г. Ош за последние 100 лет выросла на 0,7°С (Рисунок 2).

В городе бывают годы, когда вегетационный период длится до 8 месяцев (235–240 дней), вегетационный период начинается календарно, с началом месяца март и заканчивается в конце ноября.

годы

Рисунок 2. Повышение средней температуры в городе Ош за последние 100 лет

Благоприятные градусо-дни для роста — это ежегодное накопление тепла, используемое для прогнозирования развития растений и животных, определяемое как все превышения заданной минимальной температуры, исключая превышения максимальной температуры. В этом описании минимальная температура составляет 10°C, а максимальная — 30°C. В г. Ош более яркий период года длится 3,2 месяца, с 22 мая по 28 августа, со среднесуточной падающей коротковолновой энергией на м2 выше 6,8 кВт. ч. Самый яркий месяц в Оше — июль со средним значением 8,0 кВт ч. Более темный период года длится 3,7 месяца, с 31 октября по 20 февраля, со среднесуточной падающей коротковолновой энергией на м2 ниже 3,2 кВтч. Самый темный месяц в г. Ош — декабрь со средним значением 2,0 кВтч.

Ивы — раннецветущие растения, цветение начинается с 6 марта по 1 апреля, до распускания листьев. Фенологические фазы наблюдаемых ив представлены в Таблице. В ходе исследования определена что фенология видов Salix babylonica L., Salix turanica Nasarow начинается в одно и то же время, то есть период цветения начинается в начале марта и длился с 10 марта по 15 апреля. Распускание листьев наблюдалось 4–5 апреля. Созревание семян у этих видов началось с 21 по 30 апреля. Листопад начался 25 октября и закончился 15 ноября. А у видов Salix wilhelmsiana M. Bieb. и Salix tenuijulis Ledeb. фенология началась несколько позже. Фенологические процессы начались 18 марта, а период цветения длился с 10 апреля по 1 мая. Распускание листьев началось с 5 по 26 апреля. Созревание семян у этих видов продолжалось с 30 апреля по 15 мая. Листопад начался 30 октября и закончился 20 ноября.

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 10. №11 2024 ФЕНОФАЗЫ ДЕРЕВЬЕВ И КУСТАРНИКОВ РОДА Salix (г. Ош) Таблица Виды Вегетационный период Распускание листьев Цветение Созревание Листопад Н К Н К Н К Н К Н К Salix babylonica L. 6/03 15/11 5/04 26/04 10/03 16/04 24/04 30/04 26/10 15/11 S. turanica Nasarow 5/03 15/11 4/04 20/04 6/03 15/04 21/04 30/04 25/10 15/11 S. wilhelmsiana M. Bieb. 18/03 20/11 8/04 26/04 10/04 1/05 30/04 15/05 30/10 20/11 S. tenuijulis Ledeb. 20/03 25/11 10/04 21/04 14/04 27/04 10/06 20/06 25/10 28/11

Примечание: Н — начало, К — конец

По результатам исследования есть основания сделать следующие выводы:

Под влиянием процесса урбанизации фенология городских растений отличается от природной среды. За последние 100 лет глобальное потепление ускорило весеннюю фенологию растений. В ходе исследования были выяснены фенофазы некоторых представителей рода Salix в условиях города Ош. Данных по фенологическим исследованиям древесно-кустарниковых растений в городе Ош нет. Установлено, что фенологические процессы у изученных видов начинаются при температуре воздуха +5°С. Вегетационный период Salix babylonica L., Salix turanica Nasarow, Salix wilhelmsiana M. Bieb., Salix tenuijulis Ledeb. в г. Ош в среднем равен 240–245 дням и этот показатель варьируется в зависимости от климатических факторов.

Сезон цветения видов Salix babylonica L., Salix turanica Nasarow, Salix wilhelmsiana M. Bieb., Salix tenuijulis Ledeb. в городе начинается с 6 марта и продолжается до 20 апреля. Жителям, имеющим аллергию на пыльцу ивы, рекомендуется сократить посещение парка Победы в городе в марте-апреле. В этом парке доминирует Salix babylonica L. Не рекомендуем посещение особенно днем с 11:00 до 18:00, так как в это время концентрация пыльцы самая высокая.

Финансирование: научное исследование проведено при поддержке научного гранта Министерства образования и науки Кыргызской Республики (грант МОиН КР №240013).