Оценка жизненного состояния насаждений дуба красного (Quercus rubra L.) в пригородной зоне Воронежа

Дуб красный ( Quercus rubra L.) является одним из наиболее ценных видов древесных растений, завезённых в Россию, который успешно культивируется с конца XIX в. Он находит широкое применение в озеленении городов, в лесном хозяйстве для создания лесных культур и в целях защитного лесоразведения. Перспективность данного североамериканского вида в лесной практике обусловлена его высокой декоративностью, устойчивостью к неблагоприятным факторам городской среды и способностью формировать качественную древесину.

Несмотря на обширные исследования, проведённые в разных странах, единого мнения о состоянии дуба красного до сих пор нет из-за противоречивости полученных данных. Так, американские исследователи выявили прямую зависимость между дефицитом почвенной влаги и ухудшением состояния дуба красного, что проявляется в ускоренной деградации насаждений и сокращении численности популяции [1, 2]. В то же время в Центральной Европе создание культур дуба красного считается перспективным направлением лесовосстановления [3, 4].

В рамках исследования, проведённого на территории Чешской Республики, была изучена устойчивость популяций дуба красного. Отмечено, что в зонах произрастания этого вида наблюдается обильное плодоношение желудей, которое обеспечивает естественную регенерацию лесных массивов [5]. В отличие от дуба черешчатого ( Quercus robur L.), дуб красный обладает повышенной устойчивостью к ветровалу и бурелому [6] и демонстрирует более быстрый рост [7].

В Республике Беларусь дуб красный произрастает на площади около 1 500 га и проявляет инвазивные свойства, вытесняя аборигенные породы. Отмечается, что территориальная экспансия характеризуется способностью дуба красного расти в относительно бедных условиях местопроизрастания, где конкурентные отношения менее выражены. Например, подрост данной породы наблюдается под пологом сосняков мшистых и орляковых.

В России насаждения дуба красного представлены в следующих областях: Тульской (9,6% покрытой лесом площади области), Рязанской (7,8%), Брянской (7% покрытой лесом площади области). Отдельные его посадки встречаются в Ленинградской и Воронежской областях, Республике Марий Эл, а также на Северном Кавказе.

В Марий Эл культуры дуба красного, заложенные в 1972 г., демонстрируют признаки ухудшения санитарного состояния. Отмечается наличие ослабленных и усыхающих деревьев, почти 30% из них имеют дупла. Исследователи связывают это с воздействием природно-климатических факторов [8]. В таких условиях дуб красный не представляет значительной ценности с точки зрения использования его древесины.

На территории Центрального Черноземья в древостоях основных лесообразующих пород фиксируются процессы деградации, обусловленные совокупным воздействием фитопатогенных грибов и нарастающей антропогенной нагрузки [9]. Прогнозируется, что при сохранении тенденций естественного формирования древостоев повышается вероятность трансформации дубовой формации в кленово-ясенево-липовую, характеризующуюся минимальным участием дуба черешчатого в породном составе [10].

В связи с данной проблемой всё чаще обсуждается необходимость внедрения дуба красного в качестве сопутствующей породы при создании лесных культур за пределами зон распространения дуба черешчатого с целью сохранения экологического потенциала аборигенной породы, адаптации к изменению климата и повышения устойчивости лесных массивов [11]. Это объясняется тем, что изучаемая порода нетребовательна к минеральному составу почв, обладает высокой морозостойкостью, устойчивостью к засухам и быстрой скоростью роста [12]. Кроме того, она характеризуется высокой эстетичностью, поэтому всё чаще используется в городском озеленении [13].

С учётом большого опыта культивирования дуба красного в разных географических регионах для оценки насаждений, произрастающих в Воронежской обл., были использованы системный и комплексный методы [14]. Это обусловлено тем, что лесорастительные условия оказывают значительное влияние на таксационные параметры насаждений [13].

Одним из многочисленных критериев оценки перспективности внедрения дуба красного является его устойчивость к местным дереворазрушающим патогенам.

В 1976 г. на территории лесопаркового участка Воронежского научно-исследовательского института лесной генетики, селекции и биотехнологии была заложена аллея из дуба красного. В настоящее время имеются все условия для проведения анализа жизненного состояния этих насаждений.

Дуб красный произрастает вдоль популярного пешеходного маршрута между двумя оживлёнными районами города. Исследование состояния дуба на этом участке позволяет определить его устойчивость к патогенам в условиях повышенной антропогенной нагрузки [15]. Общий вид аллеи представлен на рис. 1.

Цель исследований – оценка жизненного состояния дуба красного в условиях воздействия комплекса патогенных факторов и повышенной антропогенной нагрузки.

В соответствии с поставленной целью было необходимо решить следующие задачи:

• 1.    Провести перечёт деревьев дуба красного, произрастающих на исследуемом участке, выявить внешние признаки патологий, категорию жизненного состояния насаждений и видовой состав патогенов.

• 2.    Отобрать модельные деревья и провести инструментальную оценку состояния стволов дуба красного для выявления скрытой стволовой гнили.

Объект и методика исследований

Рис. 1. Исследуемая аллея

Исследования проведены на лесопарковом участке ВНИИЛГИСбиотех (кв. 56 Правобережного участкового лесничества Пригородного лесничества Воронежской обл.). Тип лесорастительных условий – судубрава свежая дубовая, тип леса – дубняк сосновый (Дсн). В ходе обследования насаждений выполнен сплошной перечёт. Высоту деревьев измеряли с использованием высотомера SUUNTO PM-5, диаметр на высоте 1,3 м – мерной вилкой.

Для выявления скрытых повреждений стволов методом случайной выборки было отобрано 80 средневозрастных деревьев. Данная выборка составляет 50,6% общего числа деревьев, произрастающих на исследуемом участке.

Обследование деревьев дуба красного инструментальным способом выполнено с использованием резистографа Rinntech (модель 4452S). Принцип действия прибора основан на измерении сопротивления древесины при сверлении ствола. Игла проходит через толщу древесины, а датчики регистрируют её относительную плотность. Резистограф обеспечивает высокую точность измерений, параллельно фиксируя их на бумаге. Благодаря небольшому диаметру иглы

(около 2 мм) процедура не наносит существенного вреда исследуемым деревьям [17]. Полученные данные позволяют установить наличие скрытых патологий (дупла, полости, ядровая гниль), а также вид необходимых санитарно-оздоровительных мероприятий для исследуемых насаждений.

Для определения насекомых-вредителей провели сбор куколок, личинок и имаго, которые были обнаружены в ходе визуального осмотра деревьев и лесной подстилки. Видовую идентификацию собранных экземпляров выполнили по А.И. Ильинскому [17].

Результаты и обсуждение

По данным перечёта, на исследуемом участке произрастают 158 особей дуба красного. Их средние показатели в возрасте 50 лет составляют: высота – 20,8 м, диаметр – 28,9 см.

Инструментальным способом обследовано 80 экземпляров дуба красного разного диаметра, в том числе с наличием сухих скелетных ветвей, которые являются одним из признаков ослабления деревьев, характеризующим их жизнеспособность [18].

Деревья, высаженные в 1976 г. при создании аллеи, несмотря на одинаковый возраст, имеют разные диаметр и высоту ствола. Установлено, что растения, расположенные на более освещённой стороне, в возрасте 50 лет достигают высоты 24 м и 36 см в диаметре, тогда как на затенённой стороне встречаются экземпляры 18 м и 24 см соответственно.

В рамках инструментальной оценки установлено, что в среднем на древесину приходится 93% диаметра ствола, а 7% на кору и камбий. Все образцы деревьев имеют древесину без скрытых стволовых гнилей и признаков патологий. На рис. 2 в качестве примера представлена диаграмма, сформированная программным

Рис. 2. Результаты инструментального обследования дерева № 1 с использованием резистографа Rinntech (модель 4452-S): графическая регистрация изменений плотности древесины по диаметру ствола

обеспечением Rinntech по результатам инструментального обследования образца № 1.

В ходе визуального осмотра выявлено частичное повреждение листовых пластинок невидоспецифичными энтомовредителями: боярышниковой листоверткой ( Archips crataegana L.), майским хрущом ( Melolontha hippocastani L.), а также листопадной пяденицей ( Erannis (Hibernia) defoliaria L.). При обследовании древостоя на 35 деревьях из 158 (22,1%) отмечено незначительное усыхание скелетных ветвей (менее 1/3 кроны). Однако это не оказывает существенного влияния на категорию жизненного состояния, которая варьирует от 1 до 2.

Выводы

По результатам инструментального и визуального обследований аллеи дуба красного на территории лесопаркового участка ВНИИЛГИСбиотех (кв. 56 Правобережного участкового лесничества Пригородного лесничества Воронежской обл.) установлено, что у 77,9% деревьев не выявлены видимые признаки патологических изменений. У 22,1% экземпляров дуба красного отмечены сухие ветви первого-второго порядка, что обусловлено естественным процессом отмирания и опадения ветвей в ходе формирования кроны.

Категория жизненного состояния насаждений, оцениваемая по шкале В.А. Алексеева, не ниже 2-й, что соответствует ослабленным деревьям с незначительными признаками стресса. Листовые пластинки повреждены не специфичными для дуба красного фитофагами, однако степень повреждения остаётся несущественной.

В ходе обследования на данном участке не выявлено дереворазрушающих гнилей, вирусных и раковых заболеваний, а также признаков деградации насаждения. Полученные данные позволяют говорить о начальной стадии натурализации интродуцированного вида в пределах обследованного участка. При этом следует учитывать, что результаты исследования не могут быть автоматически экстраполированы на другие территории без проведения дополнительных изысканий. Для подтверждения процесса натурализации в более широком географическом контексте, например в пределах Воронежской обл., необходимо осуществить сравнительный анализ популяций дуба красного на других участках, характеризующихся сходными экологическими условиями.

На основании проведённого обследования можно заключить, что в рамках рассматриваемой территории санитарно-оздоровительные мероприятия в настоящее время не требуются.