Сезонный ритм развития некоторых североамериканских сосен в условиях Башкирского Предуралья
Автор: Мкртчян Мкртич Автандилович, Путенихин Валерий Петрович
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Экология
Статья в выпуске: 3-4 т.15, 2013 года.
Бесплатный доступ
В работе представлены результаты сравнительного изучения фенологических фаз трех североамериканских сосен ( Pinus banksiana Lamb., P. strobus L., P. ponderosa Dougl. ex Laws.) в Башкирском Предуралье. Фенологические особенности изученных видов соответствуют природно-климатическим условиям района интродукции, что делает их перспективными для использования в озеленении.
Сосна, интродукция, фенология, озеленение, башкирское предуралье
Короткий адрес: https://sciup.org/148202002
IDR: 148202002
Текст научной статьи Сезонный ритм развития некоторых североамериканских сосен в условиях Башкирского Предуралья
Введение в культуру новых хвойных видов имеет важное значение для озеленения и улучшения экологической обстановки в крупных промышленных центрах. Североамериканские сосны характеризуются не только ценными лесохозяйственными особенностями, но обладают также целым рядом декоративных качеств. В связи с этим работы по их интродукции до сих пор не теряют актуальности. Фенологические наблюдения являются неотъемлемой частью интродукционных исследований, позволяя определить соответствие сезонного ритма развития иноземных видов природно-климатическим условиям района интродукции [2]. Сосны Банкса и желтая интродуцированы в Уфимском ботаническом саду в 1987 г., сосна вейму-това – в 1941 г.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Объектами нашего исследования являлись три вида североамериканских сосен, которые представлены в коллекции древесных растений Ботанического сада-института в г. Уфе – сосна Банкса ( Pinus banksiana Lamb.), сосна веймутова ( P. strobus L.) и сосна желтая ( P. ponderosa Dougl. ex Laws.). В качестве контроля взяты деревья сосны обыкновенной ( P. sylvestris L.) и кедра сибирского ( P. sibirica Du Tour).
Естественный ареал сосны Банкса занимает практически всю северную часть североамериканского континента; в западной части ареала вид образует большие леса, имеет важное лесохозяйственное значение [1, 9, 10]. Сосна Банкса интродуцирована в целом ряде ботанических садов, в частности, на Урале и в Сибири (Екатеринбург, Омск, Барнаул, Новосибирск, Иркутск и другие пункты); известны успешные опыты выращивания на территории Европы и Прибалтики [1, 4].
Сосна веймутова занимает центральную часть восточной половины континента (до Аппалачских гор на юге) в пределах США и Канады 13). Благодаря преимущественно восточному положению, это дерево получило также название «восточной белой сосны». Интродуцирована во многих странах мира [10]: в Западной Европе культивируется с 1705 г. как декоративное парковое дерево, широко введена в лесные культуры, особенно в Германии. В России и в странах
ближнего зарубежья введена в культуру в последние два столетия [1, 9]. Вид представлен во многих ботанических садах России (в т.ч. на Урале), но в большинстве случаев – отдельными экземплярами или группами; искусственные насаждения имеются в Латвии, Эстонии, Узбекистане, Украине; в России лесные культуры представлены в Ленинградской, Орловской, Московской областях [1, 4].
Ареал сосны желтой расположен в юго-западной части Северной Америки, южная граница доходит до 30º с.ш. На родине является одним из основных лесо-образователей в пределах ареала [12]. Используется как источник тяжелой древесины, из-за чего получила также название “сосны тяжелой”. Сосна желтая в условиях интродукции в Европе и в России мало изучена. Эта сосна в основном представлена в коллекциях ботанических садов [4].
В данной работе представлены результаты фенологических наблюдений трех указанных сосен в 20112012 гг. Исследования проводили согласно «Методике фенологических наблюдений Главного ботанического сада» [6].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На примере некоторых фенофаз рассмотрим особенности сезонного ритма развития интродуцированных сосен (табл.).
В отличие от большинства древесных растений, у представителей рода Сосна рост и развитие почек протекают несколько иначе. Набухание верхушечной почки (Пб1) принято отмечать по ряду признаков – изменению размеров и окраски, раскрытию покровных чешуй и т.д. [6]. У сосен одновременно с набуханием почек отмечается начало роста побегов (Пб3) и лишь потом – распускание почек (Пб2). Таким образом, начало роста побегов у сосен предшествует распусканию почек. Поэтому в системе введения фенологических наблюдений по ГБС у рода сосна фенофазы набухания и начала роста побегов отмечают одновременно (Пб1 и Пб3).
В 2011 г. в условиях г. Уфы среди изучаемых сосен, включая “контрольные” виды, раньше всех (9.04) приступила к вегетации (набуханию почек и росту побегов) сосна обыкновенная; набухание почек у сосны кедровой было отмечено на 7 дней позже (табл.). Североамериканские сосны вступили в фазу вегетации позднее аборигенных видов: Банкса – на 16 дней позже сосны обыкновенной, желтая и веймутова – на
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 3 (4)
19-20 дней. В 2012 г. сосна обыкновенная также начала вегетацию первой (5.04; табл.), а сосна веймутова – последней (16.04). Сосны Банкса и желтая, а также кедр сибирский вступили в вегетацию позднее сосны обыкновенной на 8-10 дней.
Средние фенодаты набухания почек и роста побегов сосен за два года следующие: обыкновенной – 7.04, кедра сибирского – 15-16.04, Банкса – 19.04, желтой – 20-21.04, веймутова – 22-23.04. Имеются данные по фенологическим наблюдениям в дендропарке Башкирской лесной опытной станции (БЛОС)
за 1954-1967 гг. [8]. Набухание почек у сосны Банкса в среднем приходилось в те годы на 27.04, т.е. начиналось на неделю позднее, чем в нынешнее время. В условиях ботанического сада Воронежского госуни-верситета вегетация данного вида по наблюдениям за 1970-1986 гг. начинается в среднем 7.04 [11], т.е. на 12 дней раньше, чем в Уфе. В Алма-Ате (Казахстан) средняя дата набухания почек у этого вида за период 1958-1961 гг. – 21.03 [7]. В Чуйской долине (Киргизия) эта фаза протекает еще раньше – 15.03 [3].
Таблица. Сезонный ритм развития североамериканских сосен в 2011-2012 гг.
Вид |
Фенологические фазы |
||||||||||||||||||
Пб 1, 3 |
Пб2 |
Пб4 |
О 1 |
О 2 |
Л 1 |
Л 2 |
Л 3 |
Л 4 |
Ро |
Ц1 |
Ц2 |
Пл1 |
Пл2 |
Пл3 |
Пл4 |
П 4 |
|||
м |
ж |
м |
ж |
||||||||||||||||
2011 |
|||||||||||||||||||
Pinus banksiana |
25.04 |
29.06 |
19.06 |
07.06 |
19.06 |
05.06 |
19.06 |
05.09 |
15.09 |
03.04 |
04.05 |
06.05 |
12.05 |
15.05 |
23.05 |
23.08 |
09.09 |
17.10 |
12.06 |
Pinus strobus |
29.04 |
27.05 |
30.05 |
16.06 |
05.07 |
01.06 |
25.06 |
04.09 |
11.09 |
28.04 |
19.05 |
21.05 |
27.05 |
29.05 |
27.05 |
06.08 |
20.08 |
03.09 |
15.06 |
Pinus ponderosa |
28.04 |
27.05 |
23.05 |
13.06 |
10.07 |
01.06 |
14.06 |
13.09 |
14.09 |
08.05 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
10.09 |
15.10 |
09.06 |
Pinus sibirica |
16.04 |
26.05 |
30.06 |
23.06 |
30.06 |
30.05 |
19.07 |
21.08 |
05.09 |
05.05 |
17.05 |
18.05 |
25.05 |
02.06 |
16.06 |
12.08 |
03.09 |
12.09 |
18.06 |
Pinus sylvestris |
09.04 |
25.05 |
01.07 |
25.06 |
05.07 |
30.05 |
12.07 |
28.08 |
12.09 |
15.05 |
01.05 |
05.05 |
10.05 |
12.05 |
25.05 |
07.09 |
16.09 |
03.10 |
02.06 |
2012 |
|||||||||||||||||||
Pinus banksiana |
13.04 |
15.04 |
27.05 |
17.06 |
28.06 |
16.05 |
22.05 |
02.09 |
11.09 |
19.04 |
03.05 |
04.05 |
11.05 |
17.05 |
24.05 |
28.08 |
26.09 |
05.09 |
06.06 |
Pinus strobus |
16.04 |
13.05 |
04.06 |
23.06 |
08.07 |
15.05 |
29.05 |
25.08 |
04.09 |
03.05 |
16.05 |
15.05 |
25.05 |
20.05 |
21.05 |
20.08 |
18.09 |
28.08 |
10.06 |
Pinus ponderosa |
13.04 |
08.05 |
29.05 |
08.06 |
26.06 |
17.05 |
26.05 |
05.09 |
14.09 |
- |
13.05 |
11.05 |
18.05 |
16.05 |
23.05 |
06.09 |
26.09 |
- |
03.07 |
Pinus sibirica |
15.04 |
12.05 |
06.06 |
27.06 |
16.07 |
15.05 |
22.05 |
08.09 |
19.09 |
- |
17.05 |
19.05 |
25.05 |
24.05 |
29.05 |
17.08 |
24.08 |
05.09 |
06.06 |
Pinus sylvestris |
05.04 |
14.05 |
04.05 |
10.06 |
17.06 |
15.05 |
23.05 |
28.08 |
23.09 |
21.04 |
02.05 |
04.05 |
15.05 |
11.05 |
20.05 |
13.09 |
10.10 |
02.11 |
30.05 |
* Прим.: Пб1, 3 – набухание почек и начало роста побега; Пб2 – распускание побега; Пб4 – Конец роста побега; О1 – начало одревеснения побега; О2 – полное одревеснение; Л1 – начало обособления хвои; Л2 – полное обособление хвои; Л3 – осеннее пожелтение хвои; Л4– опадение хвои; Ро – рост озими; Ц1 (м) – пыление; Ц1 (ж) – “цветение”; Ц2 (м) – конец пыления; Ц2 (м) – конец цветения; Пл1 – формирование шишки; Пл2– начало созревания шишки; Пл3– полное созревание шишки; Пл4– рассеивание семян; П4 – образование зимней верхушечной почки
В БЛОС сосна веймутова полвека назад начинала вегетировать в среднем 26.04, т.е. на 4-5 дней позже, чем в нынешнее время. В условиях Воронежа этот вид начинает расти в среднем 8.04, т.е. на 2 недели раньше, чем в Уфе. Гораздо позднее (10.05-28.05) начало вегетации отмечается в Карелии [5]. В Чуйской долине средняя дата набухания почек сосны веймутовой – 21.03 [3], что на месяц раньше, чем в Уфе. Что касается сосны желтой, то фенологические данные по этому виду практически отсутствуют. Только для условий Алма-Аты и Чуйской долины указывается, что у сосны желтой начало вегетации приходится на 16.03 – в первом пункте и на 20.03 – во втором.
Итак, последовательность видов по прохождению фазы начала вегетации в г. Уфе за два года сравнительно близка. В 2012 г. фаза начала вегетации, а также и все другие фенологические фазы, протекали раньше, чем в 2011 г. За последние 50-60 лет сроки начала вегетации некоторых сосен-интродуцентов сдвинулись в сторону их более раннего наступления на 4-7 дней, что, вероятно, связано с процессами потепления климата за последние десятилетия.
По сроку начала вегетации североамериканские сосны занимают промежуточное положение между южными регионами (Казахстан, Киргизия) и северными (Карелия).
Пыление раньше всего начинается у сосны обыкновенной (табл.). В 2011 г. сосна обыкновенная вступила в эту фазу 1.05; спустя 3 дня пыление началось у сосны Банкса, и спустя еще 2 недели – у кедра сибирского и сосны веймутова (пыление у сосны желтой в 2011 г. не зафиксировано). В 2012 г. сосна обыкновенная “пылила” со 2 мая, на следующий день – сосна Банкса, спустя 10 дней – сосна желтая, и через 14-15 дней после сосны обыкновенной – сосна веймутова и кедр сибирский. Следовательно, на протяжении 2 лет синхронность начала пыления изучаемых видов относительно сохраняется. Средние фенодаты начала пыления сосен за 2 года следующие: обыкновенной – 12.05, Банкса – 3-4.05, желтой – 13.05, кедра – 17.05, веймутова – 17-18.05.
По данным фенологических наблюдений в дендропарке БЛОС [8] средняя дата пыления сосны Банкса в 1954-1967 гг. отмечалась 26.05 – на 3 недели позднее, чем сегодня (если в данных БЛОС нет ошибки). У сосны веймутова в БЛОС эта фенофаза приходилась в среднем на 22.05, что на 4-5 дней позднее, чем в настоящее время. Во всяком случае, видно, что оба вида ныне начинают пыление на менее чем на 4-5 дней раньше, чем полвека назад.
Каких-либо подробных сведений по фенофазе пыления по другим пунктам интродукции нами не найдено. Исключение составляют данные по ботаническому саду Воронежского госуниверситета [11], согласно которым сосна Банкса “зацветает” 13.05 (на 10 дней позднее, чем в Уфе), веймутова – 3.06 (более чем на 2 недели позднее, чем в Уфе). Однако, данные по Воронежскому ботаническому саду довольно противоречивы: вегетация североамериканских сосен в Воронеже, как мы отмечали выше, начинается на 12-14 дней раньше, чем в условиях Уфы, тогда как пыление – на 10-15 дней позже.
В целом, в Башкирском Предуралье (г. Уфа) интродуцированные виды североамериканских сосен проходят все фазы сезонного развития и полностью укладываются в вегетационный период района интродукции. Это свидетельствует об определенном соответствии биологических (фенологических) особенно- стей видов природно-климатическим условиям в новых условиях произрастания. Сроки наступления фенофаз в настоящее время, по сравнению с периодом полувековой давности, сдвинуты на более ранние даты (на 4-5 и более дней). Изученные виды сосен по своим фенологическим характеристикам перспективны для более широко использования в озеленении в Башкирском Предуралье и районах со сходными климатическими условиями.
Список литературы Сезонный ритм развития некоторых североамериканских сосен в условиях Башкирского Предуралья
- Гиргидов Д.Я. Культуры новых хвойных пород в северо-западных районах СССР//Географический сборник. Географические вопросы лесного хозяйства. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1955. С. 25-93.
- Зайцев Г.Н. Фенология древесных растений. М.: Наука, 1981. 120 с.
- Золотарев Т.Е. Хвойные экзоты в Чуйской долине. Фрунзе: Илим, 1971. 179 с.
- Каталог культивируемых древесных растений России. Сочи; Петрозаводск, 1999. 173 с.
- Кищенко И.Т. Рост и развитие аборигенных и интродуцированных видов семейства Pinaceae Lindl. в условиях Карелии. Петрозаводск: Изд-во Петрозав. гос. ун-та, 2000. 211 с.
- Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР. М., 1975. 28 с.
- Рубаник В.Г. Хвойные породы в Алма-Ате. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1963. 140 с.
- Рябчинский А.Е., Халфина Л.И. Итоги фенологических наблюдений за древесными и кустарниковыми породами в дендропарке Башкирской ЛОС за 1954-1967 гг.//Сб. тр. по лесному хозяйству. Вып. IX. Уфа, 1973. С. 78-88.
- Славкина Т.И. Голосеменные//Дендрология Узбекистана Т. II. Ташкент: ФАН, 1968. С. 5-484.
- Соколов С.Я. Сем. 5. Pinaceae Lindl. -Сосновые//Деревья и кустарники СССР. Дикорастущие, культивируемые и перспективные для интродукции. Т. I. Голосеменные. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1949. С. 52-266.
- Шестопалова В.В. Особенности роста, развития и устойчивости видов сосновых в условиях Ботанического сада Воронежского госуниверситета//Вест. ВГУ. Серия химия, биология, фармация. 2003. № 1. С. 89-95.
- Oliver W.W., Ryker R. Pinus ponderosa Dougl. ex Laws. Ponderosa pine//Silvics of North America. 1990. V. 1. P. 413-424.
- Wendel G.W., Smith H.C. Pinus strobus L. Eastern white pine//Silvics of North America. V. 1. Conifers. Agric. Handb. 654. Washington: U.S. Department of Agriculture, 1990. P. 476-488.