Динамика структуры и продуктивность зарослей черники (vaccfnjum myrtjllus L. ) в кедровых насаждениях Хакасии Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 630. 05

ДИНАМИКА СТРУКТУРЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗАРОСЛЕЙ ЧЕРНИКИ (VACCNIUMMYRTILLUSL.) В КЕДРОВЫХ НАСАЖДЕНИЯХ ХАКАСИИ

Е.А.Линдт, С. Л. Шевелев

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный технологический университет» 660049 Красноярск, пр. Мира, 82, e- mail: [email protected]

Статья посвящена важному вопросу таксации недревесных лесных ресурсов - установлению закономерностей формирования популяций дикорастущих пищевых и лекарственных растений в кедровых лесах Хакасии. Организация комплексного, устойчивого лесопользования в кедровниках невозможна без вовлечение в промышленную эксплуатацию других дикорастущих промысловых видов, одним из которых является черника - ценный дикорастущий вид, обладающий полезными, целебными свойствами. Цель работы - установление закономерностей структуры и формирования зарослей черники и их потенциальной продуктивности по лекарственному сырью из листьев. Объектом исследования явились популяции черники в Алтае - Саянском горно-таежном лесном районе республики Хакасия. Сбор экспериментальных данных велся методом ключевых участков. В пределах ключевых участков, закладывались круговые пробные площади постоянного радиуса - 9,8 м. Всего было заложено 3 ключевых участка, в которых осуществлены замеры на 39 пробных площадях, включающие картирование деревьев и кустарников, оценку проективного покрытия площади черникой. На каждой круговой пробной площади были обмерены модельные экземпляры парциальных побегов черники. У них устанавливались высота, диаметр у основания, величины годичных линейных приростов, размеры ягод и их вес, вес лекарственного сырья. Всего обмерено 183 модельных парциальных побега. Для установления степени занятости зарослью площади, в пределах каждого ключевого участка, закладывалось по десять маршрутных ходов. В результате проведения работ установлены закономерности формирования структуры популяций брусники по возрасту и высоте парциальных побегов. Построены математические модели. Установлены закономерности динамики годичных линейных приростов и хода роста парциальных побегов по высоте. Возможный сбор массы лекарственного сырья в сыром состоянии из листьев черники в районе исследования составил 1,98 т/га при полном (стопроцентном) покрытии зарослью площади и 0,78 т/га при фактическом среднем проективном покрытии зарослями черники площади кедровников.

Ключевые слова черника, проективное покрытие, ключевые участки, модельные экземпляры, годичный прирост, возрастная структура, структура популяции по высоте, лекарственное сырье.

The article is devoted to the important issue of valuation of non-wood forest resources-establish regularities of formation of populations of wild edible and medicinal plants in the pine forests of Khakassia. Organization for integrated, sustainable forest management is not possible without the involvement of impacted Cedar forests in the production of other wild species, one of which is the blueberry-a valuable wild look, with useful medicinal properties. The aim of this work is to establish structures and patterns of forming thickets of blueberry and their potential productivity of medicinal raw materials from the leaves. The object of the study were the populations of bilberry in the Altai-Sayan mountain-Taiga forest region of the Republic of Khakassia, Russia. Experimental data collection was conducted by method of key sites. Within key plots, Pie plots laid constant range is 9.8 m Total was laid 3 key plot within which carried out measurements on 39 plots, including mapping of trees and shrubs, assessment of the projective cover square blueberries. Within each of the circular plot measurement of partial instances were fashion shoots of blueberry. They have installed height, diameter at the base, the amount of annual increments, linear dimensions of berries and their weight, the weight of the raw materials. Just been measured 183 model partial escape. To establish the degree of employment brushwood square within each key plot upon ten block moves. As a result of works forming regularities of structure of cranberries on the age and height of partial shoots. Mathematical models. Regularities of dynamics of annual rates of growth and progress linear partial shoots. Possible mass gathering raw materials from the leaves of bilberry in region was 1.98 t/ha in full (one hundred percent) coverage area and brushwood 0.78 t/ha at an actual average projective cover Blueberry bushes next square.

Keywords: bilberry, a projective covering, key sites, model copies, a year gain, age structure, structure of population on height, medicinal raw materials.

ВВЕДЕНИЕ

Ресурсы леса не ограничены одной древесиной, значительную ценность представляют пищевые и лекарственные растения произрастающие в нем.

Биологическая система горных кедровых лесов Хакасии включает большое количество ценных ягодных, лекарственных и технических растений. Безусловно, на первом месте по значимости и экономической эффективности находится заготовка ореха сосны кедровой сибирской. Этот традиционный сибирский

промысел давно обрел заслуженную оценку и понимание его важности. Однако организация комплексного, устойчивого лесопользования в кедровниках невозможна без вовлечение в промышленную эксплуатацию других дикорастущих промысловых видов, одним из которых является черника - ценный дикорастущий вид, обладающий полезными, целебными свойствами.

В качестве лекарственного сырья у черники используют зрелые ягоды, собранные без плодоножек или листья, собранные до цветения. Листья входят

в состав противодиабетических сборов, которые используют при лечении нейродегенеративных заболеваний, таких как болезни Паркинсона и Альцгеймера.

Ягоды черники содержат глюкозу, фруктозу, лимонную и яблочную кислоты, значительное количество дубильных веществ, красителей, пектина. Свежие плоды черники применяют как вяжущее средство. Экстракты, отвары и настои из листьев употребляют при диабете, желчнокаменной и мочекаменной болезнях. Экстракты содержат вещества улучшающие зрение (Телишевский, 1986).

Объектом исследования явились популяции черники в Алтае - Саянском горно-таежном лесном районе республики Хакасия. Сбор данных осуществлялся в пределах Абазинского лесничества.

Цель работы, являющейся частью комплексного исследования посвященного оценке различных лесных ресурсов - установление закономерностей структуры и формирования зарослей черники и их потенциальной продуктивности по лекарственному сырью из листьев.

Регион исследования характеризуется сильно расчленённой горной системой. Наиболее распространенными являются суглинистые, свежие почвы. Климат района континентальный. Основной лесоо-бразующей породой является сосна кедровая сибирская (Pinus sibirica Du Tour).

Продуктивности зарослей черники, в различных регионах России посвящен достаточно широкий ряд работ ( Астрологова, 1999; Белоногова, 1989; Егоши-на, 2006; Михайлов, 2013; Муратов,1982; Подколзин, 2006; Саковец,1982; Тюлин, 1984; Шевелев, 1998; Шевелева, 1983 и др.).

Биолого-морфологические особенности роста и развития черники, особенности структуры зарослей, возростная динамика ягодников описаны в работах И.Г. Серебрякова, М.Б.Чернышева (1956); И.В. Жуй-ковой (1969); В.Б. Гедых (2002) и др.

МЕТОДИКА СБОРА И ОБЪЕМ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

Сбор экспериментальных данных велся методом ключевых участков.

Ключевой участок представлял собой лесную территорию (таксационный выдел, совокупность таксационных выделов, часть квартала) на которой в составе напочвенного покрова преобладала черника, формирующая заросли имеющие промысловое значение.

В пределах ключевых участков, закладывались круговые пробные площади постоянного радиуса -9,8 м. Площадь такой пробы составляет 300 м2. Пробные площади закладывались систематическим порядком, для чего предварительно вычерчивался план ключевого участка, на котором намечались центры круговых площадок.

Всего было заложено 3 ключевых участка, в пределах которых осуществлены замеры на 39 пробных площадях, включающие картирование деревьев и кустарников, оценку проективного покрытия площади черникой. В пределах каждой круговой пробной площади были обмерены модельные экземпляры парциальных побегов черники. У них устанавливались высота, диаметр у основания, величины годичных линейных приростов, размеры ягод и их вес, вес лекарственного сырья. Всего обмерено 183 модельных парциальных побега.

Для установления степени занятости зарослью площади в пределах каждого ключевого участка закладывалось по десять маршрутных ходов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

Первым этапом обработки данных явилось их первичная статистическая оценка. В таблице 1 приведены статистические показатели характеризующие объект исследования.

Таблица 1 - Статистическая характеристика показателей зарослей черники

Характеристики зарослей черники

статжшчежие шпатели Проектное покрытие, % Средний диаметр ягод, мм Густота, шт/дм 2 Вес сырого лекарственного сырья, г/ дм 2

1 2 3 4 5

Среднее значение Стандартное отклонение Стандартная ошибка Асимметрично сть Эксцесс Коэффициент варьированиям/о Точность опыта,%о

39,59 17,09 2,81 0,68 0,07

43,17

7,10

7,32

I,57 0,31 -2,94

II,64

21,45 4,23

7,11 2,96 0,49 0,97 0,69

41,63

6,89

1,98 0,77 0,13 0,73 1,55

38,89

6,57

Содержание таблицы, величина точности опыта свидетельствуют о том, что полученные данные репрезентативны и позволяют использовать их для дальнейшей обработки.

Далее анализировались закономерности формирования зарослей черники. Для установления характеристик структуры зарослей были построены ряды

распределения парциальных побегов по возрасту и высоте.

Оказалось, что структура зарослей черники по возрасту и структура по высоте с высокой степенью адекватности аппроксимируются функцией одного вида:

Y=a*exp((-(b-x)2)/(2*c2)), (1)

В таблице 2 показаны величины коэффициен- фициент детерминации (г2) и стандартная ошибка тов уравнений и показатели адекватности - коэф- уравнения(Б)

Таблица 2 - Параметры уравнений

Структура зарослей черники

Возрастная

Переменные

Коэффициенты уравнений

У

Возраст, лет

Число побегов,%

32.512

Ь

2.918

1.212

Показатели адекватности уравнений

0.992

Б

1.210

По высоте

Высота Число

побегов, мм побегов,%

23.986

140.089

49.663

0.906

3.142

Текущие изменения в структуре заросли определяются величиной годичных приростов. Статистическая обработка рядов приростов показала следующее (таблица 3).

Таблица 3 - Динамика среднего линейного прироста парциальных побегов черники (мм)

Статистические

Год формирования прироста

показатели 1 2 3 4 5 6 7 8

Среднее значение 54.6 52.7 41.4 30.8 24.4 24.7 23.7 23.0

Стандартная ошибка 1.7 1.8 1.8 2.4 2.6 1.5 1.7 -

Медиана 52.0 50.0 37.5 27.0 20.0 26.0 22.0 -

Мода 60.0 30.0 30.0 20.0 17.0 22.0 22.0 -

Стандартное отклонение 22.3 22.9 20.3 18.5 12.3 4.4 2.9 -

Дисперсия выборки 497.9 523.8 411.4 341.6 151.9 19.5 8.3 -

Эксцесс 0.08 -0.02 0.57 2.3 0.17 -0.76 - -

Асимметричность 0.51 0.68 0.86 1.32 0.92 -0.39 1.7 -

Минимум 13.0 10.0 7.0 3.0 7.0 17.0 22.0 -

Максимум 122.0 122.0 100.0 100.0 55.0 30.0 27.0 -

Коэффициент вариации,% 40.9 43.4 48.9 60.1 50.5 17.9 12.2 -

Точность опыта, % 3.0 3.4 4.4 7.7 10.5 5.9 7.0 -

Наблюдается закономерное снижение средней величины годичного линейного прироста парциальных побегов, эту же тенденцию имеет и максимальная величина этого показателя.

Коэффициенты вариации рядов годичных приростов достаточно высоки и изменяются в пределах 12,2- 60,1%. Характер распределения приростов иллюстрирует график (рисунок 1) на котором приведены ряды приростов парциальных побегов черники первых четырех лет формирования.

Ряды распределения близки по форме к нормальному ряду, с небольшой асимметричностью правой ветви графиков, что говорит о наличии в зарослях черники отдельных экземпляров имеющих значительные величины годичных линейных приростов.

50,0 т-

45,0 40,0

% 35,0

8 30,0

о

М§ 25,0

К

§ 20,0 ^ 15,0

10,0 5,0 0,0

0 20 40 60 80 100 120 140 Длина годичного прироста, мм

Рисунок 1 - Ряды распределения годичных приростов побегов черники

1 год -2 год -3 год 4 год

Ход роста парциальных побегов по высоте (рисунок 2) с высокой степенью адекватности отображается функцией вида:

Y = а (1 - ехр(-Ьх),

(3)

Y -высота парциального побега, мм; х - возраст парциального побега, лет; а = 266.0992 Ь = 0.2725

Коэффициент детерминации (г2) равен 0,98, при стандартной ошибке уравнения (Б) равной 9,279.

в = 38.58263501 г = 0.73051961

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0

Возраст парциального побега, лет

Рисунок 3 - Ход роста парциальных побегов черники по высоте

х

а

с

г

Изменчивость массы лекарственного сырья по отдельным круговым пробным площадям достаточно высока, коэффициент вариации ряда - 38,9%.

Возможный сбор массы лекарственного сырья из листьев черники в районе исследования составил 1,98 т/га при полном (стопроцентном) покрытии зарослью площади и 0,78 т/га при фактическом среднем проективном покрытии зарослями черники площади кедровников, т.е. 39,6 %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения настоящей работы установлен ряд закономерностей в формировании зарослей черники в кедровых лесах Алтае-Саянского горно-таежного лесного района республики Хакасия, предоставляющих из себя одно из наиболее продуктивных растительных сообществ Средней Сибири.

Полученные результаты могут быть использованы при вовлечении в эксплуатацию недревесных ресурсов леса на базе многоцелевого лесопользования.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Астрологова, Л.Е. Влияние экологических факторов среды на плодоношение черники / Л.Е. Астрологова // Лесной журнал, 1999. С. 35-40. Белоногова, Т.В. Эколого - биологические особенности хозяйственно ценных растений Карелии / Т.В. Белоногова, Н.Л. Зайцева, Е.В. Шаврина. - Петрозаводск, 1989.

- 316 с.

Бобринев, В.П. Кедровые леса Восточного Забайкалья [Текст] / В.П. Бобринев, Л.Н. Бак, В.В. Фищенко. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004. - 264 с. Гедых, В.Б. Дикорастущие брусничные в условиях Беларуси / В.Б. Гедых - Гомель: ИЛ НАН Беларуси, 2002.

- 412 с.

Егошина, Т.Л. Анализ особенностей плодоношения и ресурсов Vaccinium тугйДш (епсасеае) в Кировской области (1961 - 2004 гг.) / Т.Л. Егошина, К.Г. Колупае-

Работа выполнена по заданию Министерства образова

ва, Л.К. Раус // Растительные ресурсы. Т-42. В-1, 2006. С. 57 - 64 с.

Жуйкова И.В. Морфогенез и ветвление побегов / И. В. Жуй-кова// Экология и биология растений восточноевропейской лесотундры. Ч.1. - Л.:Наука, 1969. - С.212-227.

Михайлов, П.В. Оценка ресурсов пищевых и лекарственных растений восточного склона Кузнецкого Алатау и организация их эксплуатации: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. с.-х. наук: 6.03.02 / П.В. Михайлов. -Красноярск: СибГТУ, 2013. - 23 с.

Муратов, Ю.М. Формирование урожая ягод черники и брусники / Ю.М. Муратов // Биологические ресурсы лесов Сибири: сб. ст. - Красноярск, 1982. - С. 42-55.

Подколзин, А.В. Таксация лесных пищевых ресурсов и пути организации многоцелевого лесопользования в лесах северного макросклона Восточного Саяна: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. с.-х. наук: 6.03.02 / А.В. Подколзин. - Красноярск: СибГТУ, 2006. - 20 с.

Саковец, В. И. Таксация ресурсов недревесной продукции в лесах Карелии при лесоустройстве: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. с.-х. наук: 6.03.02 / В.И. Саковец.

- Красноярск, 1982. - 25 с.

Серебряков И.Г, Чернышова М.Б, О морфогенезе жизненной формы кустарничка у черники, брусники и некоторых болотных Ericaceae / И.Г. Серебряков, М.Б. Чернышова - М.: Бюллетень МОИП отд. биол, 1956. - т.60.

- вып.2. - С. 65-77.

Телишевский, Д.А. Комплексное использование недревесной продукции леса / Д.А. Телишевский - М.: Лесн. Про-сть, 1986. - 261 с., ил.

Тюлин, С.Я. Урожайность Vacciniummyrtillus и Vacciniumvitis - idaea в СССР (1970 - 1980 ) / С.Я. Тюлин, Е.А. Мазная // Растительные ресурсы. Т-20. В-1, 1984. С. 35 - 41.

Шевелёв, С.Л. Многоцелевое лесопользование в ли-ственичниках Средней Сибири: автореф. дис. на соиск. учен. степ. докт. с.-х. наук: защищена 20.10.98 / С.Л. Шевелёв. - Красноярск, 1998. - 36 с.

Шевелева, Г.А. Ресурсы и таксация дикорастущих ягодников лесов восточного склона Енисейского кряжа: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. с-х наук / Г.А. Шевелева. - Красноярск, 1983. - 16 с.

я и науки Российской Федерации.

Поступила в редакцию 7.12.15 Принята к печати 10.05.16