CC BY
0
ЛЕСОВЕДЕНИЕ, ЛЕСОВОДСТВО, ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ, АГРОЛЕСОМЕЛИОРАЦИЯ, ОЗЕЛЕНЕНИЕ,
ЛЕСНАЯ ПИРОЛОГИЯ И ТАКСАЦИЯ / FORESTRY, FORESTRY, FOREST CROPS, AGROFORESTRY, _LANDSCAPING, FOREST PYROLOGY AND TAXATION_
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2024.139.154
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ACER NEGUNDO L. ПРИ ВНЕДРЕНИИ В ЦЕНТРАЛЬНЫЙ
ЛЕСНОЙ ПАРК ЕКАТЕРИНБУРГА
Научная статья
Тишкина Е.А.1' *, Шашина А.В.2, Фарфель Д.В.3, Целева Н.Д.4
1 ORCID : 0000-0001-6315-2878;
1 Ботанический сад УрО РАН, Екатеринбург, Российская Федерация 1 2 3 4 Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Российская Федерация
* Корреспондирующий автор (elena.mlob1[at]yandex.ru)
Аннотация
В статье изучен адаптационный механизм распространения Acer negundo L. на примере местообитаний в Центральном лесном парке г. Екатеринбурга на основе популяционных (возрастная и виталитетная структура) и организменных параметров (морфометрические показатели). Оценка инвазионного потенциала позволила установить сходные черты внедрения клена ясенелистного в любом его местообитании. Все фрагменты ценопопуляции находились на начальном этапе внедрения и начинали свою экспансию с открытых пространств, хорошо вселяясь в лесные экосистемы, преимущественно в сосняки разнотравные с сомкнутостью древесного полога 0,5. Указанная тенденция завоевания территории видом «агрессором» сохраняется и в настоящее время, и с уверенностью можно сказать, что эта ситуация характерна для многих регионов России, поэтому необходимо проводить мониторинг состояний экосистем.
Ключевые слова: Acer negundo, лесной парк, онтогенез, виталитетная структура, морфометрические параметры.
A COMPLEX EVALUATION OF ACER NEGUNDO L. AT INTRODUCTION INTO THE CENTRAL FOREST PARK
OF YEKATERINBURG
Research article
Tishkina E.A.1 *, Shashina A.V.2, Farfel D.V.3, Tseleva N.D.4
1 ORCID : 0000-0001-6315-2878;
1 The Botanical Garden of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Ekaterinburg, Russian Federation 1 2' 3' 4 Ural State Forestry Engineering University, Ekaterinburg, Russian Federation
* Corresponding author (elena.mlob1[at]yandex.ru)
Abstract
The article studies the adaptation mechanism of Acer negundo L. distribution on the example of habitats in the Central Forest Park of Yekaterinburg on the basis of population (age and vitality structure) and organismal parameters (morphometric indices). The evaluation of invasion potential allowed to establish similar features of ash-leaved maple introduction in any of its habitats. All fragments of the cenopopulation were at the initial stage of introduction and started their expansion from open spaces, penetrating well into forest ecosystems, mainly in mixed herbaceous pine forests with 0.5 tree canopy closure. This tendency of territory conquest by the "aggressor" species persists at the present time, and it is safe to say that this situation is typical for many regions of Russia, therefore it is necessary to monitor ecosystem conditions.
Keywords: Acer negundo, forest park, ontogeny, vitality structure, morphometric parameters.
Введение
В настоящее время подлесок лесных парков Екатеринбурга сильно изменен по видовому составу. Большинство адвентивных древесных видов используются в озеленении [1] и высажены в лесных парках в 1970-1980-х гг. [2], [3], [4]. Большой ошибкой оказалось введение интродуцированных растений, что позволило интенсивному проникновению клена ясенелистного в лесные парки, где он занимает определенные экологические ниши, вытесняя при этом коренные виды, трансформируя экосистему. Объектом исследования выбран клен ясенелистный (Acer negundo L.) неслучайно, так как он является одним из самых агрессивных древесных сорных видов в лесной зоне Евразии [5], [6], [7]. Поэтому изучение процессов, которые протекают в лесопарковой зоне Екатеринбурга при внедрении в них клена ясенелистного, представляется весьма актуальным.
Цель исследования - изучение инвазии клена ясенелистного в Центральном лесном парке г. Екатеринбурга.
Методом исследования являлся сравнительный анализ состояния одиннадцати фрагментов ценопопуляции (ФЦП) Acer negundo в Центральном лесном парке Екатеринбурга. При изучении клена в 2022 году применяли стандартные методы [8], [9], [10]. Рассчитывали доли деревьев различных онтогенетических состояний (im - имматурное, v -виргинильное, gi - молодое генеративное) в общем объеме выборок для каждого местообитания (лесного парка). Комплексное изучение выполняли на основе возрастной и виталитетной структуры, организменных и популяционных признаков особей.
Основные результаты
Город Екатеринбург является одним из самых зеленых городов Российской Федерации. Вокруг него расположено широкое кольцо зеленых насаждений. В пределах городской застройки располагаются 15 лесных парков [11]. Клен ясенелистный по таксационным данным внедрился в 13 из 15 лесных парков Екатеринбурга, и формирует вторичный ареал [12]. На территории Центрального лесного парка он произрастает только в сосняках разнотравных на площади 20,2 гектара преимущественно при полноте древостоя 0,4 (см.рис. 1).
Рисунок 1 - Распространение клена ясенелистного в Центральном лесном парке DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2024.139.154.1
Численность клена в местообитаниях варьирует от 822 до 4289 особей на гектар (см. табл. 1). Максимальное количество зафиксировано в сосняке разнотравном при сомкнутости древесного полога 0,7 (ФЦП10). С увеличением древесного полога древостоя увеличивается количество особей клена (г = 0,55, р <0,05). Морфометрические показатели особей колеблются по высоте 0,93-1,86 м, с проекцией 0,1-1,06 м2 и объемом кроны 0,04-1,59 м3. Жизненное состояние растений установлено от 60 до 97% (см. рис. 2), при этом виталитетный спектр в местообитаниях представлен преимущественно здоровыми растениями.
Таблица 1 - Характеристика местопроизрастания фрагментов ценопопуляции клёна ясенелистного в Центральном
лесном парке
DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2024.139.154.2
Номер фрагмен
та ценопоп уляци
Характеристика
местообитания
Древостой
сомкнут
Тип ость
леса состав древесн
ого
полога
Фрагменты ценопопуляции
общая плотнос ть, экз./га индекс виталит ета, % морфометрические показатели
высота, м площад ь проекци и кроны, м2 объем кроны, м3
1 Сосняк разнотр авный 7С3Б 0,6 1522 84 1,16±0,1 3 0,21±0,0 5 0,1±0,04
2 Сосняк разнотр авный 10С 0,5 822 95 0,93±0,1 0,11±0,0 2 0,04±0,0 1
3 Сосняк разнотр авный 10С 0,4 1011 97 1,02±0,0 9 0,2±0,03 0,09±0,0 2
4 Сосняк разнотр авный 10С 0,6 1367 95 1,11±0,1 0,22±0,0 2 0,1±0,02
5 Сосняк разнотр авный 9С1Б 0,6 3022 94 1,58±0,1 9 0,29±0,1 3 0,32±0,2 1
6 Сосняк разнотр авный 8С1Б1Л п 0,5 3189 84 1,65±0,2 8 1,06±0,7 1 1,59±1,1 5
7 Сосняк разнотр авный 10С 0,5 2744 84 1,86±0,3 1 0,83±0,3 4 1,41±0,7 7
8 Сосняк разнотр авный 10С 0,6 1178 60 1,14±0,1 2 0,19±0,0 8 0,14±0,0 7
9 Сосняк разнотр авный 10С 0,6 1911 88 1,30±0,1 2 0,31±0,0 5 0,17±0,0 4
10 Сосняк разнотр авный 10С 0,7 4289 83 1,83±0,1 5 0,37±0,0 5 0,28±0,0 6
11 Сосняк разнотр авный 10С 0,7 3734 90 1,60±0,1 1 0,30±0,0 3 0,18±0,0 3
X ± тх 0,6 1795 87 1,57±0,1 6 0,37±0,1 4 0,4±0,22
Жизненное состояние, %
юо г"—-—
Фрагменты ценопопуляции
Рисунок 2 - Жизненное состояние клена ясенелистного в Центральном лесном парке DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2024.139.154.3
В индивидуальном развитии клена выявлено два периода: прегенеративный и генеративный (см. рис. 3), определены три онтогенетических состояний (см. табл. 2).
%
в
ЙЛ
/и -
дл
0 в
1 2 3 4 S 6 7 Й 9 10 11 Фрагменты ценопопуляции в прегенеративные а генеративные и постпенератийные о<обн
Рисунок 3 - Возрастная структура Acer negundo L. DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2024.139.154.4
Доля генеративной фракции состоит лишь из молодых генеративных особей в одном местообитании (ФЦП 1) до 7%. Прегенеративная фракция представлена растениями имматурными от 3 до 23 и виргинильными от 73 до 100%. Практически все фрагменты состоят из прегенеративных особей, что подтверждает о начальной стадии заселения клена в данный лесной парк.
Таблица 2 - Онтогенетическая структура фрагментов ценопопуляции клена в Центральном лесопарке
DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2024.139.154.5
Фрагмент ценопопу ляции Онтогенетические состояния, % Индекс
Im V Gi индекс возрастно сти индекс замещени я индекс восстанов ления индекс эффектив ности
1 20 73 7 0,11 13 13 0,40
2 23 77 0 0,10 0 0 0,36
3 17 83 0 0,11 0 0 0,38
4 3 97 0 0,12 0 0 0,41
5 10 90 0 0,11 0 0 0,40
6 0 100 0 0,12 0 0 0,42
7 0 100 0 0,12 0 0 0,42
8 0 100 0 0,12 0 0 0,42
9 7 93 0 0,11 0 0 0,4
10 0 100 0 0,12 0 0 0,42
11 0 100 0 0,12 0 0 0,42
Среднее значение 7,27 92,09 0,64 0,11 0 0 0,40
Примечание: Im - имматурные, V - виргинильные, G1 - молодые генеративные
Установлены левосторонний одновершинный спектр во всех фрагментах ценопопуляции клена. Все одиннадцать фрагментов по Л.А. Животовскому [10] принадлежат: к молодым популяциям. Лишь в сосняке разнотравном (ФЦП1) клен достиг хорошей возобновительной способности, это подтверждают индексы восстановления и замещения, которые больше 1, остальные фрагменты находятся в начальной стадии внедрения, при этом индекс возрастности варьирует от 0,10 до 0,12, а индекс эффективности выявлен от 0,36 до 0,42.
При изучении состояния Acer negundo в Центральном лесном парке применили комплексный подход на основе организменных и популяционных параметров (см. табл. 3). Максимальные значения организменных показателей установлены в сосняке разнотравном (ФЦП6,7) (15 баллов) и популяционных признаков в сосняке разнотравном (ФЦП 11) (16 баллов).
Таблица 3 - Балловые оценки величины признаков Acer negundo L. (Центральный) DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2024.139.154.6
Параметры Баллы
I II III IV V
Организменные признаки особей
Высота растений, м <0,93 0,94-0,1.16 1,17-1,39 1,40-1,62 1,63-1,86
Площадь проекции кроны, м2 <0,11 0,12-0,34 0,35-0,57 0,58-0,80 0,81-1,06
Объем кроны, м3 <0,04 0,05-0,42 0,43-0,80 0,81-1,18 1,19-1,59
Популяционные признаки
Общая плотность, экз./га <822 823-1689 1690-2557 2558-3424 3425-4289
Доля прегенератив- ных особей, % <93 94-94,7 94,8-96,5 96,6-98,2 98,3-100
Доля генеративных особей, % <0 0,1-1,75 1,76-3,50 3,51-5,25 5,26-7
Индекс виталитета, % <60 61-69 70-78 79-87 88-97
Выявлено, что наилучшие эколого-фитоценотические условия в Центральном лесном парке для произрастания клена являются сосняки разнотравные (29 баллов) (ФЦП6, 7) при сомкнутости древесного полога 0,5. Это подтверждает высокая плотность фрагментов местообитаний и высокими организменными показателями клена.
Заключение
Район изучения клена отличается высокой антропогенной нагрузкой, так как он изобилует многочисленными дорогами и сетью тропинок. Acer negundo начинает свое внедрение с открытых пространств и хорошо внедряется в лесные экосистемы, преимущественно в сосняки разнотравные при сомкнутости древесного полога 0,5. Агрессивность клёна ясенелистного в сочетании с его теневыносливостью, высокой плодовитостью и скоростью роста, а также способностью противостоять высоким рекреационным нагрузкам, образует многоярусные заросли, постепенно внедряясь вглубь древостоя, вытесняя аборигенную флору.
Приведенные данные указывают на выраженную экспансию чужеродного вида и его значительный инвазионный потенциал. Таким образом, данные исследования представляют научный интерес при мониторинге за состоянием натурализовавшегося вида для получения достоверных сведений о его фитоценотической стратегии в новом сообществе и месте в структуре коренных сообществ.
Конфликт интересов
Не указан.
Рецензия
Все статьи проходят рецензирование. Но рецензент или автор статьи предпочли не публиковать рецензию к этой статье в открытом доступе. Рецензия может быть предоставлена компетентным органам по запросу.
Conflict of Interest
None declared.
Review
All articles are peer-reviewed. But the reviewer or the author of the article chose not to publish a review of this article in the public domain. The review can be provided to the competent authorities upon request.
Список литературы / References
1. Мамаев С.А. Определитель деревьев и кустарников Урала. Местные и интродуцированные виды / С.А. Мамаев
— Екатеринбург: УрО РАН, 2000. — 260 с.
2. Петров А.П. Дигрессия фитоценозов и натурализация древесных растений в лесопарковой зоне г. Екатеринбурга / А.П. Петров, Г.В. Ладейщикова, Е.А. Зотеева // Ботанические исследования на Урале // под ред. С.А. Овеснов. — Изд-во Перм. гос. ун-та, 2009. — с. 279-281.
3. Монтиле А.А. Количественная характеристика проявления признаков размера особей и диагностика состояния Cotoneaster lucida Schlecht. в условиях урбаносферы г. Екатеринбурга / А.А. Монтиле, Е.А. Тишкина // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. — 2020. — 3(83). — с. 138-145. DOI: 10.34655/bgsha.2020.60.3.016.
4. Тишкина Е.А. Внедрение лекарственного вида Caragana arborescens Lam. в лесопарковую зону Екатеринбурга / Е.А. Тишкина // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. — 2022. — 3(95). — с. 96-100. DOI: 10.37670/2073-0853-2022-95-3-96-100.
5. Виноградова Ю.К. Влияние чужеродных видов растений на динамику флоры территории Главного ботанического сада РАН / Ю.К. Виноградова // Российский журнал биологических инвазий. — 2015. — 8(4). — с. 2241.
6. Третьякова А.С. Особенности распределения чужеродных растений в естественных местообитаниях на урбанизированных территориях Свердловской области / А.С. Третьякова // Вестник Удмуртского университета. Сер. Биология. Науки о Земле. — 2016. — 26(1). — с. 85-93.
7. Виноградова Ю.К. Черная книга флоры Средней России: чужеродные виды растений в экосистемах Средней России / Ю.К. Виноградова, С.Р. Майоров, Л.В. Хорун — Москва: ГЕОС, 2010. — 512 с.
8. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев / В.А. Алексеев // Лесоведение. — 1989. — 4. — с. 51-57.
9. Животовский Л.А. Онтогенетические состояния, эффективная плотность и классификация популяций растений / Л.А. Животовский // Экология. — 2001. — 1. — с. 3-7.
10. Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценопопуляций как функция времени и энергетических волновых процессов / А.А. Уранов // Биол. науки. — 1975. — 2. — с. 7-34.
11. Шевелина И.В. Характеристика лесного фонда зеленой зоны в пределах муниципального образования г. Екатеринбург / И.В. Шевелина, З.Я. Нагимов, Д.В. Метелев // Современные проблемы науки и образования. — 2015.
— 1.
12. Тишкина Е.А. Индивидуальное развитие Acer negundo L. и оценка его состояния при инвазии в лесопарк им. Лесоводов России / Е.А. Тишкина, О.Н. Орехова // Вестник Бурятской Государственной Сельскохозяйственной Академии им. В.Р. Филиппова. — 2022. — 4(69). — с. 133-139. DOI: 10.34655/bgsha.2022.69.4.017.
Список литературы на английском языке / References in English
1. Mamaev S.A. Opredelitel' derev'ev i kustarnikov Urala. Mestnye i introdutsirovannye vidy [Determinant of Trees and Shrubs of the Urals. Native and Introduced Species] / S.A. Mamaev — Ekaterinburg: UrO RAN, 2000. — 260 p. [in Russian]
2. Petrov A.P. Digressija fitotsenozov i naturalizatsija drevesnyh rastenij v lesoparkovoj zone g. Ekaterinburga [Digression of Phytocenoses and Naturalization of Woody Plants in the Forest Park Area of Yekaterinburg] / A.P. Petrov, G.V. Ladejschikova, E.A. Zoteeva // Botanicheskie issledovaniya na Urale [Botanical Research in the Urals] // edited by S.A. Ovesnov. — Publishing House of Perm State University, 2009. — p. 279-281. [in Russian]
3. Montile A.A. Kolichestvennaja harakteristika projavlenija priznakov razmera osobej i diagnostika sostojanija Cotoneaster lucida Schlecht. v uslovijah urbanosfery g. Ekaterinburga [Features of the Size Structure of Cotoneaster Lucidus Chlecht. Depending on Localization in Forest Parks of Yekaterinburg] / A.A. Montile, E.A. Tishkina // Proceedings Orenburg State Agrarian University. — 2020. — 3(83). — p. 138-145. DOI: 10.34655/bgsha.2020.60.3.016. [in Russian]
4. Tishkina E.A. Vnedrenie lekarstvennogo vida Caragana arborescens Lam. v lesoparkovuju zonu Ekaterinburga [The Introduction of the Medicinal Species Caragana Arborescens Lam. to the Forest Park Zone of Yekaterinburg] / E.A. Tishkina // Proceedings Orenburg State Agrarian University. — 2022. — 3(95). — p. 96-100. DOI: 10.37670/2073-0853-2022-95-3-96100. [in Russian]
5. Vinogradova Ju.K. Vlijanie chuzherodnyh vidov rastenij na dinamiku flory territorii Glavnogo botanicheskogo sada RAN [Influence Of Alien Plant Species on the Dynamics of Flora in the Territory of the Main Botanical Garden of the RAS] / Ju.K. Vinogradova // Russian Journal of Biological Invasions. — 2015. — 8(4). — p. 22-41. [in Russian]
6. Tret'jakova A.S. Osobennosti raspredelenija chuzherodnyh rastenij v estestvennyh mestoobitanijah na urbanizirovannyh territorijah Sverdlovskoj oblasti [Features of the Distribution of Alien Plants in Natural Habitats in Urbanized Areas of the Sverdlovsk Region] / A.S. Tret'jakova // Bulletin of Udmurt University. Ser. Biology. Geosciences. — 2016. — 26(1). — p. 8593. [in Russian]
7. Vinogradova Ju.K. Chernaja kniga flory Srednej Rossii: chuzherodnye vidy rastenij v ekosistemah Srednej Rossii [Black Book of the Flora of Central Russia: Alien Plant Species in the Ecosystems of Central Russia] / Ju.K. Vinogradova, S.R. Majorov, L.V. Horun — Moskva: GEOS, 2010. — 512 p. [in Russian]
8. Alekseev V.A. Diagnostika zhiznennogo sostojanija derev'ev i drevostoev [Diagnostics of the Vital State of Trees and Forest Stands] / V.A. Alekseev // Forestry. — 1989. — 4. — p. 51-57. [in Russian]
9. Zhivotovskij L.A. Ontogeneticheskie sostojanija, effektivnaja plotnost' i klassifikatsija populjatsij rastenij [Ontogenetic States, Effective Densities and Classification of Plant Populations] / L.A. Zhivotovskij // Ecology. — 2001. — 1. — p. 3-7. [in Russian]
10. Uranov A.A. Vozrastnoj spektr fitotsenopopuljatsij kak funktsija vremeni i energeticheskih volnovyh protsessov [Age Spectrum of Phytocenopopulations as a Function of Time and Energy Wave Processes] / A.A. Uranov // Biol. Sciences. — 1975. — 2. — p. 7-34. [in Russian]
11. Shevelina I.V. Harakteristika lesnogo fonda zelenoj zony v predelah munitsipal'nogo obrazovanija g. Ekaterinburg [Characteristics of the Forest Fund of the Green Zone within the Municipal Formation of Yekaterinburg] / I.V. Shevelina, Z.Ja. Nagimov, D.V. Metelev // Modern Problems of Science and Education. — 2015. — 1. [in Russian]
12. Tishkina E.A. Individual'noe razvitie Acer negundo L. i otsenka ego sostojanija pri invazii v lesopark im. Lesovodov Rossii [Individual Development of Acer Negundo L. and Its State Assessment during Invasion to Forest Park Named after Foresters of Russia] / E.A. Tishkina, O.N. Orehova // Bulletin of the Buryat State Agricultural Academy named after. V.R. Filippov. — 2022. — 4(69). — p. 133-139. DOI: 10.34655/bgsha.2022.69.4.017. [in Russian]
