CC BY
13
5. Soilless culture - Use of substrates for the production of quality horticultural crops / Coatia Editors: Md Asaduzzaman. Rijeka: InTech Publication, 2015. P. 47 - 68.
6. Bud removal affects shoot, root, and calusdevelop-ment of hardwood Populus Cuttings / Wiese A.H., Zalesny J.A., Donner D.M. et al. // Silvae Genetica. 2006; 3: 141 - 148.
7. Puri S., Thompson F.B. Relationship of water to adventitious rooting in stem cuttings of populusspecies // Agroforestry Systems. 2003; 58: 1 - 9.
8. Desrochers A., Thomas B.R. A comparison of pre-planting treatments on hardwood cuttings of four hybrid poplar clones // New Forests. 2003; 26(1): 17 - 32.
9. Okunlola A I. Effect of Growth Promoting Substances on Selected Three Ornamental Plants // Advances in Crop Science and Technology. 2016; 4(3): 222.
10. Effects of plant growth hormones on Populus deltoides Bartram ex Marshall. An Important Species Having Potential in Agro-forestry / A. Singh, S. Naithani,
Kh.N. Balodi et al. // Journal of Studies in Dynamics and Change (JSDC). 2015; 2 (2): 344 - 349.
11. Котельникова О.Б., Артюхова А.В. Эффективность использования физиологически активных веществ при зелёном черенковании декоративных кустарников // Роль и место инноваций в сфере агропромышленного комплекса: матер. Всерос. (национал.) науч.-практич. конф., посвящ. 100-летию со дня рожд. проф. А.А. Сысоева. Курск, 2020. C. 374 - 377.
12. Фещенко Е.М., Аминова Е.В., Мушинский А.А. Влияние стимуляторов роста Самород и Оренгум на адаптивность декоративных многолетних трав в условиях Южного Предуралья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 5 (85). С. 100 - 104.
13. Тарасенко М.Т. Зелёное черенкование садовых и лесных культур. М: Изд-во МСХА, 1991. 272 с.
14. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследования): учебник. 6-е изд. М.: ИД Альянс, 2011. 352 с.
Екатерина Михайловна Фещенко, младший научный сотрудник. Оренбургская опытная станция садоводства и виноградарства - филиал ФГБНУ «Федеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководства». Россия, 460041, г. Оренбург, Нежинское шоссе, 10, [email protected]
Александр Алексеевич Мушинский, доктор сельскохозяйственных наук, профессор. Оренбургская опытная станция садоводства и виноградарства - филиал ФГБНУ «Федеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководства». Россия, 460041, г. Оренбург, Нежинское шоссе, 10, [email protected]
Ekaterina M. Feshchenko, Junior Researcher. Federal State Budgetary Scientific Institution All-Russian Horticultural Institute for Breeding Agrotechnology and Nursery, Orenburg branch. 10, Nezhinskoe highway, Orenburg, 460041, Russia, [email protected]
Alexander A. Mushinsky, Doctor of Agriculture Sciences, Professor. Federal State Budgetary Scientific Institution All-Russian Horticultural Institute for Breeding Agrotechnology and Nursery, Orenburg branch. 10, Nezhinskoe highway, Orenburg, 460041, Russia, [email protected]
-Ф-
Научная статья УДК 630*182.46
ао1: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-71-76
Сравнительная оценка состояния ценопопуляций лекарственного вида вогЬиэ аисирапа L. на Среднем Урале
Елена Александровна Тишкина1' 2
1 Ботанический сад Уральского отделения РАН
2 Уральский государственный лесотехнический университет
Аннотация. Статья посвящена сравнительной оценке состояния лекарственного вида рябины обыкновенной 8огЬт аисирапа Ь. на основе онтогенетических, популяционных, морфометрических и вита-литетных параметров. Данный вид обитает на Среднем Урале в районе светлохвойных лесов подзоны южной тайги на территории городской лесопарковой зоны и вблизи береговой зоны озера Таватуй в трёх ценопопуляциях. В районах исследования 8огЬш аисирапа произрастает в условиях некоторого затенения при сомкнутости крон 0,4 - 0,8. Установлено статистически, что с увеличением сомкнутости древесного полога древостоя снижается жизненность особей и количество генеративных растений. Устойчивость местообитаний характеризуется в способности спонтанно поддерживать непрерывный цикл смены поколений. Исследованные фрагменты ценопопуляций 8огЬт аисирапа являются нормальными с одновершинными левосторонними и правосторонними онтогенетическими спектрами, которые способны формировать самоподдерживающиеся местообитания за счёт семенного размножения в течение нескольких поколений и распространяться на значительной территории. Это подтверждают плотность, виталитетность, возрастная структура и морфометрические параметры вида, однако среди изученных местообитаний рябины реальным оптимумом являются растения, растущие в сосняке разнотравном.
Ключевые слова: Sorbus aucuparia, ценопопуляция, онтогенетический спектр, виталитетная структура, морфометрические параметры.
Для цитирования: Тишкина Е.А. Сравнительная оценка состояния ценопопуляций лекарственного вида Sorbus aucuparia L. на Среднем Урале // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 5 (91). С. 71 - 76. doi: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-71-76.
Original article
Comparative assessment of the state of coenopopulations of the medicinal species Sorbus aucuparia L. in the Middle Urals
Elena A. Tishkina12
1 Botanical Garden, Russian Academy of Sciences, Ural Branch
2 Ural State Forest Engineering University
Abstract. The article is devoted to a comparative assessment of the state of the Sorbus aucuparia L. on the basis of ontogenetic, population, morphometric and vital parameters of this species in the Middle Urals in the area of light coniferous forests of the southern taiga subzone on the territory of the forest park zone of the city of Rezh and the city of Yekaterinburg (forest park im. Foresters of Russia) and near the coastal zone of Lake Tavatui in three cenopopulations. In the study areas, Sorbus aucuparia grows in conditions of some shading with a closed crown of 0,4 - 0,8. It is established statistically that with the increase in the closeness of the tree canopy of the stand, the vitality of individuals and the number of generative plants decreases. Habitat resilience is characterized by the ability to spontaneously maintain a continuous cycle of generational change. The studied fragments of the coenopopulations of Sorbus aucuparia are normal with single-vertex left-sided and right-sided ontogenetic spectra, which are able to form self-sustaining habitats due to seed propagation over several generations and spread over a large area. This confirms the density, vitality, age structure and morphometric parameters of the species, but among the studied mountain ash habitats, the real optimum is plants growing in mixed-grass pine (FCP3).
Keywords: Sorbus aucuparia, coenopopulation, ontogenetic spectrum, vital structure, morphometric parameters.
For citation: Tishkina E.A. Comparative assessment of the state of coenopopulations of the medicinal species Sorbus aucuparia L. in the Middle Urals. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 91(5): 71 - 76. (In Russ.). doi: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-71-76.
Рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia L.) относится к семейству розоцветных (Rosaceae). Жизненная форма - дерево третьей величины или древовидный кустарник. На Среднем Урале часто встречается в составе подлеска сосновых или смешанных насаждений [1]. Кроме лесо-образующей роли в лесных экосистемах, рябина обыкновенная представляет интерес как донор природных форм и источник биологически активных веществ для улучшения сортов рябины в садоводстве [2, 3]. Она высоко ценится в фармакологии, так как содержит каротиноиды, аскорбиновую кислоту, витамины Р, В2, Е, сахар сорбозу, спирт сорбит, сорбиновую кислоту, органические кислоты, тритерпеновые соединения (урсоловая и олеаноловая кислоты), жирное масло, гликозид амигдалин, фосфолипиды и другие полезные вещества [4, 5].
Цель работы - анализ современного состояния ценопопуляций Sorbus aucuparia на Среднем Урале.
Материал и методы. Исследование проведено в июне - июле 2019 г. в районе светлохвойных лесов подзоны южной тайги на территории городских лесопарковых зон (г. Реж и г. Екатеринбург) и вблизи береговой зоны озера Таватуй в трёх ценопопуляциях (табл. 1). Для характеристики фрагментов ценопопуляций применяли стандартные методики [6 - 13]. Анализировали состояние рябины по онтогенетическим и виталитетным
спектрам, а также применяли комплексное исследование на основе организменных и популя-ционных признаков особей [13, 14].
Результаты исследования. Рябина обыкновенная является одним из самых распространённых видов в подлеске лесопарков. Согласно исследованиям А.П. Кожевникова и др. [1, 2], экологической нишей рябины обыкновенной в основном перестойных сосновых насаждениях в 14 лесопарках г. Екатеринбурга на площади 14892 га являются сосняки ягодниковые и разнотравные.
При анализе климатических условий районов исследования можно утверждать, что более благоприятные климатические условия для произрастания рябины были в г. Екатеринбурге, что подтверждают сумма осадков за год и вегетативный период и среднегодовая температура. В изученных местообитаниях Sorbus aucuparia произрастает в условиях некоторого затенения при сомкнутости крон 0,4 - 0,8 (табл. 2). Плотность рябины довольно высока и составляет от 333 до 944 экз / га. Растения представляют собой кустарники высотой от 1,37 до 3,34 м, с проекцией от 0,33 до 4,70 м2 и объёмом кроны от 0,23 до 10,22 м3. Наблюдается высокая корреляция высоты рябины с площадью (г = 0,98, P < 0,05) и объёмом кроны (г = 0,97, P < 0,05). Корреляционный анализ показал, что с увеличением сомкнутости древесного поло-
1. Характеристика местообитаний БогЪия аисирапа на Среднем Урале, 2019 г.
Фрагмент ценопо-пуляции (ФЦП) Древостой Средние климатические характеристики
Ценопопуля-ция Тип леса, растительное сообщество Географические координаты (с.ш.,в.д.) состав сомкнутость полога среднегодовые температуры, °С сумма осадков, мм высота снежного покрова, мм средняя температура июля, °С средняя температура января, °С сумма осадков за вегетационный период, мм
Таватуйская 1 Березняк ягодниковый 57°09', 60°12' 8Б2С 0,8 +3,1 503 21,3 18,5 11,5 341
Режевская 2 Сосняк разнотравный 57°22, 61°24' 9С1Б 0,6 +3 553 25,4 18,9 11,7 318
Екатеринбургская 3 Сосняк черничный ЮС 0,4
4 Сосняк черничный 56°51', 60°36' 7СЗБ 0,4 +4 583 19,5 19,5 11,4 358
5 Сосняк разнотравный 7СЗБ 0,5
2. Морфометрическая и популяционная характеристика среднеуральских ценопопуляций БогЫш аисирапа
Фрагмент ценопо-пуляции Общая плотность, экз/га Морфометрические параметры Онтогенетические показатели (индексы) Виталитетный спектр, % Индекс виталите- та (1„), %
высота, м площадь проекции кроны, м2 объём кроны, м3 воз-растно-сти эффективности восстановления замещения старения и1 и2 иЗ и4 и5
1 467 1,81 ±0,13 0,74 ± 0,12 0,55 ±0,11 0,20 0,56 2,33 2,33 0 6 67 27 0 0 64
2 333 1,74 ±0,11 0,57 ± 0,07 0,39 ± 0,07 0,13 0,46 9 9 0 30 67 3 0 0 78
3 944 1,62 ±0,16 1 ± 0,29 0,93 ±0,39 0,22 0,59 1,5 1,5 0 26,7 60 13,3 0 0 74
4 488 3,34 ±0,51 4,70 ± 0,61 10,22 ±0,91 0,41 0,72 0,25 0,25 0 96,6 3,4 0 0 0 98
5 366 1,37 ±0,13 0,33 ± 0,08 0,23 ± 0,08 0,25 0,47 1,5 2 0,1 53,3 46,7 0 0 0 86
га древостоя снижаются жизненность особей (г = -0,72, P < 0,05) и количество генеративных растений (г = -0,51, P < 0,05). В екатеринбургских ценопопуляциях в сосняках черничных и разнотравных преобладают здоровые растения (53,3 - 96,6 %), в соответствии с этим индекс виталитета варьирует от 86 до 98 %. В тава-туевских и режевских ценопопуляциях рябины обыкновенной доминируют ослабленные особи (67 %), но в их составе присутствуют и здоровые особи (6 - 30 %), индекс виталитета составляет от 64 до 78 %.
В онтогенезе Sorbus aucuparia установлены три периода и семь онтогенетических состояний (рис. 1).
Все фрагменты ценопопуляции являются нормальными с прерывистым спектром. Во всех фрагментах ценопопуляций присутствуют пре-генеративные и генеративные растения.
Только в сосняке разнотравном (ФЦП5) имеются постгенеративные особи, на что указывает и индекс старения в данном фрагменте (0,1). Возрастные спектры представлены одновершинными, левосторонними с максимумом на виргинильных (ФЦП1, 2, 3, 5) растениях (33,3 - 90 %), лишь в сосняке черничном (ФЦП4) возрастной спектр является правосторонним с максимумом зрелых генеративных особей (30 %).
Индексы восстановления и замещения, которые отражают динамические процессы в ценопопуляции, варьируют от 0,25 до 9, что говорит о различном восстановительном процессе. Практически во фрагментах ценопопуляции идёт хороший возобновительный процесс (1,5 - 9) за счёт семенного размножения, в то время как ФЦП4 имеют низкие значения (0,25), т.е. данные
местообитания неустойчивы, что указывает на их слабое возобновление. В данных местообитаниях подрост не может в достаточной степени обеспечивать замещение особей генеративной фракции, и любой негативный фактор, например, антропогенного характера, может привести к отмиранию рябины. Анализ индексов возрастности и эффективности в местообитаниях рябины показал, что в пяти местообитаниях сосредоточены молодые особи (ФЦП1 - 3, 5), а ФЦП4 - зрелые (рис. 2).
Для того чтобы провести сравнительную оценку состояния фрагментов ценопопуляции Sorbus aucuparia, применяли подход на основе организменных и популяционных показателей (табл. 3, рис. 3). Высокие значения морфоме-трических показателей выявлены в сосняке черничном (ФЦП4) (15 баллов), самые низкие обнаружены в ФЦП5 (3 балла), где рябина находится в стадии заселения (высокая доля им-матурных и виргинильных растений - 59,9 %, которые имеют низкие параметры).
Несмотря на то что сосняк черничный (ФЦП4) для Sorbus aucuparia является благоприятным и ёё состояние оценивается в 29 баллов, в этих условиях рябину обыкновенную нельзя считать устойчивой ценопопуляцией, так как особи прегенеративной фракции не могут в достаточной степени обеспечить замещение растения генеративной фракции, т.е. обладают слабой восстановительной способностью. В то же время условия для произрастания рябины в сосняке разнотравном во ФЦП3 (21 балл) являются оптимальными, что подтверждают высокая численность и доля прегенеративных растений.
Выводы. Изучение биологических и экологических особенностей Sorbus aucuparia выявило
% 100 80 60 40 20 0
» о$° ^ ^
У У
* ^ е- У
л.^ ^
^ у
<Я
с/
^^Р ФЦП5 л ФЦП4 ^ ФЦП3
^^ ФЦП2 —"ФЦП1
Онтогенетические состояния
Рис. 1 - Возрастная структура ценопопуляций Sorbus aucuparia
Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 91(5) _ 1 n
0,75 Старая <т Стареющая
3 0,5 - ш Переходная Зрелая °фцп4
фцп5 0,25 - О фц^ Молодая фцп2 фцп3 Зреющая
0,25
0,5
0,75
Omega (ш)
Рис. 2 - Распределение фрагментов ценопопуляции Sorbus aucuparia в координатах «дельта-омега»
0
0
1
3. Балловые оценки величины параметров ЗогЪт апепрапа на Среднем Урале
Признак Балл
1 2 3 4 5
Организменные параметры особей
Высота растений, м < 1,37 1,38 - 1,86 1,87 -2,35 2,36 - 2,84 2,85 - 3,34
Площадь проекции кроны, м2 < 0,33 0,34 - 1,42 1,43 -2,51 2,52 - 3,60 3,61- 4,70
Объём кроны, м3 < 0,23 0,24 - 2,73 2,74 - 5,23 5,24 - 7,73 7,74 - 10,22
Популяционные параметры
Плотность, шт/га < 333 334 - 486 487 - 639 640 - 792 793 - 944
Доля g1 - g2, % < 20 20,1- 37,5 37,6 - 55 55,1 - 72,5 72,6 - 90,0
Доля г, % < 10 10,1- 20,9 21 - 31,7 31,8 - 42,6 42,7 - 53,4
Индекс виталитета, % < 64 65 - 72,5 72,6 - 81 81,1 - 89,5 89,6 - 98
ФЦП1 1
ФЦП2 1
6
ФЦП3 1
6
ФЦП4 ФЦП5
1 6 1 4
2 7 42 2 7 3 2 1 2
с к 0 3 0
3 6 6
Рис. 3 - Оценка состояния фрагментов ценопопуляций БотЪш апепрапа (в баллах). Организменные параметры:
1 - высота растения; 2 - площадь проекции кроны; 3 - объём кроны. Популяционные параметры: 4 -плотность особей; 5 - доля g1 - g2; 6 - доля v; 7 - индекс виталитета; 1- 5 - баллы
3
6
3
6
3
6
4
4
поливариантность организменных и популяци-онных параметров фрагментов ценопопуляций на Среднем Урале. В районах исследования ^отЪш апепрапа произрастает в условиях некоторого затенения при сомкнутости крон 0,4 - 0,8. Установлено статистически, что с увеличением сомкнутости древесного полога древостоя снижается жизненность особей и количество генеративных растений. Устойчивость местообитаний характеризуется в способности спонтанно поддерживать непрерывный цикл смены поколений. Исследованные фрагменты ценопопуляций НотЪш
апепрапа являются нормальными с одновершинными левосторонними и правосторонними онтогенетическими спектрами, которые способны формировать самоподдерживающиеся местообитания за счёт семенного размножения в течение нескольких поколений и распространяться на значительной территории. Это подтверждается плотностью, виталитетностью, возрастной структурой и морфометрическими параметрами вида, однако среди изученных местообитаний рябины реальным оптимумом являются растения, растущие в сосняке разнотравном (ФЦП3).
Литература
1. Экологические ниши популяций рябины обыкновенной в лесопарковой зоне г. Екатеринбурга / А.П. Кожевников, Г.А. Годовалов, Е.А. Тишкина [и др.] // Аграрный вестник Урала. 2011. № 4 (83). С. 80 - 82.
2. Кожевников А.П., Чермных А.И., Годовалов Г.А. Особенности распространения ценопопуляций Sorbus aucuparia L. в лесопарковой зоне г Екатеринбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 2 (82). С. 119 - 123.
3. Тишкина Е.А. Состояние ценопопуляции лекарственного вида Sorbus aucuparia l. в Уктусском лесопарке г Екатеринбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 3 (89). С. 78 - 83.
4. Немерешина О.Н., Лукьянов С.Э., Гусев Н.Ф. Содержание эссенциальных элементов в плодах рябины обыкновенной урбанизированных территорий // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 6 (80). С. 135 - 137.
5. Дикорастущие лекарственные растения Урала / Е.С. Васфилова, А.С. Третьякова, Е.Н. Подгаевская [и др.]. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. 204 с.
6. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51 - 57.
7. Глотов Н.В. Об оценке параметров возрастной структуры популяций растений // Жизнь популяций в гетерогенной среде. Ч. 1. 1998. С. 146 - 149.
8. Животовский Л.А. Онтогенетические состояния, эффективная плотность и классификация популяций растений // Экология. 2001. № 1. С. 3 - 7.
9. Жукова Л.А. Внутрипопуляционное биоразнообразие травянистых растений // Экология и генетика популяций. Йошкар-Ола, 1998. С. 35 - 47.
10. Работнов Т.А. Вопросы изучения состава популяции для целей фитоценологии // Проблемы ботаники: сб. статей. М. - Л., 1950. Вып. 1. С. 465 - 483.
11. Популяционная организация растительного покрова лесных территорий (на примере широколиственных лесов европейской части СССР) / О.В. Смирнова, А.А. Чистякова, Р.В. Попадюк [и др.]. Пущино: Пущин-ский научный центр РАН, 1990. 92 с.
12. Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценопопу-ляций как функция времени и энергетических волновых процессов // Биологические науки. 1975. № 2. С. 7 - 34.
13. Тишкина Е.А. Биологические особенности ракитника русского Chamaecytisus ruthenicus (Fisch. ex Wol.) Klask в Керженском заповеднике // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. 2020. № 2 (59). С. 153 - 159.
14. Монтиле А.А., Тишкина Е.А. Количественная характеристика проявления признаков размера особей и диагностика состояния Cotoneaster lucida Schlecht. в условиях урбаносферы г Екатеринбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 3(83). С. 138 - 145.
Елена Александровна Тишкина, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, научный сотрудник. ФГБУН «Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук»; ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет». Россия, 620016, г. Екатеринбург, ул. Разливная 50/2, Elena. [email protected]
Elena A. Tishkina, Candidate of Agriculture, Associate Professor, research associate. Botanical Garden, Russian Academy of Sciences; Ural State Forest Engineering University. 50/2, Razlivnaya St., Yekaterinburg, 620016,
Russia, [email protected]
-♦-
Научная статья
УДК 631.635:631.583: 574.4
ао1: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-76-84
Климатические ресурсы степной и лесостепной зон Урала и Западной Сибири, анализ причин отчуждения из оборота и деградации почв при земледельческом использовании*
Юрий Александрович Гулянов
Институт степи УрО РАН
Аннотация. Проведена оценка современных климатических ресурсов степной и лесостепной зон Урала и Западной Сибири за 1990 - 2020 гг, обобщены причины отчуждения из оборота и деградации почв при земледельческом использовании на примере Зауральской степной, Зауральской и Притобольской лесостепной провинций. Выявлен устойчивый отрицательный тренд гидротермического коэффициента Селянинова, свидетельствующий о существенном снижении общей оценки благоприятности климата для полевых культур и представляющий большие трудности для высокой реализации их урожайного потенциала. Антропогенная деградация почвенного покрова, ставшая следствием длительной мобилизации почвенного плодородия в экстенсивных технологиях и особенно сильно проявляющаяся на сильно эродированных, заовраженных, засолённых, подверженных ветровой эрозии и подвергшихся техногенному
* Исследование выполнено в рамках НИР ОФИЦ УрО РАН (ИС УрО РАН) «Проблемы степного природопользования в условиях современных вызовов: оптимизация взаимодействия природных и социально-экономических систем» № ГР АААА-А21-121011190016-1 и за счёт гранта Российского научного фонда «Географические основы пространственного развития земледельческих постцелинных регионов Урала и Сибири» № 20-17-00069.
