CC BY
23
4.10. Клёны
Зависимая переменная Константа и независимая переменная
ao a^lnff) a2(lnD) a3 (lnD-lnH) а^ЬРа)
ln(Psf), кг ln(Pbr), кг ln(Pf), кг ln(Pa), кг -3,2086 -3,4762 -2,7701 -2,4851 0,9689 -1,1194 -1,6265 0,83 1,8050 4,0409 3,4130 2,1317 0,0242 -0,2313 -0,2345 0,0042 -
а6Х2 ^3 a8X4 R2 SE
ln(Psf), кг ln(Pbr), кг ln(Pf), кг ln(Pa), кг -0,3043 0,3102 1,4171 -0,1393 -0,0688 0,1242 0,8259 0,0077 -0,2091 0,1879 0,7150 0,0049 -0,0464 0,2357 0,5552 0,0283 0,996 0,976 0,976 0,997 0,15 0,40 0,25 0,13
Вывод. Сформированная база данных о фито-массе деревьев лесообразующих пород Евразии дала возможность впервые разработать региональные регрессионные модели для оценки структуры фитомассы деревьев лесообразующих древесных пород Евразии по диаметру ствола и высоте дерева. Предложенная серия подеревных региональных моделей позволяет оценивать фитомассу на 1 га лесопокрытой площади по данным измерений диаметра и высоты дерева. Результаты исследования могут быть использованы в менеджменте биосферных функций лесов, при осуществлении мероприятий по стабилизации климата, а также при валидации результатов имитационных экспериментов по оценке углерододепонирующей способности лесов.
Литература
1. Усольцев В.А. Биологическая продуктивность лесообразующих пород в климатических градиентах Евразии (к менеджменту биосферных функций лесов). Екатеринбург: Уральский государственный лесотехнический университет, 2016. 384 с.
2. Алексеев А.С. Устойчивое управление лесным хозяйством: научные основы и концепции / А.С. Алексеев, С. Келло-мяки, А.В. Любимов, Х. Паюйя, В.М. Паянский-Гвоздев, А.П. Петров, О. Саастамойнен, А.В. Селиховкин, С.Н. Сен-нов, В.А. Соловьев, С.В. Тетюхин. СПб.: СПбГЛТА, 1998. 222 с.
3. Правоприменение и управление в лесном секторе России: взгляд гражданского общества / В. Тепляков, К. Сан-Лоран, К. Пахорукова, Н. Шматков. М.: Программа МСОП, 2005. 120 с.
4. Teplyakov V., Saint-Laurent C., Pakhorukova K., Shmatkov N. (eds.). The Beginning of the ENA FLEG Process in Russia: Civil Society Insights. Moscow: IUCN, 2005. 116 p.
5. Усольцев В.А. Фитомасса модельных деревьев лесообразующих пород Евразии: база данных, климатически обусловленная география, таксационные нормативы. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2016. 336 с.
6. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: Статистика, 1973. 392 с.
7. Poorter H., Jagodzinski A.M., Ruiz-Peinado R., Kuyah S., Luo Y., Oleksyn J., Usoltsev V.A., Buckley T.N., Reich P.B., Sack L. How does biomass allocation change with size and differ among species? An analysis for 1200 plant species from five continents // New Phytologist. 2015. Vol. 208. Issue 3. P. 736-749 (http:// onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.13571/epdf).
8. Korsun F. Zivot normalniho porostu ve vzorcich // Lesn. Pröce. 1935. Vol. 14. S. 335-342.
9. Backman G. Drei Wachstumsfunktionen (Verhulst's, Gompertz', Backman's.) // Wilhelm Roux'Arch. Entwicklungsmechanik der Organismen. 1938. No 138. S. 37-58.
Устойчивость к усыханию деревьев ели различных селекционных форм по строению коры
Л.А. Иванчина, аспирантка, С.В. Залесов, д.с.-х.н., профессор, ФГБОУ ВО Уральский ГЛТУ
Селекция в лесоводстве — это путь повышения продуктивности лесов. Как вид практической деятельности лесная селекция способствует улучшению существующих видов и форм древесных растений. Она применяется при рубках ухода и выборочных рубках спелых и перестойных насаждений с целью сохранения наиболее ценных в хозяйственном отношении, а также устойчивых к различным неблагоприятным природным и антропогенным факторам форм древесных растений [1, 2].
Н.И. Фёдоров отмечал, что лесная селекция является перспективным направлением в лесозащите и служит для установления устойчивых к различным заболеваниям селекционных форм древесных растений [3]. При этом А.В. Лебедев
установил, что наиболее устойчивыми к поражению корневой губкой (Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.) являются деревья ели с пластинчатой корой, наименее устойчивыми — с чешуйчатой корой [4]. Особо следует отметить, что деревья ели с чешуйчатой утолщённой корой характеризуются наибольшей засухоустойчивостью [5].
Признаков для выделения селекционных форм довольно много. Одним из них является форма коры. Наиболее полное исследование по формовому разнообразию коры ели выполнил Д.С. Голод [6].
Наблюдающееся в последние десятилетия массовое усыхание еловых древостоев как в России, так и за её пределами вызывает необходимость поиска путей, направленных на минимизацию наносимого ущерба [7—10]. Указанная проблема актуальна и для еловых насаждений зоны хвойно-
широколиственных (смешанных) лесов Пермского края [11, 12]. Логично предположить, что лесная селекция может быть использована при изучении устойчивости еловых насаждений к усыханию.
Материал и методы исследования. Целью исследования являлось установление зависимости между селекционными формами коры и усыханием деревьев ели.
Объектом исследования служили еловые насаждения Чайковского и Очёрского лесничеств, произрастающие в зоне хвойно-широколиственных (смешанных) лесов Пермского края [13].
В процессе исследования в одновозрастных еловых насаждениях было заложено девять временных пробных площадей (ПП) в трёх наиболее распространённых по площади типах леса. По три пробные площади было заложено в еловых насаждениях липнякового, кисличного и зеленомошного типов леса. ПП закладывались по общеизвестной апробированной методике [14] с таким расчётом, чтобы в границах каждой ПП было не менее 100 деревьев ели.
В пределах каждой пробной площади выполнено распределение деревьев по категориям санитар-
1. Основные таксационные показатели древостоев ПП
2 Возраст, лет Средние Полнота Запас, м3/га
р а Е Й о а £ | ° ,ат 8 а я и та ^ 2 й 8 В в том числе
н а о ° й и ¿3 § н о С 2 -Ь §2 о, Ю а ан к 8 сн § В ю ю о о о Й а ^ « О Й с ■ Й И § м ® а «а
Тип леса - Е.лп.
3 2Е 4Ос 4Б +П 86 23,1 15,1 31,1 12,6 21,8 17 26,9 13 89 545 93 8 4 10 7 0,1 0,1 0,4 0,3 II 220 89 95 7 40 80 85 1 81 1 4 99 9 9 2
Итого 19,7 736 21 0,8 411 206 86 119
6 1Е 4Б 4Ос 1Лп +П 71 16,1 30,9 19,7 30,4 12,1 11,9 20,9 16,6 21 8,2 158 147 453 74 95 3 11 14 5 1 0,1 0,4 0,6 0,2 IV 526 138 149 22 21 69 116 123 22 6 324 22 3 133 26 12
Итого 15,7 926 35 1,0 856 336 349 171
7 2Е 1П +Б 7Лп 86 22,7 15,9 25,9 37,6 21,4 16,3 21,8 27,3 192 347 52 291 8 7 3 32 0,2 0,3 0,1 1,0 II 183 85 41 397 84 60 30 385 91 4 1 8 21 10 12
Итого 21,7 883 50 1,0 706 559 96 51
Тип леса - Е.к.
4 6Е 1П 2Б 1 Ос 73 23,0 26,4 18,2 19,2 24,9 24,5 19.1 20.2 267 37 253 103 11 2 7 3 0,3 0,1 0,3 0,1 I 302 24 66 36 137 23 60 28 146 1 1 2 19 5 6
Итого 22,2 659 23 0,8 428 248 150 30
13 3Е 6П 1 Ос 77 23.8 24.9 20,6 21,3 21,9 22,6 227 507 60 10 25 2 0,3 1,0 0,1 II 266 334 23 110 261 23 89 47 67 26
Итого 21,9 793 37 1,0 623 394 136 93
14 4Е 5С 1П 73 22,2 35,9 17,9 17,3 23,8 14,7 261 107 85 10 11 2 0,3 0,4 0,1 III 245 119 20 102 114 18 102 2 41 3 2
Итого 18,6 453 23 0,8 384 234 104 47
Тип леса - Е.зм.
11 8Е 2С 63 21,8 32,0 21 24,6 435 56 16 5 0,4 0,2 I 341 52 184 51 116 1 41
Итого 22,8 491 21 0,6 393 235 117 41
12 10Е +С +П 67 25,2 32,0 8,0 19,9 23,5 9,3 438 13 63 22 1 0,3 0,6 0,04 0,01 I 644 10 3 232 10 1 363 49 2
Итого 17,6 513 23 0,7 657 243 363 51
15 6Е 4С 76 22.5 29.6 22 25,8 261 75 10 5 0,3 0,2 I 226 65 116 65 78 32
Итого 23,9 336 15 0,5 291 181 78 32
ного состояния по 11-балльной шкале: здоровые, ослабленные, сильно ослабленные, усыхающие, свежий сухостой, свежий ветровал, свежий бурелом, старый сухостой, старый ветровал, старый бурелом, аварийные деревья [15].
Селекционную форму коры определяли у деревьев ели следующих категорий состояния: здоровые, ослабленные, сильно ослабленные, усыхающие, свежий и старый сухостой.
Форму коры дерева определяли визуально на высоте 1,3 м. По распространённым в лесной селекции шкалам [5, 6], деревья были распределены по следующим формам коры: гладкая, продольно-трещиноватая, чешуйчатая. В процессе исследования нами было замечено, что размеры чешуй у чешуйчатой формы коры значительно варьируют. В связи с этим чешуйчатая форма коры по размерам чешуй подразделялась на крупночешуйчатую (диаметр чешуй более 3 см), среднечешуйчатую (диаметр от 1 до 3 см) и мелкочешуйчатую (диаметр чешуй до 1 см). Также отдельно была выделена гладкая бородавчатая форма коры ели.
Результаты исследования. Материалы исследования показали, что все заложенные ПП характеризуются относительно высокой продуктивностью произрастающих на них насаждений (табл. 1).
Согласно материалам исследования, в древо-стоях всех ПП имеются сухостойные деревья ели, количество которых варьируется от 28,4 до 69,6% (табл. 2). Материалы таблицы 2 свидетельствуют, что на ряде ПП имеют место усыхающие деревья. Последнее служит надёжным доказательством того, что, несмотря на высокую долю отпада, процесс усыхания ели продолжается.
На всех ПП среди деревьев ели доминируют экземпляры с крупночешуйчатой формой коры. Так, в условиях ельника липнякового на их долю приходится от 40,6 до 52,98%, в насаждениях ельника кисличного — от 28,1 до 67,6%, а в насаждениях ельника зеленомошного — от 62,1 до 72,6% (табл. 3).
Наиболее редко встречающимися на ПП являются деревья ели с гладкой (рис. 1) и гладкой бородавчатой формами коры (рис. 2). Материалы таблицы 3 наглядно свидетельствуют, что усы-хание наблюдается у деревьев всех указанных форм коры, за исключением гладкокорой бородавчатой.
Деревьев ели, имеющих гладкую бородавчатую форму коры, среди усыхающих и сухостойных экземпляров нами не зафиксировано. Последнее свидетельствует о повышенной устойчивости деревьев указанной формы к усыханию. Однако данный вывод следует признать предварительным, требующим дополнительной проверки, поскольку деревья с гладкой бородавчатой формой коры встречаются лишь на трёх ПП, а их доля по густоте не превышает 4,2%.
Выводы. 1. В зоне хвойно-широколиственных (смешанных) лесов Пермского края наблюдается массовое усыхание еловых древостоев.
2. В указанных ельниках встречаются деревья крупно-, средне- и мелкочешуйчатой, а также продольно-трещиноватой, гладкой и гладкой бородавчатой форм по строению коры, при доминировании экземпляров крупночешуйчатой формы.
3. Усыхание зафиксировано у деревьев всех форм ели по строению коры, за исключением гладкой
2. Распределение деревьев ели по категориям санитарного состояния, шт/га/%
№ ПП Количество деревьев по категориям санитарного состояния Итого
I II III IV V VI
Тип леса - ельник липняковый (Е.лп.)
3 36 19,15 16 8,51 16 8,51 4 2,13 116 61,7 188 100
6 54 16,93 43 13,48 52 16,3 170 53,29 319 100
7 98 49,75 28 14,21 10 5,08 5 2,54 13 6,6 43 21,83 197 100
Тип леса - ельник кисличный (Е.к.)
4 159 40,3 29 7,3 8 2,0 41 10,4 158 40 395 100
13 132 43,1 41 13,4 13 4,2 120 39,2 306 100
14 129 46,4 22 7,9 8 2,9 4 1,4 21 7,6 94 33,8 278 100
Тип леса - ельник зеленомошный (Е.зм.)
11 242 45,92 18 3,42 31 5,88 236 44,8 527 100
12 239 27,6 25 2,89 25 2,89 51 5,89 212 24,49 314 36,25 866 100
15 174 50,73 17 4,96 32 9,33 4 1,2 116 33,79 343 100
3. Распределение деревьев ели по типам коры и категориям санитарного
состояния, шт/га/%
Категория санитарного состояния
Форма коры здоровые ослабленные сильно ослабленные усыхающие свежий сухостой старый сухостой Итого
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Тип леса - ельник липняковый (Е.лп.)
Крупночешуйчатая 16 8,51 8 4,26 4 2,13 4 2,13 56 29,79 88 46,81
Среднечешуйчатая 16 8,51 4 2,13 4 2,13 36 19,15 60 31,91
3 Мелкочешуйчатая 4 2,13 4 2,13 12 6,38 20 10,64
Продольно-трещиноватая 4 2,13 4 2,13 12 6,38 20 10,64
Итого 36 19,15 16 8,51 16 8,51 4 2,13 116 61,7 188 100
6 Крупночешуйчатая 21 6,58 11 3,45 42 13,17 95 29,78 169 52,98
Среднечешуйчатая 11 3,45 11 3,45 21 6,58 43 13,48
Мелкочешуйчатая 11 3,45 21 6,58 10 3,13 11 3,45 53 16,61
6 Продольно-трещиноватая 32 10,03 32 10,03
Гладкая 11 3,45 11 3,45 22 6,9
Итого 54 16,93 43 13,48 52 16,3 170 53,29 319 100
Крупночешуйчатая 47 23,86 9 4,57 24 12,18 80 40,6
Среднечешуйчатая 23 11,68 14 7,11 5 2,54 14 7,11 56 28,4
7 Мелкочешуйчатая 19 9,64 9 4,57 5 2,54 5 2,54 38 19,3
Продольно-трещиноватая 5 2,54 4 2,03 5 2,54 14 7,1
Гладкая 9 4,57 9 4,6
Итого 98 49,75 28 14,21 10 5,08 5 2,54 13 6,6 43 21,83 197 100
Тип леса - ельник кисличный (Е.к.)
Крупночешуйчатая 77 19,5 7 1,8 4 1,0 26 6,6 88 22,3 202 51,1
Среднечешуйчатая 37 9,4 18 4,6 7 1,8 41 10,4 103 26,1
4 Мелкочешуйчатая 26 6,6 4 1,0 4 1,0 4 1,0 18 4,6 56 14,2
Продольно-трещиноватая 15 3,8 4 1,0 7 1,8 26 6,6
Гладкая 4 1,0 4 1,0 8 2,0
Итого 159 40,3 29 7,3 8 2,0 41 10,4 158 40 395 100
Крупночешуйчатая 33 10,8 20 6,5 33 10,8 86 28,1
Среднечешуйчатая 40 13,1 7 2,3 27 8,8 74 24,2
13 Мелкочешуйчатая 33 10,8 7 2,3 13 4,2 47 15,4 100 32,7
Продольно-трещиноватая 13 4,2 7 2,3 13 4,2 33 10,8
Гладкая бородавчатая 13 4,2 13 4,2
Итого 132 43,1 41 13,4 13 4,2 120 39,2 306 100
Продолжение таблицы 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Крупночешуйчатая 77 27,7 13 4,7 4 1,4 4 1,4 21 7,6 69 24,8 188 67,6
Среднечешуйчатая 26 9,4 9 3,2 21 7,6 56 20,1
14 Мелкочешуйчатая 13 4,7 13 4,7
Продольно-трещиноватая 9 3,2 9 3,2
Гладкая, бородавчатая 4 1,4 4 1,4
Гладкая 4 1,4 4 1,4 8 2,9
14 Итого 129 46,4 22 7,9 8 2,9 4 1,4 21 7,6 94 33,8 278 100
Тип леса - ельник зеленомошный (Е.зм.)
Крупночешуйчатая 168 31,88 12 2,28 6 1,1 161 30,55 347 65,8
Среднечешуйчатая 43 8,16 6 1,1 19 3,61 56 10,63 124 23,5
11 Мелкочешуйчатая 25 4,74 6 1,1 19 3,61 50 9,5
Продольно-трещиноватая 6 1,1 6 1,1
Итого 242 45,92 18 3,42 31 5,88 236 44,8 527 100
Крупночешуйчатая 100 11,55 25 2,89 25 2,89 38 4,39 125 14,43 225 25,99 538 62,1
Среднечешуйчатая 88 10,16 50 5,77 63 7,28 201 23,2
Мелкочешуйчатая 25 2,89 13 1,5 13 1,5 51 5,89
12 Продольно-трещиноватая 12 1,4 13 1,5 25 2,89
Гладкая, бородавчатая 13 1,5 13 1,5
Гладкая 13 1,5 25 2,89 38 4,39
Итого 239 27,6 25 2,89 25 2,89 51 5,89 212 24,49 314 36,25 866 100
Крупночешуйчатая 137 39,94 17 4,96 12 3,5 4 1,2 79 23,0 249 72,6
Среднечешуйчатая 29 8,5 12 3,5 29 8,5 70 20,4
15 Мелкочешуйчатая 4 1,2 4 1,2 8 2,3
Продольно-трещиноватая 4 1,2 4 1,2
Гладкая 4 1,2 8 2,3 12 3,5
Итого 174 50,73 17 4,96 32 9,33 4 1,2 116 33,79 343 100
бородавчатой формы. Однако, поскольку деревья с данной формой коры встречаются лишь на трёх ПП, а их доля по густоте не превышает 4,2%, вывод о повышенной устойчивости к усыханию деревьев указанной формы следует считать предварительным.
4. Исследования по влиянию селекционных форм ели на их устойчивость к усыханию следует продолжить в направлении поиска наиболее устойчивых форм. Особое внимание следует уделить форме ели с гладкой бородавчатой формой коры.
Литература
1. Луганский Н.А., Залесов С.В., Щавровский В.А. Повышение продуктивности лесов. Екатеринбург: Урал. лесотехн. ин-т, 1995. 297 с.
2. Удилов В.В. Опыт применения проходных рубок на селекционной основе в ельниках Кировской области // Леса Урала и хозяйство в них. 1988. Вып. 14. С. 70—74.
3. Фёдоров Н.И. Корневые гнили хвойных пород. М.: Лесн. пром-сть, 1984. 160 с.
4. Лебедев А.В. Корневая губка в рекреационных ельниках и диагностика поражения деревьев // ИВУЗ «Лесной журнал». 1998. № 4. С. 29-35.
5. Коновалов Н.А., Пугач Е.А. Основы лесной селекции и сортового семеноводства. М.: Лесная промышленность, 1978. 176 с.
6. Селекция лесных пород. М.: Лесная промышленность, 1982. 223 с.
7. Маслов А.Д. Короед-типограф и усыхание еловых лесов. М.: ВНИИЛМ, 2010. 138 с.
8. Межибовский А.М. Об усыхании еловых лесов // Лесное хозяйство. 2015. № 1. С. 29.
9. Сазонов А.А., Кухта В.Н., Блинцов А.И. Массовое усыхание еловых лесов Беларуси на рубеже XX—XXI вв. и пути минимизации их последствий // Лесное хозяйство. 2014. № 3. С. 9-12.
10. Negron J.F.US Forest Service bark beet leresearchin the western United States: Looking toward the future / J.F. Negron,B.J. Bentz, C.J. Fettig et al. // Journal of Forestry. 2008. Vol. 106. PP. 325-331.
11. Иванчина Л.А., Залесов С.В. Влияние типа леса на устойчивость еловых древостоев Прикамья // Пермский аграрный вестник. 2017. № 1 (17). С. 38-43.
12. Иванчина Л.А., Залесов С.В. Влияние примеси лиственных пород в составе древостоев ельника зеленомошного на их устойчивость // Успехи современного естествознания. 2017. № 6. С. 61-66.
13. Об утверждении Перечня лесорастительных зон Российской Федерации и перечня лесных районов Российской Федерации. Приказ Минприроды России от 18.08.2014 г. № 367 (ред. от 23.12.2014 г.) (Зарегистрировано в Минюсте России 29.09.2014 г. № 34186).
14. Основы фитомониторинга / С.В. Залесов, Е.А. Зотеева, А.Г. Магасумова, Н.П. Швалёва. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2007. 76 с.
15. О правилах санитарной безопасности в лесах. Постановление Правительства Российской Федерации от 20.05.2017 г. № 607.
Характеристика видовых особенностей накопления марганца, цинка и кобальта древесными растениями Оренбуржья
ОА Науменко, к.м.н, О.Я. Соколова, к.б.н., М.И. Кабышева, к.п.н., Е.В. Бибарцева, к.м.н., ФГБОУ ВО Оренбургский ГУ
Изучение состояния древесных и травянистых растений в связи с антропогенным загрязнением почвы промышленных регионов является весьма актуальным. Растения могут выступать в роли универсального биологического фильтра в оздоровлении микроклимата городов, способного предохранять окружающую среду от загрязнения. Они извлекают и концентрируют в своих тканях различные элементы, поэтому их используют для выявления уровня накопления тяжёлых металлов как одного из источников техногенного загрязнения [1]. Химический состав отражает элементный состав почв, но не повторяет его, так как растения избирательно поглощают необходимые элементы в соответствии с физиологическими и биохимическими потребностями. Большинство тяжёлых металлов способны накапливаться в живых организмах, вызывая различные патологические изменения. Однако не все тяжёлые металлы обладают токсическим воздействием [2, 3]. Такие элементы, как Zn, Mg, Co, относятся к жизненно необходимым элементам и играют большую роль в обмене веществ, поскольку входят в состав Кофакторов ферментов [1, 4]. Поэтому целью исследования являлось проведение сравнительного анализа накопления подвижных форм марганца,
кобальта, цинка и антиоксидантной активности ферментов древесных и травянистых растений в районах с различной антропогенной нагрузкой данными металлами.
Материал и методы исследования. Для определения видовых особенностей накопления марганца, цинка и кобальта растениями был составлен и выполнен план сбора образцов почвы в трех районах города в соответствии с ГОСТом 17.4.4.02-82, количество проб соответствовало ГОСТу 17.4.3.01-83. Также с места сбора каждой пробы почвы были отобраны листья четырёх видов деревьев, преобладающих в структуре зелёных насаждений городской среды: Ulmus pumula L. (вяз мелколистный); Fraxinus excelsior L. (ясень обыкновенный); Populus nigra L. (тополь чёрный); Betula pendula L. (берёза бородавчатая) [2, 3, 5].
Количественное определение тяжёлых металлов в почве и листьях проводилось методом атомно-абсорбционной спектрометрии с пламенной ато-мизацией спектрофотометром «Формула ФМ-400», активность каталазы и пероксидазы определялась фотоэлектроклориметрическим методом [6].
Результаты исследования. В таблице 1 представлены результаты анализа содержания подвижных форм марганца в растениях трёх исследуемых районов. Как следует из представленной таблицы, отмечается нормальное содержание марганца в листьях берёзы во всех трёх районах города: в
