Главная – Журналы – Сибирский лесной журнал 2023 номер 5

Представлен краткий обзор содержания статей тематического номера «Сибирского лесного журнала» № 5 2023 г., посвященного исследованиям в дендрологических парках и ботанических садах.

Грамотная организация и безопасность общественного пространства города, образовательный и просветительский потенциал его территорий лежат в основе реализации инфраструктурных и экологических проектов. Несмотря на то что ежегодно в новостях мы слышим о посадке нескольких тысяч деревьев в озеленении г. Красноярска, общая площадь зеленых зон и обеспеченность в пересчете на человека остается недостаточной. Требуется сохранение имеющихся и создание новых зон рекреационного назначения. Привлекательным с точки зрения территориальной связанности, наличия нескольких типов ландшафтов, разнообразия растительности, объектов научного, исторического и духовного развития может оказаться проект формирования нового культурно-просветительского, образовательного и научного пространства города в районе Академгородка, на территории дендрария Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, Храма новомучеников и исповедников Российских, «Красивого берега», «Гремячей гривы». Научным и образовательным фундаментом этого проекта может стать дендрарий Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН. Для этого требуются сохранение и восстановление его территории в пределах границ произрастания интродуцированных деревьев и кустарников, разработка Положения о дендрарии, как об особо охраняемом объекте природы, реализация инфраструктурных, экологических и образовательных проектов.

В полевых опытах по искусственной инокуляции отмечено медленное распространение мицелия гриба Grosmannia aoshimae (Ohtaka et Masuya) Masuya et Yamaoka в проводящих тканях деревьев пихты сибирской ( Abies sibirica Ledeb.), сохранивших жизнеспособность после недостаточно массового поражения уссурийским полиграфом ( Polygraphus proximus Blandford). После искусственной инокуляции стволов культурой G. aoshimae длина некрозов флоэмы у поврежденных деревьев была примерно на 30 % меньше, чем у неповрежденных. Наиболее вероятная причина такого угнетения - защитные реакции, предположительно вызванные в стволах неудачными попытками атаки жука до искусственной инокуляции. Отмеченное явление поднимает вопрос о недостаточности знаний об индуцированном иммунитете древесных видов, включая хвойные, который, в отличие от травянистых растений, изучен слабо. Показано, что естественное или искусственное «низко интенсивное» заражение патогенами способно повысить устойчивость деревьев к заболеваниям ветвей и стволов, а также к стволовым вредителям. Но до сих пор не охарактеризованы в должной степени сигнальные пути, обусловливающие включение защитных реакций. Из-за размеров древесных растений и многообразия их экологических отношений особенно важно изучить взаимодействие между молекулярными сигнальными путями, идущими из разных мест повреждения. Исследования индуцированного иммунитета у хвойных, особенно характеристика эндогенных сигнальных путей, открывают новые перспективы для диагностики состояния деревьев, разработки экологически безопасных методов регулирования устойчивости древостоев, смягчения воздействия вредителей на деревья, в том числе в случаях биологического вторжения.

Представлены материалы по истории формирования и современному состоянию дендрария Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, созданного в 1977 г. с целью испытания древесных растений из различных ботанико-географических областей в условиях г. Красноярска, которые в последующем станут источником семян и посадочного материала для внедрения в зеленое строительство на территории населенных пунктов Красноярского края. В течение почти полувекового периода существования дендрария испытанию по ступенчатой акклиматизации подверглись около 450 видов древесных растений. В настоящее время на его территории (4.17 га) произрастает 203 зимостойких вида деревьев и кустарников. Данная коллекция представляет собой базу для разноплановых биоэкологических исследований, в которых задействованы специалисты большинства лабораторий Института леса. Проводятся наблюдения за сезонным ростом, развитием, физиологическими и фенологическими особенностями древесных растений. Изучаются репродуктивные процессы и возможности семенного и вегетативного размножения интродуцированных растений. Исследуются кариологические особенности и микроклональное размножение хвойных. Дендрарий является тестовым участком для исследований повреждаемости растений-интродуцентов насекомыми и грибными фитопатогенами. Охарактеризованы современные проблемы его сохранения, связанные с намерениями строительства на этой территории многоэтажного жилого дома, при котором 628 экз. древесных растений (36.8 % от общего количества) подвергнутся вырубке, а 165 экз. пострадают опосредованно, находясь в пределах участка, попадающего под застройку. Отражены предпринимаемые в этой связи усилия органов власти и общественности по защите дендрария, сохранению этого уникального объекта для будущих поколений ученых и всех жителей Красноярска.

В ХХI в. в лесных сообществах России все чаще стали появляться новые дендрофильные вселенцы, наносящие все более существенный ущерб древостоям. Каждый новый агрессивный пришелец (инвайдер) почти всегда оказывается большой проблемой для лесоводов, так как всегда его обнаруживают по нанесенным повреждениям, когда он фактически уже натурализовался в новых для него местах обитания. При этом отсутствуют препараты, разрешенные к применению против этого вселенца, не разработаны технологии защиты и не изучены особенности биологии фитофага в формирующемся вторичном его ареале. Часто инвайдер впервые появляется в лесах вокруг крупных городов и транспортных узлов, в разного рода особо охраняемых природных территориях (ООПТ). Это еще более затрудняет разработку мер защиты от него. Появление чуждого вида в лесах заповедников и национальных парков в настоящее время делает практически невозможным проведение мер защиты даже тогда, когда вред от вселенца очевиден. Появившись на территории ООПТ, инвайдер становится охраняемым его обитателем по факту присутствия здесь, так как действующее законодательство не предусматривает для него иного статуса. Но и в таёжных лесах Сибири появление инвайдеров также не ведет к быстрому началу разработки мер защиты от них. С начала XXI в. в леса и озеленительные посадки России проникли такие опасные вселенцы, как уссурийский полиграф ( Polygraphus proximus Blandford, 1894), самшитовая огневка ( Cydalima perspectalis (Walker, 1859)), восточная каштановая орехотворка ( Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu, 1951), ясеневая узкотелая изумрудная златка ( Agrilus planipennis Fairmaire, 1888) и др. Некоторые из них нанесли непоправимый ущерб природным лесным сообществам. Цель статьи - рассмотреть некоторые аспекты сложившейся ситуации с дендрофильными инвайдерами и обсудить возможные пути разрешения проблемы защиты от новых вселенцев.

Обобщены сведения, полученные авторами при кариологическом изучении хвойных, произрастающих в дендрариях, парках, ботанических садах различных стран. В семействе сосновые (Pinaceae) изучены представители 7 видов и один межвидовой гибрид рода сосна ( Pinus L.) и 8 видов рода ель ( Picea A. Dietr . ), которые в диплоидном наборе имеют 24 хромосомы (2 n = 24), в семействе кипарисовые (Cupressaceae) - 5 интродуцированных видов родов туя ( Thuja L.), кипарис ( Cupressus L.), кипарисовик ( Chamaecyparis Spach) и секвойядендрон ( Sequoiadendron J. Buchholz), кариотип которых включает 22 хромосомы (2 n = 22). У видов, форм и культиваров хвойных из семейств сосновые и кипарисовые, находящихся в условиях интродукции, а также являющихся компонентами зеленых насаждений в населенных пунктах различных географических регионов, обнаружена большая изменчивость кариологических признаков. Отмечаются вариабельность числа хромосом (миксоплоидия), изменение морфологии хромосом, увеличение числа нуклеолярных локусов в хромосомах, появление добавочных хромосом, высокая встречаемость и широкий спектр хромосомных аномалий. Изменения, вероятно, вызваны акклиматизацией растений в новых условиях произрастания и адаптацией к повышенной рекреационной нагрузке в парковых насаждениях. Они могут вызывать повышение фенотипического и генетического разнообразия, что необходимо учитывать при интродукции и проведении мероприятий по селекции различных видов хвойных. На основе полученных данных могут быть решены задачи научного, учебно-просветительского, культурного и оздоровительного значения, разработаны рекомендации по отбору видов и внутривидовых таксонов хвойных, пригодных для озеленения населенных пунктов конкретного региона.

Для выяснения причин различной видовой повреждаемости пихт ( Abies Mill.) уссурийским полиграфом ( Polygraphus proximus Blandford) изучали строение коры представителей секций Balsamea , Momi , Abies , Grandis в коллекциях Главного ботанического сада им. Н. В. Цицина РАН. Исследовали особенности структуры покровных тканей (перидермы и ритидома) и внутренней (живой) коры, состоявшей из первичной коры (кортекса) и вторичной флоэмы. Виды пихт, покровные ткани ствола которых образованы перидермами, включающими слои губчатой и каменистой (лигнифицированной) феллемы, - пихта цельнолистная ( Abies holophylla Maxim.), п. равночешуйчатая ( A. homolepis Siebold & Zucc.) , п. Нордмана ( A. nordmanniana (Steven) Spach), а также виды, рано формирующие корку, - п. Нордмана, полиграфом практически не заселялись. Виды пихт, покровные ткани которых имели малую толщину и были представлены однотипными суберинизированными клетками феллемы, оказались наиболее привлекательны для втачивания полиграфа (виды из секции Balsamea ). Отмечена связь повреждаемости уссурийским полиграфом с особенностями строения и соотношения компонентов первичной коры и вторичной флоэмы, где основным фактором служила степень склерификации. Наименее привлекательными для уссурийского полиграфа были виды, имеющие высокую степень склерификации внешнего и среднего слоя внутренней коры. Степень конституционной устойчивости к уссурийскому полиграфу повышалась с увеличением степени срастания и размеров склереидных групп, равномерности и плотности их распределения. Наиболее уязвимыми были пихты с низкой степенью склерификации внешнего и среднего слоя и/или неравномерным и неплотным распределением групп склереид, и пихты, имеющие повышенное и высокое содержание слизевых клеток (п. сибирская ( A. sibirica Ledeb.)). Отмечена обратная связь между степенью склерификации и содержанием слизевых клеток. Четкой зависимости между повреждаемостью полиграфом и содержанием кристаллов оксалата кальция, а также особенностями смолоносной системы не установлено.

В последние два десятилетия на Черноморском побережье России появилось более 50 инвазионных видов вредителей. Изучение трофических связей новых для региона насекомых имеет большое значение для понимания закономерностей инвазионного процесса. В этом вопросе важную роль играют дендрологические коллекции парков и ботанических садов. Уточнение трофических связей инвазионных вредителей - кипарисовой радужной златки ( Lamprodila festiva (Linnaeus, 1767) (Coleoptera: Buprestidae)) и белой цикадки ( Metcalfa pruinosa (Say, 1830) (Homoptera: Flatidae)) - в декоративных насаждениях парков позволяет определить их роль в усыхании древесных растений. Исследования проводились в 2020-2021 гг. на территории дендрологического парка «Южные культуры» (Россия, федеральная территория «Сириус»), ботаническая коллекция которого представлена 665 видами, разновидностями и садовыми формами. Для кипарисовой радужной златки в декоративных насаждениях дендропарка выявлены 13 таксонов кормовых растений, относящихся к семейству Cupressaceae, из которых Cupressus lusitanica и Juniperus squamata в качестве кормовой породы отмечены впервые в ее природном и инвазионном ареалах. Только Cupressus sempervirens var. pyramidalis и Juniperus communis происходят из региона естественного распространения фитофага - Средиземноморья и Северной Африки (15.4 % от общего числа видов). По нашим наблюдениям, кипарисовая радужная златка приводит к усыханию кормовых растений в течение 1-7 лет. Для белой цикадки выявлены 25 таксонов кормовых растений, среди которых североамериканское происхождение (как и M. pruinosa ) имеют только 4 вида - Torreya californica , Magnolia grandiflora , Catalpa bignonioides и Celastrus scandens (16 % от общего числа видов). Одиннадцать видов растений, относящиеся к родам Torreya, Magnolia, Eurya, Euonymus, Cotoneaster, Citharexylum, Ilex, Schinus, Pterocarya, Sorbus, Celastrus и семействам Taxaceae, Magnoliaceae, Pentaphylacaceae, Celastraceae, Rosaceae, Verbenaceae, Aquifoliaceae, Anacardiaceae, Juglandaceae, являются новыми для белой цикадки на Черноморском побережье России. Белая цикадка не оказывает существенного влияния на состояние выявленных кормовых растений в дендропарке, но снижает их декоративность.

Полевые исследования проведены на территории Ботанического сада УрО РАН в г. Екатеринбурге в 2022 г., в результате были выявлены 61 вид из 37 родов и 20 семейств древесных растений, расселившихся за пределы экспозиций. Наибольшее число дичающих видов относятся к семействам Rosaceae, Sapindaceae и Oleaceae. Среди евразиатских растений лучше всех представлены виды азиатского происхождения (19), для 17 видов характерно широкое распространение по Евразии и 14 видов имеют североамериканское происхождение, 5 видов - европейское. Состав жизненных форм среди видов, переходящих к спонтанному размножению: кустарники -34 вида (55.7 %), деревья - 24 вида (39.3 %) и лианоидные кустарники - 3 вида (5.0 %). Для большинства видов (85.0 %), найденных вне коллекций, наблюдается очень низкая встречаемость, ее максимальные показатели имеют 9 видов: Acer negundo , A. platanoides , Berberis vulgaris , Corylus avellana , Cotoneaster lucidus , Juglans mandshurica , Malus baccata , Quercus robur , Ribes rubrum .

Изучены видовой состав, структура и фитомасса живого напочвенного покрова в биогруппах 13 различных древесных видов на территории дендрария Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН в г. Красноярске. Исследования проводили в 2020-2022 гг. На основе анализа флористических данных рассчитаны индексы биоразнообразия, определены таксономическая, поясно-зональная, экологическая, биоморфологическая особенности структуры флоры. Установлено, что в изученных биогруппах древесных растений зафиксировано 12 видов кустарникового яруса и 47 видов живого напочвенного покрова (44 вида травяно-кустарничкового яруса и 3 вида мха). Рассчитаны индексы видового разнообразия для каждой биогруппы. Определены экологическая и эколого-ценотическая структуры напочвенного покрова, выявлены их особенности, установлены группы, вносящие основной вклад. Установлены факторы, влияющие на характеристики живого напочвенного покрова. Доказано, что в дендрарии через 46 лет после его создания на флористический состав живого напочвенного покрова оказывают влияние как биотические (фитогенное поле), так и абиотические факторы. У 6 древесных видов показано видоспецифичное влияние фитогенного поля на видовой состав живого напочвенного покрова. К основным факторам, влияющим на проективное покрытие живого напочвенного покрова и встречаемость видов, относятся абиотические, в частности освещенность.

Современный климат юга Средней Сибири позволяет произрастать здесь многим инорайонным древесным растениям, которые широко используются в озеленении городов и поселков, при создании защитных лесных насаждений, а также в научно-просветительских целях. Поэтому регулярное подведение итогов интродукции растений имеет большую практическую ценность. Исследование посвящено интродукции двух восточноазиатских (форзиция яйцевидная ( Forsythia ovata Nakai) и ясень маньчжурский ( Fraxinus mandshurica Rupr . )) и одного североамериканского вида (ясень пенсильванский ( Fraxinus pennsylvanica Marsh.)) из семейства маслиновые (Oleaceae) в дендрарии Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН в Академгородке г. Красноярска. Установлено, что представители этих видов проявили здесь высокую зимостойкость - их побеги не повреждаются ни в зимний период, ни во время весенних заморозков. В условиях интродукции данные растения сохраняют жизненную форму, характерную для них в природных местообитаниях: в 40 лет кусты форзиции яйцевидной имеют высоту 1.5-2 м, деревья ясеня пенсильванского - 9-13 м, ясеня маньчжурского - до 8 м. У растений ясеня маньчжурского отсутствует фаза цветения, форзиция яйцевидная и ясень пенсильванский проходят все фазы сезонного развития. В статье, на основе 16-летних наблюдений, приведены сроки прохождения основных фенологических фаз и суммы эффективных температур на начало цветения и роста побегов этих видов. Растения форзиции яйцевидной и ясеня пенсильванского успешно цветут и плодоносят, образуя семена высокого качества (жизнеспособность 79-91 %). Можно рекомендовать выращивать посадочный материал этих высокодекоративных видов из семян местной репродукции для более широкого использования в зеленом строительстве в Красноярске.

В настоящее время сосна обыкновенная ( Pinus sylvestris L.) широко используется в озеленении промышленных городов, несмотря на то, что по своим физиологическим характеристикам она неустойчива к интенсивному техногенному загрязнению. В связи с этим исследование динамики радиального прироста деревьев сосны обыкновенной под влиянием техногенного загрязнения разного состава и интенсивности особенно актуально. В настоящей статье, применяя дендрохронологический метод, мы попытались ответить на вопрос, модифицирует ли загрязнение климатический отклик ширины годичных колец сосны обыкновенной в зеленых насаждениях Красноярска. Объектами исследования были деревья, произрастающие на одной условно чистой пробной площадке - пп 1 - «Дендрарий ИЛ СО РАН» и на трех пробных, подвергавшихся негативному воздействию атмосферных токсикантов: пп 2 - «Ул. Е. Стасовой» (загрязнение от автотранспорта, основные загрязнители - CO, NO, NO₂, SO₂, бенз(а)пирен и др.); пп 3 - «Парк «Гвардейский» (выбросы промышленных предприятий цветной металлургии и теплоэнергетического комплекса; основные загрязнители - CO, NO, NO₂, SO₂, сажа, фтористые соединения, бенз(а)пирен, сероводород и др.); пп 4 - «Ул. 9 Мая» (суммарное влияние выбросов от автотранспорта и промышленных предприятий цветной металлургии и теплоэнергетического комплекса. По данным ширины годичных колец, полученным нами в более ранних исследованиях (Кладько, Скрипальщикова, 2021), мы рассчитали индексированные хронологии радиального прироста для каждой пп. Для выявления климатического сигнала в индексированных хронологиях использовали построение и анализ скользящих корреляционных климатических функций отклика. По сравнению с условно чистой пп 1, на пп 2 установлена повышенная чувствительность сосны обыкновенной к температуре середины июля, на пп 3 - к температуре в первой половине августа, на пп 4 - к температуре и осадкам в середине июня. Результаты показали, что климатический сигнал в индексированных хронологиях радиального прироста сосны обыкновенной в загрязненных местах произрастания модифицируется в зависимости от характера техногенного загрязнения.

Сообщается о значительном повреждении листьев клена татарского ( Acer tataricum L.) в дендрарии Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН (ИЛ) в г. Красноярске и Центральном сибирском ботаническом саду СО РАН (ЦСБС) в г. Новосибирске. В 2008-2009 и 2023 гг. в среднем до 70 % апикальных листьев этого растения к середине лета несли погрызы. При этом к. приречный ( A. tataricum subsp. ginnala (Maxim.) Wesm.), произрастающий в соседстве с к. татарским в обоих дендрариях, был поражен не более чем на 35 %. Единичные характерные повреждения (не более чем на 5 % листьях в нижней части кроны деревьев) были выявлены на европейском к. платановидном ( A. platanoides L.) в дендрарии ИЛ. На европейском к. полевом ( A. campestre L.) и североамериканском к. ясенелистном ( A. negundo L.) в дендрарии ИЛ и в ЦСБС следы дефолиации отсутствовали. По косвенным признакам, в частности по основному кормовому растению (к. татарскому), типу повреждения (формированию свертков из листьев на концах ветвей в начале лета и заметных погрызах на листьях к середине лета), жизненному циклу (развитию гусеничной стадии приблизительно с середины мая по конец июня, покиданию листовых убежищ перед окукливанием) в двух сибирских дендрариях на кленах предположительно вредит чужеродный вид ипсолофа ( Ypsolopha chazariella ) из семейства серпокрылые моли (Ypsolophidae, Lepidoptera). В статье обсуждается перспективность использования коллекций дендрариев и ботанических садов для своевременного выявления чужеродных вредоносных видов насекомых.

Представлен обор содержания книги Allison J. D., Paine T. D., Slippers B., Wingfield M. J. (Eds.). Forest entomology and pathology. Vol. I. Entomology. Springer Nature: Cham, Switzerland, 2023. 810 p. https://doi.org/10.1007/978-3-031-11553-0.