Главная – Журналы – Сибирский лесной журнал 2024 номер 4

Представлены результаты исследования роста и генеративной структуры у вегетативного и семенного потомства редких форм сосны сибирской ( Pinus sibirica Du Tour) (кедра сибирского), созданных на территории опытного экспериментального хозяйства «Погорельский бор» в Красноярской лесостепи (Емельяновский район Красноярского края). Материнские деревья вегетативного потомства произрастают в оптимальных условиях для кедра сибирского в низкогорье Западного Саяна, семенного - в предгорье Хамар-Дабана бассейна оз. Байкал. Для редких форм деревьев кедра сибирского помимо двухлетнего семеношения характерно развитие мегастробил в год цветения, на год раньше, чем у типичных форм. По результатам исследования выявлено что вегетативное потомство кедра сибирского наследует однолетний и смешанный типы семеношения материнского дерева (808) саянской популяции; семенное потомство байкальской популяции выделяется по ростовым показателям (повышенным числом семядолей, длинной хвоей, числом латеральных побегов, высотой, приростом), характерным также для материнских деревьев. Выявленные признаки у вегетативного и семенного потомства кедра сибирского редких форм в Красноярской лесостепи характерны для гибридных растений, проявляющихся как гетерозис роста.

Представлены результаты 23-летних исследований видового состава, вертикальной и горизонтальной структуры и экологических особенностей старовозрастных высокогорных кедровых ( Pinus sibirica Du Tour) лесов, сохранившихся в долине р. Актру (Северо-Чуйский хребет, Республика Алтай) на высотах 2160-2300 м н. у. м. и не подвергавшихся воздействию человека и пожаров на протяжении их существования. Исследования проводились на экологических профилях, заложенных на северном, западном и восточном склонах долины р. Актру. Для экологической оценки местообитаний использован метод стандартных экологических шкал Л. Г. Раменского - И. А. Цаценкина, реализованный в программно-информационном обеспечении IBIS. Всего на территории горно-ледникового бассейна Актру выявлено восемь вариантов старовозрастных кедровых лесов, характеризующихся значительными отличиями в составе и структуре кустарникового яруса и напочвенного покрова: три варианта в приледниковой зоне на северном склоне, два - на восточном и три - на западном. Наиболее богатым видовым составом сосудистых растений, мхов и лишайников характеризуются приледниковые кедровники на северном склоне - 46 видов сосудистых растений, 9 видов мхов и 5 видов напочвенных лишайников, в кедровниках западного склона обнаружено 32 вида сосудистых растений, 6 видов мхов и 3 вида лишайников, на восточном склоне - 26 видов сосудистых растений и 8 видов мхов. Всего в составе старовозрастных кедровников, где основное поколение деревьев кедра сибирского ( Pinus sibirica Du Tour), слагающего древесный ярус, имеет возраст более 400 лет, выявлено 104 вида сосудистых растений. Несмотря на приуроченность к разному типу почв (криоземы, маломощные подбуры, дерново-подбуры), леса характеризуются узким диапазоном увлажнения (четыре ступени) и активного богатства почв (две ступени). Исследование высокогорных лесов имеет высокую научную значимость для понимания особенностей их формирования и функционирования. Необходимость сохранения этих лесов обусловлена их редкостью, ненарушенностью и значительным возрастом деревьев.

Происходящие изменения климата в бореальной зоне оказывают влияние на углероддепонирующую способность лесных экосистем. Экологические условия и таксономическое разнообразие растительного покрова биогеоценозов определяют актуальность исследования фракционного состава их фитомассы и пигментного комплекса в устойчивости и регуляции активности фотосинтетического аппарата. Живой напочвенный покров, как правило, недооценивается или исключается при оценках лесной фитомассы в связи с отсутствием стандартных уравнений. В настоящем исследовании для смешанного леса средней тайги проведена оценка запаса надземной фитомассы и разработан набор аллометрических уравнений у широко распространённых видов, произрастающих в смешанном лесу средней тайги: линнея северная ( Linnaea borealis L.), багульник болотный ( Ledum palustre L.), черника обыкновенная ( Vaccinium myrtillus L.), голубика обыкновенная ( V. uliginosum L.), брусника обыкновенная ( V. vitis-idaea L.). Наибольшей встречаемостью в лесном биогеоценозе (60 %) характеризуется брусника . Доминантфом яруса выступает черника обыкновенная, запас которой составляет 21.2 ± 52.8 г/м². Соотношение среднего запаса листовой фитомассы к древесной колеблется от 0.08 ± 0.17 для черники обыкновенной до 0.73 ± 1.04 для брусники. Определены индекс листовой поверхности и концентрация основных фотосинтетических пигментов у преобладающих видов в кустарничковом ярусе растительности. Индекс варьировал от 0.027 ± 0.062 м²/м² для черники обыкновенной до 0.097 ± 0.077 м²/м² для багульника болотного. В смешанном биогеоценозе среднетаежной зоны наибольшее количество хлорофиллов и каротиноидов обнаружено в листьях голубики, а наименьшее - брусники. Фотосинтетический аппарат изучаемых видов характеризуется довольно стабильным накоплением фотосинтетических пигментов, относящихся к светособирающему комплексу.

Мониторинг распространения древесно-кустарниковой растительности на верхней границе леса в горных регионах относится к наиболее простым и эффективным методам получения доказательств последствий климатических изменений для растительности. В условиях плато Путорана одним из наиболее крупных и распространенных кустарниковых видов является ольховник кустарниковый ( Duschekia fruticosa (Rupr.) Pouzar). В западной части плато Путорана в пределах экотона лес - горная тундра на склонах разной экспозиции был проведен анализ возрастной и морфологической структуры этого растения, произрастающего на разной высоте над уровнем моря (200-600 м) в древостоях разной сомкнутости. Установлено, что в ХХ в., преимущественно в его второй половине, происходила интенсивная экспансия ольховника кустарникового в горные тундры, редины и редколесья на склонах всех экспозиций массива Сухие горы. Выявлено влияние древостоев лиственницы Гмелина ( Larix gmelinii (Rupr.) Kuzen) на распространение и морфологическую структуру ценопопуляций ольховника кустарникового. Заселение и распространение ольховника кустарникового происходит сопряженно с древостоями лиственницы Гмелина. Установлены зависимости между высотой снега и суммой проекций крон кустарников ( R² = 0.582). Выявлено, что при отсутствии снежного покрова ольховник кустарниковый не может существовать. Установлены значительные различия в распространении ольховника кустарникового в зависимости от экспозиции, на южных и восточных склонах оно выше. Наибольшее количество кустов произрастает преимущественно в нижней части экотона, где снежные массы накапливаются в большем количестве. Наиболее вероятным объяснением увеличения плотности и продвижения выше в горы ольховника кустарникового может быть общее изменение климатических условий в районе исследования.

Исследованы многолетние вариации параметров снежного покрова в подтаежной и горно-таежной группе лесов заповедной территории национального парка «Красноярские Столбы». Выявлено значительное сокращение сроков залегания устойчивого снежного покрова (~20 дней) за счет более позднего установления и более раннего схода. Показана возможность расчета влагозапаса в снеге по мощности снежного покрова ( r = 0.74-0.96; p < 0.001) в конкретных условиях. Определены наиболее стабильные участки территории с высотой снега 50-70 см ( V < 50 %), на которые приходилось в разные годы от 52 до 71 % всей территории ООПТ, за исключением критически многоснежного 2021 г. (всего 28 % территории). Общий суммарный влагозапас снежного покрова на начало снеготаяния в зависимости от погодных условий конкретного года варьировал от 46.6 до 89.7 · 10⁶ м³ при средневзвешенном влагозапасе на единицу площади от 98.8 до 190.1 мм. Представленные данные сопоставимы с ранее опубликованными для других территорий Красноярского края (Буренина и др., 2013) и Сибири (Доклад…, 2019-2023), что дает возможность дальнейшего углубленного анализа связи расчетных данных по влагозапасу снега с климатическими параметрами среды на более длительной временной шкале.

Обсуждается запатентованная методика введения в культуру in vitro и способ получения регенерантов от молодых побегов плюсового дерева тополя корейского ( Populus koreana Rehder) мужского генотипа. Для культивирования использовали модифицированные на основе MS и ½ MS среды, дополненные антибиотиком цефатоксином и гормонами. Активация пазушной меристемы происходила при помощи комбинации гормонов в следующих концентрациях: N⁶-бензиаминопурин (ВА) - 0.2 мг/л; тидиазурон (TDZ) - 0.05-0.1 мг/л; нафтолаленоцетиновая кислота (NAA) - 0.01 мг/л. Мультипликацию побегов проводили на тех же средах, используя гормоны: (BA) - 0.4-0.6 мг/л и 3-индолил масляную кислоту (IBA) - 0.1 мг/л. Рост побегов происходил под влиянием 0.1 мг/л кинетина, а процесс ризогенеза - при использовании гормонов: IBA - 0.25-0.5 мг/л и кинетина - 0.1 мг/л. Растения укоренялись в стерильном субстрате, состоящем из равных частей песка, вермикулита и лесной почвы. Регенеранты тополя различались по скорости роста, при этом не наблюдали морфологических изменений растений. Одна часть растений отличалась быстрым ростом в высоту, другие растения развивались очень медленно. Наиболее высокие экземпляры отмечены у клонов 1/1, 1/8 и 1/14, их высота варьировала от 18 до 30 см. Сделан вывод, что появление растений с различной скоростью роста - результат проявления сомаклональной изменчивости вида при его культивировании in vitro . Однако это явление требует дальнейшего подтверждения. Полученные данным способом растения не имеют грибных, бактериальных и вирусных инфекций и способны размножаться черенкованием. Предложенная технология в будущем может быть использована в практических целях.

Учитывая важность сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) для лесного хозяйства в Европейской части России, необходимо иметь инструменты, позволяющие принимать обоснованные решения по управлению процессом лесовыращивания и планированию лесопользования. Цель работы - создание динамической модели роста и производительности сосновых древостоев естественного происхождения Европейской части России с использованием данных повторных наблюдений на 99 постоянных пробных площадях с 1862 по 2023 г. Модель роста и производительности древостоев состоит из отдельных уравнений зависимостей средней высоты, среднего диаметра и числа растущих деревьев от начального и конечного возрастов и начальных значений соответствующих таксационных показателей и зависимости средней видовой высоты от средней высоты древостоя. Разработанная в исследовании модель обеспечивает прогнозирование таксационных показателей в рамках установленной лесоустроительной инструкцией точности, обеспечивая уверенный прогноз в среднем на 9 лет. Средняя абсолютная ошибка для средних высот, диаметров и видовых высот не превышает 5 %, а для числа деревьев, суммы площадей сечений и запаса - 15 %. Разработанная модель может служить альтернативой традиционным таблицам хода роста при проектировании и обосновании лесохозяйственных мероприятий, при таксации лесов методом актуализации, а также для принятия управленческих решений при ведении хозяйства в сосновых лесах. В сочетании с дополнительными уравнениями она может использоваться для прогнозирования углероддепонирующего потенциала сосновых древостоев.

Приведены результаты исследований физиологических процессов (дыхание корней, интенсивность фотосинтеза и транспирации, содержание пигментов, рост хвои и побегов) деревьев сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.) разных групп соподчинения 230-летнего осушенного одновозрастного сосняка вахто-сфагнового и влияния на них выборочной (приисковой) рубки. Положение сосны в древостое согласовалось с физиологическим состоянием дерева. Самую высокую интенсивность физиологических и ростовых процессов отмечали у господствующих деревьев (по Г. Крафту, деревья II класса) - в 1.5-2 раза выше, чем у других групп деревьев (согосподствующие, угнетенные). Самую низкую активность физиологических и ростовых процессов наблюдали у угнетенных деревьев, располагающихся в нижней части полога (деревья IVа класса). После выборочной рубки освещенность под пологом древостоя увеличилась в 3.2 раза по сравнению с контролем без рубки (составила до 47.9 % от освещенности открытого места) и стала благоприятной даже для подроста. У оставленных на выращивание деревьев сосны дыхание корней возросло в 1.5 раза, интенсивность фотосинтеза и транспирации - в 1.2-1.5 раза, содержание хлорофиллов уменьшилось на 15-42 %, каротиноидных пигментов - на 5-32 % по сравнению с контролем. Самую высокую физиологическую и ростовую реакцию на проведенную выборочную рубку проявили господствующие деревья II класса Крафта, а самую низкую - угнетенные деревья IVа класса. Приисковые рубки не изменили структурную дифференциацию деревьев в пологе, но усилили их физиологическую активность, рост хвои и побегов.

Представлены результаты исследования биоэкологических особенностей (аллометрии, жизнеспособности, морфометрии) дуба черешчатого формы пирамидальная ( Quercus robur L. var. рyramidalis ) в условиях антропогенного загрязнения промышленного г. Донецка юга Восточно-Европейской равнины (Донецкий кряж). Показана более высокая жизнеспособность контрольной группы растений (1 балл, здоровые деревья) по сравнению с экспериментальной (1.5 ± 0.5 балла, здоровые деревья, редко ослабленные), произрастающих на территориях с антропогенным загрязнением. Диаметр стволов деревьев экспериментальной группы в среднем выше на 34 %, чем в контрольных насаждениях, объем ствола и фитомасса различных фракций, произрастающих в условиях антропогенной нагрузки, больше на ~ 50-70 %, чем на контрольной территории. При этом аллометрические зависимости на двух территориях имеют одинаковые закономерности и подчиняются степенной регрессии. Аллометрическое соотношение диаметра к длине ствола ( d : l ) как для контрольной, так и экспериментальной группы имело высокое значение и составляло 0.04-0.05. Деформации стволов не наблюдались в связи с высокой механической устойчивостью. Архитектоника кроны подвергалась трансформации при наличии скелетных ветвей с соотношением диаметра к длине d : l < 0.01. В ходе исследований архитектоники кроны выявлены необратимые деформации скелетных ветвей различного порядка (в основном мелких) на двух территориях в равной степени, но при этом разрывов и изменения сомкнутости кроны не наблюдалось, степень аварийности растений была на низком уровне (отсутствие обломов после снятия нагрузок). Деревья дуба черешчатого пирамидальной формы рекомендуется использовать при формировании многолетних насаждений в промышленных городах, так как они сохраняют высокую жизнеспособность, механическую устойчивость и стабильные аллометрические показатели, от которых зависит устойчивость всего растения.

Растения в процессе жизненного цикла получают питательные вещества из почвы и удобрений, поглощающихся их корнями. Высшие растения обладают дополнительным способом поглощения питательных веществ при опрыскивании их листьев раствором определенной концентрации. Количество удобрений, вносимых в почву, определяется на основе анализа ее состава. Для внекорневой подкормки такого жесткого критерия нет, поскольку свойства листьев зависят не только от вида растений, но и от условий, в которых они произрастали. В настоящей работе впервые предложен способ оптимальных концентраций внекорневых подкормок исходя из строения и оптических свойств листа растения. В ОПХ «Курагинское» в 2023 г. был заложен полевой опыт по внекорневой подкормке сорта яровой мягкой пшеницы ( Triticum L.) Новосибирская 31. Изучали четыре варианта: 1) контроль; 2) одна подкормка в фазу кущения; 3) две подкормки: в фазу кущения и выхода трубку; 4) три подкормки: фаза кущения, выхода трубку, начало колошения. На основе ряда электронных микрофотографий проведена оценка стандартного отклонения размеров тилакоидов в качестве установления меры упорядочения. На основе моделей одномерных фотонных кристаллов были рассчитаны графики плотности фотонных состояний. Из анализа полученных флуоресцентных спектров флаговых листьев видны изменения в интенсивности и ширинах линий спектра. При сравнении контуров пика, соответствующего фотосистеме (ФС) II, наблюдается различие полуширин, что, в свою очередь, свидетельствует о более активной перекачке энергии в случае с подкормками. По приведенным в работе методам был рассчитан близкий к единице коэффициент корреляции, что свидетельствует о высокой связи данных параметров. По итогам работы установлено, что основным механизмом увеличения урожайности при внесении подкормок является более эффективный перенос энергии из ФС II в ФС I.