ОЦЕНКА ПОПУЛЯЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ И ВОЗОБНОВЛЕНИЯ JUG LANS MANDSHURICA И PHELLODENDRON AMURENSE В ПРОЦЕССЕ АККЛИМАТИЗАЦИИ НА ТЕРРИТОРИИ ВОЛЖСКО-КАМСКОГО ЗАПОВЕДНИКА
Введение 3
Глава 1. Обзор литературы 6
1.1 Проблемы интродукции и акклиматизации растений 6
1.2 Изучение вопроса сокодвижения 8
1.3 Особенности биологии и экологии ореха маньчжурского и бархата амурского 9
1.4 Применение ореха маньчжурского и бархата амурского 11
1.5. Опыты акклиматизации ореха маньчжурского и бархата амурского 13
1.5.1 Опыты акклиматизации на территории Татарстана 17
Глава 2 Характеристика района исследования и местообитаний в ВКГПБЗ 19
Глава 3 Объекты и методы исследования 22
3.1 Объекты и предметы исследования 22
3.2 Методы исследования 22
Глава 4. Обсуждение результатов исследования ореха маньчжурского и бархата амурского 25
4.1 Особенности распространения и натурализации 25
4.2. Уточнение особенностей онтогенетических групп в условиях акклиматизации на территории ВКГПБЗ 26
4.2.1 Онтогенетические группы J. mandshurica 29
4.2.2 Онтогенетические группы Р. amurense 34
4.3 Оценка состояния и выживаемость ценопопуляций в разных эколого-
фитоценотических условиях Райфы 35
4.3.1. Состояние популяции и выживаемость./, mandshurica 35
4.3.2. Состояние популяции и выживаемость Р. amurense 40
4.4 Особенности сокодвижения / mandshurica 42
4.5. Оценка пространственной структуры 45
Выводы 52
Рекомендации и перспективы 54
Список литературы
Преднамеренная интродукция растений направлена на обогащение культурной флоры новыми видами и может рассматриваться как деятельность, приводящая к увеличению биологического разнообразия природных и антропогенных экосистем (Лапин, 1972). С одной стороны, процесс интродукции рассматривался как популярная народнохозяйственная деятельность, направленная на акклиматизацию промысловых животных или особо ценных хозяйственных растений. С другой - это процесс инвазии чужеродных видов в естественные сообщества. Причем заповедники, применительно к этой деятельности рассматривались как опытные акклиматизационные участки (Штильмарк, 1996).
Раифский участок Волжско-Камского заповедника (ВКГПБЗ) уникален тем, что на его территории сохраняется разнообразие лесов, представляющих основные варианты таежных, смешанных и широколиственных лесных сообществ. «С 1919 года Раифская лесная дача стала учебно-опытной лабораторией лесной школы Поволжья (при лесном факультете КГУ), затем было организовано опытное Раифское лесничество» (Бакин, 2001). «Целью было изучение роста и развития экзотических пород в новых экологических условиях для установления пригодности их при лесоразведении и улучшении продуктивности лесов в Среднем Поволжье» (Дерюга, Мурзов, 1977).
С 1936 по 1966 гг., в Райфе был посажен орех маньчжурский (Juglans mandshurica) в чистой культуре или смеси с ясенем пенсильванским, кленом ясенелистным и кедром и сосной в кв.кв. 87, 75, 76, 68 и 88. Бархат амурский высаживался в 1928, 1940, 1941 и 1949 гг. прошлого столетия в виде чистых культур (кв.76) и в смеси с ясенем пенсильванским и лиственницей сибирской (кв.кв. 75; 85; и 35). После организации в 1964 году заповедника работы прекратились, и возникла уникальная ситуация - процесс натурализации интродуцированных видов происходил без влияния человека.
В современных экономических условиях импортозамещения исследование культур ореха и бархата обусловлено ценными свойствами этих деревьев. J. mandshurica по данным в научной литературе имеются положительные результаты использования вторичных метаболитов листьев для лечения раковых опухолей, ценные показатели его плодов для пищевой промышленности, декоративные свойства и хорошая устойчивость вида - для интродукции. Бархат амурский относится к основным медоносам и имеет большой потенциал для использования в медицине, фармацевтике, пищевой индустрии. Вследствие этого необходимо было проанализировать итоги акклиматизации Juglans mandshurica и Phellodendron amurense на территории Райфы, а также определить календарный возраст генеративных деревьев, выявить состояние подроста для выяснения выживаемости ореха и бархата в условиях более сурового континентального климата Среднего Поволжья.
Защита, восстановление экосистем суши и содействие их рациональному использованию, рациональное управление лесами и прекращение процесса утраты биологического разнообразия - одна из целей устойчивого развития («Преобразование нашего мира: Повестка дня в области устойчивого развития на период до 2030 года»). В условиях биосферного заповедника за популяциями интродуцентов нужен особый контроль - оценка их натурализации, акклиматизации, возможность возобновления в условиях континентального климата. Вследствие чего исследования итогов акклиматизации J. mandshurica и Р. amurense открывают перспективы введения деревьев в культуру.
Преднамеренная интродукция вида должна контролироваться путем всестороннего изучения возможного влияния на окружающую среду и местную биоту. Открываются возможности для продолжения и развития исследований в области интродукции и перспектив использования ореха маньчжурского и бархата амурского в хозяйственных и лекарственных целях на территории Республики Татарстан (РТ), это позволит снизить возможные экологические и экономические риски и реализовать цели устойчивого развития в рамках региона.
Актуальность: успешное возобновление и устойчивое состояние популяций ореха маньчжурского и бархата амурского при акклиматизации в условиях умерено-континентального климата Поволжья открывают перспективы использования видов в культуре в новых природных условиях.
Цель: оценить степень устойчивости и возможности возобновления популяций J. mandshurica и Р. amurense в современных условиях их акклиматизации на территории хвойно-широколиственных лесов Раифского участка ВКГПБЗ.
Задачи:
1. Дать оценку современного распространения J. mandshurica и Р. amurense на территории Райфы (ВКГПБЗ);
2. На основе дендрохронологического анализа уточнить календарный возраст J. mandshurica и Р. amurense и разработать метод определения онтогенетических групп с использованием морфометрических параметров вегетативных побегов;
3. Выявить влияние абиотических и биотических условий на процесс возобновления ореха маньчжурского и бархата амурского в естественных лесных сообществах Раифского участка;
4. Определить динамику численности, выживаемости и прироста популяции ореха маньчжурского и бархата амурского в разных эколого- фитоценотических условиях;
5. Оценить итоги акклиматизации ореха маньчжурского и бархата амурского в условиях зоны хвойно-широколиственных лесов Среднего Поволжья.
1. На основе карт распространения Juglans mandshurica на территории Райфы можно отметить что вид прекрасно натурализовался и возобновляется на территории посадок и единично отмечен по просекам и опушкам в 4-х новых кв. Напротив, Phellodendron amurense остался только на одном участке чистой посадки кв.76, на трёх площадках он полностью (кв.35, 75, 85) исчез, таким образом его выживаемость 33%;
2. В динамике за 65-летний период выявлена низкая выживаемость орехов 1-ой генерации. Это подтверждается снижением их плотности до 0,001 ос/га и соответственно сокращением численности в 30 раз (кв. 76). Однако в современных условиях (2013-2019 гг.) выживаемость 2-й генерации орехов (35-37 лет) 100%, проростков и ювенильных особей 30-80%, низкая выживаемость характерна для имматурных и виргинильных растений;
3. Возрастная структура в ЦП J. mandshurica полночленная, соответственно популяция находится в оптимальном состоянии. Напротив, возрастной спектр Р. amurense не полночленный, нет подроста, что обусловлено полным отсутствием семенного возобновления из-за не опыляемости цветков и соответственно отсутствие нормальных плодов;
4. Оценка прироста древесины J. mandshurica 1 -ой генерации в среднем составляет 51,5 мм, для 2-ой - 88,9 мм, что достоверно больше, т.е. прошедшие акклиматизацию в Райфе J. mandshurica дают особи 2-ой генерации значительно быстрее накапливающие биомассу. Напротив, темпы радиального прироста Р. amurense ниже в 1,5 раза по сравнению с J. mandshurica 1-ой генерации и 2,5 раза меньше - с орехами 2-ой генерации;
5. Измерение восходящего потока воды по сосудам ксилемы у ореха маньчжурского показало, что отмечена высокая корреляция сокодвижения с солнечной радиацией (R=0.8) и температурой воздуха (R=0.9). С влажностью воздуха наблюдается отрицательная связь (R= -0.7). Сравнение мощности сокодвижения ореха с березой повислой и липой мелколистной показало высокую синхронность, как у березы так и липы отмечены более низкие значения восходящих потоков воды по сравнению с J. mandshurica;
6. Темпы возобновления ореха и бархата на территории заповедника снижаются; в результате разрастания липы, начался процесс восстановления естественных длительно-производных липняков, что, вероятно, приведет к замещению ореха маньчжурского в этих местообитаниях.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
