Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
На правах рукописи
Авраменко Марина Васильевна
ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕКОРАТИВНЫХ КУСТАРНИКОВ ОЗЕЛЕНИТЕЛЬНОГО АССОРТИМЕНТА Г. БРЯНСКА И БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ (ЮЖНОЕ НЕЧЕРНОЗЕМЬЕ РОССИИ)
03.02.08 - Экология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Брянск - 2012
Работа выполнена на кафедре экологии и рационального природопользования ФГБОУ ВПО Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского
Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор
Любимов Валерий Борисович
ФГБОУ ВПО Брянский государственный
университет имени академика И.Г. Петровского
Консультант: кандидат биологических наук,
доцент кафедры ботаники
Аверинова Елена Александровна
ФГБОУ ВПО Брянский государственный
университет имени академика И.Г. Петровского
Официальные оппоненты: Радыгина Валентина Ивановна, доктор
биологических наук, профессор кафедры
ботаники, ФГБОУ ВПО Орловский
государственный университет
Стаценко Александр Петрович, доктор
сельскохозяйственных наук, профессор кафедры
экологии и безопасности жизнедеятельности,
ФГБОУ ВПО Пензенский государственный
университет
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Брянская государственная инженерно-
технологическая академия, г. Брянск
Защита диссертации состоится л16 мая 2012 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.020.03 при ФГБОУ ВПО Брянский государственный университет им. акад. И.Г. Петровского в конференц-зале по адресу: 241036, г. Брянск, ул. Бежицкая, 14, информационный центр БГУ (общежитие №4). Телефон (4832)66-65-38, факс (4832)66-63-53.
E-mail: bryanskgu@mail.ru; dissovetbiobgu@mail.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского по адресу: 241036, г. Брянск, ул. Бежицкая, 14, с авторефератом - на сайте ВАК РФ: www.vak.ed.gov.ru
Автореферат разослан л14 апреля 2012 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
кандидат биологических наук, доцент Э.М. Величкин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Экономическое развитие промышленного и агропромышленного комплекса Брянской области обуславливает значительную урбанизацию и прессинг на природные и антропогенные экосистемы, что отрицательно сказывается на окружающей среде и здоровье населения. Среди наиболее эффективных мероприятий, направленных на сохранение и оздоровление окружающей среды, ведущая роль принадлежит созданию насаждений различного назначения. Необходима интенсификация зеленого строительства, включая развитие садово-паркового искусства, лесокультурного производства, создание полезащитного лесоразведения, противоэрозионных и приовражных насаждений, озеленение дорог, создание насаждений вдоль малых рек и ручьев [Рубаник, Черкасов, 1971; Колесников, 1974; Горышина, 1979; Лихачев, 1982; Реймерс, 1990]. Решение этих проблем связано с разработкой ассортимента растений, в том числе и за счет интродукции новых видов, а, следовательно, и агротехнических приемов их массового размножения и содержания в культуре [Mayer, 1909; Вавилов,1965; Русанов, 1974; Культиасов, 1953; Кормилицын, 1977; Лапин, 1983; Головкин, 1986; Мельников, 2008 и др.]. При создании садов и парков, озеленении городов, сел, промышленных и сельскохозяйственных объектов особое значение должно уделяться внедрению декоративных, красивоцветущих кустарников, соответствующих природным условиям района исследований и имеющих устойчивость к различной степени загрязнения окружающей среды. При выполнении средозащитной и оздоровительной функций декоративные кустарники испытывают воздействия стрессовых факторов антропогенного происхождения [Любимов, 2000, 2009]. Решению комплексной проблемы введения декоративных кустарников в озеленительный ассортимент в условиях Южного Нечерноземья посвящена диссертационная работа.
Цель исследования - изучение эколого-биологических характеристик (качеств) декоративных кустарников озеленительного ассортимента г. Брянска и Брянской области (Южное Нечерноземье России).
Задачи исследования:
1. Изучить эколого-биологические характеристики видового состава декоративных кустарников в Брянской области: систематику, географическую характеристику, сезонное развитие, толерантность к температурному режиму и дефициту влаги, репродуктивные качества интродуцентов и условия их содержания в культуре;
2. Выявить динамику накопления декоративными кустарниками элементов группы тяжелых металлов (ТМ);
3. Изучить конкурентноспособность некоторых видов кустарников для оптимизации их использования в смешанных посадках;
4. На основании изученности фактического материала и исследований разработать практические рекомендации, направленные на повышение эффективности зеленых насаждений, садов и парков в городах и поселках Брянской области.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Экобиологическая характеристика декоративных кустарников, входящих в озеленительный ассортимент городов и поселков Брянской области;
2. Теоретическое обоснование перспективных для интродукции в Брянскую область новых видов из числа декоративных кустарников;
3. Рекомендации, направленные на повышение декоративности, эстетичности, оздоровительного эффекта и устойчивости зелёных насаждений, садов и парков Брянской области.
Объектами исследований являются декоративные кустарники, интродуцированные или перспективные для интродукции в Брянскую область.
Научная новизна. Уточнен видовой состав и толерантность ряда декоративных кустарников к температурному режиму, дефициту влаги в почве, загрязнению окружающей среды тяжелыми металлами; обоснована перспективность интродукции новых видов из числа высоко-декоративных кустарников, соответствующих природным условиям района исследований; определена семенная продуктивность интродуцентов из числа декоративных кустарников.
Научно-практическая значимость. Внедрение практических рекомендаций в производственную практику, основанных на применении прогрессивных технологий, направленных на оптимизацию процессов размножения, выращивания посадочного материала и содержания декоративных кустарников, будет способствовать сокращению сроков выращивания посадочного материала, повышению экологической эффективности и декоративности зеленых насаждений, садов и парков в районе исследований.
Внедрение результатов исследования. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре экологии и рационального природопользования БГУ при преподавании дисциплины Экология организмов.
ичный вклад. Автором диссертации самостоятельно разработана программа, определены методы и проведен полевой сбор материала. В лабораторных условиях осуществлена обработка и анализ материалов, обоснованы теоретические положения диссертационной работы, выводы и рекомендации. Опубликованные работы написаны автором или в соавторстве.
Связь с научными программами. Изучение эколого-биологических характеристик (качеств) декоративных кустарников озеленительного ассортимента г. Брянска и Брянской области проводилось в соответствии с планом НИЛ лаборатории Мониторинга сред обитания Брянского государственного университета по программе Разработка региональных основ биомониторинга, также долгосрочной целевой программой охраны окружающей природной среды Брянской области (2011-2015).
Достоверность результатов и выводов обеспечена анализом значительного объема накопленного фактического материала по интродукции декоративных кустарников в Брянской области, экспериментальных исследований в течении 6 лет и с их обработкой методами математической статистики, применяемыми в экспериментальной биологии, с использованием специальных программ и компьютерной техники.
Апробация исследований. Результаты исследований докладывались на: Международной научно-практической конференции: Экологическая безопасность региона - Брянск, 2008 г.; Региональной научно-практической конференции: Мониторинг состояния экосистем Прихоперья - Балашов, 2009 г.; 4-й Всероссийской конференции с международным участием: Экологические проблемы городов - Саратов, 2009 г.; 2-й Международной научно-практической конференции: Экологическая безопасность региона - Брянск, 2009 г.; 3-й Международной научно-практической конференции: Экологическая безопасность региона - Брянск, 2010 г.; 4-й Международной научно-практической конференции: Экологическая безопасность региона - Брянск, 2011 г.; 1-й Международной научно-практической конференции Дополнительное профессиональное образование в системе подготовки конкурентоспособного специалиста на рынке труда, Брянск, 2011 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 3 статьи - в издательствах, рекомендованных Перечнем ВАК РФ по биологическим наукам и 1 учебное пособие.
Объем работы. Диссертация состоит из общей характеристики работы, 7 глав, практических рекомендаций, выводов, списка литературы и приложения. Объем работы 182 страницы рукописного текста, в т.ч. 123 страницы основного текста, 11 таблиц, 17 рисунков. В списке литературы 196 источников, в т.ч. 7 на иностранных языках. Приложение содержит 12 таблиц.
1 ИЗУЧЕННОСТЬ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЙ
Сегодня накоплен большой объем фактического материала по вопросам интродукции растений [Mayer, 1909; Вавилов, 1926, 1935, 1940, 1965; Русанов, 1950, 1952, 1972, 1972, 1973, 1974; Культиасов, 1953; Кормилицын, 1960, 1969, 1977; Лапин, 1973, 1975, 1983; Головкин, 1986; Мельников, 2008 и др.]. Существующие методы интродукции часто взаимно исключают друг друга и неприемлемы для практической деятельности по переселению растений [Любимов, 1998, 1999, 2000, 2009]. Что обосновано результатами анализа фактического материала по интродукции и результатами применения методов переселения растений на практике [Ахромейко, 1950; Русанов, 1950, 1952, 1972, 1972, 1973, 1974; Гурский, 1957; Смирнов, 1967, 1985; Оспанов, 1968; Волков, 1968; Гаевская, 1972, 1975; Ахматов, 1976; Андрейченко, 1978; Балтаев, Бурсова, 1979; Арифханова, Славкина, 1981; Левицкая, 2005; Алехина, 2008 и многих др.]. Многочисленные исследования были направлены на разработку физиологического показателя определения жароустойчивости растений [Мацков, 1936; Силина, 1955; Петинов, 1957; Зелепухин 1963, 1969; Тарабрин, 1969; Александров, 1975; Андрейченко, 1978; Ахматов, 1968, 1976, 1983; Прокофьев, 1978; Пронина, 1978; Пустовойтова, 1978; Любимов, 1988, 2009; Любимов, Котова, Ломадзе, 2009; Любимов, Котова, 2010; Любимов и др., 2011]. Изучались физиологические показатели транспирации, водоудерживающей способности листьев, оводненности листьев и побегов, коэффициент завядания и др. [Ничипорович, 1926; Ахромейко, 1950; Иванов, 1950, 1951; Цельникер, Маркова, 1955; Антипов, 1971; Можейко, 1971; Сатарова, 1975, 1978; Молотковский, 1975; Петинов, 1957, 1975; Петинов, Аскоченская, 1975; Смирнов, 1975, 1982, 1986; Ахматов, 1976; Любимов, Котова, 2010]. Морозоустойчивостью интродуцентов занимались П. И. Лапин, М. С. Александрова, К. А. Ахматов, И. А. Смирнов, И. И. Туманов, И.Н. Коновалов, В.Б. Любимов и др. [Коновалов, 1973; Туманов, 1979; Лапин, Александрова, 1975; Смирнов, 1983; Ахматов, 1983; Любимов, 2000, 2009]. При репродукции декоративных кустарников и внедрении их в культуру необходимы знания сезонного развития видов, качества плодов и семян, разработка и внедрение перспективных технологий выращивания посадочного материала [Ершов, 1971; Шутов, 1977; Белостоцкий, 1979; Конганбаева, Любимов, 1987; Любимов, 1987; Любимов, Гурина, 1982, 1984; Левицкая, 2006; Левицкая, Шлапакова, 2008; Мельников, 2009]. Конкурентоспособность декоративных кустарников в условиях искусственных экосистем определялась по методике О.И. Евсигнеева [Евстигнеев, 2004]. Историей развития садово-паркового строительства занимался ряд исследователей [Городков, 1983, 2003; Горохов, Лунц, 1985; Гостев, Юскевич, 1991 и др.]. Изучению растительных ресурсов Брянской области посвящены работы А. Д. Булохова, Л. М. Ахромеева, А. В. Харина и других, вопросам районирования деревьев и кустарников, в том числе и для озеленения Брянской области, - Б. В. Гроздова, В. Г. Катышевцевой, А. И. Колесникова, П.З. Босек, В. Б. Любимова, И.В. Мельникова и др. [Гроздов, 1964; Колесников, 1974; Босек, 1975; Любимов, 1997, 2000; Катышевцева, 2005; Мельников, 2007; Любимов, Анищенко и др., 2008; Мельников, 2009]. Изучение толерантности декоративных кустарников к загрязнению окружающей среды, в том числе и тяжелыми металлами, имеет большое практическое значение для разработки устойчивого ассортимента, например, при озеленении промышленных предприятий, насаждений вдоль автомагистралей, улиц городов с интенсивным движением автотранспорта [Воробьев, 1990; Евдокимова, 1990; Федоров, Шахов, 1990; Глазирина, Дубейковский, 1989; Кизильштейн, Соборникова, 1987; Крючков, 1992; Назаров, 2006; Любимов, 2009].
2 ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ
Брянская область расположена на юго-западе Центрального района Европейской части РФ, общей площадью 34,9 тыс. кв. км. Рельеф области равнинный, местами возвышенный, более расчлененный на востоке и по правобережью Десны и Судости [Природное районирование Е, 1975]. Климат Брянской области умеренно континентальный с теплым летом и умеренно холодной зимой, с достаточным увлажнением [Агроклиматические ресурсы, 1972]. Область расположена в лесной зоне, преимущественно в подзоне широколиственных лесов, частью - в подзоне хвойно-широколиственных лесов. Это предопределяет преобладание дерново-подзолистых почв различного механического состава и значительное распространение серых лесных легкосуглинистых почв. Коренными типами лесов были дубравы и елово-широколиственные леса. По песчаным равнинам росли сосновые боры. В настоящее время леса занимают лишь 28,8% территории области [Ахромеев, 2003].
3 ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ
Объектом исследований являлись декоративные кустарники Брянской области.
В программу исследований включены следующие вопросы:
1 Систематика, география и биоэкологической характеристики видов кустарников озеленительного ассортимента Брянской области.
2 Сезонное развитие кустарников, интродуцированных в Брянскую область, на фоне погодных условий.
3 Толерантность интродуцентов к высоким и низким температурам атмосферного воздуха.
4 Влияние дефицита воды на состояние интродуцентов.
5 Качество плодов и семян у ряда видов кустарников.
6 Исследование конкурентоспособности наиболее распространенных видов кустарников в условиях искусственных экосистем.
7 Динамика накопления декоративными кустарниками элементов группы тяжелых металлов в зависимости от интенсивности автотранспорта.
8 Качественное улучшение насаждений Брянской области, за счет широкого введения декоративных кустарников в культуру, основанного на применении экологического метода интродукции древесных растений.
9 Эффективные методы размножения и выращивания ценных видов с применением прогрессивных технологий в условиях Брянской области.
Методы исследования. Определение видового состава декоративных кустарников, введенных в озеленительный ассортимент насаждений Брянской области, осуществлялось путем визуального обследования парков, садов и скверов, других элементов зеленого строительства в городах и поселках области; сбора гербария; работы с определителями и документацией на создание и содержание насаждений; консультаций со специалистами по вопросам истории декоративного садоводства, паркостроительства, озеленения и защитного лесоразведения на территории Брянской области. При определении систематики декоративных кустарников Брянской области мы использовали специальную литературу, определители, атласы [Качалов, 1970; Рубцов, 1974; Колесников, 1974; Андронов, Богданов, 1974; Лапин, Александрова, Бородина, 1975; Губанов, Киселева, Новиков, Тихомиров, 1995; Булохов, Величкин, 1998]. Название видов приводились по С.К. Черепанову [Черепанов, 1981]. При изучении биоэкологической характеристики вида пользовались работами Б.В. Гроздова, Н.Б. Гроздовой, А.И. Колесникова, С.Я. Соколова, О.А. Связевой, В.А. Кубли, А.Г. Куклиной, Э.И Кукушкиной и другой научной литературой [Гроздов, 1964; Колесников, 1974; Соколов, Связева, Кубли, 1977; Гроздова, 1986; Куклина, Кукушкина, 1991]. Фенологические наблюдения нами проводились по методике, разработанной сотрудниками ГБС АН СССР М.С. Александровой, Н.Е. Булыгиным [Александрова, Булыгин, 1975]. Жароустойчивость интродуцентов определялась в трехкратной повторности - в мае, июне и августе, методами Ф.Ф. Мацкова, К.А. Ахматова и В.П. Тарабрина [Мацков, 1936; Ахматов, 1972; Тарабрин, 1969; Викторов, 1983]. Зимостойкость интродуцентов определялась по принятой в отделе дендрологии ГБС АНСССР семибалльной шкале, а так же методом определения зимостойкости деревьев и кустарников, разработанным К.А. Ахматовым [Древесные растения ГБС АНСССР, 1976; Ахматов, 1968]. Влажность почвы определялась наиболее распространенным и доступным термостатным методом сушки. При изучении качеств плодов и семян определялись следующие показатели: масса 1000 плодов, масса 1000 семян, размеры плодов и семян, процент выхода семян из плодов, что имеет определенное значение при определении перспективности вида для района интродукции и для эффективной репродукции и широкого введения вида в культуру, а также для планирования работ питомническими хозяйствами. При определении качества плодов и семян использовались методы математической статистики в экспериментальной ботанике, разработанные Г.Н. Зайцевым, а также составленные В.Б. Любимовым и Е.Б. Смирновой и К.В. Балиной рекомендации [Зайцев, 1984; Любимов, Смирнова, Балина, 1999]. Исследования проводились полевыми и лабораторными методами. При изучении накопления элементов группы тяжелых металлов в различных частях интродуцентов использовался метод рентгенофлуоресцентного анализа. Исследования образцов осуществлялось на атомно-абсорбционном анализаторе Спектр-5, предназначенном для экспрессного определения содержания металлов в растворах. Ответные реакции растений на загрязнение окружающей среды и распределение видового состава на группы устойчивости по методике, приведенной Х. Десслером, С. Бёртицем, Х. Эндерляйном и Ф. Энгманном [Десслер, Бёртиц, Эндерляйн, Энгманн, 1981]. Показатель экологической полезности декоративных кустарников определялся по методу, разработанному Е.В. Махониным [Махонин, 2006]. Определение показателя основано на способности вида к газопоглощению, шумопоглощению, пылеосаждению, фитонцидным свойствам и газочувствительности. Теоретическое обоснование перспективности привлечения новых интродуцентов осуществлялось экологическим методом, разработанным В.Б. Любимовым, основанным на применении экологических законов, а также рекомендациями прогнозирования результатов интродукции деревьев и кустарников в другие регионы, разработанными М.А. Проскуряковым и В.Г. Рубаник и дендрологическим районированием А.И. Колесникова по распределению деревьев и кустарников по районам применения и типам посадки [Колесников, 1974; Проскуряков, Рубаник, 1986; Любимов, 1999, 2000].
Объем исследований. Обследованы насаждения в городах и поселках Брянской области на территории площадью 240 га. Определен 81 вид из числа декоративных кустарников. Осуществлено 3240 фенонаблюдений. Для определения жароустойчивости обработано 600 образцов. Зимостойкость определялась у 57 видов произрастающих на территории г. Брянска. Для 15 видов определены 8 показателей плодов и семян. Для определения динамики накопления элементов групп тяжелых металлов было обработано 96 образцов растительного материала декоративных кустарников. Проведено 384 наблюдения за движением автотранспорта. Всего в процессе исследований обработано 3600 вариационных рядов. Установлены виды (61), перспективные для интродукции и введения в культуру из числа декоративных кустарников.
4 СИСТЕМАТИКА, ГЕОГРАФИЯ И БИОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕКОРАТИВНЫХ КУСТАРНИКОВ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
4.1 Систематика и география интродуцентов
Видовой состав кустарников Брянской области представлен 81 видом из 42 родов, относящихся к 17 семействам. Перечень видов и родов в семействах декоративных кустарников отражен на рисунке 1.
Рисунок 1 Ц Видовой перечень в семействах декоративных кустарников Брянской области
Примечание:
1. Aceraceae Lindl. | 7. Cornaceae Link. | 13. Rosaceae Juss. |
2. Anacardiaceae Lindl. | 8. Elaeagnaceae L. | 14. Rutaceae Juss. |
3. Berberidaceae Torr. еt Gray. | 9. Leguminosae Juss. | 15. Salicaceae Lindl. |
4. Betulaceae C. A. Agardh | 10. Magnoliaceae J. St. Hil. | 16. Saxifragaceae DC. |
5. Caprifoliaceae Vent. | 11. Oleaceae Lindl. | 17. Vitaceae Lindl. |
6. Celastraceae Lindl. | 12. Rhamnaceae R. Br. |
Как видно на рисунке 1, в насаждениях Брянской области наибольшим числом видов представлены семейства: Rosaceae Juss. - 32, Saxifragaceae DC. - 10, Caprifoliaceae Vent. - 7 видами. Остальные семейства насчитывают в насаждениях области всего по нескольку видов.
Рисунок 2 Ц Спектр декоративных кустарников, интродуцированных в Брянскую область, по географическим областям происхождения
Примечание: 1 - Средняя, Центральная, Западная и Малая Азия; 2 - Сев. Америка; 3 - Европа; 4 - Сибирь, Дальний Восток; 5 - Китай, Корея, Япония |
Спектр флористической принадлежности кустарников отражен на рисунке 2.
Наиболее перспективными источниками при подборе исходного материала для интродукции в Брянскую область являются (по классификации А. Л. Тахтаджяна) Циркумбориальная и Восточно-азиатская флористические области, входящие в Голарктическое царство [Тахтаджян, 1978]. Внутри флористических областей перспективными являются провинции, характеризующиеся некоторой континентальностью климата.
На основании проведенных исследований выяснено, что в настоящее время в озеленение Брянской области широко введено около двадцати пяти видов кустарников. Ряд видов встречаются в насаждениях единично или небольшими группами. Наибольшее распространение получили следующие виды из числа покрытосеменных растений - Berberis vulgaris L., Lonicera. tatarica L., Sambucus nigra L., Euonymus europaeus L., E.verrucosus Scop., Сaragana arborescens Lam., Robinia pseudoacacia L., Syringa vulgaris L., Frangula alnus Mill., Amelanchier canadensis (L.) Medic., Amygdalus nana L., Aronia melanocarpa (Michx.) Elliott, Cerasus fruticosa (Pall.) G.Woron., Crataegus curvisepala Lindl., Physocarpus opulifolius (L.) Maxim., Rosa majalis Herrm., Salix cinerea L., Ribes nigrum L., R. rubrum L., Philadelphus coronarius L.
4.2 Биоэкологическая характеристика интродуцентов
4.2.1 Сезонное развитие интродуцентов
Сезонный рост и развитие интродуцентов, как и представителей местной флоры, подчинены действию абиотических факторов и в их ответных реакциях проявляется степень соответствия силы воздействия факторов среды экологической валентности вида. В соответствии с программой нами, в течение шести лет (2006 - 2011 гг.), регулярно проводились фенонаблюдения за интродуцированными в Брянскую область наиболее распространенными и широко введенными в культуру видами из числа покрытосеменных кустарников. Объектом стационарных, систематических исследований были кустарники, формирующие насаждения в Брянской области. В диссертации приводятся результаты фенологических наблюдений за 30 видами из 22 родов, относящихся к 9 семействам из числа покрытосеменных кустарников, средние за шесть лет даты фенофазы сезонного развития кустарников из числа покрытосеменных растений.
В таблице 1 приведены сроки фенофаз, зарегистрированные в процессе визуальных наблюдений по изучению сезонного развития интродуцентов.
Таблица 1 Ц Сезонное развитие декоративных кустарников Брянской области
(ранние и поздние фенологические даты за период с 2006 по 2011 гг.)
Начало | Облиствение | Цветение | Плодоношение | истопад | ||||
набухания почек | разверзание почек | вызревание листьев | начало | конец | начало | конец | начало | конец |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
наиболее ранние сроки
20.ΙΙΙ | 9.ΙΥ | 3.Υ | 12.Υ | 5.Υ | 25.ΥΙ | 28.ΥΙΙ | 21.ΙΧ | 15.Χ |
наиболее поздние сроки
19. ΙΥ | 27.ΙΥ | 25.Υ | 28.Υ | 18.ΥΙ | 1.Χ | 23.Χ | 10.Χ | 4.ΧΙ |
Вегетация в районе Брянской области начинается в марте - апреле, а заканчивается в октябре - начале ноября. Продолжительность вегетации составляет для разных видов растений от 185 до 230 дней, что соответствует природным особенностям данного климатического района, наступлению теплого весеннего и холодного осеннего периодов.
Фенологические наблюдения за включенными в эксперимент видами позволяют составить природный календарь для Брянской области. Результаты наблюдений, в свою очередь, дают возможность прогнозировать урожай плодов и семян, планировать сроки сбора плодов и семян, сроки предпосевной подготовки семян и определять оптимальные сроки посева семян, посадки растений, т.е. планировать сроки для своевременного проведения полевых работ. Особый интерес результаты исследований представляют для организации хозяйственной деятельности питомников, занимающихся плановым выращиванием посадочного материала. Фенологические наблюдения за интродуцентами необходимы также проектным организациям при проектировании и устройстве садов и парков, создании декоративных биогрупп, групп непрерывного цветения и т. д.
Таким образом, результаты исследований будут способствовать развитию зеленого строительства и повышению эффективности и декоративности насаждений города. Результаты наблюдений, в свою очередь, дают возможность прогнозировать урожай плодов и семян, планировать сроки сбора плодов и семян, сроки предпосевной подготовки семян и определять оптимальные сроки посева семян, посадки растений, т.е. планировать сроки для своевременного проведения полевых работ. Особый интерес результаты исследований представляют для организации хозяйственной деятельности питомников, занимающихся плановым выращиванием посадочного материала. Фенологические наблюдения за интродуцентами необходимы также проектным организациям при проектировании и устройстве садов и парков, создании декоративных биогрупп, групп непрерывного цветения и т. д.
4.2.2 Толерантность интродуцентов к высоким и низким температурам
Действие экстремальных высоких и низких температур в значительной степени ограничивает возможности интродукции древесных растений. Подбор интродуцентов следует осуществлять с учетом закона толерантности и экологической валентности вида по отношению к силе воздействия температурного фактора в районе интродукции. Необходим сравнительный анализ абиотических факторов, характерных для района интродукции с районом естественного обитания вида. Только на этой основе возможно определение перспективности вида для его переселения в конкретный район интродукции.
Действие высоких температур воздуха в комплексе с атмосферной и почвенной засухой, напряженным ветровым режимом может привести к их ослаблению и гибели.
Действие низких зимних температур, в совокупности с частыми ветрами, оттепели также могут привести к гибели кустарников.
Результаты определения жароустойчивости листьев, проведенного нами в течение 2006 - 2011 гг. у 11 видов, относящихся к разным родовым комплексам и семействам, приведены в приложении диссертации.
Амплитуда летальных температур, зарегистрированных по методике Ф. Ф. Мацкова, чрезвычайно велика и ее размах составляет от 47 до 60 градусов, т. е. размах составляет 14 градусов; амплитуда летальных температур, определенных методом К. А. Ахматова, составляет всего три градуса от + 480 С до + 500 С; амплитуда летальных температур, определенных методом В. П. Тарабрина, составляет всего два градуса, в интервале от + 490 С до + 500 С.
Анализ результатов исследований показал, что среди включенных в эксперимент одиннадцати видов кустарников не прослеживается зависимость степени жароустойчивости (летальные температуры) от экологических условий естественного обитания интродуцента. Летальная температура для Berberis vulgaris L., естественно обитающего в европейской части России, и Cotoneaster lucidus Schlecht., родиной которого является Восточная Сибирь и Алтай составляет +48 +500 С, Amelanchier canadensis (L.) Medic., Syringa josikae Jacg., имеют одинаковую летальную температуру для листьев, равную +49- +500 С.
Резюмируя выше изложенное, мы можем заключить следующее:
методика определения жароустойчивости деревьев и кустарников, разработанная Ф. Ф. Мацковым, не дает объективных результатов;
для определения летальных температур листьев могут быть использованы методы, разработанные К. А. Ахматовым и В. П. Тарабриным;
по результатам наших исследований летальной температурой для листьев у разных видов кустарников, вне зависимости от их флористической принадлежности и экологических условий произрастания вида, является температура от + 48 до + 50 0С;
вполне вероятно, что в процессе эволюции сформировались виды, обладающие разной степенью жароустойчивости, но определение этой степени жароустойчивости приведенными методами не представляется возможным.
В процессе исследований мы наблюдали за степенью одревеснения годичных побегов у кустарников, широко введенных в культуру г. Брянска, также за результатами перезимовки этих видов в условиях региона.
Все без исключения виды, вошедшие в перспективный ассортимент, отличаются высокой зимостойкостью и морозоустойчивостью. Сила воздействия отрицательных температур, наблюдаемых в районе интродукции, не выходит за пределы экологической валентности видов культурной дендрофлоры г. Брянска. По семибалльной шкале определения зимостойкости видов, принятой в ГБС АН России, все виды, введенные в культуру, отнесены к Ι баллу - растения не обмерзают.
Основываясь на результатах проведенных исследований, мы можем констатировать следующее:
сила воздействия температурного фактора в условиях Брянской области не выходит за пределы экологической валентности видов, входящих в состав культурной дендрофлоры;
из существующих в практике методов определение летальной температуры листьев возможно лишь методом, разработанным В. П. Тарабриным;
при интродукции видов кустарников необходимо теоретическое обоснование перспективности исходного материала для его мобилизации в район интродукции по степени адаптации видов к абсолютным минимальным температурам.
4.2.3 Толерантность интродуцентов к дефициту влаги
В процессе визуальных наблюдений за состоянием насаждений, наше внимание было обращено на то, что многие виды не полностью реализуют свой биологический потенциал. Некоторые виды, в процессе их эксплуатации, теряют декоративность, их габитус, скученность побегов не соответствуют морфологии и экобиологическим особенностям вида, характерным для естественных условий его местообитания, т.е. проявляемых в пределах ареала. В периоды высоких летних температур, сухости воздуха и почв, у целого ряда видов зарегистрировано падение тургора, летний листопад, сокращается период роста побегов, уменьшается годичный прирост, сокращается и продолжительность вегетационного периода, происходит общее снижение декоративного эффекта и экологической значимости насаждений. В таких условиях особи раньше вступают в субсенильную и сенильную возрастные фазы. Вместе с тем, нами отмечено, что особи тех же видов, находящиеся в более водообеспеченных условиях (например, микропонижения, или относительно регулярное орошение), развиваются нормально, обладают высокой декоративностью и экологическим эффектом. Растения одного возраста резко отличаются в условиях Брянской области по высоте и диаметру, площадью листовой пластинки, ее цвету, годичному приросту, в зависимости от их обеспеченности влагой. Ответные реакции растений на климат нами наблюдались на видах кустарников, широко введенных в озеленение, т.е. встречающихся практически повсеместно в городе. Наличие в насаждении, или насаждениях города большого количества особей одного вида позволяло отобрать для изучения одновозрастные растения и сравнить их по показателям, характеризующим их рост и развитие, в зависимости от влагообеспеченности. Изучение динамики содержания воды в почвах, в течение вегетации, осуществлялось в зеленых насаждениях Брянской области.
В связи с проведенными исследованиями, необходимо сделать заключение о том, что дефицит влаги при произрастании кустарников, интродуцированных в город, малочисленный (с малой продолжительностью во времени) или вообще отсутствовал. Поэтому условия для произрастания кустарниковой растительности вполне благоприятны.
5 РЕПРОДУКЦИЯ ИНТРОДУЦЕНТОВ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ В КУЛЬТУРЕ
5.1 Качество плодов и семян
Актуальны и сегодня задачи, направленные на повышение уровня селекционно-генетической работы, разработку современных методов выведения, отбора и размножения ценных форм древесных пород на основе лесной генетики, селекции и элитного семеноводства, обеспечивающих повышение продуктивности создаваемых насаждений и сокращение сроков их выращивания. Особый интерес представляют исследования по изучению плодов и семян местной репродукции, изучению и внедрению прогрессивных технологий по выращиванию посадочного материала ценных деревьев и кустарников, интродуцированных в тот или иной регион. В связи с этим нами изучались качества плодов и семян, введенных в культуру Брянской области ценных для озеленения видов кустарников.
При репродукции кустарниковых растений в эффективном, широком их внедрении в культуру основополагающее значение имеют результаты исследований по определению качества плодов и семян.
Определение массы плодов и семян, их размеров, процента выхода семян из плодов совершенно необходимо при организации планового ведения озеленительных и лесокультурных работ, прогнозу и учету урожая плодов и семян ценных видов деревьев и кустарников, определению объемов заготовки плодов и семян с целью обеспечения планового выращивания посадочного материала.
Следует также отметить, что сравнение ряда показателей семян и плодов у интродуцированных видов, с таковыми, полученными в условиях естественного местообитания, может использоваться при диагностике в определении перспективности интродуцента. В связи с этим нами изучен ряд показателей качества плодов и семян у 15 видов кустарников, интродуцированных в Брянскую область и достигших генеративной фазы развития. Результаты исследований отражены в приложении диссертации.
Для проведения исследований по определению качества плодов и семян были подобраны в насаждениях Брянской области кустарники, не поврежденные вредителями и болезнями, с нормально развитой кроной, с относительно одинаковыми, по степени влагообеспеченности, условиями роста и развития. Плоды и семена декоративных кустарников собирались в зеленых насаждениях и улицах г. Брянска и пригородах, а также большой растительный материал собирался на территории Брянской области, а именно в Погарском, Почепском, Унечском и Мглинском районах.
Плоды и семена хранились и обрабатывались в условиях сухого проветриваемого помещения при комнатной температуре. Плоды взвешивались, а затем из них извлекались семена. При этом регистрировалось количество семян в плодах. Хранение семян продолжалось до установления постоянной их массы. Затем образцы семян взвешивались с целью определения массы семян и процента выхода семян из плодов.
Полученные методом математической статистики в экспериментальной биологии средние величины и их ошибка по длине плодов и семян, ширине плодов и семян, массе 1000 плодов и семян, выходу семян из плодов и количеству семян в плодах, дают довольно полное представление об объектах исследований, т.е. плодах и семенах, некоторых интродуцированных в Брянскую область видов кустарников. Параметры заслуживают доверия ввиду большой достоверности средних арифметических и значений показателя точности опыта, меньшего 5%. Так, например средняя величина длины плодов у Viburnum opulus L. составляет 1,2 ± 0,013 см, при этом, среднее квадратическое отклонение 0,092, коэффициент вариации не превышает 7,67%, показатель точности опыта равен 1,08, а критерий достоверности средней арифметической очень высок и составляет 92,31. Следовательно полученные данные по длине плодов достоверны. Аналогичные результаты получены и для других показателей.
Сравнение показателей качества семян и плодов у интродуцентов, с таковыми, в условиях естественного обитания видов позволили сделать вывод о том, что масса плодов и семян и их размеры у интродуцентов практически не отличаются от массы и размеров плодов и семян, характерных для вида в условиях его естественного обитания.
5.2 Физиология прорастания семян
Для успешной интродукции многих растений необходимо знание физиологии прорастания. Проводились исследования по сравнительному изучению влияния температуры и света на динамику прорастания и всхожесть семян Phusocarpus opulifolius (L.) Maxim.
В процессе исследования определяли динамику прорастания на свету и в темноте при различных температурах: комнатной (колебалась в пределах 18 20), 25 и 30С. Реакцию семян на воздействие света изучали на фоне этих температур путем параллельного проращивания в темноте и на дневном рассеянном свету.
Для постановки опыта были использованы семена длительно хранившиеся (до 5 месяцев), стратифицированные при 3 - 5С., выдержанные в течение 14 дней на влажном песке.
Максимальная всхожесть (99 - 100 %) семена достигли через 20 дней после посева (табл. 2). Отмечено последовательное увеличение энергии прорастания и всхожести по мере повышения температуры от 18 до 25С. Температура 30 в первые дни после посева оказывала на процесс задерживающее влияние. По мере удлинения периода проращивания задерживающее действие температуры 30С. постепенно уменьшалось и в конечном итоге снималось полностью. Семена наиболее активно прорастали при 25С.
Таблица 2 Ц Динамика прорастания семян Ph. opulifolius (L.) Maxim., %
Условия прорастания | Сутки после посева | |||||||
4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 11 | 14 | 20 | |
18 - 20 (свет) | 1 | 7 | 61 | 74 | 77 | 95 | 97 | 99 |
18 - 20 (темнота) | 0 | 3 | 5 | 9 | 14 | 21 | 29 | 39 |
25 (свет) | 3 | 52 | 73 | 82 | 90 | 96 | 97 | 100 |
25 (темнота) | 0 | 8 | 12 | 18 | 20 | 34 | 40 | 48 |
30 (свет) | 0 | 16 | 34 | 58 | 60 | 75 | 77 | 80 |
30 (темнота) | 0 | 1 | 1 | 4 | 6 | 10 | 15 | 17 |
Семена Ph. opulifolius (L.) Maxim. отличались высокой потребностью в свете. В условиях темноты при двукратной повторности при температуре 30 они давали единичные проростки. Но при температурах 18 - 20 и 25С. их всхожесть через 20 дней достигла в среднем 40 - 50 %.
Таким образом, данные опытов с Ph. opulifolius (L.) Maxim. показали, что особенности прорастания семян обусловлены, прежде всего, температурными и световыми условиями. Оптимальными температурами при прорастании являются 18 - 20 и 25С. Свет в той или иной степени стимулирует прорастание, т. е. наличие света обусловлено усилением прорастания и повышения всхожести почти при всех температурах опыта.
5.3 Вегетативное размножение (черенкование)
Черенки полуодревесневшие (Forsythia europaea Deg. et Bald.) высаживались осенью в глубоко обработанную землю (40-45 см) рядами с размещением между черенками в рядах 20-25 см.
Для стимуляции процесса корнеобразования черенки обрабатываются стимуляторами роста (гетероауксин), а именно погружение черенков нижними концами в водные растворы стимуляторов. Концентрация гетероауксина составляла 200-250 мг/л воды, продолжительность обработки 18-24 часа. Обработка черенков проводится при температуре не выше +20-+230С. Из 100% черенков Forsythia europaea Deg. et Bald.укоренилось 854%.
Результаты исследований могут быть использованы в практике с целью скорейшего размножения декоративных, красивоцветущих кустарников, перспективных для более широкого введения в озеленительные, защитные посадки региона.
5.4 Конкурентоспособность наиболее распространенных видов кустарников в условиях искусственных экосистем
Зеленые насаждения - основной элемент оздоровления, благоустройства и мониторинга атмосферы поселений. Подбор видового, сортового ассортимента должен проводиться с особой тщательностью, так как биоразнообразие зеленого каркаса городов повышает устойчивость урбоэкосистем [Губанов, Новиков, Тихомиров, 1981; Каприкова, 1967]. Вопрос выбора того или иного вида для его широкого культивирования не имеет однозначного ответа, особенно это касается критериев выбора. Поэтому тематика работы достаточно актуальна, так как задача введения видов как фоновых в состав зеленых насаждений решена на основе комплекса признаков экологической валентности.
Таблица 3 Ц Морфологические признаки плодов и семян древесных и кустарниковых видов
Виды | Признаки | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Amelanchier canadensis (L.) Medic. | 3,110,009 | 3,27 0,14 | 2,73 0,71 | 8,4 0,071 | 3,98 0,19 | Ц |
Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot. | 2,906 0,42 | 1,23 0,13 | 2,8 0,51 | 8,5 0,09 | 2,62 0,33 | _ |
Berberis vulgaris L. | 2,17 0,03 | 2,39 0,14 | 0,68 0,081 | 0,93 0,044 | 1,91 0,24 | + |
Cotoneaster lucidus Schlecht. | 2,22 0,08 | 2,41 0,092 | 1,77 0,067 | 2,1 0,038 | 3,4 0,31 | + |
Lonicera tatarica L. | 2,14 0,04 | 2,19 0,031 | 1,2 0,18 | 1,13 0,029 | 1,93 0,069 | _ |
Phusocarpus ovulifolius CL.) Maxim. | 3,59 0,108 | 4,32 0,084 | 3,13 0,047 | 2,33 0,074 | 6,99 0,56 | + |
Rosa majalis Herrm. | 2,77 0,164 | 2,64 0,12 | 1,77 0,075 | 3,47 0,078 | 3,31 0,25 | + |
Rosa rugosa Thunb. | 2,73 0,02 | 3,46 0,024 | 1,9 0,001 | 3,12 + 0,007 | 2,3 0,017 | + |
Symphoricarpos albus (L.) Blake. | 2,09 0,01 | 2,23 0,042 | 1,1 0,091 | 0,84 0,103 | 1,17 0,053 | _ |
Syringa vulgaris L. | 7,97 0,205 | 5,19 0,33 | 3,37 0,141 | 3,6 0,147 | 2,49 0,074 | - |
Примечание: 1 - длина верхних почек, мм; 2 - длина боковых почек, мм; 3 - максимальная высота особей, м; 4 - максимальный диаметр ствола особей на уровне груди, см; 5 - максимальная площадь горизонтальной проекции кроны особей, м2; 6 - газоустойчивость (л+ - устойчиво, - - малоустойчиво).
Исследовалось выявление особенностей фенотипов кустарников, использующихся в озеленении, для прогноза их жизнеспособности и состояния в условиях Южного Нечерноземья России (на примере наиболее распространенных видов зеленых насаждений г. Брянска).
В таблице 3 приведена характеристика фенотипических признаков растений, которые учитываются при установлении конкурентоспособности.
Наибольшими размерами верхушечных и боковых почек обладают Syringa vulgaris L., Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot. Наименьшие размеры почек зарегистрированы у Phusocarpus opulifolius (L) Maxim., Rosa majalis Herrm. Один из самых важных показателей конкурентоспособности - размер фотосинтезирующей поверхности (размер кроны). Обширными размерами кроны (6,9 м2) обладают Phusocarpus opulifolius (L.) Maxim., Rosa majalis Herrm. (3,31 м2), Amelanchier canadensis (L) Medic. (3,98 м2). Формируют незначительные размеры кроны Berberis vulgaris L. (1,91 м2), Lonicera tatarica L. (1,93 м2), Symphoricarpos albus (L.) Blake. (1,17 м2). Максимальный диаметр ствола на уровне груди у Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot. (8,5 см), Amelanchier canadensis (L.) Medic. (8,4 см); наименьший - у Symphoricarpos albus (L.) Blake. (0,84 см), Lonicera tatarica L. (1,13 см), Cotoneaster lucidus Schlecht. (2,1 см).
Напрямую определяет конкурентоспособные реакции вида - газоустойчивость. Значительно повышает экологическую пластичность комплексная устойчивость к газам. Газоустойчивость выявлена у Berberis vulgaris L., Cotoneaster lucidus Schlecht., Phusocarpus opulifolius (L.) Maxim., Rosa majalis Herrm., Rosa rugosa Thunb. Снижает конкурентоспособность недостаточная газоустойчивость. Незначительная толерантность указана для Amelanchier canadensis (L.) Medic., Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot., Syringa vulgaris L., Lonicera tatarica L., Cotoneaster lucidus Schlecht.
Рекомендуя те или иные виды для широкого культивирования в озеленительных посадках, необходимо уделять внимание признакам конкурентоспособности, а также размерам плодов и семян, их массе, размерам различных частей растения (ответственного за проведение фотосинтеза) и газоустойчивости.
По экспериментальным данным, конкурентоспособными в условиях Южного Нечерноземья России признаны следующие виды: Соtoneaster lucidus Schlecht. и Phusocarpus opulifolius (L.) Maxim. Мы рекомендуем их для массового культивирования, так как они имеют наибольшую экологическую пластичность. Относительно неплохо показали себя такие виды, как Rosa majalis Herrm., Rosa rugosa Thunb., Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot. По отдельным признакам они хорошо адаптированы к условиям урбанизированной среды.
6 ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НЕКОТОРЫМИ ВИДАМИ ДЕКОРАТИВНЫХ КУСТАРНИКОВ
Исследовалось определение устойчивости декоративных видов кустарников к техногенному загрязнению, в том числе и изучение влияния интенсивности движения автотранспорта на содержание тяжелых металлов в листьях некоторых декоративных кустарников, введенных в озеленение городов и поселков Брянской области и их ответные реакции.
Объектом исследований являлись декоративные кустарники, введенные в озеленение городов и поселков Брянской области. Динамика накопления тяжелых металлов изучалась у Rosa majalis Herrm., R. rugosa Thunb., Physocarpus opulifolius (L.) и Syringa vulgaris L.
Учет интенсивности движения автомобильного транспорта осуществлялся 15 марта, 15 мая, 15 июля, 15 сентября, в течение дня с 8 до 20 часов (в продолжение двадцати минут каждого часа). Отбор проб растений проводился в районах г. Брянска и д. Долботово Погарского района Брянской области с разным по интенсивности воздействием автотранспорта.
В табл. 4 отражена динамика накопления тяжелых металлов листьями Rosa majalis Herrm., R. rugosa Thunb., Physocarpus opulifolius L., Syringa vulgaris L. в течение вегетации в зависимости от интенсивности движения автотранспорта.
Таблица Ц 4 Динамика накопления декоративными кустарниками элементов группы тяжелых металлов в зависимости от интенсивности движения автотранспорта (2010, мг/кг)
Район ПП/ элементы | Sr | Pb | As | Zn | Сu | Ni | Co | Fe | Mn | Cr |
Март (Rosa majalis Herrm.)
г. Брянск | 254,6 | 25,8 | 10,6 | 88,8 | 39,2 | 19,4 | 1,85 | 2536 | 113,8 | 33,6 |
д. Долботово | 185,8 | 24,5 | 10,5 | 53,9 | 38,2 | 17,0 | 1,6 | 1960 | 78,8 | 38,4 |
Май (R. majalis Herrm.)
г. Брянск | 121,6 | 37,8 | 9,95 | 115 | 36,3 | 22,6 | 0,3 | 2793 | 101,7 | 40,5 |
д. Долботово | 41,5 | 20,1 | 4,55 | 54,4 | 16,2 | 12,1 | 0,2 | 1175,3 | 53,4 | 17,7 |
Июль (R. majalis Herrm.)
г. Брянск | 164,2 | 26,3 | 10,8 | 59,2 | 44,1 | 15,6 | 1,7 | 5318 | 367,5 | 40,1 |
д. Долботово | 105,1 | 23,9 | 10,1 | 48,3 | 41,9 | 15,0 | 0,8 | 3472 | 169,9 | 37,9 |
Сентябрь (R. majalis Herrm.)
г. Брянск | 209,1 | 25,6 | 11,8 | 49,6 | 47,8 | 16,7 | 0,5 | 3506 | 175,8 | 40,8 |
д. Долботово | 136,1 | 25,1 | 10,8 | 45,2 | 42,1 | 15,8 | 0,2 | 2877 | 141,5 | 36,6 |
Март (Rosa rugosa Thunb.)
г. Брянск | 131,4 | 38,9 | 9,3 | 106,9 | 35,7 | 17,0 | 0,3 | 2343 | 113,7 | 41,7 |
д. Долботово | 55,8 | 28,9 | 5,9 | 43,2 | 26,1 | 14,5 | 0,2 | 1461 | 73,35 | 31,8 |
Май (R. rugosa Thunb.)
г. Брянск | 129,7 | 36,5 | 9,9 | 106,6 | 33,3 | 18,1 | 0,3 | 2254 | 115,8 | 43,9 |
д. Долботово | 66,7 | 19,6 | 4,2 | 56,5 | 25,6 | 11,6 | 0,2 | 1659 | 80,6 | 33,1 |
Июль (R. rugosa Thunb.)
г. Брянск | 158,2 | 26,7 | 10,9 | 98,2 | 48,5 | 17,7 | 1,1 | 4709 | 185,3 | 41,1 |
д. Долботово | 102,6 | 22,7 | 10,1 | 53,5 | 43,4 | 12,9 | 0,9 | 2925 | 89,2 | 38,3 |
Сентябрь (R. rugosa Thunb.)
г. Брянск | 222,1 | 28,8 | 11,1 | 53,8 | 49,0 | 19,6 | 0,9 | 3654 | 188,3 | 43,3 |
д. Долботово | 100,8 | 21,9 | 10,2 | 46,4 | 45,6 | 12,2 | 0,5 | 3163 | 108,7 | 38,5 |
Март (Physocarpus opulifolius L.)
г. Брянск | 89,15 | 25,3 | 10,8 | 59,9 | 39,6 | 19,9 | 1,7 | 4776 | 299,6 | 39,4 |
д. Долботово | 79,9 | 23,3 | 10,2 | 46,1 | 33,1 | 16,9 | 0,8 | 3233 | 199,0 | 34,0 |
Май (Ph. opulifolius L.)
г. Брянск | 131,1 | 31,7 | 11,1 | 115 | 44,2 | 19,8 | 1,1 | 2848 | 199,8 | 41,7 |
д. Долботово | 75,0 | 22,2 | 9,9 | 74,1 | 33,5 | 24,0 | 1,0 | 2371 | 100,9 | 36,2 |
Июль (Ph. opulifolius L.)
г. Брянск | 126,5 | 28,8 | 11,5 | 68,1 | 46,6 | 20,2 | 2,3 | 2467 | 117,6 | 35,2 |
д. Долботово | 81,3 | 22,7 | 10,4 | 65,6 | 44,9 | 17,2 | 2,1 | 2271 | 88,1 | 34,6 |
Продолжение табл. 4
Сентябрь (Ph. opulifolius L.)
г. Брянск | 111,1 | 21,8 | 10,4 | 58,6 | 46,3 | 20,8 | 2,1 | 2241 | 92,8 | 39,8 |
д. Долботово | 79,6 | 20,4 | 10,3 | 48,6 | 42,8 | 18,1 | 0,9 | 1848 | 52,7 | 37,9 |
Март (Syringa vulgaris L.)
г. Брянск | 94,8 | 23,7 | 11,9 | 131 | 36,6 | 21,1 | 2,2 | 1646 | 53,2 | 36,2 |
д. Долботово | 34,3 | 15,7 | 8,2 | 32,2 | 11,3 | 16,7 | 1,1 | 1209 | 16,6 | 10,6 |
Май (S. vulgaris L.)
г. Брянск | 103,8 | 25,3 | 9,8 | 102 | 34,2 | 19,7 | 0,3 | 2243 | 100,3 | 31,7 |
д. Долботово | 62,2 | 22,1 | 3,1 | 74,6 | 29,6 | 15,1 | 0,2 | 2108 | 76,2 | 25,4 |
Июль (S. vulgaris L.)
г. Брянск | 64,3 | 26,5 | 9,5 | 127 | 48,7 | 20,1 | 1,8 | 2278 | 90,9 | 42,0 |
д. Долботово | 57,5 | 17,8 | 7,1 | 80 | 42,3 | 15,1 | 1,6 | 1922 | 74,1 | 39,6 |
Сентябрь (S. vulgaris L.)
г. Брянск | 111,9 | 25,9 | 11,2 | 61,2 | 44,8 | 14,7 | 2,2 | 3166 | 162,8 | 38,4 |
д. Долботово | 79,6 | 22,6 | 10,3 | 45,5 | 43,8 | 12,3 | 1,7 | 2008 | 69,9 | 38,4 |
Движение в районе пробных площадей в г. Брянске в период вегетации составляет в среднем 138961,7 машин в час, в д. Долботово, соответственно, 11,42,58.
Таблица 5 Ц Средняя масса 10 листьев у разных видов декоративных кустарников
в г. Брянске и д. Долботово (2011 г.)
Вид | М m, г | C | P | t |
г. Брянск
Rosa majalis Herrm. | 7,470,27 | 0,6 | 8,0 | 3,61 | 27,6 |
R. rugosa Thunb. | 8,270,30 | 0,66 | 7,2 | 3,62 | 27,5 |
Physocarpus opulifolius (L.). | 6,580,25 | 0,56 | 8,5 | 3,79 | 26,3 |
Syringa vulgaris L. | 19,690,86 | 1,9 | 9,64 | 4,3 | 22,8 |
д. Долботово
R. majalis Herrm. | 6,220,15 | 0,33 | 5,3 | 2,4 | 41,5 |
R. rugosa Thunb. | 7,660,28 | 0,62 | 8,1 | 3,65 | 27,3 |
Ph. opulifolius (L.). | 4,980,15 | 0,33 | 6,6 | 3,01 | 33,2 |
S. vulgaris L. | 18,640,68 | 1,51 | 8,1 | 3,64 | 27,4 |
Таблица 6 Ц Площадь листовой пластинки у ряда декоративных кустарников в условиях разного техногенного прессинга
Вид | Площадь листовой пластинки, | |
г.Брянск | д. Долботово | |
Rosa majalis Herrm. | 95,382,84 | 77,185,38 |
R. rugosa Thunb. | 58,021,85 | 55,433,71 |
Physocarpus opulifolius (L.). | 47,282,1 | 41,472,8 |
Syringa vulgaris L. | 64,292,77 | 60,662,4 |
Коэффициенты корреляции между содержанием тяжелых металлов в листьях декоративных кустарников и интенсивностью движения автотранспорта составляют от r=+0,89 до r=+0,95, т.е. зарегистрирована почти прямая функциональная зависимость. Положительная тесная связь (r=+0,997) отмечена и по влиянию содержания тяжелых металлов на массу листьев у различных видов (табл. 5). Полученные в результате исследований статистические показатели достоверны на 95% доверительном уровне, показатель точности опыта P<5%.
В таблице 6 приведена площадь листовой пластинки у включенных в эксперимент видов с целью определения их ответных реакций на техногенный прессинг.
Сравнительный анализ позволяет сделать заключение о том, что содержание тяжелых металлов не повлияло на площадь листовой пластинки, которая соответствует площади, приведенной в описании видов. Изучение влияния техногенного загрязнения на состояние декоративных кустарников в городских условиях (площадь листовой пластинки, габитус кустарников, сезонный рост и развитие, декоративность, газопоглощение, шумопоглощение, пылеосаждение, фитонцидные свойства) позволило дифференцировать виды по степени их толерантности к загрязнению физических сред в городских условиях (таблица представлена в приложении диссертации). Результаты исследований подтверждаются и опубликованными работами других исследователей [Ковальский В.В., Гололобов, 1969; Maugh, 1972; Десслер, Бёртиц, Эндерляйн, Энгманн, 1981; Жемкова, Бирюкова, Терехова, Фоминых, Шабалова, 1989; Любимов, Назаров, 2004; Любимов, Назаров, 2005; Любимов, Назаров, Золотухин, 2005; Любимов, Назаров, 2006; Махонин, 2006].
7 РАЗРАБОТКА ЭКООБОСНОВАННЫХ РЕКОМЕНДАЦИЙ, НАПРАВЛЕННЫХ НА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАСАЖДЕНИЙ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
На основании проведенных исследований, нами установлено, что повышение экологической эффективности и декоративности насаждений в Брянской области, может быть достигнуто:
введением в культуру новых устойчивых, высокодекоративных видов и видов, успешно прошедших испытание, отличающихся декоративностью, но, по тем или иным причинам, не введенных в озеленение;
улучшением условий содержания существующих насаждений за счет орошения и внедрения прогрессивных, высокоэффективных технологий выращивания посадочного материала и содержания насаждений.
Из изученных нами 81 вида, зарегистрированных в насаждениях на территории Брянской области, 21 вид успешно введен в озеленение, 53 вида встречаются в озеленении единично или небольшими группами и 7 видов требуют дополнительного испытания для определения их перспективности для широкого введения в озеленение.
Таким образом, в Брянской области имеется потенциал (виды не введенные в озеленение, но отличающиеся перспективностью для области), реализация которого значительно повысит экологическую эффективность и декоративность насаждений области. Вместе с тем, необходимо дальнейшее развитие целенаправленных интродукционных исследований, которые позволят обогатить насаждения города, например, красивоцветущими кустарниками из родовых комплексов: Berberis L., Cotoneaster Medic., Crataegus L., Forsythia Vahl, Lonicera L., Ligustrum L., Spiraea L., Rosa L. и другие.
Важно также дальнейшее развитие исследований, направленных на изучение аборигенной флоры, с целью выявление видов, перспективных для введения в озеленение.
На основании исследований мы осуществили подбор перспективных для интродукции в Брянскую область ряда видов кустарников. В диссертации приводится краткая характеристика рекомендованных нами 61 вида, из 17 родов, относящихся к 9 семействам: латинское и русское название семейства, рода и вида; ареал естественного обитания вида; сведения об интродукции вида в другие регионы и его использовании в озеленении и защитном лесоразведении.
ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1 В Брянскую область интродуцирован 81 вид из 42 родов, относящихся к 17 семействам кустарников. Из них 21 вид введен в озеленение, 53 - перспективны для введения и 7 видов требует дополнительных исследований, с целью определения степени их перспективности. Перспективными географическими источниками получения исходного материала для интродукции в Брянскую область являются Европа, Сев. Америка, Средняя, Центральная и Западная Азия, Сибирь, Д. В., Китай, Корея и Япония. Доказано, что внутри источников наиболее устойчивыми являются виды, характеризующиеся обширным ареалом, т.е. виды с более широкой экологической валентностью по отношению к основным, лимитирующим распространение вида, экологическим факторам.
2 Установлено, что результаты фенологических наблюдений дают возможность прогнозировать урожай плодов и семян, планировать сроки их сбора.
3 Изученные декоративные кустарники обладают достаточной экологической валентностью к силе воздействия в районе интродукции максимальных и минимальных температур воздуха. Наибольшее значение при интродукции имеет теоретическое определение экологической валентности вида к абсолютному минимуму температуры. Кустарники в условиях Брянской области успешно развиваются и реализуют свой фенотип только в условиях стабильного водообеспечения ( в пределах 80-85% от ПВ).
4 Для 15 видов определены некоторые показатели качества плодов и семян, что необходимо при организации планового выращивания посадочного материала. По экспериментальным данным был выявлен список наиболее конкурентоспособных видов в условиях Южного Нечерноземья России. Мы рекомендуем их для массового культивирования, так как они имеют наибольшую экологическую пластичность, хорошо адаптированы к условиям урбанизированной среды.
5 Доказано, что декоративные кустарники, входящие в эксперимент по изучению накопления элементов групп тяжелых металлов, в той или иной степени обладают высокой аккумулятивной способностью в накоплении элементов групп тяжелых металлов. Поэтому их можно рекомендовать к использованию как фитопоглотителей токсикантов в целях фиторегуляции.
6 Разработанные экообоснованные рекомендации по созданию и содержанию насаждений в практику зеленого строительства будут способствовать повышению их экологической эффективности и декоративности. Интродукция в Брянскую область новых, высокодекоративных 61 видов, перспективность которых обоснована экологическими законами, позволит в значительной степени повысить эффективность существующих насаждений.
Список работ опубликованных по теме диссертации
Статьи в научных журналах, включенных в перечень ВАК РФ
1 Авраменко М.В. Исследование конкурентоспособности наиболее распространенных видов кустарников в условиях искусственных экосистем / М.В. Авраменко, М.А. Клюева, В.Б. Любимов // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова, № 11, 2010. - С. 3 - 5.
2 Авраменко М.В. Динамика накопления тяжелых металлов некоторыми видами декоративных кустарников / М.В. Авраменко // Вестник Брянского государственного университета. Точные и естественные науки, 2011, № 4. - С. 71 - 76.
3 Авраменко М.В. Декоративные кустарники перспективные для введения в озеленение городов и поселков Брянской области / М.В. Авраменко // Вестник Брянского государственного университета. Точные и естественные науки, 2012, № 4. - С. 17 - 20.
Учебные пособия с грифом Министерства образования и науки РФ
4. Авраменко М.В. Полевая практика по дисциплине Экология организмов: учебное пособие / Авраменко М.В., Анищенко Л.Н., Борздыко Е.В., Любимов В.Б., Мельников И.В. // Брянск, РИО БГУ, 2012. - 190 с.
Статьи в других научных изданиях
5 Авраменко М.В. Декоративные кустарники в озеленении г. Брянска / М.В. Авраменко // Современный мир, природа и человек. Естествознание и гуманизм. Сборник научных трудов. - Томск: Томский государственный университет, том 4, №4, 2007. - С. 90.
6 Авраменко М.В. Зеленые насаждения г. Брянска / М.В. Авраменко, М.А. Машохо, И.В. Мельников // Экологическая безопасность региона. Материалы международной научно-практической конференции. - Брянск: РИО БГУ, 2008. - С. 23 - 26.
7 Машохо М.А. Инвентаризация насаждений г. Карачева / М.А. Машохо, М.В. Авраменко // Экологическая безопасность региона. Материалы международной научно-практической конференции. - Брянск: РИО БГУ, 2008. - С. 187 - 191.
8 Авраменко М.В. Экобиологические особенности некоторых видов кустарников интродуцированных в Брянскую область / М.В. Авраменко, М.А. Машохо // Проблемы и перспективы современной науки. Сборник научных трудов. - Томск: Томский государственный университет, том 2, № 1, 2009. - С. 55 - 56.
9 Машохо М.А. Интродукция рода Cotoneaster L. на территорию Брянской области / М.А. Машохо, М.В. Авраменко // Проблемы и перспективы современной науки. Сборник научных трудов. - Томск: Томский государственный университет, том 2, № 1, 2009. - С. 69.
10 Авраменко М.В. Кустарники с разнообразной формой кроны и окраской листьев и их значение в зеленом строительстве / М.В. Авраменко // Экологические проблемы городов. Сборник научных трудов 4-й Всероссийской конференции с международным участием. - Саратов: Саратовский государственный технический университет, часть 1, 2009. - С. 3 - 5.
11 Авраменко М.В. Кустарники разнообразного географического происхождения в озеленении г. Брянска / М.В. Авраменко // Экологические проблемы городов. Сборник научных трудов 4-й Всероссийской конференции с международным участием. - Саратов: Саратовский государственный технический университет, часть 1, 2009. - С. 6 - 9.
12 Авраменко М.В. Некоторые экобиологические особенности представителей рода Viburnum L. и целесообразность введения в культуру видов этого рода / М.В. Авраменко // Состояние антропогенного нарушения экосистем Прихоперья. Международный сборник научных трудов. - Балашов: Николаев, 2009. - С. 5 - 7.
13 Авраменко М.В. Зимостойкость кустарниковых пород в условиях г. Брянска / М.В. Авраменко // Современный мир, Природа и человек. Международный сборник научных трудов. - Томск: Томский государственный университет, том 1 №2, 2009 г. - С. 93 - 94.
14 Авраменко М.В. Физиология прорастания семян Physocarpus opulifolius (L.) Maxim. / М.В. Авраменко // Экологическая безопасность региона. Материалы II Международной научно-практической конференции. - Брянск: Из-во Курсив, 2009 г. - С. 16 - 19.
15 Авраменко М.В. Перспективность интродукции и широкого введения в культуру декоративных кустарников на территорию Брянской области / М.В. Авраменко // Экологическая безопасность региона. Материалы II Международной научно-практической конференции. - Брянск: Из-во Курсив, 2009 г. - С. 19 - 25.
16 Авраменко М.В. Виды рода Spiraea L., используемые в озеленении г. Брянска / М.В. Авраменко // Экологическая безопасность региона. Материалы III Международной научно-практической конференции. - Брянск: Из-во Курсив, 2010 г. - С. 23 - 26.
17 Авраменко М.В. Накопление элементов группы тяжелых металлов в интродуцентах в зависимости от техногенного загрязнения / М.В. Авраменко // Экологическая безопасность региона. Материалы IV Международной научно-практической конференции. - Брянск: Из-во Курсив, 2011 г. - С. 13 - 18.
18 Авраменко М.В. Техногенный прессинг и его влияние на искусственные фитоценозы / М.В. Авраменко // Дополнительное профессиональное образование в системе подготовки конкурентоспособного специалиста на рынке труда: Материалы I Всероссийской научно-практической конференции. - Брянск: Изд-во ГК Десяточка 2011 г. - С. 233 - 241.
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Подписано в печать 2012 г. Формат 60х84 1/16.
Печать офсетная. Бумага офсетная.
Усл. печ. л. - 1. Тираж - 100 экз. Заказ № 373.
РИО Брянского государственного университета
имени академика И. Г. Петровского
241036, Брянск, Бежицкая, 14
Отпечатано в цехе РИО БГУ
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии