БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И СОСТОЯНИЕ НАСАЖДЕНИЙ BETULA PENDULA ROTH В САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ - Студенческий научный форум

V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И СОСТОЯНИЕ НАСАЖДЕНИЙ BETULA PENDULA ROTH В САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Betula L. (Береза) – род листопадных однодомных деревьев и кустарни­ков семейства березовых. Произрастает в северном полушарии от тундры до субтропиков. Кора чаще всего белая, но встречаются виды с различ­но окра­шенной корой (вплоть до черного цвета). Почки сидячие, покрыты чешуями, заостренные, у некоторых видов клейкие. Листья очередные, черешчатые, края зазубренные, с перистым жилкованием.

Цветки раздельно­полые, собраны в конечные или пазушные сережки. Тычиночные се­режки закладываются осенью на концах однолетних побегов, по 2-4 торчат вверх всю зиму и при распускании следующей весной свисают. Пестичные цветки без околоцветника, сидят по три в пазухах прицветных чешуй. В одиночных сережках они появляются весной из почек на укорочен­ных побегах в пазухах молодых листьев. Пестик один, с двугнездной завязью и одной семяпочкой в каждом гнезде. Рылец 2. Цветет рано весной, за 1-2 дня до распускания листьев.

Семена вызревают в середине или в конце лета. Зрелые сережки рас­сыпа­ются или остаются на дереве и рассеиваются по снегу. Плод - плоский од­носемянный двукрылый орешек, длиной 1- 5 мм. В сережке может быть до 500 орешков. 1 кг содержится от 850 тыс. до 10 млн. семян. Свежие семена обладают вы­сокой всхожестью, но со­храняют ее не выше года (при хранении в сухом помещении в ящиках или небольших пакетах). При хранении всхожесть снижается. Высеянные сразу после сбора семена дают всходы через 2-3 недели, при весеннем посеве – через 4-5 недель. В стратификации обычно не нужда­ются. Всходы очень нежные, с овальными семядолями. В культуру береза обычно вводится сеянцами, саженцами, дичками, иногда семенами. Большая часть видов весьма све­толюбива, морозостойка, к почвам нетребовательна. Береза растет очень быстро, особенно в молодости. Это обеспечивает ей победу над конкурирующей травянистой растительностью.

Березовая древесина используется в фа­нерном, столярно-мебельном, экипажном производствах, в машиностроении, на ружейные ложа, лыжи и другие поделки. Дрова и уголь из березы считаются очень ценным топливом. Из древесины добывают метиловый спирт и другие ценные продукты сухой перегонки. Из бересты получают березовый деготь, изготавливают различную посуду. Из листьев добывают зеленую и желтую краску.

В некоторых районах на северо-западе России встречается так называемая ка­рельская береза, особая форма березы бородавчатой. В нижней части ствола образуются наплывы со свилеватой и чрезвычайно твердой древесиной, обладающей красивым рисунком на разрезе. Ее используют на изготовление художественной мебели и разных поделок.

Путем под­сочки получают березовый сок, его пьют и используют для при­готовления вина и сиропов. Березовые почки применяются в медицине. Молодые ветви в огромном количестве заготавливаются на метлы и веточный корм домашним животным. Березовые почки и сережки являются важнейшим кормом для боровой дичи. Кроме того, береза является излюбленным деревом в парках, скверах, дорожных полосах, в обсадках прудов и т.д.

Применение в медицине. Настой и отвар почек березы повислой при­ме­няют в качестве мочегонного и желчегонного средства, а также как наруж­ное при порезах и нарывах. Для лечения острых и хронических экзем делают го­рячую ванну из почек березы. Листья используют как мочегонное средство. Из бересты путем сухой перегонки получают деготь, который входит в состав мазей Вишневского (разжижающее средство) и Вилькинсона (против чесотки, чешуйчатого лишая и вшивости). Препарат из очищенного березового угля - карболен, применяют при отравлениях и при метеоризме. Березовый сок в свежем или консервиро­ванном виде употребляют в качестве мочегонного средства.

В естественных лесных сообществах Самарской области встречаются два вида березы – повислая или бородавчатая (Betula pendula Roth) и белая или пушистая (B. alba L.). Первая – более сухолюбива, растет на сухих песчаных и даже ка­менистых почвах, а вторая - на более влажных почвах. Оба вида светолюбивы, но береза пушистая более теневынослива.

Цель нашей работы – изучить состояние насаждений березы в естест­венных и городских условиях. Интерес к теме вызван тем, что зима 2010 года была довольно суровой, а лето этого года было очень жарким и сухим. Зимой 2010-2011 г.г. наблюдались сильные моро­зы. В связи с такими экстремальными условиями, немало деревьев погибло как в городе, так и в лесах. Наши исследования проводились в городе Самара и в Камышлинском районе Самарской области. Таким образом, в вегетатационные периоды 2010 – 2012 г.г. нами было предпринято изучение биоэкологических особенностей березы повислой и определение состояния насаждений березы в Самарской области с использованием известных методик.

Объекты исследования - деревья рода Betula L. Эти деревья находятся в дендрарии ботанического сада Самарского государственного университета, в различных зеленых насаждениях города: парках, скверах и уличных посадках. Кроме того, мы проводили исследования и на территории Камышлинского района, находящегося в северо-восточной части Самарской области. Было заложено несколько пробных площадей по территории исследования. Основным критерием выбора пробных площадей было наличие в них растений рода Betula L. (среднего возраста, в генеративной стадии развития). Естественно, что пробные площади отличались по флористическому составу, величине, экологическим характеристикам.

По литературным источникам были изучены географическое распространение, ареалы, биология и экология видов берез, обнаруженных нами в городских и естественных условиях произрастания.

Для слежения за состоянием лесов, как на больших площадях, так и в отдельных насаждениях целесообразно пользоваться легкодоступными диагностическими признаками: текущим отпадом и изменением общего состояния деревьев. В большинстве случаев, при оценке антропогенного воздействия на лес, за основу принимаются средние величины санитарного состояния определённого числа деревьев.

Категории жизненного состояния деревьев характеризуются рядом специфических признаков. По определенным внешним характеристикам (признакам) с помощью данных категорий жизненного состояния экспериментатор может выявить состояние дерева, в диапазоне от здоровых экземпляров до старого сухостоя.

Общий вид деревьев по внешним признакам поражения кроны и ствола характеризуется 6 категориями их жизненного сотояния.

1 категория – по внешним признакам здоровые деревья. У них густая, нормально развитая крона; потеря листьев незначительна (до 10%). Сухие ветви в кроне отсутствуют; листья берёзы обычных размеров и цвета (рис.1).

2 категория – ослабленные или слабо повреждённые деревья. Крона деревьев несколько разреженная, потери листьев составляют 11-25%, доля сухих ветвей не более 20%. У деревьев средних размеров длина кроны уменьшается до 10%. Линейный прирост побегов снижается на 20-25% (рис. 2).

3 категория – сильно ослабленные или средне поврежденные деревья. Кроны их заметно разрежены, потеря листьев составляет 26-60%, сухие ветви составляют 21-50%. В большинстве случаев длина кроны уменьшена на 11-40%. Укороченность побегов достигает 26-75 %. Процессы ослабления деревьев усугубляются, они начинают усыхать (рис. 3).

4 категория – усыхающие или сильно поврежденные деревья, окончательно потерявшие жизнеспособность. Кроны явно просвечивают, потеря листьев достигает более 60%. В кроне более 50% сухих ветвей. Часто встречаются суховершинные деревья. У них явно больные, короткие розеточные (вторичные) побеги, очень редко покрытые листьями. Листья малых размеров, быстрее желтеют. Длина кроны уменьшается более чем на 40%, прирост в высоту отсутствует (рис. 4).

5 категория – погибшие деревья, сухостой текущего года. Деревья без зелени. Свежий сухостой быстро заселяется стволовыми вредителями древесины и деревоокрашивающими грибами. Качество древесины падает (рис. 5).

6 категория – старый сухостой. Деревья погибли несколько лет тому назад. У них сохранились только наиболее толстые ветви, отпадает кора. Стволы заселены вредителями древесины и дереворазрушающими грибами. Качество древесины резко падает. В основном, она пригодна в качестве дров (рис. 6).

Оценка жизненного состояния деревьев по вышеуказанным категориям производилась визуальным способом, учитывая описанные диагностические показатели и фотоизображения. В полевых условиях при оценке внешнего вида крон и стволов учётных деревьев использовался бинокль.

В данном сообщении мы приведем данные только по городу Самаре. В Ботаническом саду Самарского госуниверситета насчитывается примерно 270 деревьев березы. После зимы и лета 2010 года в летние сезоны 2011 и 2012 г.г. деревья березы начали болеть. На некоторых из них практически не распускались листья, на некоторых

листья распускались в малом количестве и потом засыхали, а на части деревьев – они вегетировали всю весну и лето, но листьев на дереве было меньше обычного. На сегодняшний день примерно 30% берез в Ботаническом саду погибло. Весной 2012 года они совсем не дали листьев и все лето простояли в виде сухостоя, то есть, они погибли окончательно.

В городских посадках также немало погибших деревьев березы. По улице Антоно­ва-Овсеенко (от улицы Авроры до ул. Карбышева) выявлено более 10 сухостойных стволов разного возраста. Такая же картина наблюдается по ул. Галактионовской от улицы Полевой справа от трамвайной линии, если двигаться к центру города. Эти 40-50-летние березы заслоняли живым щитом здание детского сада и жилой дом.

При выезде за город, мы можем видеть почти полностью погибшие березовые лесополосы по направлению к пос. Черновский, по дороге на Чапаевск и др.

Перед работниками городских служб и лесного хозяйства стоит очень серьезная задача по ликвидации этого сухостоя, так как эти деревья являются опасными в пожарном отношении и служат рассадником вредителей и болезней, которые могут инфицировать здоровые растения.

Рис. 1. Условно здоровое дерево

Рис. 2. Слабо повреждённое дерево.

Рис. 3. Средне повреждённое дерево.

Рис. 4. Сильно повреждённое дерево.

Рис. 5. Свежий сухостой.

Рис. 6. Старый сухостой.

При выявлении жизненного состояния берёзовой рощи не проводился сплошной учёт деревьев, оценка состояния производилась по деревьям II-III классов роста и развития по Крафту и одновременно указывалась категория состояния и класс роста и развития учётных деревьев.

2.2. Методика оценки жизненного состояния древостоя берёзовой рощи

Для оценки состояния берёзовой рощи были установлены категории для 50 случайно подобранных деревьев средних размеров II-III классов роста и развития по Крафту. Средний балл состояния определялся методом усреднения цифровых показателей учётных деревьев (по индексу состояния) для изучаемых площадей. Степень повреждения или состояния берёзового леса оценивалась по общепринятой шкале (см. прилож., таблица 3).

Общий объем выборки составил более 100 экземпляров Березы повислой.

ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Город Самара расположен на левом берегу реки Волги. Большая часть города находится на территории между реками Самара и Сок, меньшая часть (Куйбышевский район) находиться за рекой Самарой. Город тянется вдоль Волги с юго – запада на северо – восток почти на 40 км. Перпендикулярно реке в отдельных местах протяженность города достигает 20 км. Город расположен на пойменных и надпойменных речных террасах, водораздельных склонах и водораздельном плато.

Город растет и развивается в северо – восточном и юго – восточном направлениях. Он разделен 9 крупных районов: Самарский, Ленинский, Октябрьский, Советский, Промышленный, Железнодорожный, Кировский и Красноглинский.

Самара расположена на границе лесостепной и степной зон. Тем не менее, по термической характеристике в городе сильнее проявляются признаки степной зоны.

Сельское поселение Новое Усманово расположено в северо-восточной части муниципального района Камышлинский Самарской области на реке Сок и занимает площадь 34,7 кв.км. На севере сельское поселение Новое Усманово граничит с муниципальным районом Клявлинский Самарской области, на востоке с Оренбургской областью, на юге с сельским поселением Старое Усманово, на западе сельским поселением Байтуган.

Оценка относительного жизненного состояния древостоев. В лесных насаждениях по общепринятым методикам (Сукачев, 1966) закладывались пробные площади. На каждой пробной площади производился сплошной перечет деревьев, определялся диаметр и высота всех деревьев. Определение относительного жизненного состояния древостоев позволяет дать комплексную оценку их состояния под действием экологических факторов. В культурах древесных растений, произрастающих в условиях загрязнения окружающей среды, проводилась работа по оценке относительного жизненного состояния. За основу была взята методика В.А.Алексеева с соавторами (1990), с некоторыми изменениями применительно к лиственным древесным породам, в соответствии с их биологическими особенностями. В ходе перечета с помощью бинокля (БПЦ 7х50) проводили визуальную оценку следующих диагностических признаков относительного жизненного состояния деревьев: сомкнутость и густота кроны (в % от нормальной густоты), наличие на стволе мертвых сучьев (в % от общего количества сучьев на стволе), степень повреждения листьев токсикантами, патогенами и насекомыми (средняя площадь некрозов, хлорозов и объеданий в % от площади листа).

Приводим примеры расчета исследуемых показателей:

  1. Измерение высоты березы: (по Сукачев, 1966)

а) По тени.В солнечный день можно определить высоту предмета по его тени, руководствуясь следующим правилом: высота измеряемого предмета во столько раз больше высоты известного вам предмета, во сколько раз тень от измеряемого предмета больше тени от человека.

Если при измерении окажется, что тень от человека в 2 раза больше длины человека, то высота измеряемого предмета будет в 2 раза меньше длины его тени, а если тень от человека будет равна их длине, высота измеряемого предмета также равна высоте своей тени.

высота дерева (м.) = тень объекта (м.) × рост человека

тень человека (м.)

б) При помощи равнобедренного треугольника.Приближаясь к предмету дереву или удаляясь от него, установить треугольник у глаза так, чтобы один из его катетов был направлен отвесно, а другой совпал с линией визирования на вершину дерева. Высота дерева будет равняться расстоянию до дерева (в шагах) плюс высота до глаз наблюдателя.

Высота дерева = 22 + 1,48 = 23,48 м.

  1. Диаметр ствола определяли по формуле: (по Боголюбов А.С., 2000)

D = C

K

К – коэффициент, К = 3,14;

D – диаметр;

С – длина окружности ствола на высоте 1,3 м.;

D = 141/3,14 средний диаметр ствола = 45 см

  1. Биоэкологический анализ флоры и растительности

В исследуемом берёзовом лесе провели описание растительности

(см. прилож), составили общую характеристику видов растений (см. табл. 1) и выявили характер взаимоотношений в этом лесу (см. табл. 3). Далее приводим таблицы с результатами работы и их анализом.

Таблица 1 Виды растений берёзового леса

Семейство

Название вида

Высота, м

Ярус

1.

Астровые

Полынь обыкновенная

0,30-0,50

2

Скерда сибирская

0,30-0,50

2

2.

Берёзовые

Берёза повислая

18-20

1

3.

Бурачниковые

Медуница мягчайшая

0,20-0,40

3

4.

Бобовые

Горошек мышиный

0,30-0,60

2

Чина весенняя

0,30-0,50

3

5.

Гвоздичные

Смолёвка хлопушка

0,30-0,50

2

6.

Ирисовые

Ирис русский

0,15

2

7.

Лютиковые

Василистник простой

0,50-0,70

3

8.

Маревые

Подмаренник настоящий

0,30-0,60

2

9.

Мятликовые

Мятлик лесной

0,30-0,50

3

10.

Осоковые

Осока большехвостая

0,50-0,70

3

11.

Подорожниковые

Подорожник средний

0,30

2

12.

Розовые

Кровохлёбка лекарственная

0,30-0,50

3

Костянка каменистая

0,20-0,30

3

Земляника лесная

0,30

2

Лапчатка серебристая

0,40

2

Шиповник майский

1-1,5

2

13.

Сельдерейные

Сныть обыкновенная

0,50-1

2

Борщевик рассечёнолистный

0,50-1

2

Таблица 2

Характеристика древостоя

Порода

Ярус

Возраст

Высота м.

Диаметр стволов, см

Кол – во

стволов, шт

Преоблада-ющий

Максималь-ный

1.

берёза

1

90-100

20-25

40-50

80

87

Таблица 3 Характер взаимоотношений в берёзовом лесу

Фазы вегетации берёзы

Средообразующая роль берёзы

  1. Рост, нарастание побегов.

Образует различные типы берёзовых лесов, формируя первый ярус.

  1. Сокодвижение.

Является источником пищи муравьёв, птиц, тли.

  1. Распускание листьев, зеленение.

Поедание листвы фитофагами, затемнение поверхности почвы.

  1. Цветение и пыление.

Использование пыльцы пыльцеедами.

  1. Рассеивание плодов.

Использование плодов животными.

  1. Листопад.

Образование мощной подстилки в результате опада листьев, которая защищает поверхность почвы от испарения, регулирует тепло, обеспечивает питание сопрофагам, является источником веществ для формирования гумуса.

  1. Оценка жизненного состояния древостоя березовой рощи

Для оценки жизненного состояния берёзового леса мы использовали методику описанную выше.

Нами были получены следующие результаты:

берёзы, произрастающие на исследуемом нами участке, относятся ко 2 категории жизненного состояния, так как:

  • потеря листьев 11-25%, в зрелом возрасте.

  • стволовые вредители не наблюдаются.

  • состояние стволов удовлетворительное: нет признаков повреждения грибами и гнилей.

Таблица 4.

Шкала оценки жизненного состояния древостоев

Значения индексов

Состояния древостоев

Состояние древостоев

1,0 – 1,5

Условно поврежденные

1,6 – 2,5

Слабо поврежденные

2,6 – 3,5

Средне поврежденные

3,6 – 4,5

Сильно поврежденные

4,6 – и более

Погибшие

ВЫВОДЫ

  1. По литературным источникам были изучены географическое распространение, ареалы, биология и экология видов берез, обнаруженных нами в городских и естественных условиях произрастания.

  1. На территории Самарского, Ленинского, Октябрьского района, а также в (парках, скверах, уличных посадках) г.Самары нами обследованы некоторые зеленые насаждения. Состояние изученных насаждений в целом можно считать лучше, чем удовлетворительное.

  1. Результаты оценки состояния березы, произрастающих на территории Камышлинского района, показывают, что в настоящее время деревья находятся в ослабленном состоянии. Значительная антропогенная нагрузка отразилась на росте деревьев.

ПРИЛОЖЕНИЕ

I. Категории жизненного состояния берёзы:

Это пусть пока останется, мы используем это в дипломе. Береза повислая — листопадное дерево семейства березовых, высотой до 30 м с гладкой, белой, легко расслаивающейся корой. У старых деревьев кора оснований стволов с глубокими трещинами, черно-серая. Ствол прямой, ветви обычно повислые; молодые побеги красно-бурые, голые, покрыты смолистыми железками — “бородавочками”. Листья очередные, треугольно-яйцевидные до ромбических, по краям двоякоострозубчатые, тонкокожи­стые, гладкие, темно-зеленые, молодые — клейкие, длиной 3—7см, шириной 2,5—5 см. Почти яйцевидно-конусовидные, длиной 3—5 мм и толщиной 2—5 мм, слегка заостренные, прямые, блестящие с восковым, обычно клейким налетом. Мужские сережки длиной 5—6 см, повисающие, по 2—3 на концах ветвей; женские сережки цилиндрические, длиной 2—3 см, одиночные, на коротких боковых веточках. Плод — продолговато-эллиптический орешек с двумя перепончатыми крыльями, в 2 — 3 раза превышающими ширину орешка. Цветет в мае — июне; плоды созревают в августе — сентябре. Живет 100—120 лет.

В медицине используют почки, листья, кору, древесину (после соответст­вующих обработок), березовый сок и фитопатогенный паразитический гриб — чагу, образующий наросты на стволах березы.

Места обитания. Распространение. Береза повислая произрастает на боль­шей части территории страны. Наиболее обильна в Западной и Средней Си­бири, а также в средней полосе европейской части страны.

Береза повислая образует производные леса, возникающие на месте вы­рубленных или сгоревших сосняков, ельников, лиственничников, дубняков. Она быстро заселяет освободившиеся территории и господствует на них, соз­давая лишь временные группировки; в дальнейшем вытесняется другими древесными породами. Коренные древостой образует лишь в лесостепных и степных областях, особенно в Западной Сибири (характерные для ландшафта лесостепной зоны березовые колки). Часто встречается в разных типах леса в качестве примеси. Растет на сухих и влажных песчаных, суглинистых, черно­земных и каменисто-щебнистых почвах; светолюбива. Выносит различные климатические условия, поэтому произрастает от тундры до степной зоны. Растет быстро, хорошо возобновляется порослью и самосевом.

Заготовка и качество сырья. Березовые почки заготавливают во время ру­бок леса зимой или ранней весной, в начале набухания. Ветви, на которых имеются почки, срезают и связывают в пучки (метлы) и в таком виде сушат на открытом воздухе или в сушилках при температуре 25—30° С. После сушки почки обмолачивают. В высушенном состоянии они должны быть темно-коричневого цвета, с приятным запахом, горьковатым вкусом и бле­стящей поверхностью вследствие наличия смолистых веществ.

Молодые листья обрывают весной (в мае — июне), когда они еще не огру­бели.

Бересту (опробковевший наружный слой коры березы) заготавливают в основном с растущих деревьев, валежника и с деревьев после рубки. Сначала остро отточенным инструментом надрезают белый верхний слой коры. Ране­ние луба при этом не допускается. Лучшей считается береста со средней части дерева. Заготовленное сырье подвергают воздушной сушке на сухих проветриваемых местах, а сверху накрывают от дождя большими пластинами бересты.

Березовый сок (состоящий из воды, органических соединений и химиче­ских элементов) добывают ранней весной, до распускания листьев, путем подсочки — нанесения специальных ранений на стволе дерева. Выход сока с 1 га леса составляет 5 —10 т.

Чага — фитопатогенный гриб, паразитирующий на стволах растущих, ос­лабленных и усыхающих, но жизнеспособных берез. Сбор чаги возможен круглый год.

Наряду с березой повислой для получения лекарственного сырья исполь­зуют и другие виды березы: пушистую, плосколистную и маньчжурскую.

Готовое сырье упаковывают в мешки по 25—30 кг нетто. Березовые почки в упакованном виде хранят в сухом, хорошо проветриваемом помещении на стеллажах или на подтоварниках. Срок годности сырья 2 года.

Химический состав. Почки березы повислой содержат 5-окси-7,4-диметок­сифлавон (0,3%), эфирное масло (1,5—5,3%), в состав которого входят бету­лен, бетулол, бетуленовая кислота в виде бутилового эфира, аскорбиновая кислота (до 2,8%), дубильные вещества (5—9%), гиперозид, 3-дигалактозид мирицетина, тритерпеновые спирты — фолиентриол и фолиентетрол, сапо­нины (до 13,2%), эфирное масло (0,04 — 0,05%). Кора содержит тритерпено­вый спирт бетулин (или бетуленол), гликозиды (бетулозид и гаультерин), фе­нольный комплекс — кислоты (протокатехиновую, сиреневую, ванилиновую, оксибензойную), катехины, лейкоантоцианы, флавонолы, дубильные веще­ства, эфирное масло и суберин.

Согласно требованиям Временной фармакопейной статьи ВФС 42-753—78 лекарственное сырье представляет собой удлиненно-конические заостренные голые почки березы, покрытые плотно прижатыми, черепит-чато располо­женными, слегка реснитчатыми чешуйками. Длина почек от 3 до 7 мм, попе­речник от 1,5 до 3 мм. Цвет почек коричневый, бурый, у основания иногда зеленоватый; вкус слегка вяжущий, смолистый; запах бальзамический, уси­ливающийся при их растирании. В сырье допускается влаги не более 10%; золы общей не более 4%; других частей березы (веточек с неотделенными почками и др.) не более 8%; почек, тронувшихся в рост и слегка распустив­шихся, не более 2%; органической примеси (почек других растений и др.) не более 1 %; минеральной примеси не более 0,5%.

Корне­вая система березы без стерж­невого корня, но с хорошо раз­витыми бо­ковыми корнями и тонкими мочко­видными корешками.

 

24

 

Просмотров работы: 4913