VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Ассимиляционный аппарат древесных растений ‒ наиболее чувствительный орган, стремительно реагирующий на внешние изменения состояния окружающей среды. Он определяет рост и развитие других органов растения [1]. К атмосферному загрязнению более чувствительны хвойные породы, по сравнению с лиственными [2].

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) является одним из наиболее распространенных видов хвойных растений на территории и в окрестностях г. Екатеринбурга. Однако изученность ассимиляционного аппарата (хвои) сосны в условиях г. Екатеринбурга недостаточна.

Целью работы было изучение особенностей параметров хвои в профиле кроны у деревьев сосны обыкновенной в условиях г. Екатеринбурга.

Для исследования была заложена временная пробная площадь на территории 154 квартала МБУ «Екатеринбургского лесничества».

Отобраны два модельных дерева сосны из центральной ступени толщины, которые впоследствии были срублены. Определена высота общая, до первого живого сучка, с определением длины кроны, а также диаметры на высоте груди, у основания кроны, на 2-метровых секциях и относительных высотах. Таксация модельных деревьев проводилась по принятым правилам таксации [3].

Крона делилась на три равные части (верхнюю, среднюю, нижнюю). Все ветви были срезаны отдельно по частям с разделением на древесную зелень, неохвоенные ветви, которые потом взвешивались на электронных весах. Сухие ветви учитывались отдельно. Далее из каждой части кроны после тщательного перемешивания древесной зелени были взяты навески массой около 1 кг для определения степени охвоенности. Отбор навесок производился по принятым методикам [4]. В камеральных условиях производилось деление древесной зелени в навесках на хвою и охвоенные ветви с последующим взвешиванием. Затем хвоя перемешивалась и случайно отбирались 200 хвоинок из каждой части кроны. Для каждой хвоинки были определены следующие параметры: длина, ширина, площадь поверхности, масса в сыром состоянии. Измерения линейных размеров проводили методом сканирования с точностью 0,1 мм. Для определения площади поверхности хвои использовали формулу Л.А. Иванова [5]. Для анализа применяли методы вариационной и корреляционной статистики.

В результате сбора данных и последующей обработки, получили средние значения параметров хвои в разных частях кроны (табл.).

Таблица

Параметры средней хвоинки по частям кроны

Часть кроны	Длина (L), мм	Ширина (l), мм	Площадь поверхности (TAn), мм2	Масса (m), мг
Верхняя	51	1,2	159	35
Средняя	43	1,2	135	23
Нижняя	41	1,2	127	20

Как видно из табл., имеется тенденция увеличения параметров хвои по профилю кроны: длина и площадь поверхности хвои в верхней части кроны больше чем в средней на 15,7 и 15,1 %, а в средней больше чем в нижней на 4,7 и 5,9 %, соответственно. Подобная зависимость может объясняться преобладанием «световой» хвои над «теневой» в верхних частях кроны деревьев.

Зависимости между площадью поверхности хвои и ее массой типичны для всех частей кроны, и имеют высокую степень корреляции: для нижней части кроны – 0,89±0,07; для средней – 0,92±0,05; для верхней – 0,89±0,06. Для исследуемой зависимости рассчитано общее для всего профиля кроны регрессионное уравнение, которое представлено на рис. 1.

Рисунок 1. График зависимости массы хвои от площади поверхности

Также наблюдается очень высокая теснота связи между длиной и площадью поверхности хвои – коэффициент корреляции равен 0,98±0,001. Это подтверждает значение коэффициента вариации ширины хвоинок – 5,7 %. Таким образом, средняя ширина хвоинки для городских лесов г. Екатеринбурга составляет 1,2±0,06 мм. Эта зависимость описывается линейным уравнением:

TAn=3,3976L-12,338, R²=0,97.

По причине очень высокой связи между площадью поверхности и длины хвои, для более быстрого определения массы хвои можно использовать регрессионное уравнение, описываемое линейной функцией. Различия в профиле кроны заключаются в том, что чем выше по профилю, тем быстрее идет нарастание массы хвои с увеличением ее размеров. Поэтому можно использовать обобщенное по частям кроны уравнение (рис. 2). Похожая теснота связи параметров хвои сосны в условиях городской среды, характеризующейся техногенной нагрузкой, в разных регионах отмечается и другими авторами [1; 6; 7].

Рисунок 2. График зависимости массы хвои от длины

Продолжительность жизни хвои играет большую роль в биопродуктивности растений, в том числе продуцировании кислорода. Для городских лесов г. Екатеринбурга характерна 3‒4-летняя хвоя. Наибольшее количество «молодой» хвои сосредоточено в верхней трети кроны деревьев сосны.

Таким образом, в результате проведенной работы выявили закономерности распределения параметров хвои сосны в профиле кроны деревьев. Полученные регрессионные уравнения имеют большую практическую ценность в определении площади поверхности и фитомассы ассимиляционного аппарата сосны. Используя полученные данные можно более производительно определять продуктивность ассимиляционного аппарата сосняков городских лесов г. Екатеринбурга в абсолютных и относительных показателях.

Список использованной литературы

1. Правдин, Л.Ф. Сосна обыкновенная. Изменчивость, внутривидовая систематика и селекция / Л.Ф. Правдин ‒ М.: Наука, 1964. ‒ 192 с.

2. Угрюмов, Б.И. Состояние подроста в лесах подверженных промышленному загрязнению / Б.И. Угрюмов, Е.В. Кондратов // Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. науч. тр. по итогам междунар. науч.-техн. конф. – Брянск: Брянская гос. инженерно-техн. акад., 2006. – Вып. 15. – С. 124–126.

3. Таксация леса: учеб. пособие / З.Я. Нагимов, И.Ф. Коростелев, И.В. Шевелина. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2006. – 300 с.

4. Методы изучения биологического круговорота в различных природных зонах / Н.И. Базилевич [и др.] ‒ М.: Мысль, 1978. ‒ 183 с.

5. Уткин, А.И. Площадь поверхности лесных растений: сущность, параметры, использование / А.И. Уткин, Л.С. Ермолова, И.А. Уткин – Ин-т лесоведения РАН. – М.: Наука, 2008. – 292 с.

6. Феклистов, П.А. Параметры ассимиляционного аппарата сосны обыкновенной в условиях г. Архангельска / П.А. Феклистов, Д.П. Дрожжин // Проблемы физиологии растений Севера. – Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2004. – С. 188–189.

7. Феклистов, П.А. Ассимиляционный аппарат сосны обыкновенной в условиях урбанизированной среды / П.А. Феклистов, Д.П. Дрожжин // Экологические проблемы Севера. – Архангельск: Архангел. гос. тех. ун-т, 2004. – Вып. 7. – С. 29–32.

Код для цитирования: Скопировать