Влияние засух на рост сосны обыкновенной (Pinussylvestris L. ) в различных сосняках Жигулевского заповедника

Самарская Лука. 2007 - Т. 16, № 4(22). - С. 810-816.

© 2006 А.В.Тимофеев* ВЛИЯНИЕ ЗАСУХ НА РОСТ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (PINUS SYLVESTRIS L.) В РАЗЛИЧНЫХ СОСНЯКАХ ЖИГУЛЕВСКОГО ЗАПОВЕДНИКА

Изучено влияние атмосферных засух на рост сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в лесах Жигулевского заповедника. Проведенные исследования показали, что дендроиндикационные исследования достаточно успешно могут быть использованы для выявления влияния засух на рост сосны в различных растительных сообществах в заповедных лесах.

Ключевые слова: дендроиндикация, лесные сообщества, Жигулевский заповедник.

Timofeev A.V. INFLUENCE OF DROUGHTS ON GROWTH OF A PINE ORDINARY (PINUS SYLVESTRIS L.) IN VARIOUS PINE FORESTS OF RESERVE ZHIGULEVSKOGO.

The influence of atmospheric droughts on growth of a pine ordinary (Pinus sylvestris L.) in woods of Zhigulevsk's reserve is investigated. The carried spent researches have shown that trees indication of research can be successfully enough used for revealing influence of droughts on growth of a pine in various vegetative communities in reserved woods.

Key words: tree indication, wood communities, Zhigulevsk's reserve.

Жигулевский заповедник расположен в районе лесостепного Среднего Поволжья, характеризующемся общей засушливостью по сравнению с более северными лесными районами зоны широколиственных лесов и действием сильных засух в отдельные годы. Засухи в Среднем Поволжье (как и в других районах) представляют собой значительный и продолжительный недостаток осадков при повышенной температуре и пониженной влажности воздуха. Засухи вызывают снижение запасов влаги в почве, в результате чего происходит снижение роста растений, а иногда и их гибель. В лесостепном Среднем Поволжье в целом и в Жигулевском заповеднике в частности засухи выступают в роли достаточно обычного природного явления, периодически повторяющегося и значительно влияющего на жизнедеятельность растений.

Дендроиндикационные исследования проводились в Жигулевском заповеднике в 1994-2001 гг. Целью исследований было изучение влияния засух на радиальный прирост сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в

* Санкт-Петербургскй государственный университет, г. Санкт-Петербург.

различных сосняках Жигулевского заповедника. Задачей исследований были выявление и сравнительная оценка влияния засух на радиальный прирост сосны в различных ассоциациях соснового леса, расположенных в разных формах рельефа. Всего было заложено 28 пробных площадей в сосновых лесах Жигулевского заповедника. Керны сосны отбирались возрастным буравчиком Преслера на высоте 1,3 метра с северной стороны в основных ассоциациях сосновых лесов Жигулевского заповедника. Количество отобранных кернов составляет от 4 до 20 штук на одной пробной площади. Далее в камеральных условиях измерялась ширина годичных колец с использованием микроскопа МБС-9 с точностью до 0,1 мм. Данные по радиальному приросту были усреднены по календарным годам для каждой пробной площади. В результате были получены усредненные дендрохронологические ряды для каждой пробной площади, которые в дальнейшем также были усреднены по календарным годам. После второго усреднения был получен генерализованный дендрохронологический ряд по 28 пробным площадям.

В ходе исследований изучалось влияние засух в Поволжье (в Жигулевском заповеднике проводились) на рост сосны путем сопоставления дат засух и минимальных значений абсолютного радиального прироста сосны с использованием графиков усредненных рядов (по пробным площадям) абсолютного радиального прироста сосны. Даты засух взяты из работ "Город Тольятти" (1975), Е.П. Борисенкова и В.М. Пасецкого (1988), Б.М. Сазонова (1991), Б.Ф. Бахарева (1996), Э.Я. Дмитриевой и П.С. Кабытова (1996), "Самарское Поволжье в XX веке" (2000). При проведении исследований в камеральных условиях сопоставлялись минимальные значения абсолютного радиального прироста сосны и даты засух. Результаты данных исследований приведены в табл.

Как видно из таблицы, наиболее часто засухи оказывают отрицательное влияние (совпадение дат засух и минимальных значений абсолютного радиального прироста) на рост сосны в растительных сообществах в Жигулевском заповеднике, расположенных на склонах гор. На склонах гор засухи отрицательно влияют на рост сосны в основном в сосняках, принадлежащих ассоциациям: Pinus sylvestris - Corylus avellana + Euonymus verrucosa; Pinus sylvestris - Euonymus verrucosa - [Timmia austriaca + Anomodon longifolius + Brachythecium velutinum]; Pinus sylvestris + Tilia cordata + Acer platanoides - Euonymus verrucosa. Эти сосняки расположены, как правило, на склонах северной и близких к ней экспозиций, то есть менее освещенных и прогреваемых, чем склоны южной и близких к ней экспозиций с присутствующими на них степными и остепненными сосняками. Видимо, отмеченный факт отрицательного влияния засух на рост сосны на склонах северной и близких к ней экспозиций связан с тем, что сосна на них менее адаптирована к повышению температуры, чем на склонах южной и близких к ней экспозиций.

Таблица 1

Влияние засух на абсолютный радиальный прирост сосны обыкновенной в различных формах рельефа и разных ассоциациях в

Жигулевском заповеднике

Дата Падение Дата Падение Дата Падение

засухи абсолютного засухи абсолютного засухи абсолютного

(Пово- прироста сосны (Пово- прироста сосны (Пово- прироста сосны

лжье) (№ пробной лжье) (№ пробной лжье) (№ пробной

площади) площади) площади)

1 2 3 4 5 6

Вершины гор

Pinus sylvestris - Cory us avellana + Euonymus verrucosa

1773 г. №18 1896 г. №18 1911 г. №18

1793 г. №18 1897 г. №18 1921 г. №18

1817 г. №18 1899 г. №18 1933 г. №18

1862 г. №18 1900 г. №18 1934 г. №18

1891 г. №18 1902 г. №18 1948 г. №18

1892 г. №18 1906 г. №18 1972 г. №18

Pinus sylvestris + Acer platanoides - Caragana frutex - Lazer trilobum

1869 г. №5 1901 г. №5 1921 г. №5

1890 г. №5 1902 г. №5 1933 г. №5

1891 г. №5 1906 г. №5 1934 г. №5

1892 г. №5 1911 г. №5 1948 г. №5

1897 г. №5 1912 г. №5

Pinus sylvestris - Caragana frutex - Artemisia sericea + Carduus nutans

1891 г. №20 1898 г. №20 1912 г. №20

1892 г. №20 1901 г. №20 1951 г. №20

1897 г. №20 1911 г. №20

Pinus sy vestris - [Arctostaphylos uva ursi + Artemisia sericea + Brac íypodium pinnatum]

1792 г. №112 1869 г. №4 1905 г. №112

1794 г. №112 1885 г. №112 1911 г. №112

1816 г. №4; №112 1890 г. №4 1921 г. №4

1817 г. №112 1891 г. №4; №112 1933 г. №112

1833 г. №4 1892 г. №112 1934 г. №4

1850 г. №112 1897 г. №4; №112 1948 г. №112

1851 г. №4 1898 г. №4; №112 1963 г. №4; №112

1853 г. №4 1899 г. №4; №112 1972 г. №4

1862 г. №4 1900 г. №4 1975 г. №112

Склоны гор

Pinus sylvestris + Acer platanoides - Caragana frutex - Lazer trilobum

1793 г. №3 1899 г. №3 1933 г. №3

1833 г. №3 1900 г. №10 1934 г. №3, №10

1869 г. №10 1905 г. №3, №10 1962 г. №3, №10

1885 г. №10 1906 г. №10 1972 г. №3, №10

1891 г. №3, №10 1911 г. №3 1975 г. №3, №10

1892 г. №3 1912 г. №10

1896 г. №10 1921 г. №3

Pinus sylvestris + Betula pendula - Cory us avellana

1890 г. №28 1911 г. №28 1962 г. №28

1891 г. №28 1912 г. №28 1972 г. №28

Продолжение таблицы

1 2 3 4 5 6

1892 г. №28 1921 г. №28 1975 г. №28

Pinus sylvestris + Quercus robur - Euonymus verrucosa

1816 г. №27 1891 г. №24 1906 г. №24

1817 г. №27 1892 г. №27 1921 г. №24, №27

1850 г. №27 1896 г. №27 1933 г. №27

1851 г. №24 1897 г. №27 1934 г. №27

1853 г. №27 1898 г. №24, №27 1948 г. №27

Склоны гор

Pinus sylvestris - Cory us avellana + Euonymus verrucosa

1792 г. №17 1891 г. №8 1912 г. №8, №17

1794 г. №17 1896 г. №8, №17 1921 г. №8

1816 г. №17 1897 г. №8 1933 г. №17

1817 г. №21 1898 г. №8, №17 1934 г. №8

1833 г. №17 1899 г. №21 1948 г. №8, №17

1850 г. №17 1900 г. №17 1964 г. №21

1853 г. №17, №21 1901 г. №8 1965 г. №17

1862 г. №17, №21 1902 г. №8, №17 1972 г. №17, №21

1869 г. №17, №21 1905 г. №17, №21 1975 г. №8, №17, №21

1885 г. №17 1906 г. №8

1890 г. №17 1911 г. №8, №17

Pinus sylvestris - Caragana frutex - Artemisia sericea + Care uus nutans

1816 г. №7, №12 1891 г. №6, №12, №13 1906 г. №13, №14

1817 г. №7, №12, №13 1892 г. №6, №7, №12 1911 г. №6, №13

1833 г. №12, №13 1896 г. №6, №12, №14 1912 г. №12, №14

1850 г. №7 1897 г. №7, №12, №14 1921 г. №7, №13

1853 г. №7, №13 1898 г. №7, №13 1934 г. №12, №13

1862 г. №13, №14 1899 г. №7 1948 г. №13, №14

1869 г. №13, №14 1900 г. №7, №12, №13, №14 1951 г. №12

1880 г. №12 1901 г. №7 1962 г. №7

1890 г. №13, №14 1902 г. №6, №7 1963 г. №7

1964 г. №14 1905 г. №7 1972 г. №6, №7, №12, №14

1965 г. №13, №14 1975 г. №7, №12, №13

Pinus sylvestris - Euonymus verrucosa - [Timmia austriaca + Anomodon longifolius + Brachythecium velutinum]

1851 г. №111 1897 г. №9, №110 1911 г. №9, №110, №111

1853 г. №111 1898 г. №110, №111 1912 г. №9

1862 г. №111 1899 г. №9, №111 1921 г. №9, №111

1869 г. №111 1900 г. №110 1933 г. №111

1880 г. №111 1901 г. №110, №111 1934 г. №9

1885 г. №110 1902 г. №9 1963 г. №9

1889 г. №9 1905 г. №110, №111 1972 г. №9, №111

1890 г. №9, №110 1896 г. №9, №110, №111 1975 г. №9, №111

1891 г. №110

3inus sylvestris + Ti ia cordata + Acer platanoides - Euonymus verrucosa

1794 г. №16 1891 г. №11, №15, №16, №19 1906 г. №30

Окончание таблицы

1 2 3 4 5 6

1817 г. №16 1892 г. №23 1911 г. №15, №16, №19

1833 г. №23, №30 1896 г. №16, №12, №14 1912 г. №15, №16, №30

1850 г. №19 1897 г. №11, №15, №16, №30 1921 г. №15, №16, №19, №22, №30

1851 г. №11, №16, №30 1898 г. №11, №15, №19,

1853 г. №15, №19, №23, №30 №23, №30 1933 г. №15, №16

1862 г. №23 1899 г. №16, №19, №22, №23 1934 г. №11, №16, №19, №22

1869 г. №23, №30 1900 г. №11, №19 1948 г. №15, №16, №19, №30

1885 г. №23 1901 г. №11, №15, №19 1951 г. №22

1889 г. №11, №16, №23 1902 г. №11, №15, №16, 1962 г. №11, №19

1890 г. №15, №19, №22, №30 №19, №23, №30 1963 г. №19

1975 г. №15, №16, №19, №23 1905 г. №11, №16, №23 1972 г. №15, №16, №19

Примечание к табл. 1. Названия видов растений даны по С.К. Черепанову (1995).

Подобная тенденция наблюдается и на вершинах гор - более отрицательное влияние засух на рост сосны проявляется в сосняках, принадлежащих ассоциациям: Pinus sylvestris - Corylus avellana + Euonymus verrucosa и Pinus sylvestris - [Arctostaphylos uva ursi + Artemisia sericea + Brachypodium pinnatum], а меньшее - в сосняках, принадлежащих ассоциациям: Pinus sylvestris - Caragana frutex - Artemisia sericea + Carduus nutans и Pinus sylvestris + Acer platanoides - Caragana frutex - Lazer trilobum (см. табл.1.). По-видимому, сосна в остепненных и степных сосняках более адаптирована к повышениям температуры, чем в других группах сосняков на вершинах Жигулевских гор. В целом, следует отметить, что сосна в большей степени адаптирована к повышению температуры (засухам) на вершинах Жигулевских гор, чем на склонах, - засухам соответствует меньшее количество минимальных значений абсолютного радиального прироста сосны (см. табл.).

На основе проведенных дендроиндикационных исследований были выделены группы пробных площадей в Жигулевском заповеднике, отличающиеся по специфике действия засух:

1. На склонах гор северной и близкой экспозиций: в сосняке с лещиной (пробные площади №№ 8, 17, 21); моховом сосняке (пробные площади №№ 9, 110, 111) и липовом сосняке (пробные площади №№ 11, 12, 14, 15, 16, 19, 22, 23, 30);

2. На вершинах гор: в сосняке с лещиной (пробная площадь № 18) и толокнянковом сосняке (пробные площади №№ 4, 112);

3. На склонах гор южной и близкой экспозиций: в остепненном сосняке (пробные площади №№ 3, 10); в сосняке с березой (пробные

площади №№ 28); в сосняке с дубом (пробные площади №№ 24, 27) и степном сосняке (пробные площади №№ 6, 7, 12, 13, 14);

4. На вершинах гор: в остепненном сосняке (пробные площади №№ 5) и степном сосняке (пробные площади №№ 20). Происходит усиление отрицательного действия засух от 4-ой к 1-ой группе. В целом, наиболее существенно засухи сказывались на росте сосны, как правило, в сосняках с примесью лиственных пород и сосняках разнотравных на склонах Жигулевских гор северной и близкой к ней экспозиций.

В общем, наиболее сильно засухи сказывались на росте сосны, как правило, в сосняках с примесью лиственных пород и сосняках разнотравных на склонах Жигулевских гор северной и близкой к ней экспозиций. Чаще всего отрицательное влияние засух на рост сосны в данном районе проявлялось в следующие годы (наиболее засушливые годы в Поволжье): 1833 г., 1850 г., 1851 г., 1853 г., 1862 г., 1869 г., 18901892 гг., 1896-1900 гг., 1911-1912 гг., 1921 г., 1933-1934 гг., 1962-1965 гг., 1972 г., 1975 г. Многие засухи в Поволжье были причиной неурожаев сельскохозяйственных культур и, как следствие, голода (Борисенков, Пасецкий, 1988). Засухи с неурожаями и голодом отмечались в Поволжье в годы: 1773 г., 1816-1817 гг., 1862 г., 1869 г., 1880 г., 1890 г., 1892 г., 18971900 гг., 1905-1906 гг., 1911-1912 гг., 1921 г., 1933 г. Часто эти даты совпадают с датами засух, оказавшими существенное отрицательное влияние на рост сосны в Жигулевском заповеднике: 1862 г., 1869 г., 1890 г., 1892 г., 1897-1900 гг., 1911-1912 гг., 1921 г., 1933 г. Вероятно, периодически повторяющиеся засухи вносят изменения циклического характера в развитие всей растительности в Среднем Поволжье в целом, находя отражение в росте деревьев, урожайности сельскохзяйственных культур и др., и выступают нередко в роли причины голода людей.

Проведенные исследования показали, что дендроиндикационные исследования достаточно успешно могут быть использованы для выявления влияния засух на рост сосны в различных растительных сообществах Жигулевского заповедника.

Автор выражает искреннюю благодарность сотруднику ИЭВБ РАН (г. Тольятти) зам. директора по науке д.б.н. С.В. Саксонову за содействие в определении видов высших растений Жигулевского заповедника в 19942001 гг., сотруднику Ульяновского педагогического института доценту к.б.н. А.Н. Мордвинову за содействие в определении мхов Жигулевского заповедника при проведении дендроиндикационных и геоботанических исследований в лесостепном Среднем Поволжье в 1994 г.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Бахарев Б.Ф. Природа (с экологией и занимательными определениями) и краткое краеведение г. Тольятти Ставропольского района Самарской области. Тольятти, 1996. - Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Тысячелетняя лестопись необычайных явлений природы. Изд-во "Мысль", М., 1988.

Город Тольятти / Под ред. Оболонкова Н. и др. Куйбышевское кн. изд-во, Куйбышев, 1975.

Сазонов Б.М. Суровые зимы и засухи. Гидрометеоиздат, Л., 1991. - Самарская область (география и история, экономика и культура). Учеб. пособие. Под ред. Э.Я. Дмитриевой, П.С. Кабытова. Самара, 1996. - Самарское Поволжье в XX веке. Сб. докум. и матер. Изд-во Самарского науч. центра РАН. 2000.

Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. Изд-во "Мир и семья-95", СПб., 1995.

Поступила в редакцию 17 июля 2005 г.

РЕФЕРАТЫ

Актуальные проблемы геоботаники. III Всероссийская школа-конференция. Лекции. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. 410 с.

Материалы школы-конференции представлены в 3 частях. 1 и 2 части содержат материалы докладов, посвященных исследованию разнообразия, структуры и динамики растительных сообществ. Лекции и некоторые пленарные доклады изданы отдельной книгой, которая может быть использована как учебно-методическое пособие.

Школа-конференция «Актуальные проблемы геоботаники» организована институтами биологии и леса Карельского научного центра РАН и Петрозаводским государственным университетом при непосредственном участи Отделения биологических наук РАН и Русского ботанического общества.