Особенности развития крон у видов рода Picea Dietr. В условиях Северного Казахстана (на базе арборетума ТОО «КазНИИЛХА»)

р- Аграрный вестник Урала № 10 (140), 2015 г. —«

Лесное хозяйство y*

удк 630.174.755

особенности развития крон у видов рода picea dietr. в условиях северного Казахстана

Я. А. КРЕКОВА,

аспирант, Уральский государственный лесотехнический университет,

Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации,

С. В. ЗАЛЕСОВ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Уральский государственный лесотехнический университет

Ключевые слова: Picea, таксационные показатели, крона, ствол, декоративность, P. obovata Ldb. f. glauca, Р. aspe-rata Mast., P. koraiensis Nakai, P. canadensis Brit.

Проанализированы таксационные показатели четырех видов рода Picea Dietr., произрастающих в биогруппах на территории арборетума ТОО «КазНИИЛХА». Установлено, что виды P. obovata Ldb.f. glauca, P. koraiensis Nakai, Р. asperata Mast, P. canadensis Brit. в возрасте 37-58 лет характеризуются высокой сохранностью и декоративностью. Данные виды могут быть использованы как в озеленении, так и при искусственном лесоразведении с целью расширения биоразнообразия формируемых насаждений. Лучшими показателями роста и формы кроны характеризуются деревья вида P. obovata Ldb. f. glauca. Деревья данного вида достоверно различаются по большинству таксационных показателей кроны от таковых у деревьев других изучаемых видов. В то же время данные о форме кроны позволяют использовать в озеленении и другие виды с учетом их специфических положительных особенностей. Так, в частности, высокую декоративность имеют деревья вида P. canadensis Brit., характеризующиеся наиболее компактной кроной. Объем кроны является важнейшим декоративным показателем, отображающим распределение ее в пространстве. Он зависит от развития кроны в высоту и в ширину. Как показывает критерий Стьюдента, достоверные различия присущи всем сравниваемым видам елей. Для P. obovata Ldb. f. glauca и Р. asperata Mast. ts = 3,72 > t 05 = 2,10, а для P. obovata Ldb. f. glauca и P. koraiensis Nakai ts = 3,40 > t0 05 = 2,10. Сравнение P. obovata Ldb. f. glauca и P. canadensis Brit. ts = 5,26 > t005 = 2,10 свидетельствует о значительном отличии по показателю объема кроны между этими видами. Данные о развитии крон деревьев указанных видов рода Picea Dietr. могут быть использованы при формировании ландшафтных биогрупп в районе проведения исследований.

graduate student, Ural State Forest Engineering University,

Kazakh Scientific Research Institute of Forestry and Agroforest Reclamation,

S. V. ZALESOV,

doctor of agricultural sciences, professor, Ural State Forest Engineering University

Keywords: Picea, measured parameters, crown, trunk, decorativeness, P. obovata Ldb.f. glauca, Р. asperata Mast., P. koraiensis Nakai, P. canadensis Brit.

This article analyzes measured parameters of four Picea Dietr. species growing in biological groups at KazSRIFA LLC's arboretum. The study showed that 37-58 year-old P. obovata Ldb. f. glauca, P. koraiensis Nakai, Р. asperata Mast and P. canadensis Brit. trees are well preserved and possess important decorative features. These species can be used in both landscaping and artificial afforestation aimed at expanding biodiversity of forests. Species P. obovata Ldb. f. glauca have the best indicators in terms of growth and shape of the crown. Measured parameters in the trees of these species demonstrate a credible difference from those in the other analyzed species. At the same time, data on the shape of the crown speak in favor of using the other species in landscaping too, thanks to their specific characteristics. In particular, trees of the species P. canadensis Brit. possess significant decorative features with a most compact crown. The volume of the crown is the most important decorative indicator displays its distribution in space. It depends on the development of crown height and width. Student's t criteria shows significant differences compared to all kinds of fir trees. For P. obovata Ldb. f. glauca and P. asperata Mast. ts = 3,72 > t005 = 2,10, while for P. obovata Ldb. f. glauca and P. koraiensis Nakai ts = 3,40 > t005 = 2,10. Comparison of P. obovata Ldb. f. glauca and P. canadensis Brit. ts = 5,26 > t005 = 2,10 shows a significant difference in terms of the volume of the crown between these species. Data on the development of tree crowns in species of the genus Picea Dietr. can be used in the formation of landscape biogroups in the area of researches.

CROWN FEATURES IN picea DIETR. SPECIES

in northern Kazakhstan

Ya. A. KREKOVA,

Положительная рецензия представлена А. П. Кожевниковым, доктором сельскохозяйственных наук, ведущим научным сотрудником Ботанического сада Уральского отделения Российской академии наук.

. - Аграрный вестник Урала № 10 (140), 2015 г. - <

Лесное хозяйство г

Одно из важнейших мест в декоративных насаждениях занимают хвойные интродуценты. Большинство хвойных пород сохраняют хвою круглый год и в зимний период украшают пейзаж. Благодаря своеобразию хвои, ветвлению сучьев, характеру очертаний кроны облик хвойных деревьев значительно отличается от облика лиственных [6, 7].

Виды рода Picea Dietr. занимают особое место в ландшафтном дизайне благодаря густой конусовидной кроне и способности данного растения оставаться привлекательно зеленым на протяжении всего года. Ель обладает такими полезными способностями, как задерживание большого количества пыли и копоти в городских условиях, обогащение атмосферы кислородом на протяжении всего года, выделение в окружающую среду аэрофолинов - летучих веществ, убивающих болезнетворные микроорганизмы.

В арборетуме КазНИИЛХА на 2014 г. произрастают 13 видов и форм рода Picea Dietr. (ель): Р. obovata (сибирская), P obovata Ldb. f. glauca (сибирская сизая), P abies (обыкновенная), Р. aspe-rata (шероховатая), P rubens (красная), P. pungens (колючая), P. pungens f. blue (колючая голубая), P. pungens f. glauca (колючая сизая), P. jezoensis (аянская), P schrenkiana (Шренка), P engelmannii (Энгельмана), P canadensis (канадская), P. koraien-sis (корейская). Представители рода Picea были привлечены в арборетум и посажены биогруппами за период с 1966 по 1985 г. На 2014 г. возраст данных растений варьируется от 37 до 58 лет.

Биометрические параметры, описывающие размеры стволов и крон деревьев, используются для оценки процессов роста и развития древесных растений [2, 3]. Морфометрическое строение кроны характеризует ее габитус. Изучение форм крон дре-востоев позволяет глубже познать природу дерева. Форма кроны и ее состояние оказывают значительное влияние на рост и развитие деревьев [1].

Цель и методика исследований. Цель работы -проанализировать таксационные показатели четырех видов рода Picea Dietr., произрастающих в биогруппах на территории арборетума ТОО «КазНИИЛХА».

P obovata Ldb. f. glauca была высажена в биогруппу арборетума в квартале 4 саженцами в количестве 933 шт. Посадка саженцев была произведена в 1970 г. Саженцы были получены из семян, собранных с ин-тродуцентов, произрастающих на территории ден-дросада КЭиЛХ (Колледж экологии и лесного хозяйства, г. Щучинск, Республика Казахстан).

Биогруппа P koraiensis Nakai была создана в 1985 г. в квартале 5 (арборетум КазНИИЛХА) из 51 растения. В настоящее время деревья имеют пирамидальную форму кроны с поникающими ветвями. Происхождение образцов семян P koraiensis Nakai -Мещерская лесостепная опытно-селекционная станция (ЛОСС) г. Липецка.

Саженцы Р. asperata Mast. были получены из семян, приобретенных в 1979 г. в Липецке. В 1985 г. была сформирована биогруппа из 53 растений.

Биогруппа P. canadensis Brit. была создана пятилетними саженцами в количестве 20 шт., привезенными из Барнаула и Омска. Средняя высота деревьев биогруппы в возрасте 45 лет составила 9,6 м, диаметр ствола на высоте 1,3 м - 11,9 см.

Изучение видов рода Picea проводилось в лесостепном высотном поясе степной зоны Акмолинской области, г. Щучинск (Северный Казахстан) на базе арборетума Казахского научно-исследовательского института лесного хозяйства и агролесомелиорации.

В представленной работе из каждой изучаемой биогруппы Picea были выделены 10 модельных деревьев, у которых проведены замеры следующих таксационных показателей: диаметр на высоте 1,3 м (см), высота (м), высота до живой мутовки (м), диаметр кроны (м). На основании обмеров были вычислены: протяженность кроны (м), доля кроны от длины ствола (%), площадь проекции кроны (м2), объем кроны (м3).

Замеры необходимых таксационно-биометриче-ских показателей производились с использованием общепринятых в лесной таксации приборов и инструментов (рулетка (20 м), мерная вилка, высотомер).

Весь объем собранного материала был подвергнут камеральной обработке, проведен статистический анализ полученных данных по каждому виду елей.

Площадь проекции кроны рассчитывалась по формуле:

S = жг2,

кр. ' v '

где п = 3,14159, r - радиус кроны, м.

Под протяженностью кроны понимается расстояние от первой живой мутовки до вершины. Единично расположенные ветви в нижней части ствола, не участвующие в образовании кроны, не принимались во внимание. Протяженность кроны определялась как разность между высотой дерева (йд) и высотой до первой живой мутовки (h ).

Протяженность кроны = Нл - Нжм,

где ha - общая высота дерева, м; Ижм - высота до первой живой мутовки, м.

Доля протяженности кроны определялась как ее отношение к общей высоте дерева, выраженное в процентах.

Объем кроны вычислялся как объем геометрической фигуры по формуле:

V = S */ L ,

кр. кр. кр.

где S - площадь проекции кроны, м2; L - длина кроны, м.

Результаты исследований. К основным таксационным показателям относятся диаметр и высота дерева. Кроме того, высота наилучшим образом характеризует взаимоотношения пород, физиологическое

—HSS?*" Аграрный вестник Урала № 10 (140), 2015 г. - <

Лесное хозяйство т

Таблица 1

Сравнительный анализ таксационных показателей видов рода Picea

Виды елей и их формы Диаметр, см Высота, м Высота до живой мутовки, м Характеристика кроны

Протяженность, м Диаметр, м Доля кроны от высоты дерева, % Площадь, м2 Объем, м3

P. obovata Ldb. f. glauca 20,50 ± 1,34 18,25 ± 0,45 0,93 ± 0,05 17,32 ± 0,45 4,75 ± 0,25 94,88 ± 0,29 18,14 ± 1,83 160,47 ± 19,82

Р. asperata Mast. 15,40 ± 1,45 14,35 ± 1,10 0,99 ± 0,07 13,36 ± 1,07 3,38 ± 0,28 92,88 ± 0,62 9,50 ± 1,60 68,27 ± 14,92

t 2,54 3,28 0,66 3,41 3,61 2,94 3,55 3,72

P. koraiensis Nakai 15,60 ± 0,96 12,55 ± 1,05 0,91 ± 0,06 11,64 ± 1,06 4,01 ± 0,22 92,15 ± 0,90 12,96 ± 1,35 79,47 ± 13,19

t 2,97 5,00 0,22 4,49 2,24 2,87 2,28 3,40

P. canadensis Brit. 11,90 ± 1,23 9,65 ± 0,58 1,14 ± 0,09 8,51 ± 0,59 3,67 ± 0,20 87,78 ± 1,20 10,85 ± 1,13 48,06 ± 7,91

t 4,73 11,90 2,10 11,91 3,38 5,77 3,39 5,26

Примечание: t - 2,10 при n = 19.

состояние деревьев и потребность насаждений в лесо-водственных мероприятиях. Поэтому высоту целесообразно использовать в качестве показателя для установления фазы развития и необходимости ухода [5].

Из сравниваемого видового состава елей, согласно полученным данным, наибольшими биометрическими показателями характеризуются кроны вида P obovata Ldb. f. glauca, с которым и был произведен сравнительный анализ по критерию Стьюдента (табл. 1).

Критерий Стьюдента указывает на достоверные различия по диаметру ствола: между P obovata Ldb. f. glauca и Р. asperata Mast. - ts = 2,54 > t005 = 2,10, P obovata Ldb. f. glauca и P koraiensis Nakai - ts = 2,97 > t005 = 2,10, наибольшее различие между P. obovata Ldb. f. glauca и P canadensis Brit. - ts = 2,97 > t005 = 2,10. Как показывает критерий Стьюдента, достоверные различия по средней высоте деревьев присущи: P obovata Ldb. f. glauca и Р. asperata Mast. - ts = 3,28 > t005 = 2,10, несколько большее у P. obovata Ldb. f. glauca и P koraiensis Nakai - t = 5,00 > tnn. = 2,10 и самое значительное

s ' 0,05 '

различие выявлено между P obovata Ldb. f. glauca и P canadensis Brit. - t = 11,90 > t = 2,10.

s 0,05

Исходя из сравнительного анализа средних диаметров и высот деревьев у изучаемых представителей рода Picea наибольшее различие по биометрическим показателям зафиксировано между P obovata Ldb. f. glauca и P canadensis Brit.

Высота до живой мутовки характеризует степень очищения ствола дерева от сучьев, что несомненно, отражается на его декоративности.

Показатели критерия Стьюдента свидетельствуют об отсутствии различий между сравниваемыми елями. В частности, между P obovata Ldb. f. glauca и Р. asperata Mast. ts = 0,66 < t005 = 2,10, у P obovata Ldb. f. glauca и P koraiensis Nakai ts = 0,22 < t005 = 2,10 и у P obovata Ldb. f. glauca и P. canadensis Brit. t = 2,10 = t0,05 = 2,10. s 54

Данный факт указывает на то, что все исследуемые виды елей имеют примерно одинаковую высоту до первой живой мутовки. Исходя из среднестатистических данных, можно отметить, что рассматриваемый показатель колеблется в пределах от 0,91 ± 0,06 до 1,14 ± 0,09 м. В свою очередь наименьшая высота прикрепления живых сучьев усиливает эстетическое восприятие вида дерева.

Форма кроны зависит от ее протяженности, диаметра и объема. Среди структурных элементов фитоценоза видное место занимает вертикальная протяженность кроны. Она определяет абсолютную и относительную глубину древесного полога и объем кронового пространства, а тем самым и массу скелетных сучьев и продуцирующей хвои [4]. По протяженности кроны получены значимые величины различия для P. obovata Ldb. f. glauca и P canadensis Brit.: t = 11,91 > t„„ = 2,10. Значительно меньшее

s ' 0,05 '

значение достоверного различия получено для P obovata Ldb. f. glauca и Р. asperata Mast. ts = 3,41 > t005 = 2,10, P. obovata Ldb. f. glauca и P koraiensis Nakai - t = 4,49 > tnn5 = 2,10.

s 0,05

Диаметр кроны является существенным показателем развития деревьев, находящихся в декоративной группе. Ели с широкими и длинными кронами имеют высокую эстетическую ценность. По данному показателю наименьшее достоверное различие между P obovata Ldb. f. glauca и P koraiensis Nakai ts = 2,24 > t005 = 2,10. Наибольшее же достоверное различие между P. obovata Ldb. f. glauca и Р. asperata Mast.: ts = 3,61 > t005 = 2,10. Достоверное различие, равное ts = 3,38 > t005 = 2,10, было определено для P obovata Ldb. f. glauca и P canadensis Brit.

Наименьший процент протяженности кроны от высоты дерева у P canadensis Brit. - 87,78 ± 1,20. У других изучаемых видов елей данный показатель практически одинаков: у P obovata Ldb. f. glauca -

• - Аграрный вестник Урала № 10 (140), 2015 г.

Лесное хозяйство

fj

Рис. 1. Зависимость площади проекции

94,88 ± 0,29, у Р. asperata Mast. - 92,88 ± 0,62 и у P. koraiensis Nakai - 92,15 ± 0,90. Расчетный критерий Стьюдента показывает наибольшее достоверное различие между P obovata Ldb. f. glauca и P canadensis Brit.: ts = 5,77 > t005 = 2,10. Последнее свидетельствует о том, что независимо от высоты деревьев доля протяженности кроны минимальная у P canadensis Brit.

Площадь проекции кроны - это площадь контура кроны, которая проецируется на горизонтальную поверхность. Зависимость площади кроны от диаметра дерева на высоте 1,3 м является прямолинейной для всех рассматриваемых видов елей (рис. 1).

Различия в величине проекции крон у исследуемых видов рода Picea с увеличением диаметра деревьев на высоте 1,3 м от 6 до 18 см снижаются. При дальнейшем увеличении диаметра происходят сближение величин проекции крон и их перегруппировка. В частности, у деревьев толще 20 см максимальной величиной проекции кроны характеризуется P obovata Ldb. f. glauca. Деревья вида Р. asperata Mast. обладают наиболее равномерным, выровненным характером зависимости величины площади проекции кроны от диаметра деревьев на высоте 1,3 м.

Согласно данным критерия Стьюдента между P. obovata Ldb. f. glauca и Р. asperata Mast. существует достоверное различие. ts = 3,55 > t005 = 2,10. Промежуточное положение занимают P. obovata Ldb. f. glauca и P. canadensis Brit. - t = 3,39 > t„„ = 2,10 и наименьшее

s ' 0,05 '

достоверное различие между P. obovata Ldb. f. glauca и P. koraiensis Nakai - t = 2,28 > t„ = 2,10.

кроны от диаметра на высоте 1,3 м у различных видов рода Picea

Объем кроны выступает важнейшим декоративным показателем, отображающим распределение ее в пространстве. Он зависит от развития кроны в высоту и в ширину. Как показывает критерий Стьюдента, достоверные различия присущи всем сравниваемым видам елей. Для P. obovata Ldb. f. glauca и Р. asperata Mast. ts = 3,72 > t005 = 2,10, а для P. obovata Ldb. f. glauca и P. koraiensis Nakai - ts = 3,40 > t0,05 = 2,10. Сравнение P. obovata Ldb. f. glauca и P. canadensis Brit. ts = 5,26 > t005 = 2,10 свидетельствует о значительном отличии по показателю объема кроны между этими видами.

Проанализировав показатели, характеризующие кроны деревьев в биогруппах, можно отметить, что из всех сравниваемых видов P. obovata Ldb. f. glauca и P. canadensis Brit. имеют наибольшие различия (3 из 5 показателей).

Выводы.

1. Из произрастающих на территории арборету-ма ТОО «КазНИИЛХА» 13 видов и форм рода Picea Dietr. лучшими таксационными показателями характеризуются P. obovata Ldb. f. glauca, P. koraiensis Nakai, Р. asperata Mast, P. сanadensis.

2. Наибольшие различия в форме кроны наблюдаются между P. obovata Ldb. f. glauca и P. canadensis Brit.

3. Лучшими показателями высоты и формы кроны характеризуются деревья вида P. obovata Ldb. f. glauca. При максимальной средней высоте деревья данного вида имеют низкоопущенную хорошо развитую конусовидную крону.

—Аграрный вестник Урала № 10 (140), 2015 г. -. ^ ^

Лесное хозяйство

4. Деревья вида P. canadensis Brit. имеют наиболее 5. Данные о развитии крон деревьев рассмотрен-компактную крону, что также подчеркивает ее высо- ных видов рода Picea Dietr. могут быть использованы кую декоративность. при формировании ландшафтных биогрупп в районе

проведения исследований.

Литература

1. Данилин И. М., Целитан И. А. Закономерности строения и биопродуктивность лиственничного фитоценоза послепожарного формирования в Эвенкии // Пожары в лесных экосистемах Сибири : материалы Всерос. конф. с междунар. участием. Красноярск : Ин-т леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, 2008. С. 109-120.

2. Кофман Г. Б. Рост и форма деревьев. Новосибирск : Наука, 1986. 210 с.

3. Кузьмичев В. В. Закономерности роста древостоев. Новосибирск : Наука, 1977. 160 с.

4. Лебков В. Ф., Каплина Н. Ф. Структура и динамика сосняков по соотношениям массы хвои и биометрических показателей деревьев // Лесоведение. 1997. № 5. C. 67-76.

5. Макаренко A. A., Смирнов Н. Т. Формирование сосновых и сосново-березовых насаждений. Алма-Ата : Кайнар, 1973. 187 с.

6. Рубцов Л. И. Деревья и кустарники: голосеменные : справ. Киев : Наукова Думка, 1971. 155 с.

7. Рубцов Л. И. Деревья и кустарники в ландшафтной архитектуре : справ. Киев : Наукова Думка, 1977. 272 с.

References

1. Danilin I. M., Celitan I. A. Regularities of the structure and bioproductivity of larch communities after fire forming in Evenkia // Fires in forest ecosystems of Siberia : materials of All-Russian conf. with intern. participation. Krasnoyarsk : Institute of forest of V. N. Sukachev SB RAS, 2008. P. 109-120.

2. Kofman G. B. Growth and form of trees. Novosibirsk : Science, 1986. 210 p.

3. Kuzmichev V. V. Regularities of forest growth. Novosibirsk : Science, 1977. 160 p.

4. Lebkov V. F., N. Kaplina.N. F. Structure and dynamics of pine forests on the ratios of the masses of needles and biometric indicators of the trees // Forestry. 1997. № 5. P. 67-76.

5. Makarenko A. A., Smirnov N. T. The formation of the pine and pine-birch stands. Alma-ATA : Kaynar, 1973. 187 p.

6. Rubcov L. I. Trees and shrubs : gymnosperms : handbook. Kiev : Naukova Dumka, 1971. 155 p.

7. Rubcov L. I. Trees and shrubs in landscape architecture : handbook. Kiev : Naukova Dumka, 1977. 272 p.