Изучение роста тополя бальзамического ( Populus balsamifera L. ) и тополя черного ( Populus nigra L . ) в искусственных насаждениях степи

ИЗУЧЕНИЕ РОСТА ТОПОЛЯ БАЛЬЗАМИЧЕСКОГО (POPULUS

BALSAMIFERA L.) И ТОПОЛЯ ЧЕРНОГО

В ИСКУССТВЕННЫХ НАСАЖДЕНИЯХ СТЕПИ

Ковылина О.П., Ковылин Н.В., Сухенко Н.В., Жихарь А.А.

Kovylina O.P., Kovylin N.V., Suchenko N.V., Zhikhar А.А.

ak_747@mail.ru

Дан анализ напочвенного покрова в искусственных насаждениях тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) и тополя черного (Populus nigra L.). Проведено сравнение роста в насаждениях тополя бальзамического и тополя черного.

The analysis of living ground cover in artificial plant communities of Populus balsamifera L. and Populus nigra L. is presented in the article. We compared the growth of plants both Populus balsamifera L. and Populus nigra L.

Ключевые слова: искусственные фитоценозы, тополь бальзамический (Populus balsamifera L.), тополь черный (Populus nigra L.)., живой напочвенный покров, рудеральные виды, доминанты, содоминанты, высота, диаметр, диаметр кроны

Keywords: artificial plant communities, Populus balsamifera L., Populus nigra L., living ground cover, ruderal species, dominant species, codominant species, height, diameter, crown diameter.

Большой опыт по созданию защитных лесных насаждений с использованием тополей накоплен в Хакасии. Обширные исследования по созданию полезащитных лесных полос в этой республике проводит Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН. В качестве главных пород для защитного лесоразведения были испытаны лиственница сибирская, береза повислая, тополь черный, тополь бальзамический, ива остролистная, сосна обыкновенная и некоторые кустарники [2]. Так, в частности, в 1961 г. были заложены опытные посадки тополей на лугово-черноземовидной супесчаной почве в Ширинской степи, на высокой пойме р. Белый Июс. Почва под посадку была обработана на глубину 22-25 см. Посадка осуществлялась весной. Черенки тополя бальзамического были получены из г. Ужура, дички тополя черного - из долины р. Белый Июс. Участок из тополя бальзамического, созданный на лугово-черноземных, супесчаных маломощных почвах представляет собой пятиряд-ное насаждение, высаженное по схеме 3^1 м с числом деревьев 3333 шт./га. В наветренном ряду была посажена облепиха, местами выпавшая из состава, а местами сохранившейся в виде корневых отпрысков. Пятирядное насаждение из тополя черного создано по схеме 3*0,75 м с числом деревьев 4444 шт./га [1].

Под пологом насаждения хорошо развит живой напочвенный покров с большим участием в его составе разнотравья и злаковой растительности. В насаждении из тополя бальзамического наиболее представленными по числу видов семействами являются Asteraceae (28,9 %) и Fabaceae (18,4 %), а в насаждении из тополя черного - Fabaceae (32 %).

В исследуемых искусственных насаждениях флористические списки живого напочвенного покрова отличаются. Наибольшее число видов наблюдается в насаждении из тополя бальзамического (38 видов). Анализ семейственного спектра изучаемых насаждений показывает следующее. Общими семействами являются: Asteraceae, Fabaceae, Poaceae, Rosaceae, Apiaceae, Сурегасеае, Rubiaceae, Сатрапи1асеае, Lamiaceae, Dipsacaceae, РгтиШсеае и Ranunculaceae. Семейства Plantaginaceae, Convolvulaceae, Iridaceae, Polygonaceae и Scrophulariaceae характерны только для насаждения из тополя бальзамического. Анализ ценотической структуры живого напочвенного покрова лесных насаждений показывает, что абсолютным доминантом травостоя является вид Elytrigia repens Nevski из сем. Poaceae. В индивидуальных биологических спектрах изучаемых фитоценозов преобладают по количеству травянистые многолетники (76,3-80 %), одно- и двулетники (20-21,1 %); незначительна примесь полукустарничков (2,6 %) в насаждении из тополя бальзамического.

Наиболее полно отражают экологическую обстановку местообитаний растительных ценозов экологические группы (мезофиты, ксерофиты, галофи-ты, гигрофиты) и подгруппы переходного характера (ксеромезофиты и ксеро-петрофиты). Основу травянистого яруса искусственных насаждений составляют виды, принадлежащие к экологическим группам мезофитов и мезоксе-рофитов (таблица 1).

Таблица 1 - Экологический состав живого напочвенного покрова в

фитоценозах тополя бальзамического и тополя черного

Экологические группы Распределение видов растений, %

тополь бальзамический тополь черный

Мезофиты 57,9 52,0

Мезоксерофиты 21,1 28,0

Ксерофиты 7,8 8,0

Галофиты 5,3 4,0

Гигрофиты 5,3 4,0

Ксеропетрофиты 2,6 4,0

В тополевых насаждениях в составе живого напочвенного покрова преобладают мезофитные травянистые виды (52,0-57,9 %). Второе место по количеству травянистых видов занимает группа мезоксерофитов, составляющая 21,1-28,0 %.

Основу травостоя исследуемых фитоценозов по типу корневых систем и характеру побегообразования составляют корневищные (44,7-52,0 %) и стержнекорневые (39,6-44,0 %) группы растений (рисунок 1).

ё 60 Я .о

I § 40 © 5

я -

й 20 еь

52,0

44,7 39,644,0

: 3 II л зГТ : ]

: 1

•1 г-

7,8

4,0

5,3

0,0

2,6

0,0

1 2 3 4 5

Жизненная форма

П Тополь бальзамический  Тополь черный

Рисунок 1 - Дифференциация видов живого напочвенного покрова на группы по строению подземных органов

0

Травянистый ярус оказывает отрицательное воздействие на рост древесных растений в условиях степи. Особенно отрицательно сказывается на росте тополей большое количество корневищных и стержнекорневых групп растений.

В биологическом возрасте 42 года тополь бальзамический в среднем по участку лесополосы имеет среднюю высоту 13,0 м при среднем диаметре 18,7см. Имеются различия в росте между деревьями, находящихся в крайних и в средних рядах. Так, например, тополь бальзамический в наветренном ряду имеет среднюю высоту 13,8 м при среднем диаметре 22,6 см, а в подветренном соответственно 11,1 м и 17,1 см. В центральных рядах средняя высота тополя равна 13,4 м, при среднем диаметре 17,9 см. Коэффициент варьирования по высоте изменяется от 33,1 % до 48,3 %. Коэффициент варьирования по диаметру изменяется от 38,3 % до 50,5%. Наибольшее среднее значение высоты в насаждениях наблюдается во втором центральном ряду, оно составляет 14,4 м, наименьшее значение в пятом подветренном ряду - 11,1 м. Разница между рядами при сравнении высоты по коэффициенту Стьюдента достоверна между вторым и третьим и вторым и пятым рядами (1ф =13,69 и 7,34> Чо5=1,98). Разница по диаметру достоверна между всеми рядами, наибольшие различия наблюдаются между первым и четвертым рядами (1ф=4,59> Чо5=1,98). Также разница достоверна между всеми рядами по диаметру кроны, наибольшие различия наблюдаются между первым и вторым рядами (1ф =6,58> 10,05=1,98).

Наибольшее среднее значение площади поверхности кроны наблюдаются в первом ряду оно равняется 525,1 м2. Площадь поверхности кроны во втором ряду меньше на 57,3 %, в третьем на 70,1 %, в четвертом ряду на 64,7 %, в пятом ряду на 78,7 %. Площадь кроны имеет наибольшее значение в первом ряду она равняется 16,9 м . Площадь кроны во втором ряду меньше на 57,5%, в третьем на 64,2 %, в четвертом ряду на 63,1 %, в пятом на 73,3 %. Наиболь-

-5

шего значения объем кроны достигает также в первом ряду и равен 24,6 м , наименьшего - в пятом подветренном - 10,8 м3. Объем кроны во втором ряду меньше на 33,6%, в третьем - на 48,5 %, в четвертом - на 37,6 %, в пятом - на 56,1 %.

В возрасте 42 лет тополь черный имеет среднюю высоту 12,4 (11,5-13,5) м, средний диаметр ствола 17,6 (14,8-19,5) см. Во внутренних рядах насаждения имеется небольшое число сухостойных (около 3 %) и усыхающих (7,8 %) деревьев от общего числа первоначально высаженных саженцев.

Наибольшее среднее значение высоты в насаждениях тополя черного наблюдается в пятом крайнем ряду, оно составляет 13,5 м, наименьшее значение во втором центральном ряду - 11,5 м (таблица 2).

Таблица 2 - Линейные показатели роста тополя черного в зависимости от расположения ряда в полосе_

Статистический показатель Номер ряда

2 3 4 5

высота, м диаметр, см высота, м диаметр, см высота, м диаметр, см высота, м диаметр, см высота, м диаметр, см

X 11,8 19,5 11,5 15,6 11,7 14,8 13,4 19,0 13,5 19,1

± m 0,94 1,55 0,93 1,29 0,83 1,21 1.00 1,62 0,95 1,47

± о 5,49 9,05 5,4 7,5 4,81 7,03 5,86 9,47 5,56 8,60

V, % 46,5 46,5 46,8 48,1 41,3 47,4 43,6 49,9 41,1 45,2

P, % 8,0 8,0 8,0 8,3 7,1 8,1 7,5 8,6 7,0 7,7

Min 3,1 12,2 7,0 8,7 8,6 8,5 9,0 9,5 10,5 9,9

Max 14,5 32,3 14,7 26,3 13,2 20,8 18,5 29,5 15,5 31,0

В среднем высота насаждения составляет 12,4 м. Разница между минимальным и максимальным значением высоты составляет 17,4 %. Наибольший средний диаметр ствола наблюдается в первом ряду, он составляет 19,5 см. Минимальное значение составляет 14,8 см в центральном третьем ряду. Разница между ними - 31,3 %. Коэффициент варьирования по высоте колеблется в пределах от 41,1 % до 46,8 %. Коэффициент варьирования по диаметру колеблется в пределах от 45,2 % до 49,9 %.

Неравномерно развивается в насаждении и крона деревьев тополя черного (рисунок 2). Наибольшее значение площади поверхности кроны наблюдается в четвертом центральном ряду оно составляет 256,5 м2. Наименьшее в третьем центральном 70,0 м . Разница между ними составляет 66,4 %. Наибольшая площадь кроны наблюдается в четвертом центральном ряду она со-22 ставляет 8,9м , наименьшая также в третьем центральном ряду - 3,1 м . Разница между ними составляет 87,1 %.

а

v и о

В

300 250

Л

н

W

о

я

И 150

200

100 50

т-1

1 2 3 4 5

3 12 35

О 10 &

К 8

S

Ч 6

л

3 4 о

4 2 в 2

Т-1-1-1-г

1 2 3 4 5

Номер ряда

Номер ряда

Рисунок 2 - Морфометрические показатели кроны тополя черного

Наибольший объем кроны также наблюдается в четвертом центральном

"5

ряду. Объем кроны составляет 17,4 м . Наименьшее значение объем кроны имеет в третьем ряду он составляет 8,9 м , разница между минимальным и средним значениями составляет 95,8 %. Наименьшее значение высоты кроны отмечается во втором центральном ряду, оно составляет 11,5 м, разница между минимальным и максимальным значением 16,5 %. Наибольшее число деревьев в процентном соотношении (30%), приходится на ступень высоты 13 метров. Большинство деревьев в насаждении имеют среднюю ступень диаметра 14 см (20,6%), и 22 см (13,5 %). Это свидетельствует о нормальном процессе дифференциации деревьев, происходящем в сомкнутом насаждении весьма светолюбивого вида, каким является тополь черный. При сравнении показателей роста тополя бальзамического и тополя черного на лугово-черноземных супесчанных маломощных почвах с доступом грунтовых вод выявлено, что тополь бальзамический показывает лучшие показатели роста на данном участке, чем тополь черный.

Список использованных источников

1. Выращивание лесных полос в степях Сибири / Е.Н. Савин, А.И. Лобанов, В.Н. Невзоров, Н.В. Ковылин, О.П. Ковылина. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. - 102 с.

2. Ковылина О.П. и др. Оценка состояния и роста лиственницы сибирской в чистых и смешанных искусственных фитоценозах степи / О.П. Ковылина, Н.В. Ковылин, А.А. Жи-харь, Н.Н. Сычев // Вестник КрасГАУ. - 2013. - № 5 (80). - С. 137-142.

0