Главная

Исследовательские группы

Научно-практический журнал
Хвойные бореальной зоны
(в перечне ВАК)

Введение

Кедр сибирский (Pinus sibirica Du Tour) все шире вовлекается в лесные культуры ряда регионов страны, в то же время вопрос о влиянии происхождения семян кедра на рост и устойчивость искусственных насаждений этого вида остается слабоизученным.
Основным методом изучения географической изменчивости наследственных свойств лесных видов является создание географических культур, т.е. выращивание и сравнительное изучение семенного потомства кедра сибирского разного происхождения в одном пункте испытания, в одинаковых условиях произрастания.
Географические культуры помогают не только выявить высокопродуктивные климатипы, но они еще имеют существенное значение в деле сохранения биоразнообразия древесных растений. По мнению некоторых авторов [9], географические культуры - это лесная искусственная лаборатория, выполняющая роль генного банка в сохранении биологического разнообразия, несущего широкую информацию о вариабельности древесных пород тех географических зон, из которых транспортированы образцы семян конкретных популяций и особей
Постоянное изучение показателей роста и состояния потомства кедра разного происхождения в различных пунктах выращивания позволило выявить внутривидовую дифференциацию, а также некоторые биоэкологические свойства как кедра сибирского, так и кедра корейского на территории Красноярского края [1-8, 11, 12 и др.].
Первые результаты многолетних и систематических исследований географических и испытательных культур кедра сибирского в Красноярском крае отражены в работах А.И. Ирошникова [4, 5]. Самыми высокими показателями роста характеризуются потомства из оптимума произрастания кедра сибирского. Четкие различия по показателям роста (высоте, диаметру, приросту боковых и лидерных побегов, длине хвои, числу ветвей в мутовках) в географических культурах отмечаются между популяциями контрастных регионов: низкогорья и высокогорья, южно-таежная и северо-таежная подзоны. А.И. Ирошников [4] отмечает также, что наряду со значительной нормой реакции на изменение экологических факторов, кедр сибирский обладает генетически детерминированной адаптацией его популяций к определенным условиям произрастания в пределах ареала
Исследование роста и сохранности географических культур кедровых сосен в новых условиях произрастания позволяет внести корректировки в их лесосеменное районирование. Также при сравнительной оценке потомства четко проявляются и некоторые общие биологические и экологические свойства вида, учет которых важен при интродукции и разработке мероприятий по повышению эффективности культур кедровых сосен.

Объект исследований

Объектом исследования являлись географические культуры кедра сибирского, созданные в Большереченском лесничестве Ермаковского лесхоза в 1988 году. Географические культуры кедра сибирского были созданы по методике ВНИИЛМ (1972) путем посадки 3-летних сеянцев кедра сибирского разного происхождения, выращенных в питомнике Ермаковского лесхоза.
Ермаковский лесхоз находится в условиях оптимума произрастания кедра сибирского в предгорье Западного Саяна, в Западно-Саянском округе горно-таежных и подгольцово-таежных кедровых лесов Северной Алтае-Саянской горной лесорастительной провинции пихтовых и кедровых лесов [10]. Среднегодовая температура января - 18,50С, июля - +18,80С. Климат достаточно влажный. Средняя продолжительность вегетационного периода 144 дня, сумма tо >5о - 1851оС, годовое количество осадков - 805 мм. Средняя продолжительность безморозного периода - 90 дней.
Для исследований были выбраны следующие климатипы в возрасте 20 лет (табл. 1):

Результаты и обсуждение

Нами были изучены морфометрические показатели роста (высота, диаметр, количество веток в мутовке, длина хвои и охвоенность) у особей климатипов кедра сибирского, высаженных в 1988

году в Ермаковском лесхозе. Результаты исследований отражены в таблице 2.
При сравнении ростовых показателей видно, что по всем показателям отличается кедр сибирский местного происхождения (Ермаковский лесхоз). Хороший рост ермаковского климатипа показывает его наследственно обусловленную норму реакции, потомство данного климатипа сохраняет присущий материнским деревьям лучший рост в оптимальных условиях произрастания кедра сибирского в Западном Саяне.         

Таблица 1 - Климатипы кедра сибирского, испытываемые в Ермаковском лесхозе

Край, область (климатип)	Климатическая характеристика		Координаты
	Средняя продолжительность вегетационного периода, дни	Сумма t° выше 5°С, градусы	С.ш. град/мин	В.д. град/мин
Красноярский, ермаковский	130-158	1501-2202	53015'	950 20'
Томская, васюганский	141-150	1822-1980	58010'	77059'
Кемеровская, таштогольский	135-161	1540-2010	52045'	87055'
Красноярский, северо-енисейский	116-125	1323-1563	60015'	93010'

Таблица 2 - Морфометрические показатели климатипов кедра сибирского в Западном Саяне (2005)

Климатипы	Высота, м		Прирост, см		Диаметр, см		Кол-во ветвей, шт.
	X±m	V,%	X±m	V,%	X±m	V,%	X±m	V,%
Васюганский	4,2±0,2	27	37,4±1,7	27	6,0±0,5	44	7,2±0,5	35
Таштагольский	3,5±0,2	31	35,5±2,0	34	4,7±0,3	44	6,1±0,4	33
Северо-енисейский	4,4±0,2	25	36,0±1,9	28	6,8±0,4	41	7,8±0,7	39
Ермаковский, местный	5,3±0,7	20	39,4±2,2	22	8,1±0,5	33	7,1±0,7	44

Также неплохой рост отмечен у томского и северо-енисейского климатипов. Материнские деревья данных климатипов произрастают в условиях, близких к оптимальным (по количеству осадков и теплообеспеченности), и потомства этих климатипов в данных условиях произрастания могут составлять конкуренцию по ростовым показателям.
Отстает в росте (высота, прирост) потомство кемеровского климатипа кедра сибирского. Кемеровский климатип более подвержен влиянию внешних условий среды (температурных, климатических, почвенных) в новых условиях произрастания.
На данном этапе роста у всех потомств кедра сибирского наблюдается повышенная изменчивость по высоте и высокая изменчивость по показателям диаметра и количества ветвей в мутовке.
Проведенные корреляции зависимости ростовых показателей от климатических факторов (рис.1) выявили прямую связь высоты с температурой (r=0,8) и вегетационным периодом (r =0,8); прироста с температурой (r =0,8), вегетационным периодом (r=0,5); диаметра с температурой (r=0,8), вегетационным периодом (r=0,8); количества веток в мутовке с температурой (r=0,8) и вегетационным периодом (r=0,9).
В результате проведенных исследований установлено, что в одинаковых условиях произрастания проявляется наследственная обусловленность климатипов по росту. Местный климатип, более приспособленный к данным условиям произрастания, выделяется по ростовым показателям; кемеровский климатип отстает по ростовым показателям, так как материнские деревья данного климатипа произрастают в горных условиях и отличаются меньшим ростом.

Рисунок 1 - Корелляционная зависимость ростовых показателей культур кедра сибирского от климатических факторов

Также нами были изучены показатели изменчивости длины хвои и охвоенности у потомства климатипов, выращенных в Ермаковском лесхозе в предгорье Западного Саяна на высоте 500 м над уровнем моря (табл.3).
Данные исследования показали что, в одинаковых условиях произрастания наибольшая длина хвои (11см) отмечается у местного (ермаковского) климатипа, наиболее приспособленного к данным условиям произрастания.
Изучение охвоенности, как и размеров хвои имеет важное значение для изучения особенностей роста кедра. Густота охвоения побегов – лабильный признак развития ассимиляционной поверхности, поэтому его можно использовать для изучения многих свойств.
Охвоенность закономерно снижается с увеличением возраста побегов независимо от других факторов. Интенсивность охвоения тесно связана с размерами хвои. Эта зависимость носит обратный характер: на побегах с большим количеством хвои длина ее наименьшая.
В наших исследованиях наибольшее число хвоинок на единицу площади (3,4 шт./см) отмечено у потомства более западного климатипа томского и наиболее удаленного северо-енисейского (3,3шт./см). Из данных таблицы 3 видно, что у климатипов кедра сибирского отмечается средний уровень изменчивости (от 12 до 16%) по длине хвои и высокий уровень изменчивости по охвоенности побегов (от 24 до 30%). Это связано с тем, что изменчивость числа хвоинок на побег в большей степени зависит от климатических условий в период формирования числа хвоинок на побеге.
Для сравнения исследуемых климатипов был вычислен критерий Стьюдента (t). По данным статистической обработки измерений длины хвои и охвоенности при t0,05 сравниваемых климатипов были получены следующие результаты (табл.4).      

Таблица 3 - Изменчивость длины хвои и охвоенности кедра сибирского разного происхождения в предгорье    Западного Саяна

Происхождение, климатип	Длина хвои, см			Охвоенность, шт./см
	X±m	?	V, %	X±m	?	V, %
Красноярский, ермаковский	11,0±0,1	1,5	14	3,1±0,1	0,9	29
Красноярский, сев. - енисейский	9,9±0,1	1,2	12	3,3±0,1	0,9	27
Кемеровский, таштагольский	10,5±0,1	1,7	16	3,0±0,1	0,9	30
Томский, васюганский	10,1±0,1	1,5	15	3,4±0,1	0,9	27

Контроль-опыт	Коэффициент Стьюдента
	tфакт	tтабл
Длина хвои
Ермаковский – кемеровский	4,1	1,96
Ермаковский-томский	6,2	1,96
Ермаковский – северо-енисейский	6,2	1,96
Охвоенность
Ермаковский – кемеровский	0,4	1,99
Ермаковский-томский	1,7	1,99
Ермаковский – северо-енисейский	0,9	1,99