Общая характеристика работы

ИНТРОДУЦЕНТОВ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ АДЫГЕИ

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГОЛОСЕМЕННЫХ

Кучинская Елена Анатольевна

03.00.16 – экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону-2006

Работа выполнена на кафедре охраны окружающей среды

и рационального использования природных ресурсов

Майкопского государственного технологического университета

Научный руководитель: доктор географических наук, профессор

Елисеева Наталия Волеславовна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Криворотов Сергей Борисович;

кандидат биологических наук,

доцент Вахненко Дмитрий Валерьевич

Ведущая организация: Майкопская опытная станция Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова РАСХН, пос. Тимирязево

Защита состоится 15 декабря 2006 г. в 14-30 на заседании диссертационного совета К 212.208.07 по биологическим наукам при Ростовском государственном университете по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, 105, РГУ, ауд. 304. (E-mail: [email protected], факс: [phone]).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного университета (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148).

Автореферат разослан «___» ноября 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук, доцент О.Ф. Пелипенко

Актуальность исследований. В условиях возрастающей урбанизации Северокавказского региона исключительно важное экологическое, социальное и экономическое значение приобретают древесные насаждения, способные нивелировать неблагоприятные для человека факторы природного и техногенного происхождения. Усиление антропогенной нагрузки в регионе вызывает повышение степени воздействия негативных антропогенных факторов, присущих урбанизированным территориям, что закономерно приводит к ослаблению растительности, преждевременному ее старению, снижению продуктивности, поражению болезнями, вредителями и гибели насаждений. Это свидетельствует о необходимости реконструкции культурных фитоценозов путем обогащения их более устойчивыми к неблагоприятным условиям среды хозяйственно-ценными видами, обладающими высокими декоративными и экологическими свойствами.

Значительный практический интерес для озеленения в этой связи представляют интродуцированные голосеменные древесные растения, большинство которых отличаются сохранением декоративности на протяжении всего года, проявляя при этом фитонцидную активность и высокие экологические качества.

На территории Адыгеи ассортимент используемых в озеленении интродуцированных видов голосеменных не отличается разнообразием, хотя имеется довольно большое число видов, испытанных в культуре. Полное отсутствие обобщения опыта практической интродукции голосеменных, а также сведений об адаптационной возможности отдельных видов и их биологических особенностях и способах размножения сдерживают распространение древесных интродуцентов в Адыгее и ограничивают возможность их хозяйственного использования.

Цель и задачи исследований. Основная цель исследования – оценка перспективности интродукции голосеменных древесных растений в условиях Адыгеи и использования их в озеленении населенных пунктов.

Задачи исследований:

1. Изучить видовой состав голосеменных растений, интродуцированных на территории Адыгеи.

2. Определить принадлежность интродуцентов к биологическим группам, их географическое происхождение, способы размножения, возможность использования в озеленении.

3. Изучить биологические особенности (ритм сезонного развития, пыление и семеношение, особенности роста) голосеменных интродуцентов в условиях региона.

4. Выявить степень устойчивости интродуцентов к неблагоприятным факторам внешней среды (зимостойкость, засухоустойчивость, газоустойчивость, устойчивость к вредителям и болезням) и успешность их адаптации в данных условиях.

5. Оценить перспективность дальнейшего использования интродуцентов в озеленении населенных пунктов Адыгеи.

Положения, выносимые на защиту:

1. Видовой состав голосеменных древесных растений дендрологических коллекций и озеленительных насаждений населенных пунктов Республики Адыгея.

2. Ассортимент перспективных голосеменных интродуцентов для озеленения населенных пунктов Республики Адыгея.

Научная новизна исследований. Впервые для Адыгеи предложено применение интродуцированных пород для улучшения экологической обстановки на урбанизированных территориях. Проведена инвентаризация голосеменных древесных растений, интродуцированных в Адыгею. Впервые проведено комплексное исследование 49 видов древесных и кустарниковых пород с использованием фенологических, физиологических, морфометрических методов.

Практическая значимость исследований. На основании 5-летнего изучения 49 видов дана оценка результатов интродукции голосеменных растений. Даны рекомендации для их использования в озеленении населенных пунктов.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на научных конференциях: I, II, III международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира» (Майкоп, 2001; 2002; 2003), II научно-практической конференции студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых «Наука – XXI веку» (Майкоп, 2002), «Актуальные проблемы лесного комплекса» (Брянск, 2002), I Всероссийской научно-практической конференции «Садово-парковое и ландшафтное строительство» (Орёл, 2004), VII международной научно-практической конференции «Экологические проблемы современности» (Майкоп, 2006).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 12 работ. Объем публикаций – 2,1 п.л., доля участия автора – 76%.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы, приложений. Основные положения диссертации изложены на 169 страницах. Диссертационная работа содержит 32 таблицы, 7 рисунков. Список литературы включает 230 наименований, в том числе 14 иностранных авторов.

Благодарности. Автор глубоко признателен Смирнову Игорю Анатольевичу за консультативную помощь при выполнении работы.

Содержание работы

Глава 1. Состояние вопроса

Проведен анализ отечественной и зарубежной литературы, освещающей теоретические основы, методы и основные этапы интродукции растений (Малеев, 1933; Кормилицын, 1949; Русанов, 1957; Соколов, 1957; Базилевская, 1964; Лапин, 1972; Карпун, 1999; Humboldt, 1807; Alph. De-Candolle, 1855; Mayr, 1925 и др.), а также критерии оценки перспективности интродуцентов в новой среде обитания (Вольф, 1917; Васильев, 1952; Уханов, 1952; Вехов, 1957; Лапин, Сиднева, 1973 и др.). Рассмотрены вопросы экологического значения древесных интродуцентов в урбофитоценозах (Илькун, 1971; Ерохина, Макеева, 1982; Кравкина, 1991; Мищенко, 1999 и др.). На основе критического анализа литературных данных были определены основные направления исследований.

Глава 2. Программа, объекты и методика исследований

Исследования проводились на территории Республики Адыгея в 2000 – 2004 гг. Объектами исследования явились озеленительные насаждения скверов, садов, парков, улиц, частных дворов, жилых кварталов городов и крупных населенных пунктов республики (с учетом дендрологических коллекций Гончарского дендрологического парка им. П.В. Букреева и дендрария Адыгейского государственного университета).

Экспериментальная часть работы включала в себя полевые и стационарные исследования, камеральную обработку материалов. Изучение видового разнообразия деревьев и кустарников проводили маршрутным методом, при необходимости собирался гербарий. Методическими пособиями при этом служили соответствующие справочники и определители (Справочник по декоративным деревьям и кустарникам…, 1953; Деревья и кустарники Северного Кавказа, 1967; Качалов, 1969; Косенко, 1970; Галушко, 1978, 1980; Крюссман, 1986; Истратова, Карпун, 1994; Бобров, Карпун, 1995, 1997 и др.). Видовые названия уточнялись по С.К. Черепанову (1995). Устанавливался возраст и высота растений, диаметр ствола на уровне груди, наличие семеношения.

Фенологические наблюдения за растениями велись в течение 5 лет по методике И.А. Забелина (1934) в модификации И.Н. Елагина (1961) и Н.А. Бородиной (1965), обработанные по методу Г.Н. Зайцева (1974). Уровень фенологической изменчивости оценивался по значениям коэффициента вариации и стандартного отклонения.

Перспективность интродуцентов определялась по модифицированной методике И.А. Смирнова (1989) путем вычисления коэффициента перспективности (Кп) по шести показателям (зимостойкость (М), засухоустойчивость (З), газоустойчивость (Г), устойчивость к болезням и вредителям (Б), репродуктивная способность (Р), декоративность (Д)) по формуле:

Все показатели определялись по пятибалльной шкале, где наибольший балл обозначал высокую степень признака.

Исследование зимо- и засухоустойчивости проводилось путем оценки состояния надземных частей наблюдаемых видов. Степень зимостойкости определялась по 5-балльной шкале, в основу которой положена шкала Н.К. Вехова (1957), степень засухоустойчивости - по модифицированной 6-балльной шкале С.С. Пятницкого (1961). Средняя зимо- и засухоустойчивость вида определялась в баллах с десятыми их долями как среднее арифметическое из всех баллов при оценке каждого растения.

В качестве интегрального признака для оценки устойчивости и роста растений в неблагоприятных условиях служил показатель водоудерживающей способности хвои (Котов, Лебедева, Прохорова, 2002). Водоотдачу определяли с использованием методических положений (Цельникер, 1955; Бобровская, 1971; Наквасина, 2002) на неизолированной от побегов двухлетней хвое. Критерием отбора служило время потери половины содержащейся в хвое воды (t₅₀) при естественном высушивании в лабораторных условиях.

Определение газоустойчивости проводилось путём искусственной фумигации растений диоксидом серы в герметичных камерах (Красинский, 1937; Николаевский, 1972, 1975). Количество фумигированных побегов каждого испытуемого вида составляло не менее 5-10. Средний процент повреждаемости выводили с учетом повреждаемости всех фумигированных экземпляров побегов вида. Повреждаемость хвои при фумигации оценивалась по 3-балльной шкале Ю.З. Кулагина (1980), для перевода которой в 5-балльную определялась цена деления одного балла в 1,7. При этом шкала газоустойчивости принимала вид: 5 баллов - слабая повреждаемость (ожоги не превышают 20% поверхности листьев); 3,3 балла - средняя повреждаемость (ожоги находятся в пределах 20-50 %); 1,7 балла - сильная повреждаемость (ожоги составляют более 50 %). Для изучения динамики газоустойчивости растений на протяжении вегетационного периода проводилась оценка относительной газочувствительности голосеменных растений в мае, июне и сентябре путем фумигации различными концентрациями газа в течение одного часа и фиксировании появления на начальной стадии видимых ожогов (Томас, 1962).

Степень устойчивости к болезням и вредителям определялась по 5- балльной шкале путем визуальной оценки повреждений у 10 деревьев каждого вида. Определение видового разнообразия возбудителей заболеваний и вредителей проводили по соответствующей справочной литературе (Журавлев и др., 1974; Ширяева, Гаршина, 2000; Гаршина, 2003).

Оценка репродуктивной способности видов проводилась по шкале глазомерной оценки семеношения (Каппер, 1936) с учетом жизнеспособности семян интродуцентов и наличия естественной возобновляемости. Для определения качества семян в 100 шт. шишек каждого вида устанавливали степень поражения семян насекомыми-вредителями и болезнями и определяли вес 1000 шт. семян в воздушно-сухом состоянии (Международные правила определения качества семян, 1969). Жизнеспособность семян после 3 месяцев хранения и холодной стратификации в соответствии с изучаемым видом (Николаева и др., 1985) проверяли путем проращивания в чашках Петри при комнатной температуре; взрезыванием невзошедших семян и окрашиванием выделенных зародышей индигокармином (ГОСТ 13056.7-93).

Эстетическую оценку декоративности растений проводили путем подсчета суммы баллов по шкале оценки декоративности, составленной с учетом цифрового выражения однотипной декоративной характеристики (Бородина и др., 1966; Якушина, 1982). В зависимости от суммы баллов оцениваемые растения подразделялись на категории: высокодекоративные, декоративные, относительно декоративные, малодекоративные, не обладающие декоративными качествами.

Оценка перспективности вида проводилась путем вычисления коэффициента перспективности по следующей шкале.

Группы:		Коэффициент перспективности:
Весьма перспективные	–	0,9-1,0
Перспективные	–	0,8-0,9
Малоперспективные	–	0,7-0,8
Неперспективные	–	0,6-0,7

Данные, полученные в результате исследований водного режима, газоустойчивости растений, фенологических наблюдений, и биометрических измерений обрабатывались с помощью методов вариационной статистики (Зайцев, 1973; Шилов, 2005). Расчеты проводились на персональном компьютере с использованием пакета Microsoft Offise Excel - 2003.

Глава 3. Физико-географическая характеристика

Дата добавления: 2015-04-24