Сезонное развитие Tilia cordata Mill. и Padus maackii (Rupr.) Kom. в городе Томске

Систематические наблюдения за сезонным развитием древесных растений являются одним из способов ознакомления с окружающей средой. Изучением сезонного развития, как живой и неживой природы занимается наука фенология. Проведение систематических наблюдений в России за развитием природы началось в XVIII веке. В 1721 г. Петр I дал указание А. Д. Меньшикову присылать ему из разных окрестностей строящегося тогда Петербурга, веточки деревьев и кустарников с развернувшимися листьями «…с подписанием чисел, дабы узнать, где ранее началась весна …» (цит. по кн.: [1]). Фенологические наблюдения в Томске были организованы во время проведения Академией наук Второй Камчатской экспедиции (1733–1743). На участника экспедиции академика И. Г. Гмелина возлагалась организация метеорологических станций и наблюдений за климатом по пути следования экспедиции [2]. Для этого академик Д. Бернулли разработал специальную инструкцию по проведению метеорологических наблюдений. Организация метеорологических наблюдений на местах была возложена на казаков «… обладающих светлой головой, которые умели читать и писать. Такой казак получал тем самым преимущество перед собратьями, бывал освобожден от всех городских повинностей …» (цит. по ст.: [3]). В Томске метеорологические наблюдения осуществлялись казаком П. Соломатиным до 1737 г. [4]. Наблюдения же за сезонным развитием растительности в Томске и его окрестностях проводились с конца ХIХ века. Так, например, известный фенолог Томска, профессор Томского университета — Г. Э. Иоганзен начал публиковать первые заметки по фенологии в газете «St. Petersburger Herold» (1894–1896) [5]. Фенологические наблюдения Г. Э. Иоганзен проводил более тридцати лет и свои данные он заносил в фенологические дневники, которые публиковал с 1911 г. В 1919 г. начаты фенологические наблюдения профессором П. Н. Крыловым в систематическом отделе Ботанического сада Томского университета за развитием растений. Продолжила фенологические наблюдения П. Н. Крылова его ученица — профессор Л. П. Сергиевская [6]. Во второй половине ХХ века сотрудниками Сибирского ботанического сада в Томске проводятся многолетние фенологические наблюдения за древесными и кустарниковыми растениями. В настоящее время проводятся наблюдения за сезонным развитием растительности в г. Томске разными учреждениями и организациями, а также просто любителя природы.

Цель нашего исследования заключалось в изучении сезонного развития интродуцированной древесной растительности двух видов. Объектами исследования являлись липа мелколистная (Tiliacordata Mill.) и черемуха Маака (Padus maackii (Rupr.) Kom.), произрастающие в городе Томске.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились в течение трех вегетационных периодов с 2010 г. по 2012 г. в черте г. Томска. Наблюдения за сезонным развитием вегетативных и генеративных органов липы мелколистной и черемухи Маака, осуществлялись по общеизвестным методикам, применяемым в фенологии [7–8]. Для изучения сезонного развития были выбраны фенологические фазы: набухание почек — отмечается, когда чешуйки, прикрывающие почку, начинают расходиться, раздвигаться и делаются заметными светлые полоски; облиствение — фиксируется появлением первых мелких листьев с уже развернувшейся листовой пластинкой; начало цветения — отмечают, когда не менее 10 % особей данного вида имеют в кронах первые цветки с полностью раскрывшимся венчиком; окончание цветения — отмечают, когда остаются цветки не более чем у 5 % особей; начало осеннего расцвечивания листьев — отмечается день появления в кроне первых, целиком окрашенных в осенние тона 10 % листьев; массовый листопад — отмечают день, когда произошло резкое поредение 50 % листвы в кронах большинства растений данного вида.

В своем исследовании за вегетационный период был принят интервал времени с момента набухания почек до массового листопада.

Результаты и их обсуждение

Климат Томска переходный от умеренно влажного к резко континентальному, характеризуемый теплым летом и холодной зимой, равномерным увлажнением, довольно резкими изменениями элементов погоды в сравнительно короткие периоды времени [9]. Среднегодовая температура воздуха составляет 0,8 °С (по данным ГУ «Томского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» с 2000 по 2012 гг.). В годовом ходе самая низкая средняя температура приходится на январь (-19,1 °С), а самая высокая — на июль (18,2 °С). Среднегодовое количество осадков 583 мм.

Информация о периоде наблюдений и многолетним данным по среднемесячным температурам воздуха представлена с метеостанции г. Томска (табл. 1).

Таблица 1

Среднемесячные температуры воздуха в г. Томске (2010–2012 гг. и среднемноголетние)

Анализ погодных условий за годы наблюдений: весенних месяцев показал, что наибольшие отклонения среднемесячной температуры отмечены в апреле 2011 г. и в мае 2010 г.; летних месяцев — в июне–июле 2012 г.; осенних месяцев — в октябре 2011 г.; зимних месяцев — в январе–феврале 2010 г. и в декабре 2010–2012 гг. Таким образом, каждый год наблюдения имел отклонения по среднемесячной температуре воздуха, а в июне–июле 2012 г. наблюдалась особо жаркая погода.

Количество осадков за годы наблюдений и многолетним данным приводятся в табл. 2.

Таблица 2

Среднемесячное количество осадков в г. Томске (2010–2012 гг. и среднемноголетние)

В результате анализа данных можно сделать вывод о том, что наблюдался: дефицит осадков в январе 2010–2012 гг., в феврале 2012 г., в июле 2012 г., в августе 2011 г.; избыток осадков зафиксирован в июле 2011 г. почти в 2 раза по сравнению с среднемноголетними.

Можно отметить, что 2010 г. был самым холодным годом за период наблюдений, 2011 г. — самым теплым, а 2012 г. занимал промежуточное положение. В летние месяцы 2012 г. зафиксирована самая высокая среднемесячная температура воздуха, а также в июле наблюдался значительный недостаток осадков.

Средние фенологические даты у липы мелколистной и черемухи Маака в г. Томске приведены в табл. 3.

Таблица 3

Фенологические даты сезонного развития липы мелколистной и черемухи Маака

По данным фенологических наблюдений установлены следующие особенности у липы: начало вегетационного периода в 2010–2012 гг. произошло во второй декаде апреля, но в разные дни; продолжительность цветения составляет в 2010 г. 16 дней (с 16 по 31 июля), в 2011 г. — 17 (с 20 июня по 6 июля), в 2012 г. — 15 (с 28 июня по 12 июля); конец вегетационного периода зафиксирован в 2010 г. — 23 сентября, в 2011 г. — 16 сентября, в 2012 г. — 18 августа.

Установлены фенологические особенности черемухи следующие: во все годы наблюдений начало вегетационного периода зафиксировано в апреле, но в 2010 г. — в третьей декаде, а в 2011 и 2012 гг. — в первой декаде; продолжительность цветения составляет в 2010 г. — 13 дней (с 3 по 15 июня), в 2011 г. — 15 (с 19 мая по 2 июня), в 2012 г. — 9 (с 28 мая по 5 июня); конец вегетационного периода отмечен в 2010 г. — 23 сентября, в 2011 г. — 11 сентября, в 2012 г. — 19 сентября.

Необходимо отметить, что средняя продолжительность вегетационного периода в Томске — от 148 до 203 дней [10]. В годы наблюдений длительность периоды вегетации липы варьирует от 128 до 164 дней и черемухи — от 149 до 170 дней. Наименьший период вегетации отмечен: у липы в 2012 г. — это объясняется тем, что в летние месяцы была жаркая засушливая погода, что привело к раннему расцвечиванию листьев и их опаду; у черемухи в 2010 г. — это связано с весенними заморозками и позднему сходу снежного покрова.

Выводы

Наступление начальной (разверзание почек) и заключительной (массовый листопад) фаз вегетации у липы мелколистной и черемухи Маака в значительной степени зависит от метеоусловий конкретного года. При этом роль биологических особенностей у интродуцированной древесной растительности в начале сезонного развития практически незначительна, но, начиная с фенологической фазы цветения и до конца вегетации — эта роль существенно возрастает. Последовательность прохождения фенологических фаз интродуцированными видами из года в год сохраняется.

Литература:

1.                  Святский Д. О. Фенология в краеведческой работе. Сезонные наблюдения и их обработка, справочное руководство краеведа. Л., 1926. 105 с.

2.                  Хргиан А. Х. Очерки развития метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1948. 349 с.

3.                  Тихомиров Е. И. Из истории метеорологических наблюдений в Сибири в XVIII веке // Климат и погода. 1929. № 4 (25). С. 101–111.

4.                  Слуцкий В. И. История метеорологии в Томском университете. Учебное пособие. Томск: Изд-во Томского ЦНТИ, 1998. 100 с.

5.                  Крюкова К. А., Пинаева Н. В. История фенологических наблюдений в Томске и Томской губернии // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2013. № 1 (21). С. 191–197.

6.                  Сергиевская Л. П. Фито-фенологические наблюдения, проведенные в Томске и его окрестностях в 1919–21, 1923–25 гг. // Известия Томского государственного университета. 1926. Т. 77. 84 с.

7.                  Бейдеман И. Н. Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ. Новосибирск: Наука, 1974. — 153 с.

8.                  Булыгин Н. Е. Фенологические наблюдения над древесными растениями. Пособие по проведению учебно-научных исследований. Л.: ЛТА, 1979. — 96 с.

9.                  Климат Томска. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 176 с.

10.              Рутковская Н. В. География Томской области (сезонно-агроклиматические ресурсы). Томск: Томский университет, 1984. — 158 с.