В статье авторы дают характеристику биологических свойств древесных растений и их отношение к экологическим факторам, пытаются оценить экологическое состояние древесных пород на территории экопарка Хотуйа.
Ключевые слова: дендрология, жизненные формы древесных растений, коэффициент комплексной экологической оценки.
Флора древесных растений Якутии насчитывает 189 видов из 53 родов и 21 семейства.
Цель работы: Дать дендрологическую характеристику древесным растениям на территории экопарка Хотуйа. Для достижения цели поставлены следующие задачи:
- Закладка пробной площадки на экопарке. История создания экопарка.
- Определение видового состава древесных растений экопарка.
- Заполнение перечетной ведомости деревьев и кустарников.
- Расчёт оценки состояния деревьев и кустарников, коэффициента комплексной экологической оценки (ККЭО).
- Характеристика биологических свойств древесной растительности и их отношение к экологическим факторам.
Объектом исследования являются древесные растения экопарка Хотуйа. Предмет исследования: экологическое состояние древесных растений в районе исследования.
Применили простейшую методику геоботанического описания леса Боголюбова, методику оценку состояния древостоя и сайт «Плантариум».
Заполнили перечётную ведомость деревьев и кустарников. Всего на учётной площадке обнаружено 26 штук древесных растений: деревьев — 12 особей, кустарников — 13 особей и 1 кустарничек. У каждой особи измерили диаметр и высоту, оценили их экологическое состояние по 5-бальной шкале. Определили виды. В дальнейшем, данные перечетной ведомости использованы для дендрологической характеристики.
У древесных растений принято выделять пять основных групп жизненных форм: дерево, кустарник, кустарничек, лиана и полудревесные формы. Из них на участке имеется 3 группы: деревья, кустарники и кустарничек. Деревья представлены двумя видами: лиственницей Каяндера и березой плосколистной. Кустарники — 7 видами и кустарнички — 1 видом.
Видовой состав дендрофлоры представлен 11 видами: Лиственница Каяндера — 7 штук, берёза плосколистная — 5 штук, ива Бебба — 1 штука, ива ложнопятитычинковая — 3 штуки, боярышник даурский — 3 штуки, шиповник иглистый — 2 штуки, шиповник якутский, кизильник черноплодный, смородина кислая, жимолость алтайская, брусника обыкновенная — по 1 штуке.
Лиственница Каяндера является основной лесообразующей породой. Берёза плосколистная — также ценная лесообразующая порода. Другие древесные растения, произрастающие на учётной площадке, это — ива Бебба, ива ложнопятитычинковая, боярышник даурский, шиповник иглистый, шиповник якутский, кизильник черноплодный, смородина кислая, жимолость алтайская, брусника обыкновенная.
Диаметр ствола у лиственницы варьирует от 12 до 31 см, у березы — от 11 до 15 см. По высоте лиственница относится к деревьям первой величины (высота более 20 м). У нас её высота варьирует от 10,5 до 15,5 м (деревья молодые). Берёза относится к деревьям второй величины (10–20 м), её высота — от 8 до 14 метров. Из кустарников Ива Бебба имеет рост 4 метра, относится к высоким кустарникам. Ива ложнопятитычинковая — от 1,7 метров до 2,5 метра, остальные кустарники от 0,7 метров до 1,5 метров, относятся к кустарникам средней и низкой высоты. Кустарничек брусника произрастает до 7 см высоты.
Оценку экологического состояния древесных растений проводили по пятибалльной шкале. Шкала оценки состояния деревьев по внешним признакам: 1 — здоровые деревья. 2 — ослабленные деревья. 3 — сильноослабленные деревья. 4 — усыхающие деревья. 5 — сухие деревья.
По нашим наблюдениям, здоровые древесные растения — 20 особей, ослабленные — 3, сильноослабленные — 2, усыхающие — 1 особь (боярышник). Сухих деревьев нет.
Из баллов, полученных в ходе оценки каждого дерева, вычисляется среднее арифметическое — средний балл или коэффициент состояния вида на исследуемой площадке по формуле: К1=Σb1 ∙ n1/N,
где К1 — коэффициент состояния конкретного вида дерева; b1 — баллы состояния отдельных деревьев одного вида; N- общее число учтенных деревьев каждого вида.
Определяем коэффициент состояния деревьев. В нашем случае,
Коэффициент состояния лиственницы Каяндера (1+1+1+1+1+2+3) / 7 = 10 / 7 =1,4. Коэффициент состояния берёзы плосколистной (1+1+1+1+2) / 5 = 6 /5 = 1,2
Далее определяем коэффициент состояния лесного древостоя в целом как среднее арифметическое коэффициентов состояния лиственницы и березы:
Коэффициент состояния лесного древостоя: K = K1 + K2 = 1,4 + 1,2 / 2 = 1,3
K = 1,3 — здоровый древостой.
При оценке состояния кустарников (у нас 9 видов) определили кустарники высокой категории (хорошего состояния), 2й категории (удовлетворительного состояния), например, смородина кислая (2 балла) и ива ложнопятитычинковая (3 балла), и 3й категории (неудовлетворительного состояния), боярышник даурский (имеет 4 балла по шкале).
Общую оценку состояния кустарниковой растительности определяли путём определения среднего арифметического — средний балл состояния кустарников по формуле: К1=Σb1 ∙ n1/N.
К.ива.бебба = 1 / 1 = 1,0. К.ива.ложн. = (1+1+3) / 3 = 1,6. К. боярыш. = (1+1+4) / 3 = 2,0. К. шип.игл. = (1+1) / 2 = 1,0. К. шип.як. = 1 /1 = 1,0. К. кизиль. = 1 /1 = 1,0. К. смор.кисл. = 2 / 1 = 2,0. К. жим.алт. = 1 /1 = 1,0. К. брусн.об. = 1 /1 = 1,0. Средний балл = 1,0 + 1,6 + 2,0 +1,0 + 1,0 + 1,0 + 2,0 + 1,0 + 1,0 = 11,6 / 9 = 1,28 = 1,3
Вычисление коэффициента комплексной экологической оценки (ККЭО).
ККЭО рассчитывается как сумма произведений средних баллов состояния деревьев и кустарников на поправочные коэффициенты, разделённая на сумму значений поправочных коэффициентов (ПК) всех элементов растительности по формуле: ККЭО = Б1*ПК1 + Б2*ПК2/ ΣПК,
где Б1- средний балл состояния деревьев; ПК1 — значение поправочного коэффициента для деревьев; Б2 — средний балл состояния кустарников; ПК2 — значение поправочного коэффициента для кустарников.
В нашем случае: ККЭО = 1,3 * 1,0 + 1,3 * 0,4 / 1,4 = 1,3
Б1 — средний балл состояния деревьев = 1,3; ПК1 — поправочный коэффициент древостоя = 1,0; Б2 — средний балл состояния кустарников = 1,3
ПК2 — поправочный коэффициент кустарников = 0,4; ΣПК — сумма поправочных коэффициентов = 1,0 + 0,4 = 1,4; ККЭО = 1,3 — идеальное состояние.
По систематическому анализу видов 11, родов 9, семейств 7: Сосновые, Берёзовые, Ивовые, Розовые, Крыжовниковые, Жимолостные и Вересковые. Господство таких древних семейств, как Сосновые, Ивовые, Розовые, Березовые и Вересковые, наглядно отражает эволюционный путь адаптации древесных растений к климатическим условиям.
Класс Хвойные — самая большая группа Голосеменных, распространённая в северном полушарии. В Якутии 3 вида лиственниц: Лиственница Гмелина, Лиственница Каяндера, Лиственница сибирская. Гибрид между лиственницей Гмелина и сибирской называется лиственница Чекановского.
Как ранее отметили, по внешнему облику на участке есть 3 формы. Во время исследования лиана, полукустарники и полукустарнички не обнаружены. Отличие жизненных форм по внешнему облику.
Древесные растения по высоте подразделяются на деревья первой, второй и третьей величины, кустарники высокой, средней и низкой высоты, что отмечены знаком «+». Быстрорастущими считаются такие древесные растения, которые в молодом возрасте растут быстрее других. Быстрорастущие виды — 6, медленнорастущие — 4, весьма медленно растущий вид — 1.
На долговечность влияют генетические индивидуальные возможности растения. Лиственница живёт, в среднем, 350–400 лет, Берёза — 100–120 лет. Ива Бебба — одна из долговечных ив, может жить около 100 лет.
Среди древесных растений нет гидрофитов, но есть гигрофиты, мезофиты и ксерофиты. К гигрофитам относятся ивы (требовательные к влаге), остальные виды — мезофиты (среднетребовательные к влаге). Ксерофитов нет.
Разные древесные породы требуют для нормального развития неодинаковой интенсивности освещения. Светолюбивые: лиственница, береза, ивы, шиповники и смородина. Полутеневыносливые: боярышник, кизильник и брусника. Теневыносливых нет.
Почва служит источником снабжения растения минеральными питательными веществами. 11 видов древесных растений среднетребовательные к плодородию почвы.
Выводы по дендрологической характеристике:
1) По биологическим свойствам: По высоте: деревьев 2 величины — 2, кустарников средних — 2, низких — 6. По быстроте роста: быстрорастущие — 6, медленнорастущие — 4, весьма медленно растущие — 1. По долговечности: долговечные — 2, средней долговечности — 3, недолговечные — 6.
2) По отношению древесных пород к экологическим факторам: К температуре: морозостойкие виды — 11. К влаге: мезофиты — 9, гигрофиты — 2. К свету: светолюбивые — 8, полутеневыносливые — 3. К плодородию почвы — средне требовательные виды — 11.
В заключении: 1. Заложена пробная площадка в районе исследования, изучена история создания экопарка. 2. Определен видовой состав древесных растений. 3. Заполнена перечетная ведомость деревьев и кустарников из 11 видов древостоя. 4. Дана оценка состояния деревьев и кустарников, вычислен коэффициент комплексной экологической оценки (ККЭО). 5. Дана характеристика биологических свойств древесной растительности и их отношение к экологическим факторам.
Литература:
- Тимофеев П. А. Деревья и кустарники Якутии: учебное пособие. Якутск: Изд-во Якутского ун-та, 2000. 51 с.
- А. С. Боголюбов, А. Б. Панков. Простейшая методика геоботанического описания леса: Методическое пособие, Москва, Экосистема, 1996, 17 с.
