Эколого-биологические особенности липы мелколистной (Tilia cordata Mill) в подзоне Южной тайги Омской области

Анатомо-морфологические особенности строения листовой пластинки видов из рода Tilia, произрастающих в Омской области и Красноярском крае. Факторы, влияющие на уровень радиального прироста стволов деревьев липы мелколистной на восточном пределе ареала.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 16.07.2018
Размер файла 45,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Эколого-биологические особенности липы мелколистной (Tilia cordata Mill) в подзоне Южной тайги Омской области

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Особую значимость для экологии и смежных с нею областей научного знания, а также лесохозяйственного производства представляет изучение эколого-биологических особенностей липы мелколистной (Tilia cordata Mill). Это обусловлено рядом причин. Так, современное состояние окружающей среды показывает, что экосистема может быть стабилизирована за счет более рационального использования природных ресурсов, сохранения ценных видов растений, к числу которых относится липа мелколистная. По сравнению с другими растениями широколиственного комплекса, липа мелколистная менее требовательна к теплу, является важным стабилизирующим элементом в экосистемах как почвоулучшающая порода, хорошо растет и размножается в сложных экологических условиях. В этой связи названный вид Tilia может эффективно использоваться в местах с тяжелой техногенной нагрузкой как одно из средств восстановления экосистем.

Изучение вида липы мелколистной осуществлялось учеными в различных аспектах. Авторами описан ареал распространения липы мелколистной (П.Н. Крылов, 1891; В.И. Баранов, 1931; П.Ф. Малеев, 1949; И.В. Васильев, 1953, 1958; М.Г. Попов, 1957; Ю.П. Хлонов, 1958, 1965; П.Л. Горчаковский, 1968; А.М. Жаркова, 1972; А.В. Положий, 1977; Ю.Д. Клеопов, 1990; А.И. Григорьев, 1998 и др.); раскрыты ее биологические особенности (Б.В. Гроздов, 1952; М.Е. Ткаченко, 1952; В.М. Болотова, 1953; Г.В. Крылов, 1958; И.В. Зыков, 1960; Ф.Н. Харитонович, 1968; А.Ф. Иванов, 1975; Н.Е. Булыгин, 1991; А.И. Григорьев, 1998 и др.); рассмотрены отличия от других видов Tilia (Г.В. Гроздов, 1952; Т.Н. Буторина, В.Д. Нащокин, 1958; Черепнин, 1963; Н.В. Степанов, 1993 и др.) и т.д.

Многие вопросы, касающиеся эколого-биологических особенностей липы мелколистной, остаются недостаточно изученными. Так, требуется уточнение сведений о границах восточного ареала распространения липы мелколистной, в частности - в Западной Сибири и сопредельных областях. Многие данные по этому вопросу получены 50 и более лет назад - в настоящее время могли произойти существенные изменения.

В этой связи необходимо проведение исследований, позволяющих установить анатомо-морфологические особенности строения листовой пластинки липы мелколистной. На актуальность изучения формы и размеров листа неоднократно указывал А.Е. Васильев (1988), подчеркивая форму листьев не только как наследственный признак того или иного вида растения или целой систематической группы, но и отражающий связь с условиями обитания, типичными для этих видов и групп. В целом размеры листовых пластинок и их строение свидетельствуют об экологических особенностях растений. Из всех органов лист в наибольшей мере связан с окружающей средой. Поэтому его строение гораздо сильнее, чем строение стебля или корня, отражает влияние изменчивых условий среды.

Открытым также остается вопрос о влиянии гидротермического режима на радиальный прирост ширины годичного кольца липы мелколистной, произрастающей в Омской области. Важным является выявление условий и степени участия липы мелколистной в различных лесных сообществах. Этому вопросу посвящены немногочисленные работы (Б.В. Гроздов, 1952; Горчаковский, 1968; Григорьев, 1998, 2006 и др.).

Изложенное выше подтверждает актуальность проведения исследований, направленных на установление влияния экологических факторов на ширину годичного кольца в стволах деревьев и анатомо-морфологические особенности строения листовой пластины Tilia cordata Mill.

Цель исследований: изучить эколого-биологические особенности липы мелколистной, произрастающей в Омской области, для установления специфики использования данного вида как ценного природного материала.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Изучить анатомо-морфологические особенности строения листовой пластинки видов из рода Tilia, произрастающих в Омской области и Красноярском крае.

2. Выявить влияние гидротермического режима воздушной среды на особенности радиального прироста стволов деревьев липы мелколистной на восточном пределе ее ареала.

3. Разработать практические рекомендации по повышению устойчивости и производительности липы мелколистной в условиях лесной зоны Омской области.

Научная новизна. На основе комплексного эколого-географического подхода выявлены отличия липы мелколистной от других викарирующих видов из рода Tilia, произрастающих в лесной зоне Омской области и сопредельных областях. Изучена межпопуляционная и межвидовая изменчивость по ряду анатомо-морфологических признаков строения листовой пластинки видов из рода Tilia (Tilia nasczokinii Stepanov, Tilia amurensis Rupr, Tilia cordata Mill). Впервые изучено влияние гидротермического режима воздушной среды на радиальный прирост в стволах деревьев.

Положения, выносимые на защиту:

1. Анатомо-морфологические особенности строения листовой пластинки видов из рода Tilia (Tilia cordata Mill, Tilia nasczokinii Stepanov, Tilia amurensis Rupr) являются ключевым показателем для их дифференциации и позволяют изучить внутривидовую изменчивость липы мелколистной, произрастающей в подзоне южной тайги Западной Сибири на территориях Омской области и Красноярского края.

2. У древостоев липы мелколистной имеется достоверная положительная реакции на гидротермический режим воздушной среды в период: май-июнь и особенно в июне.

3. Выявленные эколого-биологические особенности липы мелколистной позволяют утверждать, что данный вид можно широко использовать в практике лесного хозяйства и зеленом строительстве.

Практическая значимость

Проведенные исследования позволили уточнить ареал распространения липы мелколистной в Омской области, выявлен характер зависимости радиального прироста деревьев липы мелколистной от гидротермического режима воздушной среды. Пополнены гербарные фонды кафедры прикладной экологии и природопользования ОмГПУ образцами, полученными на территории Омской области и Красноярского края.

Разработаны практические рекомендации по сохранению и улучшению состояния древостоев липы мелколистной, которые переданы в Федеральное лесное агентство по Омской области МПР РФ.

Результаты работы используются в преподавании дисциплин экологического цикла (экология региона, прикладная экология, геоэкология, биогеография и природопользование) в ОмГПУ и являются основой для подготовки методических пособий и рекомендаций.

Полученные результаты имеют прикладное значение для проведения работ по сохранению и улучшению состояния липовых лесов и древостоев с ее участием.

Апробация работы. Основные положения работы были представлены и получили положительную оценку на следующих конференциях: региональной научно-практической конференции с международным участием «Наука и образование: проблемы и перспективы» (Тара, 2006); международной научно-практической конференции «Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона» (Омск, 2006); международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в повышении качества образования» (Омск, 2006); международной научно-практической конференции в области экологии и безопасности жизнедеятельности «Дальневосточная весна - 2006» (Комсомольск-на-Амуре, 2006).

Публикации. По материалам исследования опубликовано 5 печатных работ, том числе одна в рекомендованном издании ВАК.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, приложений. Изложена на

150 страницах компьютерной верстки, включает 32 таблицы, 16 рисунков. Список литературы содержит 175 наименований.

Основное содержание работы

дерево липа мелколистный экологический

Во введении дано обоснование актуальности изучения влияния экологических факторов на строение листовой пластины и радиальный прирост ширины годичного кольца липы мелколистной. Сформулированы цель, задачи, научная новизна, положения, выносимые на защиту. Указана практическая значимость исследования.

Глава I. История изучения видов из рода Tilia.

Изучением видов из рода Tilia занимались отечественные и зарубежные исследователи. Наиболее подробная характеристика Tilia cordata Mill представлена Миллером (Miller, 1768). Особенности произрастания названного вида в различных условиях Западной Сибири описаны в работах П.Н. Крылова (1935), П.Ф. Малеева (1949), М.Г. Попова (1957),

И.В. Васильева (1958), Ю.П. Хлонова (1965), А.И. Григорьева (1998) и др.

Самое восточное убежище липы мелколистной в виде более или менее сплошного массива описал П.Н. Крылов (1891) вблизи г. Красноярска и в предгорьях Кузнецкого Алатау (в бассейне правых притоков р. Кондомы, Тельбеса). Исследования Крылова были значительно дополнены результатами, полученными Л.Ф. Ревердатто (1924), В.И. Барановым и М.Н. Смирновым (1931), Ю.П. Хлоновым (1958, 1965), А.В. Положий и Э.Д. Крапивкиной (1971).

Впервые наиболее систематизированное изучение видового состава древесных растений и их ареалов в Западной Сибири было проведено И.Я. Словцовым (1891). Он указал на факт сокращения липовых рощ на данной территории в результате хозяйственной деятельности человека.

А.Я. Гордягин (1901) поднял вопрос об особенностях условий мест произрастания липы в еловых, сосновых и березовых лесах лесной зоны юга Западной Сибири. Исследователь отметил, что едва ли возможна в будущем смена этих лесов на липовые, как это происходит в европейской части России. М.М. Сиязов (1913), уточняя пределы распространения липы на восточном пределе ее ареала, указал, что заметные насаждения она образует по рекам Туй и Нижний Аев. По Иртышу, начиная с Екатерининского завода и до нижнего Аева, липа встречается в виде мелкого кустарника.

По данным А.М. Жарковой (1972), восточным форпостом липы в Омской области являются ее местонахождения в Северо-Тарском лесничестве ур. Екатерининского (кварталы 65 и 82 - бывшее 121), а также в окрестностях села Екатерининского по старому Седельниковскому тракту.

Отдельно учеными изучался вопрос, касающийся изолированных местонахождений липы на просторах юга Западной Сибири. Впервые изолированное местонахождение липы мелколистной указано А.Я. Гордягиным (1900) в районе озера Медвежье, расположенного в подзоне южной лесостепи на расстоянии 175-180 км от южной границы ее ареала в междуречье Ишима и Тобола. Дальнейшее изучение лесной растительности в данном районе проведено П.Л. Горчаковским (1964). Он выявил, что на полуостровах оз. Медвежьего липа успешно возобновляется как вегетативным путем, так и семенным способом.

Восточное изолированное местонахождение липы в Обь-Иртышском междуречье впервые было отмечено в работе Н.И. Кузнецова (1911, 1915) на реке Чае близ реки Оби, в 100 км к юго-востоку от села Нарым.

А.М. Жаркова (1929) впервые описала островное местонахождение липы на одном из островов обширного Сенчинского болота (в верховьях реки Оми) во втором ярусе среди березово-осинового леса. Она здесь отмечала у липы плодоношение. Анализ собственных геоботанических материалов по данному островному местонахождению липы позволил А.М. Жарковой заявить о заносном происхождении лип.

Вопрос о площадях, занятых липой в Сибири, освещен в исследованиях Крылова, 1891; Миротворцева, 1911; Куминовой, 1948, 1949, 1950, 1951; Хлонова, 1958 и др. П.Н. Крылов определил площадь распространения «липового острова» на предгорьях Кузнецкого Алатау в 400 кв. верст, что составляет около 40 тыс. га. Позднее Миротворцев нанес на карту район липняков, охватывающих примерно 9 тыс. га. А.В. Куминова определила площадь, на которой встречается липа в Горной Шории в верховьях р. М. Теш, Тамала и Черный Мигаш, в 150 кв. км. Сокращение территории, занятой липовыми насаждениями, она объясняет вырубкой.

Анализ научной литературы показывает, что липа мелколистная широко распространена в Западной Европе, а также в разных регионах России. Одной из причин, объясняющих этот факт, можно считать достаточно высокую степень адаптации данного вида к различным условиям внешней среды. На снижение числа древостоев Tilia cordata Mill значительное влияние оказывают антропогенные факторы.

На территории Западной Сибири и сопредельных с нею областях помимо липы мелколистной произрастают липа Нащокина (Tilia nasczokinii Stepanov) и липа амурская (Tilia amurensis Rupr). Данные виды имеют общие и отличительные особенности. Из указанных видов лип наиболее широкое распространение на территории Западной Сибири и сопредельных областях имеет липа мелколистная. Указанный вид Tilia является наиболее приспособленным к условиям данной местности - отлично растет и размножается как в естественных условиях, так и в культурах. В свою очередь, липа Нащокина имеет ограниченный ареал распространения (окрестности Красноярска), а липа амурская встречается в Западной Сибири исключительно в культурах.

Липа мелколистная хорошо размножается семенами и отводками, обильно цветет и плодоносит. Разветвленная корневая система обеспечивает Тilia cordata Mill ветроустойчивость, способность переносить засуху. Является почвоулучшающей породой. Морозостойкая, в связи с чем может расти и размножаться в сложных экологических условиях. Имеет важное лесохозяйственное значение.

Липа мелколистная участвует формировании различных типов лесов, входящих в группы сложных сосняков (сосняк липняково-зеленомошниковый, сосняк липняково-орляково-разнотравный, сосняк липняково-осочково-разнотравный), сложных ельников (ельник липняково-зеленомошниковый), сложных пихтачей (пихтач липняково-зеленомошниковый и его производные). Наличие липы мелколистной повышает общую продуктивность и устойчивость насаждений, а также улучшает свойства верхних почвенных горизонтов благодаря повышению качества подстилки.

Как ценное мелиоративное растение липа мелколистная нуждается в комплексе мероприятий, направленных на ее охрану и восстановление.

Глава II. Методика и объект исследования.

Исследование проводилось в два этапа.

На первом этапе изучались анатомо-морфологические особенности листовой пластинки видов из рода Tilia (липа мелколистная, липа Нащокина, липа амурская). Нами было отобрано 422 листа с 29 модельных деревьев, произрастающих на территории Омской области (см. таблицу 1) и Красноярска (см. таблицу 2).

Таблица 1. Количество образцов липы мелколистной, отобранных в Омской области

Район исследования

Количество

моделей

деревьев

листьев

1. С. Екатериненское, Тарский район (долинный комплекс р. Абросимовка)

7

105

2. Окрестности бывшего с. Владимировка Тарского района

3

45

3. Окрестности р. п. Тевриз

8

120

4. Окрестности с. Екатериновка Тевризского района

1

15

5. Первая надпойменная терраса р. Мисс, Тевризский район

1

15

У модельных деревьев липы изучались следующие признаки листовых пластинок: длина листовой пластинки (А), ширина листовой пластинки (В), относительное удаление наиболее широкой части листовой пластинки от основания (А1), длина от точки места прикрепления черешка до вершины листовой пластинки (А2), длина вершинки листа (А3), угол при основании (J), длина черенка листовой пластинки (Lч), количество продольных жилок с левой стороны листовой пластинки (Nл), количество продольных жилок с правой стороны листовой пластинки (Nпр.); рассматривались также соотношения следующих сторон: А / А1, А / А2, А / А3, А / В, А2 / А3, А3 / А.

Таблица 2. Количество образцов лип, отобранных в Красноярске

Район исследования

Вид Tilia

Количество

моделей деревьев

листьев

1. Ручей Каштак

Липа Нащокина

4

50

2. О. Свободы

Липа мелколистная

3

45

3. Дендропарк

Липа амурская

2

23

При изучении параметров листовой пластинки трех изученных видов лип использовались методы статистической обработки, представленные в методических рекомендациях Григорьева, Зубко (1989); Кулаичева (1998); Перцева (2002). Измерения параметров листовой пластинки лип выполнены с помощью бинокуляра МБС-1 в единицах шкалы окуляр-микрометра с точностью 0,05 мм.

Для проведения исследований в Тарском и Тевризском районах Омской области взяты образцы с 20 моделей липы мелколистной (по 10 моделей в каждом районе). Измерения проводились на 15 листьях каждого гербарного образца, отобранного с модельных деревьев, в целях выявления основных особенностей листовой пластинки в различных условиях произрастания.

Всего было отобрано образцов с 20 модельных деревьев, в том числе 10 штук в Тарском районе. Из них 7 (№2; 10; 11; 12; 13; 14; 15) - в дачных посадках с. Екатерининское, в долинном комплексе речки Абросимовка и 3 модельных дерева (№1; 19; 20.) в окрестностях бывшего с. Владимировка Тарского района. В Тевризском районе все 10 моделей были взяты в условиях естественного произрастания, из них 8 моделей (№3; 4; 6; 7; 9; 16; 17; 18) отобраны вблизи р. п. Тевриз, 1 модель (№5) - в окрестностях с. Екатериновка и 1 модель (№8) - на 1-ой надпойменной террасе реки Мисс.

В г. Красноярске были взяты образцы с 3 модельных деревьев липы мелколистной: 2 образца получены с гербарного фонда заповедника «Столбы», 1 образец - из гербарного фонда Красноярского государственного университета. Измерения проводились на 15 листьях каждого образца.

Для проведения сопоставительного анализа видов Tilia cordata Mill и Tilia nasczokinii были взяты 4 образца липы Нащокина (50 листьев) из гербарных фондов заповедника «Столбы» и КГУ (г. Красноярск). Данные образцы сравнивались с образцами липы мелколистной (Красноярский край - 3 образца, 45 листьев; Омская область - 20 образцов, 300 листьев).

Вычислялась внутрипопуляционная изменчивость для различных групп и определялись структурные особенности липы Нащокина.

На втором этапе исследования изучался радиальный прирост годичных колец со спилов, полученных с модельных деревьев липы мелколистной, которые были отобраны в Тевризском и Усть-Ишимском районах Омской области.

При изучении прироста годичных колец липы мелколистной сбор образцов в Тевризском районе осуществлялся на отдельно стоящих деревьях в количестве 11 штук (см. таблицу 3). Возраст древостоев составил от 29 до

132 лет. Количество исследуемых годичных колец - 827. Спилы взяты в 2004 году на высоте 0,5 м от поверхности земли. Модельные деревья, с которых взяты спилы, произрастали на расстоянии от 1 до 30 км друг от друга.

Таблица 3. Характеристика модельных деревьев липы мелколистной (Тевризский район)

№ моделей

Параметры деревьев

Возраст

(лет)

Средняя ширина

годичного кольца (в мм)

Средний диаметр (в см)

1

51

1,61

167

2

53

1,67

180

3

56

1,27

137

4

132

1,06

149

5

72

0,98

147

6

83

1,16

208

7

29

2,59

152

8

114

1,30

290

9

80

1,55

247

10

92

1,59

300

11

65

1,85

242

В Усть-Ишимском районе образцы были взяты с 8 модельных деревьев (см. таблицу 4), возраст которых составлял 62-94 года. Количество исследуемых годичных колец - 609. Спилы взяты в 2005 году на высоте 0,5 м от поверхности земли.

Образцы с модельных деревьев, произрастающих на расстоянии от 10 до 100 м друг от друга, были собраны в районе проведения лесозаготовок.

Таблица 4. Характеристика модельных деревьев липы мелколистной (Усть-Ишимский район)

моделей

Параметры деревьев

Возраст (лет)

Средняя ширина годичного кольца (в мм)

Средний диаметр (в см)

17

66

1,68

225

18

72

1,95

281

19

87

1,55

270

20

65

1,71

223

21

62

2,36

293

22

75

1,32

198

23

88

1,51

267

24

94

2,20

414

Расстояние, на котором произрастали модельные деревья в Тевризском (1-30 км) и Усть-Ишимском (10-100 м) районах, позволяет отметить, что влияние гидротермического режима на исследованные древостои существенно не различаются.

Измерение ширины годичных колец выполнялось под микроскопом МБС-1 в единицах шкалы с точностью от 0,05 мм до 0,025 мм, по

2 радиусам, с вычислением среднего значения для модельных деревьев (угол между радиусами составляет 180).

Изучение динамики ширины годичных колец проводилось по методике А.А. Молчанова и В.В. Смирнова (1967). Также использовался метод скользящих средних по А.И. Григорьеву и И.И. Зубко (1988) с периодами осреднения 5, 7, 11 лет.

С целью изучения влияния гидротермического режима воздушной среды были использованы данные ОмГМЦ Тевризской и Усть-Ишимской станций по осадкам и температуре за периоды: май, июнь, май-июнь, июль, май-июль и сентябрь-апрель.

Для более углубленного изучения процесса влияния погодных условий в отдельные годы на прирост годичного кольца деревьев липы, был вычислен коэффициент синхронности (Кс) по С.Г. Шиятову (1986).

При анализе режима осадков и температуры воздуха вычислялся также гидротермический коэффициент С.Г. Селянинова.

При обработке материала в исследовании использовались методы статистической обработки (Плохинский, 1961; Дворецкий, 1971; Доспехов, 1979; Лакин, 1980; Григорьев, Зубко, 1989).

Глава III. Сравнительная анатомо-морфологическая характеристика листовой пластинки видов популяции Tilia на территории Омской области и Красноярского края.

Исследование листовой пластинки древостоев липы мелколистной осуществлялось на территории Омской области (Тарский и Тевризский районы), а также Красноярского края. Помимо этого изучались образцы липы амурской, полученные из гербарного фонда Красноярского государственного университета, а также липы Нащокина из гербарного фонда заповедника «Столбы» (г. Красноярск). Это позволило провести сравнительную характеристику строения листовой пластины различных видов Tilia с выделением отличительных особенностей липы мелколистной.

Полученные данные показывают, что в пределах изученной Тарской группы модельных деревьев липы мелколистной отсутствует существенность различий между ними (t фактическое < t теоретическое) независимо от произрастания их на территориально (18 км) удаленных участках. Это позволяет признать, что изученные культуры липы в условиях восточной границы ее ареала представляют единую группу. Аналогичное сходство у деревьев липы мелколистной по анатомо-морфологическим признакам листьев наблюдается и в условиях Тевризского района (t фактическое < t 0,5) за исключением признака, отражающего форму листа (А / А1). Таким образом, все исследованные древостои липы мелколистной в пределах Тевризского района представляют собой единую популяцию.

Сравнение, проведенное между образцами, взятыми из Тарского и Тевризского районов, позволило выявить наличие различий в отдельных признаках по строению листовых пластинок (см. таблицу 5).

Таблица 5. Различия в строении листовой пластинки липы мелколистной, произрастающей в Тарском и Тевризском районах Омской области

Параметры строения листовой пластинки

Тарский

р-н

Тевризский р-н

t фактическое

Ширина листовой пластинки (В)

53,06

58,96

4,15

Длина от точки места прикрепления черешка до вершины листовой пластинки (А2)

47,70

53,65

5,46

Длина вершинки листа (А3)

14,11

12,87

2,88

Таким образом, древостои липы мелколистной в Тарском и Тевризском районах не являются однородными и между ними на значительных пространствах (160 - 200 км) проявляется межпопуляционная гетерогенность по ряду анатомо-морфологических признаков, а именно: ширина листа, длина листовой пластинки, длина от точки места прикрепления черешка до вершины листовой пластинки, длина вершинки листа.

Сравнение Омской популяции в целом с изолированной Красноярской популяцией позволило выявить наличие различий в отдельных признаках по строению листовых пластинок липы мелколистной (см. таблицу 6).

Таблица 6. Различия в строении листовой пластинки липы мелколистной, произрастающей в Омской области и Красноярском крае

Параметры строения листовой пластинки

Омская обл.

Красноярск

t фактическое

Длина вершинки листа (А3)

13,73

11,48

3,77

Соотношение длины листа к длине вершинки листа (А / А3)

4,47

5,25

4,52

Соотношение длины вершинки листа к длине листа (А3 / А)

0,23

0,2

4,18

Соотношение длины листа к относит. удалению наиб. широкой части листовой пластинки от основания (А / А1)

3,46

3,2

2,43

Соотношение длины листа к длине от точки места прикрепления черешка до вершины листовой пластинки (А / А2)

1,14

1,25

2,33

Угол при основании (J)

42,5

31,04

4,14

Итак, изученные древостои липы имеют ряд существенных различий в строении листовой пластинки, но в целом относятся к популяциям одного вида.

Проведенное исследование между липой мелколистной и липой Нащокина позволило выявить наличие различий в 10 из 15 признаках по строению листовых пластинок (см. таблицу 7).

Таблица 7. Различия в строении листовой пластинки липы мелколистной (Омская обл., Красноярск) и липы Нащокина (Красноярск)

Параметры строения листовой пластинки

Липа

мелколистная

Липа

Нащокина

t фактическое

Длина листовой пластинки (А)

59,45

69,14

4,64

Относительное удаление наиб. широкой части листовой пластинки от основания (А1)

17,72

25,34

15,88

Длина от точки места прикрепления черешка до вершины листовой пластинки (А2)

52,06

61,68

5,84

Количество продольных жилок с левой стороны листовой пластинки (Nл)

6,24

6,88

4,13

Количество продольных жилок с правой стороны листовой пластинки (Nпр.)

6,3

6,88

3,56

Длина черенка листовой пластинки (Lч)

28,74

33,22

3,96

Соотношение длины листа к ширине лист. пластинки (А / В)

1,1

1,22

5,46

Соотношение длины листа к относит. удалению наиб. широкой части листовой пластинки от основания (А / А1)

3,42

2,76

6,86

Соотношение длины вершинки листа к длине листа (А3 / А)

0,22

0,20

2,7

Соотношение длины листа к длине вершинки листа (А / А3)

4,57

5,45

8,65

Анализ данных популяций лип показывает, что по своим структурным и экологическим особенностям они крайне разнородны. Наиболее близки ценопопуляции, относящиеся к одному виду (липа мелколистная). Максимальные различия по большинству показателей выявились у видов разных секций (липа Нащокина, липа мелколистная).

Итак, липа Нащокина и липа мелколистная являются близкими, но экологически довольно обособленными видами.

Сопоставительному анализу были подвергнуты данные, полученные при изучении листовой пластинки липы мелколистной и липы амурской.

В ходе анализа выявлено наличие различий в 11 из 15 признаков в строении листовой пластинки между липой мелколистной и липой амурской, произрастающих в Омской области и Красноярском крае (см. таблицу 8).

Таблица 8. Различия в строении листовой пластинки липы мелколистной (Омская обл., Красноярск) и липы амурской (Красноярск)

Параметры строения

листовой пластинки

Липа

мелколистная

Липа амурская

t фактическое

Длина листовой пластинки (А)

59,45

71,04

3,79

Относительное удаление наиб. широкой части листовой пластинки от основания (А1)

17,72

22,39

8,94

Длина от точки места прикрепления черешка до вершины листовой пластинки (А2)

52,06

61,17

3,25

Длина вершинки листа (А3)

13,44

17,86

5,20

Количество продольных жилок с левой стороны листовой пластинки (Nл)

6,24

7,17

4,30

Количество продольных жилок с правой стороны листовой пластинки (Nпр.)

6,30

7,30

4,29

Длина черенка листовой пластинки (Lч)

28,74

35,43

4,40

Соотношение длины листа к ширине лист. пластинки (А / В)

1,10

1,21

3,57

Соотношение длины листа к длине вершинки листа (А / А3)

4,57

4

7,40

Соотношение длины вершинки листа к длине листа (А3 / А)

0,22

0,28

4,84

Угол при основании (J)

41

51,69

2,79

Кроме того, установлено наличие различий в 6 из 15 признаков между липой амурской и липой Нащокина (см. таблицу 9).

Анализ популяций видов лип (липа мелколистная, липа Нащокина, липа амурская) показывает, что по своим структурным и экологическим особенностям они крайне разнородны. Между изученными древостоями установлена межпопуляционная гетерогенность по ряду анатомо-морфологических признаков, что необходимо учитывать при изучении их древостоев. Наиболее близки ценопопуляции, относящиеся к виду Tilia nasczokinii и Tilia amurensis Rupr.

Четкие различия между липой мелколистной и липой амурской позволяют предположить отсутствие или крайнюю ограниченность интрогрессивной гибридизации этих видов в настоящее время.

Таблица 9. Различия в строении листовой пластинки липы Нащокина и липы амурской (Красноярск)

Параметры строения листовой пластинки

Липа

Нащокина

Липа

амурская

t фактическое

Длина вершинки листа (А3)

13,26

17,86

4,26

Угол при основании (J)

36,82

51,69

3,12

Соотношение длины листа к относит. удалению наиб. широкой части листовой пластинки от основания (А / А1)

2,76

3,18

4,43

Соотношение длины листа к длине вершинки листа (А / А3)

5,45

4

3,26

Соотношение длины от точки места прикрепления черешка до вершины листовой пластинки к длине вершинки листа (А2 / А3)

4,87

3,45

3,49

Соотношение длины вершинки листа к длине листа (А3 / А)

0,20

0,28

3,50

В целом результаты анализа особенностей трех видов с учетом их происхождения позволяют констатировать, что липа мелколистная, липа Нащокина, липа амурская являются близкими, но экологически довольно обособленными видами.

Глава IV. Влияние гидротермического режима на радиальный прирост ширины годичного кольца липы мелколистной на территории Омской области.

Радиальный прирост годичных колец анализировался в сопоставительном внутрипопуляционном аспекте, что позволило проследить синхронность и взаимозависимость роста исследованных древостоев внутри каждой изученной группы.

Кроме того, периоды формирования годичного кольца, каждого пункта отбора модельных деревьев анализировались по однородности реакций на осадки, температуру и ГТК. Данные использовались для вычисления средней скользящей с периодом осреднения 5, 7, 11 лет по каждому району исследования, которые позволили судить о взаимосвязи (влиянии) количества осадков, температуры и ГТК на ширину годичного кольца.

Для углубленного изучения процесса влияния погодных условий в отдельные годы на радиальный прирост ширины годичного кольца деревьев липы мелколистной был вычислен коэффициент синхронности (Кс) (Шиятов, 1986).

Дополнение результатов корреляционного анализа (Доспехов, 1979; Плохинский, 1961; Дворецкий, 1971; Лакин, 1980) к данным синхронности дендрохронологических рядов с параметрами гидротермического режима воздушной среды на изучаемой территории позволило получить более полное представление об особенностях произрастания данного вида в естественных условиях.

Результаты вычисления Кс радиального прироста годичных колец между полученными образцами липы мелколистной в Тевризском и Усть-Ишимском районах позволили выявить следующее: по средним скользящим с периодом осреднения 5; 7; 11 лет число значимых случаев в Тевризском районе составило - 5,23%; в Усть-Ишимском районе - 6,25%. По среднему значению число значимых случаев в Тевризском районе составило - 5,78%; в Усть-Ишимском районе - 3,12%.

По результатам корреляционного анализа величины радиального прироста годичных колец между изученными древостоями Тевризского и Усть-Ишимского районов установлено следующее: по средним скользящим с периодом осреднения 5; 7; 11 лет число значимых случаев в Тевризском районе составило - 3,63%; в Усть-Ишимском районе - 9,52%.

По среднему значению число значимых случаев в Тевризском районе составило - 23,63%; в Усть-Ишимском районе - 46,42%.

Полученные результаты позволили констатировать: у изученных древостоев имеется довольно высокая изменчивость между отобранными модельными деревьями. При этом каждая из выборочных совокупностей модельных деревьев отражает норму реакции на комплекс действующих экологических факторов, в первую очередь, гидротермического режима воздушной среды и почвы. Поэтому для характеристики популяций вполне достаточным является их осреднение и дальнейшее использование в дендрохронологическом анализе. Подтверждением тому является и то, что проведенный корреляционный анализ по величине индексов прироста годичных колец у модельных деревьев с периодом осреднения 5; 7; 11 лет позволил установить нестабильно проявляющуюся корреляцию между ними.

Нами был проведен анализ синхронности радиального прироста ширины годичного кольца деревьев липы мелколистной в Тевризском и Усть-Ишимском районах Омской области с гидротермическим режимом.

Результаты вычисления Кс ширины годичного кольца деревьев липы с параметрами осадков позволили установить, что наиболее значимую роль в приросте годовых колец осадки играют в мае и июне. Но в целом зависимость липы мелколистной от осадков на исследованной территории незначительна. На удаленном расстоянии друг от друга (100 км) реакция липы мелколистной на изменение количества осадков существенно не различается. При этом в Тевризском районе липа сильнее реагирует на изменение количества осадков, исключением является только июль.

Результаты вычисления Кс ширины годичного кольца деревьев липы при анализе с температурными данными позволили установить следующее. На удаленном расстоянии друг от друга (100 км) влияние температуры на радиальный прирост годичных колец в Тевризком и Усть-Ишимском районах существенно не различается. Однако целый ряд показателей свидетельствует об особенностях произрастания липы мелколистной в указанных районах.

Наиболее значимыми периодами влияния температуры на радиальный прирост в Тевризском районе является май месяц - 45,45%. Самый высокий показатель выявлен в июле месяце - 48,48%. Самый низкий в июне - 24,24%. В Усть-Ишимском районе также к наиболее значимым можно отнести период с мая по июнь - 54,16% и период с мая по июль - 50%. Самый высокий показатель зафиксирован в мае месяце - 66,66%. Самый низкий в июле - 29,16%.

В целом в Усть-Ишимском районе липа мелколистная наиболее чувствительна к перепадам температур за исключением июля.

Результаты вычисления Кс ширины годичного кольца деревьев липы при анализе с ГТК позволили установить следующее. В изученных Тевризском и Усть-Ишимском районах значимая разность по синхронности радиального прироста годичных колец с ГТК не установлена. Наиболее значимыми периодами влияния ГТК на радиальный прирост в Тевризском районе выявлен в мае - 27,27%, также в период с мая по июнь - 30,30%. Самый высокий показатель выявлен в июне месяце - 36,36%. Самый низкий в июле - 15,15%. В Усть-Ишимском районе к наиболее значимым можно отнести период с мая по июнь - 41,66%. Самый высокий показатель (54,16%) зафиксирован и в июне. Самый низкий в мае - 25%.

В целом в Усть-Ишимском районе липа мелколистная наиболее чувствительна к изменению ГТК за исключением мая.

Корреляционный анализ радиального прироста ширины годичного кольца с гидротермическим режимом.

Результаты корреляционного анализа между радиальным приростом годичного кольца деревьев липы и осадками позволили установить следующее. Зависимость от осадков радиального прироста годичных колец в Тевризком и Усть-Ишимском районах существенно не различается.

Наиболее значимым периодом влияния осадков на радиальный прирост годичных колец в Тевризском районе является весенне-летний период с мая по июль - 12,12. Самый высокий показатель выявлен в (осенне-зимне-весенний) период с сентября по апрель - 15,15. Самый низкий показатель за май, июнь, июль - 9,09. В Усть-Ишимском районе, в период с сентября по апрель, май и июль значимых случаев не выявлено. Самый высокий показатель зафиксирован в период с мая по июнь и в июне - 16,66.

Корреляционный анализ радиального прироста годичного кольца с термическим режимом позволили установить следующее:

· зависимость липы мелколистной от температуры на исследованной территории незначительна.

На удаленном расстоянии друг от друга (100 км) влияние температуры на радиальный прирост годичных колец в Тевризском и Усть-Ишимском районах существенно не различается. Однако целый ряд показателей свидетельствует об особенностях произрастания липы мелколистной в каждый изученный период.

Второстепенно значимым периодом зависимости радиального прироста от температуры в Тевризском районе является май - 12,12. Самый высокий показатель выявлен в июне - 15,15. Самый низкий в июле - 3,03.

В Усть-Ишимском районе второстепенно значимыми периодами зависимости радиального прироста от температуры - периоды с мая по июнь и с мая по июль - 16,66. Самый высокий показатель установлен в мае месяце - 20,83. В июле месяце зависимость не установлена.

В ходе корреляционного анализа радиального прироста ширины годичного кольца с ГТК установлено следующее.

В изученных Тевризском и Усть-Ишимском районах существенно не различается зависимость радиального прироста годичных колец от ГТК.

В Тевризском районе второстепенно значимым периодом зависимости радиального прироста от температуры является май и период с мая по июнь месяц - 12,12. Самый высокий показатель выявлен в июне - 18,18. Самый низкий в периоды с мая по июль, и в мае составил - 6,06. В Усть-Ишимском районе второстепенно значимыми периодами зависимости радиального прироста от температуры является июнь - 16,66. Самый высокий показатель зафиксирован в период с мая по июнь - 20,83. В мае зависимость не выявлена.

Для более детального сопряженного анализа в каждом районе вычислялись средневзвешенные статистические характеристики, которые позволили судить о влиянии гидротермического режима на камбиальную активность ширины годичного кольца липы мелколистной.

Анализ по усредненным данным радиального прироста ширины годичных колец с изученными временными периодами осадков позволяет констатировать, что изученные древостои липы мелколистной в Тевризском районе наиболее чувствительны к изменению количества осадков, чем древостои, произрастающие в Усть-Ишимском районе.

Анализ по усредненным данным радиального прироста ширины годичных колец с данными по температуре показал, что изученные древостои липы мелколистной в Тевризском районе наиболее чувствительны к перепадам температур в период с мая по июнь и в период с мая по июль.

В Усть-Ишимском районе основная синхронность ширины годичных колец с осадками проявляется в мае, в период с мая по июнь, как второстепенно значимый можно выделить период с мая по июнь.

Анализ усредненных данных радиального прироста ширины годичных колец с ГТК позволяет констатировать, что изученные древостои липы мелколистной в Усть-Ишимском и Тевризском районах наиболее чувствительны к ГТК в период с мая по июнь и в июне.

По результатам анализа по усредненным данным радиального прироста ширины годичных колец с осадками в Тевризском районе установлена слабая зависимость за июль месяц по средней скользящей с периодом осреднения 5 лет - 0,33. В Усть-Ишимском районе слабая зависимость установлена в период с мая по июль месяц по среднему значению радиального прироста ширины годичных колец - 0,31. В остальных случаях значимого коэффициента корреляции не установлено. Это позволяет констатировать, что зависимость изученных древостоев липы мелколистной в Усть-Ишимском и Тевризском районах от осадков незначительна.

По результатам анализа усредненных данных радиального прироста ширины годичных колец с данными по температуре в Тевризском районе установлена слабая зависимость за июль месяц по средней скользящей с периодом осреднения 5 лет - 0,31. В Усть-Ишимском районе слабая зависимость установлена в мае месяце по средней скользящей с периодом осреднения 7 лет - 0,37. По средней скользящей с периодом осреднения 11 лет коэффициент корреляции составил 0,32. В остальных случаях значимого коэффициента корреляции не установлено. Это позволяет констатировать, что зависимость изученных древостоев липы мелколистной в Усть-Ишимском и Тевризском районах от температуры незначительна.

В результате анализа усредненных данных радиального прироста ширины годичных колец с ГТК в Тевризском районе установлена слабая зависимость за июль месяц по средней скользящей с периодом осреднения 5 лет - 0,47. В Усть-Ишимском районе по среднему значению радиального прироста ширины годичных колец в июле месяце установлен низкий коэффициент кореляции - 0,31. В остальных случаях значимого коэффициента корреляции не установлено. Это позволяет констатировать, что зависимость изученных древостоев липы мелколистной в Усть-Ишимском и Тевризском районах от ГТК незначительна.

Выводы

1. Строение листовой пластинки липы мелколистной, произрастающей в Омской области и Красноярском крае, неоднородно. Между древостоями этого вида проявляется межпопуляционная гетерогенность по ряду анатомо-морфологических признаков. Отличия, общее количество которых составляет 6 из 15 изученных параметров, проявляются в размерах и форме листовой пластинки, что обусловлено особенностями экологических условий произрастания липы мелколистной.

2. Липа мелколистная и липа Нащокина являются близкими, но экологически обособленными видами, о чем свидетельствуют установленные различия в строении их листовой пластинки в 10 из 15 изученных параметров. Этот факт позволяет считать, что липа, произрастающая на территории Красноярского края (ручей Каштак, Манское займище), не принадлежит виду Tilia cordata Mill. Данные древостои следует относить к виду Tilia nasczokinii Stepanov.

3. Различия в строении листовой пластинки липы мелколистной и липы амурской, установленные по 11 из 15 изученных признаков, свидетельствуют об отсутствии или крайней ограниченности интрогрессивной гибридизации у этих видов в настоящее время.

4. Наиболее близки ценопопуляции, относящиеся к видам липа Нащокина и липа амурская. Различия в строении их листовой пластинки установлены по 6 из 15 изученных признаков.

5. У древостоев липы мелколистной, произрастающей на территориях Тевризского и Усть-Ишимского районов Омской области, имеется незначительная разнородность реакции на влияние гидротермического режима воздушной среды.

В Тевризском районе липа сильнее реагирует на количество осадков (по Кс). Ее зависимость от осадков выше, чем в Усть-Ишимском районе.

Древостои липы, произрастающие в Усть-Ишимском районе, наиболее чувствительны к перепаду температур (по Кс). Их зависимость от температуры выше, чем в Тевризском районе.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Сорокин А.Д., Григорьев А.И. Особенности анатомо-морфологической характеристики листьев липы мелколистной на восточном пределе ареала // Наука и образование: Проблемы и перспективы: Материалы региональной научно-практическая конференции с международным участием. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. - Ч. 2. - С. 155-160.

2. Сорокин А.Д. К анатомо-морфологической характеристике Tilia cordata Mill // Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона: Материалы международной научно-практической конференции. - Омск: Издательский дом «Наука», 2006. - С. 107-110.

3. Григорьев А.И., Михальчук В.Н., Сорокин А.Д., Донец Е.В. Материалы к лесоводственно-экологической характеристике северных лесов Омской области // Инновационные технологии в повышении качества образования: Материалы международной научно-практической конференции. - Омск: Омский экономический институт, 2006. - Ч. 2. - С. 83-85.

4. Сорокин А.Д. К анатомо-морфологической характеристике видов популяции Tilia // Дальневосточная весна - 2006: Материалы международной научно-практической конференции в области экологии и безопасности жизнедеятельности. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУ ВПО «КнАГТУ», 2006. - С. 348-351.

5. Сорокин А.Д., Григорьев А.И. Особенности строения листовой пластины Tilia cordata Mill и Tilia nasczokinii // Омский научный вестник. - №7 (43), 2006. С. 161-163.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.