Большое значение для состава, динамики и функционирования лесных сообществ имеет репродуктивная способность деревьев. Поэтому всестороннему изучению как генеративного, так и вегетативного размножения растений необходимо уделять большое значение.
Для хвойных пород Якутии характерно лишь семенное размножение. Успешность его зависит от количества и качества семян, вызревающих на деревьях, от условий прорастания семян и дальнейшего развития всходов. В условиях северной границы распространения древесных видов важность успешности семеношения еще выше, поэтому это является важнейшей задачей исследования растительного покрова и имеет большое научно-теоретическое значение. Весьма важным аспектом размножения хвойных пород является их способность распространять семена с помощью ветра. При этом весьма интересно знать дальность разлета семян.
С целью оценки дальности разлета семян у сосны обыкновенной, произрастающей на границе ареала, нами было проведено исследование морфометрических признаков семян и осуществлен эксперимент по выявлению их полетных качеств (без влияния ветра). Использованы семена сосны обыкновенной, собранные в 2011 г. в лесах Жиганского улуса. Семена были любезно представлены сотрудниками лаборатории мерзлотного лесоведения Института биологических проблем криолитозоны СО РАН. Во-первых, мы изучили морфометрические показатели собранных семян сосны (табл. 1, 2).
Семена сосны распространяются ветром (анемохория), причем разлет семян возможен далеко за пределы проекции кроны в зависимости от скорости ветра. А.П. Исаевым, Н.М. Ситниковым [1, 2] была предложена методика расчета дальности разлета семян (L=Kf*H*Vв), учитывающая полетные качества семян конкретной породы (Kf), среднюю высоту древостоя (Н) и скорость господствующих во время массового вылета семян ветров (Vв). До настоящего времени эта методика неплохо отработана лишь для лиственницы [2-6].
Таблица 1
Таблица замеров морфометрических показателей сосновых шишек, собранных в окрестностях пос. Жиганск Жиганского района в августе 2011 г.
|
№ |
длина шишки, мм |
ширина шишки, мм |
общее количество семенных чешуй |
количество семенных чешуй с ложем для 2 семян |
количество семенных чешуй с ложей для 1 семени |
количество семенных чешуй без семян |
общий выход семян |
|
1 |
45 |
30 |
44 |
10 |
8 |
26 |
28 |
|
2 |
43 |
31 |
52 |
14 |
9 |
29 |
37 |
|
3 |
42 |
20 |
37 |
8 |
5 |
24 |
21 |
|
4 |
44 |
25 |
39 |
10 |
7 |
22 |
27 |
|
5 |
48 |
34 |
58 |
16 |
14 |
28 |
46 |
|
6 |
39 |
28 |
62 |
18 |
13 |
33 |
49 |
|
7 |
40 |
33 |
60 |
17 |
10 |
31 |
44 |
|
8 |
43 |
26 |
49 |
8 |
7 |
24 |
23 |
|
9 |
40 |
27 |
57 |
23 |
4 |
36 |
50 |
|
10 |
44 |
25 |
55 |
9 |
4 |
33 |
22 |
|
Ср. |
42,8±2,0 |
27,9±3,3 |
51,3±2,8 |
13,3±1,6 |
8,1±1,1 |
28,6±1,5 |
34,7±3,7 |
Таблица 2
Морфометрическая характеристика семян сосны обыкновенной, собранных в окрестностях пос. Жиганск Жиганского района в августе 2011 г.
|
длина 10 семян с крылатками, мм |
ширина 10 семян с крылатками, мм |
длина 10 семян без крылаток, мм |
ширина 10 семян без крылаток, мм |
вес 1000 семян без крылаток, г |
|
170 |
43 |
40 |
23 |
4,412 |
|
190 |
45 |
42 |
22 |
|
|
240 |
48 |
39 |
22 |
|
|
220 |
43 |
37 |
24 |
|
|
150 |
45 |
35 |
21 |
|
|
194±16,3 |
44,8±0,9 |
38,6±1,2 |
22,4±0,5 |
Нами проведен эксперимент по изучению дальности разлета семян сосны обыкновенной, собранных в лесах Жиганского улуса.
Ход работы:
1. С определенной высоты (3,5 м) запускались семена сосны с крылатками и засекалось время полета семени. Проведено 50 запусков семян;
2. Вычислена скорость полета семени по формуле v=H/ t, где H- высота, с которой запускается семя, t - время полета семени;
3. Вычислен поправочный коэффициент (k), отражающий полетные качества семян по формуле k=1/ v.
В табл. 3 приведены данные замера скорости полета семян.
На основании полученных данных средний показатель времени полета семян с высоты 3,5 м составил tср = 5,47 сек. Подставляя эти данные в формулу V (м/сек) = H (м) / t (сек) нами вычислена средняя скорость полета семян сосны обыкновенной, собранных в Жиганском улусе (табл. 4):
V = 3,50/5,47 = 0,6398537 = 0,64 м/с
Следовательно, коэффициент полетных качеств семян составил K=1/V=1/0,64=1,5625.
Для сравнения: В монографии «Леса среднетаежной подзоны Якутии» (1994) скорость полета семян сосны, собранных в окрестностях г. Якутска в 1992 г., была равна 0,58±0,01, соответственно, коэффициент был равен 1/5,8=1,72 (табл. 4).
Таблица 3
Ведомость замера времени полета семян при запуске с высоты 3,5 м
|
№ |
t - время полета семян |
№ |
t - время полета семян |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 |
03.31 05.76 05.59 06.82 04.84 06.51 04.06 05.42 06.58 05.85 06.09 06.96 06.18 08.15 07.42 04.47 05.40 05.91 06.45 04.98 05.18 05.64 05.21 03.78 05.35 |
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 |
05,75 04,91 07,33 05,89 03,70 04,62 04,85 04,31 05,83 05,57 05,41 04,99 05,53 05,43 04,93 04,96 06,32 05,60 05,27 05,38 07,19 04,98 03,38 04,35 05,05 |
|
Среднее значение |
5,26±0,18 |
||
Таблица 4
Полетные качества семян сосны обыкновенной без влияния ветра
|
Район исследований |
Средняя скорость полета семян (падения, м/с) |
Среднее квадратичное отклонение |
Коэффициент, отражающий полетные качества семян |
|
М±м |
ỡ |
K |
|
|
Жиганский улус (наши данные) |
0,67 |
0,88 |
1,56 |
|
Центральная Якутия (Леса среднетаежной подзоны Якутии, 1994) |
0,58 |
0,11 |
1,72 |
Таким образом, определены полетные качества семян сосны обыкновенной, собранных на территории Жиганского улуса Республики Саха (Якутия). Средний показатель скорости полета семян сосны обыкновенной составил 0,67 м/с, коэффициент полетных качеств семян - 1,49. Эти данные несколько отличаются от таковых по Центральной Якутии, что может свидетельствовать о более низком качестве семян сосны обыкновенной у северной границы распространения, отражающееся в меньшей полнозернистости и повышении доли пустых семян в шишках.