На совещании по реализации национального проекта «Оздоровление Волги» под руководством председателя правительства озвучили, что в качестве действенной защиты реки специалисты предлагают создавать искусственные биотические барьеры в виде защитных лесных насаждений – полос по берегам в водоохранной защитной зоне. Этот же метод рассматривается экспертами лесной отрасли как решение проблем лесовосстановления и улучшения экологической обстановки на прибрежных территориях [1–3].
По предварительной оценке, для посадки лесных защитных полос в водоохранной зоне р. Волги необходимо вырастить и высадить свыше 80 млн сеянцев на лесокультурной площади около 40 тыс. га. В соответствии с требованиями по реализации национального проекта насаждения должны создаваться в километровой зоне от береговой черты [1]. В Волгоградской области протяженность этих земель составляет 570 км вдоль р. Волги. От границы Саратовской области до г. Волгограда идут в основном каштановые, солонцеватые и солончаковые почвы, а от г. Волгограда до границы с Астраханской областью располагаются солонцы, бурые солонцеватые и солончаковые почвы. Эти земли к тому же малопродуктивные, щебенистые, эродированные, а частые в данной климатической зоне засухи и суховеи делают ситуацию особо напряженной. Поэтому для создания насаждений предлагаем использовать отобранный селекционный посадочный материал, отличающийся повышенной солеустойчивостью, морозоустойчивостью и долговечностью [2–4]. Защитные насаждения в данных условиях должны отличаться биоразнообразием и включать разные виды и формы древесных пород, по которым нами ранее был проведен комплекс селекционных мероприятий, позволивший отобрать наиболее устойчивый к экстремальным факторам и производительный селекционный материал [2–5]. Посадочный материал необходимо выращивать только на питомниках Волгоградской области, а семена получать на созданных ранее селекционных семенных плантациях. Данная статья является рекомендацией к разрабатываемому проекту о создании водоохранных защитных лесных полос, направленному на решение проблем национального проекта «Оздоровление Волги».
Цель исследования: провести комплексную оценку биоэкологических характеристик древесных видов, произрастающих в тяжелых почвенно-климатических условиях Нижнего Поволжья. Дать предложения по оптимизации видового состава, а также прогноз их долговечности в определенных почвенно-климатических условиях Волгоградской области при реализации национального проекта «Оздоровление Волги».
Материалы и методы исследования
Объектами исследования являлись посаженные в период с 1948 по 1988 г. разные виды защитных лесных насаждений в сухостепной зоне. Оценка морозоустойчивости в вариантах опыта проводилась по обмерзанию побегов и состоянию после морозных зим. В климатических камерах моделировали экстремальные условия прямым промораживанием 1– 2-летних опытных образцов с сохраненной корневой системой. Оценка повреждаемости проводилась окрашиванием материала солями тетразолия через двое суток. Критической считалась температура, приводящая к отпаду 50 % опытных растений. Ввиду дифференциации тканей, по значимости для объективной оценки морозоустойчивости были введены условные коэффициенты и единицы. Были предложены следующие значения коэффициентов: камбий – 10, флоэма – 4, ксилема – 4, сердцевина – 2. В конце выводилась суммарная оценка с применением условных единиц.
По методике Е.С. Мигуновой изучали влияние разных солей на древесные породы, их рост, состояние, продуктивность [6].
Результаты исследования и их обсуждение
Фактор низкой температуры серьезно уменьшает продолжительность жизни защитных лесных насаждений в зоне сухих степей. В малоснежные зимы вымерзание корневых систем усиливается, что ведет к отпаду растений [2, 3]. Эффективной мерой является выделение древесных видов с географически обусловленной морозоустойчивостью [2]. Предложено по каждому виду определить температуру, приводящую к гибели до 50 % растений, и считать ее критической.
Опытами установлено, что в условиях зимнего покоя температуры до –16… –18 °С не вызывают гибели растений ясеня ланцетного и саксаула черного. Полная гибель сеянцев ясеня, клена и саксаула отмечается при температурах –20…–24 °С, тогда как у сеянцев дуба и робинии полная гибель отмечалась при температурах –18…–19 °С, а отмирание более 50 % наблюдалось при температуре –13…–14 °С, частичные повреждения при температурах –10…–12 °С (рисунок).
Моделирование зависимости сохранности разных видов в условиях воздействия низких температур, г. Камышин
При этом для каждого вида были получены математические модели сохранности в зависимости от температуры промораживания: для Quercus robur L. y = –15,857x + 112,86; Fraxinus lanceolata F. y = –1,3333x + 104; Acer negundo L. y = –2,4643x + 106,71; Robinia pseudoacacia L. y = –16,714x + 119,71; Haloxylon aphyllum M. y = –14,75x + 139,75. Где х – температура промораживания, °С, y – сохранность растений, %.
Если суровым зимам предшествуют засухи, то морозоустойчивость видов значительно понижается. Иногда при оптимальном водном режиме и относительно высокой температуре после крайне засушливого лета робиния лжеакация возобновляет рост побегов, при этом растения ослабляются и снижается их морозостойкость. У других видов, ясеня ланцетного, клена ясенелистного, дуба черешчатого и саксаула черного, роста побегов не наблюдалось. Поэтому при температуре –8 °С у робинии лжеакации отмечалась гибель растений. Морозоустойчивость у других пород не имеет такой линейной зависимости от засухи.
Распределим селекционный материал на 5 групп по возрастанию устойчивости к засолению, используя собственные наблюдения и литературные данные [2–4] (табл. 1).
При создании защитных насаждений в рамках реализации национального проекта «Оздоровление Волги» в Волгоградской области необходимо учитывать наши предложения по солеустойчивости древесных видов.
При проведении работ по созданию защитных лесных насаждений в аридной зоне, особенно при реализации «Плана преобразования природы», принятого в 1948 г., для обеспечения необходимых объемов посадки лесных защитных насаждений семена заготавливались в разных лесорастительных зонах, имеющих значительное отличие комплекса почвенно-климатических характеристик аридного региона.
Предполагалось, что процессы деградации и распада вновь создаваемых насаждений будут идти достаточно быстро, 30–40 лет до полной гибели. Однако действие естественного отбора привело к тому, что ильмовые, а также кустарниковые виды вопреки прогнозу достаточно эффективно адаптировались к почвенно-климатическим условиям региона и перешли в разряд климаксных насаждений, как, например, созданная в 1916 г. «Громославская дубрава» и созданные в период с 1948 по 1954 г. гослесополосы Камышин – Волгоград, Элиста – Черкесск, Пенза – Каменск, защитные лесные насаждения Нижневолжской станции ВНИАЛМИ и др. [2].
В табл. 2 приводятся результаты наших исследований по долговечности семенного потомства по группам лесопригодности в условиях сухостепной зоны Юго-Востока Европейской территории России.
При этом целесообразно все многообразие почвенных условий аридного региона дифференцировать по степени лесопригодности и выделить три основные категории согласно изданным ранее «Научно-методическим указаниям по сортоводству деревьев и кустарников для защитного лесоразведения в аридных регионах» [4] и соответствующему приказу Рослесхоза по осуществлению лесозащитного районирования [7]:
I – лучшие, темноцветные, увлажненные интразональные почвы (до 15 % площади);
II – средние, выщелоченные зональные почвы, с глубоким залеганием солей (до 65 % площади);
III – худшие, солонцовые и солончаковые почвы с неглубоким залеганием солевых горизонтов (до 20 % площади).
Таблица 1
Концентрации легкорастворимых солей, оказывающих угнетающее воздействие на селекционный материал
|
Категория выносливости пород |
Порог токсичности; сумма солей, % |
Деревья, кустарники |
|
1 |
2 |
3 |
|
Очень слабо солевыносливые |
>0,3 |
Ель (Picea Excelsa L.), сосна (Pinus silvestris L.), лиственница (Larix sibirica L.) |
|
Слабо солевыносливые |
>0,4 |
Береза (Betula pendula Ehrh), липа (Tilia cordata Mill), клен ясенелистный (Acer negundo L.), дуб черешчатый (Quercus robur L.), тополь белый (Populus alba L.), тополь черный (P. Nigra L.) гледичия (Gleditschia triacanthos L.), вяз обыкновенный (U. laevis Раll.) |
|
Солевыносливые |
>0,5 |
Лох (Elaeagnus angustifolia L.), абрикос (Armenica vulgaris Lam), Ясень ланцетный (Fraxinus lanceolata F.), робиния лжеакация (Robinia pseudoacacia L.), вяз приземистый (Ulmus pumila L), карагана древовидная (Caragana arborescens Lam), смородина золотая (Ribes aureum L.), скумпия (Cotinus coggygria Scop.), жимолость (Lonicera L.), вишня степная (Cerasus fructica G.), боярышник (Crategus L.), ирга (Amelanchier Medic) , миндаль низкий (Amygdalus nana L.), яблоня лесная (Malus silvestris L.) |
|
Наиболее солевыносливые |
>0,7 |
Тамарикс ветвистый (Tamarix ramosissima), терескен серый (Surotia ceratodes) |
|
Солеустойчивые |
>1,5 |
Саксаул черный (Haloxylon aphyllum M), солянка (Salsola L.) |
Таблица 2
Долговечность семенного поколения деревьев и кустарников в условиях сухостепной зоны юго-восточного региона ЕТР
|
Порода |
Долговечность видов в зависимости от группы лесопригодности (лет) |
||
|
I |
II |
III |
|
|
Деревья |
|||
|
Дуб черешчатый (Quercus robur L.) |
40–50 |
25–30 |
– |
|
Вяз приземистый (Ulmus pumila L.) |
25–30 |
20–25 |
10–15 |
|
Вяз обыкновенный (U. laevis Раll.) |
25–40 |
20–30 |
20–25 |
|
Берест (U. foliacea Gilib.) |
40–50 |
30–35 |
25–30 |
|
Спонтанные гибриды вяза |
30–50 |
30–35 |
10–15 |
|
Робиния лжеакация (Robinia pseudoacacia L.) |
40–50 |
30–35 |
10–15 |
|
Ясень ланцетный (Fraxinus lanceolata F.) |
40–50 |
25–30 |
15–20 |
|
Кустарники |
|||
|
Скумпия (Cotinus coggygria Scop.) |
40–50 |
30–40 |
20–25 |
|
Клен татарский (Acer tataricum L.) |
30–50 |
25–40 |
15–20 |
|
Тамарикс (Tamarix L.) |
40–60 |
30–50 |
20–30 |
|
Карагана древовидная (Caragana arborescens Lam.) |
50–70 |
40–50 |
30–40 |
|
Смородина золотая (Ribes aureum L.) |
20–25 |
20–25 |
10–15 |
Результаты, приведенные в табл. 2, можно использовать для дальнейшего отбора селекционного материала с целью создания биологически адаптированных и устойчивых защитных лесных насаждений при реализации проекта «Оздоровление Волги».
Выводы
1. В аридных условиях региона при выделении ассортимента защитных лесных насаждений, создаваемых в рамках проекта «Оздоровление Волги», следует учитывать аддитивное воздействие засоления и засухи на древесно-кустарниковую растительность, особенно на малопригодных засоленных территориях. Исследованиями определено 5 пригодных групп деревьев в зависимости от их солевыносливости, для увеличения ассортимента и оптимизации видового состава для определенных почвенно-климатических условий Волгоградской области при реализации национального проекта.
2. Промораживанием в климокамере отобранного селекционного материала получены математические модели его сохранности в зависимости от температуры промораживания: для Quercus robur L. y = –15,857x + 112,86; Fraxinus lanceolata F. y = –1,3333x + 104; Acer negundo L. y = –2,4643x + 106,71; Robinia pseudoacacia L. y = –16,714x + 119,71; Haloxylon aphyllum M. y = –14,75x + 139,75, где х – температура промораживания, °С, y – сохранность растений, %.
3. Сделаны предположения о средней продолжительности жизни древесных видов в трех категориях типичных лесорастительных условий лесоаграрных ландшафтов Волгоградской области.