Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биологические особенности тополей в связи с лесовосстановлением в техногенных условиях Предуралья

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Биологические особенности тополей в связи с лесовосстановлением в техногенных условиях Предуралья"

Р Г б од

О- •■■'

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ 40-ЛЕТИЯ ОКТЯБРЯ

На правах рукописи УЖ 630*238:630*425

КАГАРМАНОЗ ИЛЬДАР РАИСОВИЧ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТОПОЛЕЙ

В СВЯЗИ С ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЕМ В ТЕХНОГЕННЫХ УСЛОВИЯХ ПРЕДУРАЛЬЯ

03.00.05 - Ботаника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Уфа - 1995

Работа выполнена в лаборатории лесоведения Института биологии Уфимского научного центра Российской академии наук

Нау^чый руководитель: док^р биологических наук

Кулагин А.Ю.

Официальные оппоненты: доктор биологических паук, профессор

Усманов И.Ю.

доктор биологических наук

ЯрМКЕКО В.Т.

Ведущая организация: Институт леса

Уральского отделения РАН

Задета »состоится '>&" 1995 г. в £jL час.

на заседании специадиэировглнс-о Совета К 064.13.03 по задите диссертаций па соискание ученой степени-кандидата биологических наук при Башкирском государственном университете по адресу: 4.50074, г.Уфа, уд. Фру пае, 32, биологический факультет, ауд.332.

С диссертацией ысжпо ознакошггьсп в научной библиотеке БГУ Автореферат разослан"/^*' 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологически наук

Г.Г.Кузяхметов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность те>,ы. В последние годы увеличилось количество 1сслэдсзаний по промышленной ботанике, преследующих цель- выра-Зотку рекомендаций по широкому и эффективному использованию дре-¡есных растений для оптимизации техногенных ландсафтов и оздорэз-гения окру.лающей среды. Представляется важным изучение особенности рода Тополь для обоснования использования их в промышленных 1ентрах Предуралья и составления ассортимента древесных пород.■

Цель и задачи исследований. С ".елью исследования биологичес-:их особенностей аборигенных и интродуцируемых видов и некоторых ¡ежвидовых гибридов тЪполей в сравнительном плане в связи с ус-■ойчивсстью решались следующие оснозные задачи:

- охарактеризовать особенности роста и развития тополей з условиях Предурадъя;

- изучить сравнительную устойчивость тополей к основным промышленным загрязнителям;

- изучить особенности водного режима тополей в связи с устойчивостью и обоснованием практического использования их при лесовосстановлекии техногенно нарушенных земель.

Научная нозизна. Впервые для условий Предуралья проведены сследования биологических особенностей видов рода Рори1иэ Ц с четом систематической близости и в течение вегетационного перио-а. Впервые дана сравнительная характеристика устойчивости к тех-огенным загрязнителям аборигенов, интродуцентов и некоторых гиб-вдов тополей. На основе проверенных исследований и опытно-произ-эдственных работ предложены рекомендации по использованию топо-эй при создании защитных насаждений в условиях индустриальных ■ знтров Предуралья.

Практическая значимость. Результаты исследований используют-1 при составлении ассортиментов древесной растительности при ле-эразведении и лэсовосстановлении в техногенных ландшафтах Преду-1лья;

Апробация работы. Материалы диссертационной работы предсав-:лись на следующих конференциях и совещаниях: Всесоюзной конфе-шции "Проблемы современной биологии" (Москва, 1986); Конферен-!И "Роль молодых ученых и специалистов в ускорении научно-техни-;ского прогресса в сельскохозяйственном производстве (Уфа,

4985); Конференции "Актуальные .проблемы охраны и рационального использования природных и растительных ресурсов" (Уфа, 1987); Конференции "Вклад молодых биологов в решение вопросов продовольственной программы и охраны окружающей среды" (Улан-Удэ, 1987); Всесоюзной научно-технической конференции "Охрана лесных экосос-тем и рациональное использование лесных ресурсов" (Москва, 1987); Совещании "Состояние и задачи охраны памятников природы Башкирии" (Уфа, 1988); 3 Всесоюзной конференции по проблемам физиологии и биохимии древесных растений (Петрозаводск, 1989); Республиканской конференции "Промышленная ботангча: состояние и перспективы развития" (Донецк, 1990); 3 молодежной конференции ботаников г.Ленинграда Î1990); International Conference "Problems of Urboecolo-gy and Phytomelioration" (Ukraina, Lvov, 1991); Конференции "Флористические и геоботанические исследования в Сибири и на Дальнем .Востоке" (Красноярск, 1991).

По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы (214 наименований, в том числе 42 работы .на иностранных языках) и приложения. Изложена на 158 стр., включает 23 таблицы, 33 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ВВЕДЕНИЕ

Обоснована актуальность исследований в связи с ростом техногенного влияния на лесные сообщества Предуралья. Обусловлен выбор объектов я основные направления исследований, рассматриваемые в . диссертация.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКЙЕ ОСОБЕННОСТИ ТОПОЛЕЙ В СВЯЗИ С ТЕХНОГЕНЕЗОЛ (ОБЗОР)

Рассмотрено состояние вопроса на основании обобщения литературы. Определен ряд принципиальных положений проблемы.

- о

ГЛАВА 2. РАЙОН. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Дана краткая характеристика- экологических и климатических условий Предуралья в качестве района'исследований.

В обобщенном виде, на основе литературных сведений (Исаченко, 1949; Rehder, 1956; Усманов, 1971; Лапин и др., 1979; Старо-за, 1980; Коропачинский, 1983; Встовская, 1986, 1987; Бакулин, 1990 и др.), даны сведения о биологических особенностях рода То-толь и краткие характеристики используемых в работе тополей.

Тополя выращены на участке лаборатории лесоведения из черен-сов, полученных из различных регионов, руководствуясь указаниями ю вегетативному размножению (Комиссаров, 1964; и др.).

На участке проведены ежегодные обмеры (Методика фенологических исследований..., 1S87; Озолинчюс, 1990) после прекращения се-юнного прироста. Объемы стволов тополей рассчитаны по формуле 'убера (Смалиана) (Справочник лесовода, 1959). В течение вегетационного сезона проведены измерения хода роста боковых побегов •ополей через кавдые 10 дней. '

Проведены посадки 10 видов тополей с целью создания маточной :лантации на территории Бишиндинского лесного питомник Туйма-инского ОПЛХ Министерства лесного хозяйства Республики Башкор-остан.

Газоустойчивость тополей оценена по результатам прямого воз-ействия SO2, N0X, С1г на однолетние облиственные побеги в гаке и 1П0ле. В связи с тем, что :;ри фумигации в (самерах наблюдается езкое падение концентрации газа из-за поглощения его листьями Попов и др.,1980), использован метод острых доз (Одум, 1975). В пытах использованы облиственные побеги, срезанные с растений из редней части кроны (Vogl, Bortitz, 1968).

Газы поступают в клетку через водную фазу (Smith, 1981), в вязи с чем оценено действие растворов H2SO4, HNO3, НС1 1-, 2- и Е-ннх концентраций на облиственные побеги тополей в кроне.

Устойчивость к действию МагБОз, ПаШз и llaCl определена по гтоду В.П.Строгонова (1962) в июне-име-августе.

Для оценки повреждаемости в опытах по газо-, кислото-(щело->-) и солеустойчивости визуально определялась относительная плоть некрозов листьев (Биоиндикация загрязнений...,.1988). Число-)й материал обрабатан с использованием статистических методов.

' Газообразные токсиканты могут действовать на растения, проникая через устьица в межклетники губчатой паренхимы листьев. Объем межклетников листьев тополей определен методом вакуум-инфильтрации (Николаевский, 1969, 1979).

Определение ксероморфности растений позволяет объяснить устойчивость к неб.-^оприятным факторам среды, в том числе и техногенным (Илькун, 1971; Кулагин, 1985 и др.). В течение вегетационного сезона исследованы особенности водного режима тополей- обратимый водный дефицит листьев, утренний и полуденный водный дефицит, транспирация листьев, зимняя водоудерживаюцая способность однолетних побегов (Иванов и др., 1950; Цельникер, 1955 и др.).

ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА РОСТА И РАЗВИТИЯ ТОПОЛЕЙ

Тополя занимают особое место среди древесных растений ввиду биологических особенностей. Эволюция Ивовых, в том числе тополей, шла по направлению занятия освобождающихся экологических ниш. Если это растения поймы, то образуют пойменные леса, часто моновидовые. На вырубках распространяется осина.

Имеются данные (Усманов, 1966; ВогэеЬ, ЬапдЬашег, 1967), что наибольшие приросты дают интродуценты из Дальнего Востока и Северной Аь¡ерики.

При посадке на участке ивовых лаборатории лесоведения тополя перед высадкой в грунт выращены в холодных парниках и поэтому приживаемость практически полнат. При посадке черенков сразу в открытый грунт на маточную плантацию наблюдаются особенности в приживаемости: наибольшая приживаемость у гибридных тополей и у тополя волосистоплодного, а наименьшая- у тополя шершавоплодного.

Интродуценты и аборигены тополей отличаются по росту. Тополь белый рано прекращает прирост боковых побегов и среди испытанных видов имеет один из наименьших приростов.. Из тополей Северной Америки мощным ростом в первые годы жизни отличается топота воло-систоплодный. Из близкородственных видоз- тополей дельтовидного и Фремонта, последний выделяется по ростовым показателям. Интродуценты с Дальнего Востока близки по систематическому положению- и по особенностям роста. Особняком в этом ряду стоит тополь печальный- один из самых медленнорастущих тополей. Единственный интро-дуцент из Средней Сибири-.тополь лавролистный- не реализует в ус-

лее::.":: Прэдурзлья высокие рсстозиэ свойства.

Продс?аз:;тел: секции Такамзгака в целом харс«гер:1зуэтсг: лучшими, в сразношп: с представителями других сс:сцй, ростовжи характеристиками. В порвыз годы .чшгл ганские растения тополя бальзамического отличаются белее интенсивным, че-м у музегаа растении, ростом.

ГЛАВА 4. ПЕКЭДЙЙКХЯЬ ТОПОЛЕЙ ?СКС1КАВ7Л; С;

Лист- сопочной ассимилпрухздий орган растений одно ко существенных зс^яьез, свяаькггогск растение- с средой. От устойчивости листьев к экстремальным фактора).; зависит и устойчивость растений б целом. Защита от токсикантов осуществляется различными способами, па различных уровнях организации за счет использования особенностей анатомии, газообмена, метаболизма, сезонной ритмики роста и морфогекоза (Сергейчик, Сергейчик, 1890).

4.1. Газообразные токсиканты

Наиболее распространенные атмосфоршде загрягн;п,слксо&,т.:нония серы и азота (Pr?:y.uylski, 1931 и др.). Соединения хлора входя? в число наиболее токсичны;-: (Загрязнение..., 1983 и др. ).

Газоустсичивссть растений- видовой признак, не'зависящий от концентрации и длительности фумигации (Dochina-or, Jensen, 1075; Марцснэк, 1980; Николаевский, Харчкстоза, 1987). При Оуч/.пгацни SO2 нет связи мемду чувствительностью растении к остро;,{у воздействию и хроническим действием яри низких концентрациях (Garsod, Ruttcr, 1G80). Опытные концентрации газов подобраны с учете:,! рекомендации П.Л.Красинского (1950) применять тагаю концентрации токсиклнтоз, при которых устойчивые видь! повреждается незначительно, а неустойчивые- сильно.

К воздействию î;0h наиболее устойчивы тополя секцга Осокори, а из видов- тополя фременга и китайский. Самые неустойчивые- тополя лазролистный и волосистоплодный. К Ole наиболее устойчивы тополя подрода Лейка, .а из-видов- тополя китайский и черный. Саже неустойчивые - тополя лавролистный и волосистоплодный. Г. СО^. наиболее устойчивы тополя секции Таглмагака, а из видов- тополя Максимовича и китайский. Самые неустойчивые- тополя корейский и

белый. Отмечается большая устойчивость мухских растений . тополя бальзамического, чем женских,, к NOx и SO2. Проявляются различия в устойчивости видов в связи с географическим происхождением. Например, аборигенные тополя более устойчивы к CI2 и менее устойчивы, чем интродуценты, к SO2.

Наблюдалось усиление позрездаек;ости тополей при действии газами по мере старения листьев. Отсутствие видимого усиления повреждаемости у некоторых видоз может быть объяснено более растянутым периодом вегетации у части интродуцентов, и, следовательно, более >,еденным старением листьев.

По результатам воздействия газами вызедены следующие итоговые относительные р7~ы увеличения повреждаемости тополе:".

КОх, конь- тополя китайский-дельтовидкый-Фремонта-черкый-бальзамический- Максимовича- дугаютый-корейсккй-волосистоплодный-лавролисткый-белый;

КОх, июль- тополя Фремснта-белый-китайский-лавролкстный-Мак-симовича- ;.олоспстоплодный-черный-корейский;

КОх, сезон- тополя Фремонта-китайский-1,'.акск::овича-черный-бе-лый-корейский-лавролистный-волосистоплодный;

CÍ2, конь- тополя черный-бапьр^;.с1ческий-душистый-белый-ки-тайскнй-- Максимовича- Фремонта- корейский-дельтовидный-волосисто-пл одь:-:й- лавролкс тнь:й;

С1о, коль- тополя дроллщ;1й-макс;а,ювича-!отайсю1й-черный-фро-монта-Се;шй-лаврол,.стный-корейский-волосистоплодный;

С1г. сезон- тополя черный-кптайсюш-белый-Максшовпча-йрз-монта-корейский-лавролис'гккй-волосистошюдный;

SOo, июнь- тополя душистый- бальзач№еский-М^гси.говича-кп-' тайский- дельтовидный- волосистоплоднкй-Фремонта-1;срейс1ай-^:'азро-листнкй-чорный-белый;

SO2, июль- тополя Мапсимовича-кптайекпй-дрохадяй-Фрс-монта-лавролисг!шй-черный-волос'^топлодны»>Селый-корейсга1й;

SO2, сезон- тополя Ма1;симовича-га!та;юга1й-Фремонта-волосис'Го-плоднкй-лавролистный-черный-корейский-Селый.

4.2. Водорастворимые кислоты и щелочи

Обычный дождь имеет кислотность рК-5.6-6.0, киелкй до;гдь-рН-3.5-4.5. При рН-4.0 дождь агрессивен для растений.

К испытанным кислотам и щелочам наиболее устойчивы представители секции Такамагака. Представители подрода Лейка наименее устойчивы к HNO3 и H2SO4. Гибриды наименее устойчивы к щелочам. Из видов наиболее устойчивы к кислотам тополя печальный и золо-систоплодный, к щелочам- тополя китайский к золоеистоплодный, а наименее устойчизы к KCl- тополя ¿¿ремонта и лазролпсткый, к щелочам- тополя Вубста, Петровского и Ееттатейна. Таким образом, раз-."¡чнке кислоты и щелочи на группы видов и виды тополей действуют по-разному. Аборигены при действии аз'тной и серной кислот з целом менее устойчивы, чем интродуцекты.

По результатам воздействия кислотами и щелочами выведены следующие относительные ряды увеличения повреэдаэмости:

HNO3- тополя печальный-московский-волосистоплодный-Вубста-берлипскии- кита^ккий-корейский-черпкй-дельтозидный-лазролистйып-душистый-Ышссимов1ма-Петровского-Ветт11;тей};а-белып-2ремокта-дрожащий;

HCl- тополя печальный-китайс!сий-волосистоплоднкгл-корейск::н-' . Вубста- Максимовича-душистый-московский-деля>товидкый-Петровского-Веттптейна-Фремонта-лавролистный;

H2SO4 - тополя печальный-волоспстоплодккй-Вубста-мосгаэвск;!;':-китайский- чергып-Веттштейна-душистый-корейский-дельтовиднкй-Пет-ровсксго- Ма!:с1:!твича-Фремоита-лаврилистный-берлпнс!снй-белкй-дро-.тащий;

КОН- тополя !снтайс1аш-волосистоплодшт-печаяьньш-Максю.;ови-ча- московский- кореиский-Фремонта-Вубста-лавролистнки-делътозид-, ¡шй-душистый-Петровского-Ееттштейна;

tiaOH- тополя кптайский-волосистоплодный-лавролистный-корейский- печальный- Иаксимовича-московсгон!-душистый-дельтовидпкй-Фре-монга-Пегровского-Веттштейна-Вубста.

4.3. Водные растворы солей

Естественные местообитания тополей часто содержат избыточно0 количество солей. Характерные анатомо-корфологические изменения растений обусловлены не столько обща» содержанием солей, сколько качеством засоления (Строгоноз, 1961). По аналогии с ильмовыми (Ulmceao Mlrb.), где по солеустойчизссти выделяется вяз перисто-ветвистый (Ulmus laevis Pall.)(Архангельская, 1982), среди ивовых

необходимо определить солеустопчивые в'лды, пригодз&е в зацптпе:, лесоразведения. При рекультивации .нарушенных земель следует отдавать предпочтение солоустойчивы}.: растешем (Колесников и др., 1976). Деревья более чувствительны к действию солей, чои трав* (Rodar, 1882), а и:-: отассктолькгя солеустойчквесть связана с ареалами их распространения (El-Lakany, Luard, 1983).

Солеустойчпвость различны:: видок тополей проверяли многие ?зторы (Шахоз, 1S55; Кулакова, 1952; Смщкгоз, 1970, 1972; Прокаез и др., 1970; Duschbom, 1973; Куприянов, 1992 и др.). Нзвеотко что в течение гегэтацлоняого периода уменьшается содержанке Nao: ъ листьг.л древесных растений (Sercorado/a, Materna, 1982).

К KaOl наиболее устопизы тополя секции Оескорл, а из вэдов-тополя черный к китайский. Са:-,гыэ неустойчивее- тополя Зеттитейн и корейский. 1 К ИагЗОз наиболее уетойчизы тололя секшгл Така^ага ка, а из в:;доз- тополя черный и вслосистоплодеый. Самые ноустой члвые- тололя дельтовидный и Еет^ейна. К Ь'е^Оз наиболее устой ч;:и:о виды- тополя черны;: и китайский. По1;;.:э;;се устойчивы топол пэдрода Лейка и уеакздозко гибриды, а из вязов- тополл лсвроянст пий и Е^тахеДва. образом, не ус!Ш03-'5И0 связи «еклу пов

ре;,сдае;.;ое^;о ссл-ш;: и систематической близостью тополей.

, По vepe сязрокия листьев снимается устойчивость тополей ;',encTi;!iiQ солей, что проявляется как в усилении повреждаемое?; та« и в увеличении скорости поврещеииз.

По результата:! воздействия солей выведены итоговые относ; телыше ркдц увеличения повреждаемости:

июнь- тополя чсрпый-юггайс)01й-волоокстопледаа-лел1.,гошщнь,1 Максимовича- Штровского-Взттате;"ла-Д-ромош:л-бэжп>бержшошй\-ш чаяъный-кор-эйе1с:й-дро;:^11Г:й-лазро^:петг1;:й;

ноль- тополя чвр1шп-кцтшшки:"1-берлпнс1:51й-20г,0систсп.10дн1я печальный- белки- лавро/;ист;1ьн1-ПетроБС^о1ю-дель1ювндный-дрода,:ц1; корейскшЪФромона'а-КаксшюБича-Вотгитейаа;

август- тополя черный-берлпнекий-кигайений-даврсдпстши-Б лосистоплодшй-селы1^1;орсйз1и1й-иакс)й.юв!г1а-петровского-делх)товн ный-£ремонта-Веттатейна;

' сезон- тополя чернын-китайский-волоскстодлодный-Серлинскн белый- дельтовидный- Петровского-Макскловича-лавролистный-корен кин-Фремонта-Веттатейна.

-i. X

глаза о. осэынтстя волнст.- peshia тстарй

Регкзл контичентсльнссть rajara Пред7ралья характеризуется пепостояпстаом в количестве осадков, следствием чего

оказывается ¿«достаток влаги и засуха. 2однып обмен растенкй-чссть оЗ!ц?го процесса обмопа. гоществ растений. Самый шццый способ за-циты раетепг.": от порэгрс-зг.- трапспиратгхл. Дкагисстчпескимм ир::знэ:ск-31 относительной саеу:;еуе?ойчк'зос!г:: тг-пслей с'штаот: по-гагзтели их относительной продуктивнее?:! и прироста в гысоту в згсушпвые годы; Еодоуда"иза":"у:о способность листьев; величину остаточного годного дефицита. (См;ф1:сз, 1£?2; Гаранчугов, Струпи-Hci, 1СЗ-0. Отмечается так::',е, что при изучении засухоустойчивости (Гскк-эль, 1976) сорта следует испытывать по определенны!,! биологическим и систематическим группа;.!.

Одт1Г".1 из л?п.'.птир:п:>цнх ^ктероз срсли для существования дрс-веспих растений в Продтрглао являются нпзже температуры в определенные сезоны года и слокный комплекс внешних условий, которым подвергаатся растения во время перезпмовга. Древесные растенчя, относительно рано пат.ткоциз ростовые процессы и рано их ззкерыа-Ю'дпо, обладают наиболее благоприятны» типом сезонного развития. Устойчивость к низким температурам существенно меняется в онтогенезе и а ходе ежегодно повторяющегося цикла развития. Зпыо- и чо-розостойкссть дрез-зенын растений зависят от генетически обусловленных э;сологичесют особенностей вида, разновидности или биотипа и варьируя? в пределах популяции.

Близкие в систематическом отнесении (в продола:; секции и ттодродов) тополя обладают скешфзчесюаи проявлениями водного обмена. Сходные тенденции в пределах групп: высокий уровень трапс-пирацин в течение-вегетационного периода тополей секпии Осокори и низкий- тополей еекщш Такачагака; представители подрода Лейка имеют худпле показатели 'ликвидации листьями водного.дефицита в течение 5 часов, а лучзио по. данному параметру- представители секции Такамагака; представители секции Осокори имеют меньший, а представители секции Тшсаыагака- больший из испытанных видов объем хловеихимы листьев; у однолетних заготовленных на зимнее хранение побегов тополей подрода Ленка раньше других наступает летальное обезвоживание. •

До отдельны-,! показателя!.! тополя' различаются: а) минимальный

водный дефицит --тополя дельтовидный (утро, июнь), китайский (ут--ро, коль), дрожшдо (утро, август), берлинский (полдень, август); б) наименьшая тракспиоация- тополя Максимовича (утро-вечер, конь; утро-полдень, коль; вечер, август), волосистоплояный (вечер, июль), душистый,(полдень, июнь), китайский (утро, август); в)• стабильно высокая транспирация- тополя дельтовидный и черный; г) наилучшая ликвидация водного дефицита после 5 часов подсушивания-тополя душистый, волосистоплодкый, китайский.

Наибольший объем межклетников у тополя корейского, а наименьший- у тополя дрогли,его. Слабая "вентилируемость" у Осокорей и у 'гибридов (10-15%), большая у тополей секции Такамагака (16-36%).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Задача интенсификации лесного хозяйства обуславливает целесообразность концентрирования внимания на' быстрорастущих древесных породах, к которым относятся Ивовые (Морозов, 1950; Копте-лова, Стельмахович, 1963; Концепция охраны ..., 1993),

Техногенные изменения окружающей среды вызывают нарушения функций ассимиляционного аппарата (Гудериан, 1379; Боронш; и др., 1989), а следовательно- уменьшение прироста, ухудшение развития. Тополя, благодаря своим биологическим особенностям, способны преодолевать многие неблагоприятные последствия техногенооа. Бри этом ыевду'видами проявляются спег^кфпческиэ различия.

В течение вегетационного периода рост боковых побегов у различных ввдов тополей происходит в условиях Предуралья (Рис.1) с мая по август, наибольший прирост происходит в июне (43.4% в .среднем па Бедам). В мае прирост составил 29.1%, в июле10.5%, в августе- 8.5Х, в сентябре- 0.5м.

Устойчивость растений ■ формировалась в процессе эволюции из-за длительного воздействия абиотических факторов, которые способствовали формированию повышенной жизненной потенции, характеризующейся приспособлениями биологического . порядка (КудШюв, 1986). Сочетание примитивных и продвинутых признаков способство- _ вало приспособлению некоторых видов тополей к условиям спады Серова, 1983), в том числе и при техногенных изменениях среды.

- ю -

Т.дельтовидный ?.©ремонта Т.волоскстоплодяый Т.китайский Т.корейский ".Максимовича Т.лавролкстный Т.бальзамические с? Т.бальзамический о

•г

Т.белый Т.берлинский

?ис.1. Динамика роста боковых побегов тополей (%) по месяцам з течение вегетационного периода.

'—' -нюнь ' - коль - август -сентябрь

Отмечалось, что наряду с ¡климатическими (Кулагин, 1379) скльякм фактором, влиадкм на водный режим (а следовательно, и па весь обмен веществ), является атмосферное загрязнение (Козлова, 1933; Чекалнк, Мырзакулоз, 1930). При исследовании ксероморфных листьев было установлено, что они слабее порадуются токсикантами (Князева, 1550; АррИес! ..., 1976; Николаевский, 1979; 1930;

1981; Ра:пшбаэв, Дашкевич, 1982 и др.).

Определялось, что п которые засухоустойчивые виды деревьев и ¡сустарпиков одновременно .являются и газоустончпзши (Илюшин, 1553), а Таре-бртш В.П. (1950).отмечал, что эти виды обладают повышенной водоудерхивз:ощ,ей способностью га способностью к активной регуляции температуры листьев. Есть данные (Кулешова, 1962), что у тополя дельтовидного па засоленной почве понижается транс-пирация. Это говорит о приспособительном характере водообмена к действию фитотскснкантов (Плюто,.Лихолат, 1989; Ситников*, 1990).

Нарценюк В.Б.(1980) отмечает, что после определенной кон-

.у/--: У'-- А,-у у/ *

¡шш-

Л'!

.4 1

У''/■'''■■///////////, _й

'//■/уУУУ- ШШШ

-----

УУУУШУ^У,

ШШУШ 1_ ^шх

У>/г///УУУШ Ш

О 10 20 £0 40 50 60 70 80 90

цзнтращги МКз, -вызвавшей MSKCHMCJb¡¡y¡J гюЕрз;.;дао;.;соть. далькейкоз увеличение концентрации rasa сопроваед&оюя дав» кохоторьм умонь-иепием повреждаемости у некоторых в;;доз растений, вызванное еп:;-рисэнкеи устьиц и резким уменьшением .поглсг.зкия газа. Подобноз явление оадечеко га»а® на;,щ в данной работе при де-'ютвкп серного ангидрида на некоторые виды тополей.

Даяние о адпапщ возраста листьев на устойчивость к токсикантам довачыю противоречивы (Дашкова и др., 193?), что говорит о необходимости учпишах» специфические огоЗештсоти видов, к ирз-м.еру то, что число устриц на 1 поверхности ллета сл у товохвй от качсол ьогоузцпл к середине ссао:;а (Andrei, Angeluta, ÍG81). Отмечается тгас.;о, что тополь ско-

соЗэи накапливать в листьях Geo з^лэтпого вреда длл роста и дол-гоьочаости серу за счет псгаоц-яки из воздуха в период мс.й - август (1"улопшД007; Чйрш-'-^зшго, 1CG0).

Получешшз дшшнг по показателям водного сСиошх то полей в рядо случаев согласуются (то5д.1) с устойчивое!!«», ira в целом устойчивость 101ЮАОЙ базируется на комплоксо cspyiwyp и свойств, в .котором отдельные показатели '¡вязаин неоднозачно и, несомненно, ооуслг'ПЛИПаЗТСЯ и'юх'фуцкцчонульиостьп отдельных структур.

1блица 1

Сравнительная устойчивость тополей к токсикантам-

1;пд

зсто в ряду устойчивости к токсиканту (по Таблицам 4.6, 4.12, 4.13)

!<0х S02 С12 НМОз H2SO4 ÜClj N а\'03 Na'SOo NaCl

4 1 6 4 3 -- 1 1 1

1 5 3 8 6. 5 7 7 7

7 '7 5 5 7 6 8 5 G

2 2 ' 2 2 2 1 О * 3 2

G. б 7 3 4 3 5 G 8

3 4 1 6 5 4 4 8 4

8 8 4 i 1 r-, С 3 2 0 0

5 3 8 7 8 6 'i 5

Т.черный Т. «¿ремонта Т.лавролистный Т.тгайааш Т.корейский Т.Максимовича Т.волосистоплодный Т.белый

Изучение; некоторых особенностей рсета и развит«« тополей . водного обмена и устойчивости г» токсикантам, пров<;я-з;шос в сран-

нителыгом плане с'целью изучения аборигенных и интродуцированных видов тополей з услозиях Предуралья и -составления сравнительной биологической характеристики тополей з сеязи с устойчивостью к промышленным загрязнителям позволяет сделать следующие выводы:

1. Представители рода Тополь характеризуются отличиями по ростовым показателям, рассматриза. :.:ым в различных аспектах. Инт-родуценты имеют з первые годы низки большие темпы прироста, чем аборигены Предуралья. Лучшим рейтом выделяются некоторые виды секции Такамагака и мехвидовые гибриды. Наименьшие приросты отмечены у тополей печального и лавролкстного. Отмечается, что растения женского пола тополя бальзамического обладают лучшими, чем растения мужского пола, характеристиками роста з перзые годы жизни. Прекращение роста боковых побегов наступает у тополей в разные сроки у различных видов- от середины коня до начала сентября. Наиболее благоприятный период для прироста боковых побегов- пень.

2. Приживаемость при посадке тополей зимними черенками зависит от посадочного материала и способа посадки. Приживаемость вы-пе при выращивании тополей в холодных парниках, чем при посадке сразу в открытый грунт. При вкралкванкя тополей ка маточных плантациях необходимо учитывать особенности роста тополей и способность увеличивать продуктивную массу после срезки на пень.

3. Сравнительная фитотоксичкость загрязнитехей при действии ка тополя следующая: N0x>C1;>>S02; H9S04>HCl>HNC3>iia0H>KCH; [Jal:03>iIaCl>Iia2S03.

4. Различные токсиканты оказывает на тополя несходнее действие. Аборигены Предуратья в целом более устойчивы к одним токсикантам (CI2, HCl), средкеустсйчивы к другим К.'Юз, соли) и менее устойчивее иятродуцентов межвидовых гибридов к третьим токсикантам (SO2, H2SO4). Представители секции Осокори усто:"гчивее к "Ох и КгС1. Представители секции Такамагака устойчивее других к кислотам, щелочам, SO2, .КагЗОз, и сравнительно менее устойчивы к КОх. Представители подрода Лейка устойчивее к CI2. и сравнительно менее устойчивы, чем другие тополя, .к SO2, Н"0з, Н2ЗО4, п'аШз. Среди видов наиболее устойчивы тополя черный .. китайский.

5. При воздействии газообразными токсикантами и растворами солей наблюдалось усиление позредд-емости тополей по мере старения листьев в течение вегетационного периода.

6. Тополя характеризуются спецпфэтесетгл проявлениями водно-

- ли -

го режима. Аборигены Предуралья ке обладают лучшими'из исследованных видов, водным обменом в целом, но по некоторым показателям не уступают интродуцентам. Тополя секции Осокори имеют высокий постоянный уровень транспирации в течение сезона вегетации, не проявляется водный дефицит, "восстанавливают потерянную при подсушивании ва 5 часов воду до 80-85%. У тополей секции Такамагака разные представители характеризуются различной, в основном средней непостоянной транспирацией в течение сезона, у большинства видов водный дефицит не выракен, восстанавливают потерянную воду дочти до 95* (кроме тополя лавролистного- 75%). Тополя подрода Лейка не испытывает водного дефицита, уровень транспирации средний и постоянный, восстанавливают потерянную при подсушивании листьев воду слабо (до 70% первоначального веса). Растения мужского пола тополя бальзамического характеризуются лучшей, чем растения женского пола, способностью восстанавливать потерянную при подсушивании воду. В течение вегетационного периода происходило изменение показателей водного режима тополей.

7. Однолетние побеги тополей имеют большую жизнеспособность, сильную Бодиудергдвающуга способность и при высушивании достигают порогового летального содержанка воды (15-20%) в середине апреля (подрсд Лейка)- середине мая. Следовательно, разные виды тополей в течение одного и того же периода теряют различное количество воды, что отмечается и для других древесных растений (Оликер, 1Я65). Наименьшее содержание воды в однолетних побегах в кроне отмочено в середине февраля, что говорит, в частности, о нецелесообразности заготовки черенков тополя для посадки в это время.

8. Полученные данные водного обмена тополей согласуются в ряде случаев с устойчивостью и токсикантам, но в целом устойчивость тодолей базируется на комплексе структур и свойств, в котором отдельное показатели связаны неоднозначно и обусловливается многофункциональностью отдельных структур. .

9. Тополя обладают как общими так и специфическими видовыми особенностями, что необходимо учитывать при лесовосстановлении наругоешшх техногенными воздействиями земель.

Материалы диссертации опубликованы в следующие работах;

1. Кулагин А. 10., Кагарманов И.Р. Характеристика дальневосточных тополей при вегетативном размножении в условиях Предуразъя // Ботанические исследования на Урале.- Свердловск: УНЦ АН ССПР,

1986.- С. 53..

2. Кагарманоз И.Р. Сравнительная солеустсйчивость тополей в течение вегетационного сезона // Проблемы современной биологин. Материалы 17 научной конференции МГУ, 4.1. Деп.в BISüiTH 12.С9.85, ¡I.6G42-B.- С.248-250.

3. Кагарманоз И.Р. Характеристика роста тополей секций Осокори и Такамагака // Роль-молодых ученых и специалистов в ускорении научно-технического прогресса з сельскохозяйственном производстве. Тезизы докладов.- Уфа, 1986,- С.50-52.

<t. Кагарманоз И.Р. Сравнение поЕрездаемости кислотами и щелочами ряда тополей // Актуальные проблемы охраны и рационального использования природных и растительных ресурсов. Тезисы докладов научно-практической конференции,- Уфа: ЕЗДЯ СССР, 1037.- С.93.

5. Кагарманов И.Р., Кулагин А.Ю. Сравнительная устойчивость тополей к токсикантам // Вклад молодых биологов в рэяение вопросов продовольственной программы и охраны окружающей среды. Тезисы докладов 2 конференции(10-12 мер. 1937).- Улан-Удэ: ЕТСО АН СССР,

1987.- С.43.

6. Кагарманов И.Р., Кулагин А.Ю. Сравнительная устойчивость тополей при интоксикации солями // Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов. Секц.1. Загона леса ч охрана живой природы. Тезисы докладов.научно-техшпескон конференции.- М.: ЧЛТИ, 1S37.-_C.20.

7. Кулагин А.Ю., Кагарманов II.Р. Солеустойчивссть тополя белого и тополя черного в течение вегетационного периода // Дендрс-экология, техногенез, вопросы охраны природы.- Уфа: Е'ТАН СССР, 1987.- С.63-69.

8. Кулагин А.Ю., Гиниятуллчн Р.Х., Салихова Р.IL, Кагарманов И.Р. Аккумуляция металлов древесными растениями и проблема снижения техногенного пресса на охраняемые территории // Состояние и задачи охраны'памятников природы Башкирии. Тезисы республиканского совещания.- Уфа, 1983.- С 32-34.

9. Кулагин НЛО., Кагарманоз И.Р. Сезонная динамика осле-

- lb -

устойчивости листьев Populus // Проблемы физиологии и биохшии. древесных растений. Тезисы докладов 3 Всесоюзной конференции 7-9 февраля 1989т.- Петрозаводск: КФАН СССР, 1989.- С.70-71.

10. Кулагин А.Ю., Сахнов Н.С., Гиниятуллин Р.Х., Шен-дель Г.В., Кагарманоз И.Р. Содер;«ание аминокислот в листьях Sali-, caceas в условиях фенольного.загрязнения // Ботанические исследования г.а Урале.- Свердловск," 19S0.- С.52.

11. Кагарманоз И.Р. Сравнительная устойчивость тополей к окисла:,! азота // Промышленная ботаника.- состояние и перспективы развития. Тезисы докладов республиканской научной конференции, посвященной 25-летию Донецкого ботанического сада АН УССР (Донецк, сентябрь 1990 г.).- Киев: Наукова думка, 1SS0.- С.123-124.

12. Кагарманов И.Р. Сравнительная газоустойчизостъ тополей // Труды 3 молодекной конференции ботаников г.Ленинграда, апрель 1990. Ч.З / Ботанический институт АН СССР.- Л.- С.136-151. Деп.в ВИНИТИ 14.11.90, N.5702-B90. .

13. Batalov A.A., Kagarmaiov I.R., Siniyatullin R.Kh., Ermolaev A.M., Salikhova R.N. and Kulagin A.Yu. Accumulation of metals in salicaceae leaves and ecological optimisation of the roadside areas // Problems of UrboecMogi and Phytomelioration.-Lvov, 1991.- P.39.

l¿. Баталов A.A., Гиниятуллин Р.Х., Кагарманов И.Р., Кулагин А.Ю. Salicaceae- их участке в формировании растительного покрова техногенных ландшафтов Южного Урала // Флористические и геоботанические исследования в Сибири и на Дальнем Востоке. Тезисы докладов конференции, посвященной памяти Л.М.Черепнина.- Красноярск: ШВД СО АН СССР, 1991.- С.73-74.

15. Кулагин А.Ю., Кагарманоз И.Р., Гиниятуллин Р.Х., Сахнов Н.С., Шендель Г.В. Особенности аминокислотного состава листьев некоторых видов Salicaceae в условиях фенольного загрязнения // Техногенные воздействия на лесные сообщества и проблемы их восстановления и сохранения.- Екатеринбург: Наука,1992.- С.64-68.