Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологические особенности фенологических разновидностей дуба черешчатого (Quercus robur L. ) в условиях ЦЧР

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологические особенности фенологических разновидностей дуба черешчатого (Quercus robur L. ) в условиях ЦЧР"

од

2 4 НОВ <<и>7

На правах рукописи

МИЛЕНИН Андрей Иванович

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФЕНОЛОГИЧЕСКИХ РАЗНОВИДНОСТЕЙ ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО (ОЦЕНСиБ КОВШ Ь)

В УСЛОВИЯХ ЦЧР

Специальность 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ВОРОНЕЖ- 1997

Работа выполнена на кафедре лесоводства Воронеже государственной лесотехнической академии.

Научный руководитель.

заслуженный лесовод России, академи РАЕН, доктор биологических н; профессор Таранков В. И.

Официальные оппоненты

Ведущая организация

- доктор биологических наук, Крылов А. Г.

- чл. - кор. РАЕН, кандидат сельскохозяйственных наук, Ефимов Ю. П.

- Воронежское управление лесами.

Защита диссертации состоится "/¡^уО?

1997 года В'

часов в ауд. 118, на заседании диссертационного совета К. 064. 06. 01. Воронежской государственной лесотехнической академии.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенш подписями просим направлять ученому секретарю по адресу 394613 Воронеж, ул. Тимирязева, 8. Воронежская государствен лесотехническая академия , диссертационный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГЛТА. Автореферат разослан " ¿^>^^71997 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К 064.06.01. кандидат биологических наук, доцент

Н. М. Попе

Актуальность темы. Дубовые леса степных и лесостепных районов выполняют многообразные защитные функции. В течение длительного времени эти леса испытывают комплексное воздействие ряда неблагоприятных факторов, особенно антропогенного, поэтому возникает необходимость разработки мероприятий, направленных на сохранение генофонда ценных дубовых лесов.

Резервом повышения биологической устойчивости, продуктивности и качества дубрав является высокая степень внутривидового разнообразия дуба черешчатого. Особенно важное значение имеют его фенологические разновидности. Несмотря на более чем полуторовековую историю изучения их в нашей стране и за рубежом, имеются различные мнения об их экологии, биологии и морфологии.

Цель работы и задачи исследований - изучить экологические особенности естественных популяций дуба черешчатого с участием его фенологических разновидностей для решения практических вопросов создания биологически устойчивых высокопродуктивных дубрав в районе исследования.

В соответствии с целью работы поставлены следующие задачи иследований:

1. Изучить сезонное развитие дуба черешчатого и размещение его фенологических разновидностей в различных экологических условиях.

2. Провести наблюдения за ростом и состоянием фенологических разновидностей в различных типах дубрав.

3. Выявить особенности морфологической структуры естественных популяций фенологических разновидностей дуба черешчатого.

4. Определить показатели силы влияния и установить зависимости между приростом рано- и позднораспускающегося дуба и основными метеорологическими факторами.

Научная новизна. Получены новые данные о морфологической структуре нагорных, байрачных и пойменных дубрав Воронежской

области. Установлены закономерности пространственного размещен« фенологических разновидностей дубрав в различных экологически условиях. Сделан сравнительный анализ устойчивости насажденш Проведена оценка роста полусибсовых потомств, имеющих различно лесотипологическое происхождение.

На основе дендроклиматического анализа установлены степен влияния и форма зависимости между радиальным приростом рано позднораспускающегося дуба и метеорологическими факторам! Исследования экологических особенностей в байрачных дубрава проводятся впервые.

Обоснованность и достоверность выводов подтверждаете значительным фактическим материалом, полученным в результат использования современных методик, математической обработкой данны с применением ЭВМ.

Практическая ценность работы. Результаты имеют практическо значение для ведения лесного хозяйства в дубравах Воронежской области Разработанные рекомендации можно применять при проектированш лесовосстановительных мероприятий, рубок ухода и рубо] переформирования.

Индивидуальный подход к использованию фенологически: разновидностей позволит значительно повысить биологическук устойчивость дубрав и увеличить экономический эффект от реализацш ликвидной древесины.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены н; научно- технических конференциях профессорско-преподавательское состава (г. Воронеж 1993, 1994, 1995 г. г.) на научно-техническо! конференции посвященной 125-летию со дня рождения Г. Ф. Морозовг (г. Воронеж, 1992 г.), на научной конференции 1-го съезда Вавиловскогс общества генетиков и селекционеров (г. Саратов, 1994 г.) на научно технической конференции-"Комплексная продуктивность лесных ресурсог

и организация многоцелевого (многопродуктового) лесопользования" (г.Воронеж, 1995 г.).

Внедрение и публикация результатов исследований. Материалы диссертации использованы при разработке руководства по улучшению состояния и повышению продуктивности дубрав России. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ.

На защиту выносятся: выявленные закономерности пространственного размещения фенологических разновидностей в дубравах Воронежской области; полученные данные об устойчивости, продуктавности и морфологической структуре дубовых фитоценозов с участием фенологических разновидностей; установленные зависимости радиального прироста от метеофакторов.

Личный вклад. В работе приводятся результаты исследований, проведенные самостоятельно автором в периоде 1987 по 1996 годы.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста, состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы, включающего 180 наименований, в том числе 40 на иностранных языках. Работа содержит 32 таблицы, 40 рисунков, приложения на 21 странице.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Состояние вопроса

Изучением эколого-лесоводстаенных особенностей фенологических разновидностей в разное время занимались многие исследователи (Михайлов, 1909; Кобранов, 1925; Пятницкий, 1951, 1953; Енькова, 1946, 1951, 1964, 1980; Вересин, 1946-1963; Карандина, 1966; Третьяков, 1950; Крыжановский, 1951; Катюков, 1951; Суханова, 1959; Проказин, 1960; Топчиев, 1967; Ефимов, 1967; Ширнин, 1967; Зворыкина, Елагин, 1965;

Иевлев, 1970; Юркевич, 1954, 1964, 1969; Лукьянец, 1970-1980; Верченко, 1975; Шутяев, 1980, 1981; Евстратов, 1986; Шитов, 1986; Итурбе, 1991; Чжоу Вень, 1992 г. и многие другие.).

Основным признаком, позволяющим выделять фенологические разновидности,является начало листораспускания.

Для начала листораспускания ранораспускающемуся дубу требуется в 2-2,5 раза больше суммы положительных температур (Ефимов, 1967). Сроки наступления и интенсивность прохождения фенофаз заметно изменяются в зависимости от широты местности (Лосицкий, 1981; Евстратов, 1986; Итурбе, 1991). Многие исследователи выделяют не только раннюю и позднюю разновидность, но и промежуточную (Ефимов, 1967; Иевлев, 1970; Шитов, 1986; Stojkovic, 1991). Ответ на вопрос о приуроченности фенологических разновидностей к определенным экологическим условиям разными авторами дается по-разному. В южных районах ранняя разновидность приурочена к повышенным элементам рельефа, поздняя- к пониженным (Мачинский, 1927; Караидина, 1950; Енькова, 1950, 1958, 1980; Ефимов, 1967; Иевлев, 1972; Лукьянец, 1979 и др.). В западных районах позднораспускающийся дуб "выходит" на повышенные места (Юркевич, 1951). В поймах рек преобладает ранораспускающийся дуб (Пятницкий, 1954; Енькова, 1980.), есть данные о распространении в этих условиях позднораспускающегося дуба (Иевлев, 1972; Шитов, 1986.).

Быстрота роста рано- и позднораспускающегося дуба зависит от условий их произрастания. Н. П. Кобранов (1925), Ю. П. Ефимов (1967) отмечали, что позднораспускающийся дуб имеет большую энергию роста. Имеются данные о более быстром росте в молодом возрасте ранораспускающейся разновидности (Лукьянец, 1979.). Влияние метеофакторов на прирост дуба черешчатого изучали П. Б. Раскатов (1948, 1964), С. И. Костин (1963), А. А. Молчанов (1976), В. Г. Болычев (1968), Ю. П. Ефимов (1974), Hola, Paola (1991), S. Y. Zang (1994), В. В. Рубцов, И. А.

Уткина (1995) и др. Однако только некоторые из них выполнены с учетом фенологических разновидностей, при этом влияние возраста не учитывалось.

В насаждениях позднораспускающегося дуба больше деревьев с ценными признаками ( Енькова, 1951; Ефимов, 1967; Иевлев, 1970; Евстратов, 1986; Итурбё, 1991). Отмечено, что в насаждениях ранораспускающегося дуба наблюдается снижение биологической устойчивости (Иевлев, 1972; Лукьянец, 1975; Ащеулов, Таранков, 1994).

Имеющиеся литературные данные показывают, что ведение хозяйства в дубравах без учета фенологических разновидностей дуба не допустимо, так как это приводит к ухудшению их качества и состояния. Многообразие условий произрастания, значительная экологическая и морфологическая изменчивость дуба черешчатого требуют новых подходов в изучении эколого-лесоводственных особенностей его фенологических разновидностей в пределах каждого лесорастительного района, типа дубравы, типа леса.

2. Программа, методика исследований и объем выполненных работ

В программу исследований были включены следующие вопросы:

1. Изучение фенологической структуры дубрав.

2. Выявление лесоводственных особенностей фенологических разновидностей в разных типах дубрав.

3. Изучение морфологической структуры естественных популяций фенологических разновидностей дуба черешчатого в различных экологических условиях.

4. Оценка устойчивости насаждений дуба черешчатого с участием его фенологических разновидностей.

5. Установление зависимости между приростом и основными метеорологическими величинами.

Фенологические наблюдения проводились согласно методическим указаниям ( Бейдеман, 1974; Булыгин, 1979; Анциферов, Чемарина, 1980). После установления фенологической структуры закладывались постоянные пробные площади в соответствии с ОСТ-56-69-83. На пробных площадях у всех деревьев дуба определялись следующие показатели: диаметр и высота ствола, диаметр и протяженность кроны, длина бессучковой зоны и деловой части ствола, форма и качество ствола, тип ветвления, толщина скелетных ветвей. Для сопутствующих пород проводили измерение высот и диаметров.

Устойчивость сообществ дуба с различной фенологической структурой устанавливали по реакции на неблагоприятные факторы среды, проявляющейся в усыхании кроны, образовании новых структурных форм (водяных побегов), злокачественных новообразований. Все деревья дуба на пробных площадях распределялись по категориям состояния.

Для оценки влияния лесорастительных условий на рост потомств фенологических разновидностей дуба был заложен опыт. Желуди от свободного опыления были собраны в эдатопах: Дз; Д2; Дм; Д| и До и посеяны в условиях Вг. Оценку роста потомств делали по методике С. Н. Багаева (1982).

Химический анализ почв и растений проводился по общепринятым методикам. Определение гумуса - по методу Тюрина (ГОСТ 26213-84); азота - титриметрическим методом по Кельдалю (ГОСТ 13496-84), сухой золы (ГОСТ 26226-84), калия - на пламенном фотометре, кальция -комплексо-метрическим методом (ГОСТ 265570-85), фосфора - ванадиево-молибденовым методом (ГОСТ 266577-85), приготовление солевой вытяжки и определение ее рН- по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-83), обменной кислотности (ГОСТ 26484-85).

V 9

Для изучения влияния климатических факторов на рост рано- и позднораспускающегося дуба брали модельные деревья, спилы и керны древесины, на которых после обработки измеряли ширину годичных колец микроскопом МБС-1 с точностью до 0,05 мм. По данным измерений ширины годичных колец были рассчитаны показатели силы влияния метеорологических факторов и построены уравнения зависимости.

При реализации намеченной программы выполнен следующий объем работ:

1. Заложены 15 пробных площадей в различных типах дубрав Воронежской области.

2. Сделаны повторные перечеты на 8 пробных площадях.

3. Проведены фенологические наблюдения на двадцати трех пробных площадях.

4. - Изучено пространственное размещение фенологических разновидностей в основных типах дубрав Воронежской области на маршрутах общей протяженностью более 100 км.

5. Собрано и обмерено 8 тыс. желудей дуба.

6. Выращено 5 тыс. сеянцев, у которых измерены высота и диаметр.

7. Созданы опытные культуры на площади 0,5 га.

8. У более чем 2000 деревьев дуба измерены: высота, протяженность кроны и бессучковой зоны, длина деловой и прямой части ствола.

9. На 23 пробных площадях сделан анализ распределения деревьев дуба: по классам роста и продуктивности, селекционным и категориям состояния.

10. Взято 8 модельных деревьев, 100 спилов и 160 кернов древесины.

11. Сделано более 20 тыс. измерений ширины годичного кольца, ранней и поздней зоны.

12. Выполнены химические анализы почв-45 образцов, древесины-24 образца.

13. На основании полученных материалов и камеральной обработ. составлено 40 вариационных рядов, 50 дисперсионных комплексе получено 48 регрессионных уравнений.

3. Характеристика районов и объектов исследования

По литературным источникам, материалам лесоустройства метеорологических станций дается характеристика климата, рельеф почв, гидрологических и лесорастительных условий район исследований.

Эколого - лесоводственные особенности фенологических разновщ ностей дуба черешчатого изучались нами в основных типах дубрав ЦЧР нагорной дубраве Шипова леса (ТЛУ-Дг; Д1; До; Дьк; Дз), в байрачн] дубравах Калачеевского мех-лесхоза (ТЛУ-Е г;Е1 ), в пойменной (ТЛ ДзП) и нагорной (С2 ;Вг) дубравах Учебно-опытного лесхоза ВГЛТА, 23 постоянных пробных площадях, заложенных по экологичесю вариантам, в естественных 50-175-летних насаждениях дуба черешчато семенного и порослевого происхождения.

4. Особенности сезонного развития и пространственного размещения фенологических разновидностей в различных типах дубрав

Период листораспускания у дуба в лесостепной зоне начинается третьей декаде апреля, в степной - во второй (зависит от накоплен положительных температур). Разница в сроках начала листораспускан рано- и позднораспускающегося дуба составляет две-три недели.

В оптимальных условиях произрастания (Дг) кривые хс листораспускания имеют двухвершинный характер, что свидетельствуем

принадлежности особей к разным фенологическим разновидностям; процесс листораспускания значительно растянут во времени и между крайними вариантами имеется обилие переходных форм. В экстремальных условиях (До) кривые хода листораспускания имеют одновершинный характер. В отличие от свежей дубравы, во влажной дубраве (Дз) процесс листораспускания у дуба начинается и заканчивается позже, вследствие чего фенологическая амплитуда сокращается на 7-10 дней; эмпирическая кривая хода листораспускания имеет положительную асимметрию, что свидетельствует о направленном отборе позднораспускающихся генотипов. Период листораспускания дуба во влажной пойменной дубраве (ДзП) начинается в третьей декаде апреля, через 10-12 дней после спада паводковых вод и совпадает с началом листораспускания раннего нагорного дуба, а так же с массовым цветением калужницы болотной (Caltha palustris L). В байрачных дубравах начало листораспускания у дуба ранораспускающейся разновидности приходится на вторую декаду апреля и совпадает с началом листораспускания у яблони лесной, липы мелколистной, у позднораспускающегося дуба - с началом цветения ландыша майского (Convallaria majalis L.), звездчатки ланцетовидной (Stellaria holostea L.) и купены многоцветковой (Poligonatum Multiflorum (L.) All . ). В пределах популяций ранораспускающегося дуба вступление в фазу колеблется от 5 до 7 дней, позднораспускаюшегося дуба от 10 до 12 дней. Кривые хода листораспускания имеют одновершинный характер, в условиях - Ei отрицательную асимметрию, Ег - положительную.

В каждом типе лесорастительных условий та или иная фенологическая разновидность избирает позиции, которые в наибольшей степени соответствуют ее биоэкологическим особенностям, что создает довольно сложную картину их пространственного размещения. В нагорной дубраве (Шипов лес) позднораспускающаяся разновидность преобладает по дну тальвегов балок, на водораздельных плато, на перегнойно-карбонатных почвах, с южной стороны солонцовых полян.

Ранораспускающаяся разновидность преобладает на иссушаемых склош южных и юго-восточных экспозиций. В отличие от нагорной дубравы, байрачных дубравах позднораспускающаяся разновидность дуба у водораздельные плато "не выходит". В нагорной судубраве не толь» орографический, но и эдафический фактор оказывает значительнс влияние на распространение фенологических разновидностей. В этт условиях позднораспускающаяся разновидность преобладает I суглинистых почвах, ранораспускающаяся - на супесчаных.

Таблица

Сила влияния экологических факторов на фенологическую структуру.

Градация экологических факторов. Показатель силы влияния на результативный признак, % Ошибка Рф

р=0,05 р=0,0

Фактор А орографические условия 91,8 0,017 53,8 3,4 6,0

Фактор В увлажнение местообитания (гигротоп) 81,9 0,047 17,4 2,7 4,2

Фактор С эдафические условия 54,2 0,076 7,1 2,6 3,9

и

По степени влияния на распространение фенологических разновидностей экологические факторы располагаются в следующем порядке: орографические условия - 91,8%; степень увлажнения почвы -81,9%; плодородие почвы - 54,2% (таблица 1.). Наибольшее влияние на распространение рано- и позднораспускающихся популяций оказывает рельеф, который перераспределяет температурный режим, влияет на физико-химические свойства почвы.

5. Рост и состояние фенологических разновидностей в различных типах

леса

В условиях свежей дубравы (Дг) более высокими показателями продуктивности характеризуются насаждения с преобладанием позднораспускающейся разновидности. В возрасте 175 лет запас больше на 92,3 м3/га (17%), средняя высота - на 1,7 м (5%), средний диаметр - на 6 см (11%), средний прирост - на 0, 48 м3/га. В условиях сухой дубравы (ДО более высокими показателями характеризуются насаждения ранораспус-кающегося дуба. В возрасте 75 лет средняя высота больше на 1 м (5%), средний диаметр - на 2,2 см (8%), запас - на 30,4 м3/га (12,5%), средний прирост - на 0,06 м3/га (1,5%). В условиях очень сухой дубравы на солонцеватых почвах (До) в возрасте 95 лет, в насаждениях ранораспускающегося дуба средний диаметр больше на 2,8 см (10%), запас-на 10,7 м3/га (15,9%), средний прирост - на 0,11 м3/га (5,8%).

В байрачных дубравах более высокими показателями характеризуются насаждения позднораспускающейся разновидности дуба. В условиях Ег, в возрасте 50 лет запас древостоя больше на 42м3/га. В условиях В2 на супесчаных почвах лучшими показателями роста характеризуются насаждения с участием ранораспускающейся разновидности дуба- в возрасте 95 лет запас древостоя больше на 24,2 м3/га (16,2%).

и

Наличие существенных различий между популяциями фенологических разновидностей подтверждаются данными статистической обработки (таблица 2.).

Таблица 2,

Достоверность различий между насаждениями фенологических разновидностей по высоте и диаметру.

Тип лесо-растительных условий Фенологическая разновидность Высота, м Диаметр, см

М±м с,'/о 1 М±м с.% 1

П+Р 32,8 ±0,43 9,7 54,8+1,22 16,6

Д2 Р+П 29,9 ±0,36 9,1 5,2 49,4±0,94 15,4 3,4

п 17,4± 0,24 15,1 23,1 ±0,41 19,5

д. р 21,3± 0,26 10,4 10,8 26,8 ±0,55 17,7 5,4

п 18,1± 0,36 18,0 21,8±0,42 16,1

До р 16,2+0,50 24,2 3,1 26,9±0,55 19,4 7,3

Продуктивность насаждений фенологических разновидносга связана с их структурой. Сообщества с участием ранораспускающейо разновидности дуба характеризуются более сложной структурой, в ни? сильнее выражается ярусность, больше доля участия сопутствующи} пород. В условиях • Дг запас сопутствующих пород в насажденш позднораспускающегося дуба - 21,6%, ранораспускающегося - 29,0%; ] условиях Д1 - 13,4% и 44% соответственно. В байрачных дубрава: насаждения позднораспускающегося дуба чистые и простые ранораспускающегося - смешанные и сложные, запас сопутствующи; пород в Е1 составляет - 34,3%. В пойменной дубраве в сообществах '

участием ранораспускагощейся разновидности доля участия дуба в составе древостоя еще меньше.

На рост потомств фенологических разновидностей наибольшее влияние оказывает лесотипологическое происхождение желудей. Показатель силы влияния этого фактора в два раза больше, чем принадлежность к фенологической разновидности.

В обследованных типах леса нарушение устойчивости сильнее выражено в насаждениях ранораспускающегося дуба: в условиях Д2 количество поврежденных деревьев больше на 5,6%, Дгна 2,3%, чем в насаждениях позднораспускающегося дуба. Доля деревьев с признаками усыхания (Ши IV категории состояния), в условиях Д2 больше на 13,5%, Д1-на 11,9%. Такая же закономерность наблюдается и в байрачных дубравах. Деревьев с признаками усыхания в насаждении ранораспускающегося дуба больше на 8,3%. Наиболее сильно снижение биологической устойчивости наблюдается в пойменных дубравах. Деревья, поврежденные морозобоем составляют 26,6%, с трутовыми грибами-15,7%, с признаками усыхания-64,2%.

6. Экологическая изменчивость морфологической и качественной струетуры насаждении фенологических разновидностей дуба черешчатого^

Позднораспускающиеся популяции дуба черешчатого имеют в своем составе больше деревьев с прямой формой ствола и моноподиальным типом ветвления. Наиболее резко различия между популяциями фенологических разновидностей по этим показателям проявляются на неблагоприятном экологическом фоне (очень сухая солонцеватая - До и сухая байрачная дубрава - ЕО, где показатели существенности различий наибольшие. По толщине скелетных ветвей и величине угла их отхода от основного ствола так же наиболее существенные различия выявлены в условиях - До,Е|.

Таблица 3.

Достоверность различий между насаждениями фенологических разновидностей по качественным признакам.

Тип Фенораз- Доля Среднее Ошибка Критерий

лесорасти- новид- признака, квадрати- доли достовер-

тельных ность Р,% ческое признака, ности

условии отклонение шр разностей

ст,% долей, г

Прямоствольность

Да П+Р 68,4 46,49 4,24 2,58

Р+П 52,4 49,94 4,55

Д. П 71,2 45,28 3,20 1,36

Р 64,9 47,73 3,37

До П 58,5 49,20 3,80 3,34

Р 40,8 49,10 3,90

Е2 П 77,4 41,05 4,14 3,35

Р 55,9 49,65 4,32

Е1 П 34,0 30,56 5,18 6,50

Р 30,7 45,12 6,39

С2 П 48,8 49,99 2,7 3,8

Р 36,8 48,23 2,8

Моноподиальность ветвления

Д* П+Р 52,6 49,93 6,78 3,80

Р+П 27,6 41,82 3,90

Д. П 53,6 49,87 4,60 3,50

Р 31,2 46,33 4,33

До П 39,2 48,82 4,56 2,75

Р 23,4 42,33 3,49

Е2 П 75,5 43,5 4,30 6,50

Р 33,0 47,02 4,63

Е, П 82,0 38,40 5,43 7,6

Р 21,6 41,15 5,76

Сг П 57,5 49,43 2,66 2,30

Р 48,4 49,97 2,91

Из-за лучшей формы ствола в насаждениях позднораспускающегося дуба больше деревьев лучших селекционных категорий. Наихудшую селекционную структуру имеют популяции ранораспускающейся разновидности из пойменной дубравы. По соотношению деревьев с искривленной формой ствола пойменные дубравы сходны с насаждениями ранораспускающейся разновидности сухих байрачных дубрав.

7. Дендроклиматнческий анализ дуба черешчатого в различных типах

дубрав

В динамике радиального прироста деревьев как ранней, так и поздней разновидности, наблюдается цикличность. Наиболее отчетливо выделяются 2-3, 5-7, 11, 22, 40, 50 и 100- летние циклы. В отдельные годы снижение прироста наблюдается в насаждениях и поздно- и ранораспускающегося дуба. В условиях свежей снытьевой дубравы значительное снижение общего прироста наблюдалось в 1842-1846 и 19691975 годах. Абсолютный минимум радиального прироста в насаждении ранораспускающейся разновидности дуба отмечен в 1972 году (0,57 мм ширина годичного слоя и 0,33 мм - поздней зоны). В этих условиях снижение прироста наблюдается не только в засушливые годы, но и в многоводные периоды. Повышенные приросты приходятся на годы с количеством осадков от 500 до 700 мм и температурой воздуха близкой к средней многолетней. В благоприятные по метеоусловиям годы прирост в насаждении рано- и позднораспускающегося дуба увеличивается на одинаковую величину, в неблагоприятные - сильнее падает в насаждении ранораспускающегося дуба. Прирост в насаждении позднораспускающегося дуба более стабилен, колебания радиального прироста особенно увеличиваются после засушливых периодов.

В условиях - Д2 как избыток, так и недостаток осадков оказывает лимитирующее воздействие на прирост. Зона оптимума с повышенными индексами прироста для ранораспускающейся разновидности находится I пределах 435-745 мм в год, для позднораспускающейся- 470-840 мм (рис.1.).

В этих условиях в многоводные периоды прирост больше I насаждениях позднораспускающегося дуба, в засушливые ранораспускающегося. В отличие от свежей дубравы, в сухой и очеш сухой дубравах увеличение годовых осадков не приводит к снижении: прироста. Увеличение зимних осадков способствует повышению приросте во всех типах лесорастительных условий, сила влияния этого факторг возрастает от очень сухих гигротопов к свежим. Между температурой воздуха и приростом выявлена обратная связь. В годы с повышенной температурой воздуха формируются пониженные приросты, такая закономерность сохраняется для среднегодовой, летней и температурой воздуха за вегетационный период.

В байрачных дубравах минимумы и максимумы в насаждениях фенологических разновидностей в основном совпадают. Реакция у рано- и позднораспускающегося дуба на изменение метеофакторов, так же как и е нагорной дубраве, проявляется по-разному. После засухи 1972 года падение прироста было сильнее в насаждениях ранораспускающегося дуба.

В пойменной дубраве повышенные индексы прироста приходятся на годы с количеством осадков и температурой воздуха близким к среднегодовой многолетней норме. Рассматривая многолетнюю динамику радиального прироста в пойменных условиях следует отметить его крайнюю нестабильность за счет больших отклонений от устойчивого состояния. В этих условиях максимальные отклонения ширины годичного кольца наибольшие и варьируют в пределах от 168% до 48%. Амплитуда колебаний радиального прироста повышается с увеличением возраста насаждения.

о.

с

о и о

я л

СЗ Оч

О «

и

«

X

К

115 110

105 100 95 90 85

110 105 100 95 90 85

400

2л =-1,45001Е-0.6У/г-Ч 1.9 Ю38Е-0.3\Уг+0.42198 гр =-1.91718Е-0.6\Угг+2.48965Е-0.3У\'г+0.251

500

Сумма осадков за год, мм, ЭДг

600

700

800

900

7л =-1.04100Е-0.6\Уг1+1.63309Е-0.3\Уг+0.44257 2р =-1.1329Е-06 \УгН1.80801 Е-0.3М/г+0.34297

ТЛУ-Бо

Сумма осадков за год. мм, Wr

400

500

600

700

800

900

Рис. 1. Уравнение зависимости между приростом и осадками за год в свежей -Д2 и очень сухой дубраве - До, в насаждениях: 1-позднораспускающейся и 2- ранораспускающейся разновидности дуба.

ВЫВОДЫ.

1. В дубравах Воронежской области выявлены три типа популящ по срокам листораспускания: а) состоящие только из ранораспускающих фенотипов; б) состоящие из ранораспускающихся, промежуточных позднораспускающихся фенотипов; в) состоящие только i позднораспускающихся фенотипов. Первый тип распространен пойменных условиях, в нагорных и байрачных дубравах на верхних част склонов южных экспозиций, по северным опушкам солонцовых поля второй - в нагорных дубравах на ровных водораздельных плато и верхи частях пологих склонов северных экспозиций; третий - по днищ; тальвегов балок, по южным опушкам солонцовых полян.

2. Период листораспускания дуба в лесостепной зоне начинается третьей декаде апреля, в степной- во второй. Плодоношен фенологических разновидностей зависит от сочетания метеофакторов период формирования урожая и не совпадает по годам.

3. Продуктивность и устойчивость насаждений с участи фенологических разновидностей зависит от условий местопроизрасташ В условиях нагорной дубравы, в свежих гигротопах более высоки] показателями роста характеризуются насаждения с участи позднораспускающейся , разновидности дуба, в сухих ранораспускающейся. На богатых почвах лучше pací ранораспускающийся дуб, на бедных - позднораспускающийся. На рс потомств фенологических разновидностей оказывает влиян лесотипологическое происхождение и величина желудей.

4. Во всех обследованных типах леса нарушение биологическ устойчивости сильнее выражено в насаждениях с участи ранораспускающейся разновидности дуба.

5. Популяции позднораспускающегося дуба имеют лучшую морфологическую структуру, в них больше прямоствольных деревьев с моноподиальным типом ветвления , с тонкими скелетными ветвями. Различия по качественным признакам между популяциями фенологических разновидностей сильнее проявляются на неблагоприятном экологическом фоне: в условиях сухой байрачной дубравы и очень сухой солонцовой дубравы.

6. Содержание биогенных элементов в компонентах сообществ дуба черешчатого с участием его фенологических разновидностей изменяется в зависимости от лесорастительных условий. В оптимальных условиях произрастания • Дг содержание азота и зольных элементов больше в растениях позднораспускающихся насаждений дуба, в экстремальных- До-ранораспускающихся насаждениях дуба черешчатого.

7. Сила влияния метеофакторов на прирост возрастает от экстремальных к оптимальным условиям произрастания. Наиболее чувствительными к изменению метеоэлементов являются древостой с участием поздиораспускающейся разновидности дуба. Форма связи между метеоэлементами изменяется в зависимости от условий местопроизрастания. В свежих гигротопах как избыток, так и недостаток осадков оказывает угнетающее воздействие на прирост, в сухих и очень сухих - только их недостаток.

8. Стабильность прироста связана с устойчивостью фитоценозов. Наименее стабилен прирост в насаждениях ранораспускающейся разновидности дуба (пойменные, байрачные дубравы), где различия между максимальными и минимальными значениями ширины годичного кольца достигают наибольшей величины.

9. В связи с прогнозируемыми климатическими изменениями наиболее приспособленными следует считать сообщества с участием поздиораспускающейся разновидности дуба черешчатого.

РЕКОМЕНДАЦИИ

Для повышения продуктивности' и. качества дубрав необходимо организовать ведение лесного хозяйства ( лесовосстановительные мероприятия, рубки ухода, рубки переформирования) с учетом лесоводственно-экологических особенностей фенологических

разновидностей дуба черешчатого.

При проведении лесоустроительных работ в дубравах целесообразно составлять карты пространственного размещения фенологических разновидностей.

Насаждения ранораспускающейся разновидности дуба рекомендуется выращивать в сухих нагорных и байрачных дубравах, в поймах рек и на супесчаных почвах; позднораспускающуюся - в свежих нагорных и байрачных дубравах, с южной стороны солонцовых полян, на перегнойно-карбонатных почвах, на нижних частях склонов и по днищам балок.

Отвод деревьев в рубки ухода в типах леса , где фенологические разновидности произрастают совместно (свежая снытьевая дубрава и судубрава) проводить в период листораспускания, намечая в рубку деревья дуба ранораспускающейся разновидности. Для улучшения состояния дубрав заменить порослевые древостой на семенные в условиях влажной пойменной и свежей байрачной дубравы. Использовать показатель стабильности прироста, как диагностический признак состояния древостоя.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Фенотипический анализ фонда плюсовых деревьев дуба Шилова леса // Селекция ценных форм древесных пород и их использование для создания целевых насаждений/ Сб. научи, тр.- Воронеж: ЦНЙИЛГиС. 1989.- С. 13-22. (в соавторстве с А. М. Шутяевым, А. А. Севериным).

2. Экологическая изменчивость фенологической структуры естественных популяций нагорной дубравы Шипова леса // Матер, конф., посвящ. 125-летию со дня рожд. Г. Ф. Морозова, Воронеж, 12-13 марта, 1992/ Воронеж. Лесотехн. ин-т. -Воронеж, 1993.-С. 74-75.- ДЕП в ВНИИЦ-лесресурс 23.04.93, № 922-лх 93.

3. Структура урожая внутривидовых таксонов дуба черешчатого в различных экологических условиях Шипова леса/ ДЕП. в ВИНИТИ 03.03.94,№531-В 94.

4. Влияние происхождения желудей на рост сеянцев дуба // Матер. I-го съезда ВОГИС. Саратов, 20-25 декабря 1994 г.// Генетика , т. 30, приложение 1994,- С. 154. (в соавторстве с В. И. Таранковым).

5. Эколого-лесоводственные особенности морфологической структуры популяций дуба черешчатого различных фенологических разновидностей// Изв. вузов. Лесн. ж,- 1994.- № 4.-С. 51-54.(в соавторстве с В.И. Таранковым).

6. Продуктивность насаждений фенологических разновидностей дуба черешчатого в различных типах леса ЦЧР// Комплексная продуктивность лесов и организация многоцелевого (многопродуктового) лесопользования: Тез. докл. Всероссийской конф. Воронеж, 13-14 декабря 1995 г. Воронеж 1996.- С.81-82. (в соавторстве с В. И. Таранковым)