Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭВКОММИИ ВЯЗОЛИСТНОЙ EUCOMMIA ULMOIDES OLIV., ИНТРОДУЦИРОВАННОЙ НА СЕВЕРО-ЗАПАДНОМ КАВКАЗЕ, И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ВАК РФ 03.00.32, Биологические ресурсы

Автореферат диссертации по теме "ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭВКОММИИ ВЯЗОЛИСТНОЙ EUCOMMIA ULMOIDES OLIV., ИНТРОДУЦИРОВАННОЙ НА СЕВЕРО-ЗАПАДНОМ КАВКАЗЕ, И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ"

¿¿-¿У у

На правах рукописи

ТРИЛЬ Аркадий Владимирович

ЭКОЛОГО-БИОЛОГНЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭВКОММИИ ВЯЗОЛИСТНОН Eucommia uhnoides Oliv., ПНТРОДУЦИРОВАППОИ 11Л СЕВЕРО-ЗАПАДНОМ КАВКАЗЕ, И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

03.00.32 ~ биологические ресурсы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных паук

Майкоп, 2005

Работа выполнена па кафедре экологии и заповедного дела Майкопского государственного технологического университета

1 (аучнын руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент ШАДЖЕ Лмпнст Ерсстсмовня

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

старший научным сотрудник Кар гелев БладпмирГеоргпевпч кандидат биологических наук, Чтяо Светлана Илъясовна

Всдушая организация - Воронежская государственная

лесотехническая академия

Защита состоится « 04 » марта 2005 г. в 10 часов па заседании диссертационного совета К 212.ИЗ,01 при Майкопском государственном технологическом университете но адресу: 385000, Республика Адыгеи, г. Майкоп, ул. Первомайская, 191, МГТУ,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Майкопского государственного технологического университета

Автореферат разослан «02» февраля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. с.-х. наук, доцент

Шлджс А.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Возрастающая потребность в лекарственных средствах растительного происхождения и интерес к ним научной и народной медицины требуют серьезного изучения биологических ресурсов, в том числе перспективных лекарственных растений. Одним из таких растений, известных в китайской медицине свыше 1000 лет, является эвкоммия вязолнетная Еисотгша иЬюШся ОИу. В нашей стране интерес к этому растению проявили не только как к лекарственному, по и как к техническому - уникальному источнику сырья для получения гуттаперчи. Несмотря па то, что родина эвкоммии -горные леса влажных субтропиков Центрального и Восточного Китая, она выгодно отличается от большинства других субтропических растений значительной морозоустойчивостью, что позволило культивировать се за пределами влажных, субтропиков (Калантырь, 1951, 1958, 1961; Лещенко, 1952; Иванченко, 1952; Прикладовская, 1953; Бсло-слюдова, 1953; Чачава, 1961 и др.).

Перспективы использования эвкоммии вязолиспюй в качество лекарственного растения и гуттаперчсноса привели к тому, что в середине прошедшего века этот вид стал широко вводиться в культуру в южных районах бывшего СССР.

За последние 40 лет роль эвкоммии как гуттаперче!юса несколько снизилась. Однако ее высокие гипотензивные свойства (Гос. Фармакопея...,1951) переориентировали освоение этой культуры как перспективного лекарственного растения.

В течение полувека эвкоммия вязолнетпая, внедренная в различные экосистемы Северо-Западного Кавказа, развивалась и адаптировалась безвоеденствия человека, без постоянных наблюдений. По-разному проявились се акклиматизация и взаимосвязь с аборигенными видами.

Цель и задачи исследования. В связи с этим, цель нашей работы заключалась в оценке изменчивости и адаптации эвкоммии вязо-лисгной, ннтродудпрованной на Северо-Западном Кавказе, в определении перспектив се использования. В соответствии с целыо были поставлены следующие задачи;

1.Провести инвентаризацию имеющихся насаждений эвкоммии в Краснодарском крас и в Республике Адыгея, дать характеристику их современного состояния.

2.Изучить эколого-фитоцснотическис условия произрастания насаждений эвкоммии в различных географачссм^-раГюшх Сс.псро-

Западного Кавказа. ЦНБ МСХА |

фонд научной литературы:

3.Изучить морфологическую изменчивость и биологические особенности эвкоммии в результате длительного периода акклиматизации

4.Установить связь роста и развития эвкоммии с эдафическими условиями.

5.Разработать агротехнические и технологические условия затрат на создание промышленных плантаций эвкоммии.

¿.Определить перспективы дальнейшего использования насаждений эвкоммии и их экономическую эффективность.

II пум пая новизна. Впервые подведены итоги 40-50-лстнси интродукции эвкоммии вязолистиой на Северо-Западном Кавказе, Установлено общее состояние насаждений эвкоммии, дана оценка успешности интродукции этого вида в различных экологических и фнтоцс-нагичсских условиях обитания, определена эколого-фитоценотичсская приуроченность более продуктивных популяций. Изучены морфологическая изменчивость, биологические особенности 40-50-лстних деревьев и установлена их связь с основными почвенными показателями. Выделены шггродукциоппые популяции с плюсовыми деревьями, пригодными для селекции. Определены семенная продуктивность и запасы сырья (коры) этого ннтродуцента. Составлены технологические карты па создание порослевых насаждений эвкоммии и определены перспективы сс дальнейшего использования.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для сслскцни и ссмоюводства эвкоммии вязолисгнон за пределами субтропиков в различных экологических условиях. Высокая продуктивность, способность давать полноценные ссмспа и самосев свидетельствуют о высокой степени интродукции и акклиматизации эвкоммии наравне с аборигенными видами. Разработанные агротехнические приемы возделывания эвкоммии позволяют создать порослевые насаждения с высокой экономической эффективностью.

Личный вклад автора. Разработка программы п методики работы. Сбор и обработка полевых и литературных материалов. Анализ полученных результатов. Составление технологических карт и экономических расчетов по созданию новых насаждений и реконструкции малоценных насаждений.

На защиту выносится основные положения: 1 .Определяющее влияние на современное состояние и продуктивность эвкоммии вязолистиой па Ссвсро-Западпом Кавказе эколого-гсографических и фитоцснотичсских условий произрастания. 2.Фснотнпнчсский характер эколого-гсографичсской изменчивости морфологических признаков.

3.Высокий адаптационный и продуктивный потенциал (»продукционных популяций эвкоммии как стратегия расширения ее ареала. 4.Экономическое обоснование использования порослевых насаждений эвкоммии и реконструкции насаждений из малоценных пород с введением интродуцента.

Апробация работы к публикации. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на расширенном заседании ученого совета экологического факультета МГТУ (2003, 2005), па Международных научных конференциях «Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира» (Майкоп, 2002,2003), на научно-практических конференциях (Майкоп, 1998,2000) и опубликованы в 5 печатных работах.

Структура н объем диссертации. Диссертация изложена на 158 страницах машинописного текста и состоит из введения, шости глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Список использованной литературы включает 148 источников, в том числе иностранных 19. Текст иллюстрирован 46 таблицами и 18 рисунками.

Содержание ряботы 1. Ботан и ко-гсо графическая и ресурсоведческая характеристика Eucommia ulmoides Oliv Из литературного обзора следует, что эвкоммия вязолистпая Eucommia ulmoides Oliv, представляет интерес для исследований в разных направлениях. Это - довольно древний вид из монотипных семейства и рода, которые своими корнями уходят вглубь палеогена (Тахтаджяи, 1970, 1987; Жизнь растений, 1980).

Ареал эвкоммии расположен целиком в Центрально-Китайской провинции Восточно-Азиатской области. В диком виде она обитает на высотах от 300 м до 2500 м над ур. м., преимущественно в подлеске горных влажных су<лропнчсскнх лесов Центрального Китая, реже встречается в низкогорьях лиственных лесов в зоне умеренного климата.

Само растение, его природа, сформировавшиеся в процессе эволюции, его экология и география отражают длительную историю вида. Как реликтовый вид, дошедший до наших дней, он тем не менее обладает большим резервом экологической приспособляемости (Криштофович, 1934; Вульф, 1944; Тахтаджяи, 1978),

Как ценное лекарственное, техническое и декоративное растение, она в середине XX века прочно вошла в состав хозяйственно важных древесных пород (Калантырь, Заботкии, 1952; Калантырь, 1961; Гос. фармакопея.,,, 1968; Вульф, Малеева, 1969; Приступа, 1973; Турова, 1974; Шрстср и др., 1979 и др.).

г>

Незаслуженно забытая п мало используемая в России в настоящее время эта экзотическая культура остается перспективной для широкого внедрения как в лссимс сообщества для повышения их продуктивности н биоразнообразия, так п создания плантации для получения ценного уникального лекарственного сырья.

Настало время посмотреть на культуру эвкоммии вязолистнои с новых позиций, оценить насколько этот вид сохранился в старых посадках 50-лстнсго возраста, как он взаимодействует с аборигенными видами, как происходит его размножение, восстановление и развитие без участия человека.

Всс это определило цель, задачи и программу наших исследований на Северо-Западном Кавказе.

1, Программа, объекты п методика исследования

Программой работ было предусмотрено: изучение физико-географических, геоботаннческих и лесорастнтельных условии районов произрастания эвкоммии в природе и в культуре; анализ экологических и .морфологических особенностей вида в различных географических пунктах интродукции; инвентаризация имеющихся насаждений растения в Краснодарском крас и в Республике Адыгея; изучение ростовых процессов и биологических особенностей растений эвкоммии за 40-50-лстинй период интродукции; определение лссотаксацнонных показателей, семенной продуктивности и запаса сырья породы в изучаемых районах; анализ основных почвенных показателей и их связи с ростом и развитием растений; разработка технологии создания порослевой культуры эвкоммии на СевероЗападном Кавказе и определение се экономической эффективности.

Объектами исследования явились десять ш продукционных популяций эвкоммии вязолистной, произрастающих в различных географических н фитоцснотичоских условиях Краснодарского края и Республики Адыгея: из них три в Сочинском национальном парке (г. Сочи), четыре -в Кропоткинском лесхозе (окр. г, Кропоткина Краснодарского края) и три - в Гузсрнпльском лесхозе Рсстблнки Адыгея (окр. нос. Хаджох).

Состояние и перспективность интродукции насаждений эвкоммии в различных географических районах изучали и оценивали, применяя ряд традиционных методов шпродукцпи (Вавилов, 1931, 1967; Культиасов, 1953;Снпская, 1963;Базилсвская, 1964; Крылова,Шретер, 1971;Лапин, Сиднсва, 1973; Бсйдсман, 1974; Цснопопуляции растсннй.,., 1976; Кор-милиции, 1977; Уранов, 1977; Зайцев, 1981; Майсурадзс и др., 1984).

Описание древостоя проводили, руководствуясь ОСТом 56-69-83 (Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки, 1983). Таксаци-

опныс описания составляли поН.П. Апучину (1960), Б.П. Орлову ( 1996), используя также Инструкцию,,. (1995) и Лссотаксационны й справочник (Харин и др., 1991). Описание подроста, подлеска, живого напочвенного покрова проводили, пользуясь гсоботаничсской и фитоцсноггичсской литературой (Гроссгсим, 1949; Программа..., 1974; Миркин, Розснбсрг, 1978; Вальтф, 1982; Работнов, 1983). Для этого па каждой пробной площади закладывали по 20-30 учетных площадок размером 1 х 1 м~, на которых описывали видовой состав, высоту, фенофазу и обилие растении.

Семенную продуктивность определяли с помощью метода Каппс-ра по шкале величины урожая семян лесных сообществ. Запас сырья, изучали руководствуясь методом модельных экземпляров (Крылова, Шретср, 1971). Для этого в периферийной части кроны среднего по росту н развитию дерева отбирали модельные ветви около 1 м длиной -по одной с южной, северной, восточной и западной сторон. Длину ветви и ее побегов измеряли по оси побега. Затем производили отделение коры и взвешивали во влажном и воздушно-сухом состоянии.

Анализ содержания гумуса и основных макроэлементов в кор-нсобитаемом слое почвы проводили, используя общепринятые методы (Агрохимические методы..., 1975; Полевые исследования..., 1984, Почвы,.., 1984).

Эстетическое состояние насаждений оценивали по шкале оценки воздействия патологических факторов на эстетическое состояние насаждений (Солнцев, Маргашов, 1990), Общее состояние насаждений оценивали, руководствуясь шкалой категорий состояния лесных лиственных пород (Рекомендации,.., 1992; Сборник лссотаксациониых..., 1995; Руководство..., 1996), Степень устойчивости к болезням и вредителям определяли по модифицированной методике Т,Д Гаршиной и В Н. Кабанцевон ( 1971 ), Н.В. Ширяевой и Т.Д. Гаршиной (2001).

Быстроту роста определяли по балльной системе A.B. Лукина (Рекомендации..., 1992; Руководство..., 1996), разработанной применительно к интр оду центам. Общую успешность интродукции оценивали по методикам П.И. Лапина, C.B. Сндневой (1973) и К.А. Соболевской (1991) с использованием Рекомендаций по интродукции древесных пород на Северо-Западном Кавказе (2002).

Все материалы обработаны статистически с использованием корреляционного и рспрееснониого анализов (Доспехов, 1973; Лакин, 1980; Зайцев, 1991) и пакета программ Exscl и Statistica. Достоверность различии признаков оценивалась по критерию Стыодснта (t„).

За время работы с 1998 по 2002 гг. насаждения эвкоммии в районах исследования неоднократно обследовали. В каждом пасаждс-

шш закладывали по три пробных площади размером 0,06 га. Было обе ледова по около 1500 модельных деревьев, от 1 до 3 тысяч единиц есяпцсв, подроста и плодов, сделано более 7000 измерении. На взятых по вариантам сеянцах и подросте сделаны более 1000 измерении. Выполнено 30 анализов образцов почвы. Составлены три технологические карты {на заготовку семян, на выращивание двухлетних саженцев и на плантационное разведение 1 га эвкоммии вязолист! юй при реконструкции малоценных насаждении 1 класса возраста), по которым сделано более 600 расчетов.

3. Физико-географические условия районов интродукции эвкоммии вязолнетнон пя Северо-Западном Кавказе

В главе приводится характеристика рельефа, геологии, гидрологии, климата, почв, местообитаний, растительного покрова в районах интродукции эвкоммии вязолнетнон на Северо-Западном Кавказе (Кузнецов, 1909; Буш, 1936; Гроссгейм, 1936, 1948, 1952; Малеев, 1941; Зоны, 1950; Шифферс, 1953; Сочава, Ссмснова-Тян-Шанекая, 1956; Полевая геоботаника, 1960; Агроклиматический справочник..., 1961; Герасимов, 1966; Битюков, Коваль, 1968; Остапенко, 1968; Вальтер, 1974; Физическая география..,, 1974; Га-лушко, 1978; Региональная геоморфология, 1979; Вансбсрг, 1980; Коваль и др., 1980; Фукарск и др., 1982; Зеленко, 1998; Гордиснко, Солнцев, 1999; Коваль, Битюков, 2000; Солнцев, Коваль, 2001 и др.). Разница высот над ур. моря в районах интродукции эвкоммии на Северо-Западном Кавказе, значительные расстояния между этими районами, а также сложение поверхности различными породами с разнообразным почвенным покровом и формами рельефа создают характерные типы местообитаний для растительности, или экотопы: равнинные, горные и приморские. Наиболее близким к естественному по физико-географическим условиям произрастания эвкоммии является приморский экотоп.

4. Экологические и бпоморфолотческие особенности эвкоммии вязолнетнон при интродукции ил Северо-Западном Кавказе 4.1. Лесоводстве!шотаксацнонпая и эколого-фитоценотичсская характеристика (»продукционных популяций Оценка особенностей адаптации растений в условиях, необычных для них сочетаний климата, почвы и других факторов среды, является главной задачей интродукции растений вообще (Мамаев и др.,

1993). При этом большое значение имеют многолетние наблюдения за их ростом и развитием. В процессе экспериментальных исследований ц наблюдений у древесных пород (Мамаев, 1973; Солнцев, Коваль, 2001) установлен высокий уровень индивидуальной, географической и экологической изменчивости по таким показателям как устойчивость и продуктивность, а также по морфологическим признакам. Эти вопросы мы изучили для эвкоммии вязолистной при интродукции се в различных районах Северо-Западного Кавказа.

Лссоводственнотаксациониую и э колого-ф ито цс ноти ческую характеристику насаждений эвкоммии на Северо-Западном Кавказе приводим в широтном направлении с северной границы ареала до южной в пределах Краснодарского края и Республики Адыгея. По особенностям флористического состава сопутствующих эвкоммии дрсвесно-кустарниковых и травянистых видов каждое из насаждений, согласно В.И.Нскрасову (1980), условно называем иитродукци-онной популяцией (ИП).

Сравнительный анализ лесотаксацнонных и экологтнфитоцепоти-ческих описаний показывает, что эвкоммия вязолистная на протяжении 40-50 лет успешно адаптировалась в разных экологических условиях и вполне органично вошла в естественные фитоценозы, становясь дом и нантом (на севере региона) или содом инантом (в предгорьях и на побережье) в сообществе (таблД).

Наличие многих аборигенных видов говорит о высокой конкурентной способности интродуцента. Лесоводствсннотаксационная характеристика отражает природно-климатические особенности того или иного географического района.

На севере эвкоммия представлена практически чистыми насаждениями. Небольшое число деревьев ореха грецкого, ореха черного и невысокого подлеска не оказывают подавляющего влияния на рост и развитие эвкоммии. В предгорьях же, наряду с эвкоммией, в фитоцено-зах участвуют довольно крупные деревья таких пород, как бук восточный, дуб черешчатый, граб обыкновенный, ольха, ясень обыкно- венный, шелковица, клены и другие. Характерны густой и крупный подрост до 5 м высотой и высокой численностью — до 1 тыс, шт./га. Высокую густоту имеет и подлесок. Именно этим мы объясняем снижение всех показателей эвкоммии. На Черноморском побережье, там, где эвкоммия входит в состав фитоценозов с дубом, ольхой, ясенем, кленом, с довольно густым подростам и подлеском, сс численность, показатели высоты, диаметра и запас сырья еще более снижаются.

Таблица 1

Лесотаксашюнная характеристика эвкоммии вязолистной в районах интродукции

ш Район гапролукдаи Состав древостоя Показатели эвкоммш

возраст бонн тег полнота средни высота, м средний диаметр, сы численность, от. на 0,06 га \рожайность сырья, кг/га

1 Кропотшнсюй лесхоз (кв. 6; выд.4) ЮЭвк+Орг 40 Ш 1.0 12.0 8.9 318 625.4

2 То же (кв. 6; выд4) ЮЭвк+Орг+Орч 40 Ш 1.0 11.8 8.1 234 665.0

3 Тоже(кв.8;выд.6) ЮЭвк+Орг 40 Ш 1.0 10.8 7.7 221 647.8

4 Тоже(хв.8;выд.2) ШЭвк+Орч 40 Ш 1.0 12.0 8.2 268 664.6

5 Гузеригпьский лесхоз (кв. 18; выд.35) 8Эвк 1 Свд 1 Орг+Крк+Я+ Жср+Шел+Кл 46 IV 0.9 11.2 13.3 231 343.3

6 Тожс{кв. 18: выд.35) 8Эвк2 Олхч 1 Г+ГркИ-Я+ К+Бк+Вз+Мва+Д 46 IV 0.9 11.2 9.9 114 261.4

7 То же (кв. 18; выд.35) 7Эвк20лхч1Г+Бк 46 IV 0.9 12.2 9.8 227 356.4

8 Сочинский нац. Парк (Мацест. л-во кв.66;выя.4б) ЭДпбЮвк+Ябл 40 Ш 0.6 9.1 9.0 34 108.3

9 То же (кв.66;выд29) 1 ОЭвк+Ябд+Я+Олхч 40 1а 0.7 12.3 12.8 152 387.0

10 То же (Кудепст. л-во кв, 72; выл 27) 6Эвк2Киби 1 Кг+1 Дпб 39 И 0.5 10.1 10.2 161 290.0

Почти чистые насаждения эвкоммии отмечены в Кропоткинском лесхозе (на 0,06 га - от 221 до 318 шт.), хотя по высоте и диаметру стволов деревья в большинстве своем почти такие же, как в Гузс-рипльском лесхозе и в Сочинском национальном парке. Однако, за счет численности запас сырья (коры) в Кропоткинском лесхозе самый высокий (625,4 — 665,0 кг/га).

Возобновление эвкоммии на исследованных ИП происходит семенным и вегетативным способами. Большая доля подроста эвкоммии на севере ареала падает на семенное происхождение, в то время как в южных районах - на вегетативное. В предгорьях подрост эвкоммии семенного происхождения отмечен единично.

4,2. Морфологическая изменчивость и биологические особен и ости и нтродуцнрован пых популяций эвкоммии вязолистной Изменчивость люрфояоггIческих признаков эвкоммии. Сравнительное изучение интродукцнонных популяций помогло установить индивидуальную и э коло го-географ и чес кую изменчивость, выявить закономерности изменчивости отдельных признаков в зависимости от изменений эколого-гсографнчсскнх факторов.

Одной из групп морфологических признаков, дающих количественную и качественную информацию, являются данные о морфо-етруктурс деревьев (высота, диаметр) и листьев (длина, ширина) эвкоммии, а также зависимость морфоструктуры от содержании гумуса н макроэлементе^а в почве в разных условиях. Изучение изменчивости этих признаков разными способами даст информацию о взаимной корреляции различных признаков и популяций.

Насаждения эвкоммии в изучаемых районах по возрасту зрелые, поэтому можно предполагать, что морфологические признаки у них уже стабилизировались.

Распределение числа деревьев по высоте и диаметру должно подчиняться одному правилу. Число стволов меньше среднего дерева составляет большую часть от общего числа, а деревьев больше среднего -меньшую. Такую закономерность отмечал С.М. Мамаев (1972) у хвойных пород. Согласно этому тезису, кривая распределения числа деревьев в дикорастущих насаждениях - отрицательно ассиметрична VI имеет растянутую левую половину. Однако, в наших исследованиях мы имеем дело с культурными посадками эвкоммии 39-46-лстнего возраста. Основные пО!сазатсли высоты деревьев укладываются близко к среднему значению. Число вариантов, отклоняющихся от среднего значения влево или вправо незначительно, за исключением некоторых популяций. Диаметр ствола по частотам вариантов более растянут. Та-

кая особенность отражает общее свойство размерных показателей, характеризующих величину деревьев эвкоммии. Это свойство заключается в том, что в пределах тех интродукционных популяций, которые способны образовывать сомкнутые сообщества, существует более сильное ограничение максимальных размеров, нежели минимальных.

Нижние пределы значения признака ограничивает своеобразная среда, создающаяся внутри растительного сообщества, под пологом, а на верхних пределах па размеры ствола эвкоммии оказывают влияние также факторы среды и биологические особенности вида. Поэтому особи, произрастающие в чистых посадках, без примеси других пород, показывают на графиках почти симметричное распределение. Там же, где к эвкоммии примешиваются другие породы и создастся сомкнутый полог, кривая приобретает отрицательную или положительную симмсгршо, в зависимости от степени участия в сообществе эвкоммии, а также от характера воздействия эколого-гсографических факторов, возраста эвкоммии и автохтонных пород.

Индивидуальная изменчивость деревьев по высоте и диаметру имост большое хозяйственное значение, так как тс особи, которые превышают по своей высоте и диаметру средние показатели насаждения, принято считать плюсовыми и пригодными для сслскцин (Мамаев, 1972). Для интродущноиных популяций эвкоммии превышение средней высоты составляет 2-2,5 м. Больше всего таких деревьев встречается в Гузерипльском лесхозе и в Сочинском национальном парке. Диаметр их также выше, чем у среднего дерева на 50-60%. Мы выделили в обследованных насаждениях быстрорастущие особи (табл. 2).

ТаГшшш 2

Число и \ai\iктсриа нка бтлстрорас'П'ппг< особей в »осаждсниях эпкомшн

с & г; £ а 1 1 1 с * с-|| 5 ^ Я * л £ И Й О КГ Превышение быстрорастущих особей пял ср^иншн

Е К 8 й! о и & § II £ но высоте по диаметру

а <3 §

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

I 40 III 1.0 16 13.1 10.5 15 17 35 31

2 40 111 1.0 10 12.1 10.6 2.3 18 4.0 37

3 40 Ш 1.0 13 10.8 8,5 1.2 11 4,0 47

4 40 III 1,0 в 12.0 9.1 2.0 16 4.0 43

46 IV 0.9 23 12.6 15.9 1,5 12 12.0 50

6 46 IV ,9 26 13.8 14.1 2.2 15 4.5 31

7 46 IV 0.9 30 13.4 14.3 2,5 15 4.0 27

К 39 ш 0.6 13 10.1 8.3 1.9 18 2.7 32

9 39 ь 0.7 30 13.7 13.К 2.3 16 4.0 28

К) 40 |[ 0.5 20 13,Г> 13.6 2.4 17 6.0 44

В насаждениях эвкоммии Кропоткинского лесхоза от 10 до 13% экземпляров превышают среднюю высоту деревьев примерно на 2-2,5 м. Наличие низкорослых насаждении в Кропоткинском лосхозе можно объяснить более суровыми для этой культуры природно-клнма-тичсскимн и экологическими условиями. В Гузерипльеком лесхозе и в Сочинском национальном парке, где эвкоммия произрастает совместно с другими породами, но которые при этом доминируют, высокорослых экземпляров больше (23 - 30%). Как правило, у этих экземпляров больше и диаметр. Исключение составляет насаждение эвкоммии в Маце-стинском лесничестве, где в составе древостоя преобладает дуб. Вероятно, под его пологом эвкоммия чувствует себя угнетенно, и численность деревьев, превышающих среднее значение, небольшая (13%).

Связь менаду высотой дерева и его диаметром (рис. I) положительно достоверна. Величина г=0,79 достоверна и указывает на наличие значительной связи между высотой дерева и его диаметром.

ип

Рис. 1. Соотношение высоты (м) и лнаметра (см) стволов эвкоммии в нитродукцнотплх популяциях

Более точное представление о характере развития особен в популяциях даст изучение относительной высоты, т.е. отношения высоты ствола к его диаметру (H/D). Так, у деревьев эвкоммии в популяциях Кропоткинского лесхоза (возраст 40 лет) относительная высота изменяется от 75 до 275 при средней величине 1J4-I32, В популяциях Гузерипльско-го лесхоза она варьирует от 50 до 275 при средней величине 79-97. В Сочинских популяциях показатель относительной высоты колеблется от 66 до 250 при среднем значении 99-121. Как видно, относительная высота варьирует очень сильно. В насаждениях встречаются очень сбежистые деревья (H/D колеблется от 79 до 100) и полнодрсвссныс (H/D>100).

Причина дифференциации деревьев эвкоммии по высоте п диаметру - в различии экологических условии в популяциях и во взан-

мовлшиши деревьев друг на друга. В густых насаждениях взаимное влияние сильнее, в результате уменьшается прирост по диаметру и усиливается рост в высоту. Поэтому можно предполагать существование связи относительной высоты с диаметром ствола.

Деревья с низкой относительной высотой представляют собой более развитые экземпляры, деревья с высокими значениями показателя H/D - тонкомерные особи. Отмечено, что более сбежистые деревья (с низким значением H/D) несколько старше по возрасту. Так, гузерипль-скис популяции эвкоммии на 6-7 лет старше кропоткинских и сочинских. Это позволило им выжить и занять доминирующее положение среди местных видов. Тем не менее, среда имеет решающее значение в формировании того или иного типа развития. При благоприятных условиях дqxвья получают преимущество в росте и. наоборот, при неблагоприятных условиях (затенение) деревья имеют замедленное развитие. При довольно отличающихся эколого-географичсскнх условиях эти закономерности проявляются более отчетливо.

Сравнительный анализ интродукционных популяций эвкоммии по высоте и диаметру стволов выявил, что самые высокие и толстые деревья эвкоммии произрастают в Гузерипльском лесхозе. Они же, хотя и не намного, но старше других насаждений. Близки к ним по значениям и сочинские популяции, за исключением ИП-8, Наши данные еще раз подтверждают, что эколого-географические условия в насаждениях оказывают воздействие на рост и развитие деревьев. Особи в популяциях, находящихся на северной границе ареала (Кропоткинский лесхоз) несмотря на доминирующее положение, отстают в росте и развитии. Причинами этого, по-видимому, являются высокие температуры, высокая сухость воздуха летом и относительно холодные зимы.

На морфологические н биологические особенности насаждений эвкоммии влияют нс только эколого-гсографнческис факторы. Большое воздействие на развитие деревьев оказывают состав и стр)тстура фитоценозов, в том числе лссогаксационная характеристика (о чем было сказано выше) и численность деревьев эвкоммии на пробных площадях. Наиболее густые насаждения эвкоммии отмечены в Кропоткинском лесхозе. С численностью растений связана продуктивность - масса воздушно-сухого сырья (коры) с одного дерева эвкоммии.

Одним из главных экологических факторов, влияющих на рост и развитие эвкоммии, является эдафнчсский фактор, а именно, содержание в почве гумуса и макроэлементов. Проведенные корреляционный и регрессионный анализы выявили зависимость высоты,

диаметра, суммы площадей сечсшш деревьев эвкоммии, запаса сырья от содержания в почве гумуса и основных макроэлементов.

На основе корреляционного и регрессионного анализов можно сделать вывод, что существует статистически достоверная связь между морфологическими признаками и содержанием в почве гумуса. Слабая по силе связь отмечена между этими признаками и содержанием в почве основных макроэлементов.

Изменчивость деревьев эвкоммии в различных районах проявилась также по морфологическим признакам листьев (длине и ширине). Наши исследования показали, что на различные условия обитания в первую очередь чутко реагирует ассимиляционный аппарат, что проявляется в изменчивости показателей листа. При высоких температурах и влажности воздуха, а также при сильном затенении длина и ширина листьев эвкоммии значительно увеличивается, что наблюдается в насаждениях Сочинского национального парка. Самые мелкие листья отмечены в насаждениях более сухих северных районов на открытых участках Кропоткинского лесхоза.

Биологические особенности эвкоммии в культуре на Северо-Западном Кавказе. О биологических особенностях эвкоммии в природных местообитаниях нет достаточных сведений. М.С. Капантырь (1958) отмечал, что для эвкоммии в культуре характерен быстрый рост. Так, нами отмечено, что при cpj6c па пень растения эвкоммии дают обильную поросль листоносных побегов, достигающих за один оезон длины 3-4 м.

Эвкоммия хорошо растет на средних и легких слабощелочных плодородных почвах с хорошим дренажем, что подтверждается па-шнми исследованиями. Она не переносит труднопроницаемых и уплотненных почв, не переносит также и засоление.

По требовательности к свету в исследованных насаждениях эвкоммия занимает среднее положение между светолюбивыми и теневыносливыми растениями. Она является также достаточно влаголюбивым растением. Быстрый се рост обусловливается не только благоприятным температурным режимом, но и достаточным количеством выпадающих осадков, повышенной влажностью почвы и воздуха, что наблюдается в предгорьях и на побережье. Хотя эвкоммия и влаголюбива, но тем не менее она не переносит чрезмерного переувлажнения почвы, ее длительного затоплепия н застоя воды, В понижениях, подверженных застою воды, эвкоммия нормально не развивается и чаще гибнет, так как главная масса корней располагается на глубине около 30 см.

Эвкоммия чувствительна к действию высоких летних температур, особенно при отсутствии осадков и большой сухости воздуха, что от-

мечено б Кропоткинском лесхозе. У молодых растений в таких условиях наблюдаются ожоги коры, особенно в области корневой шейки.

В вегетационный период эвкоммия проходит всс фазы развития. Наши фенонаблюдения в 2000 году показали, что наиболее интенсивный рост эвкоммии происходит в первую половину вегетации. Эвкоммия зацветает в апреле (Сочи) - мае (Кропоткин, Республика Адыгея). Цветение растягивается на 40-50 дней, причем мужские цветки распускаются раньше, а женские запаздывают, что, по-видимому, является причиной появления партснокарпнческих плодов. Одновременно с распусканием цветков развертываются и листья или листья развиваются чуть позже в зависимости от погодных условий. Плодоносит эвкоммия в октябре-ноябре.

4.3. Оценка современного состояния насаждений эвкоммии вязолистной в условиях Северо-Западного Кавказа.

Инвентаризация культур эвкоммии вязолистной в лесхозах Краснодарского края и Республики Адыгея показывает, что климатические и почвенные условия оказались довольно благоприятными для большинства насаждений. Однако отсутствие минимального ухода за посадками в течение долгого времени, а также нерациональная и неквалифицированная заготовка коры привели к тому, что во многих насаждениях встречаются сухостойные и усыхающие деревья.

Учитывая полученные нами показатели современного состояния эвкоммии, для каждой популяции был определен коэффициент адаптации (К), который вычисляли по следующим показателям: эстетическое состояние (ЭС), степень устойчивости к болезням и вредителям (У), быстрота роста (БР)> семенная продуктивность (СП), общая оценка состояния насаждения (ОЦ), успешность интродукции (УИ).

Составляющие коэффициента адаптации определяли по 5-бальным шкалам, наибольший балл обозначает наивысшую степень признака. Для перевода 7-бальных шкал (ЭС, ОЦ) в пятибалльную систему определяли цену деления одного балла — 0,7,

К =

ЭС+У+БР+СП +ОЦ+УП 34

К,

_ 4,9+4+5+3+4,9+5 (///71-4)--30

К,

„ 4,2+3+3+3+4.2+3 (///75-7)--зо

= 0,65

„ _ 2.8+3+2 + 2+4,2 + 2 (///71-8)--зо--

Ь, 4.2 + 3+3 + 1+4,9 + 3

(/Ш1-9)--5о--'

ь, 4,2+3+3+3+4,9+3 "(////-ю) —;—:—зу--070

Величина адаптационного коэффициента (0,70-0,89) для интро-дукционных популяции эвкоммии в Кропоткинском лесхозе и в Ку-депстннском лесничестве Сочинского национального парка означает, что этот вид полностью адаптировался в этих местообитаниях. Самый низкий показатель адаптации, как и следовало ожидать, отмечен в 8-ой ннтродукционпой популяции Мацселшского лесничества Сочинского национального парка.

Таким образом, чистые насаждения с небольшой примесью ореха грецкого в Кропоткинском лесхозе практически не испытывают конкуренции с другими породами. Своевременный уход за посадками, благоприятные почвенные условия обеспечили нормальный рост и развитие деревьев. При обильном плодоношении в подроете наблюдается естественное ссмснное возобновление.

1, Технологии создания пллптацнонпых культур эвкоммии вязолистной

В этой главе рассматриваются вопросы агротехники эвкоммии в культуре, приводятся разработки основных агротехнических приемов создания порослевых насаждений эвкоммии вязолистной, а именно: особенности выращивания посадочного материала, выбор места и подготовка участка для закладки плантаций, агротехника посадки саженцев эвкоммии и уход за плантациями до возраста эксплуатации (двухлетних саженцев). На вес работы по созданию порослевых насаждений эвкоммии составлены расчстио-тсхнологическис карты.

На основе изучения эколого-биологнчсских особенностей эвкоммии вязолистной предлагаются следующие рекомендации по -закладке и реконструкции плантаций эвкоммии па Северо-Западном Кавказе:

1, Закладку плантаций можно осуществлять как в прибрежной, так и в среднегорной полосе Северо-Западного Кавказа до высоты 700-800 м над ур. моря,

2, Для закладки плантации целесообразно использовать как ровные участки, так и склоны гор с крутизной до 10°, защищенные

от сильных ветров. Экспозиция склонов в указанных пределах безразлична. Решающее значение имеют почвенно-грунтовые условия.

3. Для указанной цели необходимо выбрать участки с глубокими, плодородными, водопроницаемыми почвами. По механическому составу для закладки плантаций оптимальны легкие суглинистые, супесчаные и глубокие скелетные почвы. Из скелетных почв допускаются к использованию дресвяные и щебневатые почвы с содержанием крупно-зема до 30%. Грунтовые воды должны быть не ближе 1,5 м от поверхности почвы. По кислотности почвы могут быть слабо-кислыми, нейтральными и слабо-щслочными в пределах or 6,0 до 8,0 рН,

4. Уход за плантациями сводится к борьбе с сорняками, рыхлению приствольных кругов, внесению удобрений.

Используя агротехнические условия для создания порослевых пла1ггаций, мы подсчитали экономическую эффективность не только для культуры эвкоммии, но и для реконструкции малоценных насаждений. Средства, затраченные на создание культур эвкоммии, окупятся в первый же год эксплуатации, а рентабельность составит 178%. Расчеты показали, что стоимость сырья эвкоммии, по сравнению со стоимостью древесины осины, полученной с 1га, превышает более чем в 200 раз.

6. Перспективы использования н стратегия продвижения лекарственного сырья эвкоммии вязолнетнон на фармацевтический рынок страны

Проведенные маркетинговые исследования потребности в гипотензивных препаратах эвкоммии, расчеты на затраты и выпуск этих препаратов показали, что спрос на них в нашей стране и за рубежом довольно велик, так как в настоящее время сердечно-сосудистые заболевания наиболее распространены во всем мире и занимают одно из первых мест. По нашим расчетам, уровень рентабельности промышленного выращиваний этого растения более 70%.

Выводы п рекомендации производству

1. Сравнительный анализ эколого-фитоцснотичсских и лссотак-сационных особенностей интродукционных популяций эвкоммии показал, что она на протяжении 40-50 лет успешно адаптировалась в разных экологических условиях Северо-Западного Кавказа и вполне органично вошла в естественные фитоценозы, став в них доминантой (на севере ареала) или содоминаитом (в предгорьях и на побережье). Наличие в составе сообществ местных видов свидетельствует о высокой конкурентной способности интродуцента. По результа-

там проведенных памп исследований эколого-фитоцспотичсский оптимум для культуры эвкоммии находится в приморском экотопе с теплым влажным субтропическим климатом бурыми горио-лссиымн умеренно-влажными почвами, на высоте 30-250 м над уровнем моря,

2. Изучение различных форм изменчивости эвкоммии: внутрнпо-пуляционной (экологической) и межпопуляциопной (географической) позволило вскрыть некоторые закономерности, проявляющиеся в направлении с севера на юг. Причем, одни признаки (например, высота деревьев) варьируют незначительно, другие (диаметр деревьев) варьируют довольно сильно. Деревья в каждой ннтродукцнонной популяции изменяются по высоте таким образом, что наибольшее из них отличается от среднего на 11-18%, наименьшее - па 17-28%. По диаметру варьирование еще больше: на 70% - в сторону увеличения, на 64% - в сторону снижения толщины ствола. Особенно сильные отклонения в ИП 7-10. Такое высокое варьирование объясняется присутствием в этих насаждениях значительного числа других пород. Однако, основные показатели высоты и диаметра стволов эвкоммии укладываются близко к среднему значению, причем в сомкнутых сообществах существует более сильное ограничение максимальных размеров, нежели минимальных.

В обследованных насаждениях эвкоммии выделены быстрорастущие (плюсовые) особи, превышение средней высоты у которых составило 2-2,5 м. Больше всего (23-36%) таких деревьев отмечено в ИП 5-7 н 9,10, в то время как в ИП 1-4 их 10-13%, что мы объясняем более суровыми для этой культуры природно-климатическими условиями. Там, где в древостое преобладает дуб, численность деревьев, превышающих среднсс значение, также небольшая (13%).

3. Othociгтельная высота (H/D) деревьев варьирует довольно сильно. В насаждениях встречаются очень сбежистые деревья (H/D колеблется от 79 до 100) и полнодрсвссные (H/D > 100). Деревья с низкой H/D представляют собой более развитые экземпляры, с высокими показателями H/D - тонкомерные особи. В различных эколого-гоографичсских условиях эти закономерности проявляются более отчетливо.

4. Самый высокий запас коры (625-665 кг/га) выявлен в ИП 1-4., В них наиболее густые насаждения и продуктивные насаждения эвкоммии с численностью от 221 до 318 штук на пробных площадях 0,06га.

5. Одним из главных экологических факторов, влияющих па рост и развитие эвкоммии, является эдафичсскнй фактор, а именно, содержание гумуса и макроэлементов в почве. На основе корреляционного и

регрессионного анализов можно сделать вывод, что существует статистически достоверная связь на уровне значимости 10% между морфологическими признаками (высотой и диаметром деревьев) и содержанием в почве гумуса. Слабая по силе связь отмечена между этими признаками и содержанием в почве основных макроэлементов,

6, В различных эколого-гсографичсских условиях проявляется изменчивость показателей листа. При высоких температурах и влажности воздуха, атакже при сильном затенении длина (7,3 см) и ширина (4,8 см) листьев эвкоммии значительно увеличиваются (в ИП 8-10), Самые мелкие листья (длина 6,0 см, ширина 3,5 см) отмечены в насаждениях более сухих северных районов на открытых участках (ИП 1-4).

7. По требовательности к свету, влаге, температурному режиму эвкоммия занимает среднее положение между светолюбивыми н теневыносливыми растениями, быстрый рост которых обусловливается благоприятными температурными условиями с умеренным увлажнением воздуха и почвы. Высокие летние температуры, особенно при отсутствии осадков и большой сухости воздуха на северной границе ареала вызывают ожоги коры у молодых нсодрсвесневшнх растений. Последние страдают и от низких зимних температур. В вегетационный период эвкоммия проходит все фазы развития Наиболее интенсивный рост происходит в первую половину вегетации, причем в это время все фс-нофазы на юге проходят на месяц раньше, а конец вегетации отмечается на мосяц позже, чем на северной границе ареала.

8. Оценку современного состояния ннтродукцнонных популяций провели по коэффициенту адаптации (К) для каждой ИП, Самые высокие величины коэффициента адаптации (от 0,70 до 0,89) отмечены для ИП 4 и ИП 10: наличие в подросте семенного возобновления, означают, что этот вид полностью адаптировался. Насаждения в ИП 5-7 выглядят угпстеннымн (К=0,65), вследствие конкуренции с местными породами. В них отмечено полное отсутствие семенного возобновления, даже при удовлетворительном плодоношении. Насаждение 8-ой ИП оказалось практически на грани вытеснения другими породами (К=0,53), В нем, при хорошем плодоношении отмечается полное отсутствие естественного семенного возобновления. Таким образом, чистые насаждения с небольшой примесью ореха грецкого в Кропоткинском лесхозе практически не испытывают конкуренции с другими породами.

9. При создании порослевых плантационных культур эвкоммии рекомендуем следующее: закладку плантаций осуществлять как в при-

брсжных, так и в среди его рных районах Северо-Западного Кавказа до высоты 700-800 м над ур. моря; использовать для закладки плантаций как ровные участки, так и склоны гор с крутизной до 10", защищенные от сильных ветров; выбирать участки с глубокими, плодородными, водопроницаемыми почвами, по механическому составу- легкие суглинки, супесчаные, по кислотности — слабокислые, нейтральные, слабощелочные.

10, В соответствии с нашими технологическими картами на работы, необходимые но созданию и реконструкции плантаций эвкоммии вязолистной до возраста эксплуатации {2 года), затраченные средства окупятся в первый год эксплуатации, а рентабельность составит около 178%.

11, Маркетинговая разработка расчетных объемов потребности препаратов эвкоммии, их производства и выпуска показала возможность высокого спроса на препараты гипотензивного и тонизирующего действия из эвкоммии вязолистной. Уровень рентабельности производства препаратов превысит 70%. Все это даст основание рекомендовать возобновление промышленного производства этой несомненно ценной н высокорентабельной культуры.

Публикации но теме диссертации

1. Биоморфологические и экологические особенности эвкоммии вязолистной при интродукции И Экология и лесное хозяйство. Мат, III науч.-практ. конф. МГТИ. Майкоп, 1998. С.81-82.

2. Лссоводствсннотаксационпая характеристика насаждений эвкоммии вязолистной па Западном Кавказе Ii Организмы, популяции, экосистемы. Мат, IV науч.-практ. конф, МГТИ. Майкоп, 2000. С. 102.

3. Перспективы создания промышленных плантации эвкоммии вязолистной па Северо-Западном Кавказе. Там же. С, 135-136,

4. Агротехника создания н реконструкции промышленных плантаций эвкоммии // Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира. Мат, III международной науч.-практ. конф. Майкоп, 2003. С. 104.

5. Оценка современного состояния насаждений эвкоммии вязолистной в условиях Северо-Западного Кавказа // Информационный листок №2004-75 Краснодарского центра научно-технической информации. Краснодар, 2004, 7с.

ТРИ ЛЬ Аркадий Пллдимнроиич

■J КОЛО ГО- Ш10 JIOIT14 ECKI IЕ ОСО К Е111ЮСГ И ЭНКОММПП НЯ'ЮЛПСТПОП ICucommm ulntoitles Oliv., Ш1ТРОД У Д1 H'OHAI 11 ЮН НА СЕВКТОЗЛПЛДПОМ KAliKAlK, Н НКРС11ККТ1Ш1Л книснольюшннн

Л ВТОРЕФкР Л Т

Редактор lLlano К.Г. 'Гсх-1 родшор K<m.icmi \1.\.

ИДЛь01222отН,03.2000г. 11Д Ks 10-10008 от 8,11.2000г.

Подписана в печать 02.02.2005 г. Формат бумаги 60x84 Бумага ксероксиая. Печать офисная. Гарнитура Тайме, Усл. печ, л. 1,0, Заказ № 563. Тираж 100 экз.

Нщателъство MI ТУ, 3S5ÖOO, г. Майкоп, ул. Пер ном л некая, 191

V ' -fT"'''"/' VT*-",

,-f/■

* у«

.'"-^J.ZC/S- л-4С' -/ - " V'

¿ ы t /у* * /

В-2 4 9 8