Интродукция древесных растений

Древесная и кустарниковая флора многих регионов страны, особенно городов, состоит из привлечённых из других мест видов растений, называемых интродуцентами_у или экзотами, в отличие от местных видов — аборигенов, или автохтонов. Целенаправленная работа по введению в культуру новых видов, форм и сортов за пределы естественных ареалов или продвижению в новые районы носит название интродукции.

Интродукция осуществляется молодыми растениями, черенками, семенами. Считается, что семенной способ разведения наиболее эффективен, так как обеспечивает лучшую адаптацию интродуцентов к новым условиям внешней среды, поскольку влияние её начинает проявляться на растение на самых ранних этапах онтогенеза. При интродукции человек имеет дело не с видом, популяцией, даже сортом, а с отдельными особями, представителями этих систематических групп. Наиболее адекватно сохраняются и передаются признаки материнских особей при вегетативном размножении (черенками, отводками, прививкой), в меньшей степени — при семенном размножении.

Интродукция древесных пород преследует несколько целей. Для лесного хозяйства прежде всего важна интродукция пород лесообразователей, обеспечивающих значительное повышение производительности лесов и сокращение сроков выращивания высококачественной древесины. Опыт решения этой задачи в России известен. Хорошо показала себя лжетсуга Мензиса в Калининградской области, накапливающая в 60-летнем возрасте запас древесины 821 м³/га; ель европейская, интродуцированная на Дальний Восток, дает к 60 годам 592 м³/га древесины; лиственница польская, интродуцент в Воронежской области, дала к 93 годам 880 м³/га древесины; лиственница сибирская к 127-летнему возрасту накопила 1260 м³/га древесины в Орловской области (Булыгин Н.Е., 1991).

Для агролесомелиорации, степного и полезащитного лесоразведения огромное значение имеют такие древесные породы-интродуценты, как вяз мелколистный, виды тополей, карагана древовидная, лох узколистный и серебристый. Они ценятся за быстроту роста, засухоустойчивость, солевыносливость, способность предотвращать водную и воздушную эрозию почв. Древесные экзоты широко используются для облесения карьеров, отвалов, терриконов.

Но особенно широко используются экзоты в практике лесопаркового хозяйства. В городских насаждениях России суммарный состав древесных экзотов превышает 350−400 видов; с учётом декоративных форм, сортов, культиваров эту цифру практически можно удвоить.

В городском лесопарковом хозяйстве интродуценты явно доминируют над древесными породами местной флоры (аборигенными видами). Это объясняется тем, что в условиях урбанизированной среды они во многих случаях более устойчивы и долговечны, чем аборигенные виды; их использование существенно повышает эстетические, санитарно-гигиенические свойства посадок, способствует сокращению затрат на выращивание посадочного материала, содержание городских зелёных насаждений.

Не менее широко древесные экзоты используются в сельском хозяйстве, плодоводстве и других отраслях народного хозяйства.

Интродукция древесных пород не всегда успешна и удаётся только в тех случаях, когда новые условия среды, в которые попадает интродуцент, в достаточно полной мере соответствуют биологическим особенностям и экологическим свойствам растения. При резком несоответствии условий среды и экологических свойств интродуцента растения постоянно испытывают стресс, плохо растут или же погибают, так как оказываются неспособными к акклиматизации.

Акклиматизация — это процесс приспособления растений к новым условиям среды за счёт изменения исходного генотипа (изменения наследственных свойств). Изменения могут быть фенотипическими (ненаследственными), происходящими в онтогенезе на уровне отдельных особей без изменения генотипа растения, и генотипическими (наследственными), реализуемыми через цепь последующих поколений интродукционных популяций на основе жёсткого естественного отбора.

При интродукции растений различают также натурализацию — перенесение растений в экологические условия, подобные или даже более благоприятные, чем в естественном ареале.

Прежде чем ввести в производственную культуру интродуцент, необходим широкий комплекс длительных исследований, связанных с выбором исходного растительного материала для интродукции, с организацией и проведением интродукционных испытаний растений, с изучением их реакции на воздействие новых условий внешней среды, с разработкой агротехники, обеспечивающей успешное приспособление растений к этой среде. Эта работа в России проводится под контролем Академии наук в ботанических и дендрологических садах, лесных и плодово-ягодных опытных станциях, опорных пунктах научно-исследовательских отраслевых институтов.

Особый размах интродукция приобрела в последние годы в связи с резким увеличением в городах и пригородных зонах индивидуального строительства. Так, по данным С. А. Мамаева (2000) на примере Уральского региона, в результате интродукционной работы появилось до 300 экзотов древесных и кустарниковых пород, одни из которых успешно натурализовались, другие находятся в состоянии приспособления к новым условиям среды. Обычными для региона древесными породами в садах и парках городов стали туя западная, тополь итальянский (тополь пирамидальный), конский каштан обыкновенный, робиния новомексиканская, кизильник блестящий, снежноягодник белый, ель колючая, миндаль Ледебура, виды свидины, виноград амурский, девичий виноград пятилисточковый и многие другие.

На увеличение ассортимента интродуцентов по разным географическим районам страны, кроме возросшего интереса со стороны потребителей, большое влияние оказали изменения в характере природно-климатических условий. По оценке специалистов, среднегодовая температура воздуха за последние 30 лет возросла на 1,2−1,6 °С. Увеличилась продолжительность безморозного периода на 8−12 суток, снизились предельная отрицательная температура и количество дней с экстремально низкими отрицательными температурами.

Диапазон ответной реакции растений на действия экологических факторов у различных видов и их форм безусловно разный и зависит от генетических особенностей организмов и их приспособительных возможностей. Одни виды имеют широкую приспособительную амплитуду, другие — очень узкую. Даже аборигенные виды, находящиеся на юго-восточной границе своего ареала (дуб черешчатый, клён остролистный), в экстремальные по теплои влагообеспеченности годы испытывают жесточайший стресс, приводящий к подмерзанию (при возврате весенних холодов) распустившихся почек, листьев, соцветий и их гибели. Экстремально высокие температуры июля в степной зоне вызывают у ряда древесных пород (клён, берёза, ильм, тополь, карагана, вишня и др.) сброс до 30−40% листьев, а это приводит к прекращению ростовых процессов, снижению семенной продуктивности. Попытки использования в интродукционных целях таких древесных пород, как гледичия трёхколючковая, элеутерококк колючий, актинидия, лимонник китайский, в степной зоне юго-востока России окончились неудачей из-за зимнего подмерзания побегов, находящихся выше уровня снегового покрова. Однако флора отечественных и зарубежных экзотов достаточно обширна, во многом не исчерпана и требует серьёзного изучения.

Выбор видов в насаждениях определяется наличием их в озеленительной практике, а также долговечностью, декоративностью и целью использования видов в насаждениях, устойчивостью их к неблагоприятным факторам среды, возможностью лёгкого возобновления.

Для оценки перспективности экзотов учёными разработаны специальные шкалы. Одна из них (Лапин П. И., 1974) содержит критерии, характеризующие жизнеспособность древесных экзотов, их жизненную форму, группы роста и др. показатели, в том числе введённый нами (Абаимов В. Ф., 2007) в шкалу для условий Урала, Сибири показатель заморозкоустойчивости, от которого во многом зависят рост, развитие и семенная продуктивность той или иной древесной породы.

Сумма баллов жизнеспособности после оценки по всем показателям определяет группу перспективности оцениваемого экзота. В таблице 4 приведена оценка жизнеспособности древесных и кустарниковых пород.

Таблица 4 — Оценка жизнеспособности экзотов.

Балльная трактовка показателей жизнеспособности даёт возможность оценить перспективность той или иной древесной породы. Оценку перспективности проводят на модельных особях, вступивших в плодоношение, с началом вегетации растения и заканчивают с её окончанием. Работа по оценке перспективности должна охватывать значительный промежуток времени.

Для оценки зимостойкости используют шкалу ГБС АН СССР:

• 1. Растение не обмерзает.
• 2. Обмерзает не более 50% длины однолетних побегов.
• 3. Обмерзает от 50 до 100% длины однолетних побегов.
• 4. Обмерзают кроме однолетних и более старые побеги.
• 5. Обмерзает надземная часть растения до снегового покрова.
• 6. Обмерзает вся надземная часть растения.
• 7. Растение обмерзает целиком.

Балл зимостойкости, установленный по шкале, переводят в числовой показатель (табл. 5). Величина его от максимального значения, равного 25 для необмерзающих растений, снижается до 1 для полностью вымерзающих. Аналогично этому показателю проводят оценку по другим показателям жизнеспособности.

Заморозкоустойчивость оценивается по четырёхступенчатой шкале. Максимальный балл 10 дается не повреждаемым морозом растениям, минимальный балл 1 — полностью подмёрзшим.

При сохранении интродуцентом типичной жизненной формы роста (дерево в естественном ареале и вне его) максимальная балльная оценка устанавливается в 10 баллов.

При сильном обмерзании (с захватом многолетней древесины), но с последующим сохранением формы дерева ставится 5 баллов, а при обмерзании кроны, куста — 1 балл.

После распускания листьев и образования побегов текущего года на большей части прошлогодних побегов в среднем по шесть и более на один двухлетний побег побегообразовательная способность считается высокой и оценивается 5 баллами. У таких древесных пород, как правило, хорошо отрастает крона после проводимой в садах и парках обрезки, формовки растений.

При образовании трёх — пяти новых побегов на один двухлетний побег и при относительно плохом отрастании при повреждении морозами или после обрезки кроны побегообразовательная способность считается средней и оценивается 3 баллами. И, наконец, при полной утрате типичности для данного вида жизненной формы и при образовании в кроне единичных новых побегов ставится 1 балл.

Регулярность прироста в высоту присуща всем древесным породам. Однако после суровых зим она может нарушиться за счет гибели не только терминальных почек, но и всего побега. Вследствие этого происходит замена утраченного побега боковыми побегами за счёт сохранившихся боковых почек. И как результат этого явления — снижается показатель прироста в высоту, происходит искривление ствола (катальпа сиренелистная) в степной Южноуральской зоне.

Таблица 5 — Балльная оценка показателей жизнеспособности экзотов.

Во время вегетации древесных пород путём систематических многолетних наблюдений, начиная с фазы бутонизации, цветения и кончая образованием плодов и семян, определяется та или иная способность к генеративному развитию, оцениваемая от 15 до 1 балла. Высший балл (15) даётся, когда древесная порода, ежегодно (или периодически) образует полноценные, вызревшие семена с нормальной (по ГОСТу) всхожестью; если семена образуются, но не вызревают, то экзот оценивается 12 баллами; 10 баллами оцениваются древесные породы, которые цветут, но не плодоносят по разным причинам (причины биологического порядка, временные причины и т. п.). И, наконец, оценка в 1 балл даётся древесной породе — экзоту, не способному цвести в данной природной зоне.

Важным показателем жизнеспособности экзота является его способность к размножению в культуре, начиная от самосева до исключительно постоянного завоза семян или самих растений из других регионов, где возможно его семенное возобновление. Пятиступенчатая шкала способности размножения в культуре по этому показателю даёт довольно полную характеристику экзота.

После завершения балльной оценки суммируются показатели жизнеспособности экзотов и определяется перспективность оцениваемых древесных пород для использования в озеленительной практике.

Шкала оценки перспективности интродуцентов, вступивших в плодоношение, приведена ниже.

Сумма баллов.

• 91−100
• 76−90
• 61−75
• 41−60
• 21−40
• 5−20

Степень перспективности Вполне перспективные Перспективные Менее перспективные Малоперспективные Неперспективные Абсолютно неперспективные Степень перспективности того или иного экзота при интродукции древесных пород характеризует величину их биологического потенциала и амплитуду пластичности вида. Самым главным ограничивающим природным фактором в РФ при интродукции выступает температура. Однако необходимо принимать во внимание и другие факторы — алагообеспеченность, эдафические условия, длину светового дня и пр.

При решении вопроса о целесообразности введения в производственную культуру древесных экзотов необходимо учитывать рекомендации научных организаций, ведущих интродукционную работу (ботанические и дендрологические сады, лесные опытные станции, кафедры вузов, лесные техникумы).

В систематическом плане древесные породы-экзоты являются представителями отдела Сосновые класса Хвойные и отдела Магнолиецветные класса Двудольные. Из Хвойных большинство видов относятся к двум семействам — Сосновые и Кипарисовые, у Магнолиецветных — это представители семейств Розанные, Ивовые, Буковые, Барбарисовые, Бобовые, Кленовые, Жимолостные, Виноградовые, Маслиновые; меньшим числом видов представлены семейства Лютиковые, Бересклетовые, Кизиловые, Лоховые и некоторые другие. В зависимости от природно-климатической зоны, целей интродукции систематический и видовой состав интродуцентов различен: в холодных зонах преобладают древесные формы, в более тёплых регионах — кустарниковые виды. Цель использования интродуцентов также определяет видовой состав насаждений с учётом их экологических свойств и морфологической структуры древесной породы. Чистые, моновидовые, насаждения создаются для получения деловой древесины, смешанные из ряда видов деревьев и кустарниковых пород — для создания садов, парков, бульваров, защитных лесных полос, придорожных насаждений. В этом случае хвойные древесные и деревья лиственных пород выступают ведущей компонентой композиций или же в качестве доминантной древесной породы. Как правило, эти породы — долгожители, у сопутствующих им древесных пород и кустарниковых форм более короткий онтогенез.

При интродукции растений приходится учитывать эстетическую характеристику древесной породы: габитус, плотность и форму кроны, окраску стеблей и листьев, высоту роста, продолжительность фазы цветения, летнюю и осеннюю окраску коры и особенно листьев (хвои), характер коры — окраску, трещиноватость. Полное представление об этих показателях можно получить только на основании длительных наблюдений за экзотами по каждой природно-климатической зоне.

Более подробно с интродукцией и акклиматизацией древесных растений можно ознакомиться в работах Лапина П. И. (1979), Некрасова В. И. (1980), Плотниковой А. С. (1988), Булыгина Н. Е. (1998, 1995), Андреева Л. Н. (1995), Демидова А. С. (2005), Арнаутова М. Н. и др.(2009), Миркина Б., Розенберга А. (2004).