Вторник, 06.12.2016, 20:55
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Экология

ОСОБЕННОСТИ ЭКОЛОГИИ И БИОЛОГИИ КЕДРОВОГО СТЛАНИКА НА КРАЙНЕМ СЕВЕРО-ВОСТОКЕ РОССИИ (СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ)

ОСОБЕННОСТИ ЭКОЛОГИИ И БИОЛОГИИ КЕДРОВОГО СТЛАНИКА НА КРАЙНЕМ СЕВЕРО-ВОСТОКЕ РОССИИ (СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ)

Е.Ф.Кузнецова

Кедровый стланик или сосна низкая (Pinus pumila (Pall.) Regel) - уникальный по своим эколого-биологическим особенностям, самый северный орехоплодный вид из семейства Сосновые (Pinaceae). Ареал кедрового стланика обширный - от Камчатки до р. Лены и оз. Байкал [6]. На Крайнем Северо-Востоке он дальше других хвойных пород проникает за Северный полярный круг [1, 5]. В низовьях р. Колымы его заросли встречаются до 69° с. ш. В Северном Охотоморье стланик образует наиболее высокополнотные и продуктивные заросли, что объясняется благоприятной экологической обстановкой в условиях муссонной активности атмосферы (см. рис. на с. 66).

Кедровый стланик имеет большое хозяйственное значение: это орехи, хвоя, как источник витаминов. В его зарослях находят благоприятные условия многие виды фауны животных и птиц, в т. ч. и промысловых. Произрастая на горных склонах, он выполняет важную экологическую функцию, защищая почвы от эрозии.

На территории Магаданской области заросли кедрового стланика занимают 44,2 % лесо- покрытой площади [2]. Жизненная форма - древовидный кустарник с лежащим на земле извилистым стволом и изогнутыми приподнимающимися ветвями. В зависимости от места произрастания кусты кедрового стланика образуют различные по форме кроны. В горных долинах заросли приобретают форму «чаши», образованной густой розеткой ветвей и несколькими стволами. В основании чаши стволы стланика оголены, а вверху каждый из них венчается небольшой кроной с генеративными органами - мужскими и женскими стробилами (шишками). Ветви отдельных стволиков образуют одну общую крону. Наиболее частой формой роста кедрового стланика являются полегающие вдоль склона стволы с приподнятыми разветвленными вершинами. В приохотских горах стволы укореняются в основании, сползают вниз и их переплетение создает густые непроходимые заросли. На вершинах сопок и высокогорных плато стланик не образует сплошного ковра, растет отдельными невысокими кустами высотой не более 0,5 м [3]. Ветки кедрового стланика могут достигать 5 м в высоту, а ствол до 15-18 см в диаметре. Систематической особенностью данного вида является наличие 5 хвоинок в пучке, как и всех представителей рода Pinus., длина которых варьирует в пределах 4-8 см в зависимости от условий мест произрастания, ширина - 0,5-0,8 мм. Хвоя довольно жесткая, трехгранной формы, по краю имеют мелкие зазубрины. Продолжительность фотосинтетической активности отдельной хвоинки 3-5 лет, после чего она опадает. Корни расположены в поверхностном слое почвы. В процессе роста стланик меняет развитый стержневой на придаточные корни. Такая адаптивная особенность позволяет ему произрастать в экстремальных условиях обитания: на каменистых россыпях, торфяно-глеевых и песчаных почвах, выходах горных пород, на речных и морских отложениях, на равнине и высоко в горах, где образует сплошные труднопроходимые заросли.

Ареал кедрового стланика

Важной адаптационной чертой кедрового стланика к суровым климатическим условиям Крайнего Северо-Востока является способность к полеганию. Она проявляется в том, что растение в осенний период распластывается, как бы прижимаясь к поверхности земли, покрываясь на зиму слоем снега. С приходом весны процесс идет в обратном порядке и ветви стланика поднимаются, освобождаясь из-под подтаявшего снежного покрова. Эта особенность объясняется неоднородностью строения древесины на разных участках ствола.
Исследования динамики растительной массы, выполненные А.А. Пугачёвым (2009), показали, что по величине годичного прироста (1,3-3,8 т/га в год) экосистемы кедрового стланика относятся к малопродуктивным природным комплексам. Однако в условиях Приохотья запасы надземной фитомассы стланиковых сообществ достигают 43,0 га, что вполне сопоставимо с этим показателем северотаежных лесов европейской части и ряда типов леса средней тайги и в Западной и Центральной Якутии. В составе опада доминирует хвоя, составляя 85-90 % от общей биомассы. С увеличением возраста кедрового стланика количество ежегодно опадающей с куста хвои уменьшается, при этом увеличивается доля почечных чешуй (до 4,5-7,6 %), коры, пыльников (до 0,1-3,7 %) и шишек (0,0-7,8 %). Изучение химического состава кедрового стланика из различных местообитаний показало, что с ухудшением экологических условий в хвое и побегах снижается содержание азота, кальция, алюминия, железа и, одновременно, повышается аккумуляция калия и фосфора (см. табл. 1 на с. 67). С увеличением возраста хвои в ней уменьшается аккумуляция N, Ca, K, P и Mn. При этом кедровый стланик характеризуется очень низкой зольностью. Содержание чистой золы в их листьях составляет 2,22-3,09 %, в стеблях варьирует от 1,05 до 2,74 %.

Почвообразующие породы Крайнего Северо-Востока изучены еще недостаточно. Исследования показывают, что на рассматриваемой территории они представлены несколькими видами [4]. Характерной чертой для Северо-Востока России является распространение сплошной многолетней мерзлоты, прерываемой таликами лишь в долинах крупных рек и вдоль некоторых молодых разломов. Вечная мерзлота оказывает огромное влияние на климат и генезис почв. Элювиально-делювиальные отложения коренных пород различного состава приурочены к горным вершинам, склонам и шлейфам, к отдельным холмам и увалам на низменных равнинах. Характеризуются большой щебнистостью, обычно легким гранулометрическим составом мелкозема и большой скважностью, обуславливающей «провальный водный» режим. С этим связаны глубокое и быстрое протаивание почв и малая льдистость многолетней мерзлоты. Общим для этих почв является отсутствие переувлажнения и оглеения профиля, господство окислительных процессов. В межгорных впадинах и в предгорной части Колымской низменности распространены моренные суглинки и супеси. Верхнечетвертичные морские и озерно-аллювиальные отложения представлены средними и тяжелыми суглинками. В мерзлой толще этих отложений содержатся значительные количества легкорастворимых солей, следствием чего является нейтральная или слабощелочная реакция почвенных комплексов.

В условиях Северного Охотоморья кедровый стланик как типичный подгольцовый вид не образует самостоятельного высотного пояса, что весьма характерно для других территорий Северо-Востока Сибири.

Экосистемы кедрового стланика чаще развиты на иллювиально-гумусовых подзолах. При этом в составе мелкозема преобладают крупнопылеватые и тонкопесчаные фракции. Илистых частиц мало в связи с их суспензионным выносом за пределы профиля. Сильная каменистость определяет большую фильтрационную способность и преобладание в профиле окислительных процессов.
Почвы экосистем кедрового стланика также развиты на элювии и элювио-делювии грано- диоритов и андезибазальтов. По гранулометрическому составу они представлены супесчаными, легко- и среднесуглинистыми разновидностями. Особенностями исследуемых почвенных разрезов являются слабая сортированность и сильная щебнистость с высоким содержанием галечников.

Активная вегетация кедрового стланика начинается во второй половине мая. В начале июня наблюдается отрастание новой генерации побегов и развитие хвои. Способность к плодоношению кедровый стланик приобретает к 25-35 лет. В конце июня-начале июля у стланика начинается репродуктивный процесс. К этому времени на концах только что отросших побегов можно видеть сформированные маленькие шишечки - женские стробилы, яйцевидные, фиолетово-пурпурного цвета в количестве 1-6 штук, длиной около 5 мм, расположенные на короткой ножке. Мужские стробилы в виде розово-малиновых колосков, которые затем становятся ярко-желтыми от раскрывшихся пыльников, располагаются также на концах побегов, ниже женских шишек. При покачивании ветвей под порывами ветра от них отделяется желтое облачко пыльцы. Этот процесс пыления протекает при благоприятных погодных условиях стремительно и длится в течение нескольких суток, осуществляя эффективное опыление женских шишек. Изучение жизнеспособности пыльцы кедрового стланика, выполненное в лаборатории геоботаники ИБПС ДВО РАН, свидетельствуют о нормальном протекании микроспорогенеза - пыльца успешно прорастала на искусственной среде, ее жизнеспособность превышала 70-75 %. В начале-середине июля отпылившие мужские стробилы опадают. Пыльца, попавшая в женскую шишку, там, находясь в опылительной жидкости, зимует. Оплодотворение яйцеклетки происходит ранней весной следующего года при достижении устойчивых положительных температур воздуха. На созревание женских шишек уходит остаток текущего года и, с перерывом на зиму, продолжается все последующее лето, т. е. длительность этого процесса составляет 13,5-15 месяцев. Обилие шишек в текущем году зависит от погоды и успеха опыления и всецело определяется эффективностью опылительного процесса, протекавшего в прошлый сезон. Зрелые шишки светло-бурые длиной 4-5 см (реже 6-7 см) и около 3 см шириной. По форме они яйцевидные, удлиненно-конические или округлые. Шишки несут в чешуях по два орешка, так что не только само растение кедрового стланика, но и его генеративные органы уменьшаются в размерах в процессе адаптации к экстремальным условиям среды [3].

В условиях дефицита тепла и повышенной влажности воздуха, формирование шишек, их опыление и созревание семян происходят эффективнее в те годы, когда воздух бывает теплее и суше. Семена созревают в августе-сентябре, шишки сохраняются на кустах 7-10 дней, в течение которых они охотно поедаются и заготавливаются животным населением на зиму. В зависимости от размеров шишек и эффективности опылительного процесса количество в них семян (орешков) колеблется от 21 до 58 штук, составляя в среднем 32-45 штук. В урожайный год в долине р. Колыма кедровый стланик дает до 60 тысяч шишек или 150-160 кг орешков на гектар насаждений. Поскольку семена кедрового стланика довольно тяжелые, лишены летучек, его возобновление осуществляется исключительно с помощью животных, т. е. ему свойственна зоохория. Основными потребителями семян этого вида являются кедровка, бурундуки, белки, содействуя их широкому распространению.

Таким образом, кедровый стланик, обладая целым рядом эколого-биологических особенностей, характеризуется способностью к произрастанию в экстремальных условиях среды. Если имеется довольно много публикаций по систематике, географии и хозяйственному использованию кедрового стланика, то ряд вопросов экологии и репродуктивной биологии этого ценного орехоплодного вида остаются малоизученными, что предопределяет несомненную перспективность исследований в этом направлении.

Библиографический список

1. Васьковский А.П. Новые данные о границах распространения деревьев и ценозообразователей на Крайнем Северо-Востоке СССР / А.П.Васьковский // Материалы по геологии и полезным ископаемым Северо-Востока СССР - Магадан, 1958. - Вып. 13. - С. 212-244.
2. Лесной план Магаданской области. - 2013. - 198 с.
3. Мазуренко М.Т. Жизнь на пределе: очерки биологии северных растений : аннот. каталог / М.Т. Мазурен- ко, А.В. Андреев. - Магадан : Охотник, 2007. - 234 с.
4. Пугачёв А.А. Биологический круговорот и почвообразование в ландшафтах Крайнего Северо-Востока России / А.А. Пугачёв. - Магадан : СВНЦ ДВО РАН, 2009. - 116 с.
5. Стариков Г.Ф. Леса Магаданской области / Г.Ф. Стариков. - Магадан : Магадан. кн. изд-во, 1958. - 223 с.
6. Тихомиров Б.А. Кедровый стланик, его биология и использование / Б.А. Тихомиров. - М., 1949. - 105 с.

Вестник Северо-Восточного государственного университета
Магадан 2015. Выпуск 24

Категория: Экология | Добавил: x5443x (16.03.2016)
Просмотров: 202 | Теги: кедр | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016