Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время стратегия сохранения биологического разнообразия рассматривается как стратегия выживания видов древесных растений и их фор\і в новых около-гпческпх условиях. Ключевым звеном в этой проблеме является изучение и подбор соответствующего ассортимента видов древесных растений и их форм, наиболее отвечающих задачам формирования специализированных лесных биогеоценозов (Шварц, 1976). Научные основы по введению в культуру новых видок древесных растений - как местных, так и инорайогшых - являются еще недостаточно разработанными в силу их изменчивости, динамики природных условий и антропогенных изменении окружающей среды. По мнению большинства специалистов (Сукачев, 1926; Вавилов, 1935; Сииская, 1948; Гурскнй, 19.57; Тпмофеев-Рессовский, 1958; Коновалов, 1963; Соболевская, 1967, 1977, 1991; Мамаев, 1968, 1973: Сергеев, 1968, 1974; Сергеев, Сергеева, 1969; Лучник, 1970; Лапнн, Спднева, 1973; Некрасов, 1980, 1991; Базилевская, 1981; Лгобавская, 1982; Семериков, 1986; Махнев, 1987; Котов, 1988; Милютин, 1988; Плотникова, 1988; Трулевич, 1991; Мамаев, Махнев, 1993; Тарасенко, 1995; Яблоков, Юсуфов, 1998), в ходе адаптации представляется возможность экспериментального изучения преобразований в лесных экосистемах на основе исследования морфо-фнзиологпческих, эколого-фитоценотических н генетических особенностей видов. Под адаптацией, в соответствии с представлениями Н.В.Тимофеева-Рессовского, Н.В.Воронцова и А.В.Яблокова (1969), мы понимаем возникновение и развитие определенных конкретных морфо-фігзиологических свойств древесных растений, значение которых для древесного растения однозначно связано с общими или конкретными биогеоценотическими условиями местопроизрастания.
При значительном опыте ннтродукщш древесных растений на территории лесостепи Западной Сибири in различных флористических районов, имеющих техническое н пищевое значение, а также используемых в зеленом строительстве, полезащитном лесоразведении и лесовосстановлении (Коропачинский, Скворцова, 1969; Альтергот, 1973; Таран, 1974, 1979, 1988, 1993; Морякипа, 1983, 1993; Ведовская, 1987; Коропачинский, 1988; Писаренко, Редько, Мерзленко, 1992; Мамаев, Дорофеева, 1993; Звирзгд, 1993;'
Шкутко, 1993; Булатов, 1996), актуальной является оценка особенностей адаптации древесных растений к новым экологическим условиям. В настоящее время считается общепризнанной оценка особенностей адаптации древесных растений в необычных для них условиях среды как центральная проблема интродукции растений вообще (Мамаев, Дорофеева, 1993). Данный подход предполагает изучение степени адаптации древесных растений с позиций различных направлений биологических наук и позволяет выявить сложные взаимосвязи во вновь формирующихся интроАукционных популяциях.
Цель исследовании. Выявление особенностей интродуциро-ванных древесных растений в процессе адаптации в сравнении с аборигенными видами, при разработке научных основ их рационального использования в условиях лесостепи Западной Сибири. Это позволяет, с учетом прежних результатов интродукции, наметить перспективы дальнейшего привлечения растений природной арборифлоры к культуру, определить специфически устойчивые виды (морозо- и засухоустойчивые, солеустойчивые, газоустойчивые и др.), научно обосновать рекомендавдш по их практическому использованию в оптимизации окружающей среды.
Задачи исследований:
выявление закономерностей адаптации древесных растений лесостепи Западной Сибири;
изучение ритмики роста и жизнедеятельности местных и шггродуцированных видов древесных растений;
изучение внутривидового разнообразия древесных растений для целей создания устойчивых и продуктивных лесных экосистем;
дендрохронологический анализ изменений экологических факторов в условиях лесостепи Западной Сибири для использования полученных результатов в практике интродукции и рационального использования дендрофлорнстических ресурсов.
Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследований. На основе комплексного зколого-географического подхода показано, что адаптация ннтродукционных популяции и местных видов древесных растений происходит на фоне совместного влияния естественных экологических факторов, техногенных воздействий и рекреационных нагрузок. Адаптация древесных
растений представляет сложный комплекс изменении, происходящих в растениях под действием прнродио-антропогенных условии, изменяющих ход формообразовательных процессов.
Впервые изучена у пнтродуцентов и местных видов специфика развития органов (динамика сезонного роста ксилемы ствола и корней, шишек и плодов, побегов, листьев и хвои) в разшгч-ных по n-wpoTqjMUMecKOMy режиму годах. По материалам исследований были выработаны зкояого-биологлческпе критерии для оценки степени адаптации древесных растений в условиях лесостепи Западной Сибири.
Полученные результаты позволяют ближе подойти к решению научной проблемы комплексной эколого-бнологнческой оценки адаптации местных и ш продуцированных видов древесных растении и их сообществ как части фундаментальной проблемы сохранения биологического разнообразия и обеспечения устойчивого развития лесных экосистем региона.
Положения, выносимые на защиту:
!. Установлены морфо-фнзггологнческие закономерности формирования основных типов адаптации древесных растений в различных ландшафтно-географических условиях лесостепи Западной Сибири на основе экологического, анатомо-морфологи-ческого и физнолого-биохпмпческого изучения.
-
Выявлены закономерности географической и онтогенетической адаптации интродуцированных видов древесных растений в сравнении с автохтонными видами.
-
Рекомендации по подбору видов древесных растений для интродукции, рационального использования дендрофлористнче-ских ресурсов и оцешш процесса адаптации пнтродуцентов в новых экологических условиях па основе комплексных методов исследования (лесоводственно-таксационнып, дендрохронолоптче-скігіі, морфо-физиологнческий, биохимический).
Практическая значимость работы заключается в том, что в ней дается научное обоснование использования биоразнообразия древесных растений в условиях лесостепи Западной Сибири при создании сашгтарно-защнтных зон промышленных предприятий, озеленении городов н населенных пунктов, полезащитном лесоразведении и лесном хозяйстве. Дана оценка состояния интродук-цноншлх культур и проведено картирование техногештого загрязнения на примере г. Омска.
Материалы исследований были использованы при разработке следующих тем (по заказу ОАО "Омский нефтеперерабатывающий завод"): "Практические рекомендации по созданию зеленых насаждений в санитарно-защитной зоне" (№ гос. регистрации 01.86.0077130) (1988), "Разработка экологических основ создания санитарно-защитных насаждений на территории ПО "Омскнефте-оргеинтез" (1997), - позволяющих повысить эффективность и долговечность зеленых насаждений в условиях интенсивного техногенного 3aqw3HeHiM. Материалы по дендронндикащш экологических условий лесостепи Западной Сибири используются при составлении ежегодных обзоров агрометеорологических условий Омским территориальным управлением по гидрометеорологии и контролю природной среды.
Результаты работы используются в преподавании дисциплин экологического цикла ("Лесоведение", "Биогеография", "Геоэкология") в ОмГПУ, ОмГАУ и легли в основу методических пособий и рекомендаций, общим объемом 204 страницы.
Апробация работы. Основные положения работы доложены на: II Всесоюзной конференции по проблемам физиологии и биохимии древесных растешш (Красноярск, 1982); VII делегатском съезде Всесоюзного Ботанического Общества (Ленинград, 1983); региональном совещании "Современные проблемы интродукции древесных растений в Сибири" (Новосибирск, 1988); Всесоюзной конференции "Проблемы лесовосстановления в таежной зоне СССР" (Красноярск, 1988); III Всесоюзной конференции по проблемам физиологии н биохимии древесных растений (Петрозаводск, 1989); V Всесоюзном совещании по вопросам дендрохронологии (Свердловск, 1990); конференции "Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока" (Красноярск, 1991); Третьем съезде Всероссийского общества физиологов растений (Санкт-Петербург, 1993); IV Объединенном международном симпозиуме по проблемам прикладной геохимии (Иркутск, 1994); международной научно -практической конференции "Регион и география" (Пермь, J 995), международной конференции "Роль ботанических садов и арборетумов в изучении и сохранении биоразнообразш растительного мира" (Новосибирск, 1996) и других конференциях и совещаниях.
Исследования проводились в рамках программы РАН "Биосферные и экологические исследования", "Сибирь" (подпрограмма "Экология, охрана окружающей среды Сибири"). Автор
выступал как руководитель хоздоговорных работ на территории Омской области, участвовал в разработке проекта "Экологический статус г. Омска". Часть работ и обобщений выполнена по личной инициативе.
Публикации. По материалам диссертации опубліковано 80 научных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и выводов, изложена на 328 страницах машинописного текста, включает 81 таблицу, 29 рисунков. Список литературы содержит 296 названий, в том числе 48 иностранных.