Экологические особенности декоративных древесных растений

Экологические особенности декоративных древесных растений. Группировка растений по темпам роста

Внешние физико-химические и биотические факторы, влияющие на растения, называются экологическими. Их, в свою очередь, разде­ляют на группу абиотических (факторы неживой среды) и группу био­тических (связанных с влиянием живых существ).

Абиотические факторы: а) климатические — свет, тепло, состав и движение воздуха, влага (осадки, влажность почвы и воздуха); б) эдафические, или почвенно-грунтовые, — механический и химический сос­тав почв, их физические свойства; в) топографические, или орографи­ческие, - рельеф.

Биотические факторы: а) фитогенные — влияние растений-сооби- тателей прямое (симбиоз, паразитизм) и косвенное (изменение среды обитания — света, влаги — за счет рядом находящихся растений); б) зоогенные - влияние животных (поедание, вытаптывание, опыление). В группу биотических факторов входят микогенные (влияние грибов) и микробогенные (влияние микробов) факторы.

В отдельную группу выделяются антропогенные факторы — влияние человека на растения в процессе их сознательного изменения (селекции, гибридизации), интродукции, хозяйственной деятельности.

Оптимальная жизнедеятельность растений отмечается при оптималь­ных значениях факторов среды, т. е. когда растение находится в ком­фортных условиях. Если какой-либо фактор, составляющий условия существования, имеет крайне низкое или крайне высокое значение, то он ограничивает действие остальных факторов и определяет конечный результат действия среды на растение. Поэтому "выявление" факторов в минимуме (или максимуме) и устранение их ограничивающего дейст­вия (оптимизация среды) составляют важную практическую цель в про­изводстве древесных декоративных растений. При перенесении декора­тивных пород в другие условия — при интродукции или использовании местных видов в озеленении городских и промышленных территорий, выращивании в питомниках — необходимо учитывать степень адекват­ности экологических факторов новой среды экологическим требовани­ям видов и форм. При сильном изменении факторов условий сущест­вования наступают серьезные нарушения жизненных функций растений, нередко приводящие к их гибели.

Температурные условия. Возможность использования той или иной древесной породы в озеленении определяется главным образом вели­чиной минимальной температуры, которую она может переносить без потерь своих декоративных качеств, т. е. морозостойкостью, или холо­достойкостью, породы, под которой понимают способность переносить прямое действие температуры ниже О °С во время осенних и весенних за­морозков и зимних морозов. От осенних заморозков страдают породы с продолжительным ростом побегов, слабым их одревеснением к осени, в результате чего такие растения часто повреждаются зимними мороза­ми. Древесные растения, рано начинающие свой рост, наоборот, повреж­даются в основном весенними заморозками. Повреждения затягивают вегетацию, а так как на восстановление требуется дополнительное вре­мя, побеги запаздывают с вызреванием, что также снижает их устойчи­вость к зимним морозам.

4Морозостойкость (холодостойкость) древесных пород определяется главным образом характером и степенью повреждений от зим­них морозов. Для оценки последней наиболее часто применяют пяти­балльные шкалы, в которых баллом I отмечаются породы совершенно неповреждаемые, баллом V — породы, вымерзающие в первую зиму, а баллами II, III, IV — соответственно породы с повреждаемыми одно-, двух- и трехлетййми и старше ветвями.

Морозостойкость декоративных пород зависит от сочетания следу­ющих экологических факторов: 1) суммы эффективных температур (для пород умеренной зоны температура выше +10 °С); 2) средней из минимальных годовых температур; 3) коэффициента увлажнения воз­духа и почвы; 4) длины безморозного периода. Морозостойкость снижа­ется, если уменьшается сумма эффективных (более +10 ° С) температур, снижается уровень значения средних из минимальных температур, уве­личивается увлажнение или сокращается безморозный период. И наобо­рот, она повышается, если увеличивается сумма эффективных темпе­ратур, повышается средняя минимальная температура, уменьшается увлажнение и увеличивается безморозный период.

Устойчивость древесных пород к низким температурам зависит от их морфологических, анатомических и физиологических особенностей, а именно от наличия покровов, защищающих от промерзания или зим­него иссушения тканей; способности плазмы переносить обезвожива­ние и концентрации клеточного сока; от накопления на зиму в клетках жиров и углеводов. Она изменяется и с возрастом растений - молодые более чувствительны к морозам. Так, ель обыкновенная, переносящая 50—60-градусные морозы, в возрасте двух—пяти лет страдает от замо­розков на открытом месте, а в южных районах ее распространения страдают от заморозков молодые побеги взрослых растений.

По морозостойкости в целом с учетом отношения к крайним низ­ким температурам декоративные древесные породы могут быть оха­рактеризованы следующим образом (JT. П. Смоляк, 1983; А. И. Колес­ников, 1974).

1. Очень морозостойкие. Переносят длительное понижение темпера­туры до —35 -г- —50 °С и ниже. К ним относятся береза пушистая и повис­лая, ель обыкновенная, лиственница даурская и сибирская, ольха серая, сосна обыкновенная и сибирская (кедровая), тополь бальзамический и китайский; боярышник багряный, бузина красная, дерен, карагана дре­вовидная, кедровый стланик, сосна горная.

2. Морозостойкие. Переносят длительное понижение температуры до —25 -г —35 С. К ним относятся ель сизая, Энгельмана, колючая и тяньшанская, сосна Веймутова, пихта сибирская, дуб летний (черешча- тый), ива белая, ильмовые, клен остролистный, ясенелистный, татар­ский и Гиннала, липа мелколистная, орех маньчжурский и серый, рябина обыкновенная, черемуха обыкновенная, ясень обыкновенный; боярыш­ник обыкновенный, жимолость обыкновенная и татарская, калина обыкновенная, роза морщинистая, сирень обыкновенная и венгерская, туя западная.

3 Умеренно морозостоикие. Переносят длительное понижение темпе­ру до -15 - -25 °С. К ним относятся лжетсуга тисолистная, пихта одноцветная и кавказская, сосна крымская и желтая, тис ягодный, бар­хат амурский, бук, гледичия, граб обыкновенный, груша обыкновенная, дуб пуш^исть1й. катальпа, конский каштан, клен серебристый, липа круп­нолистная, войлочная и крымская, орех грецкий и черный, робиния ложноакациевая, софора японская, тополь черный, берлинский и ка­надский, шелковица белая; бирючина обыкновенная, дейция, калина- городовина, лох узколистный, скумпия, смородина золотая, большин­ство видов спиреи, чубушники, шиповники, некоторые сорта роз.

4. Неморозостойкие. Переносят непродолжительное снижение темпе­ратуры до —10 —15 °С. К ним относятся кипарисы, кедры, криптоме­рия, секвойядендрон и секвойя вечнозеленая, сосна гималайская, италь­янская и приморская, альбиция, ива вавилонская, павловния, платан, глициния, гортензия, лагерстремия индийская.

5 Наименее морозостойкие породы переносят лишь кратковремен­ное снижение температуры не ниже —10 °С. К ним относятся субтропиче­ские древесные породы, культивируемые на Южном берегу Крыма и Черноморском побережье Кавказа, — пальмы, вечнозеленые лиственные, южные сосны, эвкалипты.

Наряду с низкими вред растениям наносят и высокие температуры, так как под их влиянием происходит обезвоживание тканей. Устой­чивость к высоким температурам, или жаростойкость, как и морозо­стойкость, зависит от многих факторов — она выше у пород с относи­тельно низким содержанием воды в клетках, защищенных толстой ку­тикулой, волосками, восковым налетом.

Свет. Это один из наиболее важных для жизни растений абиотиче­ских факторов, его роль определяется особым положением растений в биосфере как автотрофов, создающих органическое вещество. Но свет оказывает на растения и значительное формообразующее действие, часто определяя форму роста, структуру тканей (соотношение губчатой и палисадной тканей в световых и теневых листьях), величину хлоро- пластов и т. д. С некоторыми особенностями светового режима тесно связано географическое распространение растений. Поэтому при выра­щивании в питомниках, а в дальнейшем и на объектах озеленения надо учитывать отношение древесных пород к свету — его количеству (ин­тенсивности и продолжительности) и качеству (длине световых волн).

Количество света характеризуется энергетическими единицами и единицами освещенности, которые с помощью пересчетных коэффициентов переводятся друг в друга. Энергетические единицы характеризуют интенсивность радиации, или облученность, и выражаются в Дж/см² мин или Вт/см². Единицы освещеннос­ти — люкс (лк) - световой поток в 1 люмен, приходящийся на 1 м² площади. Это небольшая величина, поэтому освещенность выражается обычно в тысячах люксов.

Качество света определяется содержанием в нем лучей, оказывающих наиболь­шее физиологическое действие на растения. Это так называемая фотосинтетически активная радиация (ФАР), используемая растением в процессе фотосинтеза, охва­тывающая лучи с длиной волны 380-710 нм. Для ФАР определяют интенсивность в энергетических единицах, Дж/см² - мин. В зависимости от высоты Солнца прямая радиация содержит от 28 до 43 % ФАР; рассеянная радиация при облачном небе - 50-60; рассеянная радиация голубого неба - до 90 % за счет синей части ФАР.

Разнообразие световых условий на Земле чрезвычайно велико, в разных местообитаниях различаются не только интенсивность радиа­ции, но и ее спектральный состав, продолжительность освещения расте­ний, пространственное и временное распределение света разной интенсив­ности. Соответственно разнообразна и приспособленность растений к жизни при том или ином световом режиме, и по отношению к свету различают три основные группы растений — светолюбивые (гелиофиты), тенелюбивые (сциофиты) и теневыносливые, их различия обусловлены различным положением светового оптимума (рис. 2).

Освещенность на открытом месте, %

Светолюбивые — световой оптимум находится в области полного солнечного освещения, и затенение действует на растения угнетающе. К таким растениям относят луговые травы, наскальные лишайники, аль­пийские виды, ранние весенние виды листопадных лесов, культурные растения открытого грунта. Тенелюбивые — световой оптимум находит­ся в области слабой освещенности, и растения не выносят сильного света. К этой группе относятся виды сильно затененных местообитаний, расте­ния нижних ярусов сложных растительных сообществ — таежных ельни­ков, лесостепных дубрав, тропических лесов, а также глубоководные и пещерные растения. В их числе также многие комнатные и оранжерей­ные растения — обитатели нижних ярусов тропических лесов. Теневы­носливые имеют широкую экологическую амплитуду по отношению к свету — они лучше растут и развиваются при полной освещенности, но хорошо адаптируются и к слабому свету. Это распространенная, очень пластичная группа растений — "факультативные гелиофиты", у которых

выработались приспособления к раз ным условиям светового режима К ним относятся и все наши дре весные породы, которые по способ ности переносить затенение (его дли тельность, степень уменьшения осве щенности) разделяются на светолю бивые и теневыносливые.

Рис. 2. Экологические оптимумы по от­ношению к свету у тенелюбивых (1), светолюбивых (2), теневыносливых (i) видов (по Т. К. Горышиной, 1979)

К светолюбивым древесным породам относятся деревья и кустарники, растущие на открытых местах и не выносящие длительного зате­нения- Дл^{я них} характерны листья с мелкоклеточной паренхимой, большим числом устьиц и хорошо развитой палисадной тканью. Содер­жание хлорофилла в 1 г листа - 1,5—3,0 мг. Наивысшего уровня фото­синтез достигает при полном солнечном освещении. В эту группу вхо­дят березы, ивы, лиственницы, осина, орех грецкий, робиния лжеакациевая, сосны, ясени.

Теневыносливые древесные породы - это деревья и кустарники, выносящие некоторое затенение, но хорошо растущие и при полном освещении. Для них характерны крупные листовые пластинки, распо­лагающиеся горизонтально, Паренхима листа крупноклеточная, коли­чество устьиц невелико, по сравнению с листьями светолюбивых пород палисадная ткань развита слабо. Содержание хлорофилла в 1 г листа — 4,0-8,0 мг. Наибольшая интенсивность фотосинтеза отмечается у этих пород при уровне освещенности от 0,1 до 0,01 полного солнечного ос­вещения. К наиболее теневыносливым относятся тис, пихта, самшит, бук, граб, сосна сибирская (кедровая), липа, ель, клен, вяз, калина, бересклет бородавчатый, лещина.

Минимальная освещенность, которой могут довольствоваться листья (относительное световое довольствие), в долях от полного солнечного освещения составляет: у лиственницы - 1/5, ясеня - 1/6, березы боро­давчатой - 1/7-1/9, осины - 1/8, сосны - 1/10, дуба - 1/20, ели - 1/9-1/32, клена - 1/55, бука - 1/60, самшита - 1/100.

Определение и знание теневыносливости пород очень важны как при создании зеленых насаждений (затенение территории зданиями, ориен­тация участка), так и при выращивании растений в питомниках, где их светолюбие учитывается в схемах посадки, в подборе пород для выращи­вания в совмещенных школах.

Степень теневыносливости или светолюбия не является неизмен­ным видовым признаком, она меняется в годичном цикле онтогенеза, с возрастом, с изменением географической широты, температурных условий. Как правило, молодые растения более теневыносливы; в се­верных частях ареалов виды более светолюбивы, и это связано с пони­жением температуры по направлению к северу.

У светового режима есть и такая важнейшая характеристика, как продолжительность дня и соотношение длины дня и ночи, или перио­дичность освещения, которые определяют фотопериодическую реакцию зацветания растений. Для древесных растений, выращиваемых в питом­нике на этапе ювенильности (молодости), соотношение длины дня и ночи имеет большое значение для вызревания тканей побегов, особенно у интродуцированных пород, и связанной с этим морозостойкостью. От фотопериода зависят устойчивость древесных к болезням, прирост сухого вещества. Фотопериодическая реакция в большой степени связа­на с температурным режимом.

Так, саженцы бархата амурского, выращенные в условиях Ленин­града на естественном дне, полностью вымерзают при перезимовке, а вы­ращенные в тех же условиях на укороченном дне полностью сохраня­ются.

Вода. Наряду с температурными и световыми условиями вода яв­ляется важнейшим фактором условия существования растений, опреде­ляющим зональное распространение растительности. Она определяет влажность почвы, из которой поступает в растение через корни, подавая в него растворы минеральных солей, и влажность воздуха, регулируя испарение и рост растений.

Вода составляет большую часть растений, но у растений разных эко­логических групп ее содержание (%) различно

Декоративные деревья и кустарники относятся к растениям, активно регулирующим потерю воды с помощью устьичного аппарата и особых водонепроницаемых веществ (суберин, кутин), покрывающих поверхность листьев. Однако по приуроченности к местам обитания и выработке соответствующих приспособлений к условиям увлажнения они делятся на три группы — гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.

Гигрофиты — растения, произрастающие в избыточно увлажненных местах. Древесных пород-гигрофитов в нашей стране немного: ольха чер­ная, некоторые виды ив и тополей, из южных пород — таксодий обыкно­венный, мускатный орех, лапина крылоплодная.

Мезофиты — хорошо растущие в естественных условиях при сред­нем достаточном увлажнении. В ассортименте для озеленения нашей страны древесных мезофитов абсолютное большинство (бархат амур­ский, береза, бук, вяз гладкий, клен остролистный, лещина, липа мелко­листная и крупнолистная, магнолия, рябина обыкновенная, ясень обык­новенный, ель обыкновенная, лиственница, пихта, секвойя, тис ягод­ный, туя и др.).

Ксерофиты - растения сухих, а также сухих засоленных мест, спо­собные переносить значительный недостаток влаги — почвенную и атмос­ферную засуху (тамарикс, акация степная и песчаная, гледичия каспий­ская, джузгун древовидный и высокий, саксаул, солянки, чемыш се­ребристый, хвойник).

Воздух. Для жизни растений воздух имеет исключительно большое значение, его кислород нужен для дыхания, а углекислый газ — для фотосинтеза.

Содержание углекислоты в атмосферном воздухе составляет в среднем 0,03 % объема. Но концентрация ее в воздухе, окружающем растение, неодинакова на разной высоте. Обычно припочвенный слой воздуха обогащен С0₂ благодаря интенсивному "дыханию" почвы и разложению в ней органических остатков, а в более высоких слоях воздуха (в зоне крон деревьев, потребляющих С0₂ при фотосинтезе) находится минимальное количество углекислого газа. Содержание углекислоты в воздухе в течение суток также непостоянно — днем оно значительно ниже вследствие интенсивного поглощения С0₂ в процес­се фотосинтеза. Ночью фотосинтез прекращается, идет только дыхание почвы и деревьев, сопровождающееся выделением углекислого газа в воздух. Содержание углекислоты в воздухе зависит от влажности, аэра­ции и температуры почвы, влияющих на деятельность почвенной микро­флоры. Так, отмечено, что в северных областях после длительных дож­дей содержание С0₂ в приземном слое воздуха снижается, так как при насыщении почвы водой для микроорганизмов наступают анаэробные условия, а в южных, сухих областях уменьшение С0₂ вызывается засу­хой, которая тоже угнетает деятельность микроорганизмов, а после дождей концентрация С0₂ в воздухе возрастает. При концентрации углекислоты выше 0,03 % объема (300 ррт) фотосинтез у растений значительно сыщения вой фотосинтеза (рис. 3) лежит в области концентраций, в несколь­ко раз превышающих естествен­ную.

На питомниках декоративных пород повысить уровень С0₂ в возду­хе несравненно труднее, чем в оранжереях, где подкормки углекислотой дают высокий эффект. Тем важнее на питомниках обеспечивать почву органическими веществами и поддерживать на оптимальном уровне ее влажность и рыхлость.

Важным свойством воздушной среды, имеющим существенное эко­логическое значение для растений, является движение воздуха как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Вертикальное пе­ремещение воздуха прежде всего влияет на тепловой режим (переме­шивание, стекание холодного воздуха в понижения), и оно может быть очень опасно для растительности питомника, если его территория распо­лагается в понижении или на значительном по уклону рельефе.

Ветер, перемещая массы воздуха, перемешивает их и выравнивает содержание углекислоты.

Существенно влияет ветер на транспирацию растений. Ветры, при­носящие влагу, уменьшают транспирацию и способствуют развитию пышной растительности.

Ветер опасен тем, что может на питомниках выворачивать саженцы деревьев с поверхностной корневой системой, а в районах с выражен­ным ветровым режимом препятствует формированию равномерно раз­витой кроны, что вызывает необходимость дополнительных работ по ее формированию.

Сильные ветры оказывают иссушающее действие на листья и без­листные побеги (зимой), повышая транспирацию, вызывая тем самым снижение фотосинтеза и повышение дыхания, у облиственных растений, обусловливая иссушение безлистных побегов зимой и ранней весной, — когда почвенная влага малодоступна.

Ветроустойчивость меняется у пород в зависимости от характера почвы — при высоком уровне стояния грунтовых вод, на тяжелых, бедных кислородом почвах корневая система развивается неглубоко и растения становятся менее ветроустойчивыми. К ветроустойчивым в нормальных ветровых условиях относятся породы с хорошо развивающейся в глубину корневой системой - листопадные: бук, граб, гледичия, ильмовые, каштан съедобный, клен остролистный и полевой, платан, тополь белый и черный, тюльпанное дерево; вечнозеленые: дуб каменный, земляничники, лавр благородный и ложнокамфарный, маг­нолия крупноцветковая; хвойные: кедры, кипарис лузитанский, лист­венницы, пихты, сосны, тис.

Почва. Она является опорным субстратом для древесно-кустарни- ковых пород и источником снабжения растений элементами питания. Химические и физические свойства почвы оказывают большое влияние на растения. В свою очередь, растения и микроорганизмы в процессе жизнедеятельности придают ей определенную структуру, изменяют плодородие, кислотность. По требовательности к плодородию почвы декоративные древесные породы делят на три группы:

требовательные — хорошо развивающиеся лишь на богатых гуму­сом и минеральными веществами супесях, суглинках и черноземах. К ним относятся бук, граб, дуб, ильмовые, клен полевой и остролист­ный, липа, ольха черная, ясени, пихта, сирень и розы (сорта);

среднетребователъные породы произрастают на сравнительно не­богатых супесчаных и подзолистых почвах. К ним относятся ель, лист­венница, клен ясенелистный, осина;

малотребовательные к почвам породы — это те, которые могут расти на бедных почвах. К ним относится много пород, используемых в озеленении нашей страны, — айлант, береза плакучая, дроки, ивы, ка- рагана древовидная, лох, маклюра, можжевельники, робиния ложноака- циевая, сосна горная и обыкновенная, тополь белый и черный (осо­корь), чингил серебристый, шелковица.

В питомниках породы, требовательные к плодородию почвы и наиболее ценные для озеленения (I группа), следует высаживать по хо­рошо удобренной почве. К этой группе относятся вяз гладкий, дуб че-решчатый и дуб красный, конский каштан, клен остролистный, сереб­ристый, красный и лабурнум, липа мелколистная, крупнолистная и кав­казская, магнолия, орех серый, грецкий, маньчжурский и черный, пла­таны, ясень обыкновенный, буддлея Давида, вейгела, вишня японская, глициния (вистерия), гортензия, жимолость каприфоль, калина обык­новенная, Бульденеж, городовина и Саржента, кизильник блестящий, клематисы (сортовые), сирень обыкновенная (сорта), спирея Ван- Гутта и спирея аргута, тис ягодный, чубушник венечный и его сорта. Растения, менее требовательные к плодородию почвы (II группа), но ценные для озеленения, высаживаются после перечисленных выше древесно-кустарниковых пород. Во II группу входит наибольшее количе­ство видов. Деревья — бархат амурский, бук, березы, вяз перистоветвистый, граб, гледичия, груша уссурийская, катальпа великолепная, птелея, рябина обыкновенная, робиния ложноакациевая, тополь Болле и пирамидальный, шелковица белая, яблоня сливолистная, сибирская и Недзвецкого, ясень зеленый и пушистый; кустарники - арония, барба­рис, бирючина обыкновенная, боярышник круглолистный, Максимови­ча, обыкновенный и сибирский, вишня пенсильванская, гибискус сирий­ский, дейции, жимолость татарская, золотистая и Маака, ирга кругло­листная, калина обыкновенная, кампсис, лохи, магнолия, облепиха, ро­за морщинистая и другие шиповники, рододендрон даурский, сирень венгерская„ хкумпия, смородина золотая и альпийская, снежноягодник, спирея японская, тамарикс Палласа, форзиции, хеномелес японский, чемыш (чингил) серебристый, черемуха виргинская и Маака, чубушник пушистый. Растения, наименее ценные для озеленения (III группа) — абрикос маньчжурский, груша обыкновенная, клен ясенелистный, оль­ха черная и серая, павловния, тополь берлинский, белый и канадский, софора, кустарники — аморфа, бузина черная и красная, вишня пес­чаная, дерен белый, дрок красильный, карагана древовидная, пузыре- плодник, рябинник, — высаживают после II группы.

Все это учитывается при разработке севооборотов и культурообо- ротов на полях питомника.

Дата добавления: 2014-01-07