В различных местообитаниях

Цель работы: изучить возрастные состояния сосны, оценить возрастную структуру, сравнить возрастную структуру в разных местообитаниях.

Перед выполнением работы необходимо познакомиться с возрастными состояниями сосны обыкновеннной (рис. 2.).

Рисунок 2. – Схема онтогенеза сосны обыкновенной (по Евстигнееву, 1989)

Проростки (р). В естественных условиях проростки сосны по­являются в конце весны. Для них свойственны семядольные листья, которые при прорастании выносятся на поверхность. Семядоли линейные слабо трехгранные, слегка изогнутые, зеленые. Число семя­долей 4-8 (чаще 6). Их длина 20-25 мм, ширина и толщина - 0,5 мм. Семядольные листья обычно отмирают к началу зимы. Подсемядольная часть иногда красноватая, до 30-40 мм длиной. У более сильных проростков в первый год образуется надсемядольная часть высотой 40-60 мм, на котором спирально располагаются единичные линейные листья ювенильного типа.

Ювенильные особи (j) имеют одноосный неветвящийся побег. При хорошем освещении (посадки, опушки) ювенильное состояние длится не более 3 лет. Средняя высота особей составляет 12 см. На Удлиненных побегах ювенильных особей второго года формируются укороченные побеги (брахиобласты). Они несут, наряду с низовыми чешуевидными и пленчатыми листьями, два крупных зеленых листа взрослого типа - хвоинки длиной 29-64 мм. К концу второго года жизни ювенильные листья полностью сменяются взрослыми. На следующий год из них формируются удлиненные боковые побеги. Корневая система поверхностно-стержневого типа.

Имматурные особи (im). Переход в имматурное состояние ди­агностируется появлением удлиненных боковых побегов на главной оси и началом формирования кроны. Для сосны характерен акротонный тип побеговой системы: боковые побеги формируются из почек, сосредоточенных на верхушке материнского побега.

В имматурном состоянии корневая система сосны остается поверхностно-стержневой. Стержневой корень у нормально развитых на рыхлых песчаных почвах может углубляться до 60-80 см. На нем может быть до 20 хорошо развитых боковых корней, которые боль­шей частью располагаются в поверхностном горизонте почвы.

На этом этапе развития выделяются две подгруппы – im1 и im2. В побеговой системе имматурных особей первой подгруппы (im1) преобладают побеги 2-го порядка ветвления. Общая высота растения от 17 до 35 см, диаметр кроны 7-13 см, протяженность облиственной части 7-18 см. Средний возраст особей на водоразделе при хорошем освещении составляет 5 лет. У имматурных особей второй подгруппы (im2) преобладают побеги 3-го порядка, реже 4-го. Высота растений от 53 до 98 см, диаметр кроны 38-63 см, протяженность облиственной части 38-88 см. Средний возраст - 6 лет. Растения нормальной жизненности имеют хорошо выраженную лидерную ось и довольно большие ежегодные приросты по высоте (до 40 см). Нарастание побегов строго моноподиально.

У виргинильных особей (v) моноподиально нарастающая одноствольная крона широковеретеновидной формы с острой верши­ной. Длительность v состояния составляет от 2 до 15 лет, четко выделяются 2 подгруппы особей. Виргинильные особи первой подгруппы (v1) нормальной жизненности имеют широко веретеновидную крону от уровня почвы. Порядок ветвления в побеговой системе 4, реже - 3. Деревца быстро растут в высоту, длина годичных приростов главной оси 20-40 см. Средний возраст особей 8 лет, минимальный 6, максимальный 10. Виргинильные особи второй подгруппы (v2) полностью сформированы и готовы к плодоношению. В побеговой системе появляется 5-й порядок ветвления. В условиях свободного роста для особей нормальной жизненности характерно строгое моноподиальное нарастание побеговой системы. Величина годичного прироста по высоте больше в полтора раза по сравнению с особями первой подгруппы. Одновременно диаметр кроны увеличивается в 2,3 раза. Сильное преобладание роста главной оси и интенсивное разрастание кроны приводят к торможению роста нижних побегов и к очищению ствола от нижних сучьев: у виргинильных особей первой подгруппы ствол от нижних ветвей практически не очищен, у особей второй подгруппы очищение ствола достигает 2 м. Средний возраст особей нормальной жизненности - 17 лет.

Генеративные растения (g). В этом возрастном периоде появляются первые микро- и мегастробилы, растение приступает к семяношению. В генеративном периоде корневая система суходольных сосен может быть поверхностно-стержнекорневой, характерно довольно четкое разграничение горизонтально-поверхностных (до 30-40 см вглубь почвы) и вертикальных корней. Средний радиус корне вой системы взрослого генеративного дерева 8-10 м, отдельны корни достигают 12-14 м. Вертикальные корни представлены центральным стержневым корнем и целым рядом якорных корней, отходящих вниз от наиболее толстых горизонтальных корней в радиусе 1,2-1,5 м от центра дерева. С увеличением возраста дерева центральный стержневой корень замедляет рост, ветвится и не углубляется дальше боковых якорных корней. Вертикальные корни проникают в почву на глубину 100-350 см в зависимости от залегания плотных слоев материнской породы и уровня грунтовых вод.

Молодые генеративные растения (g1). Семяношение в молодом генеративном состоянии необильное и нерегулярное. Деревья отличаются максимальными абсолютными приростами по высоте (50 см), отдельные побеги достигают 175 см. Формируется правильная островершинная коническая крона, от ее основания и до верхушки хорошо прослеживается главная ось. В основании ствола появляется корка. У особей, выросших на суходольных участках, ее стояние длится около 50 лет. За такой длительный и активный ростовой период во внешнем облике сосны происходят существенны преобразования. От 12-летнего возраста, когда отдельные особи популяциях сосны вступают в пору семяношения, и до 60-летнег возраста, когда большинство растений переходят в средневозрастное состояние, происходят следующие морфологические изменения: 1) средняя высота деревьев увеличивается от 5,5 до 24 м; 2) средний диаметр ствола на уровне груди увеличивается от 9 до 36 см; 3) порядок ветвления в побеговой системе изменяется от 5 до 8; 4) диаметр кроны увеличивается от 2 до 7 м; 5) ствол очищается от нижних сучьев до 13 м; 6) протяженность кроны увеличивается до 11 м; 7) в основании ствола появляется корка на протяжении 7 м; 8) средняя длина хвоинок достигает максимальных размеров - 84 мм; 9) генеративное состояние отличается наиболее активными ростовыми процессами, в это время формируется типичная жизненная форма сосны - одноствольное дерево.

Средневозрастные генеративные растения (g2). Растения в этом состоянии характеризуются максимальным семяношением. Отличительная морфологическая черта особей - куполообразная крона, формирование ее определяется ослаблением интенсивности роста главной оси. Ее годичные приросты обычно не превышают 26 см. В итоге главная ось на верхней части кроны теряется среди боковых ветвей. Изменение формы кроны в этот период совпадает с отмиранием более слабых и тонких ветвей в ее внутренней области. В кроне сохраняются лишь наиболее сильные сучья. Основания сохранив­шихся сучьев постепенно очищаются от мелких ветвей. В этом онтогенетическом состоянии нарастание побеговой системы в кроне меняется на симподиальное. При этом увеличивается порядок ветвления побеговой системы (до 7-9). Значительное ослабление роста главной оси сопровождается общим торможением ростовых процессов. Так, общая высота дерева в течение g1 состояния увеличивается в 4,7 раза, диаметр ствола на уровне груди в 4,2 раза, в течение g2 состояния эти показатели увеличиваются только в 1,2 и 2,7 раза со­ответственно.

Старые генеративные деревья (g3). Характерная морфологическая черта старых генеративных особей - плосковершинная крона. С одной стороны, это связано с тем, что у растений практически полностью прекращается рост в высоту, с другой стороны, у большей части особей подсыхает и отмирает верхняя часть ствола. Отмершая часть ствола иногда остается на дереве в виде шпиля. В кроне появляются отмершие крупные сучья. Порядок ветвления побеговой системы - 8-9. Общие размеры дерева достигают максимальных размеров: средняя высота деревьев - 28 м, диаметр ствола на уровне груди - 136 см, диаметр кроны - 12 м. Протяженность трещиноватости корки ствола составляет 12 м. У некоторых особей она выражена на всем протяжении ствола. Длительность этого периода может быть более 100 лет.

Сенильный период не описан.

Изучение проводят методом непровешенной ходовой линии в местообитаниях указанных преподавателем. Метод непровешенной ходовой линии, разработанный П.Н.Тальманом (Тальман, Катаев, 1964) нашел широкое распространение в лесопатологических исследованиях. Суть метода заключается в том, что в качестве пробной площади служит весь обследуемый таксационный выдел. Обследование начинается от любой произвольной точки на границе выдела (рис. 3). Наблюдатель, стоя в этой точке, находит в глубине выдела хорошо видимый ориентир (сухое или толстое дерево, пень и т.п.) и движется в его направлении, включая в перечет все деревья, находящиеся в двух метрах по обе стороны от непровешенной ходовой линии. Дойдя до ориентира, он произвольно выбирая направление, намечает другой подобный ориентир и продолжает движение. Обследование заканчивается, после того как в перечет попадет не менее 100 (200) деревьев главной породы.

Рисунок 3 – Схема детального обследования выдела методом непровешенной ходовой линии

1- граница обследуемого выдела

2- непровешенная линия

3- естественные ориентиры, служащие для выбора направления

Результаты перечёта заносятся в таблицу 2.7.

(вместо лесного участка возможно использование насаждений сосны около морского и речного вокзала. В этом случае Вместо первой колонки «тип леса» будет «место расположения сосняка»)

Таблица 2.7 Количество деревьев разного возрастного состояния

На основании таблицы 8 строят возрастной спектр популяций сосны в разных экологических условиях. Даётся оценка структуры популяций.

Делается вывод о состоянии популяций сосны обыкновенной в разных местообитаниях.