Пылезадерживающая способность хвои ели колючей в насаждениях г. Нижнего Новгорода

Актуальность работы обусловлена остротой экологических проблем урбанизированных территорий и потребностью в снижении загрязнения атмосферы городов. В данном контексте ель колючая, в частности ее форма с голубой окраской хвои (Picea pungens Engelm., f. glauca), весьма эффективна. В этой связи изучали пылезадерживающую способность хвои, а также параметры, формирующие листовую поверхность кроны. Объектом исследований явились одновозрастные репродуктивно зрелые деревья указанного вида, произрастающие в трех функциональных зонах г. Нижнего Новгорода с разной степенью антропогенного загрязнения. По лесорастительному районированию места дислокации опытных участков относятся к зоне хвойно-широколиственных лесов, хвойно-широколиственному лесному району европейской части Российской Федерации (3 лесорастительный район). Работы проведены полевыми и лабораторными методами. Отбор биологических проб выполнен с дифференциацией по высоте и по расположению относительно источников загрязнения. Дана сравнительная оценка поверхности хвои и ее пылезадерживающей способности у деревьев данной породы, произрастающих в разных функциональных зонах г. Нижнего Новгорода в условиях неодинакового антропогенного загрязнения среды. Показана индивидуальная фенотипическая изменчивость исследуемых параметров учетных деревьев, и определены различия по ним, связанные с размещением на участках, характеризующихся неодинаковым уровнем антропогенного загрязнения. Физическая масса пыли, смытой с одного тестового образца при фиксированной площади его листовой поверхности варьировала от 0,01±0,001 г до 0,04±0,003  г. Пылезадерживающая способность принимала значения от 148,48±22,809 мг/м² до 490±39,300 мг/м². Сделан вывод о способности ели колючей формировать в условиях объектов озеленения г. Нижнего Новгорода хорошо развитый листовой аппарат, мощность которого достаточна для эффективного выполнения ее деревьями, достигшими репродуктивной фазы онтогенеза, пылезадерживающей функции.

1. Аверкиев Д.С. История развития растительного покрова Горьковской области и ее ботанико-географическое деление // Ученые записки Горьковского университета. 1954. Вып. XXXV. С. 119–136.

2. Алехин В.В. Объяснительная записка к геоботаническим картам (современной и восстановленной) бывшей Нижегородской губернии (в масштабе 1:500.000). Ленинград – Горький: Горьковский государственный университет – 1 картографическая фабрика ВКТ (тип. 1 картогр. фабрики ВКТ), 1935. 67 с.

3. Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Ершов П.В. Генотипическая обусловленность пигментного состава хвои плюсовых деревьев ели европейской // ИВУЗ. Лесной журнал. 2019. № 1. С. 63–76. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.1.63

4. Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Кентбаева Б.А., Кентбаев Е.Ж., Мамонов Е.И., Запольнов В.Е. Рост сеянцев ели Шренка (Picea schrenkiana) в условиях интродукции в Нижегородскую область // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 238. С. 67–87. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.238.67-87

5. Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Кулькова А.В., Мишукова И.В. Содержание крахмала в тканях побегов разных видов ели (Picea А. Dietr.) в условиях интродукции // ИВУЗ. Лесной журнал. 2017. № 4. С. 57–68. DOI: 10.17238/issn05361036.2017.4.57

6. Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов П.В. Дифференциация пылезадерживающей способности кроны тополей // ИВУЗ. Лесной журнал. 2021. № 5. С. 48–64. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-48-64

7. Бессчетнова Н.Н., Кулькова А.В. Содержание запасных питательных веществ в клетках тканей годичных побегов представителей рода ель (Picea L.) в условиях Нижегородской области // ИВУЗ. Лесной журнал. 2019. № 6. С. 52–61. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.52.

8. Бондаренко А.С., Жигунов А.В., Левкоев Э.А. Влияние селекционных мероприятий на фенотипическое и генетическое разнообразие семенного потомства плюсовых деревьев ели европейской и сосны обыкновенной // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2016. Вып. 216. С. 6–17. DOI: 10.21266/2079-4304.2016.216.6-17

9. Бондаренко А.С., Жигунов А.В., Мозжерин Я.Е. Сравнение скорости роста семенного и автовегетативного потомства ели европейской // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. Вып. 239. С. 37–54. DOI: 10.21266/2079-4304.2022.239.37-54

10. Быков Б.А. Экологический словарь. Алма-Ата: Наука, 1983. 216 с.

11. Волков В.А., Калько Г.В. Анализ полиморфизма микросателлитных локусов в популяциях Picea abies (L.) H. Karst. и Picea obovatа Ledeb. // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 237. С. 97–108. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.237.97-108

12. Воробьев Р.А., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Тютин А.Н. Таксационные показатели клонов плюсовых деревьев ели европейской в архиве клонов в Нижегородской области // Хвойные бореальной зоны. 2023. Т. XLI, № 1. С. 12–23. DOI: 10.53374/1993-0135-2023-1-12-2

13. Егоров А.Б., Постников А.М., Бубнов А.А., Павлюченкова Л.Н., Партолина А.Н. Выращивание культур ели с применением современных гербицидов, не требующее проведения агротехнических уходов // ИВУЗ. Лесной журнал. 2021. № 3. С. 9–23. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-9-23

14. Ершов П.В., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Пигментный состав хвои плюсовых деревьев ели европейской // Хвойные бореальной зоны. 2017. Т. XXXVI, № 3-4. С. 29–37.

15. Ершов П.В., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Многомерная оценка плюсовых деревьев ели европейской (Picea abies) по пигментному составу хвои // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 233. С. 78–99.

16. Жигунов А.В., Шевчук С.В. Лесные культуры сосны и ели из посадочного материала, выращенного комбинированным методом // ИВУЗ. Лесной журнал. 2006. № 6. С. 14–20.

17. Кулькова А.В., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Многопараметрическая оценка таксономической близости видов ели (Picea A. Dietr.) по пигментному составу хвои // Вестник ПГТУ. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2018а. № 1(37). С. 5–18.

18. Кулькова А.В., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Многопараметрический анализ в оценке видоспецифичности представителей рода ель (Picea) // ИВУЗ. Лесной журнал. 2018б. № 6. С. 23–38. DOI: 10.17238/issn05361036.2018.6.23.

19. Кулькова А.В., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Сезонные изменения пигментного состава хвои представителей рода ель в Нижегородской области // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 22–39. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.22-39

20. Куприянов Н.В., Веретенников С.С., Шишов В.В. Леса и лесное хозяйство Нижегородской области. Нижний Новгород: Волго-Вятское книжное издательство, 1995. 349 с.

21. Лабутин А.Н., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Эффективность лесных культур сосны и ели, созданных в Нижегородской области в рамках реализации проекта «Леса Киото» // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: матер. XVIII Междунар. науч.-технич. конф.: г. Вологда, 1 декабря 2020 г. / отв. ред. С.М. Хамитова. Вологда: ВоГУ, 2020. С. 72–74.

22. Лебедев В.М., Лебедев Е.В., Сорокопудов В.Н., Ларионов М.В. Корневое питание, фотосинтез и чистая первичная продукция у древостоев рода Picea на уровне организма в пределах российского ареала // ИВУЗ. Лесной журнал. 2023. № 1. С. 38–50. URL: https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-38-50

23. Мамаев С.А. О проблемах и методах внутривидовой систематики древесных растений. II. Амплитуда изменчивости // Закономерности формообразования и дифференциации вида у древесных растений: Труды Института экологии растений и животных. Свердловск, 1969. С. 3–38.

24. Наквасина Е.Н., Прожерина Н.А. Оценка отклика на изменение климата в опытах с происхождениями Picea abies (L.) Karst. × P. obovata (Ledeb.) на севере Русской равнины // ИВУЗ. Лесной журнал. 2023. № 1. С. 22–37. DOI: 10.37482/0536-1036-2023-1-22-37

25. Орлова Л.В., Егоров А.А. К систематике и географическому распространению ели финской (Picea fennica (Regel) Kom., Pinaceae) // Новости систематики высших растений. 2011. Т. 42. С. 5–23. DOI: 10.31111/novitates/2011.42.5

26. Полуяхтов К.К. Лесорастительное районирование Горьковской области // Биологические основы повышения продуктивности и охраны лесных, луговых и водных фитоценозов Горьковского Поволжья. Горький: ГГУ, 1974. С. 4–20.

27. Правдин Л.Ф. Ель европейская и ель сибирская в СССР. Москва: Наука, 1975. 178 с.

28. Dean A., Voss D., Draguljić D. Design and Analysis of Experiments (Springer Texts in Statistics) 2nd Edition, Kindle Edition. Heidelberg, Germany: Springer-VerlagGmbH, 2017. 865 p.

29. Groot A. Fifteen-year results of black spruce uneven-aged silviculture in Ontario, Canada // Forestry. 2013. Vol. 87, iss. 1. P. 99–107. DOI: 10.1093/forestry/cpt021

30. Gutkowska J., Borys M., Tereba A., Tkaczyk M., Oszako T., Nowakowska J.A. Genetic variability and health of Norway spruce stands in the Regional Directorate of the State Forests in Krosno // Forest Research Papers. 2017. Vol. 78, iss. 1. P. 56–66. DOI: 10.1515/frp-2017-0006

31. Hérault B., Thoen D., Honnay O. Assessing the potential of natural woody species regeneration for the conversion of Norway spruce plantations on alluvial soils // Annals of Forest Science. 2004. Vol. 61, no. 7. P. 711–719. DOI: 10.1051/forest:2004057

32. Herrera F., Leslie A.B., Shi G., Knopf P., Ichinnorov N., Takahashi M., Crane P.R., Herendeen P.S. New fossil Pinaceae from the Early Cretaceous of Mongolia // Canadian Journal of Botany. 2016. Vol. 94, iss. 9. P. 885–915. DOI: 10.1139/cjb-2016-0042

33. Hinkelmann K., Kempthorne O. Design and Analysis of Experiments, Volume 1: Introduction to Experimental. 2nd edition. Hoboken, New Jersey (Printed in the USA): Wiley-Interscience, Wiley Series in Probability and Statistics, 2008. 631 p.

34. Hodgetts R.B., Aleksiuk M.A., Brown A., Clarke C., Macdonald E., Nadeem S., Khasa D.P. Development of microsatellite markers for white spruce (Picea glauca) and related species // Theoretical and Applied Genetics. 2001. Vol. 102, iss. 8. Р. 1252–1258. DOI: 10.1007/s00122-001-0546-0

35. Kayama M., Sasa K., Koike T. Needle life span, photosynthetic rate and nutrient concentration of Picea glehnii, P. jezoensis and P. abies planted on serpentine soil in northern Japan // Tree Physiology. 2002. Vol. 22, nо. 10. P. 707–716. DOI: 10.1093/treephys/22.10.707

36. Kul’kova A.V., Besschetnova N.N., Besschetnov V.P., Kentbaev Y.Zh., Kentbaeva B.A. Growth of Schrenk’s Spruce (Picea schrenkiana) Seedlings Related to the Pre-Sowing Stimulating Seed Treatment // ИВУЗ. Лесной журнал. 2022. № 4. С. 39–51. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-4-39-51

37. Lähde E., Laiho O., Lin C.J. Silvicultural alternatives in an uneven-sized forest dominated by Picea abies // Journal of Forest Research. 2010. Vol. 15, iss. 1. P. 14–20. DOI: 10.1007/s10310-009-0154-4

38. Mason R.L., Gunst R.F., Hess J.L. Statistical Design and Analysis of Experiments: With Applications to Engineering and Science. 2nd. Edition. Hoboken, New Jersey (Printed in the USA): Wiley-Interscience, Wiley Series in Probability and Statistics, 2003. 752 p.

39. Mead R., Curnow R.N., Hasted A.M. Statistical Methods in Agriculture and Experimental Biology. 3rd ed. New York: Chapman and Hall/CRC, 2003. 488 p.

40. Olarescu A.M., Lunguleasa A., Radulescu L., Spirchez C. Manufacturing and Testing the Panels with a Transverse Texture Obtained from Branches of Norway Spruce (Picea abies L. Karst.) // Forests. 2023. Vol. 14, iss. 4, article numb. 665. P. 1–20. DOI: 10.3390/f14040665

41. Porth I., Bull G., Ahmed S., El-Kassaby Y.A., Boyland M. Forest genomics research and development in Canada: Priorities for developing an economic framework // Forestry Chronicle. 2015. Vol. 91, no. 1. P. 60–70, DOI: 10.5558/tfc2015-011

42. Savidge R.A., Yuan X., Foerster H. Gišogenetic Variation in White-Spruce (Picea glauca (Moench) Voss) Trees of Yukon Beringia, Canada // Forests. 2023. Vol. 14, iss. 4, article numb. 787. P. 1–32. DOI: 10.3390/f14040787

43. Scotti I., Magni F., Paglia G., Morgante M. Trinucleotide microsatellites in Norway spruce (Picea abies): their features and the development of molecular markers // Theoretical and Applied Genetics, 2002. Vol. 106, iss. 1. P. 40–50. DOI: 10.1007/s00122-002-0986-1

44. Srinagesh K. The Principles of Experimental Research. Waltham, Massachusetts (United States): Butterworth-Heinemann, 2005. 432 p.

45. Stojnić S., Avramidou E.V., Fussi B., Westergren M., Orlović S., Matović B., Trudić B., Kraigher H., Aravanopoulos F.A., Konnert M. Assessment of genetic diversity and population genetic structure of Norway spruce (Picea abies (L.) Karsten) at Its southern lineage in Europe. Implications for conservation of forest genetic resources // Forests. 2019. Vol. 10, iss. 3, article numb. 258. P. 1–15. DOI: 10.3390/f10030258

46. Tóth E.G., Tremblay F., Housset J.M., Bergeron Y., Carcaillet C. Geographic isolation and climatic variability contribute to genetic differentiation in fragmented populations of the long-lived subalpine conifer Pinus cembra L. in the western Alps // BMC Evolutionary Biology. 2019. Vol. 19, iss. 1, article numb. 190. P. 1–8. DOI: 10.1186/s12862-019-1510-4

47. Varis S., Tikkinen M., Edesi J., Aronen T. How to Capture Thousands of Genotypes – Initiation of Somatic Embryogenesis in Norway Spruce // Forests. 2023. Vol. 14, iss. 4, article numb. 810. P. 1–16. DOI: 10.3390/f14040810

48. Wehenkel C., Torres-Valverde J.M., Hernández-Díaz J.C., Mendoza-Maya E., Carrillo-Parra A., Solis-González S., López-Upton J. Adaptive Trait Variation in Seedlings of Rare Endemic Mexican Spruce Provenances under Nursery Conditions // Forests. 2023. Vol. 14, iss. 4, article numb. 790. P. 1–18. DOI: 10.3390/f14040790

49. Zar J.H. Biostatistical Analysis: Fifth Edition. Edinburg Gate: Pearson New International edition – Pearson Education Limited, 2014. 756 p.