Лабораторная работа № 13 Определение лиственных древесных растений

Цель: определение древесных растений (их систематической принадлежности) по определителю.

Задачи: закрепление знаний по морфологии и систематике покрытосеменных растений; отработка навыков работы с определителями, научить студентов распознавать главные древесные породы по различным внешним признакам.

Задание 1. Определение лиственных древесных пород по плодам и семенам

Материалы и оборудование: 1) коллекция (гербарный материал) плодов и семян древесных растений 2) плакаты, фото с изображением плодов и семян 3) определители древесных растений 4) лупы, микроскоп, препаровальные иглы, пинцеты, скальпели.

1. Определите систематическую принадлежность образцов древесных пород по плодам и семенам.

2. Составьте ключи определенных видов.

3. В тетради дайте краткую характеристику плодов и семян определенных растений по плану:

1. Тип плода

2. Форма, размер, окраска плода.

3. Размер, форма семян (и пр.).

Задание 1. Определение древесных пород по всходам и подросту*

Материалы и оборудование: 1) всходы древесных растений 2) определители древесных растений 3) лупы 4) линейки 5) настенные таблицы, рисунки по морфологии древесных растений.

1. Используя определители проведите определение древесных пород по всходам.

2. В тетради зарисуйте и дайте краткую характеристику всходов определенных растений по плану:

1. Размер всходов (высота).

2. Расположение семядолей, их форма, цвет.

4. Расположение первичных листьев или хвои.

5. Размер и характер ветвления первичного корня.

Требования к отчету

1. Представить результаты работы в соответствии с заданиями лабораторной работы по каждому изучаемому семейству.

2. Знать основные морфологические признаки семейств, биологию и экологию типичных представителей изучаемых семейств.

3. Знать латинские названия растений.

Вопросы для самопроверки

1. Охарактеризуйте основные признаки древесных покрытосеменных растений.

2. Дайте дендрологическую характеристику основным представителям изученных семейств.

3. Приведите примеры древенсых растений, занесенных в Красную книгу РК, РФ.

Тема 9. Основы интродукции древесных растений

Под интродукцией растений понимают целенаправленную деятельность человека по введению в культуру новых видов, форм и сортов путем разведения их за пределами естественного ареала (виды, подвиды, разновидности) или продвижения сортов в новые районы, ранее в них не произраставших, а также перенос растений в культуру из местной природы. Такие растения называют интродуцентами (или экзотами), а местные виды - аборигенными. Интродукция растений является одним из основных методов обогащения ресурсной флоры региона и повышения экономической эффективности различных отраслей хозяйства, в том числе и лесного хозяйства. Для лесного хозяйства важна интродукция таких лесообразователей, которые способны обеспечить значительное повышение производительности лесов и сокращение сроков выращивания высококачественной древесины.

Лесная интродукция - перенесение растений в новые природно-климатические условия за пределы естественного ареала, а также при расширении площади искусственного выращивания растений из района их испытания в культуре.

Широкое распространение получили древесные экзоты в агролесомелиорации, степном и полезащитном лесоразведении, при облесении карьеров, отвалов, терриконов (большое значение имеют такие интродуценты, как гледичия, белая акация, айлант, вяз мелколистный, ясень ланцетолистный, разные виды и сорта тополей. Они ценятся за быстроту роста, асухоустойчивость и солевыносливость, способность предотвращать эрозию почвы, закреплять пески и склоны оврагов).

Большое значение имеет интродукция и для сохранения в культуре редких и исчезающих видов, в озеленении городов. Так в городских насаждениях нашей страны суммарный состав древесных экзотов превышает 500 видов, с учетом декоративных форм и сортов более 1000. В составе городских зеленых насаждений на европейской территории России удельный вес интродуцированных видов в среднем составляет 71% (Булыгин, 2001) . В озеленении г. Сыктывкара в настоящее время используются 103 вида древесных растений (Мингалева Н. А. Жизненное состояние зеленых насаждений в урбанизированной среде (на примере г. Сыктывкар). Автореф.диссерт. на сосикан . уч. ст. к.б.н. Сыктывкар. – 2012. 19 с.)

Первоначально работы по интродукции растений носили стихийный характер, первыми объектами интродукции среди древесных растений стали плодовые растения. Так в Средиземноморье в результате походов Александра Македонского появились персик, абрикос, при императоре Юстиниане - шелковица, позднее - цитрусовые растения. Начиная с XVIII века, были начаты систематические работы по интродукции древесных растений североамериканского происхождения в Европу. Большой вклад в развитие интродукции древесных растений внесли работы Майра, А.Н.Бекетова и Э.Л. Регеля и др.

Интродукция древесных пород проводится в ботанических садах и дендрариях. Одним из крупных пунктов интродукции, занимающимся уже более 60 лет поиском и оценкой декоративных древесных видов для обогащения флоры европейского Северо-Востока и являющимся центром распространения новых экзотических растений для озеленения в Республике Коми является Ботанический сад Института биологии Коми НЦ УрО РАН. «Пионером в интродукции полезных, в частности плодово-ягодных и декоративных растений в Республике Коми» является М.М. Чарочкин - интродукцию плодовых и ягодных растений в республике он начал в 1936 г.

В настоящее время коллекция насчитывает дендрария около 700 таксонов древесных растений, относящихся к 95 родам 40 семейств. Наибольшим числом видов в дендрарии представлены коллекции древесных и кустарниковых растений из Северной Америки (104 таксона), Восточной Азии (91), европейской части бывшего СССР, включая Крым и Кавказ (99), Дальнего Востока (78). Из остальных флор число привлеченных видов го-

раздо меньше: Европы (18), Сибири (56). Местная же флора представлена 40 видами, Средняя Азия – 17 (Итоги интродукции: декоративные растения. Скупченко Л., Мартынов Л., Скроцкая О., Мифтахова С. 2. Древесные. Вестник Ин-та биологии Коми науч. центра УрО РАН № 6 (164) 2011. С – 8-14)

Некоторые редкие древесные растения, сохраняемые в Ботаническом саду, находятся в РК на северном и западном пределах распространения: Tilia cordata Mill., Ulmus laevis Pall, Ulmus glabla Huds, Pinus sibirica Du Tour. Другие - являются реликтовыми видами и эндемиками Дальнего Востока и Сахалина: Lonicera tolmatchevii Pojark., Picea glehnii Mast., Pentaphylloides mandshurica (Maxim.) Sojak.; Кавказа – Betula raddeana Trautv; Восточных Карпат – Syringa josikae Jacq. f. ex Rchb. Среди видов дендрария, находящихся под угрозой исчезновения, с критическим уровнем численности (статус 1 (Е)) - Syringa josikae. Данный вид включен в Красные книги РСФСР и СССР. Одиннадцать древесных видов относятся к редким уязвимым с со кращающейся численностью (2 (V)): Sambucus racemosa L., Ulmus laevis, Ulmus glabla, Pentaphylloides fruticosa (L.) O. Schwarz, Pentaphylloides mandshurica, Tilia cordata, Pinus sibirica, Lonicera tolmatchevii, Prinsepia si-nessis (Oliv.) Oliv., Taxus baccata L., Crataegus volgensis Pojark. Шесть - относятся к редким уязвимым 3(R), представленным в природе небольшими популяциями, с узкой экологической амплитудой: Betula raddeana, Weigela praecox Bailey, Quercus robur L., (для нашей зоны), Picea glehnii, Cotoneaster lucidus Schlecht., Populus balsamifera L.

Таблица – Редкие древесные виды дендроколлекции Ботанического сада института Биологии Коми НЦ УрО РАН ((Итоги интродукции: декоративные растения. Скупченко Л., Мартынов Л., Скроцкая О., Мифтахова С. 2. Древесные. Вестник Ин-та биологии Коми науч. центра УрО РАН № 6 (164) 2011. С – 8-14).)

Процесс приспособления растения к новым условиям среды, которые более чем их исходные формы приспособлены к новым условиям обитания, за счет изменения исходного генотипа называется акклиматизацией. При интродукции растений различают также натурализацию — перенесение растений в экологические условия, подобные или даже более благоприятные, чем в естественном ареале. Натурализация подразумевает такой исход интродукции, когда новые формы растений легко произрастают и успешно репродуцируют в новых условиях, не изменяя своей генетической конституции. Как правило, это происходит, когда климатические и другие условия вполне благоприятны, отвечают биологическим особенностям интродуцента, и он приживается без изменения генотипа.

Важным направлением исследований при интродукции растений является выявление лимитирующих факторов и экологического оптимума в разные периоды вегетации, что позволяет точнее прогнозировать успешность интродукции данного вида, а также определять методы, благоприятствующие адаптации растений в новых условиях. Так, в условиях Севера адаптация растений зависит от стойкости растений к экстремальным условиям, от их способности синхронизировать свой ритм развития с местными климатическими факторами. Наиболее зимостойкими являются растения, у которых ареал их обычного произрастания – северная и центральная зоны европейской части России, Сибирь, Северная Америка; менее зимостойкими оказались виды с Дальнего Востока и из Западной Европы и лишь половина древесных растений из северо-восточной Азии удовлетворительно переносит зимние условия европейского Севера. Главным критерием отбора перспективных видов в этих условиях является зимостойкость. Важным при интродукции является и способность древесных растений к самовозобновлению и размножению в культуре (Г. Волкова, В. Мишуров. М.М. Чарочкин — старейший исследователь в области интродукции растений  Вестник Инст Биологии Коми НЦ УрО РАН, Вып. 60. 2002 г. http://ib.komisc.ru)

Занимая свободные ниши в фитоценозах интродуценты внедряются во внутриценотические связи, успешно конкурируют с местным видом и вытесняют его. Например, Pinus radiate (в природе встречается на побережье в Калифорнии) внедрился в Австралии в эвкалиптовые леса. В 1751 г. в Европу из Китая было завезено декоративное древесное растение, характеризующиеся быстрым ростом и неприхотливостью - айлант (Ailanthus altissima). Растение покинуло культуру и расселилось - на острове Монтеристо оно занимает места возможного произрастания маквиса (это было связано с тем, что растение вегетативно подвижно (т.е. легко размножается корневыми отпрысками), кроме того оно индифферентно к разным типам почв). Такое явление называются - агрессивность интродуцента.

Вопросы для самоконтроля

1. Что понимают под интродукцией, акклиматизацией и натурализацией растений?

2. Что такое пункт интродукции?

3. Каково значение интродукции древесных растений?

1. Какие сезоны в развитии древесных растений-интродуцентов являются наиболее важными для декоративности объекта озеленения?

2. Какое влияние оказывает интродукция на габитус, жизненную форму, физиологические свойства древесных растений?

3. От каких факторов зависит успех интродукции древесных растений?

4. Перечислите основные эколого-биологические свойства, составляющие адаптационную характеристику вида-интродуцента в условиях Севера.

5. Приведите примеры:

- древесных растений-интродуцентов, используемых в озеленении г. Сыктывкара;

- лиственных интродуцентов рф североамериканского происхождения;

- хвойных интродуцентов РФ североамериканского происхождения.