«Кафедра воспроизводства лесных ресурсов Е. И. Паршина ДЕНДРОЛОГИЯ Учебно-методическое пособие Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института в качестве учебно-методического пособия для студентов ...»

Первичные смоляные каналы имеются в первичной коре молодых стеблей хвойных, кроме тиса. В большинстве случаев эти каналы связаны с листовыми следами, располагаются по 1–3 листовых подушечках или более глубоко в первичной коре. Очень рано отмирают смоляные каналы, находящиеся в листовых подушках лиственницы, так как уже в первом году жизни побега под подушками формируется перидерма. Наиболее долговечны – у араукариевых и пихты, у которых дилатированная первичная кора существует десятилетиями. У этих растений смоляные каналы сильно разрастаются в тангенциальном направлении. В первичной коре молодых побегов пихты, кроме смоляных каналов, встречаются вместилища выделений, которые относят к категории идиобластов. Вторичная смоловыделительная система образуется в результате деятельности камбия или вследствие модификации клеток тяжевой и лучевой паренхимы, находящихся в непроводящей зоне луба. Вторичная смоловыделительная система развита только в луба араукариевых, кипарисовых и сосновых. В лубе кипарисовых встречаются разные по степени морфологической специализации секреторные образования: идиобласты, полости схизолизогенного происхождения и вертикальные каналы, развитие которых осуществляется схизогенным путем (у можжевельника вместилища обычно короткие, у кипариса вытянуты в длину и имеют вид слепых каналов, у туи западной вертикальные каналы достигают нескольких сантиметров.). Наряду с родами в семействе Сосновые без смолоносной системы (Cedrus, Tsuga) в этом семействе имеются роды, в лубе которых функцию выделения смолы выполняют идиобласты (характерные для вторичной коры пихты и кетелеерии, их обычно называют слизевыми клетками, т.к., кроме смолы, они содержат слизь и фенольные соединения), и роды со смоляными каналами камбиального происхождения. У большинства родов сосновых образование смоловыделительного аппарата является функцией лучевых инициалей камбия и паренхимных клеток лучей. У сосны, лиственницы, ели, лжетсуги система, секретирующая терпены, появляется уже в проводящей зоне луба в виде горизонтальных каналов, расположенных в многорядных веретеновидных лучах (эти каналы представляют собой продолжение горизонтальных каналов древесины). Обычно в каждом луче проходит один канал, очень редко их два-три. В непроводящей зоне луба в лучах могут формироваться замкнутые смоловместилища в виде цист или головчатых образований (сильное развитие таких смоловместилищ наблюдается у лиственницы сибирской, лиственницы Сукачева, лиственницы даурской и лиственницы Чекановского, которые и отличаются высокой зимостойкостью).

Характерной особенностью семейства Сосновые является неравноценность родовых комплексов по количеству видов и по занимаемой площади их современного ареала (к группе олиготипных родов, насчитывающих более 20 видов, относятся сосна, ель и пихта; немногочисленные по числу видов роды тсуга, псевдотсуга, кедр и др. занимают ограниченные территории). Характерными признаками для представителей семейства является игольчатое строение спирально расположенной хвои, образующей только удлиненные или удлиненные и укороченные побеги. Древесина у большинства родов с нормально развитой смоляной системой (только у пихты, тсуги, кедра и псевдолиственницы нормальные смоляные ходы в древесине отсутствуют, однако на травмированных участках древесины у них можно найти как примитивные смоляные вместилища, так и весьма специализированные цисты, близкие по своей структуре к смоляным ходам; у некоторых пихт по наличию вертикальных смоляных ходов при поранении можно вести определение видов по древесине). Трахеиды древесины сосновых оказались самыми длинноволокнистыми элементами среди современных семенных растений для изготовления бумаги. Наибольшей длиной из сосновых отличаются трахеиды ели (4300 мкм) и псевдотсуги (4500 мкм). Сосновые являются однодомными, раздельнополыми, ветроопыляемыми растениями.

Мужские стробилы одиночные или в колосках, они несут многочисленные микроспорофиллы (тычинки) с двумя пыльниками на нижней стороне. Женские – с многочисленными спирально расположенными макроспорофиллами, разделенными на наружную кроющую и внутреннюю семенную чешуйки, сросшимися у основания. Семенная чешуя несет на верхней стороне у основания две семяпочки, одетые толстым покровом и обращенные двугубым микропиле (семявходом) вниз к основанию чешуйки (прил. 6, рис. П6.1). В дальнейшем семенные чешуйки разрастаются, деревенеют и образуют шишку, закрытую до времени рассеивания семян. У одних представителей семенные чешуйки не утолщены (пихта, лиственница, ель, псевдотсуга), у других – семенные чешуйки утолщены на конце в щиток или апофиз с пупком (бугорком). Кроющие чешуйки не развиты.

Шишки располагаются на побегах наклонно, созревают на 2-й год, реже на третий год после цветения; после разлета семян остаются на побегах несколько лет или опадают вместе с семенами (кедровые сосны). Форма и размеры шишек разнообразны – от яйцевидно-конических до цилиндрических.

Шишки пихты располагаются вертикально на прошлогодних побегах, форма цилиндрическая, по созревании рассыпаются, оставляя на побеге стержень.

Кроющие чешуи с остроконечной вершиной, во время цветения длиннее семенных, в зрелых шишках у одних видов они короче, у других остаются длиннее семенных. Семенные чешуйки почковидной формы. У ели, псевдотсуги и лиственницы шишки по созревании раскрываются. Шишки ели располагаются на вершине прошлогодних побегов, они свешиваются вниз; форма от яйцевидной до веретено-цилиндрической формы. Кроющие чешуйки меньше семенных. Шишки лиственницы округло-яйцевидные, реже цилиндрические, располагаются наклонно на укороченных побегах, после разлета семян остаются 2–3 года на дереве. Семена большей частью крылатые, реже бескрылые (табл. 7.1, 7.2). Зародыш с несколькими семядолями помещен среди эндосперма, богатого протеинами и жирами. У большинства семена легко отделяются от крылатки (сосна, ель), у других плотно срастаются с крылаткой (лиственница, пихта, псевдотсуга). У ели семя лежит в ложкообразном углублении на конце крылатки, окраска семян однородная;

у сосны семя охватывается раздвоенным концом крылатки в виде щипчиков или вилочки, семена неоднородны по окраске; у лиственницы крылатка полностью закрывает одну сторону семени, на второй стороне остается небольшой кончик; у псевдотсуги крылатка закрывает одну сторону семени, незакрытая сторона семени плоская; у пихты семена смолистые, клиновидной формы, с одной стороны полностью закрыты крылаткой, со второй – только на 2/3.

По характеру побегов все роды семейства Сосновые объединяются в три группы, или трибы:

1) триба пихтовые (Abieteae). Объединяют породы, имеющие только удлиненные побега с одиночной спирально расположенной хвоей. У некоторых представителей этой трибы (ели) побеги явно бороздчатые, хвоя на ложных черешках (листовых подушечках), у большинства она одноцветная, тупозаостренная, в поперечном сечении ромбическая. У других представителей побеги слабо бороздчатые (пихта (Abies), псевдотсуга (Pseudotsuga)) или гладкие, листовых подушечек нет или они слабо выражены. Хвоя линейная, двухцветная, верхняя сторона зеленая, нижняя – сизоватая, в поперечном сечении плоская. К основанию хвоя суживается, образуя «ножку», а в месте прикрепления к побегу имеет расширения. У большинства видов пихты вершина хвои тупая или выемчатая, а у псевдотсуги вершинка хвои заостренная;

2) триба сосновые (Pineae). Хвоя всегда в пучках, по 2–5 шт. на укороченных побегах; вершинка хвои оттянуто-заостренная, в поперечном сечении плосковыпуклая или треугольная (рис. 7.1);

3) триба лиственничные (Lariceae). На удлиненных побегах хвоя одиночная, на старых ветках – пучками, на укороченных побегах по 20–40 (60) хвоинок, вершинка хвои притупленная, к основанию хвоя суживается, одноцветная, поперечное сечение плоско-выпуклое. У одних (лиственницы – Larix) хвоя на зиму опадает, а у других (кедр ливанский – Cedrus libani) – многолетняя, вечнозеленая [1, 2].

Рис. 7.1. Схема систематики рода Pinus (http://kedr.forest.ru) Таблица 7.1. Размер семени и его крыла у основных видов 5-хвойных сосен См. по: H. Mattes (1994) Mattes H. Size of pine areas in relation to seed dispersal // Proceedings – International workshop on subalpine stone pines and their environment: the status of our knowledge; September 5–11; St. Moritz, Switzerland. Ogden, UT: U.S. Department of.

Таблица 7.2. Перечень видов 5-хвойных сосен (секции Strobus) 1. Каковы жизненные формы, характерные для растений отдела Голосеменные?

2. Перечислите морфо-биологические особенности характерные для голосеменных растений (для растений класса хвойные).

3. Перечислите трибы семейства Сосновые.

4. К какому периоду приурочено распадание шишек у пихты сибирской, ели сибирской, сосны обыкновенной?

5. Среди представителей, чей естественный ареал относится к Северной Америке, являются (-ется): пихта цельнолистная, пихта бальзамическая, пихта белокорая.

6. Чем ель сибирская отличается от ели европейской?

7. Перечислите виды, относящиеся к роду Кедр.

8. Какие породы относят к подроду Пинус (твердодревесные сосны)?

9. Укажите признаки отдела Голосеменные (класса Хвойные).

10. У каких хвойных растений семена созревают в шишко-ягодах? Почему их так называют?

11. Приведите примеры двух-, пятихвойных сосен.

12. Когда происходит оплодотворение у сосен?

13. Укажите систематическую принадлежность видов (на уровне семейств, родов): ель европейская, туя западная, лиственница сибирская, криптомерия японская, пихта сибирская, сосна обыкновенная, можжевельник обыкновенный, сосна сибирская кедровая, кедр гималайский, лжетсуга Мензиса, кедр ливанский, секвойя вечнозеленая.

14. Перечислите виды, занесенные в Красную книгу РФ, РК.

1. Составьте схему «Филогенетическая система отдела голосеменные».

2. Составьте схему «Филогенетическая система рода сосна» (рис. 7.2).

3. Изучите морфологические признаки хвойных пород семейств Таксодиевые, Кипарисовые, Тисовые. Используя определитель, составить ключи по определению видов: можжевельник обыкновенный, м. казацкий, м. сибирский, кипарис вечнозеленый, туя западная, лжетсуга Мензиса, тис ягодный.

Представители Список использованной литературы 1. Булыгин Н. Е., Ярмишко В. Т. Дендрология : учебник. 3-е изд., стер. М. : МГУЛ, 2002. 528 с.

2. URL: http://files.vipgod.ru 3. URL: http://kedr.forest.ru.

ГЛАВА 8. СИСТЕМАТИКА ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ.

ОТДЕЛ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ

(MAGNOLIOPHYTA, ИЛИ ANTHOPHYTA)

Дендрологическая характеристика важнейших образователей лиственных формаций лесов РФ Наиболее существенные отличия покрытосеменных (Magnoliophyta, или Anthophyta) от голосеменных растений заключаются в строении и развитии их органов, связанных с половым размножением. В результате срастания плодолистиков у них образуется новый орган – пестик. В его полости (завязи) располагаются семяпочки, поэтому семена у них развиваются внутри плода, который образуется из завязи, в зародышевом мешке происходит двойное оплодотворение, которое приводит к образованию вторичного эндосперма семени. В онтогенезе у покрытосеменных наблюдается еще большая, чем у голосеменных, редукция половой фазы (поколения). Покрытосеменные растения отличаются исключительно большим разнообразием внешней формы и внутреннего строения, по сравнению с голосеменными у покрытосеменных появился целый ряд новых биоморф (кустарнички и полукустарнички, полукустарники), феноритмотипов и фенологических форм, широко развито вегетативное размножение. В отличие от голосеменных для большинства цветковых растений характерно наличие в ксилеме наряду с трахеидами также сосудов, которые отсутствуют только у некоторых примитивных групп покрытосеменных. Ситовидные элементы флоэмы всех цветковых растений снабжены так называемыми клетками-спутницами.

Среди покрытосеменных (Magnoliophyta, или Anthophyta) древесных и полудревесных растений насчитывается около 100 тысяч видов, подразделяемых на два класса – двудольные (Magnoliophyta) (более 92 тысяч видов) и однодольные растения (Liliopsida) (табл. 8.1).

1. Охарактеризуйте основные признаки древесных покрытосеменных растений.

2. Дайте дендрологическую характеристику основным представителям изученных семейств.

3. Какими диагностическими признаками различия характеризуются важнейшие образователи групп мягколиственных, широколиственных и пойменных формаций лесов России?

К каким семействам они относятся и какие их биологические особенности, экологические свойства и ареалы?

4. Приведите примеры древесных растений, занесенных в Красную книгу РК, РФ.

Таблица 8.1. Положение в филогенетической системе класса двудольные растения, Булыгин Н. Е. Дендрология. 2-е изд., перераб. и доп. Л. : Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. 352 с.

ГЛАВА 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 природноклиматические 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. Очень важна 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% [1]. В озеленении Сыктывкара в настоящее время используются 103 вида древесных растений [3].

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 дендрария насчитывает 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 гораздо меньше: Европы (18), Сибири (56). Местная же флора представлена 40 видами, Средняя Азия – 17 [4].

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 сокращающейся численностью (2 (V)) (табл. 9.1):

Sambucus racemosa L., Ulmus laevis, Ulmus glabla, Pentaphylloides fruticosa (L.) O.

Schwarz, Pentaphylloides mandshurica, Tilia cordata, Pinus sibirica, Lonicera tolmatchevii, Prinsepia sinessis (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.

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 акклиматизации различают фенотипические (ненаследственные) изменения, происходящие в онтогенезе растений на уровне особи, и изменения генотипические (наследственные), которые реализуются только через цепь интродукционных популяций на основе жесткого естественного и искусственного отборов. Это характерно для случаев переноса растений в условия, значительно отличающиеся от естественного ареала, если интродукция влечет за собой огромные потери среди репродуцированной в новых условиях популяции и выживание лишь отдельных уклоняющихся генотипов из интродуцированного экотипа, говорят об акклиматизации. 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.

Таблица 9.1. Редкие древесные виды дендроколлекции Ботанического сада института Биологии Коми НЦ УрО РАН [4] Различают следующие основные виды интродукций древесных растений:

1. Интродукция породы из пределов ареала естественного произрастания непосредственно в культуры (данный вид позволяет внедрять новые породы в больших объемах и при минимальных затратах труда и средств).

2. Интродукция с предварительным изучением поведения пород в посевных грядах, в древесных школах, в дендроучастках.

3. Интродукция ступенчатым продвижением растений за пределы ареала их естественного распространения.

4. Интродукция, сопровождаемая однократным селекционным отбором, то есть отбором в одном поколении.

5. Интродукция, сопровождаемая специальным воздействием на интродуцируемые древесные породы в начальных стадиях их развития для придания им желательных свойств засухоустойчивости или морозостойкости.

6. Интродукция, связанная с применением гибридизации (применяется в тех случаях, когда та или иная древесная или кустарниковая порода не может быть непосредственно введена в культуры в местных условиях).

При интродукции в результате воздействия на растение иных действующих факторов растения испытывают состояние стресса, вызванного несоответствием климатических факторов и общего ритма развития растений на родине и в пункте интродукции. В новых условиях у растений проявляются изменение жизненной формы, формы роста, отмечается отсутствие некоторых периодов и возрастных состояний онтогенетического развития.

Успех интродукции зависит от комплекса факторов, влияющих на растения в местах интродукции:

- от соответствия экологических условий нового местообитания биологическим особенностям вида, адаптационных способностей вида (экологической пластичности);

- чем шире диапазон толерантности вида и выше полиморфизм вида (чем больше подвидовых таксонов он в себя включает (полиморфизм – показатель богатства генофонда)), тем больше вероятность успеха интродукции – легче интродуцировать политипные виды;

- центральные популяции оказываются более стабильными, периферические – более лабильные;

- соответствие географических и экологических условий в пункте интродукции условиям родины интродуцента.

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 [2].

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 называется агрессивностью интродуцента.

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

2. Что такое пункт интродукции?

3. Каково значение интродукции древесных растений?

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

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

6. От каких факторов зависит успех интродукции древесных растений?

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

8. Приведите примеры:

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

- лиственных интродуцентов РФ североамериканского происхождения;

- хвойных интродуцентов РФ североамериканского происхождения.

Список использованной литературы 1. Булыгин Н. Е., Ярмишко В. Т. Дендрология : учебник. М. : МГУЛ, 2001. 528 с.

2. Волкова Г., Мишуров В. М. М. Чарочкин – старейший исследователь в области интродукции растений // Вестник Ин-та биологии Коми НЦ УрО РАН. Вып. 60. 2002 г. URL:

http://ib.komisc.ru.

3. Мингалева Н. А. Жизненное состояние зеленых насаждений в урбанизированной среде (на примере г. Сыктывкар) : автореф. дисс. … к. биол. н. Сыктывкар, 2012. 19 с.

4. Скупченко Л., Мартынов Л., Скроцкая О., Мифтахова С. Итоги интродукции: декоративные растения. 2. Древесные // Вестник Ин-та биологии Коми НЦ УрО РАН. 2011. № (164). С. 8–14.

ГЛАВА 10. ПОЛЕЗАЩИТНОЕ И СТЕПНОЕ ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЕ

Агролесомелиорация система лесохозяйственных мероприятий, направленная на улучшение почвенно-гидрологических и климатических условий местности, делающих ее более благоприятной для ведения сельского хозяйства. Основная роль при агролесомелиорации принадлежит защитным лесным насаждениям естественного или искусственного происхождения, которые оказывают многообразное мелиоративное влияние на защищаемую ими территорию. Научные основы организации и защитного лесоразведения были предложены В. В. Докучаевым. Лесоразведение осуществляется на землях лесного фонда и землях иных категорий, на которых ранее не произрастали леса, с целью предотвращения водной, ветровой и иной эрозии почв, создания защитных лесов и иных целей, связанных с повышением потенциала лесов. К лесоразведению относятся: облесение нелесных земель в составе земель лесного фонда (осушенные болота, рекультивированные земли, земли, вышедшие из-под сельскохозяйственного пользования, овраги и другие), создание защитных лесных насаждений на землях сельскохозяйственного назначения, землях промышленности, транспорта, землях водного фонда и на землях других категорий, создание лесных насаждений при рекультивации земель, нарушенных промышленной деятельностью, а также лесных насаждений в санаторно-курортных зонах и на других объектах.

На пашне, защищенной лесными полосами, гумуса больше на 4–13 т, азота – на 100–400 кг, фocфора на 30–100 кг/га. Продуктивность биологизированных севооборотов в агролесоландшафтах повышает бонитет почвы на 2,5– 19,3 балла, возрастает биоклиматический потенциал продуктивности облесенной пашни на 15–46 % [3]. Осуществляется созданием искусственных лесных насаждений методами посадки саженцев, сеянцев, черенков или посева семян.

Основными видами лесных насаждений, создаваемых в целях лесоразведения на пахотных землях, являются полезащитные и стокорегулирующие лесные полосы. На пастбищах создаются лесомелиоративные насаждения для улучшения микроклимата, повышения продуктивности пастбищ, защиты животных от неблагоприятных климатических условий. Лесные насаждения на полосах отвода автомобильных и железных дорог, а также в их охранных зонах создаются для защиты дорог от заноса снегом и песком, предотвращения поступления тяжелых металлов в прилегающие сельскохозяйственные угодья. Лесоразведение на землях, подлежащих рекультивации, осуществляется с целью биологической рекультивации этих земель путем создания лесных насаждений после проведения технического этапа рекультивации (планировка, нанесение плодородного слоя грунта, террасирование откосов отвалов и другие). В водоохранных зонах и прибрежных защитных полосах водных объектов лесоразведение осуществляется с целью защиты их от разрушения берегов, засорения, заиления и истощения водных ресурсов путем создания берегоукрепительных и иных лесных насаждений. На землях населенных пунктов лесоразведение осуществляется в целях улучшения окружающей среды путем создания лесных насаждений, устойчивых к рекреационным нагрузкам, влиянию промышленных выбросов и другим неблагоприятным факторам [1].

Защитные лесные насаждения на орошаемых землях уменьшают скорость ветра, сокращают потери воды из оросительной сети и с поверхности почвы на испарение, что позволяет на 25–30 % сократить нормы полива сельскохозяйственных культур, защищают поля от суховеев и холодных весенних ветров (это важно при выращивании теплолюбивых сельскохозяйственных культур (кукурузы, хлопчатника и др.)). В период пыльных бурь лесные полосы предупреждают дефляцию почв и занос оросительной сети мелкоземом. Система лесных полос (полезащитные полосы) на сельскохозяйственных землях позволяет ликвидировать или ослабить отрицательное воздействие на сельскохозяйственные культуры засух, суховеев, эрозии и других неблагоприятных факторов, улучшить микроклимат в приземном слое воздуха, почвенную экологию, и в конечном итоге повысить урожай полей. Полезащитные лесные полосы на осушенных землях и выработанных торфяниках создаются для борьбы с дефляцией и защиты сельскохозяйственных культур от выдувания, вымерзания, холодных ветров и улучшения почвенной экологии. Особенно возрастает роль лесных насаждений в районах с сильными засухами, суховеями (на территории Российской империи защитное лесоразведение в степных условиях начато с создания массивных лесных насаждений для выращивания товарной древесины вблизи мест ее потребления). Полезащитные полосы эффективны и в Нечерноземной зоне, где основными неблагоприятными явлениями следует считать недостаток тепла, наличие холодных ветров северного направления, сдувание снега с полей. Последнее приводит к вымерзанию озимых и многолетних трав, глубокому промерзанию почвы, медленному оттаиванию и прогреванию ее в весенний период. По составу древесных пород наиболее эффективны лесополосы с участием 50 % хвойных. Они препятствуют сносу снега зимой, способствуют его равномерному отложению, предохраняют посевы от вымерзания, а летом за счет уменьшения скорости ветра улучшают тепловой режим почвы и приземного слоя воздуха, увеличивая сумму эффективных температур (более 10 °С). С целью повышения продуктивности земель, предотвращения загрязнения рек и сохранения экологического равновесия аграрных ландшафтов сельскохозяйственных земель в речных долинах таежной зоны Нечерноземья, необходимо иметь защитные насаждения в виде лесных полос: прирусловых, по берегам водоемов, прибалочных и приовражных стокорегулирующих и полезащитных.

Эффективность лесных насаждений проявляется в снижении скорости ветра, при этом важное значение имеет их конструкция и ориентации на местности относительно господствующих ветров. Вследствие уменьшения скорости ветра и ослабления вертикального турбулентного обмена происходит уменьшение теплообмена в приземном слое воздуха, при этом уменьшается испарение, увеличивается влажность воздуха. В зимний период лесные полосы задерживают часть снега внутри лесной полосы, а значительная его часть распределяется на прилегающей к полосе территории. Это способствует не только увлажнению почвы, но и снижает глубину промерзания почвы. На открытых полях при неустойчивом ветровом режиме сносится в среднем 30–50 %, иногда до 70–100 % снега. Снегораспределительная способность лесных полос зависит от их конструкции, высоты и ширины. Кроме того, защитные лесные насаждения защищают почву от разрушения водой и ветром, сохраняют важнейшие режимы почвообразования, снижают запыленность воздуха, сохраняют видовой состав птиц, зверей, насекомых и т. д.

Защитные насаждения создаются в различных лесорастительных зонах, поэтому агротехника выращивания, жизнеспособность и устойчивость создаваемых насаждений различны. Жизнеспособность древесной породы (или насаждения) (по Н. Т. Макарычеву) – их биологические свойства и способность сохранять свои жизненные функции, приспосабливаясь и противостоя неблагоприятным факторам природной среды, а также давать удовлетворяющее практику семенное или вегетативное потомство. Устойчивость характеризует способность растительного организма сохранять его жизненные функции и переносить воздействие неблагоприятных природных явлений и антропогенных факторов или их сочетаний.

Устойчивость и жизнеспособность лесных пород определяют длительность времени их жизни (долговечность) и продолжительность защитного функционирования создаваемых из них насаждений, т. е. срок их службы. Древесные породы и кустарники имеют различную степень водопоглощения. Поэтому, будучи высаженными, культуры по-разному влияют на изменение влажности почвы, что следует учитывать при подборе пород. Так, уровень влагообеспеченности древесных пород в насаждениях сухой степи и полупустыни во многом зависит от количества имеющихся в них кустарников – чем больше в искусственных насаждениях вводится кустарника, тем быстрее снижается влажность почв и тем интенсивнее вытесняются древесные породы. Это объясняется тем, что в засушливых условиях многие культивируемые кустарники имеют большую устойчивость и долговечность. Имея мощную корневую систему, они являются сильнейшими конкурентами древесных пород и в первую очередь в борьбе за влагу. По сравнению с древесными породами почти все кустарники обладают большей интенсивностью водопоглощения и меньшей продуктивностью транспирации. Кустарниковый подлесок в насаждениях древесно-кустарникового типа может израсходовать на транспирацию до 50–70 % всего водного запаса корнеобитаемого слоя почвы.

Создавая лесные насаждения в засушливых условиях, необходимо использовать долговечные породы. С целью ускорения вступления лесной полосы в работу следует одновременно высаживать быстрорастущие породы, которые являются часто менее долговечными. Действенным средством повышения устойчивости и долговечности насаждений в засушливых условиях является высокий уровень агротехники создания и выращивания насаждений, соответствующий конкретным условиям местопроизрастания [2].

1. Что такое агролесомелиорация и какова ее цель?

2. Назовите агролесомелиоративные районы РФ и охарактеризуйте их природные и экономические особенности 3. Какое влияние оказывают защитные лесные насаждения на сток, снегоотложение, глубину промерзания и влажность почвы, противоэрозионную устойчивость почвогрунтов и т. д.?

4. От каких факторов зависят защитные свойства насаждений?

5. Какие свойства древесных растений необходимо учитывать при создании защитных насаждений?

1. Используя географические карты, определите основные районы степного и полезащитного лесоразведения.

2. Определите видовой состав древесных растений, применяемых в степном и полезащитном лесоразведении 6. Обратите внимание на биологические и экологические особенности этих видов.

3. Сделайте вывод об основных аспектах включения видов в ассортимент древесных пород, используемых в этих целях.

Список использованной литературы 1. Об утверждении Правил лесоразведения : приказ МПР РФ от 8 июня 2007 г. № 149 (зарегистр. в Министерстве юстиции РФ 6 июля 2007 г., № 9767).

2. Родин А. Р., Родин С. А., Рысин С. Л. Лесомелиорация ландшафтов : учеб. пособие для студентов по направлению 656200. 4-е изд. доп., испр. М. : МГУЛ, 2002. 127 с.

3. Смертин Е. М., Степанов А. М. Роль лесных полос на орошаемых землях. Степные просторы. М. : Лесн. пром-сть, 1977. Т. I. С. 20–21.

См. по: Дендрология : учеб. пособие по самостоят. изучению курса и проведению лаб. практикума для студентов спец. 26.04 и 26.05 / Н. Е. Булыгин, В. Ю. Нешатаев, С. Г. Сахарова. СПб. :

СПбЛТА, 1998. С. 74.

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Лабораторная работа № 1. Жизненные формы древесных растений Цель: расширение знаний о многообразии древесных растений и их жизненных формах.

Задачи: закрепить знания о жизненных формах древесных растений; научиться определять жизненную форму растений.

Материалы и оборудование: гербарий, фото, картинки растений различных жизненных форм.

Технология работы Задание 1. Используя раздаточный материал, определите жизненные формы предложенных растений. Для определения используйте определительную карточку (см. ниже).

ОПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ КАРТОЧКА

1. В составе тела растения только потенциально однолетние побеги, лишенные зимующих почек. Зимующие почки только у озимых форм. Длительность жизни растения от прорастания семени до отмирания меньше одного года ……………… однолетние травы – В составе тела растения как потенциально однолетние, так и потенциально многолетние побеги, которые несут зимующие почки. Длительность жизни растения больше одного года……… 2. Все надземные части побегов однолетние, а приземные и подземные – многолетние. Зимующие почки расположены на уровне почвы или погружены в нее……многолетние травы – Имеются многолетние надземные побеги или части побегов. Зимующие почки расположены надземно, некоторые – подземно …………… 3. Большая часть каждого удлиненного надземного побега однолетняя, многолетние лишь их нижние части (а также укороченные побеги). Зимующие почки располагаются относительно невысоко над поверхностью почвы ………………… полудревесные растения – Надземные побеги на всем (реже почти на всем) своем протяжения многолетние (кроме генеративных участков). Зимующие почки расположены надземно вплоть до самых верхних частей растения – деревянистые растения ……………………………………... 4. Большинство многолетних побегов приземные или подземные, горизонтальные или приподнимающиеся……………стланцы, стланики, стланички – Большинство многолетних побегов вертикальные или несколько наклонные ……… 5. Зона кущения приземная или подземная (в последнем случае зимующие почки располагаются не только приземно, но и подземно). Есть несколько надземных вертикальных стволиков, сменяющих друг друга в онтогенезе ………………кустарники, кустарнички – Кущения не происходит. На протяжении жизни растение имеет, как правило, только один ствол с кроной ветвей. Приземные спящие почки (если они есть) трогаются в рост только в результате насильственного подавления роста главного ствола …………деревья Задание 2. Используя классификацию древесных растений по высоте (прил. 1), заполните табл. Л1.1.

Задание 3. Сделайте вывод по работе.

кустарников по высоте хвойные лиственные хвойные лиственные Требования к отчету. Представить результаты работы в виде рисунков, заполненной табл. Л1.1 и вывода по работе.

Лабораторная работа № 2. Морфология древесных растений:

Цель: исследование морфобиологических и анатомических особенностей древесных растений.

Задачи: изучить особенности почек, листьев, стебля древесных растений;

научиться распознавать древесно-кустарниковые породы в безлиственном, состоянии по побегам и почкам.

Материалы и оборудование К заданию 1: 1) побеги древесных растений в безлистном состоянии;

2) скальпель; 3) лупы; 4) пинцет.

К заданию 2: 1) микропрепараты «Поперечный срез стебля сосны», «Поперечный срез стебля липы»; 2) микроскоп; 3) спилы лиственных и хвойных древесных пород; 4) живые ветки древесных растений.

Примечание. Список изучаемых растений дан в прил. П7.

Технология работы Задание 1. Изучение морфологических признаков древесных растений по побегам в безлистном состоянии.

1. Рассмотрите предложенные побеги древесных растений. Зарисуйте участок стебля (на одном примере) с почками и обозначьте на нем почечные чешуи, листовой рубец(ы), листовой след, листовую подушку.

2. Скальпелем отделите несколько почек, сделайте продольный разрез, изучите их строение. Определите, какие это почки (по функциям и составу), подсчитайте число почечных чешуй. Зарисуйте строение почки, отметив все ее части.

3. Проведите описание побегов (см. прил. П7) в безлистном состоянии (определите характер расположения почек, их форму, размеры окраску и иные признаки), заполните табл. Л2.1. Сделайте вывод о диагностических признаках.

4. Рассмотрите предложенные ветви древесных растений с моноподиальной системой побегов (ель, сосна, пихта, лиственница). Зарисуйте схему строения и отметьте римскими цифрами порядок ветвления.

5. Аналогичную работу проведите с растениями, имеющими симподиальную систему побегов (липа, тополь, клен, рябина). Сделайте вывод о значении типа ветвления для жизни древесных растений.

Таблица Л2.1. Характеристика побегов и почек древесных растений в безлистном состоянии Название растения Требования к отчету. Представить результаты работы в виде рисунков, заполненной табл. Л2.1 и выводов по заданию 1.

Задание 2. Строение стебля древесных растений.

1. Рассмотрите поперечный спил ствола сосны обыкновенной (Pinus sylvestris).

Определите границы сердцевины, древесины, луба, камбия, покровных тканей.

2. По числу годичных колец определите возраст растения. Обратите внимание на степень выраженности ядра и заболони в древесине, на направление сердцевинных лучей и ширину годичных колец (с возрастом растения они становятся уже). Сравните длину молодого и старого слоев ксилемы по окружности и по протяженности вверх.

Примечание. Все коричневое на спиле ствола с поверхности до камбия – это кора, ее внутренний узкий слой, примыкающий к камбию – это вторичная флоэма, а все остальное – корка.

3. Рассмотрите готовый микропрепарат поперечного среза стебля сосны обыкновенной. Найдите основные части стебля и гистологические элементы (флоэма вторичная и первичная, перициклическая зона), первичную кору (эндодерма, паренхима со смоляными ходами, живые элементы перидермы), сердцевинные лучи, пробку.

4. Схематично зарисуйте поперечный срез стебля, подпишите все части стебля.

5. Рассмотрите поперечные спилы стволов древесных покрытосеменных растений. Определите границы сердцевины, древесины, луба, камбия, покровных тканей. По числу годичных колец определите возраст. Обратите внимание на степень выраженности ядра и заболони, на направление сердцевинных лучей и ширину годичных колец.

6. Рассмотрите готовый микропрепарат стебля липы (Tilia cordata). Найдите все гистологические элементы. Схематически зарисуйте общую схему строения стебля липы, отметив на ней перидерму, первичную кору, вторичную кору, камбиальную зону, вторичную древесину с годичными кольцами, сердцевинные лучи, первичную древесину и сердцевину с перимедуллярной зоной.

7. Сделайте общий вывод об особенностях строения стебля покрытосеменных и голосеменных растений.

Требования к отчету. Представить результаты работы в соответствии с требованиями задания 2.

Лабораторная работа № 3. Определение древесных растений Цель: научиться распознавать и определять древесные растения по побегам в безлистном состоянии.

Задачи: отработка навыков работы с определителями древесных растений.

Материалы и оборудование: побеги древесных растений в безлистном состоянии, книги-определители.

Технология работы Задание 1. Проведите определение древесных растений по побегам в безлистном состоянии (методика работы с определителями приведена в прил. 8).

Задание 2. Для определенных видов древесных растений составьте ключи и укажите их систематическую принадлежность.

Требования к отчету. Представить результаты работы в виде составленных ключей для определенных видов.

Лабораторная работа № 4. Изучение морфологических признаков различия древесных растений по олиственным побегам Цель: изучение биологических особенностей листьев древесных растений.

Задачи: познакомиться с разнообразием листьев древесных растений; рассмотреть их морфологические и анатомические особенности.

Материалы и оборудование: 1) свежесобранный и гербарный материал побегов древесных растений с листьями; 2) лупы, пинцеты, линейки, настенные таблицы (или раздаточный материал) по морфологии хвои и листьев; 3) литературные источники.

Технология работы 1. Рассмотрите по гербарным образцам листья древесных растений. Обратите внимание на специфические особенности листьев предложенных растений.

Разделите листья на две группы (простые и сложные).

2. У древесных растений с простыми листьями измерьте ширину и длину листовой пластинки, вычислите ширину пластинки и глубину надрезов (листья с перистым, параллельным или дуговым жилкованием измеряются перпендикулярно основной оси листа, с пальчатым, дихотомическим – от места расхождения жилок до края листа) (рис. Л4.1).

Определите степень расчленения листа и форму листовой пластинки.

3. Используя рис. 2.20–2.25 (разд.

2.2) и рис. П3.1, П3.3–П3.6 (прил. 3), у листовой пластинки (с перистым простых листьев определите форму ос- и дуговым и с пальчатым жилкованием) нований, верхушек, края листовой пластинки, способы прикрепления листа, листорасположение, жилкование.

4. Аналогично п. 3–4 проведите изучение сложных листьев (прил. 3, рис. П3.2, П3.7, П3.8).

5. Рассмотрите гербарий древесных Голосеменных растений (на примере Хвойных). Обратите внимание на особенности строения листьев (форма, размер, поверхность хвои, число хвоинок в пучке, расположение на побеге).

6. На примере одного образца (сложного и простого листа покрытосеменных и голосеменных) зарисуйте лист и подпишите на рисунке все его части.

7. Заполните табл. Л4.1 и сделайте вывод об особенностях строения листьев древесных растений (перечень видов указан в прил. 7).

Таблица Л4.1. Особенности листьев древесных растений Древесные покрытосеменные растения с простыми листьями Древесные покрытосеменные растения со сложными листьями Требования к отчету. Представить заполненную табл. Л4.1, рисунки, вывод по работе.

Лабораторная работа № 5. Генеративные органы Цель: изучение морфологии цветков, плодов и семян древесных растений.

Задачи: познакомиться с разнообразием цветков (соцветий), семян и плодов древесных растений; закрепить знания о морфологии репродуктивной сферы древесных растений.

URL: http://tpperm.ru.

Материалы и оборудование: 1) гербарные образцы побегов с мужскими и женскими стробилами и шишками сосны обыкновенной, лиственницы сибирской, туи западной и можжевельника обыкновенного и др.; 2) готовые микропрепараты пыльцы; 3) гербарий древесных растений в период цветения и фиксированный материал генеративных органов лиственных и хвойных пород;

4) коллекция плодов и семян; 5) слайды и фотографии по цветению древесных растений; 6) препаровальные иглы.

Технология работы Задание 1. Изучение особенностей строения цветка (и соцветий) Покрытосеменных растений.

1. Рассмотрите внешний вид предложенных цветков древесных растений.

Сделайте продольный разрез цветков, схематично зарисуйте (на 1 примере) строение и подпишите части.

2. Рассмотрите коллекцию семян и плодов лиственных растений.

3. Используя список древесных растений (прил. 7) и раздаточный материал, дайте характеристику генеративных органов древесных растений. Заполните табл. Л5.1.

Таблица Л5.1. Характеристика генеративных органов покрытосеменных растений Задание 2. Изучение репродуктивных органов Голосеменных растений.

1. Рассмотрите и зарисуйте внешний вид мужских и женских шишек сосны обыкновенной.

2. Рассмотрите готовый микропрепарат генеративных органов сосны обыкновенной, отметьте микроспорофилли, микроспорангии, кроющие и сменные чешуи, семязачаток.

3. Изучите коллекцию семян древесных растений. Обратите внимание на окраску, форму, размеры, характер поверхности семян. Заполните табл. Л5.2.

Таблица Л5.2. Характеристика семян древесных растений Требования к отчету. Представить результаты работы в виде рисунков, заполненных таблиц и вывода по работе. Выполнить домашнюю самостоятельную работу (заполните табл. 2.7, 2.8 из раздела 2.4) и схему (рис. 2.43).

Лабораторная работа № 6. Онтогенез и органогенез Примечание. Задание может быть использовано в качестве самостоятельной работы, практические навыки отрабатываются во время проведения учебной практики.

Цель: изучение онтогенеза древесных растений.

Задачи: закрепить знания об онтогенезе древесных растений, научиться проводить онтогенетический анализ структуры ценопопуляции древесных растений.

Материалы и оборудование: гербарий, фото и слады по онтогенезу древесных растений.

Технология работы 1. Изучите онтогенез древесных растений, представленных в прил. 5). Обратите внимание на критерии выделения возрастных состояний данного вида.

2. Охарактеризуйте (письменно) возрастные состояния выбранного древесного растения (на примере местных видов).

3. Оцените возрастную структуру данного вида в различных условиях. Заполните табл. Л6.1. Постройте онтогенетический спектр.

4. На основании табл. Л6.1 постройте возрастной спектр популяций изучаемого вида в разных экологических условиях. Оцените структуру популяции.

Сделайте вывод.

Таблица Л6.1. Количество деревьев … разного возрастного состояния Требования к отчету. Представить результаты работы в виде рисунков, заполненной табл. Л6.1 и вывода по работе.

Лабораторная работа № 7. Изучение фенологического развития Цель: освоение методики дендрофенологических наблюдений.

Задачи: расширить и углубить знания о практическом значении фенологических исследований, изучить диагностические признаки наступления и последовательности прохождения у древесных растений основных фенологических фаз их сезонного развития.

Задание: провести фенологические наблюдения за древесными растениями.

Материалы и оборудование: рулетка, материал данного пособия.

Примечание. Данная работа выполняется в виде домашнего задания, результаты работы представляются в виде отчета по окончанию летней полевой практики.

Технология работы Задание 1. Проведение фенологических наблюдений над древесными растениями.

1. Изучите методику дендрофенологических наблюдений, познакомьтесь с условными обозначениями фенофаз. Заполните табл. Л7.1.

Таблица Л7.1. Фенологические фазы и их обозначение 2. Проведите фенологические наблюдения над древесными растениями в соответствии с методикой (Булыгин, 1976; Булыгин, 1979).

Примечание. Наблюдения проводятся по сокращенной программе. Древесные растения (не менее 5 видов) для наблюдений назначаются преподавателем. Наблюдения проводятся осенью, весной и летом не реже 2-х раз в неделю, зимой – 1–2 раза в месяц. Текущие записи производятся в рабочем дневнике и предоставляются для контроля преподавателю.

Перед началом наблюдения необходимо ознакомиться с биологическими особенностями видов, назначенных для наблюдения. Наблюдения проводятся группой по 2 человека, отчеты оформляются индивидуально каждым студентом.

3. По завершению наблюдений по всем модельным особям составьте итоговый отчет (структура (план) отчета приведена ниже).

……………………………………………………………………………………….

о фенологических наблюдениях над древесными растениями студента (ки) _ курса _ группы _ факультета _ Ф. И. О. _ Место проведения наблюдений (район, населенный пункт, лесничество, парк и т. д.) Период наблюдения (даты начала и окончания наблюдений).

Условия местопроизрастания (высота над уровнем моря, рельеф, экспозиция и крутизна склонов, генетический тип почвы и характер увлажнения, освещенность; в лесу – тип леса, класс возраста, сомкнутость древостоя, ярус).

Метеорологические особенности (наличие или отсутствие температурных и иных аномалий; краткая характеристика сезонов – зима: морозная, мягкая, снежная, бесснежная, весна, лето, осень: теплая, холодная, дождливая, сухая, с преобладанием солнечных или пасмурных дней).

Название растений Возраст, Высота, Диаметр, м Протяженность Состояние* Состояние оценивается как хорошее, удовлетворительное, плохое; отмечается наличие признаков повреждения насекомыми, болезнями, метеорологическими явлениями, животными и т. п.

Бланк регистрации результатов фенологических наблюдений Фенологиче- Условное ская фаза обозначение Заключение (отметить особенности сезонного развития растений; является ли ритм типичным для данной местности; являются ли модельные особи ранними, поздними, средними по срокам наступления фенофаз).

Приложение (фотографии, рисунки, гербарные образцы, феноспектры).

………………………………………………………………………… Задание 2. Проведение фенологических наблюдений над древесными растениями (интегральным методом).

1. Изучите закономерности фенологического развития древесного растения (по выбору) в условиях населенного пункта интегральным методом.

Сущность метода заключается в определении процента учетных единиц, перешедших в своем сезонном развитии заданное фенологическое состояние в данный день на определенной территории. Для этого необходимо определить участок наблюдения и учетные площадки (1 – контрольная площадка в естественных условиях произрастания, 2 и 3 в условиях населенного пункта, в непосредственной близости от локальных очагов загрязнения), породу и наблюдаемую фенологическую фазу (например, появление зеленого конуса листьев на конце почки; появление окраски листьев; начало осеннего листопада; начало цветения; конец цветения; наличие плодов). Для наблюдения выбираются одновозрастные деревья со средними показателями диаметра ствола и высоты на двух различных участках. Регистрацию наблюдений следует проводить во второй половине дня ежедневно. По завершению наблюдений подсчитывается количество учетных единиц с определенным баллом, а затем вычисляется процент учетных единиц, перешедших взятую для наблюдений фенофазу, определяются средние даты наступления и амплитуда фенофаз. Расчет средней фенодаты ( X ) производится по формуле где n – число особей, вступивших в фенофазу за период, прошедший со дня последнего наблюдения; n – общее число учетных особей.

2. Результаты оформить в виде фенологического отчета.

УЧЕБНЫЙ ФЕНОЛОГИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ

О НАБЛЮДЕНИЯХ ИНТЕГРАЛЬНЫМ МЕТОДОМ

студента (ки) _ курса _ группы _ факультета _ Ф. И. О. _ Место проведения наблюдений (район, населенный пункт, парк и т. д.) Период наблюдения (год, даты начала и окончания наблюдений).

Характеристика древесной растительности (естественный древостой, лесные культуры, парковый массив, группа деревьев и т. д.).

Наблюдаемый вид и его состояние (возраст, диаметр стволов, высота, ярус в котором находятся, состояние).

Условия местопроизрастания и метеорологические особенности (высота н.у.м., рельеф, экспозиция и крутизна склонов, генетический тип почвы и характер увлажнения, освещенность).

План-схема пробной площади.

Примечания _ Бланк фенологических наблюдений над модельными особями (табл. Л7.2).

Таблица Л7.2. Рабочий бланк фенологических наблюдений над модельными особями (название вида) в (наименование населенного пункта) Число учетных особей (n), вступивших в фазу в дни наблюдений всего число особей, вступивших в фенофазу за период, особей прошедший со дня последнего наблюдения Результаты (графики, диаграммы, выводы: связь динамики наступления фенофазы с условиями произрастания).

Приложения (фотоматериалы, зарисовки, гербарные образцы, метеорологические данные за период наблюдения).

Требования к отчету. Представить результаты работы в виде фенологического отчета.

Лабораторная работа № 8. Экология древесных растений Цель: расширение знаний о взаимодействии древесных растений с факторами окружающей средой, об основных адаптационных механизмах растений по отношению к экологическим факторам.

Задачи: изучить особенности строения растительных организмов в зависимости от условий существования.

Материалы и оборудование: гербарный материал, таблицы, тексты лекций.

Технология работы Задание 1. Изучение морфологических и анатомических особенности древесных растений различных экологических групп.

1. Охарактеризуйте отношение древесных растений к таким факторам, как свет, тепло, влага.

2. Заполните табл. Л8.1 (на примере трех факторов – свет, вода, тепло).

После каждой таблицы сделайте вывод об основных морфологических и анатомических особенностях древесных растений различных экологических групп.

Задание 2. Определение светопотребности древесных пород.

1. Определите отношение древесных пород к свету по методу М. К. Турского, используя данные табл. Л8.2 8.

Уменьшение прироста рассчитывается по формуле где УП – уменьшение прироста, % (чем больше процент уменьшения прироста, тем более светолюбивее порода); МГП50 – масса годичного прироста 100 саженцев при освещенности 50 %, г; МГП100 – масса годичного прироста 100 саженцев при освещенности 100 %, г.

Требования к отчету. Представить результаты работы в виде рисунков, заполненных табл. Л8.1, Л8.2 и вывода по работе.

Беляева Н. В., Григорьева О. И. Биологические основы лесного хозяйства : лаборатор. практикум. СПб. : СПбГЛТА, 2008. 76 с.

Лабораторная работа № 9. Изучение природных зон и ареалов главнейших лесообразователей России Цель: изучение природной зональности и ареалов главнейших лесообразователей.

Задачи: определить типы леса и лесорастительных условий по описаниям;

изучить ориентировочные границы и характерные особенности рельефа, почв, климата, растительного покрова и дендрофлоры природных зон РФ; изучить ареалы главнейших лесообразователей РФ, РК; освоить методику работы с картографическим материалом.

Материалы и оборудование: контурные карты, карты ареалов древесных растений, справочная и учебная литература.

Технология работы Задание 1. Определение типа леса и типа лесорастительных условий.

1. Определите тип леса (по В. Н. Сукачеву) и тип лесорастительных условий (по П. С. Погребняку) по следующим описаниям 9.

Описание 1. Сосновый древостой. Почва среднеподзолистая, суглинистая влажная и свежая на валунном суглинке (ленточной глине). Продуктивность древостоев характеризуется III классом бонитета. Преобладающая полнота в сосняках черничных 0,5–0,7. Подлесок редкий. Начиная с III класса возраста, в насаждениях встречаются рябина, крушина и ива. Подрост преимущественно еловый; в малополнотных насаждениях – сосновый, березовый и осиновый.

Основной фон растительного покрова составляют хорошо плодоносящие черника, брусника, а также вейник лесной и папоротники. Кроме того, появляются щучка, бор развесистый, перловник поникший. Хорошо развиты зеленые мхи.

Описание 2. Еловый древостой I–II классов бонитета. Почва перегнойная, слабоподзолистая, суглинистая, свежая на валунном суглинке. В насаждении преобладают высокие полноты: 0,7–0,9. Под пологом высокополнотных сомкнутых древостоев подроста мало, и он сильно угнетен. Жизнеспособный, преимущественно групповой подрост встречается лишь на прогалинах и в просветах. В подлеске рябина, жимолость, крушина. Основной фон травяного покрова создают кислица и майник. Наиболее характерные представители живого напочвенного покрова следующие: кислица обыкновенная, майник двулистный, седмичник европейский, костяника, ландыш майский, сныть обыкновенная, медуница узколистная, вороний глаз четырехлистный, черника, брусника, золотарник обыкновенный (золотая розга), рамишия (грушанка) однобокая, грушанка круглолистная, земляника, фиалка собачья, кочедыжник женский, бодяк разнолистный, вероника дубравная, звездчатка дубравная, ветреница дубравная и др. Моховой покров сплошного зеленого ковра не образует. Главнейшими представителями мохового покрова являются типичные блестящие мхи: Rhytiadiadelphus triquetrus Беляева Н. В., Григорьева О. И. Биологические основы лесного хозяйства : практикум для подготовки дипломированных специалистов. СПб. : СПбГЛТА, 2010. 128 с.

(ритидиадельфус трехгранный), Dicranum undulatum (дикранум волнистый), Hylocomium proliferum (мох этажчатый), Pleurozium Schreberi (плеуроциум Шребери) и Ptilium crista castrensis (мох перистоветвистый).

Описание 3. Еловые древостои. Почва торфяно-перегнойная, глеевая, суглинистая на тяжелом суглинке. Производительность определяется III–IV классами бонитета. Полноты преобладают 0,5–0,8. В подлеске встречаются ива серая, рябина и изредка крушина ломкая. Подрост еловый, групповой, редкий, удовлетворительный, приурочен к микроповышениям. Травяной покров густой, разнообразный трехъярусный. В первом ярусе: тростник обыкновенный, камыш лесной, страусник, вейник ланцетный, вербейник обыкновенный, скерда болотная, таволга вязолистная. Во втором ярусе: хвощ лесной, осока лисья, осока шаровидная, сабельник болотный, черника, брусника, бодяк разнолистный, золотарник (золотая розга), луговик дернистый (щучка). В третьем ярусе: кислица обыкновенная, седмичник европейский, майник двулистный, рамишия (грушанка) однобокая, земляника лесная, фиалка болотная, костяника. Мхи:

Sphaqnum subbicolor (сфагнум соббиколер), Polytrichum commune (кукушкин лен), Pleurozium Schreberi (мох Шребера), Sphaqnum sqnarosum (сфагнум растопыренный), Hylocomium proliferum (мох этажчатый). Основной фон создают растения первого яруса, хвощ и сфагнумы.

Описание 4. Почвы биологически неактивные, торфяно-подзолистые, глеевые, на тяжелом суглинке. Древостой по составу сосновый чистый с единичной примесью ели и березы. Преобладающие классы бонитета V и Vа. Преобладающая полнота 0,6. Подрост встречается в древостоях главным образом IV класса возраста и старше. Представлен преимущественно сосной. В подлеске в древостоях, начиная с IV класса возраста, встречается ива. В живом напочвенном покрове господствуют сфагновые мхи с включением местами осоки, пушицы, клюквы, багульника, подбела, голубики, морошки, тростника, по кочкам – мох Шребера, брусника.

2. На примере формаций (пихтовые, еловые, сосновые, березовые, Систематические единицы растительности осиновые) заполните схему (рис. Л9.1) (в каждом примере использовать не менее трех ассоциаций).

границ природных зон и ареалов ос- формаций новных лесообразующих пород РК. формация (РК), горных ландшафтов (картосхема ассоциация № 1 и 2);

Б) ареалы основных лесообра- Рис. Л9.1. Систематические единицы группам формаций):

– картосхема № 3 – «Ареалы главнейших образователей группы темнохвойных формаций лесов РФ»;

– картосхема № 4 – «Ареалы главнейших образователей группы светлохвойных формаций лесов РФ»;

– картосхема № 5 – «Ареалы главнейших образователей группы мелколиственных формаций лесов РФ»;

– картосхема № 6 – «Ареалы главнейших образователей группы широколиственных формаций лесов РФ».

Требования по оформлению карт. Название карт (картосхем) подписывается по центру в верхней части карты. Для работы на контурной карте целесообразно использовать простые и цветные карандаши, черную и цветные пасты. К каждой картосхеме дается пояснительная записка: для картосхемы № 1–2 – краткая характеристика каждой природной зоны (географическое положение, рельеф, климат, почвы, растительный покров и наиболее распространенные деревьяобразователи лесов зоны, а для горных – горных лесов). Для картосхем № 3– указывается видовой состав с указанием систематической принадлежности (на русском и латинском языках), принадлежность вида к природной зоне (горным областям) и роль в образовании древесной растительности на территории РФ.

Требования к отчету. Представить результаты работы в соответствии с пп.

задания 1. Представить картосхемы (задание 2) и пояснительные записки к ним.

Список литературы 1. Булыгин Н. Е. Дендрология [Текст] : лаборатор. практикум для студ. спец. 1512 / Н. Е. Булыгин. Л. : ЛТА, 1986. 92 с. (прил. 2, с. 77).

2. Атлас лесов СССР / сост. А. Ф. Кручинин. М. : Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1973. 220 с.

3. Соколов С. Я., Связева О. А. География древесных растений СССР. М. ; Л. : Наука, 1965. 265 с. URL: http://bookfi.org.

4. Булыгин Н. Е., Ярмишко В.Т. Дендрология : учебник. М. : МГУЛ, 2001. 528 с. (прил. 1–2).

5. Мильков В. Н. Природные зоны СССР. М., 1977.

6. Леса Республики Коми [Текст] / под ред. Г. М. Козубова, А. И. Таскаева. М. : ДИК, 1999. 331 с.

7. Атлас России. URL: http://www.atlas-yakutia.ru.

8. Атлас Республики Коми. М. : Феория, 2011. 448 с.

9. Экологический центр «Экосистема» (Физическая география России и СССР Европейская часть: Арктика, Русская равнина, Кавказ, Урал). URL: http://www.ecosystema.ru.

10. Шиманюк А. П. Дендрология. Изд. 2-е, доп. М. : Лесн. пром-сть, 1974. 264 с. URL:

http://forest.geoman.ru.

Лабораторная работа № 10. Изучение древесных растений отдела Голосеменные (Gymnospermae или Pinophyta) растения Цель: изучение наиболее характерных признаков голосеменных растений.

Задачи: закрепить знания о наиболее характерных признаках вегетативных и генеративных органов различных таксономических групп растений отдела голосеменные.

Материалы и оборудование: 1) фотографии, слайды габитуса кроны, формы стволов представителей отдела Голосеменные и гербарные образцы побегов и всходов (сосны обыкновенной, ели европейской, пихты европейской, лиственницы сибирской и др.); 2) коллекции шишек, семян свежесобранных побегов перечисленных видов; 3) препараты микроскопического строения древесины и коры хвойных; 4) зафиксированные в спирте микро- и макростробилы и шишки сосны, ели, лиственницы и др.; 5) спилы и образцы древесины и коры типичных представителей класса хвойные; 6) микроскоп, диапроектор, лупа, препаровальные иглы; 7) слайд-презентации по систематике и морфологии голосеменных растений.

Технология работы Задание 1. Сравнительная характеристика вегетативных и генеративных признаков голосеменных (Pinophyta) растений.

Проведите сравнительно-морфологический анализ строения вегетативных и генеративных органов у типичных представителей трех классов Саговниковые (Gycadopsida), Гинкговые (Ginkgoopsida), Гнетовые (Gnetopsida). Зарисуйте строение побегов и листьев эфедры (Ephedra) и гинкго (Ginkgo biloba). Сделайте вывод об особенностях строения представителей изучаемых классов.

Задание 2. Изучение древесных растений класса Хвойные (Pinopsida).

Сравнительная характеристика вегетативных и генеративных признаков некоторых родов семейства Сосновые (Pinaceae).

1. Изучите особенности строения древесины и коры хвойных пород.

Сравните кору и корку разных видов растений. Обратите внимание на характер смолоносной системы в коре перечисленных видов семейства Сосновые. Сделайте вывод об особенностях строение древесины и коры хвойных пород. Более подробно изучите особенности макро- и микроскопического строения древесины и коры сосны обыкновенной.

Рассмотрите образцы древесины сосны обыкновенной невооруженным глазом, обратите внимание, что древесина сосны ядровая. Заболонь желтоватобурого цвета, а ядро розоватое, красноватое и буровато-красное. Годичные слои хорошо видны на всех разрезах. Ранняя часть годичного слоя светлого оттенка, поздняя часть более темной окраски, переход от ранней древесины к поздней резкий. Сердцевинные лучи не обнаруживаются невооруженным глазом. Смоляные ходы сосредоточены главным образом в поздней части слоя и видны на поперечном разрезе в виде светлых точек, а на радиальном и тангенциальном разрезах – в виде беловато-матовых точек.

Рассмотрите образцы при малом увеличении микроскопа. На поперечном срезе древесины сосны обыкновенной видны однообразные четырех-, шестиугольные клетки, расположенные правильными рядами (это трахеиды), обратите внимание на то, что трахеиды имеют разное строение: одни – тонкостенные с крупными полостями и окаймленными порами на радиальных стенках (это весенние, или ранние, трахеиды, они образуются весной и в начале лета и выполняют проводящую функцию). Другая часть древесины состоит из мелких, толстостенных трахеид (поздняя древесина), она образуется во второй половине лета и выполняет механическую функцию. Слой древесины, состоящий из ранних и поздних трахеид, называется годичным слоем, или годичным кольцом. Переход от ранней древесины к поздней постепенный, а от поздней к ранней древесине следующего года резкий, поэтому границы годичного слоя хорошо заметны. В поздней древесине встречаются крупные полости – это смоляные ходы, окруженные мелкими неодревесневшими клетками древесной паренхимы. В виде радиальных полосок видны сердцевинные лучи; у сосны они очень узкие, состоят из одного слоя живых, вытянутых в длину клеток. На радиальном срезе древесины видны, длинны почти параллельные полоски стенки трахеид, в некоторых местах трахеиды на концах заострены или закруглены (эти концами одна трахеида очень плотно вклинивается в другую). Как и на поперечном срезе, хорошо видна слоистость древесины. Весенние трахеиды более широкие, на их стенках имеете, множество отверстий в виде двух концентрических окружностей (окаймленныме поры, участвующие в передвижении воды из одной трахеиды в другую). Поздние трахеиды плотные, темноокрашенные, поры в них или отсутствуют или очень мелкие (слой древесины из ранних и поздних трахеид составляет годичный прирост (годичный слой)). Поперек трахеид проходят полоски из 3–6 рядов клеток. Это сердцевинные лучи. Средние ряды сердцевинных лучей состоят из живых клеток с протоплазмой и клеточным ядром и несут запасы питательных веществ, а наружные клетки мертвые.

В центре некоторых лучей проходит полый цилиндр это поперечный смоляной ход. Среди клеток трахеид встречаются и продольные смоляные ходы. На продольном тангенциальном срезе хорошо видны трахеиды с окаймленными порами. Поры видны на боковых стенках трахеид и имеют вид вилочек, обращенных друг к другу. Сердцевинные лучи, перерезанные поперек, имеют вид веретен. Некоторые лучи сильно расширены в центре из-за наличия в них смоляных ходов, годичной слоистости на данном срезе не видно.

2. Используя раздаточный материал, изучите особенности строения вегетативных и генеративных органов растений класса Хвойные. Обратите внимание, что микростробилы хвойных состоят из микроспорофиллов, на которых, как правило, образуется по два микроспорангия (пыльцевые мешки). Однако у некоторых видов араукарии и агатиса число их достигает 13–15 шт. на каждом микроспорофилле. Пыльца, или микроспоры, у хвойных сухая, легко переносимая ветром. Выпишите признаки, характерные для изучаемого класса.

3. Изучите морфологическое строение основных представителей родов семейства Сосновые. Обратите внимание на признаки, характерные для каждого рода.

4. Для типичного представителя каждого рода зарисуйте: 1) общий габитус дерева (характер кроны); 2) побег с хвоей и женскими стробилами во время цветения; 3) семенная и кроющая чешуйки во время цветения (отпрепарировать и посмотреть под лупой); 4) зрелая шишка на побеге; 5) семенная и кроющая чешуйки зрелой шишки; 6) побег с мужскими стробилами и хвоей; 7) семя с крылаткой, семя отдельно и крылатка без семени; 8) хвоинка и ее поперечное сечение; 9) макро- и микростроение древесины и коры. Выпишите основные признаки по каждому роду.

5. Составьте краткую дендрологическую характеристику важнейших образователей темно- и светлохвойных формаций лесов РФ (описание типичного представителя изучаемых родов семейства по плану (выполнение данного урока можно использовать при организации домашнего задания)):

а) систематическое положение;

б) морфологические особенности (жизненная форма, размеры, особенности строения стволов, побегов, почек, хвои, макро- и микростробилов, зрелых шишек, семян, всходов);

в) биологические особенности (долговечность, быстрота роста, возраст половой зрелости, половые типы отношений, способ опыления, особенности оплодотворения, особенности размножения, урожайность, способ распространения семян, способность к вегетативному размножению); фенология (последовательность и сезоны года прохождения основных фенофаз);

в) экологические особенности (отношение к свету, температуре, влажности, плодородию почв, устойчивость к болезням, вредителям, пожарам, антропогенному фактору);

г) внутривидовое разнообразие (наличие климатипов, эдафотипов, географических рас, форм (биологических, фенологических и др.);

е) хозяйственное значение.

6. Изучите особенности строения всходов хвойных пород семейства Сосновые (Pinaceae) (рис. Л10.1). Обратите внимание на количество семядолей, их форму, особенности строения края, зарисуйте.

7. Изучите особенности строения вегетативных органов некоторых видов изучаемых родов. Дайте сравнительную характеристику. Результаты оформите в виде табл. Л10.1.

Таблица Л10.1. Сравнительная характеристика вегетативных органов видов рода _ Высота, м Диаметр, м Крона Кора Хвоя:

- расположение (одиночно или в пучках (количество хвоинок в пучке), на листовых подушечках или без них, пучками на брахиобластах) Родина 8. Дайте сравнительную характеристику генеративных органов некоторых видов изучаемых родов. При изучении микро- и макростробил описать их морфологическое строение: расположение на побегах, форма, размеры, форма микроспорангиев (пыльников), кроющих чешуй, их окраска. Рассмотрите строение пыльцы ели, сосны, лиственницы, обратите внимание на формы пыльцы, наличие у ели и сосны воздушных мешков. Зарисуйте пыльцевые зерна (микроспоры). Результаты оформите в виде табл. Л10.2. Зарисуйте семенные и кроющие чешуи шишек изучаемых видов (прил. 6, рис. П6.1–П6.3). Сделайте вывод об основных родовых признаках различия шишек в семействе сосновые.

Таблица Л10.2. Сравнительная характеристика зрелых шишек хвойных Форма шишек Размеры (длина, толщина, в см) - расположение пупка на щитке (или щиток отсутствует) - угол отгиба семенных чешуй в раскрывшейся шишке (или шишки распадающиеся при созревании) - форма и окраска верхних концов кроющих чешуй, выступающих 9. Рассмотрите семена растений семейства сосновые (Pinaceae). Составьте сравнительную морфологическую характеристику семян изучаемого семейства. Заполните табл. Л10.3.

Таблица Л10.3. Сравнительная морфологическая характеристика семян хвойных Примечание. Для бескрылых семян (кедровые сосны) в графе «крыло» ставят прочерк.

10. Сделайте вывод по работе (укажите основные признаки представителей семейства).

Требования к отчету. Представить результаты работы в виде рисунков, заполненных таблиц, вывода по работе. Сдать номенклатуру по Голосеменным.

Лабораторная работа № 11. Определение хвойных пород по хвое, Цель: определение древесных растений (их систематической принадлежности) по определителю.

Задачи: закрепление знаний по морфологии и систематике голосеменных растений; отработка навыков работы с определителями.

Материалы и оборудование: 1) побеги, шишки, семена древесных растений; 2) определители древесных растений; 3) лупы; 4) линейки; 5) настенные таблицы, рисунки по морфологии голосеменных.

Материалы и оборудование: 1) гербарий и живые образцы растений;

2) коллекция шишек и семян; 3) определители растений.

Технология работы Задание 1. Используя определители проведите определение древесных породолиственным побегам, шишкам и семенам.

Задание 2. Оформите ключи для определенных видов, укажите их систематическое положение.

Требования к отчету. Представить ключи для определенных образцов.

Лабораторная работа № 12. Изучение древесных растений отдела Покрытосеменные (Angiospermae или Magnoliophyta) Примечание. Лабораторная работа выполняется в аналогичном порядке при изучении всех семейств древесных растений.

Цель: развитие представления о таксономическом разнообразии географическом распространении и роли в образовании древесной растительности растений отдела Покрытосеменные.

Задачи: изучение в систематическом порядке морфобиологических и экологических признаков и свойств, внутривидового разнообразия важнейших образователей лиственных формаций, их географического распространения и роли в образовании древесной растительности РФ (РК).

Материалы и оборудование К заданиям 1–2: 1) систематический гербарий (олиственных побегов и листьев) древесных растений отдела Покрытосеменные; 2) свежесобранный материал побегов древесных растений с листьями; 3) лупы, микроскоп, препаровальные иглы, пинцеты, скальпели; 4) определитель древесных растений.

К заданию 3: 1) систематический гербарий генеративных органов древесных растений изучаемых семейств; 2) зафиксированные соцветия и цветки растений; 3) плакаты, фото с изображением цветков и соцветий лиственных растений; 4) определители древесных растений; 5) лупы, микроскоп, препаровальные иглы, пинцеты, скальпели.

К заданию 4: 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.

Технология работы Задание 1. Изучение морфологических признаков покрытосеменных древесных растений по олиствененным побегам.

1. Проведите сравнительный морфологический анализ листьев изучаемых растений.

2. Заполните табл. Л12.1.

Таблица Л12.1. Характеристика листьев Покрытосеменных растений Задание 2. Изучение особенностей морфологического строения цветков и соцветий древесных растений.

1. Используя раздаточный материал и литературные источники, познакомьтесь с особенностями строения генеративных органов покрытосеменных растений (в систематическом порядке). Обратите внимание на черты сходства в строении цветков растений одного семейства.

2. Заполните табл. Л12.2 и сделайте вывод об особенностях строения генеративных органов растений в пределах одного семейства.

Таблица Л12.2. Характеристика генеративных органов Покрытосеменных растений Цветок (одиночный Окраска цветков, Период цветения Название или соцветие (тип размеры (цветка, (до, после обливида соцветия); поло- соцветия – круп- ствения, одножение на побеге) ные, мелкие) временно) Задание 3. Изучение морфологических признаков различия древесных растений отдела Покрытосеменные по плодам и семенам (в систематическом порядке).

1) Составьте морфологическую характеристику плодов и семян растений изучаемого семейства, заполните табл. Л12.3, Л12.4.

Таблица. Л12.3. Сравнительная характеристика плодов древесных растений Название вида Плод (название) Таблица. Л12.4. Сравнительная характеристика семян древесных растений Название вида Краткая характеристика семян (форма, размеры, окраска и т. д.) 2) Сделайте вывод о разнообразии плодов в пределах семейства.

Требования к отчету. Представить заполненные таблицы и вывод по работе.

Лабораторная работа № 13. Определение лиственных Цель: определение древесных растений (их систематической принадлежности) по определителю.

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

Материалы и оборудование К заданию 1: 1) гербарий листьев и побегов растений; 2) определители древесных растений; 3) лупы, микроскоп, препаровальные иглы, пинцеты, скальпели.

К заданию 2: 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.

К заданию 2: 1) всходы древесных растений; 2) определители древесных растений; 3) лупы; 4) линейки; 5) настенные таблицы, рисунки по морфологии древесных растений.

Технология работы Задание 1. Определение древесных пород по листьям.

1. Используя определители, проведите определение древесных пород по облиственным побегам (не менее 10 видов).

2. Составьте ключи по определению, укажите систематическое положение определенных видов.

Задание 2. Определение лиственных древесных пород по плодам и семенам.

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

2. Составьте ключи определенных видов.

Задание 3. Определение древесных пород по всходам и подросту.

1. Используя определители, проведите определение древесных пород по всходам.

2. В тетради зарисуйте и дайте краткую характеристику всходов определенных растений по плану: а) размер всходов (высота); б) расположение семядолей, их форма, цвет; в) расположение первичных листьев или хвои; г) размер и характер ветвления первичного корня.

Требования к отчету. Представить результаты работы в соответствии с заданиями лабораторной работы по каждому изучаемому семейству.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная литература 1. Абаимов, В. Ф. Дендрология [Текст] : учеб. пособие для студ. вузов, обучающихся по спец. «Лесное хозяйство» / В. Ф. Абаимов. – 3-е изд., перераб. – Москва : Академия, 2009. – 368 с.

2. Беляева, Н. В. Биологические основы лесного хозяйства [Текст] : лаборатор. практикум для подготовки бакалавра по профессионально-образовательной программе «Технология и оборудование лесозаготовительных и еревообрабатывающих производств (ЛИФ)» / Н. В. Беляева, О. И. Григорьева. – Санкт-Петербург : СПбГЛТА, 2008. – 76 с.

3. Зарубин, А. М. География растений [Текст]. Ч. 3. Растительность Земного шара :

учеб.-метод. пособие / А. М. Зарубин, О. Я. Машанова. – Иркутск, 2008. – 61 с.

Дополнительная литература 4. Абаимов, В. Ф. Условия, динамика формирования семян и семенной продуктивности древесных пород в Южно-Уральском степном регионе [Текст] / В. Ф. Абаимов, Г. А. Панина // Известия ОГАУ. – 2008. – № 1(17). – С. 53–55.

5. Бородина, Н. А. Деревья и кустарники СССР [Текст] / Н. А. Бородина, В. И. Некрасов, Н. С. Некрасова. – Москва : Мысль, 1966. 637 с. – Режим доступа:

http://www.mirknig.com. – Загл. с экрана.

6. Булыгин, Н. Е. Дендрология [Текст] : учебник для студ. вузов, обучающихся по спец. «Лесное и лесопарковое хозяйство» / Н. Е. Булыгин, В. Т. Ярмишко. – 3-е изд., стер. – Москва : МГУЛ, 2002. – 528 с.

7. Скупченко, Л. Итоги интродукции: декоративные растения. 2. Древесные [Текст] / Л. Скупченко, Л. Мартынов, О. Скроцкая, С. Мифтахова // Вестник Ин-та биологии Коми НЦ УрО РАН. – 2011. – № 6 (164). – С. 8–14.

8. Кочергина, М. В. К проблеме использования фитонцидных свойств растений в ландшафтной архитектуре [Электронный ресурс] / М. В. Кочергина ; ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия». – Режим доступа: http://www.alairnn.ru. – Загл. с экрана.

9. Карпун, Ю. Н. Субтропическая декоративная дендрология [Текст] : справочник / Ю. Н. Карпун. – Санкт-Петербург, 2010. – 580 с.

10. Комплексный подход и методика реконструкции роста и развития деревьев и лесных сообществ [Текст] / С. А. Николаева, Д. А. Савчук // Вестник Томского государственного университета. Биология. – 2009. – № 2 (6). – С. 111–125.

11. Онтогенез Pinus sibirica на юго-востоке Западно-Сибирской равнины [Текст] / С. А. Николаева, С. Н. Велисевич, Д. А. Савчук // Journal of Siberian Federal University.

Biology. – 2011. – № 1. – Р. 3–22.

12. Потапова, Е. Ю. Краткий справочник по морфологии деревьев и кустарников (определитель) [Текст] : учеб. пособие / Е. Ю. Потапова. – Москва : МГУЛ, 2007. – 80 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ

И РАЗМЕРЫ НЕКОТОРЫХ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

Таблица П1.1. Продолжительность жизни и размеры деревьев Деревья и кустарники в ландшафтной архитектуре : справочник / Л. И. Рубцов. Киев : Наукова думка, 1977. 274 с.

Таблица П1.2. Продолжительность жизни и размеры кустарников

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПОБЕГИ И ПОЧКИ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

1 – по высоте (высокая, низкая); 2 – по густоте (сквозная или ажурная, густая) Атлас по описательной морфологии высших растений / Ал. А. Федоров, М. Э. Кирпичников, З. Т. Артюшенко ; под общ. ред. П. А Баранова ; изд-во Академии наук СССР. М. ; Л., 1962. 178 с.

1 – шаровидные; 2 – полушаровидные 1 – зонтиковидная; 2 – плакучая; 3 – флагообразная Вееровидные и канделябровидноветвящиеся растения 1 – яйцевидная; 2 – эллиптическая; 3 –шаровидная; 4 – полушаровидная;

5 – зонтиковидная; 6 – плакучая; 7, 8 – неправильная; 9 – лепешковидная;

Рис. П2.3. Флаговые (А – можжевельник высокий (Juniperus excelsa), Б – сосна обыкновенная (Pnus sylvstris)) и односторонние Рис. П 2.4. Зонтиковидная форма кроны ели в густом ельнике Дунаев Е. А. Деревянистые растения Подмосковья в осенне-зимний период: методы экологических исследований. М. : МГСЮН, 1999. 232 с.

Горышина Т. К. Экология растений. М. : Высш. шк., 1979. 368 с.

Таблица П2.1. Список определительных признаков и их значения Форма роста 9. Особенности почек 10. Опушение побега 11. Дополнительные 12. Укороченные 6 – восковой налет 9 – желто-бурый 7 – чешуйки (струпья) 10 – красно-бурый 8 – стебель сплюснут в 11 – серо-бурый http://www.ecosystema.ru

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ЛИСТЬЯ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

Длина превышает ширину А – непарноперистосложный, Б – парноперистосложный, В – тройчатосложный, Г – пальчатосложный, Д – дваждыпарноперистосложный, Е – дваждынепарноперистосложный (1 – листочек, 2 – черешок, 3 – рахис, 4 – черешок, Рис. П3.3. Типы расчленения пластинки простого листа Рис. П3.4. Примеры простых листьев древесных растений по очертанию листовой пластинки: 1 – обратноланцетный (ива Виноградова); 2 – сердцевидный (липа мелколистная);

3 – широко-обратнояйцевидный (вяз шершавый); 4, 5 – округлый лист осины, лещины Рис. П3.5. Форма простого листа по очертанию пластинки:

линейная: 1 – ива каспийская, 2 – облепиха крушиновая, 3 – багульник болотный;

ланцетная: 4 – ива ломкая, 5 – ива остролистная, в – миндаль низкий, 7 – лох узколистный;

эллиптическая: 8 – жимолость лесная, 9 – береза низкая; овальная: 10 – скумпия;

11 – крушина ломкая; яйцевидная: 12 – береза пушистая;

яйцевидно заостренная: 13 – яблоня ягодная; 14 – сирень обыкновенная;

обратнояйцевидная: 15 – ива ушастая, 16 – ольха черная;

округло-треугольная или ромбовидная: 17, 18 – тополь черный, 19, 20 – береза повислая; широкоэллиптическая: 21 – ирга круглолистная Рис. П3.6. Листья простые с разным расчленением пластинки:

1 – цельный лист свидины кроваво-красной; 2 – перистолопастной лист дуба черешчатого; 3 – перистораздельный лист дуба красного; трех-, пятилопастные листья:

4 – калины обыкновенной 5 – крыжовника европейского, 6 – смородины черной, 8 – клена приречного; трех-, пятираздельный лист: 7 – боярышника отогнуто-чашелистикового; пальчатолопастные листья: 9 – клена остролистного непарноперистые: 1, 2 – бархат амурский (2 – отдельный листочек), 5 – бузина красная (6 – отдельный листочек бузины черной), 9 – роза собачья, 10 – роза майская, 11, 12 – лапчатка кустарниковая, 13 – клен ясенелистный;

тройчатые: 3 – ракитник русский; дважды тройчатые: 8 – княжик сибирский;

пальчатосложные: 4 – карагана кустарниковая, 7 – конский каштан обыкновенный непарноперистые: 1 – робиния лжеакация, 2 – аморфа кустарниковая, парноперистые: 3 – гледичия обыкновенная, 4 – карагана древовидная;

http://lib.ololo.cc/b/ Рис. П3.10. Анизофиллия (а – клен; б – конский каштан) Рис. П3.11. Изменчивость формы листьев на одном дереве у шелковицы белой (Mrus lba)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ЦВЕТОК. СОЦВЕТИЯ

Таблица П4.1. Условные обозначения формулы цветка Завязь верхняя Подчеркивается снизу Части цветка распола- + 1 – кисть, 2 – щиток, 3 – колос, 4 – сережка, 5 – початок, 6 – зонтик, 7 – головка, 8 – корзинка; простые цимозные соцветия: 9 – простой плейохазий, 10 – простой дихазий;

11 – простой монохазий. Сложные соцветия однородные ботрические: 12 – сложная кисть, 13 – сложный зонтик; 14 – сложный колос; однородные цимозные: 15 – сложный плейохазий, 16 – сложный дихазий, 17 – сложный монохазий; разнородные ботрические соцветия:

18 – метелка из колосков, 19 – головка из корзинок; разнородные цимозные соцветия:

20 – плейохазий из дихазиев; 21 – дихазий из монохазиев; смешанные соцветия:

22 – плейохазий из корзинок, 23 – дихазий из кистей, 24 – зонтик из монохазиев) 1 – обыкновенная, 2 – кедровая корейская, 3 – веймутова, 4 – румелийская, 5 – муго, 6 – кедровая сибирская, 7 – кедровая стланиковая ели (1 – аянская, 2 – восточная, 3 – канадская, 4 – европейская, 5 – колючая, 6 – сибирская, 7 – Шренка) и сосны (8 – крымская, 9 – Банкса) Чепик Ф. А. Определитель деревьев и кустарников. М. : Агропромиздат, 1985. 232 с.

1 – кавказская, 2 –белая, 3 – цельнолистная, 4 – сибирская, 5 – бальзамическая, 6 – сахалинская, а – соотвественно номерам кроющие и семенные чешуи 1–4 – лиственница (1 – Гмелина, 2 – европейская, 3 – Сукачева, 4 – сибирская), 5 – тсуга канадская, 6 – туя западная, 7 – лжетсуга Мензиса 1 – можжевельник казацкий, 2 – кипарис вечнозеленый Чепик Ф. А. Определитель деревьев и кустарников. М. : Агропромиздат, 1985. 232 с.

Таблица П4.2. Семеношение древесных пород и кустарников бирская ская http://www.lesnyk.ru/

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ОНТОГЕНЕЗ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ

Таблица П5.1. Длительность этапов онтогенеза деревьев кедра сибирского из сообществ восстановительно-возрастного ряда кедровников зеленомошных Кеть-Чулымского междуречья (в пределах Томской области) Онтогенетическое состояние (индекс) Прегенеративный период Генеративный период Весь онтогенез * – месяцев; ** – в скобках дан максимальный возраст.

Таблица П5.2. Продолжительность ювенильного периода у деревьев, Acer pseudoplatanus А. Онтогенез сосны обыкновенной (Pnus sylvstris) (рис. П5.1).

Проростки (p) (значения количественных показателей приведены для деревьев, выросших в условиях свободного роста, исследованных в лесах заповедника Брянский лес).

Николаева С. А., Савчук Д. А. Комплексный подход и методика реконструкции роста и развития деревьев и лесных сообществ // Вестник Томского государственного университета. Биология.

2009. № 2 (6). С. 111–125.

Приведенные примеры онтогенезов древесных растений см. по: 1) Смирнова О. В., Ханина Л. Г., Бобровский М. В., Торопова Н. А., Заугольнова Л. Б. Руководство по полевой практике. Методы сбора и первичного анализа геоботанических и демографических данных // Сохранение и восстановление биоразнообразия : учеб.-метод. издание. М. : Изд-во НУМЦ, 2002. С. 109–144; 2) Диагнозы и ключи возрастных состояний лесных растений. Деревья и кустарники / А. А.Чистякова [и др.] ; под ред. О. В. Смирновой. Ч. I. М. : Прометей, 1989. 102 с.; 3) Восточноевропейские широколиственные леса / Р. В. Попадюк [и др.]. М. : Наука, 1994. 364 с.; 4) Чистякова А. А. Tilia cordata Mill. – липа сердцевидная // Диагнозы и ключи возрастных состояний лесных растений. Деревья и кустарники. М. : МГПИ, 1989. С. 42–52.

В естественных условиях 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.

Рис. П5.1. Онтогенез сосны обыкновенной (Pnus sylvstris) 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.