Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

МНОГОЛЕТНЯЯ ДИНАМИКА ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЕ ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ

Макаров В.П. 1, 2 Милютин Л.И. 1, 2
1 Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН
2 Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН
Установлена динамика изменения энергии прорастания, технической всхожести и массы 1000 семян Pinus sylvestris L. в условиях изменения температуры воздуха и суммы осадков в сухостепной зоне Восточного Забайкалья. В период увеличения температуры воздуха и снижения количества осадков наблюдается тенденция снижения энергии прорастания и всхожести семян сосны обыкновенной. Напротив, отмечается тенденция увеличения массы 1000 семян. За общий период исследований 1971–2014 г. установлена положительная корреляционная связь посевных качеств семян с температурой воздуха и отрицательная связь с суммой осадков.
Pinus sylvestris
сухостепной район
климат
посевные качества семян
Восточное Забайкалье
Дворецкий Н.И. Изменчивость сосны обыкновенной в Восточном Забайкалье / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Институт леса им. В.Н. Сукачева. Красноярск. – 1997. – 18 с.
Мальчикова И.Ю., Помазкова Н.В. Процессы опустынивания в Забайкальском крае// Записки Забайкальского отделения Русского географического общества. Выпуск 132. Проблемы экологии. – Чита: Изд-во ЗРО ВОО РГО, 2013. – 149 с.
Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений. – М.: Наука, 1972. – 283 с.
Милютин Л.И., Жамъянсурен С., Барченков А.П., Новикова Т.Н., Бужинлхам Ц. Изменчивость качества семян лиственницы и сосны в Монголии и прилегающих районах России // Лесоведение. – 2013. – № 1. – С. 3–8.
Типы местности и природное районирование Читинской области. – М.: Изд-во АН СССР, 1961. – 157 с.
Черепнин В.Л. Изменчивость семян сосны обыкновенной. – Новосибирск: Наука. 1980. – 183 с.

Сосновые боры, расположенные в Ононском сухостепном и боровом районе, находятся в семиаридной зоне (КУТ = 0,2–0,5) [2]. Район исследований занимает долину р. Онона, а также плоские террасированные и увалистые равнины, расположенные в высотном поясе 600–800 м. Для района типичны нителистниковые, тонконоговые и смешанно-злаково-житняковые сообщества на каштановых почвах. Особенностью остепненного травянистого покрова сосновых лесов является его сходство по составу с прилегающими к границам леса степями. Под лесами сформировались боровые и песчаные почвы; на опушках – остепенённые боровые пески. За год в районе выпадает 200–250 мм осадков. Сумма температур за период со среднесуточными температурами выше 10 ° равна 1900–2100 [5].

Повышение температуры воздуха, изменение цикличности осадков особенно в последнее десятилетие привело к увеличению частоты и площади лесных и степных пожаров в Восточном Забайкалье. Лесные пожары привели к деградации степного Цасучейского бора. Уничтожено огнем и повреждено более 80 % лесного массива. Значение соснового бора в степи определяется его мощным влиянием на экологические условия проживания населения, обитания ценных растений и животных.

В условиях нарастания угрозы уничтожения леса важно дать оценку потенциала восстановительной способности природного сообщества, важным фактором которой является качество семян лесообразующего растения и влияние на него климатических условий. Исследованием влияния климатических условий на качество семян сосны обыкновенной занимались многие исследователи [1; 6].

Цель наших исследований: выяснить динамику изменения качества семян сосны обыкновенной в сухостепной зоне Забайкальского края в связи с изменением климатических условий.

Материалы и методы исследования

Проанализированы данные Читинской лесосеменной станции по энергии прорастания и всхожести за 1971–2013 гг., а также массе 1000 семян (1979–2013 гг.) Pinus sylvestris L. Использовано для анализа от 1275 (масса 1000 семян) до 1795 (энергия и всхожесть) проб семян. Количество проб семян по годам значительно варьировалось, от 5 до 124. Кроме того, исследована связь изменений посевных качеств семян с динамикой среднегодовой температуры воздуха и суммы осадков по метеостанции Нижний Цасучей за аналогичный период.

Результаты исследования и их обсуждение

Климатические условия по данным метеостанции Нижний Цасучей в период исследования (1971–2014 гг.) сложились следующим образом. Средняя годовая сумма осадков составила 325 мм и варьировалась от 157 до 638 мм. Минимум осадков наблюдался в 2004, а максимум 1998 годах. С 1988 года прослеживается тенденция снижения годовой суммы осадков (величина достоверности аппроксимации – R2 = 0,12).

Среднегодовая температура воздуха за представленный период равна 0 °С и варьировалась от – 1,6 до + 2,9 °С. Минимальная среднегодовая температура воздуха зафиксирована в 1981, а максимальная в 2007 годах. С 1981 года наблюдается тенденция повышения среднегодовой температуры воздуха (R2 = 0,45). Таким образом, с определенного времени происходили параллельные процессы снижения годовой суммы осадков и повышения температуры воздуха (рис. 1).

Средняя величина энергии прорастания семян сосны за период исследований равна 90 ± 0,7 %, с варьированием в пределах 77–95 %, коэффициент вариации по шкале С.А. Мамаева [3] очень низкий (CV, % = 4,8).

Средняя лабораторная всхожесть семян за исследованный период равна 93 ± 0,4 %, предел изменчивости 86–96 %, коэффициент вариации очень низкий (CV, % = 2,9).

Средняя масса 1000 семян равна 7,8 ± 0,1 г, изменчивость по годам была в пределах 6,6–9,2 г. Коэффициент вариации низкий, но несколько выше, чем по энергии и всхожести семян (CV, % = 9,2).

В отдельные годы коэффициент вариации энергии прорастания и массы 1000 семян сосны обыкновенной достигал среднего уровня, до 18–21 %, в то время как варьирование всхожести семян не превышало низкого уровня (табл. 1).

Исследована корреляционная связь показателей качества семян сосны обыкновенной с климатическими условиями периода исследований (1971–2014 гг.). Обнаружена положительная слабая связь энергии прорастания семян со среднемесячной температурой воздуха в период вегетации и за год (коэффициент корреляции r = 0,0–0,2). Средний положительный уровень связи всхожести семян установлен со среднемесячной температурой воздуха (r = 0,1–0,5). Более тесная связь с лабораторной всхожестью семян проявилась со среднемесячной температурой в августе и слабая в сентябре. Величина корреляционной связи с температурой воздуха отличает массу 1000 семян. Коэффициент корреляции в период с июня по сентябрь находится в пределах 0,4–0,6. В большей мере величина массы 1000 семян связана со среднемесячной температурой июля.

mak1.tif

Рис. 1. Климатические условия в районе исследований за период 1971–2014 г.

Таблица 1

Характеристика посевных качеств семян сосны обыкновенной Ононского лесничества

Год

Энергия, %

Всхожесть, %

Масса 1000 семян, г

X ср.

Lim.

CV, %

X ср.

Lim.

CV, %

X ср.

Lim.

CV, %

1971

95 ± 1

90–99

2,4

96 ± 0

94–99

1,6

   

1972

80 ± 2

31–98

23,2

84 ± 2

50–98

16,7

   

1973

92 ± 1

75–98

5,4

93 ± 1

75–98

4,9

   

1974

91 ± 1

76–98

5,6

94 ± 1

85–98

3,8

   

1975

87 ± 2

61–96

10,3

92 ± 1

69–97

6,6

   

1976

88 ± 1

57–97

11,6

90 ± 1

59–97

9,8

   

1977

94 ± 0

96–98

2,4

95 ± 0

88–98

2,4

7,8 ± 0,2

6,7–8,6

9,2

1978

91 ± 1

66–96

7,2

92 ± 1

70–98

6,1

7,5 ± 0,3

5,7–8,9

15,5

1979

79 ± 5

53–95

18,1

83 ± 5

55–96

17,7

7,7 ± 0,1

7,1–8,5

5,3

1980

89 ± 1

26–97

13,2

92 ± 1

44–98

9,2

7,6 ± 0,1

5,5–9,1

7,1

1981

90 ± 1

52–97

6,5

92 ± 0

56–98

4,8

7,2 ± 0,1

5,3–8,1

10,0

1982

80 ± 2

48–98

17,0

87 ± 1

63–98

10,4

6,8 ± 0,1

5,7–8,7

12,6

1983

86 ± 2

37–97

17,0

89 ± 1

60–97

10,1

7,5 ± 0,1

6,1–8,8

10,2

1984

95 ± 0

81–99

3,4

95 ± 0

88–99

2,5

7,7 ± 0,1

6,1–8,7

8,4

1985

91 ± 1

60–98

10,3

93 ± 1

69–98

7,2

7,3 ± 0,1

6,0–8,3

8,8

1986

93 ± 1

78–98

5,7

93 ± 1

81–98

4,9

7,3 ± 0,2

6,5–8,3

8,1

1987

90 ± 1

72–97

7,0

92 ± 1

82–97

4,3

7,8 ± 0,1

6,6–8,2

5,0

1988

84 ± 1

40–97

12,6

89 ± 1

54–98

8,5

7,3 ± 0,1

4,8–8,6

8,6

1989

94 ± 1

88–98

3,3

95 ± 1

90–98

2,3

7,0 ± 0,1

6,2–7,9

5,9

1990

93 ± 1

84–98

3,6

94 ± 0

86–98

2,7

6,7 ± 0,0

6,1–7,7

4,8

1991

94 ± 1

83–96

2,9

94 ± 1

84–97

2,8

6,8 ± 0,2

5,2–8,8

11,5

1992

92 ± 2

59–96

10,1

93 ± 2

64–98

8,7

7,5 ± 0,1

6,5–8,2

7,6

1993

94 ± 1

70–98

5,6

95 ± 0

84–98

3,2

7,9 ± 0,1

6,6–9,4

8,8

1994

93 ± 1

80–99

4,7

94 ± 1

85–99

3,4

7,8 ± 0,1

6,2–8,7

9,9

1995

91 ± 1

48–98

8,8

95 ± 0

70–99

4,2

7,9 ± 0,1

6,3–9,8

9,0

1996

93 ± 1

79–99

5,3

95 ± 1

91–99

2,5

8,1 ± 0,1

7,4–8,9

4,0

1997

93 ± 1

86–97

3,0

94 ± 1

92–98

1,9

7,2 ± 0,2

6,5–8,4

9,1

1998

95 ± 1

74–99

4,6

95 ± 1

74–99

4,5

7,5 ± 0,1

4,8–8,6

11,6

1999

88 ± 5

66–95

14,0

94 ± 1

92–96

1,6

7,6 ± 0,2

7,1–8,3

6,7

2000

94 ± 1

91–96

2,0

96 ± 1

94–98

1,6

7,9 ± 0,2

7,1–8,3

5,7

2001

91 ± 1

75–98

7,0

96 ± 0

86–98

2,6

8,9 ± 0,1

6,0–10,2

11,3

2002

82 ± 1

40–99

14,6

92 ± 1

65–99

6,8

8,7 ± 0,1

5,4–10,2

11,9

2003

89 ± 1

88–90

1,6

95 ± 1

95–96

0,7

7,9 ± 0,1

7,9–8,0

1,2

2004

89 ± 2

46–98

12,9

94 ± 1

66–98

7,3

9,1 ± 0,2

7,3–10,1

8,0

2005

94 ± 0

70–98

4,1

96 ± 0

85–99

2,0

8,8 ± 0,1

6,6–10,9

10,1

2006

83 ± 1

83–84

0,8

90 ± 1

90–91

0,8

7,4 ± 0,1

7,3–7,5

1,7

2007

94 ± 1

92–98

1,9

96 ± 1

94–98

1,6

8,9 ± 0,4

7,4–10,5

13,6

2008

93 ± 1

89–97

3,1

95 ± 1

91–99

2,8

8,3 ± 0,3

6,4–9,4

11,4

2009

90 ± 2

61–98

10,4

94 ± 1

75–98

5,4

7,9 ± 0,2

6,4–9,7

10,0

2010

87 ± 2

69–96

10,0

91 ± 1

83–97

5,4

7,9 ± 0,3

6,4–10,0

13,1

2011

78 ± 3

41–96

21,0

86 ± 2

48–98

15,1

8,4 ± 0,3

6,2–10,2

13,4

2012

78 ± 5

53–96

20,6

86 ± 3

64–96

11,5

9,4 ± 0,3

7,8–10,3

9,7

2013

88 ± 2

72–94

8,1

90 ± 2

72–95

8,2

8,8 ± 0,3

7,9–10,3

10,1

Ср.

                 

Примечание. В табл. X ср. – среднее значение, Lim. – пределы варьирования, CV, % – коэффициент вариации, %.

Таблица 2

Коррелятивная связь посевных качеств семян сосны обыкновенной со среднемесячной температурой воздуха и месячной суммой осадков в период вегетации и за год в Ононском лесничестве

Месяц

Среднемесячная температура воздуха

Месячная сумма осадков

Энергия, %

Всхожесть, %

Масса

1000 семян, г

Энергия, %

Всхожесть, %

Масса

1000 семян, г

Май

0,1

0,2

0,2

0,0

0,1

0,2

Июнь

0,0

0,2

0,6

0,2

0,1

– 0,1

Июль

0,0

0,2

0,6

0,0

0,0

– 0,2

Август

0,1

0,4

0,6

0,2

0,1

– 0,4

Сентябрь

0,0

0,2

0,7

0,2

0,2

– 0,2

За год

0,1

0,3

0,5

0,2

0,1

– 0,2

mak2.tif

Рис. 2. Тренды показателей качества семян сосны обыкновенной в Ононском лесничестве за период 1971–2014 гг.

Влияние суммы осадков на посевные показатели семян по месяцам вегетационного периода и за год обнаружили преимущественно отрицательную связь (r = – 0,1–0,4). Исключением является средний положительный уровень корреляционной связи суммы осадков с массой 1000 семян (r = 0,4) в мае (табл. 2).

Полиноминальные тренды демонстрируют параллельное изменение по годам энергии прорастания и лабораторной всхожести семян, а также тенденцию к снижению показателей энергии прорастания и всхожести семян с 1997–1998 гг. (величина достоверности аппроксимации (R2) равна 0,2 по энергии прорастания и 0,4 по всхожести семян). Вероятно, тенденция снижения процента энергии прорастания и всхожести семян сосны обыкновенной обусловлена повышением среднегодовой температуры воздуха и уменьшением годовой суммы осадков.

Напротив, тренд массы 1000 семян показывает в связи с изменением климатических показателей тенденцию к повышению массы семян (R2 = 0,6). Это может свидетельствовать об увеличении массы 1000 семян при повышении среднегодовой температуры воздуха и снижении суммы осадков за год (рис. 2).

Заключение

В период исследований (1971–2014 гг.) повышение среднегодовой температуры воздуха способствует повышению энергии прорастания, всхожести и массы 1000 семян сосны обыкновенной. В большей мере положительно влияет на повышение всхожести семян среднемесячная температура воздуха в августе, а на увеличение массы семян температура воздуха в июле.

Повышение суммы осадков в период вегетации и за год способствует снижению энергии прорастания, всхожести и массы 1000 семян сосны обыкновенной. Майские осадки, напротив, могли повлиять на увеличение массы семян.

В более ограниченный период времени повышения среднегодовой температуры воздуха и снижения суммы осадков (1997–2013 гг.) наблюдаются тренды снижения энергии прорастания и всхожести семян и увеличения массы семян.


Библиографическая ссылка

Макаров В.П., Макаров В.П., Милютин Л.И., Милютин Л.И. МНОГОЛЕТНЯЯ ДИНАМИКА ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЕ ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 4. – С. 129-133;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35080 (дата обращения: 28.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674