Морфометрия хвои сосны как индикатор экологических вариаций в Свердловской области

Введение. Лесные зоны участвуют в регулировании циклов кислорода, азота, углерода, воды и играют немало важную роль в функционировании почв, поддержании климата, сохранения биоразнообразия, обеспечивают естественную среду обитания растительным и животным сообществам [5]. Одной из важных задач в лесохозяйственной деятельности является сохранение лесных насаждений, а также количественная оценка воздействий на их состояние [6; 7].

Влияние работы предприятий, выхлопных газов автотранспорта оказывают отрицательное воздействие на биологическую структуру растений, особенно в городских массивах и пригородных лесопарках [1; 3]. Влияние факторов среды обитания во многом зависит от рельефа, ветров, время воздействия и других условий произрастания [2; 8].

Оценить экологическое состояние древесных пород можно при помощи морфометрических показателей ассимиляционного аппарата сосны. Длина хвои определяет степень эффективности фотосинтеза, результатом которого является накопления питательных веществ в виде полисахаридов. То есть, хвои является индикатором, указывающая на адаптацию, связанную с условиями произрастания [4; 9].

Материалы и методы. Сбор материалов и оценка состояния древесных пород были проведены в сентябре 2025 года на участках: насаждения сосен в парках около дорог, сосны за городом в сосновом бору. С целью определения общего состояния деревьев вычисляли коэффициент обесхвоенности кроны методом случайной выборки и их визуальной оценки в количестве 10 экземпляров на каждом участке. Морфометрическое изучение хвои сосны изучали путем измерения длины хвои возрастом 15 лет. Материалы обработаны статистически. Проведено обследование физиологического и патологического состояния хвоинок по относительному числу некрозов от общего числа обследованных листовых пластин с деревьев при помощи оптических приборов при увеличении 4х [16, с. 18]. Отобрано и изучено по 50 хвоинок с деревьев на каждом участке. Всего обследовано 1500 листовых пластинок с участка.

Результаты и обсуждение.

Визуальная оценка древостоев по состоянию кроны сосны обыкновенной, отобранных методом случайной выборки на каждом из двух обследованных участков, показала, что в зоне лесопарка возле дорог, коэффициент обесхвоенности кроны древесной породы был выше, чем в естественном сосняке, что указывает на плохое состояние деревьев сосны на обследованном участке. Так при визуальном обследовании 30 деревьев в зоне лесопарка, расположенных возле дорог показало, что густая крона с насыщенной зеленой окраской в нижней части дерева меньше, чем в естественном сосняке за городом (13 и 24). Средний уровень густоты кроны, обладающая признаками усыхания в нижней трети кроны у сосен в парке выше по сравнению с соснами за городом (7 и 5). Густота кроны ниже среднего, где наблюдаются сухие ветви в среднем ярусе древесной породы составило больше в парках, чем в сосновом бору (19 и 5). Низкий уровень густоты кроны, проявляющейся яркой изреженностью с частично живыми ветвями составил в парках 3 сосны, а в сосновом бору – 1 дерево. Отсюда следует, что показатель обесхвоенности кроны составил в парковой зоне – 35%, а в сосновом бору – 12%. Рассмотрим морфометрические показатели длины хвои в зоне парка и сосновом бору (рис.1) Рисунок 1. Морфометрические показатели (длина, мм) хвои сосны обыкновенной в разных экологических условиях произрастания Анализ морфометрических показателей листовых пластинок растений служит объективным инструментом для оценки состояния лесных насаждений в разных экологических условиях. Согласно, полученных данных на территории лесопарковых зон, расположенных возле дорог, у сосен возрастом 15 лет, длина хвои показала наименьший средний показатель 52,23 мм, чем хвоя в сосновом бору за городом 75,02 мм. По полученным результатам, можно сделать вывод, что разница длины хвои в данных экологических условиях невысокая.

Экологическое загрязнение также влияет на изменчивость состава эфирных масел в хвое. В ходе работы были изучены патологические изменения хвои сосны, характеризующиеся отмиранием тканей листовых пластинок – некрозы. Причинами образования некрозов могут быть различные от засухи, морозных явлений до загрязнения воздуха и почвы, а также другие отрицательные факторы. В таблице 1 приведены количественные показатели некрозов на хвое сосны в разных экологических условиях. Таблица 1. Некрозы на хвое сосны обыкновенной в разных условиях произрастания (в процентах%). Свердловская область Показатели Зона / Возраст сосны 15 лет Сосновый бор за городом лесопарковых зон, расположенных возле дорог Общее число (n) обследованных листовых пластинок 50 50 Пятнистость (%) 1,8 13,6 Усыхание (%) 0,9 1,4 В период обследований было установлено, что воздействие загрязнений на ассимилляционный аппарат сосны проявлялось в уменьшении длины хвоинок и в увеличении патологических изменений хвои. Так, в зоне лесопарка возле дорог пятнистость на хвое сосны достигала от 13,6% по сравнению с 1,8% повреждений этого типа в сосновом бору за городом.

Заключение. Результаты исследования хвои сосен в зоне лесопарка возле дорог и сосен за городом в сосновом бору показали уменьшение длины хвои сосны под воздействием загрязнений. Выявлено, что изменение условий произрастания сосны оказывает воздействие на размер ассимиляционного аппарата и увеличивает число патологических повреждений хвои.