X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Условия городской среды сильно отличаются от естественной природной среды по большому количеству экологических параметров: по повышенному температурному режиму, пониженной относительной влажности воздуха, особому режиму образования и направления ветров, задымлению и запыленности воздуха, уплотненным почвам с измененными морфологическими признаками и элементным составом [1−4]. Зеленые насаждения принимают на себя основную роль в смягчении микроклиматических условий природной среды [5]. Городские озеленительные посадки характеризуются строго равномерным распределением деревьев по площади, более редким распределением деревьев по площади и зачастую абсолютной одновозрастностью посадок. Поэтому они отличаются как от естественных сомкнутых насаждений, так и искусственных (лесных культур). Озеленительные посадки в пределах городской территории выполняют важную рекреационную, декоративную и санитарно-гигиеническую функции. Исходя из этого, городские насаждения являются интересными объектами для исследований, результаты которых могут иметь научный и практический смысл, а изучение взаимосвязей биометрических показателей деревьев является одним из этапов описания строения насаждений.

Достаточная роль в озеленении населенных мест со сложными экологическими условиями с развитой сетью автодорог не редко отводится аборигенным видам. Для города Екатеринбурга (крупного промышленного центра региона) одним из таких видов является береза повислая (Betula pendula Roth), характеризующаяся достаточно высокими баллами категории санитарного состояния.

Цель исследования – изучение особенностей распределения высот деревьев в городских озеленительных посадках березы повислой. Для этого были заложены девятнадцать пробных участков вдоль улиц города Екатеринбурга в различных районах города на рядовых озеленительных посадках различного возраста и шага посадки. С использованием мерной вилки MASSER BT CALIPER, дальномера Leica DISTO lite 5, высотомера VERTEX FORESTOR был произведен подеревный перечет учетных деревьев на пробных участках с определением следующих биометрических показателей: диаметр основания, диаметр на высоте груди, высота дерева (Н), высота штамба, ширина проекции кроны, категория санитарного состояния (KSS), шаг посадки. Общее количество измеренных деревьев составило 705 шт. Исследуемые посадки характеризуются различным возрастом (от 6 до 69 лет) и имеют разный шаг посадки (от 2,6 до 5,4 м). В камеральных условиях данные были обработаны в математико-статистическом программном пакете Statistica 10.

Для высот деревьев по всем участкам были рассчитаны основные статистики. Анализ которых показал, что коэффициент варьирования высоты в городских озеленительных посадках г. Екатеринбурга находится в пределах 7,4–16,4 %. По всем обследованным участкам среднее значение коэффициента варьирования по высоте равняется 11,6 %. Дифференциация деревьев по высоте ниже, чем по диаметру [6]. В соответствие с шкалой изменчивости С.А. Мамаева [7] изученные деревья характеризуются низкой изменчивостью высот, что говорит о достаточной устойчивости исследуемых посадок.

С увеличением шага посадки наблюдается уменьшение варьирования высот деревьев, а с увеличением возраста – увеличение коэффициента варьирования высот (рис. 1).

Рисунок 1 – Зависимость коэффициента вариации городских озеленительных посадок березы повислой от возраста и категории санитарного состояния

Также были проанализированы распределения деревьев городских озеленительных посадок березы по высоте, где на оси ординат откладывались относительные частоты (w, %). Деревья в посадках группируются в основном в 3−5 центральных ступенях, а всего ступеней в распределениях по высоте от 2 до 9. Данные распределения хорошо описываются законом нормального распределения. Это подтверждает критерий согласия Колмогорова-Смирнова: значения данного показателя находятся в пределах от 0,012 до 0,148, все они меньше критического табличного значения на 5 % уровне значимости.

Совместный анализ коэффициентов частной и множественной линейной корреляции (0,61±0,147) позволяет сделать вывод о том, что существует зависимость между количеством ступеней высот, коэффициентом варьирования высот и возрастом посадок. На количество ступеней высот также оказывает влияние условия освещенности крон: вне зависимости от шага посадки деревья на разных участках могут иметь как правильные симметричные, так и ассиметричные формы крон, что сказывается на их общей площади листовой поверхности и, как следствие, на их росте и развитии.

Для примера рассмотрим несколько возрастных диапазонов. В возрасте до 30 лет количество ступеней высот в распределениях не более 3. В возрастном промежутке от 30до 40 лет количество ступеней в распределениях составляет от 3 до 5, при этом средняя категория санитарного состояния деревьев варьирует в узких пределах от 2,1 до 2,3 балла, а шаг посадки меняется значительно от 2,6 до 4,7 м. Например, участок SP3 (рис. 2, а): возраст – 38 лет, шаг посадки – 2,6 м, категория санитарного состояния – 2,3 балла, количество ступеней – 5. Следующий возрастной диапазон участков, выбранный для анализа, находится в интервале 40−60 лет, категория санитарного состояния деревьев меняется слабо от 1,7 до2,3 балла, шаг посадки деревьев изменяется от 2,6 до 5,4 м, а количество ступеней в распределениях составляет от 5 до 9. Например, участок SP2 (рис. 2, б): возраст – 55 лет, шаг посадки – 2,6 м, категория санитарного состояния – 2,0 балла, количество ступеней – 9. В возрастном диапазоне более 60 лет количество ступеней высот в распределениях составляет 5–6.

Рисунок 2 – Распределения числа деревьев березы повислой по высоте

на пробных участках SP3 (а) и SP2 (б)

Стоит отметить, что на распределение деревьев оказывают влияние и другие факторы, например, антропогенная нагрузка: вытаптывание, уплотнение почв и повреждение корней в результате проведения хозяйственных мероприятий в зоне расположения корневых систем деревьев, не связанных с уходом за настоящими посадками. Этот факт подтверждает сравнение количества ступеней высот посадок в одних возрастных диапазонах с разной интенсивностью антропогенного воздействия. Например, на участке SP1 (рис. 3, а): возраст – 42 лет, шаг посадки – 4,0 м, категория санитарного состояния – 2,1 балла, количество ступеней – 9, сильно выражена антропогенная нагрузка в виде повреждения прикорневой части стволов деревьев, вытаптывания и большого количества автотранспорта. В то же время на участке SP17 (рис. 3, б): возраст – 48 лет, шаг посадки – 4,2 м, категория санитарного состояния – 2,3 балла, количество ступеней – 6, антропогенная нагрузка незначительна.

Рисунок 3 – Распределения числа деревьев березы повислой по высоте

на пробных участках SP1 (а) и SP17 (б)

Таким образом, можно сделать следующий выводы, что рядовые озеленительные посадки березы повислой в условиях города Екатеринбурга имеют особенности в распределении высот:

1. В отличие от распределения диаметров по ступеням толщины, распределения высот в меньшей степени зависят от шага посадки и категории санитарного состояния;

2. Наблюдается прямо пропорциональная зависимость количества ступеней высот с возрастом и размером крон;

3. Выявлена взаимосвязь с наличием антропогенного воздействия на деревья в посадках – с повышением степени нагрузки увеличивается количество ступеней высот.

Список использованной литературы

1. Стурман, В.И. Климат города. Основные параметры / В.И. Струман, И.Л. Малькова, Т.А. Загребина // Воздушный бассейн Ижевска. – 2002. – С. 16–23.

2. Неверова, О.А. Древесные растения и урбанизированная среда: экологические и биотехнологические аспекты / О.А. Неверова, Е.Ю. Колмогорова. – Новосибирск: Наука, 2003. – 222 с.

3. Басыйров, А.М. Экология города: учеб.-метод. рук. – Казань: Казанский фед. ун-т, 2013. – 96 с.

4. Хомич, В.С. Городская среда: геоэкологические аспекты / В.С. Хомич, С.В. Какарека, Т.И. Кухарчик, Л.А. Кравчук, М.И. Струк, О.В. Кадацкая, Н.К. Быкова, Д.Ю. Городецкий, С.Г. Живнач, М.И. Казыренко, М.Е. Комаровский, О.Ю. Круковская, П.В. Курман, Е.П. Овчарова, В.А. Рыжиков, С.В. Савченко, Е.В. Санец. – Минск: Беларус. наука, 2013. – 301 с.

5. Бухарина, И.Л. Эколого-биологические особенности древесных растений в урбанизированной среде / И.Л. Бухарина, Т.М. Поварницина, К.Е. Ведерников. – Ижевск: Ижевская гос. сельхоз. акад., 2007. – 216 с.

6. Нуриев, Д.Н. Особенности распределения диаметров озеленительных посадок березы повислой в условиях города Екатеринбурга / Д.Н. Нуриев, И.В. Шевелина // «Студенческий научный форум 2017»: матер. IX Междунар. студ. электронной науч. конф. – М.: Российская академия естествознания, 2017. – Режим доступа: http://scienceforum.ru/2017/2438/26632.

7. Мамаев, С. А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений / С.А. Мамаев. – М.: Наука, 1972. – 283 с.

Код для цитирования: Скопировать