Інтродукційний потенціал Pinus Pallasiana D. Don і Pinus Sylvestris L. у техногенно забруднених територіях Приазов"я - Автореферат

З використанням насіння рослин природного ареалу і інтродукційних культур створено насадження сосни звичайної і сосни кримської в Приазовї, включаючи і райони з високим техногенним забрудненням. Порівняльні дослідження мінливості кількісних і особливо якісних спадкових ознак в природних і інтродукційних насадженнях дозволяють скласти адекватне уявлення про реальний адаптивний потенціал цих видів (Коршиков, 1996), виробити на популяційній основі систему ботанічного ресурсознавства (Зиман та ін., 1993; Некрасов, 1993; Малиновский, Царик, 1993) і визначити стратегію ефективного їх використання в новому районі вирощування (Скворцов, 1996; Черевченко, 1999). Для її досягнення необхідно було вирішити такі задачі: - зясувати ступінь стійкості сосни кримської і сосни звичайної до атмосферних викидів металургійних комбінатів м. оцінити статеву репродуктивну функцію сосни кримської і сосни звичайної в інтродукційних насадженнях за умов аеротехногенного забруднення; проаналізувати ступінь збереження популяційно-генетичної гетерогенності в групі плюсових дерев сосни кримської і групі стійких до аерополютантів особин сосни звичайної;Актуальні питання інтродукції деревних рослин в промислові регіони степової зони України (огляд літератури)Внаслідок комплексних моніторингових досліджень мінливості морфометричних і репродуктивних показників, життєвого стану і структури насаджень сосни кримської в Північному Приазовї встановлено, що цей вид має досить високу стійкість в умовах техногенно забрудненого середовища і добрий інтродукційний потенціал для поширеного лісорозведення в цьому степовому регіоні. Потенційні можливості формування врожаю насіння шишки сосни кримської в інтродукційних насадженнях і фактична насіннєва продуктивність у рослин, що зазнають спорадичної дії емісій металургійних виробництв м. У шишках рослин насаджень, на які постійно впливають емісії, кількість повного насіння в 2-3 рази нижче навіть в 20км зоні порівняно з рослинами зони спорадичного забруднення і рослинами Криму, а схожість насіння після трирічного зберігання знижується до 2-9%, в той час як у рослин Криму вона зберігається на рівні 79-89%. Зниження насіннєвої продуктивності у сосни кримської в умовах аеротехногенного забруднення повязано з надмірною загибеллю насіннєвих зачатків на прогамному і сингамному етапах розвитку. Сосна звичайна пошкоджується полютантами більш істотно в умовах Маріуполя, проте - характеризується щорічною стабільністю статевого репродуктивного процесу: високі і близькі середні значення кількості повного насіння в одній шишці і майже однаковий щорічний вихід пустого і недорозвиненого насіння відмічені у період трирічних спостережень.

2. Основний зміст роботи

1. Внаслідок комплексних моніторингових досліджень мінливості морфометричних і репродуктивних показників, життєвого стану і структури насаджень сосни кримської в Північному Приазовї встановлено, що цей вид має досить високу стійкість в умовах техногенно забрудненого середовища і добрий інтродукційний потенціал для поширеного лісорозведення в цьому степовому регіоні. Сосна кримська більш перспективна в Приазовї для лісорозведення і оптимізації забруднених міських територій, ніж сосна звичайна.

2. Природно-кліматичні умови Північного Приазовя не виходять за межі еволюційно виробленої норми реакції видів сосни, які вивчаються, що підтверджується їх нормальним зростанням, розвитком і реалізацією репродуктивної функції. Потенційні можливості формування врожаю насіння шишки сосни кримської в інтродукційних насадженнях і фактична насіннєва продуктивність у рослин, що зазнають спорадичної дії емісій металургійних виробництв м. Маріуполя, були практично на рівні рослин Криму.

3. Порівняльні дослідження сосни кримської в Приазовї і Криму показали, що викиди металургійних комбінатів м. Маріуполя пошкоджують хвою, скорочують тривалість її життя і пригнічують репродуктивну функцію рослин. У шишках рослин насаджень, на які постійно впливають емісії, кількість повного насіння в 2-3 рази нижче навіть в 20км зоні порівняно з рослинами зони спорадичного забруднення і рослинами Криму, а схожість насіння після трирічного зберігання знижується до 2-9%, в той час як у рослин Криму вона зберігається на рівні 79-89%.

4. Зниження насіннєвої продуктивності у сосни кримської в умовах аеротехногенного забруднення повязано з надмірною загибеллю насіннєвих зачатків на прогамному і сингамному етапах розвитку. У середньому виживання насіннєвих зачатків на прогамному етапі на 22%, а в період ембріонального розвитку на 40% нижче у рослин зони постійного забруднення, ніж у рослин Криму.

5. Сосна звичайна пошкоджується полютантами більш істотно в умовах Маріуполя, проте - характеризується щорічною стабільністю статевого репродуктивного процесу: високі і близькі середні значення кількості повного насіння в одній шишці і майже однаковий щорічний вихід пустого і недорозвиненого насіння відмічені у період трирічних спостережень.

6. Рослинам інтродукційних насаджень і природних популяцій сосни кримської і сосни звичайної притаманна висока індивідуальна мінливість репродуктивних показників. У цих деревостанах виявлені групи особин, що стабільно протягом періоду спостережень істотно відзрізняються за кількістю повного, порожнього і недорозвиненого насіння в шишці і відносним виживанням насіннєвих зачатків.

7. У межах Маріуполя і його околиць (20км) рослини сосни кримської і меншою мірою - сосни звичайної забруднені окремими важкими металами, що є у викидах металургійних виробництв. Дворічна хвоя сосни кримської містила марганцю в 1,1-2,1 рази, а заліза в 1,9-6,9 рази більше, ніж така рослин Криму, але при цьому мідь і цинк не нагромаджувалися в надмірних кількостях.

8. У сосни кримської виявлені феноознаки, що характеризуються високою ендогенною стабільністю в різних екологічних умовах: забарвлення крилаток насіння і індекс форми шишки. Ці феномаркери були недостатньо інформативними для обєктивної оцінки ступеня відтворення в інтродукційних насадженнях структури природних популяцій цього виду. Для цього у відношенні обох видів використано метод ізоферментного маркування, описано електрофоретичні варіанти 9 ферментних систем і проаналізовано мінливість 20 алозимних локусів.

9. При масовому розмноженні сосни кримської і сосни звичайної в Приазовї насінням рослин первинних осередків інтродукції і природних насаджень не втрачено основного генетичного потенціалу природних популяцій цих видів. У насадженнях сосни кримської в Приазовї основні показники алозимного поліморфізму не нижчі, а в окремих насадженнях навіть вищі, ніж в природних популяціях Криму.

10. Мінімальна чисельність селекційно перспективних плюсових дерев сосни кримської і стійкої до емісій металургійних виробництв рослин сосни звичайної і сосни кримської, у яких не відбувається помітна втрата алельної різноманітності і рівня гетерозиготності природних популяцій цих видів, становить 20-25 особин.

11. Підвищена гетерозиготність рослин сосни кримської не є чинником, що визначає їх високу стійкість до аеротехногенного забруднення. Вибірки стійких і нестійких до аерополютантів рослин сосни кримської в насадженнях Маріуполя мало відрізнялися за основними показниками алозимного поліморфізму.

12. Проведений аналіз спряженої фенотипічної (забарвлення крилаток і форма шишок) і алозимної мінливості показав їх недостатньо високий взаємозвязок у рослин сосни кримської природного і інтродукційного ареалів. Не завжди виявлялися і генотипічні відмінності у крайніх груп рослин за показниками, що характеризують кількість насіння різних категорій в шишці і виживання насіннєвих зачатків на різних етапах їх розвитку.

1. Коршиков И.И., Бычков С.А., Терлыга Н.С., Мазур А.Е. Сохранность семяпочек сосны крымской в условиях техногенно загрязненных экотопов // Интродукция и акклиматизация растений. - 1997. - Вып. 28. - С. 81-87.

2. Бычков С.А. Репродуктивные особенности деревьев сосны обыкновенной, различных по устойчивости к поллютантам, в условиях Мариуполя // Интродукция и акклиматизация растений. - 1998. - Вып. 30. - С. 184-187.

3. Бичков С.А. Статева репродукція Pinus pallasiana D.Don (Pinaceae Lindl.) у техногенних умовах // Укр. ботан. журн. - 1999. - 56, N 5. - С. 461-466.

4. Коршиков И.И., Бутыльская Л.А., Бычков С.А., Великоридько Т.И., Пирко Я.В., Скидан Е.М., Тунда С.Н. Генетический полиморфизм малатдегидрогеназы у некоторых представителей рода Pinus L. // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія. Екологія. - 1999. - Вип. 6.- С. 119-123.

5. Коршиков И.И., Терлыга Н.С., Бычков С.А. Генетическая изменчивость сосны крымской (Pinus pallasiana D.Don) вдоль высотного профиля в Горном Крыму // Доп. НАН України.- 2000.- N 2.- С. 157-161.

6. Бычков С.А. Сравнительное изучение семеношения Pinus pallasiana D.Don и Pinus sylvestris L. в условиях Мариуполя // Интродукция и акклиматизация растений.- 1999.- Вып. 32.- С. 165-170.

7. Бычков С.А. Выживаемость семяпочек сосны крымской в условиях Мариуполя / Актуальные вопросы ботаники и экологии / Тез. докл. конф. молодых ученых и специалистов (5-7 июня 1996, Харьков).- Харьков, 1996.- С.26.

8. Бычков С.А. Аллозимная изменчивость сосны крымской в искусственных насаждениях Приазовья / Тез. докл. VI молодеж. конф. ботаников в Санкт-Петербурге, май 1997.- С.-Петербург, 1997.- С.45.

9. Бичков С.А., Коршиков I.I. Особливості репродукційного процесу Pinus sylvestris L. в межах груп рослин з різною чутливістю до дії полютантів // Проблеми ботаніки i мікології на порозі третього тисячоліття: Матеріали X зїзду Українського ботанічного товариства. - Київ-Полтава, 1997. - С. 116.

10. Korshikov I.I., Bychkov S.A. Population-and-genetic investigations of Pinus sylvestris L. under the conditions of technogenously polluted environment // Abstracts of contributed papers, presented at the joint 1997 meeting of the Botanical Society of America and Canad. Botanical Association.- Suppl. to Amer. Journ. Bot.- 1997.- Vol. 84, N6.- P. 117.

11. Бычков С.А. Динамика семеношения Pinus pallasiana D.Don в условиях Приазовья и горного Крыма // Промислова ботаніка: стан та перспективи розвитку. Матер.третьої міжнародної конференції, 3-5 вересня 1998 р. - Донецьк, 1998. - С. 236-237.

12. Терлыга Н.С., Бычков С.А., Коршиков И.И. Генетическая структура популяций Pinus pallasiana D.Don в Крыму и в насаждениях промышленных регионов степной зоны Украины. - Там же. - С. 305-311.

Размещено на .ru