Comprehensive assessment of the dendroflora of the city of Abakan and the possibilities of optimizing the park plantings of cities in the steppe zone of Khakassia

Full Text

Введение

В современных городах парки и скверы формируют основу растительного покрова и создают комфортную среду для населения. В связи с этим, инвентаризация дендрофлоры и анализ состояния зеленых насаждений городов являются приоритетными направлениями ботанико-экологических исследований.

В настоящее время одной из актуальных проблем является эколого-биологическая оценка зеленых насаждений в городах с целью выяснения вопросов оптимизации парковых насаждений на урбанизированных территориях.

Цель исследования: оценить современное состояние дендрофлоры парковых насаждений города Абакана и определить возможные пути их оптимизации в городах степной зоны Хакасии.

В связи с этим была проведена инвентаризация видового состава древесно-кустарниковых растений парковых насаждений города Абакана, определена роль синантропного компонента в сложении исследуемой флоры и оценена возможность использования для озеленения T. cordata Mill. в парковых зонах города Абакана.

Город Абакан занимает площадь 112,87 км² и расположен в центральной части Минусинской котловины, которая характеризуется резко континентальным климатом, проявляемом в преобладании сухой малооблачной погоды и резкими колебаниями температуры воздуха. Средняя температура воздуха в июле: +17,9°C, в январе: −18,9°C виды [1, с. 316–333]. Своеобразные климатические черты степной зоны влияют на формирование в основном степного типа растительности. Минусинская котловина характеризуется преобладанием травянистого степного типа растительности, а древесные растения произрастают в основном в долинах рек. Древесная растительность имеет большую ценность, так как выполняет важную роль в формировании микроклимата городов, расположенных в степной зоне Хакасии. Деревья и кустарники способствуют повышению влажности воздуха, значительно снижают скорость ветра, обеспечивают затенение территории, а также выделяют кислород и фитонциды, поглощают окислы азота, серы, углерода, осаждают пыль, и оказывают положительное влияние на здоровье людей [2, с. 3–19; 3, с. 118–123]. В парковых насаждениях города Абакана встречаются как аборигенные, так и адвентивные виды [4; 5]. Использование интродуцентов позволяет разнообразить видовой состав городских зелёных насаждений, что создает комфортную среду для жизни людей, не только за счет улучшения экологических условий, но и в архитектурно-планировочном и эстетическом плане.

Изучению видового разнообразия дендрофлоры парковых зон городов, и их формированию в последнее время посвящается большое число работ в России [6, с. 3–18; 7, с. 91–93; 8, с. 3–28; 9, с. 3–21; 10, с. 17; 2, с. 3–19; 11, с. 3–21; 12, с. 87–182] и за рубежом [13, p. 465–472; 14, p. 121–136; 15, p. 85–92; 3, с. 118–123; 16, p. 43–48; 17, p. 97–105].

Материалы и методы исследований

В процессе полевых исследований маршрутным методом в сочетании с детально-маршрутным в вегетационные сезоны 2018–2024 гг. был выявлен видовой состав древесных растений города Абакана. Растения пунктов интродукции и питомников, в списочный состав дендрофлоры включены не были. Кроме дикорастущей фракции, в дендрофлоре исследуемого города выделена интродуцированная фракция, состоящая из видов, культивируемых и аборигенных.

Одним из широко культивируемых в последнее время в столице Хакасии древесным растением является T. cordаta. Исследования древесных растений T. cordаta были проведены в весенне-летний период 2016–2024 гг. на территории Черногорского парка в городе Абакане. Материалом исследования послужили результаты оценки общего состояния кроны при визуальном обследовании деревьев. Характеристику особей проводили по общему состоянию кроны и её зараженности первичными вредителями. Всего было обследовано от 85 особей (2016 г.) до 51 особи (2024 г.) T. cordata. Состояние лип оценивали по шкале: «хорошее» – здоровые древесные растения, с хорошо развитой кроной, без существенных повреждений, листья сочного зелёного цвета; «удовлетворительное» – древесные растения здоровые, но с неправильно развитой кроной, со значительными, не угрожающими их жизни повреждениями или ранениями; «неудовлетворительное» – древесные растения с неправильной или слабо развитой кроной, со значительными повреждениями, ранениями, зараженностью болезнями или вредителями, угрожающими их жизни [18, с. 26].

Результаты исследований

Дендрофлора города Абакана представлена 67 видами высших сосудистых растений, которые относятся к 39 родам и 19 семействам, из них 33% приходится на интродуцированные виды. Ведущее положение занимает семейство Rosaceae (21 вид, 31,9% от общего числа видов). Представители семейства – это исключительно адвентивные виды, которые появились на территории города в качестве искусственных посадок, например, Malus baccata (L.) Borkh., Crataegus dahurica Koehne ex C.K. Schneid., Amygdalus nana L., Cotoneaster lucidus Schltdl., Sorbaria sorbifolia (L.) A. Br. и другие. На втором месте в спектре располагается семейство Salicaceae (10 видов, 14,9%). Виды этого семейства являются как интродуцированными (Populus alba L., Populus balsamifera L., Salix matsudana Koidz., S. taraikensis Kimura), так и естественными (Salix alba L., S. bebbiana Sarg., S. caprea L., S. rosmarinifolia L., Populus lauriflora Ledeb., P. nigra L.). Семейство Pinaceae в дендрофлоре города представлено 7 видами (10,4%), такими как Abies sibirica Ledeb., Picea obovata Ledeb., Picea abies (L.) H. Karst., Picea pungens Engelm., Pinus sylvestris L., Pinus sibirica Du Tour, Larix sibirica Ledeb., которые являются адвентивными, так как для представителей данного семейства не свойственно распространение в Минусинской котловине. В семействе Aceraceae отмечено 4 вида (6%): Acer negundo L., Acer ginnala Maxim., Acer mono Maxim. ex Rupr., Acer tataricum L.; в семействе Grossulariaceae также 4 вида: Grossularia acicularis (Smith) Spach., Ribes aureum Pursh, Ribes nigrum L., Ribes saxatile Pallas. Виды этих семейств используются для озеленения городов Хакасии. Семейство Fabaceae включает 3 вида (4,5%), таких как Caragana аrborescens Lam., Caragana pygmaea (L.) DC., C. frutex (L.) C. Koch. Семейства Caprifoliaceae (Lonicera tatarica L., Viburnum opulus L.), Tiliaceae (Tilia cordаta, Tilia sibirica Fisch. ex Bayer.), Oleaceae (Syringa vulgaris L., Forsythia ovata Nakai), Cupressaceae (Juniperus communis L., Thuja occidentalis L.) включают в свой состав по 2 вида (3%). Остальные 10 семейств одновидовые: Betulaceae (Betula pendula Roth), Ulmaceae (Ulmus pumila L.), Fagaceae (Quercus robur L.), Berberidaceae (Berberis sibirica Pall.), Juglandaceae (Juglans manshurica Maxim.), Hydrangeaceae (Philadelphus coronarius L.), Cornaceae (Swida alba (L.) Opiz), Elacagnaceae (Hippophae rhamnoides L.), Solanaceae (Solanum depilatum Kitag.), Sambucaceae (Sambucus sibirica Nakai).

Среди родов наиболее многовидовым является род Salix (6 видов, 9%), представленный видами естественной флоры, произрастающими во многих ценозах: на закустаренных лугах, в прирусловой части реки Абакан, вдоль дренажных каналов. Второе место делят рода Populus и Acer, в составе которых по 4 вида (6%). Анализ родового спектра выявил преобладание одновидовых родов. Однако, некоторые одно- и двувидовые семейства и роды имеют широкое распространение. Например, семейство Ulmaceae хотя и представлено одним видом, но оно очень широко используется для озеленения городов степной зоны Хакасии. Ulmus pumila L. отличается высокой скоростью роста. Syringa vulgaris принадлежит одновидовому семейству Oleaceae и также имеет широкое распространение. Быстро растущие деревья и кустарники повсеместно встречаются вдоль бордюров, тротуаров, в парках. Малое место в озеленении занимают: Padus avium Mill., Sorbus sibirica Hedl., Swida alba.

Оптимальное озеленение среды в условиях городов требует подбора таких растений, которые одновременно сочетают в себе хорошие декоративные качества, устойчивы к городской среде, способны осуществлять средообразующие функции [10, с. 17]. Оценка адаптивной способности интродуцентов в городских условиях позволяет сделать вывод о том, что от правильности подбора видов, в том числе и инорайонных, способных оздоравливать среду и длительно сохранять декоративность, зависит успешность в создании эффективных зелёных насаждений [19, с. 161].

В современном ландшафтном облике озелененных территорий города Абакана в основном преобладают Populus nigra и P. balsamifera. Преимущественно это растения, высаженные при строительстве города. Работа по озеленению Абакана проводилась ежегодно, в течение многих десятилетий, начиная с 1932 года. Первоначально высаживались в основном тополя с целью благоустройства улиц и осушения территории. Тополь имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами древесных растений, используемыми для озеленения. Он устойчив к запыленности и загазованности атмосферного воздуха, очень устойчив к соединениям серы, хлора и фтора, обладает хорошими фильтрационными способностями, продуцирует почти в три раза больше кислорода по сравнению с T. cordata [20, с. 95–100]. Наряду с положительными сторонами применения в озеленении тополей есть и ряд отрицательных. Ветви тополей, преимущественно старых, характеризуются высокой ломкостью и могут представлять опасность для городских построек, транспорта и людей, особенно при сильных ветрах. В весенний период эти растения могут вызывать аллергические реакции. Кроме того, одновременная высадка тополей в городе несет в себе опасность и их одновременной гибели по окончанию жизненного цикла или в результате поражения болезнями. С этих позиций хорошей альтернативой видам рода Populus может стать T. cordata.

Популярность в применении для озеленения населенных пунктов T. cordata завоевала за счёт своей внешней привлекательности на протяжении всего вегетационного периода, хорошей выносливости к стрижке и пересадке даже во взрослом состоянии, устойчивости к разным условиям произрастания, низким температурам, пылегазовым загрязнениям воздуха, вредителям [21, с. 174–178; 22, с. 263–283].

Липа мелколистная является важным стабилизирующим элементом в экосистемах как почвоулучшающая порода, способна расти и размножаться в сложных экологических условиях, в связи с чем может использоваться в местах со сложной техногенной обстановкой [23, с. 3–18; 24, с. 69–70]. В условиях многолетнего техногенного стресса липа проявляет жизнеспособность за счет взаимосвязи адаптационных реакций надземных и подземных вегетативных органов [25, с. 75–82]. Кроме того, липа T. cordata может применяться в крупных городах для биоиндикационной оценки окружающей среды на основе показателей флуктуирующей асимметрии [26, с. 24–28]. Также установлена связь повреждения липы минёрами в зависимости от степени загрязнения среды тяжёлыми металлами [27, с. 310–315]. В целом, липа мелколистная может использоваться как объект оценки состояния окружающей среды в условиях антропогенной нагрузки [28, с. 214–216].

Установлен, что на рост деревьев T. cordata одной возрастной группы может оказывать влияние и характер посадок. В однорядных посадках деревья имеют обычно наибольший прирост диаметра ствола и кроны, нежели растения, произрастающие группами [29, с. 3–21]. Липовые аллеи, в случае успешной адаптации к произрастанию в городах степной зоны Хакасии, в перспективе, вероятно, могли бы постепенно заменить имеющиеся тополя, но необходимо изучить адаптивные особенности этого растения к условиям города Абакана и других городов, расположенных в степной зоне Хакасии. Именно с этой целью были проведены мониторинговые исследования в течение восьми лет за трехлетними саженцами T. cordata, которые были одновременно высажены в количестве 85 экземпляров замещающим способом рядом с тополями в Черногорском парке города в мае 2016 году к 85-летию города Абакана. В городе имеются и ранее высаженные растения T. cordata, но они единичны или немногочисленны [30].

Проведенные исследования через два месяца после посадки липы мелколистной показали, что все растения на момент их обследования сохраняли жизнеспособность. Хорошим состоянием характеризовалось 78% лип, удовлетворительным около 20%, неудовлетворительным – 2% деревьев. Листовые пластинки абсолютно всех особей T. cordata имели повреждения, вызванные галловыми клещами E. tiliae var. liosoma (100%) и E. tiliae var. rudis Nal. (16%).

К 2017 году около 2% растений полностью утратили жизнеспособность и высохли, 5% лип имели сломанные стволы (в результате механического воздействия со стороны посетителей парка). Хорошим состоянием характеризовалось 93% лип. Лишь 2% были идеально здоровыми, без каких-либо видимых внешних повреждений листовых пластинок. Ко второму году произрастания в парке, кроны лип, помимо отмеченных ранее галловых клещей, были заселены тлёй E. tiliae (11% растений) и единично личинками галлицы Dasyneura tiliamvolvens Rübs.

В 2018 году часть деревьев (9,4%) были подвергнуты санитарной вырубке, поскольку оказались нежизнеспособными. В основном это были растения, которые произрастали вблизи тропиночных дорог и подвергались механическим повреждениям антропогенного характера. Оценка состояния искусственных посадок T. cordata в 2018 году позволила выделить три категории растений: с хорошим состоянием – 42%, удовлетворительным – 39%, неудовлетворительным – 19%. Поврежденность листьев была связана с наличием на них погрызов и галл. У 100% растений листовые пластинки характеризовались присутствием E. tiliae var. liosoma. Были отмечены и другие вредители на листьях липы: E. tetratrichus Nal., E. tiliae var. nervalis., E. tiliae, D. tiliamvolvens.

В 2019 году общее состояние большинства лип оценивалось как хорошее, лишь 17% растений имели мелкие, увядающие или несформированные листья. Основными вредителями листовых пластинок в этот год являлись: E. tiliae var. nervalis, E. tiliae var. liosoma, D. tiliamvolvens, E. tiliae.

К 2020 году состояние 47% лип в искусственных посадках можно было оценить, как хорошее, у 36% растений как удовлетворительное, у 17% лип – неудовлетворительное. Четыре растения подверглись вырубке из-за гибели, причиной которой, по-прежнему являлся антропогенный фактор. На листьях лип были обнаружены: E. tiliae var. nervalis., E. tiliae var. liosoma, E. tiliae var. exilis Nal., Pristiphora ruficornis Ol., E. tiliae.

В 2021–2022 годах примерно 46% характеризовались хорошим состоянием кроны, 29% – удовлетворительным, 25% – неудовлетворительным. Санитарной вырубке растения не подвергались. Из вредителей на листовых пластинках присутствовали E. tiliae var. nervalis, E. tiliae var. liosoma, E. tiliae var. exilis, D. tiliamvolvens, E. tiliae.

К 2023 году территория, занятая искусственными посадками липы мелколистной, сократилась. Санитарной рубке было подвергнуто 5 деревьев. Около 86% деревьев не имели механических повреждений кроны и стволов, у 9% лип отмечалось снижение густоты кроны за счет преждевременного опадения или недоразвития листьев. 100% деревьев и листовых пластинок было повреждено липовым жилковым клещиком E. tiliae var. nervalis. Также на T. cordata встречались все отмеченные ранее первичные вредители.

В 2024 году состояние крон исследуемых лип, значительно улучшилось, вероятно, за счет работ по реконструкции парка и как следствие ограничений к его посещению отдыхающими. Липы характеризовались хорошим состоянием кроны, но по – прежнему у 100% деревьев листовые пластинки были повреждены E. tiliae var. nervalis.

Заключение

Таким образом, дендрофлора города Абакана представлена искусственными посадками и небольшими участками, занятыми видами естественной флоры, такими как Populus lauriflora, Salix alba, S. caprea, S. rosmarinifolia, произрастающими в долине реки Абакан и вдоль дренажных каналов. Исследования дендрофлоры города Абакана показали, что основу озеленения составляют Populus balsamifera, P. nigra, Acer negundo, Ulmus pumila. Культивируются T. cordata, Syringa vulgaris, Juglans manshurica, Populus alba. Незначительное положение в озеленении занимают виды рода Salix, Betula pendula, Sorbus sibirica, Pinus sylvestris.

В настоящее время T. cordata планово внедряется во многих городах Сибири. Вместе с тем вопрос применения липы для озеленения в Сибирском регионе остается неизученным. Вызывают интерес города Хакасии, расположенные в степной зоне (Абакан, Черногорск, Саяногорск), где климат более сухой, чем в большинстве других сибирских городов. Древесные растения городов степной зоны Хакасии, из-за особенностей климата, являются исключительно адвентивными. Наибольшее количество таких растений приходится на город Абакан, в связи с чем, он, вероятно, может служит своеобразной модельной площадкой по изучению адаптаций адвентов и принятию обоснованных решений относительно их внедрения во флору городов со схожими характеристиками климата.

За восьмилетний период наблюдений в городе Абакане около 40% растений погибли по причине негативного влияния на них посетителей парка. В сохранившихся посадках у отдельных экземпляров лип отмечались некоторые различия в скорости роста, которые, вероятно, определялись общим состоянием растений. Сравнительно неплохим ростом характеризовались липы с хорошо развитой кроной, без существенных механических повреждений. Абсолютно все листовые пластинки обследованных экземпляров лип были повреждены галлами E. tiliae var. nervalis. Изначально, в первый год посадки лип, отмечалось присутствие членистоногих-первичных вредителей двух видов: E. tiliae var. liosoma, E. tiliae var. rudis. В дальнейшем в течение наблюдений видовое разнообразие первичных вредителей увеличивалось до семи видов членистоногих. T. cordata, возможно может и в дальнейшем использоваться для озеленения в городах Хакасии расположенных в степной зоне, но при условии реализации необходимых защитных мероприятий: опрыскивание в весеннее время года инсектицидными растворами, избавление древесных растений от сорняков, регулярный полив и использование акарицидов после цветения.

About the authors

Natalia Pavlovna Kazakova

Katanov Khakass State University

Author for correspondence.
Email: goloshapova07@mail.ru

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor at the Biology Department

Russian Federation, Abakan

Elena Gennadievna Lagunova

Katanov Khakass State University

Email: lglagunova@mail.ru

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor at the Biology Department

Russian Federation, Abakan

References

Supplementary files