Эколого-биологическая характеристика древесных видов в условиях городской среды (на примере г. Сочи)

РАЗДЕЛ 1 ОСОБЕННОСТИ ГОРОДА, КАК ЭКОСИСТЕМЫ
1.1Характеристика условий городской среды. В городе существуют
различные микро- и мезоклиматические особенности, идет постоянная смена
комплекса климатических условий. Ряд авторов отмечает, что отрицательное
влияние в городских условиях на растения оказывают: специфические
экологические условия городской среды, нарушение технологии посадки,
бедность и уплотненность почвы, а также антропогенные факторы (Чистяков и
др., 1963; Hnativ et al., 2007; Gaffin et al., 2020, и др.). В результате в условиях
городской среды растительность подвергается значительной трансформации
(Lichtenthaler, 1987; Marsella, 1998). Происходит уничтожение естественных
зеленых насаждений, селективное подавление отдельных видов, осуществляется
интродукция новых видов, идет стихийный процесс заноса несвойственных
данной местности видов растений (Кочарян, 1987; Мамаев, Махнев, 1988;
Карпун, 2015; Кунина, 2015; и др.).
1.2Роль зеленых насаждений в условиях города и диагностика их
функционального состояния. На современном этапе развития городов в России
и за рубежом активно ведётся анализ ассортимента растений и его
систематизация, оценка устойчивости древесно-кустарниковой растительности к
городским условиям (Кригер и др., 2013; McDonnell, Hahs, 2015).
Анализ литературных источников показывает актуальность и перспективность
темы исследований, т.к. отсутствуют обобщенные данные об эколого­
биологической оценке древесно-кустарниковых насаждений в условиях
городской среды влажно-субтропической зоны России, в том числе, в Сочи.

РАЗДЕЛ 2 УСЛОВИЯ, МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Агроклиматическая характеристика агломерации Сочи и погодно­
климатические условия в годы проведения исследований. Агломерация Сочи
находится в пределах Средиземноморской климатической области,
располагающейся от Атлантического побережья Южной Европы на западе до
Памира на востоке (Селянинов, 1961). Под влиянием горного рельефа
климатические условия варьируют. Зона характерна максимумом атмосферных
осадков, выпадающих в холодную часть года, минимумом – летом.
Терморесурсы субтропиков определяют видовое разнообразие культур.
Субтропические растения развиваются в районах, где сумма активных
температур равна 3 500 – 6 000 °С. Агломерация Сочи расположена в зоне, где
сумма активных температур (> 10 °С) достигает 3 810 – 4 650 °С. Зимний (XI –
III) вегетационный период отличается варьирующими тепловыми ресурсами,
значительным количеством осадков ливневого характера и наличием
отрицательных температур. Морозы в основном интенсивности -5… -8 °С.
Летнему вегетационному периоду (IV – X) свойственны значительные
теплоресурсы, аномально варьирующее количество осадков, чаще ливневого
характера и засушливые периоды различной продолжительности. В период
интенсивной вегетации наблюдаются длительные бездождные периоды (до 30-70
дней), что негативно действует на рост, развитие древесно-кустарниковой
растительности и на экологическое состояние агломерации.
2.2 Методы исследований. При изучении видового состава использовали
маршрутный метод обследования озеленённых территорий. При определении
видовой и сортовой принадлежности древесно-кустарниковых насаждений
опирались на данные Ю.Н. Карпуна (2014). Характеристика видов дана согласно
таксономической БД, Ю.Н. Карпуну (1999) и А.И. Колесникову (1958). Анализ
жизненных форм проведен по системе Ю.Н. Карпуна (2015). Фенологические
наблюдения – по адаптированным методикам ГЪС РАН, с учётом специфики
фенологических наблюдений за субтропическими растениями. На выделенных
объектах вели оценку категории их состояния (согласно модифицированной
шкале санитарного состояния) с расчётом среднего балла по Карпун Н.Н. (2009).
Анализ фотосинтетических пигментов проведен по методу Шлыка (1971) с
экстракцией пигментов 96 %-м этанолом и использованием расчетных формул
Смита и Бенитеза. Оценку функционального состояния фотосинтетического
аппарата вели по методу Будаговского (2006) на портативном хлорофилл-
флуориметре LPT-3CF/RT-Df (Россия). Определение биохимических маркеров
устойчивости вели по Ермакову (1972). Водоудерживающую способность
определяли методом «завядания» по Арланду (Гунар, 1972) Толщину листьев
измеряли прибором Тургоромер-1. Определение массовой доли сухого вещества
проводили путем высушивания навески (1 г) до постоянной массы при
температуре 105 °С.
Степень изменчивости морфологических признаков оценивали по величине
коэффициента вариации. Оценку асимметрии листовых пластинок проводили по
Марченко (2008). Определение площади листьев вели с применением
компьютерного сканирования. Статистическая обработка экспериментальных
данных проводилась с использованием пакета ANOVA в STATGRAPHICS
Centurion XV и MS Excel 2007.
2.3Характеристика модельных объектов и площадок исследования. В
качестве зон условного контроля выбраны территории Субтропического
Ботанического сада Кубани (СБСК, «Белые ночи») и парка «Дендрарий», так как
здесь отмечается минимальное антропогенное воздействие, более мягкий
микроклимат, обеспечиваются необходимые агротехнические мероприятия.
Улицы Центрального района города Сочи – т.н. участки магистральных посадок
– Еагарина (S = 2,4 га) и Курортный проспект (S = 3,7 га), условно названы
«стрессовыми» точками наблюдения, окружены автомагистралями с постоянно
интенсивным движением автомобилей, наблюдается повышенный уровень
загазованности, запылённости воздушной среды, высокий уровень инсоляции и
повышенные температуры. Можно отметить возможность сравнимости
почвенного покрова всех объектов наблюдения, так как основными почвами в
зоне залегания корневой системы древесных видов являются бурые лесные и
желтоземы, которые зачастую образуют переходные желто-бурые почвы. В ходе
исследования фиксировались факторы, оказывающие наибольшее влияние на
древесные виды в условиях антропогенных фитоценозов выбранных территорий.
Таким образом, случаев высокого и экстремально высокого загрязнения
атмосферного воздуха и почв за период исследований не зарегистрировано,
однако наблюдались незначительные повышения загрязняющих веществ.
Основная доля озелененной территории г. Сочи занята несколькими видами,
десять из которых, как виды, перспективные в озеленения города, являются
объектами исследований: Magnolia grandiflora L. (магнолия крупноцветковая),
Laurus nobilis L. (лавр благородный), Aucuba japonica Thunb. (аукуба японская),
Prunus laurocerasus L. (лавровишня лекарственная), Cinnamomum camphora (L.) J.
Presl (коричник камфорный), Nerium oleander L. (олеандр обыкновенный),
Jasminum mesnyi Hance (жасмин Месни), Viburnum tinus L. (калина лавролистая),
Ligustrum lucidum (бирючина блестящая) и Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindl.
(эриоботрия японская). Для характеристики роста и физиолого-биохимических
исследований отобраны растения средневозрастного генеративного и хорошего
или удовлетворительного жизненного состояния. Для удобства таксации возраста
растений разработана шкала с учетом климатических особенностей региона и
биологией культивируемых насаждений.

РАЗДЕЛ 3 СОСТОЯНИЕ И ВИДОВОЙ СОСТАВ ДРЕВЕСНЫХ
НАСАЖДЕНИЙ ГОРОДА СОЧИ
3.1 Биоморфологический и географический анализ дендрофлоры города
Сочи. Выявлено 252 вида, из них около 41 % составляют садовые формы, что
свидетельствует о высокой степени адаптации рассматриваемых растений.
Местные растения представлены в меньшей степени -12 пород (4,76 %),
остальные являются интродуцентами. Отмечено большое число видов с
повышенными декоративными свойствами – 171 (67,86 %). Среди древесно­
кустарниковых преобладают красивоцветущие – 142 (56,35 %), красивоплодные
– 26 (10,32 %), растений с окрашенными и пёстрыми листьями – 20 (7,94 %).
Наиболее декоративной группой являются листопадные кустарники и
кустовидные деревья – 53 вида. Около двух третей всех видов, массово
применяемых в озеленении города, являются вечнозелёными растениями (161,00
– 63,89 %), что немаловажно для нормального функционирования
круглогодичного курорта. Результаты флористического анализа свидетельствуют
о высоком адаптационном потенциале группы декоративных древесных
растений, которые используются в районе Сочи массово.
3.2 Анализ распространения видов древесных растений в озеленении
улиц города Сочи. Среди флористических регионов-доноров лидируют виды из
Восточной Азии – 44,94 %; далее: Средиземноморье – 23,10 % и Северная
Америка – 17,41 %, что соответствует представлениям о перспективности
использования интродуцентов из данных регионов (Таблица 1).
Количество видов из Евразии составляет 11,71 %, благодаря местным
растениям, большинство из учтённых экземпляров -самосевного
происхождения. Южное полушарие представлено единичными видами, они не
играют существенной роли в озеленении Сочи. Выбранные для обследования
объекты озеленения типичны в флористическом отношении.
Таблица 1 – Географическая представленность видов и подвидов растений,
используемых в озеленении улиц города Сочи (ул. Гагарина и Курортный
проспект), используемых в озеленении улиц Сочи в разрезе видов и подвидов
Флористические регионы

Средиземноморье

Южная Америка

Новая Зеландия
Сев. Америка

Австралия
Европа
Всего

Вост.
Азия
Виды219323810536422
Подвиды316377314255423
Представленность
14,6117,3547,9516,441,830,910,91
видов, %
Представленность
11,7123,1044,9417,411,270,630,95
подвидов, %

В условиях региона периодом наибольшей декоративности для деревьев, лиан
и пальм следует считать возраст от 25 до 100 лет; для кустарников и кустовидных
растений – от 10 до 50 лет; для бамбуков – до 50 лет; для розеточных – от 10 до 50
лет; для почвопокровных растений – до 25 лет.
Результаты флористического анализа показывают (Рисунок 1), что виды-
лидеры относятся к упомянутым флористическим регионам.
Анализ лидеров основных биоморф свидетельствует о представленности
пород из Восточной Азии (80 %), Северной Америки (14 %) и Средиземноморья
(6 %), что может свидетельствовать о стабильности дендрологической
составляющей озеленения улиц рассматриваемого региона.

■ Восточная Азия

■Средиземноморье

■ Северная Америка

Рисунок 1 – Соотношение количественно лидирующих ВИДОВ В ОСНОВНЫХ
биоморфах по различным флористическим областям

Наиболее распространёнными в ландшафте города являются группы
вечнозеленых кустарников, пальм, хвойных деревьев и бамбуков, что можно
рассматривать и как показатель устойчивого применения данных растений в
озеленении улиц, и как свидетельство недостаточного использования потенциала
остальных декоративных древесных растений в регионе.
3.3 Оценка жизненного потенциала древесных растений. В ходе
маршрутного обследования выбранных городских территорий учтен 12 181
экземпляр разновозрастных древесных видов (без лиан и почвопокровных).
Преобладают ослабленные растения, относящиеся ко второй категории состояния
– 72 %; на долю полностью здоровых видов приходится около 20 %.
Количественно доминируют Cupressus sempervirens, Platyclcidus orientalis.
Magnolia grcmdiflora, Liqnidambar styraciflua, Ligustmm lucidum. Spiraea
ccmtoniensis и Trachycarpus fortunei. Среди данных видов выявлено преобладание
ослабленных экземпляров – 89 %. Ситуация по пальмам ухудшается из-за
массового поражения стволовыми вредителями, борьба с которыми
затруднительна из-за скрытого внутристволового образа жизни. У растений
отсутствуют внешние симптомы заражения.
Распределение растений по категориям состояния и преобладание
ослабленных может быть следствием несоответствия почвенно-климатических
условий региона для произрастания отдельных пород, отсутствия надлежащего
ухода за древесными насаждениями, усилением антропогенного воздействия на
окружающую среду.
3.4Эколого-биологическаяхарактеристикадоминирующих
структурообразующих видов и видов углубленного изучения. В разделе дана
дендрологическая характеристика доминирующих видов и особенности их
выращивания с учётом произрастания во влажных субтропиках России.
3.5 Распространение растений самосевного происхождения в зелёных
насаждениях города. Отмечено, что большинство растений самосевного
происхождения (37,3 %) обнаружено среди пальм. Среди лиственных растений
широко представлена группа листопадных (34,2 %), вечнозелёных деревьев (24,6
%) и листопадных кустарников (10,9 %). Большинство растений самосевного
происхождения обладают повышенной декоративностью (Рисунок 2).

Рисунок 2 – Представленность самосевных древесных растений в зелёных
насаждениях обследованных участков
Во флористическом отношении лидирует жизнеспособный самосев видов из
Восточной Азии. По способу распространения семян преобладают виды
самосевного происхождения, распространяемые растительноядными птицами.

РАЗДЕЛ 4 ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ
ЛИДИРУЮЩИХ СТРУКТУРООБРАЗУЮЩИХ ВИДОВ В УСЛОВИЯХ
ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ
4.1Характеристики ассимиляционного аппарата листьев лидирующих
структурообразующих видов. Суммарное содержание зеленых пигментов
(Рисунок 3) в насаждениях «стрессовой» точки наблюдения (ул. Курортный
проспект) существенно ниже (НСР (р <0,05) = 0,53 - 0,97 в зависимости от вида), чем у растений из ЗУК (СБСК). ■ Ктэортньш проспект"СБСК Рисунок 3 - Суммарное содержание хлорофилла в листьях лидирующих структурообразующих видов По уровню вариабельности содержания хлорофилла, изученные виды древесных растений располагаются в следующий ряд: Jasminum mesnyi >
Ligustrum lucidum, Eriobotrya japonica > Prunus laurocerasus > Nerium oleander >
Cinnamomum camphora > Laurus nobilis, Magnolia grandiflora > Aucuba japonica >
Vibutnum tinus.
В зоне условного контроля (СБСК) количество хлорофилла а по сравнению с
хлорофиллом b выше, чем в стрессовых районах (Рисунок 4). В зоне стрессовой
нагрузки нарушение соотношения а/b носит существенный характер (НСР (р
<0,05) = 0,68). Наибольшей фотосингетической активностью отличаются растения L. nobilis и N. oleander, уровень активности сохраняется и в условиях техногенной нагрузки. У М. grandiflora, Е. japonica и С. camphora, культивируемых в условиях оживленной транспортной нагрузки, фотосингетическая активность ниже (А = -20,3...-32,4), что свидетельствует о некотором снижении жизнеспособности растений. (Таблица 2). i.~ Рисунок 4 - Соотношение alb в листьях лидирующих структурообразующих видов (в среднем по видам) Таблица 2 - Фотосингетическая активность листьев лидирующих ____________ структурообразующих видов, (М±т)____________ Fm/F_TKf_T A,A, ВидыКурортныйКурортный СБСК%СБСК% проспектпроспект Magnolia grandiflora2,72±0,511,93±0,10-29,00,52±0,010,47±0,03-9,6 Laurus nobilis3,61±0,533,01±0,22-16,60,65±0,010,54±0,04-16,9 Aucuba japonica2,83±0,242,45±0,32-13,40,49±0,020,44±0,04-10,2 Prunus laurocerasus2,85±0,352,72±0,30-4,60,54±0,030,48±0,04-11,1 Cinnamomum camphora2,90±0,321,96±0,13-32,40,52±0,030,39±0,01-25,0 Nerium oleander3,41±0,243,15±0,22-7,60,60±0,010,56±0,01-6,7 Jasminum mesnyi3,32±0,533,14±0,15-5,40,55±0,040,52±0,01-5,5 Eriobotrya japonica3,44±0,552,74±0,20-20,30,53±0,030,40±0,02-24,5 HCP (p <0,05)0,16-HC- У этих же видов уровень жизнеспособности (Kf_T) значительно ниже по сравнению с остальными видами, произрастающими в «стрессовой» точке наблюдения (А = -24,5.. .-25,0). Толщина листа находилась в пределах от 14,27=Ы ,94 нр (у Jasminum mesnyi) до 36,56±1,58 нр (у Nerium oleander). Наблюдалось варьирование показателя в течение вегетации (V = 2-14 % в зависимости от вида и места произрастания). Все изученные виды по варьированию толщины листа на территории СБСК располагаются в следующей последовательности: Nerium oleander, Cinnamomum camphora> Prunus laurocerasus> Magnolia grandiflora, Eriobotrya japonica, Laurus
nobilis> Aucubajaponica> Jasminum mesnyi. На территории Курортного проспекта
последовательность иная: Eriobotrya japonica> Aucuba japonica, Laurus nobilis>
Nerium oleander> Magnolia grandiflora, Prunus laurocerasus> Jasminum mesnyi,
Cinnamomum camphora. Процесс нарастания толщины листовой пластинки
зависит от места расположения растений – зона условного контроля или
территория стресса.
Площадь листовой пластинки существенно изменяется под влиянием
антропогенных факторов (Таблица 3).

Таблица 3 – Площадь листовой пластинки лидирующих структурообразующих
видов, см2
HCP
ВидыСБСККурортный проспект
(pH),05)
v,% Д,%
M agnolia grandiflora 220,0 ±11,5177,5 ± 13,517,058 -19,3
Eriobotrya japonica1007,8 ± 185,8277,7 ± 19,6327,17 18 -72,5
Aucuba japonica121,9 ±17,782,0 ± 3,28,94 14 -32,7
Prunus laurocerasus166,9 ±22,777,8 ± 16,636,214 21 -53,4
Jasminum mesnyi53,7 ± 5,438,4 ± 1,54,34 10 -28,5
Cinnamomum camphora120,2 ± 17,874,5 ± 20,912,415 28 -38,0
Laurus nobilis165,0 ±21,466,5 ±19,135,313 29 -59,7
Nerium oleander126,1 ± 15,998,3 ± 12,713,413 13 -22,0
Ligustrum lucidum93,0 ±9,173,2 ± 6,77,99 10 -21,3
H C P (p <0,05)68,1---- Различия обусловлены не только антропогенным воздействием, но и видоспецифичны. У большинства видов площадь листа изменяется незначительно (в пределах от 1,2 до 1,6 раза) в то время, как у Laurus nobilis и Primus laurocerasus различия составили 2,1-2,5 раза, а у Eriobotrya japonica площадь листьев в зоне условного контроля (СБСК) в 3,6 раза больше, чем в зоне стресса (Курортный проспект). Антропогенное воздействие, различия в режиме увлажнения и питания оказывают влияние на коэффициент флуктуирующей асимметрии (КФА), который варьирует в пределах 0,0081-0,0495 (Таблица 4). Наибольшее влияние антропогенного стресса испытывают J. mesnyi, L. lucidum, L. nobilis и С. camphora (А = 560,3; 382,1; 370,4 и 360,5 %, соответственно) Условия произрастания благоприятны в зоне условного контроля; в условиях регулируемой транспортной нагрузки растения М. grandiflora способны противостоять антропогенным стрессорам (А = 55,4%). Стабильность развития листьев определяется: уровнем агротехники, вытаптыванием почвенного покрова и расположением вблизи автомагистралей. Наибольшие различия (Таблица 5) в метрических показателях устьичного аппарата наблюдаются в листьях A. japonica (V = 14 %); у остальных видов различия незначительны (V в пределах 7 %); у J. mesnyi, М. grandiflora и L. nobilis размеры устьиц стабильны (V = 2-4 %). Виды, растущие в условиях магистральных посадок, находятся в стрессовых условиях культивирования, что проявляется в изменении характеристик устьичного аппарата. Таблица 4 - Средние значения коэффициента флуктуирующей асимметрии листовой пластинки лидирующих структурообразующих видов ___________(уровень значимости (р) <0,05), баллы___________ СБСККурортный проспект ВидыД ,% M+mV,%M±mV,% M agnolia grandiflora0,0139 ±0,0086620,0216 ±0,0014755,4 Eriobotrya japonica0,0113 ±0,0044390,0491 ±0,013949334,5 A ucuba japonica0,0081 ±0,0013550,0281 ±0,008932246,9 P runus laurocerasus0,0068 ±0,001450,0260 ±0,00773282,4 Jasm inum mesnyi0,0058 ±0,0020770,0383 ±0,014738560,3 Cinnamomum camphora0,0081 ±0,0019740,0373 ±0,009982360,5 Laurus nobilis0,0054 ±0,0014700,0254 ±0,007754370,4 Nerium oleander0,0072 ±0,0016500,0300 ±0,009645316,7 Ligustrum lucidum0,0067 ±0,0010750,0323 ±0,010432382,1 Таблица 5 - Показатели устьичного аппарата листовых пластинок основных структурообразующих видов Плотность устьиц, на 1 мм2Длина устьиц, мкмШирина устьиц, мкм ВидыКурортныйКурортныйКурортный СБСКСБСКСБСК проспектпроспектпроспект Magnolia grandiflora54,23±1,1552,10±2,0332,42±1,0933,45±2,0032,67±2,1533,42±1,10 HCP2,261,031,00 Prunus laurocerasus60,17±2,14 | 58,33±1,3737,77±1,20 | 34,67±1,4332,14±1,23 | 32,53±1,15 HCP3,501,270,98 Laurus nobilis58,65±2,00 | 40,41±1,1532,68±2,06 | 31,20±1,3427,88±1,26 | 27,95±1,18 HCP2,161,121,09 Aucubajaponica33,20±1,20 | 29,51±1,2034,78±2,03 | 33,16±1,4632,13±1,70 | 27,30±2,08 HCP2,001,241,16 Cinnamomum 78,57±2,1336,69±1,6930,78±2,2932,31±1,5629,05±1,9730,21±2,46 camphora HCP2,311,111,21 Jasminum mesnyi155,23±2,5б| 83,00±2,1629,44±1,26 | 30,25±2,1627,06±2,03| 25,63±1,25 HCP3,362,021,13 Eriobotryajaponica59,55±1,16 | 46,48±1,3530,16±2,06 | 29,54±2,1529,21± 1,46 | 26,98±1,08 HCP1,251,141,51 4.2Накопление сухих веществ, как показатель функционального состояния видов. В условиях активной городской нагрузки (Курортный проспект), виды не тормозят синтетические процесс (Рисунок 5), а накапливают больше (до 33,6 %) сухого вещества, чем в зоне условного контроля (СБСК). Зависимость накопления сухого вещества обратно пропорциональна толщине листовой пластинки (г = -0,74). ■СБСК■ Курортный Рисунок 5 - Массовая доля сухого вещества, ассимилируемого листьями лидирующих структурообразующих видов 4.3Биохимическиемаркерыустойчивостилидирующих структурообразующих видов. Прослеживается отличие в накоплении ряда метаболитов в листьях, обусловленное видовыми особенностями и условиями произрастания (Таблица 6). Существенный рост содержания аскорбиновой кислоты в листьях Е. japonica, P. laurocerasus, J. mesnyi, С. camphora и N. oleander свидетельствует о хорошей устойчивости данных видов к антропогенным стрессорам. Прослеживается общая для всех видов закономерность - содержание танинов в листьях растений в магистральных посадках (Курортный проспект) ниже, чем в насаждениях зон условного контроля. Таблица 6 - Биохимические маркеры устойчивости лидирующих ____________структурообразующих видов, (М±т)____________ Танины, %Аскорбиновая кислота, мг/г ВидыКурортныйД ,%КурортныйД ,% СБСКСБСК проспектпроспект Magnolia grandiflora4,03±0,073,07±0,16-23,811,023=0,188,823=0,45-20,0 Eriobotrya japonica5,75=30,253,73±0,76-35,124,19=Ы,0547,55±9,5096,6 Auciiba japonica2ДЗ±0Д71,08ч=0,3149,394,59±12,0851,57±5,0245,5 Primus laurocerasus4,61 ±0,044,39±0,084,818,093=0,1422,013=0,4021,7 Jasminum mesnvi2,26=30,471,813=0,85-19,957,803=6,01 100,683=17^074,2 Cinnamomum camphora7,82=30,264,75±0,14-39,350,833=8,1870,143=6,9638,0 Laurus nobilis3,95±0,701,933=0,11-51,138,093=6,7010,693=0,60-71,9 Nerium oleander4,14±0,363,60±0,37-13,015,62=Ы,3621Д)±2Д835,7 HCP (p <0,05)0,190,98-2,645,76- 4.4Оценка экологической толерантности видов и таксонов древесных растений к дефициту влаги. Наибольшей водоудерживающей способностью обладают растения, произрастающие на в зонах условного контроля (в среднем - 87 %), наименьшей - на площадках стрессовых зон (Таблица 7). Таблица 7 - Показатели водоудерживающей способности листовых пластинок ______________лидирующих структурообразующих видов, %_________ СБСККурортный проспект ВидыД ,% M+mV,%M+mV,% Magnolia grandiflora85,30±4,30580,02+1,792-6,2 Eriobotrya japonica73,22+6,48973,17+2,463-0,1 Aucuba japonica90,78±4,428586,66+0,881-4,5 Prunus laurocerasus75,92±9,701374,17+12,3217-2,3 Jasminum mesnvi63,05±10,571760,55+3,8016-4,0 Cinnamomum camphora57,88±7,951452,08+8,8717-10,0 Laurus nobilis75,04+4,201958,99+3,2921-0,6 Nerium oleander78,20+4,73677,72+3,985-9,1 HCP(p<),05)2,07-3,88-- Наиболее низкие показатели отмечены у Jasminum mesnyi и Cinnamomum camphora (НСР05 = 3,88), которые проявляют себя видами, неустойчивыми к условиям городской среды. Большинство культивируемых в регионе видов устойчивы к летне-осенней засухе, несмотря на то что большинство (66,5-71,2 %) являются мезофитами, выходцами из влажных муссонных областей Восточной Азии (Рисунок 6). ■Средиземноморье■ Средиземноморье 5.6 3.2 ОД ■Восточная Азия■ Восточная Азия Северная .Америка■ Северная Америка Мексикап Мексика ■Южная Америка■ Южная Америка ■Австралия■ Австралия Новая Зеландия■Новая Зеландия Южная АфрикаЮжная Африка СБСКЦентральный район г.Сочи Рисунок 6 - Флористический анализ таксонов, обследованных на степень засухоустойчивости (в % к количеству обследованных таксонов) 4.5Анализ использования физиолого-биохимических показателей древесных растений в мониторинге городской среды. В числе выбранных нами объектов присутствуют виды с разнообразными характеристиками: разные жизненные формы (деревья и кустарники), растения отличаются толщиной листовой пластинки, виды относятся к разным экологическим группам (мезо- и ксерофиты) и т.д. (Таблица 8). Таблица 8 - Взаимосвязь физиолого-биохимических показателей, характеризующих функциональное состояние лидирующих _______________ структурообразующих видов_______________ ПараметрыВС, %ЗФП, мг/гTJI, нрKf_T, единицыСВ, %Тан, % ВС, % ЗФП, мг/г-0,13 TJI, нр0,69-0,71 Kf_T, единицы-0,720,84-0,79 СВ, %-0,590,58-0,620,84 Тан, %-0,780,810,820,860,76 АК, мг/г-0,850,840,810,780,020,12 Однако, выявленные нами взаимосвязи закономерны для всех исследуемых видов, что можно использовать для оценки состояния видов и в системе мониторинга состояния урбоэкосистем: ЗФП - Kf_T; TJ1 - Kf_T; Kf_T - СВ. РАЗДЕЛ 5 ХАРАКТЕРИСТИКА АДАПТИВНЫХ РЕАКЦИЙ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ СРЕДООБРАЗУЮЩАЯ РОЛЬ 5.1 Эколого-биологические особенности адаптации древесных растений в условиях урбосреды. Под влиянием стрессовых условий у всех лидирующих структурообразующих видов снижается площадь листовых пластинок, водоудерживающая способность, содержание зеленых фотосинтетических пигментов, содержание танинов в листьях; увеличивается флуктуирующая асимметрия и количества аскорбиновой кислоты. Данные изменения являются общими адаптивными механизмами, но степень их вариабельности - видоспецифична (Таблица 9). В условиях зоны условного контроля у видов отмечена высокая рейтинговая оценка (8-9 баллов), у растений в магистральных посадках такое количество баллов только у Eriobotrya japonica и Cinnamomum camphora. Увеличение количества баллов у растений идет за счет усиленного синтеза Тан и АК, снижение баллов в группе стрессового воздействия происходит за счет слабой ВС клеток листа и количества хлорофилла. 5.2 Экологическая оценка состояния насаждений зеленой зоны города и средообразующей роли древесных насаждений в урбосреде. Наибольший вклад в оптимизацию газового состава воздуха вносят L. nobilis, Е. japonica и J. mesnyi, которые отличаются большим содержание хлорофилла и активным накоплением ассимилятов. Наиболее декоративными в период засухи будут М. grandiflora и A. japonica, у которых наибольшая водоудерживающая способность. Следует активизировать использование в озеленении P. laurocerasus, С. camphora, A. japonica, J. mesnyi и Е. japonica, характеризуемых усиленным синтезом танинов и аскорбиновой кислоты в листьях, что повышает устойчивость данных культур. По комплексу признаков (фотосинетическая активность, жизнеспособность, площадь листа, накопление таннинов и АК) мы предлагаем в качестве биоиндикаторов эколого-биологического состояния субтропических урбосистем использовать следующие виды: Eriobotrya japonica, Cinnamomum camphora и Laurus nobilis. Таблица 9 - Вариабельность физиолого-биохимических параметров лидирующих _____________ структурообразующих видов в условиях города______________ Коэффициент вариации, % Вид ВС* ЗФП ТанАКСВТЛПЛФАЖС М. grandiflora512191643154724 L. nobilis012497935607113 A. japonica322464248287110 P. laurocerasus 2233145651713 С. camphora735352343338527 N. oleander71110211318716 J. mesnyi31016389323854 E. japonica042304603809416 *ЗФП - зеленые фотосинтетические пигменты; ВС - водоудерживающая способность; АК - аскорбиновая кислота; Тан - танины; ФА - флуктуирующая асимметрия; СВ - сухие вещества; TJI —толщина листа; ПЛ - площадь листа; ЖС - жизнеспособность Прослеживается неоднородность в распределении древесно-кустарниковой растительности по исследуемым территориальным объектам. Улицы, на которых отмечался достаточный уровень озеленения, практически не подвергались конструктивным изменениям, застройка на них сложилась в 70-90-е годы прошлого века. В условиях региона периодом наибольшей декоративности для древесных растений и пальм следует считать возраст от 25 до 100 лет; для кустарников и кустовидных растений - от 10 до 50 лет. Большинство культур относятся ко второму (2 989 экз.) и третьему (1 580 экз.) классу возраста. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, в результате многолетних исследований нами проанализировано эколого-биологическое состояние городских насаждений как основного средообразующего фактора и сделаны следующие выводы: 1. Выявлено 252 вида, из них более 41 % составляют садовые формы (культивары, сорта), что свидетельствует о высокой степени адаптации данных растений. От 63,9 до 161,0 % видов, массово применяемых в озеленении города, являются вечнозелёными растениями, что немаловажно для нормального функционирования круглогодичного курорта. Наиболее декоративной группой являются листопадные кустарники и кустовидные деревья - 53 вида. В озеленении улиц лидируют виды из Восточной Азии (около 45 %), Северной Америки (17 %) и Средиземноморья (23 %). 2. Визуальная оценка состояния насаждений установила, что из общего числа обследованных насаждений преобладают растения, относящиеся ко второй категории состояния - 72,48 %. Количественно доминируют на всех объектах исследования Cupressus sempervirens, Platycladus orientalis, Magnolia grandiflora, Liquidambar styraciflua, Ligustrum lucidum, Spiraea cantoniensis и Trachycarpus fortunei. Среди данных видов также преобладают экземпляры второй категории - 89,10 %. 3. Подвлияниемстрессовыхусловийулидирующих структурообразующих видов происходит снижение площади листа (в среднем в 3-9 раза), водоудерживающей способности (в среднем на 2-6 %), содержания зеленых фотосинтетических пигментов (в 1,2-1,8 раза). Одновременно снижается содержание танинов в листьях (до 2,13-7,82 мг/г в зоне стресса при 1,81-4,75 мг/г у видов в СБСК) и увеличивается флуктуирующая асимметрия (от 0,01 единицы в СБСК до 0,05 единиц в зоне стресса). Это приводит к снижению (в 1,1 - 1,5 раза в зависимости от вида) жизнеспособности растений в магистральных посадках. 4. Наибольший вклад в оптимизацию газового состава воздуха вносят Laurus nobilis, Cinnamomum camphora и Jasminum mesnyi, которые отличаются большим содержание хлорофилла (2,49-2,96; 1,49-2,48 и 2,17- 2,49 мг/г, соответственно); наиболее декоративными в период засухи являются Magnolia grandiflora и Aucuba japonica, у которых в примагистральных посадках наибольшая водоудерживающая способность (80,02 и 86,66 %, соответственно); Eriobotrya japonica, Prunus laurocerasus, Jasminum mesnyi, Cinnamomum camphora и Nerium oleander, характеризуются усиленным синтезом аскорбиновой кислоты в листьях (47,55; 22,01; 100,68; 70,14 и 21,20 мг/г, соответственно). 5. Виды с высокой вариабельностью физиолого-биохимических показателей (фотосинетическая активность, жизнеспособность, площадь листа, накопление таннинов и АК) - Eriobotrya japonica, Cinnamomum camphora и Laurus nobilis — являются биоиндикаторами экологического состояния субтропических урбосистем. 6. При планировании и реконструкции насаждений города Сочи и окрестных территорий необходимо учитывать эколого-биологические особенности растений, включая репродуктивную способность, которые обусловливают устойчивость и возобновление растений в условиях урбосреды. РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ Для уличного озеленения предложено использовать 183 вида из числа наиболее устойчивых и декоративных; в том числе, для рядовых и аллейных посадок - 74 вида; для живых изгородей и бордюров - 14; требующих солнечных участков - 50; для выращивания в тени - 15; устойчивых к морским бризам - 46 и переносящих известкование грунта - 64 вида. В качестве видов устойчивых к антропогенному воздействию рекомендуем использовать в озеленении города Eriobotrya japonica, Prunus laurocerasus, Jasminum mesnyi, Cinnamomum camphora и Nerium oleander. Учитывая высокую водоудерживающую способность Magnolia grandiflora и Aucuba japonica, рекомендуем активно использовать их в озеленении примагистральных посадок. Принимая во внимание сильный аромат цветущей Magnolia grandiflora, рекомендуем высаживать данную культуру дальше от объектов долговременного отдыха и от мест массового скопления людей. В связи с высокой устойчивостью к загазованности воздуха лавровишни лекарственно, жасмина мести и олеандра обыкновенного, следует усилить их использование в озеленении примагистральных посадок. Учитываявысокуювариабельностьфизиолого-биохимических показателей, рекомендуем использовать Eriobotrya japonica, Cinnamomum camphora и Laurus nobilis в качестве биоиндикаторов экологического состояния субтропических урбосистем. Для создания живых изгородей в качестве неприхотливого, устойчивого вида рекомендуем использовать Ligustrum lucidum при условии своевременной обрезки и формировки растений. Ограничить применение в озеленении города бамбуки (из-за склонности к неконтролируемому разрастанию), Trachycarpus fortunei, Phoenix canariensis и Chamaerops humilis (в связи с их неустойчивостью к стволовым вредителям) и розеточные растения (из-за недостаточной морозостойкости в условиях влажного климата). Для поддержания южного колорита рекомендуем использовать Butia capitata и Washingtoniafilifera, как наиболее устойчивые к вредителям.