1. Введение

Ель сербская (

Picea omorika (Pančić) Purk.) имеет природный ареал произрастания на Балканах: в горах Сербии, Боснии и в Западной Болгарии в Родопских горах — в бассейне реки Дрина [4], [14], [15]. Эта ель считается реликтом третичного периода кайнозойской эры, начавшегося около 66 млн. лет назад и закончившегося около 1,8 млн лет назад. Считается, что в эту эпоху данный вид (или близкий к нему) был широко распространен на всей территории Евразии и Северной Америке. Известно, что в конце третичного периода появилась, в част

Основная дендрологическая особенность ели сербской

—

Дендрохронологические исследования, выполнявшиеся на базе коллекции хвойных Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН показали, что есть основания считать ель сербскую видом, экологическая ниша которого близка к экологической нише первопредка всех представителей семейства сосновые (

[2]

Ель сербская имеет ограниченное распространение в Московском регионе. Так, подробная добротная монография Древесные растения парков Подмосковья [1] изданная в 1979 году в издательстве Наука, написанная коллективом сотрудников Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН отмечает такие виды и внутривидовые формы рода Picea Dietr. как ель колючая (Picea pungens Engelm.), ель колючая голубая (Picea pungens Caesia), ель колючая зеленая (Picea pungens Viridis) ель колючая сизая (Picea pungens Glauca)), ель обыкновенная (Picea abies (L.) Karst.), ель обыкновенная плакучая (Picea abies Pendula), ель обыкновенная прутовидная (Picea abies Virgata), ель сибирская (Picea obovata Ldb.), ель сизая (Picea glauca (Moench.) Voss.), ель Энгельмана (Picea engelmannii Engelm.) (русские и латинские названия растений приведены в трактовке авторов монографии). Ель сербская в ней не отмечена ни для одного локального объекта. Безусловно, представленность данного вида в интродукции в пределах Московского региона существенным образом возросла за последние 30 лет благодаря активному созданию новых объектов ландшафтной архитектуры и завозу посадочного материала из Западной Европы. Тем не менее, на наш взгляд, имеется потенциал для более широкого использования данного вида в городском озеленении, а также в качестве основного вида при создании лесных плантаций и их эксплуатации.

Ель сербская отличается высокой засухоустойчивостью, что предопределяет и ее высокую газоустойчивость. Опыт интродукции показывает ее общую высокую устойчивость в урбанизированной среде [4], [15]. Видоспецифичный признак — узкая крона обеспечивает низкую парусность и низкую вероятность повреждения дерева ветром и навалами снега, что обеспечивает низкую аварийность вида в городской среде. Нет данных о высокой пораженности данного вида стволовыми гнилями в условиях интродукции, что говорит о нем как о перспективном с точки зрения не аварийности виде. Немаловажно также, что вид обладает высокими декоративными свойствами.

Анализ дендрохронологической информации позволяет исследовать наследственные экологические свойства видов интродуцентов, выявлять климатические факторы, критически значимые для их роста за пределами естественного ареала, а также вести диагностику потребности растений в определенного рода уходах в рамках их выращивания в конкретных условиях произрастания. Детальное познание биоэкологических свойств видов елей, оценка перспектив их роста в конкретном регионе с учетом прогнозируемых изменений климата возможна на основе использования дендроклиматической информации [2], [6], [12], [17]. 

В данной статье изложены результаты дендроклиматической диагностики биоэкологических особенностей роста ели сербской на конкретном локальном объекте озеленения — в дендрарии Мытищинского филиала МГТУ им. Н. Э. Баумана (бывший МГУлеса). Целью исследования было установление закономерностей климатически обусловленной изменчивости годичных колец у данного вида и диагностика на их основе биоэкологических особенностей роста вида. Для этого решались такие задачи как отбор образцов древесины, получение временных рядов радиального прироста (временных рядов ширины годичного кольца), выявление связей между изменчивостью величины прироста и изменениями метеопараметров. Результаты исследований были апробированы при выступлении в рамках международного молодежного форума Ломоносов-2025 на кафедре высших растений МГУ им. М.В. Ломоносова и частично опубликованы в виде тезисов доклада [5]. 

2. Методы и принципы исследования

Для целей исследования были отобраны два дерева ели сербской, произрастающие в дендрарии МФ МГТУ им.Н.Э. Баумана. Они были высажены в 1975 году. Их внешний вид в апреле 2025 отражает фото на рисунке 1, их состояние характеризуют данные таблицы 1.

С каждого дерева было отобрано по два керна - один на высоте 1,3 м с целью анализа динамики радиального прироста и один на высоте 0,1 м

—

3. Основные результаты

Хорошо известно, что число годичных колец меняется по высоте ствола. Для определения возраста деревьев отбор кернов необходимо вести на высоте 0,1 м. В том случае если на образце древесины (керне) будет зафиксирована сердцевина и ювенильная древесина, то подсчет числа годичных колец на образце даст точный биологический возраст дерева. Это происходит не всегда, так как бурав при сверлении не всегда попадает в биологический центр ствола дерева. 

В нашем случае возраст деревьев определен как 53 года. Первое годичное кольцо сформировалось в 1972 году. Посадка деревьев, видимо, велась трехлетними саженцами в 1975 году, такой вариант датировки совпадает с данными о создании посадки. До высоты 1,3 метра деревья росли около 10 лет, давая линейный прирост в высоту 13 см.

Для анализа влияния климатических факторов на прирост отбор кернов желательно вести на высоте 1,3 м. Здесь менее выражены эффекты эксцентриситета ствола, которые могут вызывать формирование аномально широких и аномально узких годичных колец на отдельных радиусах вне связи с изменением общей продуктивности дерева. На высоте 1, 3 м наблюдается синхронное изменение значений прироста по разным радиусам, то есть периоды увеличения и уменьшения прироста совпадают в хронологиях по разным радиусам.

Первичные временные ряды полученные в результате измерения ширины годичных колец на кернах древесины и последующей перекрестной датировки приведены на рисунке 2.

Обобщенная хронология по ширине годичного кольца на высоте 1,3 м по четырем радиусам (два северных, два южных) обладает выраженным возрастным трендом. Таким же трендом обладает хронология по двум учетным деревьям для высоты 0,1 м (рисунок 3).

Для древесных растений характерен эндогенно обусловленный отрицательный тренд во временных рядах радиального прироста, а наличие положительного тренда говорит об улучшении условий роста деревьев в последние годы, что, видимо, как и в случае ели восточной [3], [17], связано с благоприятными для данного вида климатическими изменениями в среде обитания.

Индивидуальные временные ряды ширины годичного кольца были индексированы: ширина годичного кольца в каждом году делилась на среднюю ширину годичного кольца за последние пять лет. Индексированные временные ряды отражены на рисунке 4.

 целях дендроклиматического анализа был произведен расчет коэффициентов корреляции между временными рядами индексов прироста на разных высотах ствола, приведенными на рисунке 5, и временными рядами метеопараметров: как для текущего, так и для прошлого года (года, предшествовавшего календарному году формирования годичного кольца). Для индексированного ряда индексов прироста на высоте 1,3 м не было выявлено коэффициентов корреляции достоверных при уровне доверительной вероятности 0,05 и более высоких уровнях доверительной вероятности. Для индексированной хронологии на высоте 0,1 м были выявлены достоверные коэффициенты корреляции с температурами декабря прошлого года (+0,35), осадками мая текущего года (+0,42), температурами февраля текущего года (+0,34). Все они лежат близко к пороговому значению достоверности коэффициентов корреляции при уровне доверительной вероятности 0,05. Такого рода результаты (отсутствие тесных корреляционных связей) говорят о высокой адаптированности исследуемых экземпляров к условиям экотопа дендрария. В оптимальных условиях произрастания лимитирующие прирост климатические факторы меняются от года к году и процедура корреляционного анализа попросту не может их выявить, но это не значит, что влияние климата на прирост при этом отсутствует.

Вторым вариантом дендроклиматического анализа, дополняющим дендроклиматический анализ методом расчета коэффициентов корреляции является метод климаграмм. Проанализировав графики на рисунке 5 к числу локальных максимумов прироста были отнесены 1991, 2001, 2008, 2013, 2020; а к числу локальных минимумов прироста 1988, 1995, 2003, 2011, 2017. Максимумы прироста индицируют годы с благоприятным сочетанием метеопараметров роста (при допущении о равенстве параметров всех прочих значимых экологических факторов), минимумы прироста индицируют неблагоприятные условия роста. Рассчитав средние значения для группы лет локальных максимумов и локальных минимумов прироста можно получить объективные количественные данные о метеорологическом фоне, благоприятном для интенсивного роста ели сербской, так же как и об экологическом фоне неблагоприятном для ее роста. 

Средние значения метеопараметров для этих групп лет были сопоставлены между собой и со средними многолетними для периода 1985–2022 гг. (рисунок 6, рисунок 7). 

Установлено, что благоприятные условия для роста деревьев складываются в первую очередь при повышенных значениях суммы атмосферных осадков в мае, июне, июле текущего года. Для улучшения роста деревьев целесообразен полив посадки в течении указанной части вегетационного сезона. Если обсуждать перспективы разведения ели сербской на плантациях, либо в рамках городского озеленения, то организация полива посадок не составляет существенной проблемы, тем более, что вести его придется не в течении всего вегетационного сезона, а лишь в отдельный его период при условии недостатка влажности почвы, что может быть своевременно зафиксировано при установке соответствующих датчиков. Существенно, что в годы минимумов значения суммы осадков близки к среднемноголетним. Также важно, что положительное влияние осадков мая частично выявлено нами и при корреляционном анализе, но так как оно сказывается односторонним образом (повышенные осадки ведут к увеличению прироста, а пониженные в силу высокой засухоустойчивости ели сербской не ведут к снижению прироста), то линейный корреляционный анализ эту зависимость фиксирует плохо.

Формирование максимумов прироста также происходит при повышенных значениях среднемесячных температур января и февраля. Это в целом совпадает с результатами корреляционного дендроклиматического анализа, также выявившего положительное влияние повышенных зимних температур на рост ели сербской. Таким образом, наблюдаемый положительный тренд в изменчивости прироста следует связывать с положительным трендом в динамике средних зимних температур и улучшением климатических условий для роста ели сербской (рисунок 8).

За рассматриваемый период средняя зимняя температура по значениям линейного тренда сместилась от -7,5оС до -4,4оС, что существенно для такого короткого временного интервала. Если долговременные тенденции роста зимних температур в Московском регионе сохранятся, то его климат станет более благоприятным для роста ели сербской.

4. Обсуждение

Дендроклиматические исследования роста ели сербской в естественном ареале на границе между Сербией и Боснией и Герцеговиной дали авторам основания охарактеризовать ее как реликтовый вид, находящийся под угрозой исчезновения

[14] увеличение продолжительности и интенсивности засух в Юго-Восточной Европе приведёт к серьёзным изменениям в оставшихся естественных лесах. Поэтому, чтобы принимать обоснованные управленческие решения, способствующие их сохранению, важно лучше понимать, как они реагируют на изменения климата и окружающей среды. Эти же основания справедливы и для исследования закономерностей влияния климатических факторов на рост ели сербской в Московском регионе — может оказаться, что этот эндемичный реликтовый вид, которому может угрожать вымирание в естественном ареале, ограниченном в настоящее время каньоном реки Дрина, может оказаться перспективным для расширенного культивирования в Московском регионе.

Выполненный авторами статьи анализ годичных колец, охватывающий общий период с 1974 по 2016 год, показал значительное замедление роста и выявил усиливающуюся негативную реакцию на летнюю засуху за последние 30–40 лет. Сила реакции различалась в зависимости от дерева и места произрастания: молодые деревья и те, что растут на меньшей высоте, сильнее страдали от засухи.

В контексте обсуждаемой темы важно также учитывать особенности влияния климатических факторов на рост ели европейской в той части ее естественного ареала, в которой она граничит с елью сербской

[16]в Боснии и Герцеговине леса занимают 2 904 600 га, или 56,7 % от общей площади страны. Анализ метеорологических данных за 1961–2014 гг. показывает, что среднегодовая температура воздуха в этом регионе продолжает постоянно повышаться и поэтому лесным экосистемам следует уделять пристальное внимание. Одним из важнейших видов для лесного хозяйства Боснии и Герцеговины является ель европейская. По мнению авторов в данном регионе ель европейская находится под угрозой исчезновения из-за низкой засухоустойчивости и подверженности различным заболеваниям. Согласно прогнозам на середину (2041–2070 гг.) и конец века (2071–2100 гг.) в соответствии со сценарием RCP 4.5 значительного влияния климата на распространение ели не будет. Прогнозируемые темпы уменьшения площади и высотные сдвиги благоприятных местообитаний незначительны. Прогнозы в соответствии со сценарием RCP 8.5 предсказывают весомое сокращение благоприятных местообитаний для ели обыкновенной как на территории существующего ареала вида, так во всей Боснии и Герцеговине. В частности, прогноз на конец века (RCP 8.5) показывает почти полное исчезновение благоприятных для произрастания ели мест, в то время как небольшие участки, подходящие для этого дерева, расположенные выше, чем остальные, над уровнем моря, останутся нетронутыми. Таким образом, в зависимости от сценария наблюдаемых климатических изменений состояние еловых лесов из ели европейской будет изменяться по-разному. 

Ухудшение условий роста для ели сербской в естественном ареале в связи с изменениями климата может быть сопряжено с улучшением условий для ее роста в условиях интродукции в определенных регионах. Анализируя результаты дендроклиматического анализа роста ели сербской, имеет смысл учитывать результаты предыдущих исследований, содержащие результаты дендроклиматического анализа роста ели европейской в Московском регионе

[8][10][11][13][2][6][12][17]

Положительное влияние на рост повышенных зимних температур в Московском регионе зафиксировано для ели восточной (

Picea orientalis (L.) Peterm.) [3][17]Picea schrenkiana Fisch. & C.A.Mey[7]Picea glehnii (F.Schmidt) Mast.[12]—

При обсуждении результатов дендроклиматического анализа видов интродуцентов рода Picea важно учитывать специфику роста в данном регионе автохтонного вида

—[10][9]

Таким образом, рост ели сербской в дендрарии МФ МГТУ, его климатическая обусловленность имеет выраженные черты сходства с ростом других интродуцированных видов ели, а также с ростом местного автохтонного вида ели.

5. Заключение

Подводя итог исследованию следует отметить следующие основные выводы:

1. Первые результаты исследований не противоречат гипотезе о перспективности ели сербской для расширенного разведения на территории Московского региона.

2. Целесообразен дальнейший поиск и выявление старовозрастных посадок ели сербской на территории Московского региона и смежных с ним регионов, оценка их состояния и выполнение дендроклиматических исследований особенностей их роста.

3. Целесообразно создание опытных плантационных культур ели сербской, например, на территории Щелковского учебно-опытного лесхоза.

The additional file for this article can be found as follows: