Regulation of increase of biodiversity of woody plants in protective forest plantings of the Volga region

Abstract

Защитное лесоразведение в засушливых условиях Поволжья связано с использованием интродуцированных древесных растений. Несмотря на большой опыт защитного лесоразведения, состояние всех видов насаждений в регионе нельзя считать удовлетворительным. Причины: ошибки в подборе деревьев и кустарников, в оценке генофонда, в разработке ассортимента. Отсутствие научно обоснованного регламента повышения биоразнообразия древесных растений в защитных лесных насаждениях Поволжья приводит к инвазиям. На примере коллекционных дендрологических участков (Волгоградская, Самарская области) приведены материалы по выявлению потенциальных рисков последствий интродукции для повышения биоразнообразия защитных лесных насаждений. Цель – научное обоснование регламента подбора интродуцированных деревьев и кустарников для повышения биоразнообразия защитных лесных насаждений в засушливых условиях. Разработанный регламент обогащения дендрофлоры включает алгоритм количественного и качественного улучшения ассортимента и выбор лучшего варианта из возможных с использованием кластерного подхода, системы методов и критериев. Для выполнения поставленных задач научно-исследовательские работы были сконцентрированы на биоресурсах деревьев и кустарников объектов Федерального научного центра агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук (ранее ВНИАЛМИ) и его филиалов. Генофонд деревьев и кустарников представлен 700 таксонами. В статье обосновано использование в защитных лесных насаждениях Поволжья интродуцентов многоцелевого назначения (родовые комплексы семейств Rosaceae, Caprifoliaceae, Oleaceae, Fabaceae). Представлен реестр родов экономически важных семейств коллекционного фонда. Они обладают адаптивностью, включают экономически важные группы. Расширение биоразнообразия древесной растительности защитных лесных насаждений посредством введения кустарников различных форм роста (высоких, средних, низких) способствуют улучшению экологических условий и сохранению биологического разнообразия ландшафтов. Представлены материалы мониторинга дендрологических коллекций и экспериментальных популяций, образующих самосев. Установлено, что при конструировании защитных лесных насаждений различного целевого назначения необходимо использовать разнообразие перспективных и экономически важных деревьев и кустарников (лесомелиоративных, декоративных, плодово-ягодных, медоносных, лекарственных). Для лесомелиоративного обустройства деградированных экосистем рекомендовано 168 видов деревьев и кустарников. Для создания насаждений на малопродуктивных землях внедряется 90 видов интродуцированных кустарников многоцелевого назначения. Прогноз перспективности генофонда древесных растений для защитного лесоразведения базируется на многолетнем агроэкологическом мониторинге родовых комплексов дендрологических коллекций Федерального научного центра агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук и включает создание фонда посадочного материала древесных видов с учетом экологичности, хозяйственной пригодности и инновационной привлекательности. Protective afforestation in the arid conditions of the Volga region is associated with the use of introduced woody plants. Despite the great experience of protective afforestation, the condition of all types of plantings in the region cannot be considered satisfactory. Reasons: errors in the selection of trees and shrubs, in the evaluation of the gene pool, in the development of the assortment. The lack of scientifically sound regulations for increasing the biodiversity of woody plants in the protective forest plantations of the Volga region leads to invasions. On the example of collections dendrology plots (Volgograd and Samara regions), materials are provided to identify potential risks of the consequences of introductions to enhance the biodiversity of protective forest plantings. The goal is the scientific substantiation of the regulations for the selection of introduced trees and shrubs to enhance the biodiversity of protective forest plantations in arid conditions. The developed procedure for enriching dendroflora includes an algorithm for quantitative and qualitative improvement of the assortment and the choice of the best option possible with the use of a cluster approach, a system of methods and criteria. To carry out the tasks set, the research work was concentrated on the bioresources of trees and shrubs of the facilities of the Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of Russian Academy of Sciences (formerly VNIALMI) and its branches. The genefond of trees and shrubs is represented by 700 taxa. The article substantiates the use of multi-purpose plants in protective forest plantations (Rosaceae, Caprifoliaceae, Oleaceae, Fabaceae) of the Volga region. The register of genera of economically important families of the collections fund is presented. They have adaptability, they include economically important groups. Expanding the biodiversity of tree vegetation of protective forest plantations through the introduction of shrubs of various forms of growth (high, medium, low) contribute to improving environmental conditions and preserving the biodiversity of landscapes. Materials of monitoring dendrological collections and experimental populations that form sowing of young plants are present. It is established that when designing protective forest plantings for various special purposes, it is necessary to use a variety of perspective and economically important trees and shrubs (forest meliorative, ornamental, fruit and berry, honey, medicinal). For forest reclamation of degraded ecosystems, 168 species of trees and shrubs are recommended. For the creation of plantings on unproductive land, 90 species of introduced shrubs of multi-purpose use are being introduced. The forecast of the perspective of the gene pool of woody plants for protective afforestation is based on long-term agroecological monitoring of the generic complexes of dendrological collections of the Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of Russian Academy of Sciences, and includes the creation of a stock of planting material for tree species, taking into account environmental friendliness, economic suitability and innovative attractiveness.