Районирование растений в различных климатических зонах России

• Районирование растений
• Основные экологические факторы и отношение к ним растений:
• Низкие температуры и морозостойкость растений
• Теневыносливость и светолюбие растений
• Засоленность почв и солеустойчивость растений
• Дымо- и газоустойчивость растений
• Климатические и связанные с ними растительные зоныРоссии

Растения являются одним из ключевых элементов в создании красивых и функциональных ландшафтов. Их правильный выбор определяет не только визуальное воздействие, но и экологическую устойчивость ландшафта.

Россия, занимающая обширную территорию, отличается разнообразными климатическими условиями, что обусловливает формирование различных растительных зон. Каждая зона характеризуется уникальным набором растений, приспособленных к местным условиям.

Районирование растений

Районирование растений — это практика их подбора для определенной зоны в зависимости от внешних факторов среды и экологических особенностей местности, такими как климат, тип почвы, солнечное освещение и т.д. Районирование позволяет обеспечить выживаемость растений, а также имеет важное значение для поддержания существующих экосистем и сохранения биоразнообразия.

Для озеленения городов необходим широкий ассортимент деревьев и кустарников, отличающихся большим разнообразием форм, окраской листьев и цветков, сроками цветения, декоративностью плодов. В него должны входить различные виды, позволяющие создавать массивы, аллеи, красивые группы, живые изгороди различной высоты и конструкции, бордюры. В ассортименте должны быть растения, которые будут хорошо расти в многообразных экологических условиях - влажных и сухих местах, на тенистых и сильно освещенных участках, на почвах, сильно различающихся как по механическому, так и по химическому составу. Растения, кроме того, должны хорошо противостоять специфическим условиям города — повышенному содержанию в атмосфере пыли и вредных газов, уплотненной почве, сухости воздуха, повышенной его температуре, должны хорошо произрастать на искусственных городских почвах.

Большие требования, предъявляемые к ассортименту растений со стороны зеленого строительства, заставляют кроме местной флоры, широко использовать в озеленении инорайонные деревья и кустарники. Успешное произрастание инорайонных древесных пород зависит от выбора вводимых растений, от соответствия между их биологическими требованиями и климатическими условиями нового района.

Основные экологические факторы и отношение к ним растений

Рельеф и климат любой территории, а также производственная деятельность человека обусловливают наличие и характер ряда факторов среды, влияющих на рост и развитие растений:

• Низкие температуры и морозостойкость растений
• Теневыносливость и светолюбие растений
• Засоленность почв и солеустойчивость растений
• Дымо- и газоустойчивость растений

Одни из этих факторов являются наиболее важными и везде действующими, например, низкие температуры и свет, другие — засоленность почвы, наличие в воздухе дыма и газов — действуют не везде, но там, где они есть, их влияние на растение весьма значительно.

Низкие температуры и морозостойкость растений.

Основным фактором, определяющим зимостойкость деревьев и кустарников, считается их стойкость к вымерзанию. В связи с этим ниже речь будет идти не о зимостойкости вообще, а лишь о морозостойкости деревьев и кустарников, понимая под морозостойкостью способность растений выдерживать температуры ниже 0°. Различают растения устойчивые к осенним заморозкам, зимним морозам и весенним заморозкам. От осенних заморозков обычно страдают растения, отличающиеся слабой морозостойкостью вообще. Такие растения характеризуются продолжительным ростом побегов, часто отсутствием к началу осени ясно выраженных верхушечных почек на побегах, слабым их одревеснением. При первом повреждении осенними заморозками, такие растения еще в большей степени страдают от сильных морозов зимой.

В отличие от осенних заморозков, весенние заморозки повреждают больше древесные породы с хорошей морозостойкостью. Происходит это от того, что более морозостойкие породы менее требовательны к теплу и с наступлением первых теплых весенних дней трогаются в рост. Спровоцированные на рост растения попадают под весенние заморозки, которые повреждают листья, молодые растущие побеги, а у рано цветущих древесных пород — бутоны и цветы. При поздних весенних заморозках могут повреждаться и поздно трогающиеся в рост теплолюбивые породы. От весенних заморозков деревья и кустарники обычно не погибают, но более или менее ослабевают. На восстановление поврежденных листьев и побегов растения вынуждены вновь расходовать пластические вещества, затрачивать время на их образование. В силу этого восстановленные побеги запаздывают в росте, слабо развиваются, плохо древеснеют, что снижает их устойчивость к зимним морозам.

Морозостойкость древесных пород обычно определяется характером повреждения от зимних морозов. Этого правила придерживаемся и мы, говоря ниже о морозостойкости декоративных древесных пород. Для учета повреждений древесных пород зимними морозами разработано много шкал морозостойкости. Среди них, на наш взгляд, наибольшего внимания заслуживают пятибалльные шкалы, в которых баллом I отмечается вполне морозостойкая порода, баллом V — породы неморозостойкие, выпадающие в первую зиму, а баллами II, III и IV — различные степени повреждений от слабых до сильных.

C помощью шкалы морозостойкости можно легко предварительно определить успех акклиматизации декоративных древесно-кустарниковых растений в первые годы их испытаний и оценить их значение для озеленения. Растения, получающие ежегодно оценку морозостойкости по баллу І или І—І (ІІ в более суровые зимы) могут быть, при других хороших показателях (декоративность, хорошая устойчивость в городе и прочее), перспективны для озеленения. Растения с ІІ и III баллами для этих целей уже мало пригодны. Сухие ветви, образующиеся после обмерзания, сильно снижают декоративность насаждений, а удаление сушняка требует больших затрат труда. Растения с такой морозостойкостью можно использовать лишь в отдельных случаях, учитывая их высокую декоративную ценность, позволяющую идти на затраты по укрытию их от мороза в зимнее время. Чтобы шире использовать в озеленении недостаточно морозостойкие растения, необходимо применять наиболее активные методы акклиматизации — направленный отбор, метод ментора, гибридизацию и т. д.

Успех акклиматизации зависит от правильности выбора новых вводимых растений.

Основным показателем благополучного произрастания растений в различных условиях явилась их морозостойкость. При совпадении ритмов развития растений с ритмом климата районов их произрастания, растения своевременно и полностью должны проходить все фазы своего развития, связанные с ростом и хорошей подготовкой к зиме. И, наоборот, несовпадение этих ритмов приводит к тому, что растения не успевают закончить весь цикл своего развития, слабо проходят закалку к зимним морозам, что в той или иной степени ослабляет морозостойкость растений. Для определения степени морозостойкости декоративных пород была взята пятибалльная шкала, приведенная выше. Результаты по морозостойкости растений сопоставлялись с климатическими показателями тех районов, в которых проводился учет их морозостойкости.

Теневыносливость и светолюбие растений.

Несмотря на большую роль света в жизни растений воздействию его придается меньшее значение, чем теплу, влаге, пище. В результате чего подбор растений для того или иного типа посадок в городских зеленых насаждениях часто проводится без учета их потребности в интенсивности освещения, а отсюда — образующееся в ряде случаев несоответствие растений световому режиму места произрастания приводит к низкой декоративности и преждевременной гибели растений. Говоря о потребности растений в свете, обычно имеют в виду длину светового дня и интенсивность освещения в данном месте произрастания.

По своей требовательности к длительности светового дня растения делятся на растения короткого дня, у которых цветение и плодоношение происходит при 8—12-часовом световом дне, и растения длинного дня, требующие освещенности более 12 часов в сутки. В отдельную группу выделяются растения нейтральные, зацветающие и плодоносящие при любой длине дня. Существует тесная связь между этими группами и географическим ареалом растений.

Так, субтропическим и тропическим районам свойственны растения короткого дня, умеренным и северным — растения длинного дня, нейтральные растения распространены повсеместно. Изменение длины светового дня сказывается на росте и развитии растений. У растений короткого дня, помещенных в условиях для длинного, удлиняется вегетация, поэтому они повреждаются морозом и не плодоносят. Растения длинного дня, приспособленные к перенесению низких зимних температур, при коротком дне не цветут. Изменяется фотопериодическая реакция растений (реакция продолжительность дневного освещения) в зависимости и от ряда других внешних факторов — температуры воздуха, влажности почвы, интенсивности и качества света и т. п.

По отношению к интенсивности освещения растения подразделяют на:

• светолюбивые,
• теневыносливые,
• тенелюбивые.

Светолюбивые растения произрастают на открытых солнечных местах и не переносят длительного затенения. Для нормального роста и развития они нуждаются в солнечной радиации высокой интенсивности, характерной для степных и пустынных зон, где облачность незначительна, растительный покров разрежен и растения не затеняют друг друга. В лесной зоне светолюбивыми породами являются: береза, лиственница, сосна, а из кустарников - большинство спирей и шиповников.

Светолюбие растений обычно связано с их возрастом: взрослые особи, как правило, более светолюбивы, чем молодые. Кроме того, светолюбие растений возрастает по мере удаления от тропиков к полюсам, а также с повышением над уровнем моря.

Теневыносливость растений в значительной мере подвержена изменчивости в зависимости от возраста растений и внешних факторов. С возрастом теневыносливость, как правило, понижается. Так, например, подрост ясеня обыкновенного хорошо произрастает под пологом хвойных и широколиственных пород, в то время как взрослые деревья его значительно более светолюбивы. Кроме того, теневыносливость растений снижается в более высоких широтах, в горах, а также по мере возрастания сухости климата или на бедных почвах. Например, вереск на западе Европы во влажном климате растет на открытых, хорошо освещенных местах, а в более континентальном климате, на востоке — в лесу. Ряд лесных пород умеренных широт на севере и в горах произрастает только на открытых местах.

С другой стороны, в лучших почвенных условиях, растения значительно легче переносят недостаток света. Например, лещина на плодородной почве образует развитую крону в местах со световым минимумом около 1/50 от полного освещения. В то же время на почвах бедных ее крона разрежена уже при 1/20 от полного освещения, а при большем затенении происходит отмирание листьев внутри кроны.

Для теневыносливых древесных пород характерно густое облиствение, медленное очищение ствола от нижних сучьев, более тонкие листья, чем у растений светолюбивых. Теневыносливые растения отличаются способностью использовать даже слабый свет, причем для лучшего фотосинтеза листья у таких растений расположены мозаично. От теневыносливых растений следует отличать растения тенелюбивые, нормально произрастающие только в условиях постоянного затенения, например, под пологом леса. Для всех растений этой группы оптимальным является освещение значительно меньшее, чем полное солнечное.

Часто теневыносливые и тенелюбивые растения объединяют в одну группу теневых растений.

Особенно необходимо учитывать потребность древесно-кустарниковых пород в световом режиме при озеленении городов, когда растения высаживают в условиях резко отличных от естественных. Явное несоответствие растительности к световым условиям места произрастания заранее обрекает их на гибель. В то же время подбор светового оптимума для той или иной породы позволяет не только удовлетворить потребности растений в свете, но в какой-то мере ослабить и неблагоприятное воздействие на них присущих городу отрицательных условий. Отсюда понятна вся важность мероприятий, направленных на удовлетворение потребности растений в длительности светового дня, и интенсивности освещения.

Засоленность почв и солеустойчивость растений

Засоленные почвы широко встречаются в сухих областях, характеризующихся отрицательным водным балансом, т. е. превышением испарения влаги над осадками. В России распространение засоленных почв ограничено югом Западной Сибири, степным Алтаем, Минусинской котловиной, Тувинской впадиной, Южным Забайкальем, Центральной Якутией. Засоленные почвы определяют характер растительности в этих районах. Но, прежде чем говорить о растениях, произрастающих на таких почвах, нужно коротко рассказать, что эти почвы собой представляют.

Виды засоленных почв:

• солончаки,
• солонцы,
• солоди.

Солончаками называются почвы, содержащие легкорастворимые натриевые соли, в основном хлористые, серные и углекислые. Обычно вместе с ними присутствуют также соли кальция магния. Образование солончаков связано с приносом указанных солей минерализованными грунтовыми водами и отложением их в поверхностных горизонтах солончаков вследствие испарения грунтовых вод при их капиллярном подъеме. Характер соленакопления при образовании солончаков определяется климатическими условиями, растительностью, глубиной залегания и составом грунтовых вод.

Растительность солончаков состоит из галофитов — растений, приспособленных к произрастанию в условиях высокого содержания солей в почве. Солончаки менее всего пригодны для озеленения, а если их озеленяют, то специальными древесно-кустарниковыми галофитными породами.

Солонцы — почвы, содержащие поглощенный натрий. Верхний горизонт представляет собой серый, часто бесструктурный слой, под которым залегает сильно уплотненный солонцовый горизонт, плохо пропускающий влагу. На солонцах могут произрастать растения, выдерживающие небольшое количество солей в почве.

Солоди образуются чаще всего в результате нарушения гидрологического режима почв в сторону временного (таяние снега) или постоянного (заболачивание) избытка влаги. Нисходящим током воды соли вымываются в глубь почвы. На солодях произрастает большее число растений, чем на солонцах.

В России в самой северной точке распространения засоленных почв — в Якутске — при наличии усугубляющего отрицательного фактора вечной мерзлоты нормально растут и развиваются многие декоративные деревья и кустарники — ель сибирская, береза плосколистная, ива Гмелина, черемуха азиатская, рябина сибирская, таволга средняя, тополь душистый, шиповник иглистый, бузина красная, жимолость татарская, карагана древовидная.

Зная почвенные условия в озеленяемом районе, можно правильно выбрать растения, наиболее приспособленные к тем или иным засоленным почвам. Такие растения называются солеустойчивыми. Одни из них в силу исторического развития требуют значительного засоления почвы и потому хорошо растут только при наличии потребного количества солей. Но такие растения (селитрянка, саксаул) мало пригодны для озеленения. Другие растения, как например, декоративные тамариксы, неплохо себя чувствуют на засоленных почвах в результате способности выделять из себя избыток солей. Иные растения, главным образом травянистые, отличаются слабой проницаемостью плазмы для солей, что позволяет им хорошо расти на солонцеватых почвах.

Дымо и газоустойчивость растений

Подбор древесно-кустарниковых пород для использования в озеленении городов и поселков в первую очередь проводится по декоративным признакам без учета их дымо- и газоустойчивости, понимая под этим способность растений противостоять вредному действию дымовых газов.

В то же время выбросы промышленных предприятий, выхлопные газы автотранспорта ухудшают условия произрастания деревьев и кустарников в городе, снижают их декоративность и сокращают продолжительность жизни.

Известно, что различные деревья и кустарники неодинаково реагируют на действие дыма и газа, то есть неодинаково дымо- и газоустойчивы. Различная реакция растений в отношении этого фактора позволяет подбирать ассортименты дымо- и газоустойчивых растений.

Некоторые особенности, связанные с ростом и развитием древесно-кустарниковых растений, позволяют хотя бы ориентировочно делать выводы о газоустойчивости тех или иных пород.

Выделяют три вида газоустойчивости растений:

• биологическая,
• морфолого-анатомическая,
• физиологическая.

Биологическая газоустойчивость заключается в способности растений быстро возобновлять поврежденные дымовыми газами части и органы, восстанавливая таким образом и свою декоративность. Этот вид газоустойчивости свойствен, в основном, быстрорастущим древесным и кустарниковым породам, например, клену ясенелистному, бузине сибирской, крушине ломкой.

Морфолого-анатомическая газоустойчивость обусловливается особенностями морфолого-анатомического строения растений. Так, более газоустойчивыми являются растения с войлочно-опушенными листьями (некоторые ивы, лохи) и с листьями плотными, кожистыми, с восковым налетом (некоторые кизильники, ивы, тополя, облепихи).

Физиологическая газоустойчивость связана с физиолого-биохимическими особенностями растений. Обычно этот вид газоустойчивости имеет место у растений, не обладающих резко выраженной способностью восстановления поврежденных листьев и побегов и не отличающихся морфологическими особенностями, которые защищают растение от проникновения в него газов.

Все эти виды газоустойчивости могут быть у одного и того же растения или же один вид может преобладать и предопределять газоустойчивость растения в целом.

В зависимости от характера газовых повреждений их можно подразделить на две группы:

• Острые повреждения - вызываются относительно кратковременным действием значительных концентраций газов; ожоги появляются уже через несколько часов.
• Хронические повреждения - вызываются длительным действием низких концентраций газов, вызывающих нарушение физиолого-биохимических функций. Внешних признаков поражения газом может не быть совсем или же они наступают через продолжительное время (недели, месяцы).

Газоустойчивость растений повышается в связи с улучшением условий их произрастания — почвы, ухода и, наоборот, понижается на малоплодородных и сухих почвах. С возрастом газоустойчивость деревьев и кустарников возрастает.

Климатические и связанные с ними растительные зоны России

Как известно, Россия разделена на следующие основные климатические зоны:

• Арктическая зона:
характеризуется холодным климатом с низкими температурами и коротким вегетационным периодом.
• Субарктическая зона:
  переходная между арктической и умеренной зонами с умеренно холодным климатом.
• Умеренная зона:
  самая большая зона, включающая в себя различные подзоны с умеренным климатом и четко выраженными сезонами.
• Субтропическая зона:
  теплая зона с мягкими зимами и жарким летом, расположенная на юге России.

Природные условия каждой климатической зоны определяют соответствующую растительную зону. Климатические, географические и природные особенности местности влияют на типы растений, их видовое разнообразие, биоразнообразие и, соответственно, на состав и структуру растительного покрова. Таким образом, каждая растительная зона характеризуется определенным типом растительности или флоры.

Основные растительные зоны России:

• Арктическая тундра. Расположена в арктической зоне. Характеризуется низкорослой растительностью, такой как мхи, лишайники, карликовые кустарники и травы.
• Субарктическая лесотундра. Переходная зона между тундрой и тайгой. Сочетает в себе элементы тундры и тайги, с низкорослой растительностью и редкими деревьями.
• Тайга. Расположена в умеренной зоне. Характеризуется хвойными лесами, в основном состоящими из ели, сосны и лиственницы.
• Смешанные леса. Переходная зона между тайгой и широколиственными лесами. Сочетает в себе хвойные и лиственные породы деревьев, такие как дуб, береза и клен.
• Широколиственные леса. Расположены в умеренной зоне. Характеризуются преобладанием лиственных пород деревьев, таких как дуб, бук и липа.
• Лесостепь. Переходная зона между широколиственными лесами и степями. Сочетает в себе лесные массивы и участки степной растительности.
• Степь. Расположена в умеренной зоне. Характеризуется травянистой растительностью, такой как ковыль, типчак и полынь.
• Полупустыня. Переходная зона между степью и пустыней. Сочетает в себе элементы степи и пустыни, с редкой травянистой растительностью и кустарниками.
• Пустыня. Расположена в субтропической зоне. Характеризуется засушливым климатом и скудной растительностью, такой как саксаул, джузгун и солянки.

Изучением влияния экологических факторов на рост и развитие растений занимаются научно-исследовательские центры и ботанические сады Российской академии наук и профильных университетов. Большая исследовательская работа по данной теме была проведена в советское время, в том числе, благодаря необходимости озеленения новых промышленных центров Сибири и Дальнего Востока. Например, было показано, что в этих регионах можно использовать широкий ассортимент европейских, дальневосточных и североамериканских пород, а также «передвигать» новые декоративные породы между регионами страны.

Перед ландшафтными архитекторами стоит задача создания ландшафтов, приспособленных к конкретным условиям и потребностям. Специалисты подбирают для выбранной территории именно те растения, которые создадут устойчивую экосистему. Понимание растительных зон и грамотный подбор растений из питомников позволяют эффективно использовать природные ресурсы и сохранять биоразнообразие. В конечном итоге такие действия влияют и на эстетическую составляющую ландшафтов и обликов городов.

Создавая сады, специалисты компании «Илья Мочалов и Партнёры» в каждом своем проекте включают эндемичные растениями той или иной климатической зоны, что позволяет максимально учитывать экологические факторы, влияющие на жизнестойкость растений.

Например, Японский сад был спроектирован для местности с резко континентальным климатом - остров Савичев в Красноярском крае. Здесь ограничено использование декоративных древесных и кустарниковых растений. Тем не менее, местные виды позволяют воссоздать сдержанную красоту японских садов: сосна обыкновенная, яблоня сибирская (ягодная), вяз мелколистный (карагач), ива пурпурная.

Субтропическая зелень ярко представлена в нашем проекте Одиссея – Лазаревское. На территории в 6 гектаров растут более 400 видов растений, в том числе 82 уникальных и не встречающихся в других местах Черноморского побережья растений-экзотов, например, араукария чилийская.