Роль дереворазрушающих грибов в дубравных экосистемах Среднего Поволжья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат биологических наук Чаевцев, Дмитрий Александрович

• Чаевцев, Дмитрий Александрович
• кандидат биологических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Чаевцев, Дмитрий Александрович

Введение.

1. Характеристика дубрав Среднего Поволжья.

2. Обзор литературы

3. Материал и методика исследований.

3.1.Методика изучения влияния лесорастительных условий на состояние дубовых насаждений.

3.2. Методика изучения видового состава грибов.

3.3» Методика выделения и изучения эколого-морфологических форм дуба черешчатого. ■ •,

3.4. Методика изучения зараженности дереворазрушающими грибами эколого-морфологических форм дуба.

3.5. Методика изучения воздействия фитопатогенных грибов на семенную продуктивность эколого-морфологических форм.

3.6. Методика изучения влияния грибных болезней на массу желудя и морфометрические показатели семенного потомства.

3.7. Методика изучения влияния грибных болезней на порослевое возобновление дуба.

3.8. Математическая обработка результатов.

4. Роль дереворазрушающих грибов в дубравах Среднего Поволжья.

4.1. Экологическое состояние дубовых насаждений.

4.1.1. Влияние лесорастительных условий на состояние дубовых насаждений.

4.1.2. Видовой состав фитопатогенных грибов.

4.1.3. Конспект микоконсортов дуба черешчатого в условиях Среднего Поволжья.

4.2. Систематический и экологический анализ грибов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Роль дереворазрушающих грибов в дубравных экосистемах Среднего Поволжья»

Актуальность темы. Более чем вековая история деградации лесных экосистем позволяет отнести их к числу наиболее уязвимых природных формаций земного шара. Сокращение площади лесных биоценозов сопровождается изменениями видовой, пространственной, экологической структуры и снижением устойчивости к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. Распад лесных древостоев характеризуется активным функционированием комплекса фитопатогенных грибов, которые осуществляют заражение автотрофов, разрушение их древесины, вызывают появление гнилей и усыхание ослабленных деревьев. В разложении древесины участвуют сумчатые, несовершенные и базидиальные грибы. Деятельность последних определяет скорость разрушения древесины и поэтому им принадлежит ведущая роль в круговороте веществ и потоке энергии в лесных экосистемах. Вот почему целый комплекс вопросов, посвященных выяснению той роли, которую играют дереворазрушающие грибы, как основные деструкторы древесины, относится к числу важнейших в экологии. Одной из составляющих этих проблем является изучение грибных патогенов дуба черешчатого,- главной лесообразующей породы лесостепной зоны России, особенно на фоне усилившегося в последние десятилетия распада дубовых насаждений.

Довольно широкое распространение дереворазрушающих грибов в дубравах лесостепной зоны, массовое поражение ими растений в различных типах леса, в древостоях с разными лесотаксационными показателями, приуроченность некоторых гнилей дуба к высоким рекреационным нагрузкам насаждений, наличие у дуба черешчатого узкоспециализированных патогенов из числа дереворазрушающих грибов и взаимоприспособительный характер этого явления делает данную группу ксилотрофных организмов чрезвычайно значительным и интересным объектом исследования с теоретической точки зрения. Изучение дереворазрушающих грибов, встречающихся на дубе черешчатом, экономически важно не только для лесного хозяйства, но и для хозяйства страны в целом из-за высокой ценности поражаемой древесины. Успехи в этом направлении должны сказаться в перспективе на прикладных отраслях науки — лесовосстановлении, интродукции, семеноводстве, древесиноведении, ресурсоведении, деревообрабатывающей промышленности. Повышение биологической устойчивости дуба к дереворазрушающим грибам является основой формирования высококачественных, долговечных и продуктивных дубрав.

Несмотря на десятки работ, посвященных снижению биологической продуктивности дубрав и ее причинам, в том числе, связанных с патогенными факторами, роль дереворазрушающих грибов в этом процессе остается еще недостаточно изученным явлением. Прогресс в разработке научных основ защиты леса от биологического разрушения во многом зависит от выяснения роли дереворазрушающих и других фитопатогенных грибов в функционировании дубравных экосистем, от степени изученности видового состава и биоэкологических особенностей возбудителей гнилевых болезней растений в отдельных регионах нашей страны. Несмотря на сравнительно большую изученность лесов лесостепной зоны Среднего Поволжья, дубовые массивы этого региона продолжительное время не привлекали внимания исследователей, оставаясь, по существу, белым пятном в смысле познания структуры и характера взаимоотношений компонентов этого уникального биоценоза. Эти коренные леса состоят, в основном, из чистых дубовых насаждений с некоторой примесью второстепенных древесных пород, и в этом отношении представляют собой прекрасные объекты для изучения взаимоотношений патогенных грибов с дубом черешчатым.

Дубовые насаждения лесостепной зоны Среднего Поволжья, расположенные в Заволжском и Приволжском лесостепных районах Восточно-европейской равнины, имеют большое водорегулирующее санитарно-гигиеническое, агролесомелиоративное значение. Поэтому очень важно знать характер и направление процессов распада и ресинтеза, протекающих в этих интересных биоценозах в конкретных экологических условиях, с тем, чтобы предвидеть их течение и при необходимости корректировать его, исключая негативные явления и последствия.

Как показывает анализ публикаций, начиная с конца прошлого века и до последних лет, а также, накопленный опыт изучения процессов распада и ресинтеза лесных сообществ, наиболее продуктивным оказывается подход, при котором главное внимание сосредоточено на изучении самых массовых, наиболее распространенных видов грибов. Для дуба черешчатого в Среднем Поволжье таковыми являются дубовый трутовик, ложный дубовый трутовик, дубовая губка, дубравный трутовик, серно-желтый трутовик, печеночница обыкновенная, опенок осенний, чешуйчатый трутовик. Несмотря на свою таксономическую разнородность, данная группа дереворазрушающих грибов может и должна рассматриваться вместе (а также в связи с другими патогенами), т.к. она играет одну из ведущих ролей в процессах переработки и утилизации древесины дуба. Представители дереворазрушающих грибов довольно широко представлены в дубовых насаждениях многих регионов. Поэтому изучение роли этой группы организмов в процессах ресинтеза дубовых древостоев, их взаимоотношений с древесными растениями, другими структурными элементами лесных биоценозов, имеет важное практическое значение для разработки научных основ защиты леса от биологического разрушения.

Цель и задачи исследования. Целью работы явилось выявление экологической значимости дереворазрушающих грибов в функционировании дубравных экосистем Среднего Поволжья.

Задачи исследования:

1. Провести анализ экологического состояния дубовых насаждений в наиболее распространенных в Среднем Поволжье условиях местопроизрастания дуба черешчатого.

2. Выявить наиболее массовые и типичные для региона виды дереворазрушающих грибов, встречающихся на дубе черешчатом.

3. Изучить зараженность дереворазрушающими грибами деревьев дуба в зависимости от формового разнообразия растений.

4. Рассмотреть влияние фитопатогенных грибов на семенную продуктивность дуба.

5. Выяснить роль фитопатогенных грибов в порослевом возобновлении дуба.

Научная новизна. Установлена зависимость состояния дубовых насаждений от лесорастительных условий на фоне микогенного поражения. Показано, что большее количество сильно ослабленных деревьев приходится на участки осоко-снытьевого дубняка, наименьшее - на участки снытьево-ясменникового дубняка, а дубняк снытьево-осоковый занимает в этом отношении промежуточное положение.

В связи с необходимостью изучения влияния биотических факторов на функционирование ксилотрофной микобиоты, впервые в условиях средневолжских дубрав проведено сравнительное определение и описание эколого-морфологических форм дуба по морфометрии листьев и желудей в разных типах леса. В дубравах Среднего Поволжья установлена эколого-морфологическая близость длинноплодной формы дуба черешчатого и формы с удлиненной листовой пластинкой, формы с овальными желудями и формы с листовой пластинкой средней длины, широкоплодной формы и формы с укороченной листовой пластинкой. Выявлена зависимость втсречаемости эколого-морфологических форм дуба от лесорастительных условий.

Выявлено предпочтительное поражение дереворазрушающими грибами эколого-морфологической формы дуба с листовой пластинкой средней длины, наиболее часто встречающейся в исследованных насаждениях.

Установлена значимость коэффициента формы листа для составления предварительного прогноза относительного урожая желудей в зависимости от условий произрастания материнских деревьев. Впервые выявлена зависимость абсолютной массы желудя от наличия на материнском дереве возбудителей разных типов гнилей.

Впервые, проанализирована возможность совместного влияния дубового и ложного дубового трутовика на качественные показатели желудей пораженных деревьев.

Разностороннее изучение поражения дуба черешчатого избранными видами дереворазрушающих грибов позволило выявить характер и направление снижения продуктивности древостоев дуба в разных условиях обитания, что проявляется в угнетении как семенной, так и порослевой способности. Последняя, как подтвердили наши исследования, зависит от сроков рубки материнских деревьев и их экологического состояния.

Практическая значимость работы. Результаты изучения фитопатогенных грибов в дубравах Среднего Поволжья позволяют наметить подходы к восстановлению древостоев дуба черешчатого в составе смешанных широколиственных лесов. Развиваемые на основе полученных результатов представления вносят вклад в решение слабо разработанных вопросов о факторах снижения жизнеспособности дубрав, роли дереворазрушающих грибов в этом процессе и, в конечном итоге, помогают оценить проблему сохранения и воспроизводства дубовых насаждений в полном объеме. Все это является научной основой для целенаправленного, дифференцированного применения практических мероприятий по оздоровлению и сохранению дубрав Поволжского региона. Полученные данные по влиянию гнилевых болезней материнских деревьев на семенное и порослевое потомство могут быть использованы в решении проблемы улучшения фитосанитарного состояния дубравных экосистем.

Концепция о неодинаковом характере взаимоотношений отдельных эколого-морфологических форм дуба черешчатого с комплексом фитопатогенных грибов-ксилотрофов может послужить основой для дифференцированного подхода к решению задач защиты леса от гнилевых болезней и улучшения санитарного состояния дубовых древостоев.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на VI,VII и VIII Любищевских чтениях (Ульяновск, 1994-1996 гг.); на международной научной конференции "Охраняемые природные территории. Проблемы выявления, исследований, организации систем" (Пермь, 1994 г.); на международных конференциях по проблемам лесной фитопатологии и микологии (Москва, 1994 г., 1997 г.); на итоговых научных конференциях Ульяновского Государственного университета. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Основная часть занимает 112 страниц машинописного текста и содержит 20 таблиц. Список литературы состоит из 165 названий, из них 52 на иностранных языках.