Особенности роста и структуры древесины сосны на вырубке и под пологом древостоя в условиях Республики Карелии
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-4-92-105Ключевые слова:
сосна обыкновенная, ксилема, ширина годичных колец, толщина клеточной стенки, диаметр люмена, плотность древесины, гидравлическая проводимость, условия внешней средыАннотация
Оценена внутривидовая изменчивость анатомических и гидравлических характеристик ксилемы у подроста сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в ходе естественного возобновления на вырубке и под пологом среднетаежного черничного сосняка в условиях Европейского Севера (Республика Карелия). Выявлено влияние условий местообитания на формирование структурных элементов клеток древесины. На вырубке, в условиях более высоких освещенности, температуры воздуха и почвы, переход подроста сосны в категорию крупного с высотой более 1,5 м происходит в возрасте 6 лет, тогда как под пологом спелого древостоя подрост достигает данной категории не ранее 15 лет. При этом в 1-е десятилетие роста в условиях вырубки прирост сосны по диаметру в 4 раза превышает показатель у сосны под пологом спелого древостоя вследствие формирования большего числа рядов трахеид в ранней и поздней зонах. Кроме того, у подроста сосны на вырубке отмечены наибольшая потенциальная гидравлическая проводимость ксилемы и, напротив, наименьшие удельная плотность трахеид, базисная плотность древесины и содержание поздней древесины относительно подроста сосны под пологом древостоя. У подроста под пологом леса показано достоверное снижение структурно-функциональных характеристик древесины, за исключением толщины клеточных оболочек поздних трахеид. В межгодовой динамике более строгие линейные регрессионные зависимости показателей ранних и поздних трахеид отмечены у подроста сосны под пологом леса. Полученные результаты свидетельствуют о большем соответствии условий внешней среды на вырубке оптимуму для роста и формирования древесины молодых деревьев сосны относительно условий под пологом спелого черничного сосняка. Угнетение ростовой активности подроста под пологом возникает вследствие высокой внутривидовой конкуренции со стороны господствующего соснового древостоя за свет, влагу и почвенное питание.
Скачивания
Библиографические ссылки
Ананьев В.А., Карпин В.А., Кравченко А.В., Курхинен Ю.П., Левина М.С., Литинская Н.Л., Мошников С.А., Петров Н.В., Потахин С.Б., Предтеченская О.О., Преснухин Ю.В., Руоколайнен А.В., Сазонов С.В., Тимофеева В.В., Туюнен А.В., Шорохова Е.В., Kerkelӓ L. Леса и их многоцелевое использование на северо-западе европейской части таежной зоны России / под ред. А.Н. Громцева. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2015. 190 с. Anan’yev V.A., Karpin V.A., Kravchenko A.V., Kurkhinen Yu.P., Levina M.S., Litinskaya N.L., Moshnikov S.A., Petrov N.V., Potakhin S.B., Predtechenskaya O.O., Presnukhin Yu.V., Ruokolainen A.V., Sazonov S.V., Timofeeva V.V., Tuyunen A.V., Shorokhova E.V., Kerkelӓ L. Forest and Their Multipurpose Use in the North-West of the European Part of the Taiga Zone of Russia. Ed. By A.N. Gromtsev. Petrozavodsk, Karelian Research Centre of the RAS Publ., 2015. 190 p. (In Russ.).
Бахшиева М.А., Чубинский А.Н. Анализ строения и свойств ювенильной древесины на качество пиломатериалов // Изв. СПбЛТА. 2016. Вып. 215. С. 202–214. Bakhshieva M.A., Chubinsky A.N. Analysis of Juvenile Wood Structure and Properties Influence upon Lumber Quality. Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii, 2016, iss. 215, pp. 202–214. (In Russ.). https://doi.org/10.21266/2079-4304.2016.215.202-214
Беляева Н.В., Нойкина А.М. Успешность естественного возобновления сосны на вырубках в зависимости от типа леса // Актуал. проблемы лесн. комплекса. 2008. № 21-3. С. 6–13. Beliaeva N.V., Noikina А.М. The Success of Natural Regeneration of Pine in Cleared Areas Depending on the Forest Type. Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa, 2008, no. 21-3, pp. 6–13. (In Russ.).
Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Карелия в 2020 г. / М-во природ. ресурсов и экологии Респ. Карелия. Ред. кол.: А.Н. Громцев (гл. ред.), О.Л. Кузнецов, А.Е. Курило, Е.В. Веденцова. Петрозаводск, 2021. 277 с. State Report on the State of the Environment in the Republic of Karelia in 2020. Ministry of Natural Resources and Ecology of the Republic of Karelia. Ed. Board: A.N. Gromtsev (ed.-inchief), O.L. Kuznetsov, A.E. Kurilo, E.V. Vedentsova. Petrozavodsk, 2021. 277 p. (In Russ.).
Мелехов В.И., Бабич Н.А., Корчагов С.А. Качество древесины сосны в культурах. Архангельск: АГТУ, 2003. 110 с. Melekhov V.I., Babich N.A., Korchagov S.A. Quality of Pine Wood in Crops. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2003. 110 p. (In Russ.).
Неронова Я.А. Микроструктура древесины культур сосны различной исходной густоты на осушенной торфяной почве после применения удобрений и гербицидов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 68–76. Neronova Ya.A. Wood Microstructure of Pine Plantations with Different Initial Stocking Rate on Drained Peat Soil upon Fertilization and Herbicide Treatments. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2020, no. 4, pp. 68–76. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-4-68-76
Полубояринов О.И. Плотность древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 160 с. Poluboyarinov O.I. Wood Density. Moscow, Lesnaya promyshlennostʼ Publ., 1976. 160 p. (In Russ.).
Придача В.Б., Ольчев А.В., Сазонова Т.А., Тихова Г.П. Параметры CO2/H2O-обмена древесных растений как инструмент мониторинга и оценки состояния природной среды // Успехи соврем. естествознания. 2019. № 11. C. 25–30. Pridacha V.B., Olchev A.V., Sazonova T.A., Tikhova G.P. Parameters of CO2/H2O-Exchange in Woody Plants as an Instrument to Monitor and Evaluate Environmental Conditions. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya = Advances in Current Natural Sciences, 2019, no. 11, pp. 25–30. (In Russ.).
Придача В.Б., Сазонова Т.А. Возрастные изменения содержания и соотношения азота, фосфора и калия в органах Pinus sylvestris и Picea abies (Pinaceae) // Ботан. журн. 2004. Т. 89, № 9. С. 1486–1496. Pridacha V.B., Sazonova T.A. Age Changes and Ratio of Nitrogen, Phosphorus and Potassium Contents in the Organs of Pinus sylvestris and Picea abies (Pinaceae). Botanicheskij Zhurnal, 2004, vol. 89, no. 9, pp. 1486–1496. (In Russ.).
Придача В.Б., Тихова Г.П., Сазонова Т.А. Влияние абиотических факторов на водообмен хвойного и лиственного растений // Тр. КарНЦ РАН. 2018. № 12. С. 76–86. Pridacha V.B., Tikhova G.P., Sazonova T.A. The Effect of Abiotic Factors on Water Exchange in Coniferous and Deciduous Plants. Trudy Karel’skogo nauchnogo tsentra RAN = Transactions of KarRC RAS, 2018, no. 12, pp. 76−86. (In Russ.). https://doi.org/10.17076/eb878
Рай С.А., Беляева Н.В., Наквасина Е.Н. Формирование древесного яруса и напочвенного покрова на вырубках с разной технологией лесовосстановления в Кировской области // Изв. СПбЛТА. 2020. Вып. 230. С. 36–53. Rai S.A., Beliaeva N.V., Nakvasina E.N. The Initial Stages of Succession in Cutting Areas with Different Technologies for Reforestation in the Kirov Region. Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii, 2020, iss. 230, pp. 36–53. (In Russ.).
Сазонова Т.А., Болондинский В.К., Придача В.Б. Влияние водного дефицита хвои сосны обыкновенной на фотосинтез в условиях достаточного почвенного увлажнения // Лесоведение. 2017. № 4. C. 311–318. Sazonova T.A., Bolondinskij V.K., Pridacha V.B. The Effect of Water Deficit in Needles on Photosynthesis of the Scots Pine under Normal Soil Moistening. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 2017, no. 4, pp. 311–318. (In Russ.). https://doi.org/10.7868/S0024114817040076
Сазонова Т.А., Придача В.Б. Содержание минеральных элементов в органах сосны и ели при варьировании почвенных условий // Лесоведение. 2005. № 5. С. 25–31. Sazonova Т.А., Pridacha V.B. Mineral Nutrient Contents in Pine and Spruce Organs under Different Soil Conditions. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 2005, no. 5, pp. 25–31. (In Russ.).
Санников С.Н., Санников Д.С. Система рубок и возобновления сосновых лесов на эколого-геногеографической основе // Сиб. лесн. журн. 2015. № 6. С. 3–16. Sannikov S.N., Sannikov D.S. Felling-System and Regeneration of Pine Forests on Ecological-Genetic-Geographical Basis. Sibirskij Lesnoj Zhurnal = Siberian Journal of Forest Science, 2015, no. 6, pp. 3–16. (In Russ.). https://doi.org/10.15372/SJFS20150601
Соколов А.И. Повышение ресурсного потенциала таежных лесов лесокультурным методом. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2016. 178 с. Sokolov A.I. Increasing the Resource Potential of Taiga Forests Using the Silvicultural Method. Petrozavodsk, KarRC RAS Publ., 2016. 178 p. (In Russ.).
Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. 4-е изд. М.: МГУЛ, 2001. 340 с. Ugolev B.N. Wood Science with the Basics of Forest Commodity Science. 4th ed. Moscow, MSFU Publ., 2001. 340 p. (In Russ.).
Фетисова А.А., Грязькин А.В., Ковалев Н.В., Гуталь М. Оценка естественного возобновления хвойных пород на сплошных вырубках в условиях Pощинского лесничества // Изв. вузов. Лесн. журн. 2013. № 6. С. 9–18. Fetisova A.A., Gryazkin A.V., Kovalev N.V., Gutal M. Assessment of Natural Conifer Regeneration in the Clear Cutting Area of the Roshchino Forestry. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2013, no. 6, pp. 9–18. (In Russ.).
Яценко-Хмелевский А.А. Основы и методы анатомического исследования древесины. М.; Л.: АН СССР, 1954. 337 с. Yatsenko-Khmelevskiy A.A. The Fundamentals and Methods of Wood Anatomical Examination. Moscow, Leningrad, Academy of Sciences of the USSR Publ., 1954. 337 p. (In Russ.).
Bouche P.S., Larter M., Domec J.-C., Burlett R., Gasson P., Jansen S., Delzon S. A Broad Survey of Hydraulic and Mechanical Safety in the Xylem of Conifers. Journal of Experimental Botany, 2014, vol. 65, iss. 15, pp. 4419–4431. https://doi.org/10.1093/jxb/eru218
Choat B., Cobb A.R., Jansen S. Structure and Function of Bordered Pits: New Discoveries and Impacts on Whole-Plant Hydraulic Function. New Phytologist, 2008, vol. 177, iss. 3, pp. 608–626. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2007.02317.x
Fonti P., Jansen S. Xylem Plasticity in Response to Climate. New Phytologist, 2012, vol. 195, iss. 4, pp. 734–736. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2012.04252.x
Functional and Ecological Xylem Anatomy. Ed. by U.G. Hacke. Springer, Cham, 2015. 281 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-15783-2
Hacke U.G., Spicer R., Schreiber S.G., Plavcová L. An Ecophysiological and Developmental Perspective on Variation in Vessel Diameter. Plant Cell & Environment, 2017, vol. 40, iss. 6, pp. 831–845. https://doi.org/10.1111/pce.12777
IAWA List of Microscopic Features for Hardwood Identification. IAWA Bulletin n.s., 1989, vol. 10(3), pp. 219–332.
Mörling T. Evaluation of Annual Ring Width and Ring Density Development Following Fertilisation and Thinning of Scots Pine. Annals of Forest Science, 2002, vol. 59, no. 1, pp. 29–40. https://doi.org/10.1051/forest:2001003
Plant Stems: Physiology and Functional Morphology. Ed. by B.L. Gartner. San Diego, Academic Press, 1995. 440 р.
Pridacha V.B., Sazonova T.A., Novichonok E.V., Semin D.E., Tkachenko Yu.N., Pekkoev A.N., Timofeeva V.V., Bakhmet O.N., Olchev A.V. Clear-Сutting Impacts Nutrient, Carbon and Water Exchange Parameters in Woody Plants in an East Fennoscandian Pine Forest. Plant and Soil, 2021, vol. 466, pp. 317–336. https://doi.org/10.1007/s11104-021-05058-w
Steppe K., Sterck F., Deslauriers A. Diel Growth Dynamics in Tree Stems: Linking Anatomy and Ecophysiology. Trends in Plant Science, 2015, vol. 20, iss. 6, pp. 335–343. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2015.03.015
Sterck F.J., Zweifel R., Sass-Klaassen U., Chowdhury Q. Persisting Soil Drought Reduces Leaf Specific Conductivity in Scots Pine (Pinus sylvestris) and Pubescent Oak (Quercus pubescens). Tree Physiology, 2008, vol. 28, iss. 4, pp. 529–536. https://doi.org/10.1093/treephys/28.4.529
Sviderskaya I.V., Vaganov E.A., Fonti M.V., Fonti P. Isometric Scaling to Model Water Transport in Conifer Tree Rings across Time and Environments. Journal of Experimental Botany, 2021, vol. 72, iss. 7, pp. 2672–2685. https://doi.org/10.1093/jxb/eraa595
Tyree M.T., Zimmermann M.H. Xylem Structure and the Ascent of Sap. 2nd ed. Heidelberg, Springer Berlin, 2002. 284 p.
Vaganov E.A., Hughes M.K., Shashkin A.V. Growth Dynamics of Conifer Tree Rings. Images of Past and Future Environments. Heidelberg, Springer-Verlag Berlin, 2006. 358 p. https://doi.org/10.1007/3-540-31298-6
Venturas M.D., Sperry J.S., Hacke U.G. Plant Xylem Hydraulics: What We Understand, Current Research, and Future Challenges. Journal of Integrative Plant Biology, 2017, vol. 59, iss. 6, spec. iss.: Plant vascular biology (2), pp. 356–389. https://doi.org/10.1111/jipb.12534
Zheng J., Li Y., Morris H., Vandelook F., Jansen S. Variation in Tracheid Dimensions of Conifer Xylem Reveals Evidence of Adaptation to Environmental Conditions. Frontiers in Plant Science, 2022, vol. 13, art. no. 774241. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.774241
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 В.Б. Придача, А.Н. Пеккоев, Я.А. Неронова (Автор)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
