Реакция ширины годичного кольца и доли поздней древесины у сосны обыкновенной на погодные условия в географических культурах
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-5-64-80Ключевые слова:
географические культуры, сосна обыкновенная, ширина годичного кольца, доля поздней древесиныАннотация
Изучена ширина годичного кольца и доля поздней древесины у деревьев шести контрастных по месту происхождения климатических экотопов (климатипов) сосны обыкновенной, выращиваемых в географических культурах в южной тайге Средней Сибири (Богучанское лесничество) и лесостепи Западной Сибири (Сузунское лесничество) для оценки реакции древесины на условия произрастания. Проведен сравнительный дисперсионный анализ средних значений исследуемых признаков между климатипами в пределах каждого пункта испытания и между пунктами. Исследована динамика элементов древесины и их реакция на погодные условия за многолетний период с помощью корреляционного анализа. Выявлено, что в условиях лесостепи у климатипов в среднем максимальные радиальные приросты отмечаются в возрасте 9 лет, в южной тайге – позднее, в 12–16 лет. У климатипов с юга ареала в условиях лесостепи ширина годичного кольца имеет достоверно меньшие значения, чем у представителей северного происхождения. Для климатипов, перемещенных из более теплого климата в южную тайгу, характерны достоверно бóльшие значения ширины годичного кольца, чем у самого северного из исследуемых. Доля поздней древесины у всех изученных климатипов сосны в южной тайге уменьшается по сравнению с лесостепью. Значимая связь доли поздней древесины у климатипов в лесостепи отмечается не только со среднемесячными погодными условиями второй половины вегетационного периода, но и первой, что свидетельствует о более высокой чувствительности структуры их древесины к комплексу климатических и экологических условий географических культур по сравнению с южной тайгой. Результаты исследования показывают, что по средним значениям ширины годичного кольца и доле поздней древесины в лесостепи и южной тайге генетически стабильным является богучанский климатип.
Для цитирования: Кузьмин С.Р. Реакция ширины годичного кольца и доли поздней древесины у сосны обыкновенной на погодные условия в географических культурах // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 64–80. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-64-80
Финансирование: Работа выполнена в рамках фундаментальных научных исследований по программам РАН № 0356-2019-0024 (Биоразнообразие коренных хвойных и производных лесных экосистем), а также при частичной финансовой поддержке проектов РФФИ (№ 14-04-31366; 20-05-00540).
Благодарность: Автор выражает благодарность Р.В. Роговцеву (начальнику отдела Новосибирской лесосеменной станции Центра защиты леса Новосибирской области, филиала Российского центра защиты леса в г. Новосибирске) за помощь в полевых исследованиях.
Скачивания
Библиографические ссылки
Антонова Г.Ф. Рост клеток хвойных. Новосибирск: Наука, 1999. 232 с. [Antonova G.F. Cell Growth in Conifers. Novosibirsk, Nauka Publ., 1999. 232 p.].
Ирошников А.И. Географические культуры хвойных в южной Сибири // Географические культуры и плантации хвойных в Сибири. М.: Наука. Сиб. отд-ние, 1977. С. 4–110. [Iroshnikov A.I. Provenance Trials of Conifers in Southern Siberia. Provenance Trials and Coniferous Plantations in Siberia. Novosibirsk, Nauka Publ., 1977, pp. 4–110].
Кузьмин С.Р., Кузьмина Н.А. Морфологические особенности хвои у сосны обыкновенной с разной устойчивостью к грибным болезням // Экология. 2015. № 2. С. 156–160. [Kuzmin S.R., Kuzmina N.A. Morphological Distinctions of Needles in Scots Pine with Various Resistance Levels to Fungal Diseases. Ekologia [Russian Journal of Ecology], 2015, no. 2, pp. 156–160]. DOI: 10.7868/S0367059715010084
Кузьмин С.Р., Роговцев Р.В. Радиальный рост и доля поздней древесины у сосны обыкновенной в географических культурах Западной и Средней Сибири // Сиб. лесн. журн. 2016. № 6. С. 113–125. [Kuzmin S.R., Rogovtsev R.V. Radial Growth and Percent of Latewood in Scots Pine Provenance Trials in Western and Central Siberia. Sibirskij Lesnoj Zurnal [Siberian Journal of Forest Science], 2016, no. 6, pp. 113–125]. DOI: 10.15372/SJFS20160611
Кузьмин С.Р., Кузьмина Н.А., Ваганов Е.А. Динамика роста сосны обыкновенной в географических культурах // Лесоведение. 2013. № 1. С. 30–38. [Kuzmin S.R., Kuzmina N.A., Vaganov E.A. Growth Dynamics of Scots Pine in Provenance Trial Plantations. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2013, no. 1, pp. 30–38].
Кузьмин С.Р., Ваганов Е.А., Кузьмина Н.А., Милютин Л.И. Особенности трахеид древесины у климатипов Pinus sylvestris L. (Pinaceae) в географических культурах // Ботан. журн. 2008. Т. 93, № 1. С. 10–21. [Kuz’min S.R., Vaganov E.A., Kuz’mina N.A., Milyutin L.I. Specificity of Wood Tracheids of Pinus sylvestris (Pinaceae) Climatypes in the Provenance Trial. Botanicheskii Zhurnal, 2008, vol. 93, no. 1, pp. 10–21].
Кузьмин С.Р., Ваганов Е.А., Кузьмина Н.А., Милютин Л.И., Силкин П.П. Плотность устьиц хвои сосны обыкновенной в географических культурах Приангарья// Лесоведение. 2009. № 2. С. 35–40. [Kuz’min S.R., Vaganov E.A., Kuz’mina N.A., Milyutin L.I., Silkin P.P. Density of Needle Stomata in Different Scots Pine Provenances in Provenance Trials (the Angara River Basin). Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2009, no. 2, pp. 35–40].
Кузьмина Н.А., Кузьмин С.Р. Устойчивость сосны обыкновенной разного происхождения к грибным патогенам в географических культурах Приангарья //Хвойные бореальной зоны. 2007. Т. 24, № 4–5. С. 454–461. [Kuzmina N.A., Kuzmin S.R. Resistance of Pine of Different Origin to Pathogenic Fungus in Geographical Cultures of Priangariye. Hvojnye boreal’noj zony [Conifers of the boreal area], 2007, vol. 24, no. 4-5, pp. 454–461].
Мельник П.Г., Мерзленко М.Д. Результат выращивания климатипов сосны в географических культурах северо-восточного Подмосковья // Лесотехн. журн. 2014. № 4. С. 36–44. [Mel’nik P.G., Merzlenko M.D. The Result of Scots Pine Climatic Provenances Growth in the Geographical Plantations of the North-East of the Moscow Region. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry Engineering Journal], 2014, no. 4, pp. 36–44]. DOI: 10.12737/8438
Мельник П.Г., Глазунов Ю.Б., Мерзленко М.Д. Рост и производительность архангельского климатипа сосны обыкновенной в условиях Подмосковья // Изв. вузов. Лесн. журн. 2017. № 1. С. 9–20. [Mel’nik P.G., Glazunov Yu.B., Merzlenko M.D. The Growth and Productive Capacity of the Arkhangelsk Climatype of Scots Pine in the Moscow Region. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2017, no. 1, pp. 9–20]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.1.9, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/f25/melnik.pdf
Мерзленко М.Д., Глазунов Ю.Б., Мельник П.Г. Результаты выращивания провениенций сосны обыкновенной в географических посадках Серебряноборского опытного лесничества // Лесоведение. 2017. № 3. С. 176–182. [Merzlenko M.D., Glazunov Y.B., Mel’nik P.G. Growing Geographic Trial Provenances of the Scots Pine in Serebryany Bor Forestry. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2017, no. 3, pp. 176–182].
Наквасина Е.Н., Прожерина Н.А., Чупров А.В., Беляев В.В. Реакция роста сосны обыкновенной на климатические изменения в широтном градиенте // Изв. вузов. Лесн. журн. 2018. № 5. С. 82–93. [Nakvasina E.N., Prozherina N.A., Chuprov A.V., Belyaev V.V. Growth Response of Scots Pine to Climate Change in the Latitudinal Gradient. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2018, no. 5, pp. 82–93]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.5.82, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/418/82_93.pdf
Наквасина Е.Н., Юдина О.А., Прожерина Н.А., Камалова И.И., Минин Н.С. Географические культуры в ген-экологических исследованиях на Европейском Севере. Архангельск: АГТУ, 2008. 308 с. [Nakvasina E.N., Yudina O.A., Prozherina N.A., Kamalova I.I., Minin N.S. Provenance Trials in Gene-Ecological Research in the European North. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2008. 308 p.].
Наумова Н.Б., Макарикова Р.П., Тараканов В.В., Кузьмина Н.А., Новикова Т.Н., Милютин Л.И. Влияние климатипов сосны обыкновенной на некоторые химические и микробиологические свойства почв // Сиб. экол. журн. 2009. Т. 16, № 2. С. 287–292. [Naumova N.B., Makarikova R.P., Tarakanov V.V., Kuz’mina N.A., Novikova T.N., Milyutin L.I. Influence of Climatypes of Scots Pine on Certain Chemical and Microbiological Characteristics of Soils. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal [Contemporary Problems of Ecology], 2009, vol. 16, no. 2, pp. 287–292]. DOI: 10.1134/S1995425509020106
Пахарькова Н.В., Кузьмина Н.А., Кузьмин С.Р., Ефремов А.А. Морфофизиологические особенности хвои у разных климатипов сосны обыкновенной в географических культурах // Сиб. экол. журн. 2014. Т. 21, № 1. С. 107–113. [Pakharkova N.V., Kuzmina N.A., Kuzmin S.R., Efremov A.A. Morphophysiological Traits of Needles in Different Climatypes of Scots Pine in Provenance Trial. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal [Contemporary Problems of Ecology], 2014, vol. 21. no. 1, pp. 107–113]. DOI: 10.1134/S1995425514010107
Правдин Л.Ф., Вакуров А.Д. Рост сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) разного географического происхождения в подзоне хвойно-широколиственных лесов// Сложные боры хвойно-широколиственных лесов и пути ведения лесного хозяйства в лесопарковых условиях Подмосковья. М.: Наука, 1968. С. 160–195. [Pravdin L.F., Vakurov A.D. Growth of Scots Pine (Pinus silvestris L.) of Various Geographical Origin in the Subzone of Coniferous Broad-Leaved Forests. Multi-Storeyed Woods of Coniferous Broad-Leaved Forests and Ways of Forest Management in the Forest-Park Conditions of Podmoskovye. Moscow, Nauka Publ., 1968, pp. 160–195].
Роговцев Р.В., Богун И.А. Географические культуры сосны обыкновенной в Новосибирской области // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2014. Т. 3, № 2. С. 295–302 [Rogovtsev R.V., Bohun I.A. The Geographical Cultures of the Common Pine in the Novosibirsk Region. Interekspo Geo-Sibir’, 2014, vol. 3, no. 2, pp. 295–302]18. Савва Ю.В. Рост и структура годичных колец сосны обыкновенной в географических культурах Средней Сибири в зависимости от климатических факторов: дис.… канд. биол. наук. Красноярск: Ин-т леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2001. 142 с. [Savva Yu.V. Scots Pine Tree Ring Growth and Structure in Provenance Trials of Central Siberia in Dependence to Climatic Factors: Сand. Biol. Sci. Diss. Krasnoyarsk, Sukachev Institute of Forest SB RAS, 2001. 142 p.].
Савва Ю.В., Ваганов Е.А., Милютин Л.И. Влияние климатических условий Красноярской лесостепи на рост и структуру годичных колец сосны в условиях географических культур // Лесоведение. 2003. № 3. С. 3–14. [Savva Yu.V., Vaganov E.A., Milyutin L.I. Influence of Climatic Changes on Annual Ring Growth and Structure in Scots Pine Trees of Provenances in Krasnoyarsk Forest-Steppe. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2003, no. 3, pp. 3–14].
Справочник по климату СССР. Вып. 01. Архангельская и Вологодская области, Карельская и Коми АССР. Ч. 2. Температура воздуха и почвы. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 360 с. [Handbook on the Climate of the USSR. Iss. 01. Arkhangelsk and Vologda Regions, Karelian and Komi ASSRs. Part 2. Air and Soil Temperature. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1968. 360 p.].
Справочник по климату СССР. Вып. 01. Архангельская и Вологодская области, Карельская и Коми АССР. Ч. 4. Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 348 с. [Handbook on the Climate of the USSR. Iss. 01. Arkhangelsk and Vologda Regions, Karelian and Komi ASSRs. Part 4. Air Humidity, Precipitation, Snow Cover. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1968. 348 p.].
Справочник по климату СССР. Вып. 20. Томская, Новосибирская, Кемеровская области и Алтайский край. Ч. 2. Температура воздуха и почвы. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. 398 с. [Handbook on the Climate of the USSR. Iss. 20. Tomsk, Novosibirsk and Kemerovo Regions and Altayskiy Krai. Part 2. Air and Soil Temperature. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1965. 398 p.].
Справочник по климату СССР. Вып. 20. Томская, Новосибирская, Кемеровская области и Алтайский край. Ч. 4. Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 333 с. [Handbook on the Climate of the USSR Iss. 20. Tomsk, Novosibirsk and Kemerovo Regions and Altayskiy Krai. Part 4. Air Humidity, Precipitation and Snow Cover. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1969. 333 p.].
Справочник по климату СССР. Вып. 21. Красноярский край и Тувинская АССР. Ч. 2. Температура воздуха и почвы. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 507 с. [Handbook on the Climate of the USSR. Iss. 21. Krasnoyarsk Krai and Tuvan ASSR. Part 2. Air and Soil Temperature. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1967. 507 p.].
Справочник по климату СССР. Вып. 21. Красноярский край и Тувинская АССР. Ч. 4. Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 403 с. [Handbook on the Climate of the USSR. Iss. 21. Krasnoyarsk Krai and Tuvan ASSR. Part 4. Air Humidity, Precipitation and Snow Cover. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1969. 403 p.].
Тараканов В.В., Демиденко В.П., Ишутин Я.Н., Бушков Н.Т. Селекционное семеноводство сосны обыкновенной в Сибири. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 2001. 230 с. [Tarakanov V.V., Demidenko V.P., Ishutin Ya.N., Bushkov N.T. Scots Pine Selective Breeding in Siberia. Novosibirsk, Nauka Publ., 2001. 230 p.].
Тимофеев В.П. Особенности роста сосны различного происхождения в Лесной опытной даче Тимирязевской академии // Изв. ТСХА. 1973. Вып. 2. С. 130–146. [Timofeyev V.P. Growth Features of Scots Pine of Different Origin in the Forest Experimental Dacha of the Timiryazev Academy. Izvestiya Timiryazevskoy sel’skokhozyaystvennoy akademii [Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy], 1973, iss. 2, pp. 130–146.].
Чернодубов А.И., Галдина Т.Е., Смогунова О.А. Географические культуры сосны обыкновенной на юге Русской равнины. Воронеж: ВГЛТА, 2005. 128 с.[Chernodubov A.I., Galdina T.E., Smogunova O.A. Scots Pine Provenance Trials in the South of the Russian Plane. Voronezh, VGLTA Publ., 2005. 128 p.].
Berlin M.E., Persson T., Jansson G., Haapanen M., Ruotsalainen S., Bärring L., Andersson Gull B. Scots Pine Transfer Effect Models for Growth and Survival in Sweden and Finland. Silva Fennica, 2016, vol. 50, no. 3, art. 1562. DOI: 10.14214/sf.1562
Bryukhanova M., Fonti P. Xylem Plasticity Allows Rapid Hydraulic Adjustment to Annual Climatic Variability. Trees, 2013, vol. 27, pp. 485–496. DOI: 10.1007/s00468-012-0802-8
DeSoto L., De la Cruz M., Fonti P. Intra-Annual Patterns of Tracheid Size in the Mediterranean Tree Juniperus thurifera as an Indicator of Seasonal Water Stress. Canadian Journal of Forest Research, 2011, vol. 41, no. 6, pp. 1280–1294. DOI: 10.1139/x11-045
Eilmann B., Rigling A. Tree-Growth Analyses to Estimate Tree Species’ Drought Tolerance. Tree Physiology, 2012, vol. 32, iss. 2, pp. 178–187. DOI: 10.1093/treephys/tps004
European Climate Assessment & Dataset Project (ECA&D). Available at: https://www.ecad.eu (accessed 20.09.17).
Fajstavr M., Bednářová E., Nezval O., Giagli K., Gryc V., Vavrčík H., Horáček P., Urban J. How Needle Phenology Indicates the Changes of Xylem Cell Formation during
Drought Stress in Pinus sylvestris L. Dendrochronologia, 2019, vol. 56, art. 125600. DOI: 10.1016/j.dendro.2019.05.004
Fajstavr M., Paschová Z., Giagli K., Vavrčík H., Gryc V., Urban J. Auxin (IAA) and Soluble Carbohydrate Seasonal Dynamics Monitored During Xylogenesis and Phloemogenesis in Scots Pine. iForest – Biogeosciences and Forestry, 2018, vol. 11, iss. 5, pp. 553–562. DOI: 10.3832/ifor2734-011
Funada R., Kubo T., Tabuchi M., Sugiyama T., Fushitani M. Seasonal Variations in Endogenous Indole-3-Acetic Acid and Abscisic Acid in the Cambial Region of Pinus densiflora Sieb. et Zucc. Stems in Relation to Earlywood-Latewood Transition and Cessation of Tracheid Production. Holzforschung, 2001, vol. 55, iss. 2, pp. 128–134. DOI:10.1515/HF.2001.021
George J.-P., Schueler S., Karanitsch-Ackerl S., Mayer K., Klumpp R.T., Grabner M. Inter- and Intra-Specific Variation in Drought Sensitivity in Abies spec. and Its Relation to Wood Density and Growth Traits. Agricultural and Forest Meteorology, 2015, vol. 214–215, pp. 430–443. DOI: 10.1016/j.agrformet.2015.08.268
Liang W., Heinrich I., Simard S., Helle G., Liñán I.D., Heinken T. Climate Signals Derived from Cell Anatomy of Scots Pine in NE Germany. Tree Physiology, 2013, vol. 33, iss. 8, pp. 833–844. DOI: 10.1093/treephys/tpt059
Matisons R., Jansone D., Elferts D., Adamovičz A., Schneck V., Jansons Ā. Plasticity of Response of Tree-Ring Width of Scots Pine Provenances to Weather Extremes in Latvia. Dendrochronologia, 2019, vol. 54, pp. 1–10. DOI: 10.1016/j.dendro.2019.01.002
Matyas C. Genetic and Ecological Constraints of Adaptation. Forest Genetics, Breeding and Physiology of Woody Plants: Proceedings of the IUFRO International Symposium, Voronezh, USSR, September 24–30, 1989. Moscow, Nauka Publ., 1989, pp. 79–90.
Oleksyn J., Tjoelker M.G., Reich P.B. Growth and Biomass Partitioning of Populations of European Pinus sylvestris L. under Simulated 50° and 60° N Daylengths: Evidence for Photoperiodic Ecotypes. New Phytologist, 1992, vol. 120, iss. 4, pp. 561–574. DOI: 10.1111/j.1469-8137.1992.tb01806.x
Park Y., Spiecker H. Variations in the Tree-Ring Structure of Norway Spruce (Picea abies) under Contrasting Climates. Dendrochronologia, 2005, vol. 23, iss. 2, pp. 93–104. DOI: 10.1016/j.dendro.2005.09.002
Persson B., Ståhl E.G. Survival and Yield of Pinus sylvestris L. as Related to Provenance Transfer and Spacing at High Altitudes in Northern Sweden. Scandinavian Journal of Forest Research, 1990, vol. 5, iss. 1-4, pp. 381–395. DOI: 10.1080/02827589009382621
Pukkala T. Transfer and Response Functions as a Means to Predict the Effect of Climate Change on Timber Supply. Forestry, 2017, vol. 90, iss. 4, pp. 573–580. DOI: 10.1093/forestry/cpx017
Rehfeldt G.E., Tchebakova N.M., Parfenova Y.I., Wykoff W.R., Kuzmina N.A., Milyutin L.I. Intraspecific Responses to Climate in Pinus sylvestris. Global Change Biology, 2002, vol. 8, iss. 9, pp. 912–929. DOI: 10.1046/j.1365-2486.2002.00516.x46. Savva Y., Koubaa A., Tremblay F., Bergeron Y. Effects of Radial Growth, Tree Age, Climate, and Seed Origin on Wood Density of Diverse Jack Pine Populations. Trees, 2010, vol. 24, pp. 53–65. DOI: 10.1007/s00468-009-0378-0
Taeger S., Fussi B., Konnert M., Menzel A. Large-Scale Genetic Structure and Drought-Induced Effects on European Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Seedlings. European Journal of Forest Research, 2013, vol. 132, pp. 481–496. DOI: 10.1007/s10342-013-0689-y
Uggla C., Magel E., Moritz T., Sundberg B. Function and Dynamics of Auxin and Carbohydrates During Earlywood/Latewood Transition in Scots Pine. Plant Physiology, 2001, vol. 125, pp. 2029–2039. DOI: 10.1104/pp.125.4.2029
