Влияние климатических факторов на сезонный рост деревьев лиственных лесообразующих видов в таежной зоне

УДК

582.475.2:581.522.68

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2017.1.51

Аннотация

Биологическая продуктивность лиственных пород напрямую зависит от продолжительности роста всех органов дерева. В 2002–2006 гг. изучены продолжительность
и интенсивность сезонного роста побегов, листьев и стволов березы пушистой (Betula pubescens Ehrn.), тополя дрожащего (Populus tremula L.) и ольхи серой (Alnus incana (L.) Moench) в Средней Карелии (подзона северной тайги). Исследования показали, что начало роста вегетативных органов у этих видов деревьев происходит в следующей последовательности. В конце мая начинается рост побегов у деревьев Betula pubescens и Alnus incana,  в начале июня – у Populus tremula. У первых двух видов листья появляются через 4…5 сут после начала этой фенофазы, у деревьев тополя дрожащего – всего через 1 сут. У деревьев Populus tremula и Alnus incana формирование древесины ствола начинается в середине июня, у деревьев Betula pubescens – спустя 5 сут. Кульминация прироста побегов отмечается у деревьев Alnus incana и Populus tremula в конце июня, у Betula pubescens – в середине июля; листьев у деревьев Alnus incana  – в самом начале июля, у других видов деревьев  – спустя неделю; стволов у деревьев Populus tremula − в первой декаде июля,  у других видов – через 4…7 сут. Рост побегов у деревьев Alnus incana прекращается в середине июля,  у деревьев Betula pubescens и Populus tremul – через 5…9 сут; рост  стволов – в конце августа, причем у деревьев Alnus incana раньше.  Продолжительность формирования побегов у деревьев Populus tremula, Alnus incana и Betula pubescens составляет соответственно 43, 51 и 62 дн., листьев – 70, 79 и 78 сут, стволов – 66, 60 и 72 дн. Рост побегов у изученных видов деревьев начинается при одинаковом температурном режиме воздуха: 12,2…13,4 °С; листьев у деревьев Alnus incana и Betula pubescens  – соответственно при 9,6 и 11,8 °С, у деревьев Populus tremula – при 15,0 °С; стволов у деревьев всех видов – при 14,5…15,7 °С. Максимальный прирост побегов у деревьев всех видов имеет место при температуре воздуха 18,3…19,2 °С; листьев – при 18,2…19,4 °С; стволов – при 18,0…19,0 °С. Рост вегетативных органов у этих видов заканчивается при одинаковом температурном режиме воздуха: побеги – 18,3…17,3 °С, листья  – при 12,8…13,5 °С, стволы – при 13,3…14,3 °С. Из изученных видов наименее требовательной к температурному режиму воздуха является Betula pubescens, у которой все фазы роста вегетативных органов протекают при самых низких значениях температуры и теплообеспеченности.

Сведения об авторах

И.Т. Кищенко, д-р биол. наук, проф.

Петрозаводский государственный университет, просп. Ленина, д. 33,

г. Петрозаводск, Республика Карелия, Россия, 185910; е-mail: ivanki@karelia.ru

Ключевые слова

Betula, Populus, Alnus, побеги, листья, стволы, экологические факторы, рост

Источник финансирования

Работа выполнена при финансовой поддержке программы стратегического развития ПетрГУ в рамках реализации комплекса мероприятий по развитию научно-исследовательской деятельности.

Для цитирования

Кищенко И.Т. Влияние климатических факторов на сезонный рост деревьев лиственных лесообразующих видов в таежной зоне // Лесн. журн. 2017. № 1. С. 51–63. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.1.51

Литература

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бабич Н.А. Интродуценты в зеленом строительстве северных городов. Архангельск: АГТУ, 2008. 144 с.

2. Ваганов Е.А., Шиятов С.Г., Мазепа В.С. Дендроклиматические исследования в Урало-Сибирской Субарктике. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1996. 244 с.

3. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1984. 424 с.

4. Елагин И.Н. Сезонное развитие сосняков европейской части СССР и Сибири // Фенология. 1969. Вып. 1, № 3. С. 7-9.

5. Елагина В.А. Сезонный рост сибирских хвойных пород: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Омск, 1969. 27 с.

6. Иваненко Б.И. Фенология древесных и кустарниковых пород. М.: Наука, 1962. 183 с.

7. Кищенко И.Т., Вантенкова И.В. Влияние погодных условий на сезонный рост осины в Северной Карелии // Лесоведение. 2014. № 6. С. 11−16.

8. Кищенко И.Т., Вантенкова И.В. Влияние экологических факторов на сезонный рост деревьев Alnus incana Moench. в Северной Карелии // Экология. 2013. № 4. С. 263–267.

9. Кищенко И.Т., Вантенкова И.В. Динамика сезонного роста Betula pubescens (Betulaceae) разного возраста в Северной Карелии // Растит. ресурсы. 2010. Т. 52, вып. 3. С. 27−32.

10. Кищенко И.Т., Вантенкова И.В. Сезонный рост березы пушистой в Северной Карелии // Лесоведение. 2011. № 4. С. 48−52.

11. Кищенко И.Т., Потапова М.Н. Сезонный рост побегов представителей Betula (Betulaceae) в условиях интродукции // Ученые записки ПетрГУ. 2012. Т. 2, № 8. (129). С. 7−10.

12. Козьмин А.А. Сезонная динамика роста березы повислой разного географического происхождения // Лесоведение. 2002. № 5. С. 78−80.

13. Мажугин И.Н. Сезонное фенологическое состояние насаждений лесного массива и его роль для аэросъемки лесов и дешифрирования аэроснимков // Сб. науч.-исслед. работ по лесн. хоз-ву. Л.: Наука, 1969. Вып. № 2. С. 324-326.

14. Мелехов И.С. Влияние пожаров на лес. М.; Л.: Гослестехиздат, 1948. 124 с.

15. Молчанов А.А., Смирнов В.В. Методика изучения прироста древесных растений. М.: Наука, 1967. 95 с.

16. Некрасова Т.П. Влияние температуры воздуха на формирование пыльцы хвойных древесных пород // Лесоведение. 1970. № 6. С. 37-43.

17. Острошенко В.В. Сезонный рост ели аянской // Лесн. хоз-во. 1982. № 4.
С. 52–55.

18. Полевая геоботаника. М.: АН СССР, 1964. Т. 3. 530 с.

19. Программа и методы биогеоценологических исследований. М.: АН СССР, 1974. 404 с.

20. Скомаркова М.В., Ваганов Е.А., Вирт К., Кирдянов А.В. Климатическая обусловленность радиального прироста хвойных и лиственных пород в подзоне средней тайги Центральной Сибири // География и природные ресурсы. 2009. № 2. С. 80−85.

21. Сукачев В.Н. Стационарное изучение растительности. Землеведение // Бюлл. Моск. общ-ва испытателей природы. Новая сер. 1950. Т. III (XLIII). C. 219-225.

22. Тимофеева А.В. Изучение сезонного роста ольхи серой (Alnus incana (L.) Moench) в Архангельской области // Лесохозяйств. инф. 2015. № 4. С. 17−22.

23. Шиятов С.Г. Дендрохронология верхней границы леса на Урале. М.: Наука, 1986. 136 с.

24. Харин Н.Г. Сроки аэрофотосъемки лесов в различных районах СССР // Организация лесн. хоз-ва и инвентаризация лесов. М.: Наука, 1963. С. 43-50.

25. Яценко-Хмелевский А.А. Основы и методы анатомического исследования древесины. М.: Наука, 1954. 338 с.

26. D’Arrigo R.D., Jacoby G.C., Free R.M. Tree-Ring Width and Maximum Latewood Density at the North American Tree Line: Parameters of Climatic Change. Canad. J. For. Res., 1992, vol. 22, pp. 1290–1296.

27. Briffa K.R., Jones P.D. Basic Chronology Statistics and Assessment. Methods of Dendrochronology: Applications it the Environmental Sciences. Ed. by E.R. Сook,
L.A. Kairiukstis. Boston, 1990, pp. 137–152.

28. Borowski M., Dziekonski H. Rozklad przyrostu grubosci wzdluz stral sosen w zaleznosci od stanowiska socjalnego drzew. Sylwan, 1974, vol. 118, no. 11, pp. 8–15.

29. Dietrichson J. Proveniensproblemat belyst ved studies av vekstrytme og klima. Meddeletser bra det Norske skogsforssvesen, 1964, bd. 19, no. 5, pp. 23–32.

30. Fiedler F., Wenk G. Der jahreszeitliche Ablauf des Dickenzuwachses von Fichten und Kiefern und seine Abhängigkeit von meteorologischen Faktoren. Wiss. Z. Techn. Univ. Dresden, 1973. Bd. 22. Nu. 3. Ss. 531–535.

31. Kozlowski T.T. Growth Characteristics of Forest Trees. J. Forest., 1963, vol. 61, no. 9, pp. 655−662.

32. Leikola M. The Influence of Environmental Factors on the Diameter Growth of Forest Trees: Axonometric Study. Acta For. Fen., 1969, vol. 92, pp. 1–144.

33. Mikola P. Puiden kasvun vaihteluista ja niiden merkityksestä kasvututkimuksissa [On Variations in Tree Growth and Their Significance to Growth Studies]. Comm. Inst.
For. Fenn., 1950, no. 38(5), pp. 1−131.

Поступила 30.09.15

Ссылка на английскую версию:

The Impact of Climatic Factors on the Seasonal Growth of Deciduous Trees of the Forest-Forming Species in the Taiga Zone

UDC 582.475.2:581.522.68

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.1.51

The Impact of Climatic Factors on the Seasonal Growth of Deciduous Trees
of the Forest-Forming Species in the Taiga Zone

I.T. Kishchenko, Doctor of Biological Sciences, Professor
Petrozavodsk State University, Lenina pr., 33, Petrozavodsk, Republic of  Karelia, 185640, Russian Federation; е-mail: ivanki@karelia.ru

The biological productivity of hardwood depends on the growth duration of all tree organs. The duration and intensity of the seasonal growth of shoots, leaves and stems of white birch (Betula pubescens Ehrn.), Populus tremula L. and grey alder (Alnus incana (L.) Moench) were investigated in 2002–2006 in the Middle of Karelia (the northern taiga subzone).
The growth of vegetative organs of the studied trees species occurs in the following sequence. The shoots of Betula pubescens and Alnus incana start to grow in late May, of Populus tremula – in early June. We observed new leaves of the first two types in 4−5 days after the beginning of this phenophase; of Populus tremula − in 1 day. Populus tremula and Alnus incana started to form stem wood in mid-June, Betula pubescens – in 5 days. The culmination of the Alnus incana and Populus tremula shoots growth was marked in late June, of Betula pubescens – in mid-July; of leaves of Alnus incana – in early July, of trees of other species − a week later; stems of Populus tremula − in early July, and of other species −
in 4…7 days. The growth of shoots in Alnus incana trees stops in mid-July, in Betula pubescens and Populus tremul trees – in 5…9 days; the stem growth – in late August, firstly in Alnus incana trees. The shoots formation period of Populus tremula, Alnus incana and Betula pubescens trees is 43, 51 and 62 days, respectively; the leaves formation period is 70, 79 and 78 days; the stem formation period is − 66, 60 and 72 days. The shoot growth in the studied species of trees begins at the same air temperature: 12.2…13.4 °C; the leaves growth of Alnus incana and Betula pubescens trees − at 9.6 and 11.8 °C, respectively, and of Populus tremula trees − at 15 °C. The stems of all spesies start to grow at 14.5…15.7 °C.
The maximum growth of tree shoots of all species takes place at an air temperature
of 18.3…19.2 °C; of leaves – at 18.2…19.4 °C; of stems − at 18.0…19.0 °C. The growth
of vegetative organs of the studied species stops at the same air temperature conditions: shoots – at 18.3… 17.3 °C, leaves – at 12.8…13.5 °C, stems – at 13.3…14.3 °C. Betula pubescens is the least demanding tree to the air temperature regime among the studied species;
all phases of growth of vegetative organs occur at the lowest temperatures and heat supply.

Keywords: Betula, Populus, Alnus, shoot, leave, stem, environmental factor, growth.

REFERENCES

1. Babich N.A. Introdutsenty v zelenom stroitel'stve severnykh gorodov [Exotic Species in Green Building in the Northern Cities]. Arkhangelsk, 2008. 144 p.

2. Vaganov E.A., Shiyatov S.G., Mazepa V.S. Dendroklimaticheskie issledovaniya v Uralo-Sibirskoy Subarktike [Dendroclimatic Studies in the Ural-Siberian Subarctic]. Novosibirsk, 1996. 244 p.

3. Zaytsev G.N. Matematicheskaya statistika v eksperimental'noy botanike [Mathematical Statistics in Experimental Botany]. Moscow, 1984. 424 p.

4. Elagin I.N. Sezonnoe razvitie sosnyakov evropeyskoy chasti SSSR i Sibiri [Seasonal Development of Pine Forests of the European Part of the USSR and Siberia]. Fenologiya, 1969, vol. 1, no. 3, pp. 7–9.

5. Elagina V.A. Sezonnyy rost sibirskikh khvoynykh porod: avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk [Seasonal Growth of Siberian Conifers: Cand. Agric. Sci. Diss. Abs.]. Omsk, 1969. 27 p.

6. Ivanenko B.I. Fenologiya drevesnykh i kustarnikovykh porod [Phenology of Trees and Shrubs]. Moscow, 1962. 183 p.

7. Kishchenko I.T., Vantenkova I.V. Vliyanie pogodnykh usloviy na sezonnyy rost osiny v Severnoy Karelii [Influence of Weather Conditions on the Seasonal Growth of Aspen in North Karelia]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2014, no. 6, pp. 11−16.

8. Kishchenko I.T., Vantenkova I.V. Vliyanie ekologicheskikh faktorov na sezonnyy rost derev'ev Alnus incana Moench. v Severnoy Karelii [The Effect of Environmental
Factors on the Seasonal Growth of Trees of Alnus incana Moench in North Karelia]. Ekologiya [Russian Journal of Ecology], 2013, no. 4, pp. 263–267.

9. Kishchenko I.T., Vantenkova I.V. Dinamika sezonnogo rosta Betula pubescens (Betulaceae) raznogo vozrasta v Severnoy Karelii [The Dynamics of the Seasonal Growth of Betula pubescens (Betulaceae) of All Ages in North Karelia]. Rastitel'nye resursy, 2010, vol. 52, no. 3, pp. 27−32.

10. Kishchenko I.T., Vantenkova I.V. Sezonnyy rost berezy pushistoy v Severnoy Karelii [Seasonal Growth of White Birch in North Karelia]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2011, no. 4, pp. 48−52.

11. Kishchenko I.T., Potapova M.N. Sezonnyy rost pobegov predstaviteley Betula (Betulaceae) v usloviyakh introduktsii [Seasonal Growth of Shoots of the Representatives of Betula (Betulaceae) in the Introduction Conditions]. Uchenye zapiski Petrozavodskogo gosudarstvennogo universiteta [Proceedings of Petrozavodsk State University], 2012, vol. 2, no. 8(129), pp. 7−10.

12. Koz'min A.A. Sezonnaya dinamika rosta berezy povisloy raznogo geograficheskogo proiskhozhdeniya [Seasonal Growth Dynamics of European White Birch of Different Geographical Origin]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2002, no. 5, pp. 78−80.

13. Mazhugin I.N. Sezonnoe fenologicheskoe sostoyanie nasazhdeniy lesnogo massiva i ego rol' dlya aeros"emki lesov i deshifrirovaniya aerosnimkov [Seasonal Phenological State of the Forestland Plants and Its Role for the Aerial Survey of Forests and Aerial Photointerpretation]. Sb. nauch.-issled. rabot po lesn. khoz-vu [Coll. Sci. and Research Works on Forest Management]. Leningrad, 1969, no. 2, pp. 324−326.

14. Melekhov I.S. Vliyanie pozharov na les [The Influence of Fires on the Forest]. Moscow; Leningrad, 1948. 124 p.

15. Molchanov A.A., Smirnov V.V. Metodika izucheniya prirosta drevesnykh rasteniy [The Studying Technique of Woody Plants Growth]. Moscow, 1967. 95 p.

16. Nekrasova T.P. Vliyanie temperatury vozdukha na formirovanie pyl'tsy khvoynykh drevesnykh porod [The Air Temperature Effect on the Pollen Formation of Coniferous Trees]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 1970, no. 6, pp. 37−43.

17. Ostroshenko V.V. Sezonnyy rost eli ayanskoy [Seasonal Growth of Ajan Spruce]. Lesnoe khozyaystvo, 1982, no. 4, pp. 52−55.

18. Polevaya geobotanika [Field Geobotany]. Moscow, 1964, vol. 3. 530 p.

19. Programma i metody biogeotsenologicheskikh issledovaniy [The Program and Methods of Biogeocoenological Research]. Moscow, 1974. 404 p.

20. Skomarkova M.V., Vaganov E.A., Virt K., Kirdyanov A.V. Klimaticheskaya obuslovlennost' radial'nogo prirosta khvoynykh i listvennykh porod v podzone sredney taygi Tsentral'noy Sibiri[Climatic Conditionality of Radial Increment of Сoniferous and Broadleaved Species in the Middle Taiga Subzone of Central Siberia]. Geografiya i prirodnye resursy [Geography and Natural Resources], 2009, no. 2, pp. 80−85.

21. Sukachev V.N. Statsionarnoe izuchenie rastitel'nosti. Zemlevedenie [Stationary Study of Vegetation. Physical Geography]. Byullyuten' Moskovskogo obshchestva ispytateley prirody. Novaya Seriya [Bulletin of Moscow Society of Naturalists. New Series], 1950, vol. III(XLIII), pp. 219−225.

22. Timofeeva A.V. Izuchenie sezonnogo rosta ol'khi seroy (Alnus incana (L.) Moench) v Arkhangel'skoy oblasti [The Study of the Seasonal Growth of Grey Alder (Alnus incana (L.) Moench) in the Arkhangelsk Region]. Lesokhozyaystvennaya informatsiya [Forestry Information], 2015, no. 4, pp. 17−22.

23. Shiyatov S.G. Dendrokhronologiya verkhney granitsy lesa na Urale [Dendrochronology of the Upper Forest Border in the Urals]. Moscow, 1986. 136 p.

24. Kharin N.G. Sroki aerofotos"emki lesov v razlichnykh rayonakh SSSR [Dates of Aerial Survey of Forests in Various Parts of the USSR]. Organizatsiya lesnogo khozyaystva i inventarizatsiya lesov [Forest Management and Forest Inventory]. Moscow, 1963, pp. 43−50.

25. Yatsenko-Khmelevskiy A.A. Osnovy i metody anatomicheskogo issledovaniya drevesiny [Fundamentals and Methods of Anatomical Study of Wood]. Moscow, 1954. 338 p.

26. D’Arrigo R.D., Jacoby G.C., Free R.M. Tree-Ring Width and Maximum Latewood Density at the North American Tree Line: Parameters of Climatic Change. Canad. J. For. Res., 1992, vol. 22, pp. 1290–1296.

27. Briffa K.R., Jones P.D. Basic Chronology Statistics and Assessment. Methods
of Dendrochronology: Applications it the Environmental Sciences. Ed. by E.R. Сook,
L.A. Kairiukstis. Boston, 1990, pp. 137–152.

28. Borowski M., Dziekonski H. Rozklad przyrostu grubosci wzdluz stral sosen w zaleznosci od stanowiska socjalnego drzew. Sylwan, 1974, vol. 118, no. 11, pp. 8–15.

29. Dietrichson J. Proveniensproblemat belyst ved studies av vekstrytme og klima. Meddeletser bra det Norske skogsforssvesen, 1964, bd. 19, no. 5, pp. 23–32.

30. Fiedler F., Wenk G. Der jahreszeitliche Ablauf des Dickenzuwachses von Fichten und Kiefern und seine Abhängigkeit von meteorologischen Faktoren. Wiss. Z. Techn. Univ. Dresden, 1973. Bd. 22. Nu. 3. Ss. 531–535.

31. Kozlowski T.T. Growth Characteristics of Forest Trees. J. Forest., 1963, vol. 61, no. 9, pp. 655−662.

32. Leikola M. The Influence of Environmental Factors on the Diameter Growth of Forest Trees: Axonometric Study. Acta For. Fen., 1969, vol. 92, pp. 1–144.

33. Mikola P. Puiden kasvun vaihteluista ja niiden merkityksestä kasvututkimuksissa [On Variations in Tree Growth and Their Significance to Growth Studies]. Comm. Inst.
For. Fenn., 1950, no. 38(5), pp. 1−131.

Received on September 30, 2015