Морфологическая характеристика и динамика радиального роста можжевельника сибирского (juniperus sibirica burgsd.) на Сахалине и Камчатке

УДК

DOI:

Аннотация

Виды рода Juniperus, как и многие другие виды сем. Cupressaceae, являются одними из наиболее долго живущих среди видов Regnum Vegetabile. Поэтому многие из них часто служат объектами для дендрохронологических и дендроклиматических исследований. В статье приводятся результаты морфолого-анатомических и дендрохронологических исследований можжевельника сибирского (Juniperus sibirica Burgsd.), произрастающего в центральной части о-ва Сахалин и на п-ве Камчатка. Морфологически сибирский можжевельник весьма схож с обыкновенным можжевельником
(J. communis L.), низкорослые и стланиковые формы которого часто воспринимают как J. sibirica. Растения можжевельника сибирского, произрастающего на Сахалине
и Камчатке, представляют небольшие кустарники стланиковой формы с длинными плагиотропными скелетными ветвями длиной 2,5...3,5 м, приподнимающимися над поверхностью почвы на 40...150 см. Морфолого-анатомическое изучение показало сходство структур вегетативных и репродуктивных органов можжевельника сибирского, произрастающего на Сахалине и Камчатке, и обыкновенного можжевельника, обитающего в Европе, за исключением габитуальных различий и небольших отличий в окраске побегов. У обоих видов все основные ткани хвои (эпидермис, гиподерма, проводящий пучок, смоляной канал, трансфузионная ткань) имеют одинаковое строение и характер локализации на поперечных срезах. Размеры пыльцевых зерен, скульптура сэкзины, форма, размеры и характер размещения орбикул на поверхности пыльцевых зерен также не имеют видимых различий. Абсолютные значения радиального прироста отдельных особей камчатских можжевельников варьируют от 0,03 до 0,68 мм при среднем значении 0,24 мм. Среднее значение абсолютного радиального прироста можжевельников с Сахалина составляет 0,40 мм, у отдельных особей он колеблется от 0,11 до 0,91 мм. Коэффициенты вариации радиальных приростов можжевельника сибирского Сахалина и Камчатки в большинстве случаев не превышают 50 %, что соответствует высокому и повышенному уровню изменчивости. В динамике радиальных приростов можжевельника сибирского, произрастающего на Сахалине
и Камчатке, выявлено несколько типов возрастных кривых радиального прироста. Часть растений можжевельника, произрастающего на Камчатке, отличается равномерным ростом по диаметру и высокой амплитудой значений радиальных приростов в течение всего жизненного цикла. Другие растения имеют низкие значения радиального прироста в начале жизни, которые затем значительно возрастают. К этой же группе относятся и все можжевельники, произрастающие на Сахалине. Третья группа растений характеризуется более высокими значениями радиального прироста в молодом возрасте, т. е. отражает кривую «большого роста». Среднее значение периодичности циклов по минимумам прироста (Камчатка — 10,2 года, Сахалин — 8,8 лет) выше средних значений периодичности циклов по максимумам прироста (Камчатка —
8,7 лет, Сахалин — 7,5 лет). По максимумам и минимумам прироста у можжевельника сибирского, произрастающего на Сахалине и Камчатке, наиболее часто проявляются короткие циклы с периодами 2, 3 и 4 года. Большей длительностью периодов отличаются циклы между минимумами (Камчатка — 40...51 год, Сахалин — 26, 28 лет), чем между максимумами (Камчатка — 29...38 лет, Сахалин — 17, 20, 24 года).

Сведения об авторах

• © М.В. Сурсо¹, д-р с.-х. наук, гл. науч. сотр.
• О.С. Барзут², канд. с.-х. наук, доц.
• А.И. Зайцев¹, асп.
• Е.А. Пинаевская¹, асп.
  
  
  ¹Институт экологических проблем Севера Уральского отделения РАН,
  наб. Северной Двины, д. 23, г. Архангельск, Россия, 163000;
  

  е-mail:surso@iepn.ru

  
  ²Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова,
  

  наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002;
  е-mail: steblik@atknet.ru

Ключевые слова

Литература

1. Агеенко А.С., Васильев Н.Г., Глоба-Михайленко Д.А., Холявко В.С. Древесная флора Дальнего Востока. М.: Лесн. пром-сть, 1982. 224 с.
2. Битвинскас Т.Т. Дендроклиматические исследования. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 172 с.
3. Князева С.Г. Изменчивость и морфоструктура природных популяций можжевельника сибирского Juniperus sibirica Burgsd.: дисс. ... канд. биол. наук. Красноярск, 2000. 202 с.
4. Козубов Г.М., Евдокимов А.М. Можжевельник в лесах Севера // Лесн. хоз-во. 1965. № 1. С. 57.
5. Сурсо М.В., Барзут О.С. Можжевельники Пятигорья и Приэльбрусья: краткая морфологическая характеристика и особенности роста // Лесн. журн. 2012. № 2. С. 30–37. (Изв. высш. учеб. заведений).
6. Сурсо М.В., Барзут О.С. Особенности роста и развития хвойных в Большеземельской тундре. Ель в урочище Пым-Ва-Шор // Лесн. вестн. 2010. № 6(75). С. 18–21.
7. Флора европейской части России. Т.1. Плаунообразные, хвощеобразные, папоротникообразные, голосеменные, покрытосеменные / Под ред. А.А. Федорова. Л.: Наука (Ленингр. отд-е), 1974. 404 с.
8. Хантемиров Р.М., Шиятов С.Г., Горланова Л.А. Дендроклиматический потенциал можжевельника сибирского // Лесоведение. 1999. № 6. С. 33–38.
9. Шумилов О.И., Касаткина Е.А., Кирцидели И.Ю., Канатьев А.Г. Использование можжевельника в дендрохронологическом анализе // Лесоведение. 2008. № 1. С. 52–59.
10.  Adams R.P., Pandey R.N. Analysis of Juniperus communis and its varieties based on DNA fingerprinting // Biochemical Systematics and Ecology. 2003. Vol. 31, N 11. P. 1271–1278.
11. Schulz C., Knopf P., Stützel Th. Identification key to the Cypress family (Cupressaceae) // Feddes Repertorium. 2005. Vol. 116, N 1-2. P. 96–146.

Ссылка на английскую версию:

UDC 674.032.477.62

The Morphological Characteristic and Dynamics of Radial Growth of the Siberian Juniper (Juniperus Sibirica Burgsd.) of Sakhalin and Kamchatka

M.V. Surso¹, Doctor of Agriculture, Senior Researcher

O.S. Barzut², Candidate of Agriculture, Associate Professor

A.I. Zaitsev¹, Postgraduate Student

E.A. Pinaevskaya², Student

¹Institute of Ecological Problems of the North, Ural Branch of Russian Academy of Sciences, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 23, Arkhangelsk, 163000, Russia; e-mail: surso@iepn.ru

²The Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russia; e-mail: steblik@atknet.ru

Species of Juniperus, like many other types of Cupressaceae, are the most long-lived among species of Regnum Vegetabile. So, many of them often serve as targets for dendrochronology and dendroclimatology studies. In paper the results of morphological, anatomical study and dendrochronology researches of Siberian juniper, growing in the central part of Sakhalin and on Kamchatka, are resulted. The Siberian juniper (Juniperus sibirica Burgsd.) in morphology is rather similar to common juniper (J. communis L.). Therefore, many authors the stunted and elfin forms J. communis often perceive as J. sibirica. Plants of a Siberian juniper, growing on Sakhalin and Kamchatka, represent small bushes of elfin wood forms, with long plagiotropic skeletal branches in length of 2,5-3,5 m, rising over a soil surface on 40-150 cm. Morphological and anatomical studying has shown similarity of structures of vegetative and reproductive organs between Siberian juniper (J. sibirica), growing on Sakhalin and Kamchatka and common juniper (J. communis), living in Europe, behind an exception of distinctions in habitus and small differences in colouring of shoots. At both species all basic tissues of needles (epidermis, hypoderma, conducting bundle, gum canal, transfusional tissue) have an identical structure and character of localization on cross-section mounts. The sizes of pollen grains, a sculpture of exine, the form, the sizes and character of placing of orbicules on a surface of pollen grains also have no visible distinctions. Absolute values of a radial gain of separate individuals of the Kamchatka junipers vary from 0,03 to 0,68 mm, at average value of 0,24 mm. Average value of an absolute radial gain of junipers from Sakhalin equally 0,40 mm, at separate individuals absolute values of a radial gain fluctuate here from 0,11 to 0,91 mm. Coefficients of variation of radial gains of Siberian juniper on Sakhalin and Kamchatka in most cases do not exceed 50 % that corresponds to the high and raised level of variability. In dynamics of radial gain of Siberian juniper, growing on Sakhalin and Kamchatka, different types of age curves of a radial gain have been revealed. The part of plants of the juniper, growing on Kamchatka differs in uniform growth on diameter and high amplitude of values of radial gains during all life cycle. A number of plants differs small values of a radial gain in the life beginning, and then - considerable increase of these values. All junipers, growing on Sakhalin, concern the same group also. The third group of plants is characterized by higher values of a radial gain at young age, i.e. reflects a curve of "the big growth». Average value of periodicity of cycles on gain minimum (Kamchatka - 10,2 years, Sakhalin - 8,8 years) above average values of periodicity of cycles on gain maxima (Kamchatka - 8,7 years, Sakhalin - 7,5 years). On maximum and on minimum of a gain of Siberian juniper, growing on Sakhalin and Kamchatka, short cycles with the periods 2, are most often shown 3 and 4 years. More duration of the periods cycles between minimum (Kamchatka - 40-51 year, Sakhalin - 26, 28 years), than between maximum (Kamchatka - 29-38 years, Sakhalin - 17, 20, 24 years) differ.

Keywords: Siberian juniper, Sakhalin, Kamchatka, vegetative and generative organs, radial growth

REFERENCES

1. Ageenko A.S., Vasil'ev N.G., Globa-Mikhaylenko D.A., Kholyavko V.S. Drevesnaya flora Dal'nego Vostoka [Arboreal Flora of Far East]. Moscow, 1982. 224 p.

2. Bitvinskas T.T. Dendroklimaticheskie issledovaniya [Dendroclimatology Investigations]. Leningrad, 1974. 172 p.

3. Knyazeva S.G. Izmenchivost' i morfostruktura prirodnykh populyatsiy mozhzhevel'nika sibirskogo: Juniperus sibirica Burgsd.: Diss. … kand. biol. nauk. [Variability and Morphostructure of Natural Populations of Siberian Juniper Juniperus sibirica Burgsd… Cand. Biol. Diss.]. Krasnoyarsk, 2000. 202 p.

4. Kozubov G.M., Evdokimov A.M. Mozhzhevel'nik v lesakh Severa [The Juniper in Forests of North]. Lesnoe khozyaystvo, 1965, no. 1. 57 p.

5. Surso M.V., Barzut O.S. Mozhzhevel'niki Pyatigor'ya i Priel'brus'ya: kratkaya morfologicheskaya kharakteristika i osobennosti rosta [Junipers of Pyatigorsk and Elbrus
Regions: Brief Morphological Characteristics and Features of Growth]. Lesnoy zhurnal, 2012, no. 2, pp. 30–37.

6. Surso M.V., Barzut O.S. Osobennosti rosta i razvitiya khvoynykh v Bol'shezemel'skoy tundre. El' v urochishche Pym-Va-Shor [Features of Growth and Development of Conifers Species in Bol'shezemel'skaya Tundra. Spruce in Pym-Va-Shor Tract]. Lesnoy vestnik, 2010, no. 6 (75), pp. 18–21.

7. Fedorov A.A. Plaunoobraznye, khvoshcheobraznye, paporotnikoobraznye, golosemennye, pokrytosemennye [Lycopodiophyta, Equisetophyta, Pteridophyta, Gymnosperm, Angiosperm]. Flora evropeyskoy chasti Rossii [Flora of European Part of Russia]. Leningrad, 1974. 404 p.

8. Khantemirov R.M., Shiyatov S.G., Gorlanova L.A. Dendroklimaticheskiy potentsial mozhzhevel'nika sibirskogo [Dendroclimatic Potential of Siberian Juniper]. Lesovedenie, 1999, no. 6, pp. 33–38.

9. Shumilov O.I., Kasatkina E.A., Kircideli I. Yu., Kanat'ev A.G. Ispol'zovanie mozhzhevel'nika v dendrokhronologicheskom analize [Suitability of Juniper in Dendrochronology Analysis]. Lesovedenie, 2008, no. 1, pp. 52–59.

10. Adams R. P., Pandey R. N. Analysis of Juniperus communis and its Varieties Based on DNA Fingerprinting. Biochemical Systematics and Ecology, 2003, vol. 31, no. 11, pp. 1271–1278.

11. Schulz C., Knopf P., Stützel Th. Identification Key to the Cypress Family (Cupressaceae). Feddes Repertorium, 2005, vol. 116, no. 1–2, pp. 96–146.

Received on July15, 2014