Изменчивость морфоструктурных признаков ели разного возраста в условиях севера Архангельской области

УДК

582.475.2:631.524.82:631.524.5

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2019.2.56

Аннотация

Таежным ельникам присущи большая возрастная изменчивость и разнообразная морфометрическая структура, от которых зависят таксационные характеристики древостоев в определенных лесорастительных условиях. Цель исследования – изучение изменчивости морфоструктурных показателей древостоев ели разного возрастного состояния для выявления особенностей их роста и развития на севере Архангельской области. Объектами исследований являлись ельники черничные свежие плесецкой (63º с.ш., 40º в.д.), пинежской (64…65º с.ш., 43…44º в.д.) и онежской (64º с.ш., 38º в.д.) популяций. На пробных площадях были сформированы выборки из 25 вступающих в стадию семеношения относительно «молодых» (g₁) и «средневозрастных» (g₂) деревьев, у которых определяли размеры ствола и кроны, размеры и число боковых охвоенных побегов, длину и предельный возраст хвои в нижней части кроны, длину и массу у 10 «зрелых» шишек в воздушно-сухом состоянии и коэффициент формы их семенных чешуй. Уровни индивидуальной изменчивости признаков оценивали по эмпирической шкале С.А. Мамаева. В разных популяциях выявлена тенденция снижения индивидуальной вариабельности высоты и диаметра ствола на высоте 1,3 м, абсолютной протяженности и диаметра кроны в старшей возрастной группе деревьев (g₂) по сравнению с более молодой (g₁). Вероятно, это обусловлено более высокой чувствительностью молодых деревьев к действию факторов внешней среды. Установлены корреляции диаметра ствола с возрастом в пределах выборок средневозрастных (r = 0,82…0,92; p<0,05) и молодых (r = 0,48…0,89; p<0,05) генеративных деревьев. Достоверные связи диаметра кроны с возрастом (r = 0,40…0,62) представленных популяций выявлены только в старшей возрастной группе деревьев (g2). В пинежской популяции большее число «межмутовчатых» побегов формируется у молодых генеративных деревьев (g1), в онежской – у средневозрастных (g2). Более длинная хвоя в нижней части кроны образуется у средневозрастных деревьев. В онежской популяции у более молодых деревьев ели (g1) длина побегов значительно меньше, а предельная продолжительность жизни хвои – больше по сравнению со средневозрастными экземплярами (g2). Уровни индивидуальной изменчивости длины и массы шишки со-ответствуют лимитам, установленным С.А. Мамаевым для ели на Урале. Выявлено: длина и масса шишки в пинежской популяции в среднем значительно меньше по сравнению с онежской и плесецкой популяциями.
Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лавёрова РАН (№ ГР АААА-А18-118011690221-0).
Для цитирования: Тарханов С.Н., Пинаевская Е.А. Изменчивость морфоструктурных признаков ели разного возраста в условиях севера Архангельской области // Лесн. журн. 2019. № 2. С. 56–66. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.56

Сведения об авторах

С.Н. Тарханов, д-р биол. наук
Е.А. Пинаевская, мл. науч. сотр.
Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лавёрова РАН, наб. Северной Двины, д. 23, г. Архангельск, Россия, 163000; e-mail: tarkse@yandex.ru

Ключевые слова

ель, популяция, изменчивость, возраст древостоя, возрастное состояние (g1, g2), морфоструктурные признаки, Архангельская область

Для цитирования

Тарханов С.Н., Пинаевская Е.А. Изменчивость морфоструктурных признаков ели разного возраста в условиях севера Архангельской области // Лесн. журн. 2019. № 2. С. 56–66. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.56

Литература

1. Барабин А.И. Закономерности семеношения ели на Европейском Севере и основы лесосеменного прогнозирования: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. М.,1990. 35 с.
2. Валяев В.Н. Динамика таксационных показателей разновозрастных еловых насаждений // Лесн. журн. 1963. № 4. С. 22–26. (Изв. высш. учеб. заведений).
3. Гусев И.И. Продуктивность ельников Севера. Л.: Изд-во ЛГУ, 1978. 232 с.
4. Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере семейства Pinaceae на Урале) М.: Наука, 1972. 284 с.
5. Молчанов А.А. География плодоношения главнейших древесных пород в СССР. М.: Наука, 1967. 102 с.
6. Основы лесной биогеоценологии. Гл. I. Основные понятия лесной биогеоценологии / под ред. В.Н. Сукачева и Н.В. Дылиса. М.: Наука, 1964. С. 5–49.
7. Попов П.П. Географическая изменчивость формы семенных чешуй ели в Восточной Европе и Западной Сибири // Лесоведение. 1999. № 1. С. 68–73.
8. Попов П.П. Популяционно-географическая изменчивость шишек ели европейской и сибирской // Лесоведение. 2011. № 5. С. 54–60.
9. Правдин Л.Ф. Ель европейская и ель сибирская в СССР. М.: Наука. 1975. 178 с.
10. Путенихин В.П., Фарукшина Г.Г. Внутривидовая фенотипическая изменчивость лиственницы Сукачева на Урале // Лесоведение. 2004. № 1. С. 38–47.
11. Свалов Н.Н. Вариационная статистика: учеб. пособие. М.: Лесн. пром-сть, 1977. 178 с.
12. Семенов Б.А., Цветков В.Ф., Чибисов Г.А., Елизаров Ф.П. Притундровые леса европейской части России (природа и ведение хозяйства). Архангельск: СевНИИЛХ, 1998. 332 с.
13. Тарханов С.Н. Формы внутрипопуляционной изменчивости хвойных в условиях атмосферного загрязнения (на примере Северо-Двинского бассейна). Екатеринбург: УрО РАН, 2010. 230 с.
14. Трулль О.А. Математическая статистика в лесном хозяйстве: учеб. пособие. Минск: Вышэйш. шк., 1966. 232 с.
15. Чертовской В.Г. Еловые леса европейской части СССР. М.: Лесн. пром-сть, 1978. 176 с.
16. Ярославцев С.В. Возрастное строение ельников Крайнего Севера // Лесн. журн. 1986. № 3. С. 9–13. (Изв. высш. учеб. заведений).
17. Andersson E. Cone and Seed Studies in Norway Spruce (Picea abies (L.) Karst.) // Studia Forestalia Suecica. 1965. No. 23. 214 p.
18. Cousens J. An Introduction to Woodland Ecology. Edinburgh: Oliver and Boyd, 1974. 151 p.
19. Pukkala T., Hokkanen T., Nikkanen T. Prediction Models for the Annual Seed Crop of Norway Spruce and Scots Pine in Finland // Silva Fennica. 2010. Vol. 44, no. 4. Pp. 629–642. DOI: 10.14214/sf.131

Поступила 12.06.18

Ссылка на английскую версию:

Variability of Morphostructural Features of Uneven-Aged Spruce in the North of Arkhangelsk Region

UDC 582.475.2:631.524.82:631.524.5
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.56

Variability of Morphostructural Features of Uneven-Aged Spruce in the North of Arkhangelsk Region

S.N. Tarkhanov, Doctor of Biological Sciences J-2035-2018, 0000-0001-9037-8995
E.A. Pinaevskaya, Junior Research Scientist J-2326-2018, 0000-0003-1877-1412
N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research, RAS, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 23, Arkhangelsk, 163000, Russian Federation; e-mail: tarkse@yandex.ru

Large age variability and diverse morphometric structure are inherent to taiga spruce forests. Valuation parameters of tree stands under certain site conditions depend on these characteristics. The research purpose is to study the variability of morphostructural parameters of unevenaged spruce stands in order to identify the features of their growth and development in the north of Arkhangelsk region. The research objects are fresh blueberry spruce forests of the Plesetsk (63ºN, 40ºE), Pinega (64…65ºN, 43…44ºE) and Onega (64ºN, 38ºE) populations of Arkhangelsk region. Samplings on the study plots were formed out of 25 relatively young and middle-aged trees coming into seeding stage. Sizes of trunk and crown, sizes and num-ber of needle covered side shoots, length and limit age of needles in a lower part of crown, length and weight of 10 mature cones in air dry condition and diameter quotient of their seed scales were determined in these trees. The levels of character individual variability were estimated using the empirical scale of S.А. Mamaev. A tendency to reduce the individ-ual variability of trunk height and diameter at a height of 1.3 m, and crown total length and diameter in the elder age group of trees (g₂) in comparison with the younger one (g₁) has been found in different populations. Probably, this is due to the higher sensitivity of young trees to the action of environmental factors. The correlations between trunk diameter and age within the samplings of middle-aged (r = 0.82...0.92; p<0.05) and young (r = = 0.48...0.89; p<0.05) generative trees were established. Positive correlation between crown diameter and age (r = 0.40...0.62) of the represented populations were revealed only in the elder age group of trees (g₂). In the Pinega population, a greater number of intraverticillate shoots are formed in young generative trees (g₁); in the Onega population the shoots are formed in middle-aged trees (g₂). Longer needles in the lower part of crown are formed in middle-aged trees. The length of shoots is significantly less and life expectancy of needles is longer in younger spruce trees (g₁) in comparison with middle-aged trees (g₂) of the Onega population. The levels of individual variability of length and weight of cones correspond to the limits established by S.А. Mamaev for spruce growing in the Urals. It was found that length and weight of cones in the Pinega population are on average significantly less in comparison with the Onega and Plesetsk populations.
Funding: The research was carried out within the framework of the state assignment of N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research (state registration no. АААА-А18-118011690221-0).

For citation: Tarkhanov S.N., Pinaevskaya E.A. Variability of Morphostructural Features of Uneven-Aged Spruce in the North of Arkhangelsk Region. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 2, pp. 56–66. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.56

Keywords: spruce, population, variability, forest stand age, uneven-aged trees (g1, g2), morphostructural features, Arkhangelsk region.

REFERENCES

1. Barabin A.I. Patterns of Spruce Seed Production in the European North and the Basics of Forest Seed Prediction: Dr. Agric. Sci. Diss. Abs. Moscow, 1990. 35 p.
2. Valyayev V.N. Dynamics of Valuation Indicators of Uneven-Aged Spruce Planta-tions. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 1963, no. 4, pp. 22–26.
3. Gusev I.I. Productivity of Spruce Forests of the North. Leningrad, LGU Publ., 1978. 232 p.
4. Mamayev S.A. Forms of Intraspecies Variation of Woody Plants (Case Study of Pinaceae Family in the Urals). Moscow, Nauka Publ., 1972. 284 p.
5. Molchanov A.A. Geography of Fruiting of the Main Tree Species in the USSR. Moscow, Nauka Publ., 1967. 102 p.
6. Basics of Forest Biogeocenology. Ch. I. Basic Concepts of Forest Biogeocenolo-gy. Ed. by V.N. Sukachev, N.V. Dylis. Moscow, Nauka Publ., 1964, pp. 5–49.
7. Popov P.P. Geographic Variability of Seed Scale Forms of Spruce in Eastern Europe and Western Siberia. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 1999, no. 1, pp. 68–73.
8. Popov P.P. Population and Geographical Variation of Norway Spruce and Siberian Spruce Cones. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2011, no. 5, pp. 54–60.
9. Pravdin L.F. Norway Spruce and Siberian Spruce in the USSR. Moscow, Nauka Publ., 1975. 178 p.
10. Putenikhin V.P., Farukshina G.G. Intraspecies and Phenotypic Variability of Sukachev Larch in the Urals. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2004, no. 1, pp. 38–47.
11. Svalov N.N. Analysis of Variance: Educational Textbook. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1977. 178 p.
12. Semenov B.A., Tsvetkov V.F., Chibisov G.A., Elizarov F.P. Subtundra Forests of the European Part of Russia (Nature and Farming). Arkhangelsk, SevNIILKh Publ., 1998. 332 p.
13. Tarkhanov S.N. Forms of Intrapopulation Variability of Conifers in Terms of Atmospheric Pollution (Case Study of the North Dvina Basin). Ekaterinburg, UB RAS Publ., 2010. 230 p.
14. Trull’ O.A. Mathematical Statistics in Forestry. Minsk, Vysheyshaya shkola Publ., 1966. 232 p.
15. Chertovskoy V.G. Spruce Forests of the European Part of the USSR. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1978. 176 p.
16. Yaroslavtsev S.V. Age Structure of Spruce Forests of the Far North. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 1986, no. 3, pp. 9–13.
17. Andersson E. Cone and Seed Studies in Norway Spruce (Picea abies (L.) Karst.), Studia Forestalia Suecica, 1965, no. 23. 214 p.
18. Cousens J. An Introduction to Woodland Ecology. Edinburgh, Oliver and Boyd, 1974. 151 p.
19. Pukkala T., Hokkanen T., Nikkanen T. Prediction Models for the Annual Seed Crop of Norway Spruce and Scots Pine in Finland. Silva Fennica, 2010, vol. 44, no. 4, pp. 629–642. DOI: 10.14214/sf.131

Received on June 12, 2018