Изменчивость радиального прироста у половых типов сосны обыкновенной в условиях постоянного избыточного увлажнения почв

УДК

582.475.4:631.524.82:631.524.5

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2017.2.85

Аннотация

У сосны обыкновенной проявляется внутрипопуляционная индивидуальная генетическая изменчивость по типу сексуализации. Цель исследований – оценка изменчивости радиального прироста у деревьев сосны разных половых типов в условиях длительного избыточного увлажнения почв в северной тайге европейской части России. Исследования проводили в сосняках кустарничково-сфагновых, произрастающих на болотных верховых почвах, в низовьях Северной Двины. В этих условиях по численности доминирует сосна (Pinus sylvestris L.) со смешанным типом сексуализации (около 85 %). Доля деревьев с женским половым типом составляет порядка 15 %, мужские деревья встречаются единично (менее 0,5 %). Тип сексуализации деревьев определяли по методике, предложенной С.А. Мамаевым. Для дендрохронологического анализа радиального прироста разных половых типов сосны использовали средние значения радиального прироста. Показано, что деревья с различной сексуализацией в 140–150-летнем возрасте существенно не различаются в годичном приросте по диаметру ствола (0,32 мм – для женского полового типа, 0,37 мм – для смешанного полового типа) и индексу прироста (102 % для обоих половых типов). Установлено, что во временных рядах проявляется преимущество по абсолютной величине радиального прироста у сосны смешанной сексуализации, особенно в 30–40-летнем возрасте. Уровни изменчивости годичного прироста высокие и очень высокие как в пределах кольцевой хронологии индивидуального дерева, так и между деревьями. По чувствительности к воздействию внешних факторов половые типы не отличаются (11…13 %). Для деревьев женского типа в течение жизни более характерен равномерный рост, для смешанного – интенсивный рост в «зрелом» возрасте. Цикличность колебаний ширины годичных колец у сосны разных типов сексуализации близка к 11-летнему солнечному циклу.

Сведения об авторах

Е.А. Пинаевская, асп., мл. науч. сотр.

С.Н. Тарханов, д-р биол. наук, ст. науч. сотр., зав. лаб.

Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики Российской академии наук, наб. Северной Двины, д. 23, г. Архангельск, Россия, 163000;
e-mail: aviatorov8@mail.ru, tarkse@yandex.ru

Ключевые слова

сосна обыкновенная, половые типы, радиальный прирост, изменчивость, постоянное избыточное увлажнение почв

Источник финансирования

Работа выполнена при финансовой поддержке в рамках проекта государственного задания № 0410-2014-0025.

Для цитирования

Пинаевская Е.А., Тарханов С.Н. Изменчивость радиального прироста у половых типов сосны обыкновенной в условиях постоянного избыточного
увлажнения почв // Лесн. журн. 2017. № 2. С. 85–94. (Изв. высш. учеб. заведений).
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.2.85

Литература

1. Битвинскас Т.Т. Дендроклиматические исследования. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 172 с.

2. Ваганов Е.А., Терсков И.А. Анализ роста дерева по структуре годичных колец. Новосибирск: Наука, 1977. 93 с.

3. Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере сем. Pinaceae) на Урале. М.: Наука, 1973. 283 с.

4. Тарханов С.Н., Бирюков С.Ю. Морфоструктура и изменчивость биохимических признаков популяции сосны (Pinus sylvestris L.) в стрессовых условиях устья Северной Двины // Сиб. эколог. журн. 2014. № 2. С. 319–327.

5. Тихонова И.В. Изменчивость годичных колец у разных половых типов деревьев сосны обыкновенной на юге Средней Сибири // Лесоведение. 2007. № 3. С. 40–45.

6. Цветков В.Ф., Цветков И.В. Лес в условиях аэротехногенного загрязнения. Архангельск: АГТУ, 2003. 354 с.

7. Шиятов С.Г. Дендрохронология верхней границы леса на Урале. М.: Наука, 1986. 137 с.

8. Шиятов С.Г., Ваганов Е.А., Кирдянов А.В., Круглов В.Б., Мазепа В.С., Наурзбаев М.М., Хантемиров Р.М. Методы дендрохронологии: учеб.-метод. пособие. Красноярск: КрасГУ, 2000. Ч. 1. 80 с.

9. Charlesworth D. Plant Sex Determination and Sex Chromosomes // Heredity. 2002. No. 88. Pp. 94–101.

10. Correns C. Bestimmung, Vererbung und Verteilung des Geschlechtes bei den hoeheren Pflanzen. Berlin. 1928. 138 p.

11. Givnish T.J. Ecological Constraints on the Evolution of Breeding Systems in Seed Plants: Dioecy and Dispersal in Gymnosperms // Evolution. 1980. No. 34. Pp. 959–972.

Поступила 06.10.16

Ссылка на английскую версию:

The Variability of Radial Increment of Sexual Types of Scotch Pine Under Hydrogenic Conditions

UDC 582.475.4:631.524.82:631.524.5

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.2.85

The Variability of Radial Increment of Sexual Types of Scotch Pine Under Hydrogenic Conditions

E.A. Pinaevskaya, Postgraduate Student, Research Assistant[1]

S.N. Tarkhanov, Doctor of Biological Sciences, Senior Research Officer

Federal Center for Integrated Arctic Research of the Russian Academy of Sciences,
Naberezhnaya Severnoy Dviny, 23, Arkhangelsk, 163000, Russian Federation;
e-mail: aviatorov8@mail.ru, tarkse@yandex.ru

Pinus sylvestris L. manifests the intrapopulation individual genetic variation by the sexual type. The goal of research is the evaluation of variability in radial increment of pine trees of different sexual types under hydrogenic conditions in the northern taiga of the European part of Russia. The research is carried out in the shrub-sphagnum pine forests on wetland upland soils in the lower reaches of the Northern Dvina. In these conditions pine (Pinus sylvestris L.) of mixed sexual type (about 85 %) is dominated. The proportion of trees with female sexual type is about 15 %, and male trees occur singly (less than 0.5 %). The sexual type of trees is determined by the method proposed by S.A. Mamaev. The mean values of radial increment are used for the tree-ring analysis of radial growth of different sexual types of Pinus sylvestris L. Trees of different sexual types in 140–150 years of age demonstrate similar parameters in the annual stem diameter growth (0.32 mm – for the female sexual type and 0.37 mm – for the mixed sexual type) and the index of increment (102 % for both sexual types). In the time series the advantage of the absolute value of the pine radial increment of mixed sexual type is shown, especially in 30–40 years of age. Variability levels of annual growth are high and very high within the individual tree ring chronology and between trees. Sexual types do not differ in sensitivity to external factors (11…13 %). The trees of female type are characterized by the uniform growth and the trees of mixed type – by the intensive growth in the “mature” age. Cyclical fluctuations of the width of pine annual rings of different sexual types are close to the 11-year solar cycle.

Keywords: Scotch pine, sexual type, radial increment, variability, constant overwetting of soils.

REFERENCES

1. Bitvinskas T.T. Dendroklimaticheskie issledovaniya [Dendroclimatic Research]. Leningrad, 1974. 172 p.

2. Vaganov E.A., Terskov I.A. Analiz rosta dereva po strukture godichnykh kolets [Analysis of Tree Growth on the Structure of Annual Rings]. Novosibirsk, 1977. 93 p.

3. Mamaev S.A. Formy vnutrividovoi izmenchivosti drevesnykh rastenii (na primere sem. Pinaceae) na Urale [Forms of Intraspecific Variation of Tree Plants (for Example of the Family Pinaceae) in the Urals]. Moscow, 1973. 283 p.

4. Tarkhanov S.N., Biryukov S.Yu. Morfostruktura i izmenchivost biokhimicheskikh priznakov populyatsii sosny (Pinus sylvestris L.) v stressovykh usloviyakh ust'ya Severnoi Dviny [The Morphological Structure and Variability of the Biochemical Features of the Pine Population (Pinus sylvestris L.) Under Stress Conditions in the Mouth of the Northern Dvina]. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal [Contemporary Problems of Ecology], 2014, no. 2, pp. 319–327.

5. Tikhonova I.V. Izmenchivost godichnykh kolets u raznykh polovykh tipov derevev sosny obyknovennoi na yuge Srednei Sibiri [Variability of Tree Rings in Different Sexual Types of Scots Pine Trees in the South of Central Siberia]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2007, no. 3, pp. 40–45.

6. Tsvetkov V.F., Tsvetkov I.V. Les v usloviyakh aerotekhnogennogo zagryazneniya [Forest in Terms of Environmental Contamination]. Arkhangelsk, 2003. 354 p.

7. Shiyatov S.G. Dendrokhronologiya verkhney granitsy lesa na Urale [The Dendrochronology of the Upper Forest Border in the Urals]. Moscow, 1986. 137 p.

8. Shiyatov S.G., Vagonov E.A., Kirdyanov A.V., Kruglov V.B., Mazepa V.S., Naurzbaev M.M., Khantemirov R.M. Metody dendrokhronologii: uchebno-metodicheskoe posobie [Dendrochronology Methods]. Krasnoyarsk, 2000, part 1. 80 p.

9. Charlesworth D. Plant Sex Determination and Sex Chromosomes. Heredity, 2002, no. 88, pp. 94–101.

10. Correns C. Bestimmung, Vererbung und Verteilung des Geschlechtes bei den hoeheren Pflanzen. Berlin, 1928. 138 p.

11. Givnish T.J. Ecological Constraints on the Evolution of Breeding Systems in Seed Plants: Dioecy and Dispersal in Gymnosperms. Evolution, 1980, no. 34, pp. 959–972.

Received on October 06, 2016 

---

For citation: Pinaevskaya E.A., Tarkhanov S.N. The Variability of Radial Increment of Sexual Types of Scotch Pine Under Hydrogenic Conditions. Lesnoy zhurnal [Forestry journal], 2017, no. 2, pp. 85–94. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.2.85