Оценка отклика на изменение климата в опытах с происхождениями Picea abies (L.) Karst. × P. obovata (Ledeb.) на севере Русской равнины. С. 22–37

УДК

630*165.3:630*11

DOI:

10.37482/0536-1036-2023-1-22-37

Аннотация

Изучена внутривидовая реакция ели обыкновенной (Picea abies (L.) Karst. × P. obovata (Ledeb.)) на климатические изменения на основе данных о росте 15 клима-типов в 31-летних географических культурах севера Русской равнины (Архангельская и Вологодская области), имитирующих потепление и похолодание. Сравнили фактические высоту и диаметр в пункте испытания и расчетную высоту в местах произрастания исходных насаждений, определенную путем перерасчета фактических данных о росте потомства через широтные коэффициенты роста, предложенные И.В. Волосевичем для севера Русской равнины. Разница между расчетными и фактическими показателями роста соответствующего климатипа в пункте испытания составила отклик климатипа на изменение условий произрастания. Отклик сопоставляли с различиями в климатических характеристиках (сумма эффективных температур выше 10 ºС) и географических координатах мест происхождения и мест произрастания ели. Ель имеет примерно одинаковую норму реакции при перемещении потомства на равную величину градиента (северная широта) к югу или к северу и при изменении климатического фактора (сумма температур выше 10 ºС) в сторону потепления или похолодания. При изменении суммы температур выше 10 ºС на каждые 100 ºС разница в приросте по высоте и диаметру будет составлять 0,48 м и 0,42 см соответственно. На каждый градус изменения северной широты – в среднем 0,50 м и 0,44 см по высоте и диаметру соответственно. Для происхождений из подзоны северной тайги, преимущественно представленных елью сибирской (P. obovata), отклик реакции вида будет в 2 раза ниже, чем для происхождений ели гибридной (Picea abies (L.) Karst. × P. obovata (Ledeb.)) из подзоны средней тайги. Рассчитанные величины отклика по высоте и диаметру для ели обыкновенной необходимо учитывать при регламентации перебросок семян, использовать в прогнозах при адаптации мероприятий лесного хозяйства к предстоящим климатическим изменениям.

Сведения об авторах

Е.Н. Наквасина¹*, д-р с.-х. наук, проф.; Researcher ID: A-5165-2013, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7360-3975
Н.А. Прожерина², канд. биол. наук, ст. науч. сотр.; Researcher ID: A-5917-2013, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5067-7007
¹Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия,163002; e.nakvasina@narfu.ru*
²Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лавёрова УрО РАН, наб. Северной Двины, д. 23, г. Архангельск, Россия,163000;
pronad1@yandex.ru

Ключевые слова

ель, изменение климата, отклик на изменение климата, реакция на изменение климата, высота ели, диаметр ели, географические происхождения, север Русской равнины

Для цитирования

Наквасина Е.Н., Прожерина Н.А. Оценка отклика на изменение климата в опытах с происхождениями Picea abies (L.) Karst. × P. obovata (Ledeb.) на севере Русской равнины // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 1. С. 22–37. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-22-37

Литература

1. Бабушкина Е.А., Кнорре А.А., Ваганов Е.А., Брюханова М.В. Трансформация климатического отклика в радиальном приросте деревьев в зависимости от топоэкологических условий их произрастания // География и природные ресурсы. 2011. № 1. С. 159–166. https://doi.org/10.1134/S1875372811010148

2. Волосевич И.В. Закономерности широтной изменчивости роста древесной растительности в лесах Европейского Севера и их практическое использование // Лесоводственные исследования на зонально-типологической основе. Архангельск: АИЛиЛХ, 1984. С. 27–38. 

3. Замолодчиков Д., Краев Г. Влияние изменений климата на леса России: зафиксированные воздействия и прогнозные оценки // Устойчивое лесопользование. 2016. № 4(48). С. 23–31. 

4. Изучение имеющихся и создание новых географических культур: (Программа и методика работ) / под ред. Е.П. Проказина. Пушкино: ВНИИЛМ, 1972. 52 с. 

5. Климат. Суммы активных температур выше 10° // Агроэкологический атлас России и сопредельных стран: экономически значимые растения, их болезни, вредители и сорные растения. Режим доступа: http://www.agroatlas.ru/ru/content/Climatic_maps/Sum_t/Sum_t10/index.html (дата обращения: 20.03.20). 

6. Матьяш Ч. Генетические и экологические ограничения адаптации // Лесная генетика, селекция и физиология древесных растений: материалы междунар. симп. (25–30 сент. 1989 г., Воронеж). М., 1989. С. 60–67. 

7. Наквасина Е.Н. Географические культуры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) как природная модель имитации климатических изменений // Вестн. Помор. ун-та. Сер.: Естеств. и точн. науки. 2003. № 2. С. 48–55. 

8. 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. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2018.5.82

9. Наквасина Е.Н., Юдина О.А., Покатило А.В. Ростовая и репродуктивная реакции Picea abies (L.) Karst. × P. obovata (Ledeb.) при имитации потепления климата // Вестн. Сев. (Арктич.) федер. ун-та. Сер.: Естеств. науки. 2016. № 1. С. 89–96. https://doi.org/10.17238/issn2227-6572.2016.1.89

10. 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. 

11. Попов П.П. Ель европейская и сибирская: структура, интеграция и дифференциация популяционных систем. Новосибирск: Наука, 2005. 231 с.

12. Beaulieu J., Rainville A. Adaptation to Climate Change: Genetic Variation is Both a Short- and a Long-Term Solution. The Forestry Chronicle, 2005, vol. 81, no. 5, pp. 704–709. https://doi.org/10.5558/tfc81704-5

13. Beuker E., Koski V. Adaptation of Tree Populations to Climate as Reflected by Ages Provenance Tests. Caring for the Forest: Research in a Changing World. Poster Abstracts. IUFRO ХХ World Congress, August 6–12, 1995. Тampere, Finland, 1995, p. 248.

14. Čermák P., Rybníček M., Žid T., Andreassen K., Børja I., Kolář T. Impact of Climate Change on Growth Dynamics of Norway Spruce in South-Eastern Norway. Silva Fennica, 2017, vol. 51, no. 2, art. 1781. https://doi.org/10.14214/sf.1781

15. Hart J.L., van de Gevel S.L., Sakulich J., Grissino-Mayer H.D. Influence of Climate and Disturbance on the Growth of Tsuga canadensis at Its Southern Limit in Eastern North America. Trees, 2010, vol. 24, pp. 621–633. https://link.springer.com/article/10.1007/s00468-010-0432-y

16. Huang J.-G., Bergeron Y., Berninger F., Zhai L., Tardif J.C., Denneler B. Impact of Future Climate on Radial Growth of Four Major Boreal Tree Species in the Eastern Canadian Boreal Forest. PLoS ONE, 2013, vol. 8, iss. 2, art. e56758. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0056758

17. Garzón M.B., Alía R., Robson T.M., Zavala M.A. Intra-Specific Variability and Plasticity Influence Potential Tree Species Distributions Under Climate Change. Global Ecology and Biogeography, 2011, vol. 20, iss. 5, pp. 766–778. https://doi.org/10.1111/j.1466-8238.2010.00646.x

18. Gömöry D., Longauer R., Hlásny T., Palacaj M., Strmeň S., Krajmerova D. Adaptation to Common Optimum in Different Populations of Norway Spruce (Picea abies Karst.). European Journal of Forest Research, 2012, vol. 131, pp. 401–411. https://doi.org/10.1007/s10342-011-0512-6

19. Krajmerová D., Longauer R., Pacalaj M., Gömöry D. Influence of Provenance Transfer on the Growth and Survival of Picea abies Provenances. Dendrobiology, 2009, vol. 61, pp. 17–23.

20. Leites L.P., Robinson A.P., Rehfeldt G.E., Marshall J.D., Crookston N.L. Height-Growth Response to Climatic Changes Differs Among Populations of Douglas-Fir: A Novel Analysis of Historic Data. Ecological Applications, 2012, vol. 22, iss. 1, pp. 154–165. https://doi.org/10.1890/11-0150.1

21. Mátyás Cs. Modeling Effects of Climate Change with Provenance Test Data by Applying Ecological Distances. Caring for the Forest: Research in a Changing World. Poster Abstracts. IUFRO ХХ World Congress, August 6–12, 1995. Тampere, Finland, 1995, p. 250.

22. Nakvasina Е., Demina N., Prozherina N., Demidova N. Assessment of Phenotypic Plasticity of Spruce Species Picea abies (L.) Karst. and P. obovata (Ledeb.) on Provenances Tests in European North of Russia. Central European Forestry Journal, 2019, vol. 65, iss. 2, pp. 121–128. https://doi.org/10.2478/forj-2019-0012

23. Oleksyn J., Tjoelker M.G., Reich P.B. Adaptation to Changing Environment in Scots Pine Populations Across a Latitudinal Gradient. Silva Fennica, 1998, vol. 32(2), pp. 129–140. https://doi.org/10.14214/sf.691

24. Persson B. Will Climate Change Affect the Optimal Choice of Pinus sylvestris Provenances? Silva Fennica, 1998, vol. 32(2), pp. 121–128. https://doi.org/10.14214/sf.690

25. Rehfeldt G.E., Tcebakova N.M., Milyutin L.I., Parfenova E.I., Wykoff W.R., Kouzmina N.A. Assessing Population Responses to Climate in Pinus sylvestris and Larix spp. of Eurasia with Climate-Transfer Models. Eurasian Journal of Forest Research, 2003, vol. 6, iss. 2, pp. 83–98.

26. Savolainen O., Bokma F., Garcı́a-Gil R., Komulainen P., Repo T. Genetic Variation in Cessation of Growth and Frost Hardiness and Consequences for Adaptation of Pinus sylvestris to Climatic Changes. Forest Ecology and Management, 2004, vol. 197, iss. 1-3, pp. 79–89. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2004.05.006

27. Suvanto S., Nöjd P., Henttonen H.M., Beuker E., Mäkinen H. Geographical Patterns in the Radial Growth Response of Norway Spruce Provenances to Climatic Variation. Agricultural and Forest Meteorology, 2016, vol. 222, pp. 10–20. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2016.03.003

28. Taeger S., Zang C., Liesebach M., Schneck V., Menzel A. Impact of Climate and Drought Events on the Growth of Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Provenances. Forest Ecology and Management, 2013, vol. 307, pp. 30–42. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2013.06.053