Peculiarities of the Vital Functions Restoration in Pallas Black Pines Following a Forest Fire

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Using the biophysics and visual assessment methods, a study on the vital state dynamics of the Pallas black pine (Pinus nigra subsp. pallasiana D. Don) trees damaged by fire was conducted. It is shown that a ground fire has a noticeable effect on the biophysical characteristics of the Pallas pine. In the post-fire period, there is a change in the electrical resistance of the tree trunk tissues, as well as an increase in its variation coefficient, which reflects the deterioration of their vital condition. The relationship between the parameters of the trunk tissues’ polarization coefficient and the level of the pine trees’ pyrogenic damage was revealed. The intensity of the needles yellowing reflects the amount of stress the trees experience during the pyrogenic impact, it is determined not only by the severity of the impact, but also by the protective response resulting in the mobilisation of the vitality reserves during the post-shock period. The negative effects of stress are manifested in a prolonged decline of the plants’ vital state. Differentiation of the Pallas black pine trees based on the types of response to the damaging impact was revealed. The individuals of an increased regenerative capacity ensure the group preservation under a strong short-term negative impact. Individuals with a weak response realise their advantage in a situation of a lingering stress, conservatively utilising their vitality reserves, which ensures the possibility of long-term survival under inhospitable conditions. Currently, the natural populations of Pallas black pine, are forming “scissors” of two evolutionarily different natural selection tendencies. Under the lingering stressful conditions, individuals with weaker reaction are more likely to survive and the elimination of individuals with a strong response to stress increases, which entails a decrease in the resistance of populations to a strong destructive effect.

About the authors

V. P. Koba

Nikitsky Botanical Garden

Author for correspondence.
Email: KobaVP@mail.ru
Russia, 298648, Republic of Crimea, Nikita twp., Yalta, Nikitsky descent, 52,

References

  1. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесная промышленность, 1982. 512 с.
  2. Архипов Е.В. Прогноз жизненного и санитарного состояния сосняков Казахского мелкосопочника после воздействия низовых пожаров // Международный научно-исследовательский журн. 2019. № 11(89). Ч. 2. С. 31–36.
  3. Браилко В.А. Некоторые особенности водного режима листопадных и зимнезеленых видов рода Lonicera (Caprifoliaceae) при интродукции на Южном берегу Крыма // Экосистемы. 2018. № 14(44). С. 75–82.
  4. Гетте И.Г., Косов И.В., Пахарькова Н.В., Безкоровайная И.Н. Влияние теплового стресса на ассимиляционный аппарат хвои сосны обыкновенной в послепожарных сосняках Южной Сибири // Лесоведение. 2017. № 6. С. 437–445.
  5. Гетте И.Г., Коротаева Н.Е., Косов И.В., Пахарькова Н.В., Боровский Г.Б. Влияние контролируемого выжигания на содержание стрессовых белков в хвое сосны обыкновенной в условиях Красноярской лесостепи // Лесоведение. 2020. № 3. С. 195–204.
  6. Голиков Д.Ю., Шавнин С.А., Овчинников И.С. Оценка состояния сосновых древостоев с помощью измерения электрического импеданса ствола // Леса Урала и хозяйство в них. Екатеринбург: УГЛТУ, 2001. Вып. 21. С. 264–272.
  7. Иванов В.В., Евдокименко М.Д. Роль рубок и пожаров в динамике лесов бассейна озера Байкал // Лесоведение. 2017. № 4. С. 256–269.
  8. Карасев В.Н., Карасева М.А. Диагностика жизненного состояния насаждений хвойных пород по биоэлектрическим показателям // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2016. № 2(30). С. 24–35.
  9. Карасев В.Н., Карасева М.А., Мухортов Д.И. Диагностика физиологического состояния хвойных деревьев по биоэлектрическим и температурным показателям // Лесоведение. 2020. № 2. С. 162–174.
  10. Кириллов О.И. Процессы клеточного обновления и роста в условиях стресса. М.: Наука, 1977. 119 с.
  11. Коба В.П. Pinus pallasiana (Pinaceae) как индикатор периодичности пожаров и особенности восстановления ее насаждений в Горном Крыму // Растительные ресурсы. 2005. Т. 41. Вып. 2. С. 39–48.
  12. Коротаева Н.Е., Гетте И.Г., Косов И.В., Пахарькова Н.В., Боровский Г.Б. Белки теплового шока и фотосинтетическая активность хвои сосны обыкновенной в постпирогенный период // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. Биологические науки. 2017. № 10. С. 79–87.
  13. Краснощеков Ю.Н., Евдокименко М.Д., Онучин А.А. Постпирогенная дигрессия лесных экосистем в горном Прибайкалье // Сибирский лесной журн. 2018. № 6. С. 46–57.
  14. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
  15. Макарова Н.В. Устойчивость к пожарам древесных пород в лесных насаждениях Ростовской области // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2020. № 58. С. 31–36.
  16. Мелехов И.С. Влияние пожаров на лес. М.–Л.: Гослестехиздат, 1948. 128 с.
  17. Осипков Л. Полевой прибор селекционера // Радио. 1968. № 8. С. 55–56.
  18. Павлов И.Н. Древесные растения в условиях техногенного загрязнения. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2005. 370 с.
  19. Рутковский И.В. Применение электрофизиологических методов при сортоиспытании тополей // Лесная генетика, селекция и семеноводство. Петрозаводск, 1970. С. 160–164.
  20. Савченко А.Г. О критической высоте обгорания стволов деревьев сосны крымской при низовых пожарах // Науч. тр. МЛТИ. М., 1978. Вып. 3. С. 27–30.
  21. Савченко А.Г. Влияние пожаров на прирост и строение древесины сосны крымской // Лесной журн. 1984. № 3. С. 5–8.
  22. Судачкова Н.Е. Состояние и перспективы изучения влияния стрессов на древесные растения // Лесоведение. 1998. № 2. С. 3–9.
  23. Судачкова Н.Е., Романова Л.И., Астраханцева Н.В., Новоселова М.В., Косов И.В. Стрессовые реакции деревьев сосны обыкновенной на повреждение низовым пожаром // Сибирский экологический журн. 2016. № 5. С. 739–749.
  24. Тарусов Б.Н. Электропроводность как метод определения жизнеспособности тканей. Архив биол. наук, 1938. Т. 52. Вып. 2. С. 120–124.
  25. Турбина М.Р. Внутрипопуляционная дифференциация скерды кровельной (Crepis tectorum L.) по скорости роста розетки и темпам развития особей. Эффект последействия длительного стресса // Экология. 2005. № 4. С. 243–251.
  26. Трубина М.Р. Стратегия выживания Crepis tectorum L. в условиях хронического атмосферного загрязнения // Экология. 2011. № 2. С. 102–109.
  27. Усеня В.В. Послепожарное состояние и восстановление лесных фитоценозов на территории Республики Беларусь // Известия Национальной академии наук Беларуси. Биологические науки. 2018. Т. 63. № 3. С. 316–326.
  28. Цветков П.А. Нагар как диагностический признак // Хвойные бореальной зоны. 2006. Т. 23. № 3. С. 132–137.
  29. Шавнин С.А., Яковлев И.Д., Голиков Д.Ю. Папулов Е.С., Иванченко В.Г. Использование электрофизиологических характеристик тканей прикамбиального комплекса ствола при диагностике состояния деревьев сосны обыкновенной // Леса Урала и хозяйство в них. 2003. Вып. 23. С. 318–329.
  30. Яковлева Л.В. Импеданс как фоновый признак в селекции хвойных на быстроту роста // Бюл. Никит. ботан. сада. 1983. Вып. 52. С. 20–23.
  31. Casals P., Valor T., Rios A.I., Shipley B. Leaf and bark functional traits predict resprouting strategies of understory woody species after prescribed fires // Forest Ecology and Management. 2018. V. 429. P. 158–174.
  32. Khapugin A., Vargot E.V., Chugunov G.G. Vegetation recovery in fi re-damaged forests: a case study at the southern boundary of the taiga zone // Forestry Studies. Metsanduslikud Uurimused. 2016. V. 64. P. 39–50.
  33. Nicholson A., Prior L.D., Perry G.L.W., Bowman D.M.J.S. High post-fire mortality of resprouting woody plants in Tasmanian Mediterranean-type vegetation // International J. Wildland Fire. 2017. V. 26. № 6. P. 532–537.
  34. Prior L.D., Bowman D.M.J.S. Classification of post-fire responses of woody plants to include pyrophobic communities // Fire. 2020. V. 3. P. 1–16.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (32KB)
3.

Download (34KB)
4.

Download (83KB)

Copyright (c) 2023 В.П. Коба

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies