Генеративная сфера сосны обыкновенной как индикатор климатически детерминированной смены жизненных состояний популяций
- Авторы: Кузнецова Н.Ф.1
-
Учреждения:
- Всероссийский научно-исследовательский институт лесной генетики, селекции и биотехнологии
- Выпуск: № 3 (2023)
- Страницы: 244-254
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
- URL: https://journals.rcsi.science/0024-1148/article/view/137873
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0024114823030063
- EDN: https://elibrary.ru/PTGBOV
- ID: 137873
Цитировать
Аннотация
Обсуждаются проблемы перехода сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) из состояния устойчивого к неустойчивому равновесию, смены равновесной популяции на неравновесную в результате потепления климата. Цель исследований – изучить состояние генеративной сферы южной и центральной лесостепных популяций сосны обыкновенной; по признаку полнозернистости оценить их жизненное состояние в 2020 г. по сравнению с 2016 – годом дестабилизации сосновых лесов, а также относительно состояния степной популяции в урожайном 2017 г. Объектами исследования служили центральная и южная лесостепные популяции сосны, произрастающие на экологически благоприятной территории Воронежской и Белгородской областей. В 2015 г. зафиксирован переход их из равновесия в слабо неравновесную систему. Уровень полнозернистости ступинской и белгородской популяций снизился соответственно на 25.6 и 24.6%, число семян – на 37.7 и 22.4%, уровень смертности семяпочек повысился в 3.9 и 4.0 раза. Сравнение показателей семенной продуктивности в 2013, 2016 и 2020 гг. показало, что в настоящее время оба насаждения представляют равновесные системы. Центральная популяция вернулась к региональной норме (устойчивого равновесия), южная находится в состоянии неустойчивого равновесия. Дисперсионный анализ выявил существенное (57.8%) влияние фактора “ГТК” на генеративную сферу белгородской популяции по признаку полнозернистости. В последнее десятилетие число оптимальных лет в ЦЧР уменьшилось с 7–8/10 лет до 5. Для возвращения сосновых лесов в равновесие требуется 3 оптимальных года. Высокие темпы потепления климата могут повлечь за собой нарушение равновесия и повторную дестабилизацию. Дальнейшее сокращение числа оптимальных лет делает почти невозможным возвращение сосновых лесов к региональной норме.
Об авторах
Н. Ф. Кузнецова
Всероссийский научно-исследовательский институт лесной генетики, селекции и биотехнологии
Автор, ответственный за переписку.
Email: nfsenyuk@mail.ru
Россия, 394087, Воронеж, ул. Ломоносова, д. 105
Список литературы
- Акимов Л.М., Задорожная Т.Н. Особенности распределения трендов температуры воздуха на Европейской территории России и сопредельных государств // Вестник ВГУ. Сер. География. Геоэкология. 2018. № 4. С. 5–14. https://doi.org/10.17308/geo.2018.4/2260
- Боголюбов А.С., Буйволов Ю.А., Кравченко М.В. Методика оценки жизненного состояния леса по сосне. М.: Экосистема, 1999. 25 с.
- Виноградова В.В. Волны тепла на Европейской территории России в начале ХХI века // Известия РАН. Серия географическая. 2014. № 1. С. 47–55. https://doi.org/10.15356/0373-2444-2014-1-47-55
- Виноградава В.В., Титкова Т.Б., Черенкова Е.А. Динамика увлажнения и теплообеспеченности в переходных ландшафтных зонах по спутниковым и метеорологическим данным в начале ХХI в. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 2. С. 162–172.
- Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2020 г. Москва, 2021. 104 с.
- Иванов В.П., Марченко С.И., Иванов Ю.В. Влияние погодных условий на женскую генеративную сферу сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2015. № 3(31). С. 114–129. https://doi.org/10.17223/19988591/31/9
- Касимов Н.С., Кислов А.В., Чернышев А.В., Семин В.Н., Аляудинов А.Р. Эколого-географические последствия глобального потепления климата ХХI в. на Восточно-Европейской равнине и в Западной Сибири. М.: МАКС Пресс, 2011. 496 с.
- Клушевская Е.С., Кузнецова Н.Ф. Оценка устойчивости сосны обыкновенной к засухе по физиологическим характеристикам хвои // Лесоведение. 2016. № 3. С. 216–222.
- Крамер К., Ван дер Верф Д.С. Концепции равновесия и неравновесия в генетическом моделировании лесов: популяционные и индивидуальные подходы. Forest Systems. 2010. № 19. С. 100–112. https://doi.org/10.5424/fs/201019S-9312
- Кузнецова Н.Ф. Взаимодействие генотип-среда и адаптивная селекция Pinus sylvestris L. на засухо- и стрессоустойчивость // Труды КубГАУ. 2021. № 91. С. 181–186. https://doi.org/10.21515/1999-1703-91-181-186
- Кузнецова Н.Ф., Клушевская Е.С., Аминева Е.Ю. Высокопродуктивные сосновые леса в условиях изменяющегося климата // Лесной журн. 2021. № 6. С. 9–23. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-6-9-23
- Куролап С.А., Нестеров Ю.А., Епринцев С.А. Типизация территории Воронежской области по уровню техногенного воздействия на среду обитания // Вестник ВГУ. Серия География. 2010. № 1. С. 5–11.
- Обновленский В.М. Физико-географический оптимум произрастания сосны обыкновенной и использование его в семеноводстве // Тез. докл. XI науч.-техн. конф. по итогам науч.-иссл. работ за 1961 г. Брянского технол. ин-та. Брянск, 1962. С. 27–29.
- Раутиан А.С. О природе генотипа и наследственности // Журн. общей биологии. 1993. Т. 54. № 2. С. 132–149.
- Романовский М.Г. Формирование урожая семян сосны обыкновенной в норме и при мутагенном загрязнении. М.: Наука, 1997. 111 с.
- Романовский М.Г. Продуктивность, устойчивость и биоразнообразие равнинных лесов Европейской России. М.: МГУЛ, 2002. 92 с.
- Свинцова В.С. Характер изменчивости признаков репродуктивной сферы Pinus sylvestris L. в условиях среднерусской лесостепи: Воронежская область: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.05. Воронеж, 2002. 20 с.
- Сердюкова А.П. Реакция сосны обыкновенной на изменение климата в условиях степной зоны Воронежской области // Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов. Вып. 22. ВГУ, 2020. С. 177–181.
- Чудинова Л.А., Орлова Н.В. Изменчивость физиолого-биохимических показателей в зависимости от жизненного состояния модельных деревьев сосны обыкновенной // Экологический мониторинг и биоразнообразие. 2016. Т. 11. № 2. С. 168–172.
- Щербаков В.П. Эволюция как сопротивление энтропии. II. Консервативная роль полового размножения // Журн. общей биологии. 2005. Т. 66. № 5. С. 300–309.
- Alaquori H.A.A., Ozer Genc C., Aricak B., Kuzmina N., Cetin M. The possibility of using Scots pine (Pinus sylvestris L.) as biomonitor in the determination of heavy metal accumulation // Applied Ecology and Environmental Research. 2020. V. 18. № 2. P. 3713–3727. https://doi.org/10.15666/aeer/1802_37133727
- Alberto F.J., Aitken S.N., Alia R. et al., Potential for evolutionary responses to climate change – evidence from tree populations // Global Change Biology. 2013. V. 19. № 6. P. 1645–1661. https://doi.org/10.1111/gcb.12181
- Allen C.D., Macalady A.K., Chenchouni H. et al. A global overview of drought and heat induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests // Forest Ecology and Management. 2010. V. 259. № 4. P. 660–684. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2009.09.001
- Degtyareva A.P. Characteristics of Pinus sylvestris L. seeds under drought conditions in the steppe region of the Central Chernozem region // J. Agriculture and Environment. 2021. № 3(19).https://doi.org/10.23649/jae.2021.3.19.1
- Diaz S., Demissew S., Carabias J. et al. The IPBES conceptual framework – connecting nature and people // Current Opinion in Environmental Sustainability. 2015. V. 14. № 3–4. P. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2014.11.002
- Gauthier S., Bernier P., Kuuluvainen T., Shvidenko A.Z., Schepaschenko D.G. Boreal forest health and global change // Science. 2015. V. 349. № 6250. P. 819–822. https://doi.org/10.1126/science.aaa9092
- Iglesias V., Whitlock C. If the trees burn, is the forest lost? Past dynamics in temperate forests help management strategies // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2020. V. 375. № 1794. P. 20190115. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0115
- IPCC. Climate Change 2022: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Montreal, Canada, 2017. P. 3–29.
- Kuznetsova N.F. Self-fertility in Scots pine as a system for regulating close relationships and species survival in advance environment // Advances in Genetics Research. V. 9. N.Y.: Nova Science Publ., 2012. P. 83–106.
- Kuznetsova N.F., Semenov M.A., Sautkina M.Yu. Pine forests of East European plain: distribution trends, functions and development problems // Pinus: Growth, Distribution and Uses. N.Y.: Nova Science Publ., 2019. P. 1–47.
- Kramer K. Equilibrium and non-equilibrium concepts in forest genetic modeling: population- and individually-based approaches // Forest Systems. 2011. № 3(4). P. 100–109. https://doi.org/10.5424/fs/201019S-9312
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)