A New Method for Determining the Calendar Age of Plants of Heracleum sosnowskyi and Evaluation based on the Age Composition in Cenopopulations of the Species in the North

I. V. Dalke; Далькэ И. В.; S. P. Maslova; Маслова С. П.; S. N. Plyusnina; Плюснина С. Н.; E. S. Zraychenko; Зрайченко Е. С.; Yu. A. Bobrov; Бобров Ю. А.

doi:10.31857/S0367059723030022

A New Method for Determining the Calendar Age of Plants of Heracleum sosnowskyi and Evaluation based on the Age Composition in Cenopopulations of the Species in the North

Authors: Dalke I.V.¹, Maslova S.P.¹, Plyusnina S.N.¹, Zraychenko E.S.², Bobrov Y.A.²
Affiliations:
1. Institute of Biology, Komi Science Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences
2. Syktyvkar State University
Issue: No 3 (2023)
Pages: 212-219
Section: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/0367-0597/article/view/139187
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367059723030022
EDN: https://elibrary.ru/EARBLW
ID: 139187

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Studies have been carried out to determine the calendar age of plants of the invasive species Hogweed Sosnovsky (Heracleum sosnowskyi Manden.). The study of the root structure showed the presence of growth rings formed by increments of secondary xylem, which makes it possible to use the xylochronological approach to estimate the calendar age of H. sosnowskyi. The number of xylem rings on the transverse section of the root corresponds to the number of remnants of annual increments on the longitudinal section of the underground caudex. The method of accounting for annual increments on a longitudinal section of the caudex is simple and effective and allows you to determine the age of plants of H. sosnowskyi in the field, without resorting to tissue contrast and microscopy. Plants of H. sosnowskyi in natural cenopopulations of the middle taiga zone of the Komi Republic, started flowering in the third year of life, and their calendar age reached 7 full years.

Keywords

Heracleum sosnowskyi, calendar age, caudex, leaf scars, annual growth, roots, xylochronology, cenopopulations

References

Kattge J., Boenisch G., Diaz S. et al. TRY plant trait database – enhanced coverage and open access // Global Change Biology. 2020. V. 26. № 1. P. 119–188. https://doi.org/10.1111/gcb.14904
Работнов А.Т. Методы определения возраста и длительности жизни у травянистых растений // Полевая геоботаника. М.;Л.: Изд-во АН СССР, 1960. Т. 2. С. 249–262.
Жукова Л.А. Многообразие путей онтогенеза в популяциях растений // Экология. 2001. №. 3. С. 169–176.
Dietz H., Ullmann I. Age-determination of dicotyledonous herbaceous perennials by means of annual rings: exception or rule? // Annals of Botany. 1997. V. 80. P. 377–379. https://doi.org/10.1006/anbo.1997.0423
Schweingruber F.H., Poschlod P. Growth rings in herbs and shrubs: life span, age determination and stem anatomy // Forest Snow and Landscape Research. 2005. V. 79. № 3. P. 195–415.
Степанова А.В. Ксилохронология травянистых и полудревесных двудольных растений // Ботан. журн. 2011. Т. 96. № 6. С. 673–680.
Harper J.L., White J.E. The Demography of Plants // Ann. Rev. of Ecology, Evolution, and Systematics. 1974. V. 5. P. 419–463. https://www.jstor.org/stable/2096894
Ценопопуляции растений (основные понятия и структура) / Смирнова О.В., Заугольнова Л.Б., Ермакова И.М. и др. М.: Наука, 1976. 216 с.
Rejmanek M., Richardson D.M. What attributes make some plant species more invasive? // Ecology. 1996. V. 77. P. 1655–1661. https://doi.org/10.2307/2265768
Chadin I., Dalke I., Zakhozhiy I. et al. Distribution of the invasive plant species Heracleum sosnowskyi Manden. in the Komi Republic (Russia) // PhytoKeys. 2017. V. 77. P. 71–80. https://doi.org/10.3897/phytokeys.77.11186
Болотова Е.С. Продолжительность жизни борщевика Сосновского в условиях культуры в центральной зоне Коми АССР // Биологические исследования на северо-востоке европейской части СССР (Ежегодник). Сыктывкар, 1974. С. 54–59.
Сацыперова И.Ф. Борщевики флоры СССР – новые кормовые растения. Л.: Наука, 1984. 223 с.
Pergl J., Perglová I., Pyšek P., Dietz H. Population age structure and reproductive behaviour of the monocarpic perennial Heracleum mantegazzianum (Apiaceae) in its native and invaded distribution ranges // American Journal of Botany. 2006. V. 93. № 7. P. 1018–1028. https://bsapubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.3732/-ajb.93.7.1018
Hüls J., Otte A., Eckstein R.L. Population life-cycle and stand structure in dense and open stands of the introduced tall herb Heracleum mantegazzianum // Biological Invasions. 2007. V. 9. № 7. P. 799-811. https://doi.org/10.1007/s10530-006-9082-9
Nehrbass N., Winkler E., Müllerová J. et al. A simulation model of plant invasion: long-distance dispersal determines the pattern of spread // Biological Invasions. 2007. V. 9. P. 383–395. https://doi.org/10.1007/s10530-006-9040-6
Chadin I., Dalke I., Tishin D. et al. A simple mechanistic model of the invasive species Heracleum sosnowskyi propagule dispersal by wind // PeerJ. 2021. 9:e11821. https://doi.org/10.7717/peerj.11821
Безделев А.Б., Безделева Т.А. Жизненные формы семенных растений российского Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 2006. 296 с.
Товстик Е.В., Адамович Т.А., Ашихмина Т.Я. Идентификация участков массового роста борщевика Сосновского с помощью спектральных индексов по данным Sentinel-2 // Теоретическая и прикладная экология. 2019. № 3. С. 34–40. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-3-034-040
Далькэ И.В., Захожий И.Г., Чадин И.Ф. Распространение борщевика Сосновского и мероприятия по его ликвидации на территории МО ГО “Сыктывкар” (Республика Коми) // Вестник Института биологии Коми НЦ УрО РАН. 2018. № 3(205). С. 2–13. https://doi.org/10.31140/j.vestnikib.2018.3(205).1
Ламан Н.А., Прохоров В.Н., Масловский О.М. Гигантские борщевики – опасные инвазивные виды для природных комплексов и населения Беларуси. Минск: Ин-т экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича НАН Беларуси, 2009. 40 с.
Барыкина И.П., Веселова Т.Д., Девятов А.Г. Справочник по ботанической микротехнике. Основы и методы: Учеб. пособие. М., 2004. 312 с.
Чадин И.Ф., Далькэ И.В., Малышев Р.В. Оценка морозостойкости борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi Manden.) после удаления снежного покрова в ранневесенний период // Российский журн. биологич. инвазий. 2018. № 4. С. 105–116.
Tappeiner U., Cernusca A. Model simulation of spatial distribution of photosynthesis in structurally differing plant communities in the Central Caucasus // Ecological Modelling. 1998. V. 113. № 1. P. 201–223. https://doi.org/10.1016/S0304-3800(98)00144-6
Dalke I.V., Chadin I.F., Zakhozhiy I.G. et al. Traits of Heracleum sosnowskyi plants in monostand on invaded area // PLOS ONE. 2015. N. 10 (11). P. e0142833. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0142833